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Dokumentenidentifikation DE60311189T2 15.11.2007
EP-Veröffentlichungsnummer 0001376261
Titel Bildformungsapparat und Fixiereinrichtung mit zusätzlicher Stromversorgung
Anmelder Ricoh Co., Ltd., Tokyo, JP
Erfinder Kikuchi, Toshiyuki, Urayasu-shi, Chiba, JP
Vertreter Schwabe, Sandmair, Marx, 81677 München
DE-Aktenzeichen 60311189
Vertragsstaaten DE, ES, FR, GB, IT, NL
Sprache des Dokument EN
EP-Anmeldetag 20.06.2003
EP-Aktenzeichen 030134092
EP-Offenlegungsdatum 02.01.2004
EP date of grant 17.01.2007
Veröffentlichungstag im Patentblatt 15.11.2007
IPC-Hauptklasse G03G 15/20(2006.01)A, F, I, 20051017, B, H, EP
IPC-Nebenklasse G03G 15/00(2006.01)A, L, I, 20051017, B, H, EP   

Beschreibung[de]
HINTERGRUND DER ERFINDUNG Gebiet der Erfindung

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Kopierer, einen Drucker, ein Faxgerät, eine All-in-One-Maschine hiervon oder eine ähnliche Bilderzeugungsvorrichtung und insbesondere auf eine Fixiervorrichtung, die in der Bilderzeugungsvorrichtung enthalten ist, um ein Tonerbild auf einem Aufzeichnungsmedium mit Wärme zu fixieren.

Beschreibung des Standes der Technik

Im Allgemeinen umfasst eine Bilderzeugungsvorrichtung eine Fixiervorrichtung, die dazu ausgelegt ist, ein auf einem Blatt oder Aufzeichnungsmedium erzeugtes Tonerbild mit einem Wärmemittel zu fixieren. Es ist übliche Praxis bei der Bilderzeugungsvorrichtung, der Fixiervorrichtung von einer Haupt- oder einer Zusatzleistungsversorgung Leistung zuzuführen. Eine Bilderzeugungsvorrichtung, die mit einer Haupt- und einer Zusatzleistungsversorgung versehen ist, ist z. B. in der japanischen Patentoffenlegungsschrift Nrn. 2001-66926 (Seiten 2–4, 1), 10-282821 (Seiten 2–3, 1) und 2002-174988 (Seiten 2–4, 1) offenbart.

Das Problem bei der herkömmlichen Fixiervorrichtung besteht jedoch darin, dass mit dem Abfall der Fixiertemperatur, der während der kontinuierlichen Fixierung auftritt, nicht ausreichend zurechtgekommen werden kann.

Technologien in Bezug auf die vorliegende Erfindung sind auch z. B. in der japanischen Patentoffenlegungsschrift Nr. 2000-315567 offenbart.

EP 0 800 121 A beschreibt die Verwendung einer sekundären Leistungsversorgung, die mit einer sekundären Heizvorrichtung 22 gekoppelt ist, um die Wiederherstellung nach einer Energiesparbetriebsart zu verringern. JP-03 005779A offenbart die Verwendung einer zusätzlichen Nebenheizvorrichtung, die mit einer Batterie verbunden ist, um die Fixiertemperatur stabil zu halten.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Bilderzeugungsvorrichtung, die in der Lage ist, den Abfall der Fixiertemperatur während der kontinuierlichen Fixierung zu steuern, und eine Fixiervorrichtung für dieselbe zu schaffen.

Eine Bilderzeugungsvorrichtung der vorliegenden Erfindung umfasst eine Fixiervorrichtung zum Fixieren eines Tonerbildes auf einem Blatt oder Aufzeichnungsmedium mit Wärme. Eine Haupt- und eine Zusatzleistungsversorgung führen der Fixiervorrichtung Leistung zu. Ein Schaltkreis legt selektiv eine normale Betriebsart, in der die Hauptleistungsversorgung mit der Fixiervorrichtung verbunden wird, um dieser Leistung zuzuführen, oder einer Zusatzbetriebsart, in der die Haupt- und die Zusatzleistungsversorgung beide mit der Fixiervorrichtung verbunden werden, um dieser Leistung zuzuführen, fest. Eine Steuerschaltung steuert den Schaltkreis und umfasst einen Temperatursensor, der auf die Temperatur der Fixiervorrichtung reagiert. Die Steuerschaltung bewirkt, dass der Schaltkreis die Zusatzbetriebsart im Fall einer kontinuierlichen Fixierung festlegt, steuert in der normalen Betriebsart die Menge an Leistung, die von der Hauptleistungsversorgung zur Fixiervorrichtung zugeführt wird, gemäß der Ausgabe des Temperatursensors und steuert in der Zusatzbetriebsart die Menge an Leistung, die von der Haupt- und der Zusatzleistungsversorgung der Fixiervorrichtung zugeführt wird, ohne Rücksicht auf die Ausgabe des Temperatursensors.

KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Die obigen und weitere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden aus der folgenden ausführlichen Beschreibung mit den begleitenden Zeichnungen ersichtlich, in denen:

1 ein schematisches Blockdiagramm ist, das eine Bilderzeugungsvorrichtung zeigt, die die vorliegende Erfindung verkörpert;

2 ein Schnitt ist, der eine Fixiervorrichtung zeigt, die in der erläuternden Ausführungsform enthalten ist:

3 ein Graph ist, der die Veränderung der Temperatur einer Heizwalze zeigt, die in der Bilderzeugungsvorrichtung enthalten ist, der eine Zusatzleistungsversorgung fehlt;

4 ein Graph ist, der die Veränderung der Temperatur einer Heizwalze zeigt, die in der erläuternden Ausführungsform enthalten ist; und

5 ein Graph ist, der die Heizwalze der herkömmlichen Vorrichtung, der eine Zusatzleistungsversorgung fehlt, und die Heizwalze der erläuternden Ausführungsform hinsichtlich der Temperaturveränderung vergleicht.

BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORM

Mit Bezug auf 1 der Zeichnungen ist eine Bilderzeugungsvorrichtung, die die vorliegende Erfindung verkörpert, gezeigt und im Allgemeinen mit dem Bezugszeichen 1 bezeichnet. Wie gezeigt, umfasst die Bilderzeugungsvorrichtung 1 eine Fixiervorrichtung 4 zum Fixieren eines Tonerbildes auf einem Blatt oder Aufzeichnungsmedium. Eine Hauptleistungsversorgung 2 ist mit einer kommerziellen Leistungsversorgung verbunden und führt spezielle Leistung zu jedem von verschiedenen Abschnitten zu, die in der Vorrichtung 1 enthalten sind. Eine Zusatzleistungsversorgung 3 kann Leistung von der Hauptleistungsversorgung 2 zuführen. Ein Schaltkreis 5 tritt zwischen die Hauptleistungsversorgung 2, die Hauptleistungsversorgungen 3 und die Fixiervorrichtung 4, um selektiv eine elektrische Verbindung dazwischen herzustellen. Eine Steuerschaltung 6 steuert die Schaltvorrichtung 5.

Die Hauptleistungsversorgung 2 ist über ein Kabel 2a mit einem Auslass verbunden, der an einer Stelle zur Verfügung steht, an der sich die Vorrichtung 1 befindet, wobei sie einen allgemeinen Wechselstrom von einer kommerziellen Leistungsversorgung empfängt. Die Hauptleistungsversorgung 2 ist in der Lage, den Wechselstrom in einen Gleichstrom umzusetzen und ihn gleichzurichten und eine Spannung auszugeben, die der Heizcharakteristik der Fixiervorrichtung 4 oder der Aufladecharakteristik der Zusatzleistungsversorgung 3 entspricht.

Die Zusatzleistungsversorgung, die als sekundäre Leistungsversorgung implementiert wird, ist in der Lage, Leistung allein ohne Rücksicht auf die Hauptleistungsversorgung 2 oder die äußere Leistungsversorgung zuzuführen. Die Zusatzleistungsversorgung 3 umfasst ein Auflademittel, das als Kondensator mit schneller Auflade/Entlade-Fähigkeit implementiert ist. Für den Kondensator wird von einem elektrischen Doppelschichtkondensator mit einer Kapazität von etwa 2000 F (Farad) Gebrauch gemacht. Wenn die Zusatzleistungsversorgung 3 mit der Fixiervorrichtung 4 zusammen mit der Hauptleistungsversorgung 2 elektrisch verbunden ist, kann daher die Zusatzleistungsversorgung 3 ausreichend Leistung zur Fixiervorrichtung 4 für etwa mehrere zehn Sekunden zuführen.

Der elektrische Doppelschichtkondensator verwendet eine elektrische Doppelschicht, die an einer Grenzfläche erscheint, wo eine Polarisationselektrode, die aus Aktivkohle gebildet ist, und ein Elektrolyt, der durch ein organisches Lösungsmittel implementiert ist, einander berühren. Diese Art von Kondensator kann schnell aufgeladen und entladen werden und bleibt trotz wiederholter Aufladung und Entladung stabil, wie auf dem Fachgebiet bekannt ist. Die Zusatzleistungsversorgung 3 ist mit einer Schutzschaltung, nicht gezeigt, versehen, um zu verhindern, dass ein Aufladestrom, der die Durchbruchspannung des Kondensators übersteigt, durch den Kondensator fließt, wodurch eine Überladung vermieden wird.

2 zeigt eine spezielle Konfiguration der Fixiervorrichtung 4. Wie gezeigt, umfasst die Fixiervorrichtung 4 eine Heizwalze 7, die eine Heizvorrichtung 9 darin aufnimmt, und eine Presswalze 8, die gegen die Heizwalze 7 gepresst wird. Die Heizvorrichtung 9, die das Heizmittel zum Erwärmen der Heizwalze 7 auf eine vorgewählte Fixiertemperatur bildet, empfängt Leistung von einer oder beiden der Haupt- und der Zusatzleistungsversorgung 2 und 3 über den Schaltkreis 5. Die Heizvorrichtung 9 ist in der Lage, die Menge an Wärme gemäß der Eingangsleistung zu erhöhen oder zu verringern. Dies gilt sogar dann, wenn Leistung sowohl von der Haupt- als auch der Zusatzleistungsversorgung 2 und 3 der Heizvorrichtung 9 zugeführt wird.

Ein Temperatursensor 10 grenzt an den äußeren Umfang der Heizwalze 7 an und erfasst die Temperatur oder Fixiertemperatur eines Teils des äußeren Umfangs der Heizwalze 7, der gleich ein Blatt 13 berühren wird, das ein Tonerbild 13a darauf trägt. Wie in 1 gezeigt, wird die Ausgabe des Temperatursensors 10 zu einer CPU (Zentraleinheit) 12 über einen ADC (Analog-Digital-Umsetzer) 11gesandt. Das Blatt 13 wird durch einen nicht gezeigten Fördermechanismus zum Walzenspalt zwischen der Heizwalze 7 und der Presswalze 8 befördert.

Wie in 1 gezeigt, umfasst der Schaltkreis 5 drei Schalter 14, 15 und 16. Der Schalter 14 ist auf einem Pfad angeordnet, der die Fixiervorrichtung 4 und eine Hauptleistungsversorgung verbindet. Der Schalter 15 ist auf einem Pfad angeordnet, der sich an den obigen Pfad anschließt und die Fixiervorrichtung 4 und die Zusatzleistungsversorgung 3 verbindet. Der Schalter 16 ist auf einem Pfad angeordnet, der die Haupt- und die Zusatzleistungsversorgung 2 und 3 verbindet. In dieser Konfiguration ist es durch geeignetes Steuern der Schalter 14 bis 16 möglich, irgendeine von einer normalen Betriebsart zum Zuführen von Leistung von der Hauptleistungsversorgung 2 zur Fixiervorrichtung 4, einer Zusatzbetriebsart zum Zuführen von Leistung von sowohl der Haupt- als auch er Zusatzleistungsversorgung 2 und 3 zur Fixiervorrichtung 4 und einer Aufladebetriebsart zum Zuführen von Leistung von der Hauptleistungsversorgung 2 zur Zusatzleistungsversorgung 3 festzulegen. Diese Steuerung über den Schaltkreis 5 wird von der Steuerschaltung 6 ausgeführt, deren Hauptkomponente die CPU 12 ist.

Die Steuerschaltung 6 besteht aus dem Temperatursensor 10, der auf die Temperatur der Heizwalze 7 reagiert, dem ADC 11, in den die Ausgabe des Temperatursensors 10 und ein Fixierungsstartsignal, das in Bezug auf den Betrieb eines Druckstartschalters erzeugt wird, eingegeben werden, und der CPU 12, in die digitale Signale vom ADC 11 eingegeben werden. Die CPU 12 schaltet jeden der Schalter 14 bis 15 des Schaltkreises 5 selektiv ein oder aus. Insbesondere digitalisiert der ADC 11 die Ausgabe des Temperatursensors 10, die die momentane Temperatur T der Heizwalze 7 darstellt, und das Fixierstartsignal und liefert die resultierenden digitalen Werte zur CPU 12. Die CPU 12 führt gemäß den digitalen Werten eine Verarbeitung auf der Basis eines Programms aus, das im Voraus gespeichert wird, wodurch die Leistungszuführung über die Schaltvorrichtung 5 gesteuert wird.

Im Betrieb soll angenommen werden, dass die Temperatur der Heizwalze 7, die vom Temperatursensor 10 erfasst wird, niedriger ist als die Bereitschaftstemperatur TH (siehe 3 bis 5) zum Zeitpunkt z. B. des Einschaltens der Vorrichtung 1. Dann stellt die CPU 12 fest, dass die Heizwalze 7 erwärmt werden muss und schaltet den Schalter 14 der Schaltvorrichtung 5 ein, um dadurch die Hauptleistungsversorgung 2 mit der Fixiervorrichtung 4 zu verbinden. Gleichzeitig schaltet die CPU 12 die Schalter 15 und 16 aus, um dadurch die Zusatzleistungsversorgung 3 von der elektrischen Schaltungsanordnung zu trennen. Folglich wird die ganze aus der Hauptleistungsversorgung 2 ausgegebene Leistung der Fixiervorrichtung 4 zugeführt, so dass die Heizwalze 7 schnell auf die Bereitschaftstemperatur TH erwärmt wird, die ermöglicht, dass die Heizwalze 7 die Fixierung durchführt.

Wenn die Heizwalze 7 über die Bereitschaftstemperatur TH erwärmt wird, wie vom Temperatursensor 10 erfasst, schaltet die CPU 12 den Schalter 14 in Reaktion auf die Ausgabe des Temperatursensors 10 aus, wobei die Hauptleistungsversorgung von der Fixiervorrichtung 4 getrennt wird. Anschließend prüft die CPU 12 die Menge an Ladung, die im Kondensator der Zusatzleistungsversorgung 3 gespeichert ist, die die vorher angegebene Funktion hat. Wenn die Menge an gespeicherter Ladung knapp ist, dann schaltet die CPU 12 den Schalter 16 ein, um die Hauptleistungsversorgung 2 mit der Zusatzleistungsversorgung 3 zu verbinden. Folglich wird Leistung von der Hauptleistungsversorgung 2 zur Zusatzleistungsversorgung 3 zugeführt, um dadurch den Kondensator aufzuladen. Sobald der Kondensator vollständig aufgeladen ist, schaltet die CPU 12 den Schalter 16 aus. Die Fixiervorrichtung 4 ist nun bereit, die Fixierung durchzuführen. Wenn andererseits der Kondensator der Zusatzleistungsversorgung 3 vollständig aufgeladen ist, wie durch die CPU 12 nach dem Ausschalten des Schalters 14 festgestellt, wird der Schalter 16 kontinuierlich ausgeschaltet, so dass die Fixiervorrichtung 4 bereit wird, sofort zu arbeiten.

In der normalen Betriebsart steuert die Steuerschaltung 6 auf der Basis der Ausgabe des Temperatursensors 10 die Menge an Leistung, die von der Hauptleistungsversorgung 2 zur Heizvorrichtung oder zum Heizmittel 9 zugeführt wird. In einem Bereitschafs- oder unwirksamen Zustand schaltet die Steuerschaltung 6 nur den Schalter 14 in einer vorgewählten Weise ein und aus, um die Menge an Leistung, die der Heizvorrichtung 9 zugeführt wird, zu steuern, wodurch die Temperatur der Heizwalze 7 um die Bereitschaftstemperatur TH gehalten wird. Insbesondere wenn die erfasste Temperatur um einen vorgewählten Wert höher ist als die Bereitschaftstemperatur, schaltet die Steuerschaltung 6 den Schalter 14 aus, um dadurch das Erwärmen der Heizvorrichtung 9 zu stoppen. Wenn die erfasste Temperatur um einen vorgewählten Wert niedriger ist als die Bereitschaftstemperatur TH, schaltet die Steuerschaltung 6 den Schalter 14 ein, um dadurch das Erwärmen der Heizvorrichtung 9 durchzuführen. Eine solche Steuerung begrenzt die Temperatur der Heizwalze 7 in einen vorgewählten Bereich um die Bereitschaftstemperatur TH.

In der erläuternden Ausführungsform beginnt die Leistungszuführung von der Zusatzleistungsversorgung 3 zur gleichen Zeit wie der Start der Leistungszuführung von der Hauptleistungsversorgung 2, nicht zu der Zeit, zu der die Temperatur der Heizwalze 7 auf Grund einer kontinuierlichen Fixierung merklich verringert ist, d. h. wenn die Leistung zum Erwärmen der Heizwalze 7 als knapp bestimmt wird, sondern zu der Zeit, zu der der merkliche Abfall der Temperatur abgeschätzt wird. In Reaktion auf das Fixierstartsignal, das von der Vorrichtung 1 erzeugt wird und die kontinuierliche Fixierung anzeigt, startet die Fixiervorrichtung 4 insbesondere die kontinuierliche Fixierung. In diesem Moment bringt die Steuerschaltung 6 den Schaltkreis 5 in den Zustand für die Zusatzbetriebsart anstatt für die normale Betriebsart. In der Zusatzbetriebsart werden die Schalter 14 und 15 des Schaltkreises 5 beide eingeschaltet. Folglich wird Leistung von sowohl der Haupt- als auch der Zusatzleistungsversorgung 2 und 3 der Fixiervorrichtung 4 zugeführt, d. h. mehr Leistung wird zur Fixiervorrichtung 4 zugeführt, als wenn nur die Hauptleistungsversorgung 2 mit der Fixiervorrichtung 4 verbunden wird. Dies verringert erfolgreich den Temperaturabfall der Heizwalze 7, der der kontinuierlichen Fixierung zuzuschreiben ist.

Andererseits steuert die Steuerschaltung 6 in der Zusatzbetriebsart die Menge an Leistung, die von der Haupt- und der Zusatzleistungsversorgung 2 und 3 zur Heizvorrichtung 9 zugeführt wird, ohne Rücksicht auf die Ausgabe des Temperatursensors 10. Insbesondere wird die EIN/AUS-Steuerung über den Schalter 14 zum Halten der Heizwalze 7 auf einer vorgewählten Temperatur nicht ausgeführt, d. h. die Schalter 14 und 15 werden kontinuierlich eingeschaltet. Dies vermeidet ein Vorkommnis, dass eine Leistungszuführung von beiden der Haupt- und Leistungsversorgungen 2 und 3 nicht ausgeführt wird, bis die Temperatur der Heizwalze 7 tatsächlich abfällt, d. h. bis eine Temperatur, die um den vorgewählten Wert niedriger ist als die Bereitschaftstemperatur TH, erfasst wurde.

In der Zusatzbetriebsart kann die Heizvorrichtung 9 daher ihre maximale Heizfähigkeit aufweisen. Ferner wird die Leistungszufuhr von der Haupt- und der Zusatzleistungsversorgung 2 und 3 nicht bewirkt, nachdem der Temperaturabfall der Heizvorrichtung 7 erfasst wurde, so dass eine solche Leistungszufuhr zu einem früheren Zeitpunkt durchgeführt werden kann. Es folgt, dass eine Zeitverzögerung zwischen dem Start der Leistungszufuhr und der tatsächlichen Temperaturerhöhung der Heizvorrichtung 7 durch den Vorschub des obigen Leistungszufuhrzeitpunkts verringert wird, was die Wahrscheinlichkeit für eine fehlerhafte Fixierung, die der knappen Temperatur der Heizwalze 7 zuzuschreiben ist, verringert. Andererseits steuert die Steuerschaltung 6 in der Zusatzbetriebsart die Menge an Leistung, die von der Haupt- und der Zusatzleistungsversorgung 2 und 3 zur Heizvorrichtung 9 zugeführt wird, ohne Rücksicht auf die Ausgabe des Temperatursensors 10, wie vorher angegeben. Daher ist es wahrscheinlich, dass die Temperatur der Fixiervorrichtung 4 für einen Moment auf einen Überhitzungspegel ansteigt. Der Überhitzungspegel kann jedoch sofort aufgehoben werden, da Blätter 13 kontinuierlich während der ganzen kontinuierlichen Fixierung über die Fixiervorrichtung 4 befördert werden.

In einer herkömmlichen Bilderzeugungsvorrichtung, der die Konfiguration der erläuternden Ausführungsform fehlt, deren Hauptkomponente die Zusatzleistungsversorgung 3 ist, fällt die Temperatur einer Heizwalze kontinuierlich während der ganzen kontinuierlichen Fixierung. Wie in 3 gezeigt, fällt folglich die Heizwalzentemperatur von der höchsten Temperatur (Bereitschaftstemperatur TH), die eine angemessene Fixierung implementiert, unter die niedrigste Temperatur (untere Grenze TL). Insbesondere nehmen aufeinander folgende Blätter, die kontinuierlich über die Heizwalze befördert werden, Wärme von der Heizwalze, so dass die Erwärmung der Heizwalze knapp wird. Um mit einer fehlerhaften Fixierung zurechtzukommen, die einer solchen knappen Erwärmung zuzuschreiben ist, ist es erforderlich, den mechanischen Betrieb der Vorrichtung zu unterbrechen, die angemessene Temperatur der Heizwalze wiederherzustellen und dann den mechanischen Betrieb wieder aufzunehmen.

In 3 geben die Ordinate und die Abszisse die Heizwalzentemperatur T bzw. die Zeit t an. Wie gezeigt, startet die kontinuierliche Fixierung zu einer Zeit t1, während die Heizwalzentemperatur T auf die untere Grenze TL zu einer Zeit t2 abfällt. Die kontinuierliche Fixierung wird von der Zeit t1 bis zur Zeit t2, d. h. über einen Zeitraum von tp0, fortfahren lassen. Ein Zeitraum von tr0 ist erforderlich, damit die Heizwalzentemperatur T die angemessene Temperatur von der Zeit t2 zu einer Zeit t3 wiederherstellt.

Um die vorstehend erwähnte Erholungszeit tr0 zu verringern oder zu vermeiden, kann die zu einer Heizvorrichtung zuzuführende Leistung erhöht werden, um den Temperaturabfall der Heizwalze, der der kontinuierlichen Fixierung zuzuschreiben ist, zu verringern oder zu verhindern. Dieses Schema erhöht jedoch den maximalen Leistungsverbrauch der ganzen Vorrichtung und benötigt daher eine elektrische Installation, die in der Lage ist, mehr Leistung zuzuführen, was eine übliche, kommerzielle Leistungsversorgung unbrauchbar macht.

4 zeigt die Temperaturveränderung der Heizwalze 7 der erläuternden Ausführungsform, die während der kontinuierlichen Fixierung auftritt. Wie gezeigt, beginnt die Heizwalzentemperatur T von der Bereitschaftstemperatur TH in Richtung der unteren Grenze TL von der Zeit t1, zu der die Fixierung beginnt, abzufallen, da aufeinander folgende Blätter Wärme von der Heizwalze 7 nehmen. In diesem Moment wird in der erläuternden Ausführungsform Leistung von der Zusatzleistungsversorgung 3 zur Fixiervorrichtung 4 zusätzlich zur Leistung der Hauptleistungsversorgung 2 zugeführt, was die Rate des Temperaturabfalls im Vergleich zur Veränderung von 3 verringert. Folglich wird ein Zeitraum tp1 zwischen den Zeiten t1 und t4, über den die Heizwalzentemperatur T von TH auf TL abfällt, merklich verlängert. Daher kann der Zeitraum tp1, über den die kontinuierliche Fixierung durchgeführt werden kann, ohne die Fixiergeschwindigkeit zu verringern, verlängert werden. Es folgt, dass die Anzahl von Blättern, mit der über den Zeitraum tp1 zurechtgekommen werden kann, erhöht wird, was die Fähigkeit der Vorrichtung 1 zur kontinuierlichen Fixierung verbessert.

Nachdem das letzte Blatt 13 aus der Fixiervorrichtung 4 getrieben wurde, wird der Schalter 15 ausgeschaltet, um die Leistungszufuhr von der Zusatzleistungsversorgung 3 zur Fixiervorrichtung 4 zu unterbrechen. Diesem folgt eine Verarbeitung zur Wiederherstellung der Heizwalzentemperatur auf die Bereitschaftstemperatur TH mit der Leistung der Hauptleistungsversorgung 2 und eine Verarbeitung zum Aufladen der Zusatzleistungsversorgung 3.

Da die maximale Anzahl von Blättern, mit denen während der kontinuierlichen Fixierung zurechtgekommen werden kann, erhöht wird, wie vorstehend angegeben, ist der mechanische Betrieb der Vorrichtung 1 frei von einer häufigen Unterbrechung und scheint daher für die Bedienperson natürlich und zuverlässig.

In der erläuternden Ausführungsform garantiert die aufladbare Zusatzleistungsversorgung 3, die von der Zusatzleistungsversorgung 2 unabhängig ist, zusätzliche Leistung, die zum Steuern des Temperaturabfalls der Heizwalze 7 während der kontinuierlichen Fixierung erforderlich ist. Dies verhindert, dass der maximale Leistungsverbrauch der Vorrichtung 1 zunimmt, und ermöglicht daher, dass eine übliche, kommerzielle Leistungsversorgung verwendet wird. Insbesondere kann die Zusatzleistungsversorgung 3, die von der äußeren Leistungsversorgung unabhängig ist, Leistung zur Fixiervorrichtung 4 zuführen, ohne die Spannung und andere Lasten der äußeren Leistungsversorgung zu erhöhen, so dass sich die Vorrichtung 1 an einem beliebigen gewünschten Platz befinden kann, solange ein Auslass zur Verfügung steht. Außerdem sind die anderen Vorrichtungen, die sich dieselbe kommerzielle Leistungsversorgung mit der Fixiervorrichtung 4 teilen, von einem elektrischen Einfluss der Fixiervorrichtung 4 frei.

Wenn ein Zeitraum, der zur kontinuierlichen Fixierung erforderlich ist, kürzer ist als der Zeitraum tp1, kann die erläuternde Ausführungsform ferner einen Zeitraum verringern, über den der mechanische Betrieb unterbrochen werden sollte. Es soll beispielsweise angenommen werden, dass die Vorrichtung 1 unter denselben Bedingungen betrieben wird wie eine herkömmliche Bilderzeugungsvorrichtung, die in der Lage ist, eine gegebene maximale Anzahl von Bildern ohne irgendeine Unterbrechung kontinuierlich zu fixieren. Dann verursacht die herkömmliche Vorrichtung, dass die Heizwalzentemperatur variiert, wie durch eine gestrichelte Kurve in 5 angegeben.

Dagegen verhindert in der erläuternden Ausführungsform die zusätzliche Leistung, die von der Zusatzleistungsversorgung 3 zugeführt wird, dass die Heizwalzentemperatur auf die untere Grenze TL fällt, wie durch eine durchgezogene Kurve in 5 angegeben. Daher ist die Heizwalzentemperatur T ohne Ausfall zu einer Zeit t2, zu der das letzte Blatt aus der Entwicklungsvorrichtung 4 getrieben wird, höher als die untere Grenze TL. Folglich nimmt die Differenz zwischen der Heizwalzentemperatur t2 und der Bereitschaftstemperatur TH ab, so dass eine Zeit t6, zu der die Heizwalzentemperatur T auf die Bereitschaftstemperatur zurückkehrt, vorgeschoben wird. Dies macht die Wiederherstellungszeit tr1 kürzer als die herkömmliche Wiederherstellungszeit tr0 und verringert daher den Zeitraum, über den der mechanische Betrieb unterbrochen werden sollte. Es folgt, dass, wenn der Zeitraum, der für die kontinuierliche Fixierung erforderlich ist, kürzer ist als der Zeitraum tp1, die Vorrichtung 1 die nächste Verarbeitung sofort starten kann und ihre Leistung verbessert ist.

Der elektrische Doppelschichtkondensator, der die Zusatzleistungsversorgung 3 implementiert, ist frei von Begrenzungen insbesondere für eine sekundäre Batterie des Typs, der elektrische Energie auf der Basis einer elektrochemischen Reaktion speichert. Insbesondere sind mehrere Stunden erforderlich, damit eine allgemeine Nickel-Cadmium-Batterie aufgeladen wird, selbst im Fall von schneller Aufladung. Dagegen kann ein elektrischer Doppelschichtkondensator in etwa mehreren Sekunden schnell aufgeladen werden. Daher wird verhindert, dass die Zusatzleistungsversorgung 3 die Chance für die Steuerung des Temperaturabfalls der Fixiervorrichtung 4 verpasst. Dies ermöglicht, dass die Zusatzleistungsversorgung 3 jedes Mal, wenn die kontinuierliche Fixierung ausgeführt wird, sicher zusätzliche Leistung zuführt.

Ferner ist die obere Grenze der wiederholten Aufladung und Entladung, die mit einer Nickel-Cadmium-Batterie erhältlich ist, 500 mal bis 1000 mal, während die obere Grenze, die mit einem elektrischen Doppelschichtkondensator erhältlich ist, 100000 mal oder mehr ist. Dies verlängert die Lebensdauer der Zusatzleistungsversorgung 3 als einzelne Einheit und verringert dadurch die Zeit und Arbeit für den Austausch der Zusatzleistungsversorgung 3, verringert Lieferkosten und verbessert die leichte Handhabung.

Überdies kann sogar ein elektrischer Miniatur-Doppelschichtkondensator eine Kapazität in der Größenordnung von Farad implementieren, da eine aktive Kohlenstoffelektrode und ein Elektrolyt davon über einen breiten Bereich in Kontakt stehen und da der Abstand zwischen den Dielektrika äußerst kurz ist. Ein solcher Kondensator macht daher die Zusatzleistungsversorgung 3 klein und leichtgewichtig. Diese Art von Kondensator ist ebenso vom Umweltstandpunkt erwünscht, da die Hauptkomponenten Aktivkohle und ein organisches Lösungsmittel sind.

Die erläuternde Ausführungsform kann derart modifiziert werden, dass die Zusatzleistungsversorgung 3 zusätzliche Leistung zur Fixiervorrichtung 7 nur dann zuführt, wenn verschiedene Bedingungen, die von der Vorrichtung 1 im Fall der Bilderzeugung erkannt werden können, angeben, dass die Temperatur der Heizwalze 7 auf Grund der kontinuierlichen Fixierung auf die untere Grenze TL abfällt. Wenn beispielsweise die Vorrichtung 1 als Kopierer implementiert wird, kann die Vorrichtung feststellen, ob die Heizwalzentemperatur während der kontinuierlichen Belichtung auf die untere Grenze TL abfällt oder nicht, auf der Basis z. B. dessen, ob die Vorrichtung 1 zum ersten Mal betrieben wird, und verschiedener Bedingungen, einschließlich der Anzahl von gewünschten Kopien, der durch Vergrößerung bestimmten Bildgröße, der Größe und Dicke der zu verwendenden Blätter, der Anzahl von Blättern, mit der für eine Einheitszeit zurechtgekommen werden soll, und der Einfach/Doppel-Kopierbetriebsart. Wenn die Vorrichtung 1 als Drucker oder Faxgerät implementiert wird, kann die Vorrichtung ferner die obigen Bedingungen auf der Basis der Menge oder der Inhalte von Daten, die von außerhalb der Vorrichtung 1 empfangen werden, auswählen.

Anders ausgedrückt, wenn nicht erwartet wird, dass die Temperatur der Heizwalze 7 während der kontinuierlichen Belichtung auf die untere Grenze TL abfällt, kann die Entladung der Zusatzleistungsversorgung 3 auf die minimale erforderliche Anzahl von Malen gesteuert werden. Dies verlängert nicht nur die Lebensdauer der Zusatzleistungsversorgung 3, die mehr als eine vorgewählte Anzahl von Malen aufgeladen und entladen werden muss, sondern spart auch Leistung der ganzen Vorrichtung 1.

Wenn irgendwelche Leistung in der Zusatzleistungsversorgung 3 am Ende der kontinuierlichen Fixierung übrig ist, kann die restliche Leistung ferner verwendet werden, um die Heizwalze auf dieselbe Bereitschaftstemperatur TH wie vor der kontinuierlichen Fixierung wiederherzustellen. Insbesondere kann eine Anordnung derart hergestellt werden, dass die mit der Zusatzleistungsversorgung 3 verfügbare restliche Leistung zur Zeit t2, 5, geprüft oder aus der Dauer der kontinuierlichen Fixierung abgeschätzt werden kann, in welchem Fall, falls die restliche Leistung zur Verfügung steht, dann die Verbindung der Haupt- und der Zusatzleistungsversorgung 2 und 3 mit der Fixiervorrichtung 4 aufrechterhalten wird.

Unter Verwendung der restlichen Leistung der Zusatzleistungsversorgung 3, wie vorstehend angegeben, ist es möglich, die Wiederherstellungszeit der Heizwalzentemperatur T auf die Bereitschaftstemperatur TH weiter zu verringern, um dadurch die Vorrichtung 1 auf die nächste Fixierung in einem kurzen Zeitraum vorzubereiten. Da in der Zusatzleistungsversorgung 3 nach der Zuführung von zusätzlicher Leistung Leistung übrig ist, wird ferner die Chance, dass die Zusatzleistungsversorgung 3 vollständig aufgeladen und vollständig entladen werden kann, erhöht, was das Meiste aus der Fähigkeit der Zusatzleistungsversorgung 3 herausholt, die in der Anzahl von Malen der Aufladung und Entladung begrenzt ist.

Zusammengefasst ist zu sehen, dass die vorliegende Erfindung eine Bilderzeugungsvorrichtung schafft, die in der Lage ist, während der kontinuierlichen Fixierung die Heizfähigkeit einer Fixiervorrichtung mit zusätzlicher Leistung, die mit einer Zusatzleistungsversorgung zur Verfügung steht, zu erhöhen, wodurch der Abfall der Fixiertemperatur gesteuert wird.

Verschiedene Modifikationen werden für Fachleute nach dem Erhalten der Lehren der vorliegenden Offenbarung möglich, ohne vom Schutzbereich der folgenden Ansprüche abzuweichen.


Anspruch[de]
Bilderzeugungsvorrichtung, die umfasst:

Fixiermittel (4) zum Fixieren eines Tonerbildes auf einem Aufzeichnungsmedium und Heizmittel (9) zum Erzeugen von Wärme, wenn Leistung in sie eingegeben wird;

eine Haupt- und eine Zusatzleistungsversorgung (2; 3), die so konfiguriert sind, dass sie den Fixiermitteln (4) Leistung zuführen;

Schaltmittel (5), um wahlweise eine normale Betriebsart, in der die Hauptleistungsversorgung (2) mit den Fixiermitteln (4) verbunden ist, um den Fixiermitteln (4) Leistung zuzuführen, oder eine Zusatzbetriebsart, in der die Hauptleistungsversorgung (2) und die Zusatzleistungsversorgung (3) mit den Fixiermitteln (4) verbunden sind, um den Fixiermitteln (4) Leistung zuzuführen, einzustellen; und

Steuermittel (6), um die Schaltmittel (5) zu steuern, die Temperatursensormittel (10) enthalten, um eine Temperatur der Fixiermittel (4) zu ermitteln;

dadurch gekennzeichnet, dass:

die Steuermittel (6) so konfiguriert sind, dass sie die Schaltmittel (5) dazu veranlassen, die Zusatzbetriebsart im Fall einer ununterbrochenen Fixierung einzustellen, in der normalen Betriebsart eine Energiemenge, die den Heizmitteln (9) von der Hauptleistungsversorgung (2) zugeführt werden soll, in Übereinstimmung mit einem Ausgang der Temperatursensormittel (10) zu steuern und in der Zusatzbetriebsart eine Energiemenge, die den Heizmitteln (9) von der Hauptleistungsversorgung (2) und von der Zusatzleistungsversorgung (3) zugeführt werden soll, ohne Berücksichtigung des Ausgangs der Temperatursensormittel (10) zu steuern.
Vorrichtung nach Anspruch 1, bei der die Zusatzleistungsversorgung (3) eine sekundäre Leistungsversorgung umfasst, die durch die Hauptleistungsversorgung (2) aufzuladen ist. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, bei der die Zusatzleistungsversorgung (3) einen Kondensator umfasst. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, bei der die Schaltmittel (5) Schalter (14, 16) zum Zuführen von Leistung von der Hauptleistungsversorgung (2) zu der Zusatzleistungsversorgung (3), wenn keine Fixierung im Gange ist, umfasst. Bilderzeugungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, bei der:

die Fixiermittel (4) eine Fixiervorrichtung sind;

die Schaltmittel (5) eine Schaltschaltung sind;

die Steuermittel (6) eine Steuerschaltung sind; und

die Temperatursensormittel (10) ein Temperatursensor sind.






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