DE3414947A1 - Ansteuerschaltung zum kontrollierbaren ansteuern eines heizelements - Google Patents

Ansteuerschaltung zum kontrollierbaren ansteuern eines heizelements

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DE3414947A1
DE3414947A1 DE19843414947 DE3414947A DE3414947A1 DE 3414947 A1 DE3414947 A1 DE 3414947A1 DE 19843414947 DE19843414947 DE 19843414947 DE 3414947 A DE3414947 A DE 3414947A DE 3414947 A1 DE3414947 A1 DE 3414947A1
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    • G05D23/24Control of temperature characterised by the use of electric means with sensing elements having variation of electric or magnetic properties with change of temperature the sensing element having a resistance varying with temperature, e.g. a thermistor

Description

Anwaltsakte: 33 431
Beschreibung
Die Erfindung betrifft eine Ansteuerschaltung zum kontrollierbaren Ansteuern eines Heizelements, um einen Aufbautemperaturanstieg einer Flüssigkeit zu beschleunigen, welche mittels des Heizelements zu erwärmen ist, und betrifft insbesondere eine Heizelement-Ansteuerschaltung zum kontrollierten Ansteuern eines in einem Farbstrahldrucker untergebrachten Heizelements, um die Farbtemperatur zu steuern, so daß die Farbtemperatur sich in einem kurzen Zeitabschnitt aufbaut.
In einem Farbstrahldrucker wird im allgemeinen einen Heizelement verwendet, um Farbe, die aus einem Kopf auszustoßen ist, auf einer entsprechenden Temperatur zu halten; für ein derartiges Heizelement sind verschiedene Arten von Ansteuerschaltungen vorgeschlagen worden. Ein Beispiel einer herkömmlichen, in ihrer Gesamtheit mit 10 bezeichneten Heizelement-Ansteuerschaltung ist in Fig. 1 dargestellt. Die Ansteuerschaltung 10 ist entsprechend ausgelegt, um eine Färb- und eine Umgebungstemperatur zu fühlen, und hält die Farbtemperatur auf einem vorbestimmten Wert, um den Betrieb eines Heizelements 12 unter Zugrundelegung der gefühlten Temperaturen sowohl bei der Aufbau- als auch bei der stationären Phase zu steuern. Die Ansteuerschaltung 10 weist eine Konstantstromquelle 14 und eine Reihenschaltung 20 aus einem temperaturempfindlichen Element 16, das auf eine Heizelement-Temperatur anspricht, und aus einem temperaturempfindlichen Element 18 auf, welches auf die Umgebungstemperatur anspricht; die beiden temperaturempfindlichen Elemente sind zwischen die Konstantstromschaltung und Erde geschaltet. Ein invertierender Eingang eines Vergleichers 22 ist mit einer Verbindungsstelle zwischen der Konstantstromschaltung 14 und dem temperaturempfindlichen
Element 16 verbunden, und an einen nichtinvertierenden Eingang wird eine erste Bezugsspannung Vref.. angelegt, die vorbestimmt ist, um das Heizelement 12 mit einer für einen Temperaturaufbau notwendigen Energie zu versorgen. Ein invertierender Eingang eines Fehlerverstärkers 24 ist mit dem invertierenden Eingang des Vergleichers 22 verbunden, und an den nichtinvertierenden Eingang ist eine zweite Bezugsspannung Vref« angelegt, die vorbestimmt ist, und das Heizelement 12 mit Energie zu versorgen, die für einen normalen oder stationären Betrieb erforderlich ist, was durchgeführt wird, umdas Heizelement 12 auf einer vorbestimmten Temperatur zu halten.
Die Ausgänge des Vergleichers 22 und des Fehlerverstärkers 24 sind über Dioden 26 bzw. 28 mit dem Heizelement 12 verbunden. Jedes der temperaturempfindlichen Elemente 16 und 18 weist einen Thermistor oder einen wärmeempfindlichen Widerstand auf und hat eine positive Temperaturcharakteristik, Wenn nunmehr die erste Bezugs spannung Vref.- entsprechend gewählt ist, um die Temperatur einer Flüssigkeit, wie die Farbe in einem Farbstrahldrucker, auf 600C zu steuern, dann arbeitet der Vergleicher 22 entsprechend, um festzustellen, ob die Färbtemperatür 600C erreicht hat. Während des Betriebs soll nunmehr die Temperatur des Heizelements 12 in dem stationären Betriebszustand 200C und die Umgebungstemperatur 50C sein. Um die Farbe schnell auf 600C zu erwärmen, wird das Heizelement 12 so gesteuert, daß die Summe aus der Heizelementtemperatur, die mittels des Elements 16 gefühlt wird, und aus der mittels des Elements
3^ 18 gefühlten Umgebungstemperatur 600C wird. Dies wird nunmehr unter Bezugnahme auf Fig. 2 beschrieben, in welcher auf der Abszisse die Umgebungstemperatur und auf der Ordinate die Heizelementtemperatur aufgetragen ist. Eine ausgezogene Linie Ta in Fig. 2 stellt mittels des Elements 18 gefühlte Umgebungstemperaturen dar, während eine gestrichelte Linie Th1 und eine strichpunktierte Linie Th2 jeweils Temperaturen des Heizelements 12 darstellen, welche
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mittels des Elements 16 geführt worden sind. Wenn die Umgebungstemperatur 200C ist, wird die Heizelementtemperatur so gesteuert, daß sie 400C wird, wie durch die atmosphärische Temperatur Ta und die Heizelementtemperatur Th1 angezeigt ist. Wenn dagegen die Umgebungstemperatur 400C ist, dann wird die Heizelement-Temperatur auf 200C gesteuert, wie durch die Umgebungstemperatur Ta und die Heizelementtemperatur Th2 angezeigt ist.
2Q Im allgemeinen ist in einem Farbstrahldrucker ein Heizelement zum Aufheizen von Farbe in einem entsprechenden Abstand von einem Kopf angeordnet, und somit wird die Farbtemperatur hoch genug gewählt, um sie einem Temperaturabfall anzupassen, welchen die Farbe erfährt, bevor sie den Kopf erreicht. Hierdurch kommt es zu einer schwierigen Situation, da nämlich , weil das Ausmaß des Temperaturabfalls der Farbe mit dem Anstieg der Umgebungstemperatur kleiner wird, bei dem Aufbau bzw. Aufheizen des Heizelements 12 beim Ansteuern des Heizelements 12 in der vorbeschriebenen Weise zu weit gegangen wird. Selbst wenn inzwischen die erste Bezugs spannung Vref.., die an den Vergleicher 22 angelegt wird, so gewählt wird, daß sie einen Wert hat, welcher kein„Hinausschießen bei der Umgebungstemperatur von 100C zur Folge hat, wird die Größe des Temperaturabfalls bei der Farbe wesentlich, was dann wiederum ein Unterschreiten zur Folge hat. Es ist somit schwierig, einen schnellen Aufbau der Farbtemperatur zu erreichen. Wenn die Steuerung so durchgeführt wird, daß die optimale Farbtemperatur 400C ist, wird es ebenfalls als schwierig empfunden, den Aufbau entsprechend zu beschleunigen, obwohl es zu keinem "Hinausschießen" kommt.
Gemäß der Erfindung soll daher eine Heizelement-Ansteuerschaltung geschaffen werden, welche ein Heizelement in einem stabilen Zustand ansteuert, so daß die Temperatur einer durch das Heizelement aufzuheizenden Flüssigkeit in einer Aufbaustufe oder -phase wirksam und schnell er-
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höht und dann auf einem optimalen Pegel gehalten werden kann. Ferner soll eine Heizelement-Ansteuerschaltung geschaffen werden, welche ein Heizelement in einem stabilen Zustand ansteuert, so daß der Temperaturanstieg einer c Flüssigkeit, welche durch das Heizelement in einer Aufbaustufe aufgeheizt werden soll, wirksam beschleunigt werden kann, um unmittelbar einen optimalen Wert zu erreichen, ohne durch die Umgebungstemperatur beeinflußt zu werden. Ferner soll gemäß der Erfindung eine Heizelement-Ansteuer-
jQ schaltung geschaffen werden, welche ein Heizelement in einem stabilen Zustand ansteuert, so daß die Farbtemperatur in einem Farbstrahldrucker in einer Aufbaustufe wirksam und schnell erhöht werden kann, um unmittelbar einen optimalen Pegel zu erreichen, ohne durch die Umgebungstemperatur beeinflußt zu werden. ^
Gemäß der Erfindung ist dies bei einer Ansteuerschaltung zum kontrollierbaren Ansteuern eines Heizelements durch die Merkmale im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben. Somit ist durch die Erfindung eine insgesamt verbesserte Heizelement-Ansteuerschaltung geschaffen.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist eine Ansteuerschaltung zum kontrollierbaren Ansteuern eines Heizelements geschaffen, um eine Temperatur eines Objektes auf einem optimalen Werte zu halten, wobei die Schaltung einen Fühler zum Fühlen der Umgebungstemperatur mit einem vorbestimmten Temperaturkoeffizienten, einen weiteren Fühler zum Fühlen einer Temperatur des Heizelements mit einem entsprechenden Temperaturkoeffizienten, welcher größer als der Temperaturkoeffizient des Umgebungstemperaturfühlers ist, einen Addierer zum Summieren der Ausgänge des Umgebungs- und des Heizelement-Temperaturfühlers nach einem Wichten der Ausgänge um denselben Betrag, einen Vergleicher, an dessen ersten Eingang ein
Summierausgang von dem Addierer angelegt wird, und an dessen zweiten Eingang eine vorbestimmte und veränderliche, erste Bezugsspannung angelegt wird, durch welche der Heizer mit einer für einen Aufbau bzw. für ein Aufheizen des Heizers notwendige Energie versorgt wird, und einen Fehlerverstärker aufweist, an dessen ersten Eingang eine aufsummierte Spannung der Ausgänge des ümgebungs- und des Heizelement-Temperaturfühlers angelegt werden ist, und an dessen zweiten Eingang eine vorbestimmte zweite Bezugsspannung angejQ legt wird, durch welche das Heizelement mit der für seinen stationären Betrieb erforderlichen Energie versorgt wird, um den Gegenstand auf einer optimalen Temperatur zu halten.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand von bevorzugten Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die anliegenden Zeichnungen im einzelnen erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 ein Diagramm einer herkömmlichen Heizelementansteuerschaltung ;
Fig. 2 eine Kurvendarstellung, in welcher die
Arbeitsweise der in Fig. 1 dargestellten Heizelement-Ansteuerschaltung wiedergegeben ist;
Fig. 3 ein Diagramm einer Heizelement-Ansteuerschaltung gemäß der Erfindung;
Fig. 4 eine Kurvendarstellung, in welcher die Arbeitsweise der in Fig. 3 dargestellten Heiz
element-Ansteuerschaltung oder einer in Fig. dargestellten Heizelement-Ansteuerschaltung wiedergegeben ist;
Fig. 5 eine Kurvendarstellung, in welcher eine
Beziehung zwischen einer Heizelementtemperatur und einer Farbtemperatur während einer
Aufbaustufe oder -phase über der Zeit aufge-
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-10-tragen ist, und
Fig. 6 ein Schaltungsdiagramm gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung.
In Fig. 3 ist eine in der Gesamtheit mit 30 bezeichnete Heizelement-Ansteuerschaltung gemäß der Erfindung beschrieben. Hierbei sind in Fig. 3 die gleichen oder ähnliche Bauelemente wie diejenigen, welche in Fig. 1 dargestellt sind,
jQ mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet. Die Heizelement-Ansteuerschaltung 30 weist einen Verstärker zum Verstärken eines Ausgangs des photoempfindlichen Elements 18 auf, durch welchen der nichtinvertierende Eingang des Vergleichers 22 der in Fig. 1 dargestellten Ansteuerschaltung 10 versorgt wird. Das heißt, der invertierende Eingang des Verstärkers 32 ist über einen Widerstand 34 mit dem Verbindungspunkt zwischen den temperaturempfindlichen Elementen 16 und 18 verbunden, so daß er mit einem Ausgang des temperaturempfindlichen Elements 18 gespeist wird, welches auf Umgebungstemperatüren anspricht. Das Verstärkungsverhältnis des Verstärkers 32 ist "2". Der nichtinvertierende Eingang des Verstärkers 32 wird über einen Widerstand 36 mit einer ersten Bezugs spannung Vref.. gespeist, welche notwendig ist, um das Heizelement 12 mit Energie zu versorgen, die für einen Aufbau bzw. für ein Aufheizen notwendig ist. Der Ausgang des Verstärkers 32 wird zu dem nichtinvertierenden Eingang des Vergleichers 22 geleitet, während er über einen Widerstand 38 zu seinem invertierenden Eingang zurückgekoppelt ist.
Die Arbeitsweise der ersten Ausführungsform wird nunmehr anhand der in Fig. 4 wiedergegebenen Kurvendarstellung beschrieben. In Fig. 4 ist auf der Abszisse die Umgebungstemperatur und auf der Ordinate ist die Umgebungs- und die Heizelement-Temperatur aufgetragen. Eine ausgezogene Linie Ta1 stellt eine mittels des Elements 18 gefühlte Umgebungstemperatur dar; eine ausgezogene Linie Ta2 stellt eine
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scheinbare Umgebungstemperatur dar, die durch Verdoppeln der Umgebungstemperatur Ta1 erhalten worden ist; eine gestrichelte Linie TH1 ist eine Heizelementtemperatur, die mit einer herkömmlichen Einrichtung erhaltbar ist, und eine gestrichelte Linie TH- ist eine Heizelementtemperatur, die mit der dargestellten Ausführungsform erhalten wird. Alle Werte in Fig. 4 sind aus Zwekcmäßigkeitsgründen in Temperaturwerten dargestellt, obwohl sie streng genommen in Spannungswerten dargestellt werden sollten.
Die Umgebungstemperautr Ta1 soll 100C sein. Sie wird dann verdoppelt, um die scheinbare Umgebungstemperatur Ta„ von 20° zu erhalten. Der Vergleicher 22 ist so ausgelegt, daß, wenn die Summe der Ausgänge der Elemente 16 und 18 600C erreicht hat, dessen Ausgang unterbrachen wird, um die Aufbausteuerung zu stoppen. Somit ist die höchste Temperatur, die für eine Aufbaustufe des Heizelements 12 zulässig ist, 400C, um dadurch ein sogenanntes "Hinausschießen" auszuschließen.
Wenn in einem Extrembeispiel die gewünschte optimale Farbtemperatur 200C und die Umgebungstemperautr TH1 200C ist, dann wird das Heizelement 12 gemäß der vorliegenden Ausführungsform entsprechend gesteuert, um seine Temperatur TH2 niedriger als 200C zu halten. Im Unterschied dazu wäre es bei der herkömmlichen Einrichtung möglich, daß die Heizelementtemperatur 400C erreicht, wie durch die Linie TH2 angezeigt ist, was dann zu einem sogenannten "Hinausschießen" führen würde.
In der vorstehend beschriebenen Ausführungsform kann eine Heizelement-Temperatur TH„ bezüglich der Umgebungstemperatur Ta1 von 50C nicht über 500C ansteigen, was dann 50C niedriger ist als die mit der herkömmlichen Einrichtung erreichbare Temperatur, so daß TH1 = 550C ist. Trotzdem kann dies dadurch kompensiert werden, daß die Bezugsspannung Vref1, welche an den Verstärker 32 angelegt wird,
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um einen Betrag erhöht wird, der an 50C angepaßt ist/ oder die Verstärkung des Verstärkers 32 selbst sowie die Bezugstemperatur Vref.. kann etwas geändert werden. Obwohl bei einem derartigen Steuervorgang die höchste Temperatur, die für einen Aufbau bzw. ein Aufheizen zugelassen wird, 25°C ist, wenn die Umgebungstemperatur Ta1 2O0C ist, bewirkt dies infolge der Wärmekapazität des Kopfes kaum, daß die Farbtemperatur "darüber hinausgeht", wie in Fig. 5 dargestellt ist. In Fig. 5 ist auf der Abszisse die Zeit und auf der Ordinate die Umgebungstemperatur und eine Farbausflußtemperatur aufgetragen. Eine ausgezogene Linie THL in Fig. 5 stellt die Aufbau- bzw. Aufheiztemperaturen des Heizelements 12 für niedrige Umgebungstemperaturen dar; eine gestrichelte Linie TIL stellt Farbausflußtemperaturen für niedrige Umgebungstemperaturen dar; eine gestrichelte Linie THH stellt Aufbau- bzw. Aufheiztemperaturen des Heizelements 10 für hohe Umgebungstemperaturen und eine gestrichelte Linie TIH stellt Farbausflußtemperaturen für hohe Umgebungstemperaturen dar. Ferner ist mit Td ein Temperaturverlust angeheigt, welcher sich aufgrund des Abstandes zwischen dem Heizelement unddem Kopf ergibt. Nachdem die Farbtemperatur-Aufbau steuerung so, wie beschrieben durchgeführt ist, stellt der Fehlerverstärker 24 eine normale oder stationäre Steuerung ein, so daß ein Strom über die Diode 28 durch das Heizelement 12 fließen kann.
In Fig. 6 ist eine zweite Ausführungsform der Erfindung dargestellt, wobei dieselben oder ähnliche Bauelemente wie diejenigen, welche in Fig. 3 dargestellt sind, mit den
ö gleichen Bezugszeichen bezeichnet sind. Wie in Fig. 6 dargestellt, ist zwischen eine Spannungsquelle +V und Erde eine Reihenschaltung aus Widerständen 40 und 42, eine Reihenschaltung auf einem Widerstand 44 und dem temperaturempfindlichen Element 16, das auf die Heizelementtempera-
3^ tür anspricht, und eine Reihenschaltung aus einem Widerstand 46 und dem temperaturempfindlichen Element 18 vorgesehen, was auf die Umgebungstemperatur anspricht. Die Verbindung
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zwischen den Widerständen 40 und 42 ist über einen Widerstand 48 mit dem invertierenden Eingang eines Differenzverstärkers 50 verbunden, während die Verbindung zwischen dem Widerstand 44 und dem Element 16 über einen Widerstand 52 mit dem nichtinvertierenden Eingang des Differenzverstärkers und über einen Widerstand 54 mit dem invertierendenEingang des Fehlerverstärkers 24 verbunden ist. Die Verbindung des Widerstands 46 und des Elements 18 ist über einen Widerstand 56 mit dem invertierenden Eingang des Fehlerverstärkers 24 und über einen Widerstand 58 mit dem nichtinvertierenden Eingang des Differenzverstärkers 50 verbunden. Der Ausgang V50 des Differenzverstärkers 50 ist mit dem invertierenden Eingang des Vergleichers 22 verbunden. An den nichtinvertierenden Eingang des Vergleichers 22 ist die erste Bezugsspannung Vref angelegt. An den nichtinvertierenden Eingang des Fehlerverstärkers 24 ist die zweite Bezugsspannung Vref angelegt. Die Ausgänge des Vergleichers 22 und des Fehlerverstärkers 24 sind über die Dioden 26 bzw. 28 zu dem Heizelement 14 geleitet.
In der in Fig. 6 dargestellten Ausführungsform haben die Widerstände 40, 42 und 44 und 46 den gleichen Widerstandwert und das gleiche gilt für die Widerstände 50, 54 und Wenn nunmehr der Temperaturkoeffizient des Elementes 16 beispielsweise "1" ist, ist der Temperaturkoeffizient des Elements 18 so vorbestimmt, daß er größer als "1" ist, und in der dargestellten Ausführungsform wird er mit "2"
angenommen. Die Widerstandswerte der Widerstände 54 und 30
56, welche jeweils den Temperaturkoeffizienten der Elemente 16 und 18 zugeordnet sind, sind durch R54 bzw. R58 dargestellt, welche in einem Verhältnis ^4/1W = 1/2 stehen. Das heißt, die Anordnung ist so ausgeführt, daß die Temperaturkoeffizienten von Spannungen, welche von den Elementen 16 und 18 an den Fehlerverstärker 24 angelegt sind, miteinander identisch sind. Der Differenzverstärker 50
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ist vorgesehen, um die Ausgangsspannungen der Elemente und 18 jeweils mit "1" zu wichten und dient als Addierer, um die beiden Ausgangsspannungen miteinander zu summieren. Wie in Fig. 4 dargestellt, stellt der Eingang an dem invertierenden Eingang des Fehlerverstärkers 24 die Summe aus einer tatsächlichen Heizelement-Temperatur TH„ und einer Umgebungstemperatur Ta-. dar.
Die in Fig. 6 dargestellte Heizelement-Ansteuerschaltung wird so betrieben, wie nachstehend anhand von Fig. 4 beschrieben wird. In Fig. 4 stellt die ausgezogene Linie Ta1 eine Umgebungstemperatur dar, die mit einem Temperaturkoeffizienten "1" erhalten worden ist, welcher dem Element 18 zugeordnet ist; die ausgezogene Linie Ta2 stellt eine Umgebungstemperatur dar, die mit einem Temperaturkoeffizienten "2" erhalten worden ist, welcher dem Element 18 zugeordnet ist; die gestrichelte Linie TH1 stellt eine Heizelementtemperatur entsprechend der herkömmlichen Einrichtung und die gestrichelte Linie TH2 stellt eine Heizelementtemperatur entsprechend der zweiten Ausführungsform der Erfindung dar. Die Temperatur Ta2 ist ein Scheinwert, da der Temperaturkoeffizient verdoppelt sein soll, welcher eine relative Temperatur erzeugt.
Die Umgebungstemperatur Ta1 soll 2O0C sein. Da dann der Temperaturkoeffizient des temperaturempfindlichen Elements 18 das Doppelte des Temperaturkoeffizienten des temperaturempfindlichen Elements 16 ist, beträgt die scheinbare Umgebungstemperatur Ta2 40°, und die Heizelementtemperatur
TH0 ist 2O0C, wodurch es dann zu keinem "Hinausschießen" kommt. Wie bei der ersten Ausführungsform kann die Heizelementtemperatur TH2 für eine Umgebungstemperatur von 50C nicht über 500C hinaus ansteigen, was um 50C niedriger ist als die Temperatur, die mit der herkömmlichen Einrichtung erhaltbar ist, so daß TH1 = 550C ist. Trotzdem kann dies ausgeglichen werden, indem die Bezugsspannung Vref^, die an den Vergleicher 22 angelegt worden ist, um einen
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-15-mit 50C zu vergleichenden Wert erhöht wird.
Nachdem die Farbtemperatur-Aufbausteuerung so, wie beschrieben, durchgeführt worden ist, stellt der Fehlerverstärker 24 eine normale oder stationäre Steuerung ein, 5
so daß ein Strom über die Diode 28 durch das Heizelement 12 fließen kann. Da die Widerstandswerte R,. und R56 der Widerstände 54 und 56 so gewählt sind, daß sie in einem Verhältnis RKA/R =1/2 stehen, entspricht der Tempera-
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n turkoeffizient des temperaturempfindlichen Elements 18 "1", wodurch eine normale Steuerung bewirkt ist.
In der zweiten Ausführungsform ist es im wesentlichen möglich, den Temperaturkoeffizienten des Umgebungstemperatur-
J5 fühlers 18 genau zu verdoppeln und die zweite Bezugsspannung Vref2 zu verändern. Jedoch ist ein solches Vorherbestimmen eines Temperaturkoeffizienten ziemlich schwierig und erhöht die Kosten, und in dieser Hinsicht ist das Wichten mittels des Differenzverstärkers 50 wie in der zweiten Ausführungsform vorteilhafter.
Die Erfindung schafft somit eine Heizelement-Ansteuerschaltung, welche einen Temperaturanstieg einer Flüssigkeit auf einen optimalen Wert während der Aufbau- oder Aufheizphase ohne irgendein Überschreiten oder Unterschreiten beschleunigt und ohne daß dies durch die Umgebungstemperatur beeinflußt wird. Dieser Vorteil wird aus der Ausführung hergeleitet, in welcher, wie in Verbindung mit der ersten Ausführungsform beschrieben, eine Spannung, die durch Verstärken mittels eines Verstärkers eine Ausgangsspannung eines bezüglich einer Umgebungstemperatur empfindlichen Elements in einem entsprechenden Verhältnis, daß größer als "1" ist, erzeugt worden ist, mit einer vorbestimmten Bezugsspannung verglichen wird, und daß die Energiezufuhr zu dem Heizelement entsprechend dem Vergleichsergebnis gesteuert wird, oder daß, wie in Verbindung mit der zweiten Ausführungsform beschrieben ist, der Temperaturkoeffizient
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des temperatur fühlenden Elements größer gemacht wird als der eines auf die Heizelementtemperatur ansprechenden Elements, daß die Ausgänge der beiden Elemente um denselben Betrag gewichtet und dann addiert werden, daß die summierte Ausgangsspannung dann mit einer vorbestimmten Bezugsspannung verglichen wird, und daß dann die Energiezufuhr zu dem Heizelement in einer Aufbau- oder Aufheizphase entsprechend dem Vergleichsergebnis gesteuert wird.
Obwohl die Ausführungsformen teilweise nur unter Bezugnahme beispielsweise auf Farbe beschrieben worden sind, welche in einem Farbstrahldrucker verwendet wird, kann die Heizelement-Ansteuerschaltung gemäß der Erfindung auch bei vielen anderen Flüssigkeiten, deren Temperaturen durch ein Heizelement gesteuert werden können, oder sogar bei Gasen ^ oder festen Stoffen angewendet werden.
Ende der Beschreibung
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Claims (13)

BERG · STAP.F ■- SCHWABE--·;; :SANDMAIR MAUERKIRCHERSTRASSE 45 8000 MÜNCHEN 80 Anwaltsakte: 33 431 Ricoh Company, Ltd. Tokyo / Japan Ansteuerschaltung zum kontrollierbaren Ansteuern eines Heizelements Patentansprüche
1. Ansteuerschaltung zum kontrollierbaren Ansteuern eines Heizelements, um eine Temperatur eines Objekts auf einem 5 optimalen Werte zu halten, gekennzeichnet durch
einen Umgebungstemperaturfühler (18) zum Fühlen einer Umgebungstemperatur;
einen Heizelement-Temperaturfühler (16) zum Fühlen einer Temperatur des Heizelements (12);
einen Verstärker (32), an dessen ersten Eingang ein Ausgang des Umgebungstemperaturfühlers (18) angelegt ist, und an dessen zweiten Eingang eine vorbestimmte und veränderliche erste Bezugsspannung(Vref..) angelegt ist, durch welche das Heizelement (12) mit Energie versorgt wird, die für ein Aufbauen bzw. Aufheizen des Heizers erforderlich ist, wobei der Verstärker (32) ein Verstärkungsverhältnis größer als "1" hat;
VII/XX/Ktz - 2 -
• (089)988272-74 Telex: 524560BERGd Bankkonten: Bayer Vereinsbank München 453100 (BLZ 700202 70)
einen Vergleicher (22), an dessen ersten Eingang der
verstärkte Ausgang des Verstärkers (32) angelegt ist und an dessen zweiten Eingang ein Ausgang des Heizelementg Temperaturfühlers (16) angelegt ist, und einen Fehlerverstärker (24), an dessen ersten Eingang ein Ausgang des Heizelement-Temperaturfühlers (16) angelegt ist/ und an dessen zweiten Eingang eine vorbestimmte und veränderliche zweite Bezugsspannung (Vref2) angelegt !Q ist, durch welche das Heizelement (12) mit Energie versorgt wird, die für einen stationären Betrieb des Heizelements (12) notwendig ist, um das Objekt auf der optimalen Temperatur zu halten.
2. Ansteuerschaltung nach Anspruch 1, dadurch g e k e η n~ zeichne t, daß das Objekt eine Flüssigkeit ist.
3. Ansteuerschaltung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Flüssigkeit in einem Farbstrahldrucker verwendete Farbe ist.
4. Ansteuerschaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sowhl der ümgebungstemperaturfühler (18) als auch der Heizelement-Temperaturfühler (16) einen Thermistor aufweist.
5. Ansteuerschaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sowohl der Umgebungstemperaturfühler (18) als auch der Heizelement-Temperaturfühler (16) einen temperaturempfindlichen Widerstand aufweist.
6. Ansteuerschaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Verstärkungsverhältnis des Verstärkers (32) "2" ist.
7. Ansteuerschaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Verstärkungsverhältnis des Verstärkers (32) einstellbar ist. - 3 -
"■■" : 34H9A7
8. Ansteuerschaltung zum kontrollierbaren Ansteuern eines Heizelements, um eine Temperatur eines Objekts auf einem optimalen Wert zu halten, gekennzeichnet durch einen Umgebungstemperatürfühler (18) zum Fühlen einer Umgebungstemperatür, wobei er einen vorbestimmten Temperaturkoeffizienten hat;
einen Heizelement-Temperaturfühler (16) zum Fühlen einer Temperatur eines Heizelements (12), wobei er einen Temperaturkoeffizienten hat, welcher größer ist als der Temperaturkoeffizient des Umgebungstemperaturfühlers (18) ; einen Addierer (50) zum Summieren eines Ausgangs des Umgebungstemperaturfühlers (18) und eines Ausgangs des Heizelement - Temperaturfühlers (16) , nachdem die Ausgänge um denselben Betrag gewichtet sind; einen Vergleicher (22) , an dessen ersten Eingang ein summierter Ausgang (Vn0) des Addierers (50) angelegt wird, und an dessen zweiten Eingang eine vorbestimmte und veränderliche erste Bezugs spannung (Vref..) angelegt ist, durch welche das Heizelement (12) mit Energie ver-
•*w sorgt wird, welche für einen Aufbau bzw. ein Aufheizen des Heizelements (12) erforderlich ist, und einen Fehlerverstärker (24),an dessen ersten Eingang eine summierte Spannung von Ausgängen des Umgebungstemperaturfühlers (18) und des Heizelement-Temperaturfühlers (16) angelegt ist, und an dessen zweiten Eingang eine vorbestimmte, zweite Bezugsspannung(Vref„) angelegt ist, durch welche das Heizelement (12) mit Energie versorgt wird, welche für einen stationären Betrieb des Heizelements
(12) erforderlich ist, um das Objekt auf der optimalen
Temperatur zu halten.
9. Ansteuerschaltung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Objekt eine Flüssigkeit ist.
10. Ansteuerschaltung nach Anspruch 9, dadurch g e k e η n.
zeichnet, daß die Flüssigkeit in einem Farbstrahldrucker verwendete Farbe ist. - 4 -
11. Ansteuerschaltung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß sowohl der Umgebungstemperaturfühler (18) als auch der Heizelement-Temperaturfühler (16) einen
_ Thermistor aufweist, ο
12. Ansteuerschaltung nach Anspruch 1f dadurch gekennzeichnet, daß sowohl der ümgebungstemperaturfühler (18) als auch der Heizelement-Temperaturfühler (16) einen
-0 temperatürempfindlichen Widerstand aufweist.
13. Ansteuerschaltung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Temperaturkoeffizient des Heizelement-Temperaturfühlers (16) das Doppelte des Temperaturkoeffizienten des Umgebungstemperaturfühlers (18) ist.
DE19843414947 1983-04-20 1984-04-19 Ansteuerschaltung zum kontrollierbaren ansteuern eines heizelements Granted DE3414947A1 (de)

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