DE1522689A1

DE1522689A1 - Tonerspender mit automatischer Steuerung

Info

Publication number: DE1522689A1
Application number: DE1966R0043039
Authority: DE
Inventors: Zoppoth Raymond Carl; Hewes Ellsworth Dayton
Original assignee: Rank Xerox Ltd
Current assignee: Xerox Ltd
Priority date: 1962-08-28
Filing date: 1966-04-07
Publication date: 1969-10-30
Also published as: DE1522689B2; DE1522689C3; DE1522690A1; US3251761A; US3348522A; DE1522690B2; DE1522690C3

Description

'-' Patentanwälte "" '
Jnp. F. WeW-O^r-V₁-. A. ^'-^-n

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Dr. Expl.

^iTJiC j*.j^v-üλ.

57/4"I- Mortimer Street, Iiondoü w'.l /

Tonerapender mit automatis euer Steuerung.

Die Erfindung bezieht sich, auf Tonerspenaer una insbesondere auf Verbesserungen in der automatiscnen steuerung solcher Einrichtungen, um die Herstellung xerograpnischer Reproduktionen zu erleichtern.

xiie Erfindung beseitigt die Mangel einer ri and steuerung für die Beimischung von Tonerpartikel zu der entwicklersubstanz, die in Aerograpniegeräten verwendet wird, -uie manuelle Lethode berulit nauptsächlich auf einer willkürlicnen Abschätzung des Maschinenwärters, der ständig die Xontrastqualität der ausgelieferten.Kopien beobachten muß, um eine Heproaukti-onsserie zu erhalten, deren Bildkontrast einigermaßen konstant ist. I¹LJC automatische Xerographiegeräte, bei denen lange Produktionsserien häufig sind, muß eine erfahrene Bedienungsperson

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zur Überwachung eingesetzt werden, um eine gute Eontrastqualität zu gewährleisten.

Hauptaufgabe der Erfindung ist es daher, eine automatische Steuerung für die Zugabe von Toner in Xerograpniesystemen zu schaffen, weiter ist es Ziel aer Erfindung, den Bildkontrast bei Xerographieverfahren zu verbessern.

jjiese und andere aufgaben der Erfindung weraen durch eine Steuerschaltung gelöst, die in Verbindung mit einem verbesserten Tonerspender benützt wird, um Toner nach Maßgabe der Dichte eines auf der xerographischen Platte entwickelten Bildes in die Entwicklungsvorrichtung nachzufüllen. Es sind kitte1 vorgesehen, um auf der xerographischen Platte ein elektrostatisches Bild zu erzeugen, dieses Ladungsbild wird zusammen mit einem von einer iteproduktionsvorlage erzeugten BiIa in dem Xerographiegerät entwickelt. Weiter ist eine bensitonietereinrichtung vorgesehen, aie das entwickelte BiIa abtastet una dessen Schwärzung mißt, jJiese kessung wird von einer elektrischen Brückenschaltung vorgenommen, in der Photozellen liegen, die die von dem entwickelten Bild ausgehenden Lichtstrahlen empfangen und sie elektrisch mit Standardbedingungen vergleichen. Der Brückenausgang wird dazu benützt, aen 'ionerspender zu betätigen, um wenn nötig der Entwicklersubstanz loner beizugeben.

Ein zweckmäßiges Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den beigefügten Zeichnungen dargestellt. Es zeigen: j?ig.1 einen schematischen Schnitt durch ein Xerographiegerät nach der Lehre der Erfindung}

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i'ig.2 eine isometrische Ansicht eines i'onerspenders, der in

dem Xerograpniegerät eingebaut ist} Fig.3 eine Vorderansicht des iTonerspenders und seines Betä-

t i gung sme chani smus;
Fig.4 eine üchnittansicht der Vorrichtung zur Anbringung des

Eontrollstreifens für die automatische- Sonersteuerung; Fig.5 einen Schnitt durch die Lichtstreifenmaske nach der Linie

5-5 in Fig.4;
Fig.6 einen Schnitt durch die Lichtmaske nach aer Linie 6-6 in

Fig.4}
Fig.7 eine Ansicht eines entwickelten Pulverbila es des von

der Tonersteuerung erzeugten Kontrollstreifens} Fig.8 eine vergrößerte Ansicht der Sensitometereinrichtung, die dazu dient, die Lichte des entwickelten Pulverbildes

zu messen}
Fig. S' eine Ansicht von links auf aie Scnsitometereinrichtung, die deren Lage zur xerographischen 'Jroi.i'.elooerfläche zeigt}

rig.io ein Schaltschema der Sensitonetereinrichtung} Fig. 11 eine Spaltung ^ur Steuerung aes Tonerspendermotors, und Fig.12 eine scnematische Ansicht des Antriebsmechanismus für den lenerspender.

i^vJüc ein aiifjc^eines Vers"C-.:idnis aes xerographischen tems, i/. dem aic- ^ri'irxdung verkörpert v;ira, wird auf Fig.1 Bezug ^enomi-en, ii. aer aie verschiedenen jaestsnäteile des Systems scLeinatisch veranschaulicht sind, »ie bei allen xerograpnischen Systemen, v.ii'd ein Bild der au reproduzierenden Vorlage auf aie

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sensibilisierte Oberfläche einer xerographischen Platte projiziert und erzeugt dort ein latentes elektrostatisches Bild. Danach wird das latente Bild mit einer entgegengesetzt geladenen Entwicklersubstanz entwickelt, wobei auf der Oberfläche der xerographischen Platte ein xerographisches Pulverbild entsteht, das dem latenten Ladungsbild entspricht. Das Pulverbild wird dann elektrostatisch auf eine Trägeroberfläche übertragen, mit der es mittels einer Schmelzvorrichtung verschmolzen wird, so daß es bleibend auf dieser Trägeroberfläche fixiert ist.

Bei dem hier geschilderten Syäem werden Karten, die verkleinerte Informationen tragen, in das Kartenmagazin gebracht, von wo sie der Eeihe nach einem Kartenschlitten in einer Kartenverarbeitungsvorrichtung zugeführt werden, die insgesamt mit .11 bezeichnet ist. Mn geeigneter .antrieb für den Kartenschlitten läßt die Karte durch den Strahlengang eines weiter unten beschriebenen Projektionssystems durchlaufen, wobei die verkleinerte Information von einer querlaufenden Lichtzeile abgetastet wird. Die beleuchtete Karte wird von einei.. Objektiv 12 nach unten durch eine veränderbare Schlitzblende 13 auf die Oberfläche einer xerographischen Platte projiziert, die die Porm einer Trommel 14 hat.

Die xerographische Trommel H besteht aus einem Zylinder, der in Lagern im Laschinenra—men aufgenommen ist und von einem Llotor mit einer konstanten Geschwindigkeit ent^e^en dem Uhrzeigersinn gedreht wird. Die fiotati Gasgeschwindigkeit ist proportional der Abtastgeschwindigkeit für die verkleinerte Information auf der Karte, wobei die Umfangsgeschwindigkeit der Tromteloberiläche identisch ist mit der Laufgeschwindigkeit

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des reflektierten Lichtbildes· Die Trommeloberflache weist eine Photoleiterschicht auf einer leitenden Unterlage aif, die vor der Belichtung mittels einer abgeschirmten üoronaentladungsvorrichtung 15 sensibilisiert wird.

Durch die Belichtung der Trommel mit dem Lichtmuster wird die Photoleiterschicht in dem von Licht getroffenen Stellen entladen, wobei auf der Trommel ein latentes elektrastatisches Bild zurückbleibt, dessen Konfiguration dem von der verkleinerten Information auf der Karte aufprojizierten Liehtmuster entspricht. Wenn die Trommeloberfläche sich weiterdreiit, läuft das latente elektrostatische J3ild durch eine Entwicklungsstation A, in der eine Entwicklungsvorrichtung untergebracht ist. Letztere weist ein Gehäuse 16 auf mit einem unteren Teil oder Sumpf für die Ansammlung von entwicklersubstanz. Ein Becherwerk mit entsprechendem Antrieb dient dazu, die !entwicklersubstanz in den oberen Teil des Gehäuses 16 zu befördern, von wo der Entwickler über eine Schüttrinne auf die xerographische Trommel herabrieselt.

- Während die Entwicklersubstanz auf die xerographische Trommel aufgesprüht wird, werden die Tonerteilchen von der Trägerkomponente der Entwicklersubstanz weggestoßfen und lagern sich auf der Trommel in iorm eines Pulverbildes ab, während die teilweise entblößten Trägerpartikel von der Trommel weg in den Sumpf des Gehäuses der Entwicklungsvorrichtung gelangen. Da die Pulverbilder aus Tonerpartikel geformt werden, müssen der Entwicklersubstanz zusätzliche Tonerteilchen in einem Mengenverhältnis beigegeben werden, das der Lenge ues auf

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der Trommel abgelagerten Toners entspricht. Zu diesem Zweck ist ein insgesamt mit 17 bezeichneter Tonerspender angeordnet, der den Toner für die Entwicklersubstanz genau zumißt.

In der Eeihenfolge als nächste ist neben der Entwicklerstation eine Bildübertragungsstation B angeordnet. Diese weist einen Blattzulieferungsmeahanismus auf, der dem entwickelten Bild auf der Trommel nacheinander Papierblätter zuleitet. Dieser Blattzulieferungsmechanismus, der insgesamt mit 18 bezeichnet ist, weist einen Blattvorrat auf, etwa eine Wanne 2o für mehrere Blätter eines geeigneten Kopiermaterials, z.B. in einem speziellen Fall Papierblätter oder dergleichen. Weiter ist eine Trennrolle vorgesehen, die das oberste Blatt des Stapels Einführungswalζen zuleitet, welche das Blatt in Kontakt mit der rotierenden Trommel bringen, xdes geschieht mit einer Geschwindigkeit, die vorzugsweise etwas über der Umfangsgeschwindigkeit der Trommel liegt, und koordiniert mit dem erscheinen des entwickelten Bildes in der tbertragungsstation. Auf diese Weise wird das Blatt zwischen die jüinführtaigswalzen eingebracht und zum richtigen Zeitpunkt in der richtigen Lage mit der rotierenden Trommel in Kontakt gebracht, so daß es mit dem entwickelten Bild aufeinanderpaßt. Um das Kopierblatt mit den Einführungswaisen auszurichten und es in Kontakt mit der Trommel zu leiten, sind zu beiden Seiten der Mnf ührungswalzen Führungen angeordnet.

Die Übertragung des xerographischen ?ulverbildes von der Trommeloberfläche auf das Kopiermaterial geschieht mittels einer Korona-Übertragungsvorrichtung 21, die an oder

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unmittelbar hinter der Kontaktstelle zwischen dem Kopiermaterial und der rotierenden Trommel angeordnet ist. ide Korona-Ubertragungsvorrichtung 21 gleicht der Koronaentladungseinrichtung 15 insoweit, als sie eine Anordnung einer oder mehrerer Korona-Entladungselektroden aufweist, die von einer Quelle hohen Potentials gespeist werden und sich quer über die Trommeloberfläehe erstrecken und in einer Abschirmung eingeschlossen sind.

Beim Betrieb bewirkt das von der Koronaentladungsvorrichtung erzeugte elektrostatische PeId, daß das Kopiermaterial elektrostatisch an der Trommeloberfläche haftet, so daß es sich während des Kontaktes mit der Trommeloberfläche synchron fortbewegt. Zugleich mit der Haftwirkung zieht aas elektrostatische Feld die Tonerteilchen, die das xerograhphische Pulverbild ausmachen, von der Tromceloberfläche ab und läßt sie elektrostatisch an der Oberfläche aes Kopiermaterials haften.

Unmittelbar nach de- Bildiibertragungsstation ist eine Vorrichtung zum Abstreifen des Kopie!materials, auch Papierabziehmechaiiismus genannt, angecranet, die insgesamt mit 2'c bezeicnnet ist. die hat die Aufgabe, das libfcrtragungsiiiaterial von der Tromn-eloberflüche abzuziehen, ^iese Vorrichtung weist eine Vielzahl von engen Auslaßleitungen auf, aie von einer Versweigsleitung korken, ν,-eiche ^i t einen unter z/ruck stenenäen gasförmigen Medium gespeist v.iitt, dieses strömt durch, aie Aus laß Ie i tun/· en zur TrommeloberflLche una zwar an einer btexle kurz vor der. Ko^ierblatt, und nebt aie vorlaufende Kante des Eopieyblattes von der Tromneloberi'läche ab, um das ülatt auf einen Horizontalförderer 25 zu überführen. Letzerere hat ein

endloses Förderband 24, von dem das Kopierblatt zu einer Fixiervorrichtung in Form einer Schmelzvorrichtung 25 gebracht wird. .Diese fixiert das entwickelte und übertragene Pulverbild auf dem Iiopierblatt.

Nach dem Fixierprozeß wird aie fertige Kopie

zweckmäßigerweise aus der Maschine an einer geeigneten Stelle entlassen, um außerhalb der Maschine gesammelt zu werden. Hierzu dient ein Vertikalförderer, der insgesamt mit 26 bezeichnet ist und die Kopie zu einem Kopiebehälter bringt, welcher in einem geeigneten Aufbau über dem hinteren 'feil der iüeckplatte untergebracht ist.

Die nächste und letzte Station in der Vorrichtung ist eine Heinigungsstation C für die Trommel, in der eine Korona-Vorreinigungseinrichtung angeordnet ist, die der Korona-Entladungsvorrichtung 15 gleichtj sie bringt eine elektrostatische Ladung auf der Trommel und dem restlichen dort haftenden Pulver an, wodurch sich das Pulver leichter von der Trommeloberfläche entfernen läßt, "weiter ist eine Trommelreinigungsvorrichtung vorgesehen, die alles auf-der Trommel nach der Übertragung zurückgebliebene Pulver entfernt, sowie eine nicht dargestellte Lichtquelle, von aer die xerographisehe Trommel mit Licht überflutet wird, um eine etwa auf der xerographischen Trommel verbliebene Restladung zu zerstreuen.

i&e elektrostatische Aufladung der xerograpniscnen Trommel zur Vorbereitung des Belichtun^sschrittes und aie elektrostatische Aufladung aer Trägeroberfläche für den ubertragungsvorgang geschieht mittels Koronaentlaaungsvorrichtungen, die in jedem Fall eine elektrostatische Ladung in der Größen-

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Ordnung von 5oo bis 600 Volt auf die entsprechende Oberfläche aufbringen. Für beide Koronaentladungsvorrichtungen 15 und 21 wird eine Vorrichtung von der Art, wie sie in der U.S.A.Patentschrift-. 2 836 725 von Vyverberg beschrieben ist, benützt, obwohl auch eine andere geeignete Koronaentladungsvorrichtung verwendet weiden kann. Jede der beiden Vorrichtungen ist an Bahmenteilen des Gerätes befestigt und mit einer später beschriebenen elektrischen Schaltung verbunden.

Während das Lntwicklergemisch über die xerographische Trommel herabrieaelt, werden die Tonerteilchen von dem Träger weggestoßen und lagern sich unter .Formung von Pulverbildern auf der Trommel ao, während die zum Teil entolößten Trägerpartikel von der Trommel weg in den Vorratsrauni gelangen. Da die Pulverbilder aus Toner geformt sind, müssen dem kntwicklergemisch zusätzliche Tonerteilchen zugemischt werden in einem der auf der Trommel abgelagerten Tonermenge entsprechenden Anteil. Um das xaitwicklergemisch mit diesen zusätzlichen Tonnerteilchen zu versorgen, wird der Tonerspender 17 benützt, der dem üntwicklergemisch den Toner genau zumißt. Der dargestellte Tonerspender ist von der .art des in der U. S. A.-P at ent schrift 3 062 1o9, ausgegeben am 6.November 1962, von Mayo u.a. beschriebenen. Es können aber auch andere bekannte Ausgabevorrichtungen für Pulver oder körniges luaterial verwendet werden.

Wie die Fig.2 und 3 zeigen, weist uer Tonerspender 17 einen Behälter 22o für die zu spendenden Tonerteilchen auf. Der Behälter 22o kann eine beliebige Ji'orin und Größe haben· In dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist er ein rechteckiger, oben offener Kasten mit vertikalen Seitenwänden 221 und

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Die oberen Enden der Wände sind nach außen umgebogen und bilden horizontale !flansche, mit denen der Behälter an der Unterseite der Deckwand 2o1 des Gehäuses der EntwidJLungsvorrichtung in einer soo-chen Lage festgemacht, z.B. angeschweißt, werden kann, daß die Öffnung in der Deckwand des Gehäuses mit der Öffnung des Behälters in Deckung ist. Zu beiden Seixen des Behälters sind nach unten ragende Lagerblöcke 223 und 224 angeordnet, die die librigen Elemente des Tonerspenders tragen. Sie sind an den Seitenwänden 222 mit Schrauben 225 befestigt.

Der Boden des Behälters ist teilweise von einer Ausgabeplatte 226 verschlossen, die in einem vertikalen Abstand unter den unteren Händern der Behälterwände angeordnet ist. Die Ausgabeplatte 226 ist ebenso breit wie der Benälter und mit Schrauben 227 an abgestuften Teilen an der Unterseite der Lagerblöcke 223 und 224 festgemacht, äusa-uimen mit den wänden des Behälters 22o bildet sie einen Vorratsraum, der schmale längliche Auslaßschlitze 228 für die ausfließenden Tonerteilchen hat.

UjQI einen gleichmäßigen i'luß von Tonerteilchen durch die Auslaßschlitze 228 zu erzielen, ist ein Zumeßelement vorgesehen, das insgesamt mit 23o bezeichnet ist. jis «-«eist einen Bost 231 auf, der in dem Zwischenraum zwischen der ausgabeplatte 226 und den unteren Händern der Behälterwände hin- und herbeweglich angeordnet ist. Der Rost 231 des Zumeßelementes 23o wird von eines oberen Platte mit einer Heihe von i^uerschlitzen und von nach unten ragenden Seitenwänden 232 gebildet, deren Enden rechtwinkelig nach innen gebogen sind, so daß Plansche 233 entstehen. An diesen !flanschen sind otützplatten

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234 etwa durch punktschweißung befestigt. Zur Vereinfachung und Kostenersparnis bei aer Herstellung aes Zumeßelementes wird dieses durch Ausstanzen eines Letallbleches gefertigt, wobei die Schlitze relativ eng beieinander und nahe an den seitlichen itändern der oberen Platte liegen, so daß nach Ausbildung der Schlitze nur schmale Lietallstreifen 235 übrig bleiben, die wie Drähte wirken, .uie Breite des zwischen den SciJLitzen stehen gebliebenen lüetallstreifens ist gerade groß genug, daß das Teil beim Ausstanzen nicht verbogen wird.

Das Zumeßelement 23o wird von parallelen Führungsstangen 236 gehaltert, die durch Löcher in den Stützplatten 234 ragen und deren iinden in Ausnehmungen 237 der Lagerblöeke 223 und 224 für eine Hin- und Herbewegung gelagert sind. wie Fig.2 zeigt, wird die Bewegung aer Führungsstangen nach links durch Bunde 238 begrenzt, die mit Schrauben verstellbar auf aen Führungsstangen befestigt sind. Die Bewegung des Zumeßelementes 23o gegenüber aen Fuhrungsstangen wird aurch eii-en zweiten Satz von Bunden 24o verhindert, aie innerhalb aer Stützplatten 234 mit Stellschrauben aui den Führungsstangen befestigt sina.

Uc* aas Zumeßeiement in Bewegung zu setzen, ist ein Plunger 241 in einem Lagerulock 242 für eine Hin- und Herbewegung gelagert, ..blcher an eii.er Seitenwand des Gehäuses der intwicKLungsvorrichtung befestigt i_-t. .Jer Plunger erstreckt sich £ui dem eine- Miäe aurch eine Öffnung in der !seitenwand, um von einer Kraftquelle betätigt werden zu können; au seinem anderen Ende ragt der Plunger durch eine üffnux.^ in dem Lagerblock 223 ui.d steht mit aer linken Stützplatte 234 in Kontakt. Zur Bewegungsbegrenzung des Plungers 241 sina an jedem .wide in

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!Juten des Plungers ,Sicherungsringe eingelassen. Der Bücklauf des Zumefieleinentes wird von Schraubenfedern 244 bewirkt, die aie Pührungsstangen 236 umgeben und mit ihren iinden sich, gegen den Lagerblock 224 einerseits und die rechte Stützplatte 234 andererseits abstutzen, so daß das Zumeßelement nach links vorgespannt ist.

'wie dargestellt, ist der xtost zwischen der

Ausgabeplatte 226 und dem unteren Hanu. uer wände des Behälters 22o mit einem Abstand zu diesen beiden !'eilen angeordnet, so daü er sich frei hin- und herbewegen kann. Der Abstand zwischen den genannten Teilen läßt sich bei aer Herstellung variieren, um ihn an aie Teilenengröße des zu spendenden Toners anzupassen.

i'iir den Betrieb des Tonerspenders wira ein Vorrat an Tonerteilchen in aen üenälter eingefüllt, wobei aer itost und die Ausgabeplatte ein Reservoir für die Tonerteilcnen bilden, »e/in der Ito,it von dem Plunger 241 nin- und Herbewegt wird, wird einer abgemessenen Lienge von Tonerteilchen die Lüglichkeit gegeben, durch die Öffnungen des-Dostes zu rieseln, von wo sie in den Vorratsraum aes Gehäuses 16 fallen.

xJL·. der Tonerspender 16 bei einer vorgegebenen Hubstrecke des ¹L uine£ element es eine gleichmäßige ^enge von toner ausgibt, läßt sich die vor Tonerspender ausgelieferte Tonermenge entweder durch Veränderung der Hubstrecke oder durch Änderung der Anzahl der Hübe pro Zeiteimieit variieren. Will man die gespendete Tonermenge auren Änderung der Hubstrecke des Zumeßeleinentes 23o verändern, so läßt sich dies beispiela-

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weise in einfachster Porm durch Verschieben der rechten Bunde 24o auf den Führungsstangen 236 bewerkstelligen.

Die Hin- und Herbewegung des Plungers 241 geschieht, mittels einer Taumelscheibe 245, die auf dem iünde einer Welle SH18 sitzt, welche in lagern an den Platten 5 und 215 gelagert ist. Me Welle wird von einer riemenscheibe 246 angetrieben, aie durch einen Kiemen 247 mit der welle eines Motors M7 verbunden ist. Me Kontur der Taumelscheibe 245 ist so gewählt, daß bei einer vollen Umdrehung der Kelle SH18 der Plunger 241 in Achsrichtung verschoben und der itost einmal von der einen ih. die andere Bndlage hin- und herbewegt wird.

In den Mg.4 - 1o sind üiiizelheiten eines automatischen Tonersteuerungssystems gezeigt, das die Ausgabe des Toners aus dem Tonerspender steuert, indem es zuletzt die Taumelscheibe 245 in Drenung versetzt und zwar in einem schrittweisen Betrieb für jeweils eine einzige Umdrehung nach Maßgabe der Dichte des entwickelten Mlu.es auf der Trommel 14· In der Hauptsache umfaßt das automatische lonerspendersystem eine Belichtungsvorrichtung, die einen Streifen längs des Trommelrandes belichtet, nachdem die Trommel aufgeladen iat, sowie eine Sensitometereinrichtung die nach Maßgabe der relativen Dichte des entwickelten Streifens ein Signal erzeugt, und endlich eine elektrische Schaltung, die das Signal dazu verwertet, die Taumelscheibe des Tonerspenders in Umdrehung zu versetzen.

Wie aus JFig.1 ersichtlich, ist eine Streifenbelichtungsvorrichtung 25o an einer Stelle zwischen der .aufladevorrichtung 15 und der Entwicklungsvorrichtung 16 in dem Gerät angeordnet. Zwischen der Übertragungsstation 21 und der Yorrei-

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nigungseinrichtun^ 27 ist eine Sensitometereinrichtung 251 angebracht, die Licht auf den entwickelten Streifen projiziert und die Dichte des Toners in dem .Streifen aufgrund der von dem Streifen reflektierten Lichtmenge mißt.

Die dtreifenbelichtungsvorrichtung 25o weist eine Bohre 252 auf, die oberhalb der Trommel im Inneren aes Gehäuses 196 befestigt und so angeordnet ist, daß inre ^chse nach unten zur Trommel hin verläuft. Das untere ianae 253 aer Bohre ist offen und liegt in einem kleinen Abstand über der Trommelobt-rflache, der es mit seiner Kontur etwas angepaßt ist. i^uer über das untere Ende 255 ist ein schmaler undurcnsicxitiger Streifen 254 gespannt, der annähernd ein Drittel aes sonst offenen arides 253 abdeckt und zwar in der i,.itte, so daß zwei getrennte offene Segmente zwischen dem Streifen und der 'wand der Bohre 252 gebildet werden. Die Segmente 255 wirken als Fenster, uurch die die Belichtung der Trommel mittels einer kleinen Le^.pe LLiP-25 erfolgt, die in aer Bohre befestigt ist. xde beiden heilster 255 haben praktisch die gleiche Fläche, «enü aie Lampe eingeschaltet ist, treffen die durch die Fenster fallenden Lichtstranlen auf die Trommeloberfläche, so daß der unmittelbar unter den Fenstern liegende Abschnitt der Trommel belichtet wircu .υer Streifen 254 und die Fenster 255 wirken als Abdeckmaske, durch die ein Streifen 256 einer unbelichteten Trommeloberfläche zwisehen zwei belichteten feldern 257 entsteht, wenn aie Lampe LMP-25 brennt.

Die Streifenbelichtungsvorrichtung ist an einem äußersten Band der Trommel 14 angeordnet, entfernt von der fur die Kopie benutzten Fläche der Trommel. Bei dieser üiiordnung

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gibt es ke _ne otörung zwischen den Belichtungselementen and der Entwicklung für den Streifen einerseits und aen Belichtungseletienten für den xerographischen kopiervcrgang andererseits. Der Belichtungsschlitz in der Laeke iyb koLimt der Tätigkeit der Streifenbelichtungsvorrichtung 25o nicht in die wuere und umgekehrt stört die Streifeiibelichtungsvorrichtung nicht die normale Tätigkeit der Laske 198. ide einzige Gemeinsamkeit aer beiden Belichtungsvorrichtung en i~i die Benutzung der njitvvicklungsvorrichtung 16 zur Lntwioklung der von beiden erzeugten Bilder.

J?ür eine möglichst genaue Steuerung des Tonerspenders und überwachung der resultierenden Tcnerdichte soll der Streifen 2561 der auf der Trommel entsteht, vorzugsweise etwa ein Viertel des Tromi^elunifangs einneiÄen. utiter i^t es zweckmäßig, bei jeder Tron:.:elumüreuun£ eine iieihe von urei citreiien herzufcteilen.

ilaciideiu axe ctreifun 256 in aer xüitwicklungseinrichtung G -t;vici:clx woraen tinä unu 'xcner^ulverbllder der ü'truifen entütar.den sind, -,verden sie auren aie normale »«eiterarehung aer !Eroinscl 14 ε.-· der deusitouetereinricntang 251 vorbeitiefUhrt. -iUx den (it;/ "U aieser btelie bleiben uie jr^lverbilüer der streifen ai;. Troir elrar.a von der v. Dertraguiigsstation 21 unberünrt und werden somit ,Ic.\. auf das Träger.-.iaterial übertragen, wie u.ies :..it den entwickelten Bildern des Informt.tionsfeldes der Karte geschieht.

Die iiei-sitometereinrichtung 251 ΐεΐ an einer üiäciiiene 257 befestigt, die an der ui-teren Wand der Tromi-elreiiiigungsvorricLtuiig 28 festgemacht ΐε t und nat einen Stützbiock

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258 mit einer Wandfläche 26o, die in einer zur benachbarten Trommeloberflaeiie leicht angewinkelten Ebene liegt.. An α em Block 258 ist das eine Ende eines Lichtleitbündels 261 befestigt, dessen Endfläche 262 in einer Ebene mit der Wandfläche

260 liegt. Das andere Ende des Lichtleitbündels ragt aus der U-Schiene 257 heraus und endet in der Endwand 262 einer zylindrischen Lichtblende 264, die an der "Rückwand der U-Schiene 257 befestigt ist. In diese Lichtblende ragt eine ebenfalls an der Bückwand der U-Schiene 257 befestigte Lampe LkP-3 hinein. Venn sie eingeschaltet ist, fallen ihre Lichtstrahlen auf die benachbarte Endfläcne des Lichtleitbündels. Die von dem Bündel

261 übertragenen Lichtstrahlen treten aus der Endfläche 262 heraus und f8a. len auf die Streifenabbildung auf eier Trommeloberflache in einem spitzen Winkel auf. Um zu verhindern, daß Streulicht die Trommeloberfläche erreicht, ist das Lichtleitbündel mit einer lichtundurchlässigen Schutzhülle umgeben. Ein Zweck des Lichtleitbündels besteht darin, die von einer Lichtquelle ausgehende Wärmewirkung zu unterbinden, in diesem Pail die von der Lampe ΙΛΙΡ-3 ausgehende Wärme, da die Laii-pe sonst in enger Nachbarschaft der Trommel angebracht werden müßte. Wenn die Trommel aus Selen ist, würde dieses in cien von aer Lampe ständig eznitzten Bereichen allmählich kristallisieren. Weiter hat das Lichtleitbündel noch den Zweck zu vermeiden, daß ar: einer so eng benachbart angeordneten heißen Lampe Entwicklersubstanz haften bleibt und dadurch die richtige Beleuchtung stört.

Der Stützblock. 258 he.t auch nocu zwei nebeneinander angeordnete Locher 265, k66 unmittelbar unter aer xuiaflache

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des Lichtleitbündels, die so gestellt sind, daß sie zu beiden Seiten der vertikalen Mittellinie der ündfläche liegen. Mit den Löchern sind photoelektrische Einrichtungen, etwa Photozellen P-2 bzw. P-3 verbunden, v, eiche die aus der Lndflache 262 des Lichtleitbündels herauskommenden, auf die Trommeloberfläche auffallenden und von dieser reflektierten Lichtstrahlen wahrnehmen. Die relative Lage der Photozellen ist derart, daß die Zelle P-2 die Lichtstrahlen oder besser die Abschattung des entwickelten Streifens 256 empfängt, was in I'ig.9 durch die gestrichelte Abschattung 267 veranschaulicht ist. Die Zelle P-2 empfängt dagegen die von einem der tonerfreien Peldex 257 reflektierten Lichtstrahlen und nimmt demzufolge mehr Licht auf als die Zelle P-2. Die Zelle P-3 dient als Standardwert, da das von ihr empfangene Licht während des Betriebs der xerographischen Trommel 14 iemer konstant bleibt, wogegen das die Zelle P-2 erreichende Licht sich nach Maßgabe der Dichte oder der auf der Trommel längs des Streifens 256 haftenden Tonermenge ändert.

Elektrisch bilden die Photozellen P-2 und P-3 zwei Zweige einer Brückenschaltung, die in Pig.io und scnematisch auch in iTig.11 dargestellt ist. Die beiden anderen Brükkenzweige enthalten zwei Pestwiderstände 268, 269 und. Teile eines veränderlichen Widerstandes H-25, dessen Eontaktarm 271 mit der negativen Klemme einer Gleichstromquelle 272 verbunden ist. Zur Vervollständigung der Brücke ist die Verbindungsstelle zwischen den beiden Photozellen mit der positiven Klemme der Gleichstromquelle verbunden. Der Strom für die Brückenschaltung kommt von einer Gleichstromquelle 273 und einem Potentiometer

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274, dessen Schleifkontakt zwischen dem Widerstand 268 und der Photozelle P-2 herangeführt ist. Der Ausgang der nicht abgeglichenen Brücke wird zu einem Schmidt-Trigger 275 geleitet. Wenn diese Triggerschaltung erregt wird, erzeugt sie einen kurzen Impuls, der ein normalerweise erregtes Eelais T CB zum Abfallen bringt. Wie die Pig.11 erkennen läßt, bewirkt aer Abfall des Eelais T Cu, daß ein normalerweise geschlossener Kontakt T CE-1 geschlossen wird und daaurch ein Stromkreis zu einer Heiaisspule 9CE zustandekoiiuat·» !Dadurch schlieft der Eelaiskontakt 8CH-1, wodurch der Motor M7 Strom erhält und in Betrieb gesetzt wird. Auf der Welle SH18 dreht sich zusammen mit der Taumelscheibe 245 ein Exzenter 276, der einen normalerweise geschlossenen Grenzschalter 1oLS einmal bei jeder Umdrehung des Lxzenters and der Taumelscheibe aufmacht. Durch das Schließen des Kontakts 9CE-1 wird auch die Stromzuführung zu dem Eelais 9Cj.; geschlossen, so daß der Kontakt geschlossen gehalten wird, bis die Taumelscheibe eine volle Umdrehung gemacht hat. Sobald dies der Pail ist, öffnet der Schalter 1oLS kurzzeitig, das Eelais 9 CE fällt ab und die Stromzufuhr zum Motor M7 wird unterbrochen. Da ein nur kurz dauernder Impuls den Kontakt T CB-1 geschlossen hat, um den Motor M7 in Betrieb zu setzen, öffnet dieser Kontakt wieder, bevor der Schalter 1oLS geöffnet wird.

Während des Hormalbetriebs der automatischen Tonerspendervorrichtung bleibt die lampe IiMP-3 der Sensisometereinrichtung ständig eingeschaltet, um den Streifen 256 und die angrenzenden hellen Pelder 257 zu beleuchten. Das Licht ist dabei ziemlich gleichmäßig auf diesen Feldern der Trommel verteilt. Das von dem Streifen und den hellen Peldern reflektierte Licht

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wird von den Photozellen P-2 mid P-3 aufgefangen, und in der Brückenschaltung vergleichen. Der Widerstand £-25 wird so eingestellt, daß die Brücke abgeglichen ist und der Ausgang UuIl vorhanden ist, wenn das von dem Streifen 256 auf die Photozelle P-2 auf treffende Licht und das von einem der hellen !Felder 257 auf die Photozelle P-3 auftreffende Licht ein bestimmtes Verhältnis haben. Der Abgleich wird bestimmt durch die gewünschte Tonerdichte auf dem Streifen 256. Im abgeglichenen Zustand der Brücke liefert der Schniidt-Irigger aen Ausgang Null für das Relais T OK. Wenn der Tonervorrat in aem Gehäuse 16 der Entwicklungsvorricntung während des normalen Xerographiebetriebes aufgebraucht wird, nimmt die Toner dichte auf aeiu fortlaufend abgefühlten Streifen 256 ab. Sobald die üichte unter einen vorgegebenen Viert absinkt, der für den Brückenabgleich zugrundegelegt worden war, schwingt die Brückenschaltung aus dem Abgleichzustand und wenn der Stromiuiterschied in den Brüc^enaraien hoch genug ist, erzeugt der Schmidt-Trigger, der als ötrompegeldetektor arbeitet, einen elektrischen Impulsj dieser hat den augenblicklichen Abfall des Relais T ÜE zur j?olge und schließt den Heiaiskontakt T CR-1. Pur jeden auf diese Weise erzeugten elektrischen Impuls dreht sich die Taumelscheibe 245 durcii Vermittlung des Treibriemens 247 und der Riemenscheibe 246 aurch eine volle U...drehung, nie scnon erwähnt, bewegt eine Un;are:iu.:ig der Taumelscheibe 245 äen no^st 241 zwiüchen aen beiden äußersten Stellungen hin und her, so aaß Toner in das Gehäuse der Entwicklungsvorrichtung entlassen wird.

'Heim die Toner dichte auf aem otreifen 256 zunimmt, wird der Abgleich der Brückenschaltung wieaer hergestellt und

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dadurch eine weitere Betätigung des Tonerspenders unterbunden. Die Empfindlichkeit der Sensitometereinrichtung kann durch die Patameter verändert werden, die für die Widerstände 268, 269 und E-25 gewählt werden, und durch die Stärke der Gleichstromquellen 272 und 273. Diese Komponenten bestimmen die Höhe des Brückenausgangs und können so gewählt werden, daß die Brükkenschaltung sich weit vom Abgleich entfernen muß, bevor ein Strompegel von dem Schmit-Trigger wahrgenommen wird. Dieser Betriebszustand würde bedeuten, daß man einen relativ breiten Dichtebereich für xerographische .Reproduktionen zulassen will. 'Nenn für Eeproduktionen ein sehr guter Kontrast erforderlich ist, dann ist ein sehr empfindlicher Brückenabgleieh notwendig, wobei die geringäe Abweichung von Abgleich bereits eine Zugabe und Auffüllung des Toners verlangt.

Der Tonerspender 17 arbeitet derart, daß er Toner auf den schon im Gehäuse der Entwicklungsvorrichtung vorhandenen jintwickler durchsiebt. Um eine gleichmäßige Untermischung des frischen Toners zu erreichen, damit die Tonerdichte in möglichst kurzer Zeit wieder auf die gewünschte xiöhe gebracht wird, erstrecht sich der Spenderauslaß horizontal praktisch quer über die ganze Breite der nach oben laufenden förderkübel, die auf dem "iVeg sind, Toner über die Trommeloberfläche herabrieseln zu lassen.

Mn Teil des neu zugegebenen Toners wird auf ^eei^neten i'sii^tlecl-er. eb^elc^rt. Γ.- ;..„!. CLeso Teilchen mit dem übrigen Jintv/ickler zu mischen und um eine gründliche Durchmischung wenigstens einss Teils des neuen Toners zu erzielen, können in diesen i'angblechen schmale Schlitze ausgebildet sein,

so daß ein Teil der auf den Blechen entlanggleitenden Tonersubstanz durch, bchlitze rieselt und auf die Oberfläche des auf dem Boden des Gehäuses abgelagerten Jintwicklervorrats herabfällt. .

Die Erfindung wurde anhand eines üusführungsbeispiels beschrieben, auf das sie jedoch nicht beschränkt sein soll. Sie umfaßt vielmehr Änderungen, soweit sie im Bereich der nachfolgenden Ansprüche liegen.

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Claims

Patentansprüche

1.J Tonerspender mit automatischer Steuerung für ein nach dem elektrostatischen Verfahren arbeitendes Reproduktionsgerät mit einer elektrostatischen Reproduktionsplatte und einer Entwicklungsvorrichtung, die eine Entwicklersubstanz auf die auf der Platte
aufbelichteten Bilder bringt, so daß Pulverbilder entstehen,
wobei der Tonerspender einen Tonerbehälter und eine Ausgabevorrichtung für den Toner aus dem Behälter in die Entwicklungsvorrichtung, um die Entwicklersubstanz mit Toner aufzufüllen,
sowie einen mit der Ausgabevorrichtung gekoppelten Betätigungsmechanismus zur Steuerung der Zuführung von Toner in die entwicklungsvorrichtung aufweist, gekennzeichnet durch eine Punktionseinheit, die auf den Toneranteil in der Entwicklersubstanz anspricht und beim Absinken des Toneranteils unter einen vorgegebenen Grenzwert den Betätigungsmechanismus für die Ausgabevorrichtung in Gang setzt.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die
Funktionseinheit ein auf einen Bildträger aufgebrachtes und von der Entwicklungsvorrichtung entwickeltes Kontrollbild sowie
eine Sensitometereinrichtung (251) aufweist, die die Dichte des Kontrollbildes mißt und nach Maßgabe dieser .Dichte über eine
Schaltung den Betätigungsmechanismus (245) für den Tonerspender in Gang setzt.

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3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Sensitometereiiirichtung eine Lichtquelle (LhP-3), die das entwickelte Kontrollbild beleuchtet, und eine lichtempfindliche Einrichtung, die das von dem Kontrollbild reflektierte licht auffängt und ihren elektrischen Ausgang nach Maßgabe der empfangenen Lichtmen^e ändert, umfaßt und daii eine auf diesen Ausgang ansprechende Scnaltung vorgesehen ist, die den Betätigungsmechanismus in Gang setzt, so daß der Tonerspender Toner in die Entwicklungsvorrichtung entläßt, wenn der elektrische Ausgang eine bestimmte Hohe erreicnt.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeicimet, daß die lichtempfindliche Einrichtung eine photoelektrische Vorrichtung (P2-P;') ist, die in einem ochaltkreis liegt und in diesem einen 8tjⁱom bestimmter Höfte fließen läßt, wem. die Diente des entwickelter. Kontrollbildes unter einen vorgegebenen Wert absinkt, und da.: Jer Schaltkreis auf die Stromstärke ansprechende Glieder -:ur 3etatigui.tj des Bet^:itigun_v smecnai-iBuius für den Tonerspender •-■rth.at.

5. Vorrichtung nac.'i einei« der Ansprüche 2, 3 oder 4, gekennzeichnet durc"·: eir.e Vorrichtung (2bü) zur Erzeugung des Kontrollbildes ua:' ¹Bz.. ele.;t;rDb-t;i.tiiiciie?i 3ildträ_t;er, etwa c.er ReproduKtionsplatte.

QAD ORlGiNAt

6. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß in der Sensitometereinrichtung eine Schaltung vorgesehen ist, die den Ausgang, der der ,von dein Kontrollbild empfangenen Lichtmenge entspricht, mit einen Uormausgang vergleicht und ein Differenzsignal abgibt, auf das der Betätigungsmecnanisi.ius für den l'onerspender anspricht.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die

οcfaltung sum Vergleich der beiden Ausgänge eine Brückenschaltung (Pig.10) ist, die abgeglichen ist, wenn die Dichte des entwickelten Kontrollbildes einen vorgegebenen Wert hat, und außer Abgleicn ist, wenn die Dichte unter diesen vorgegebenen Wertabsinkt, mir¹ die ii.i iiicht abgeglichenen Zustand einen Ausgang liefert, der einen isettitigun.,-saüchanismus für den l'onerspender in Gang setzt₀