DE1572370A1

DE1572370A1 - Vorrichtung zum automatischen Nachfuellen einer Toners in einer xerografischen Vervielfaeltigungsanlage

Info

Publication number: DE1572370A1
Application number: DE1967R0046069
Authority: DE
Inventors: Kamola Roman Chester
Original assignee: Rank Xerox Ltd
Current assignee: Xerox Ltd
Priority date: 1966-06-01
Filing date: 1967-05-22
Publication date: 1970-02-12
Also published as: SE391817B; ES340983A1; LU53713A1; US3376854A; CS160633B2; DE1572370B2; NO128039B; BE699115A; FI50744B; PL69794B1; SU494887A3; NL6706937A; IL28022A; DE1572370C3; FI50744C; NL157119B; GR33692B; CH473409A; DK116114B; AT279352B

Description

Dipping. F.Weickmann, Dr. Ing. A.WEICKMANN, Dipl-Ing-H-Weickmann Dipl.-Phys. Dr. K. Fincke Patentanwälte ι γ y ο ο η π

8 MÜNCHEN"27, möhlstrasse 22, rufnummer 483921/22

RANK XEROX LIMITED
338, Euston Road,
London, N.W.1, England

Vorriciitimg zum automatischen- Nachfüllen eines Toners in einer xerografischen Vervielfältigungsanlage

Die Erfindung bezieht sich auf verbesserte Toner-Nachfülleinrichtungen und insbesondere auf eine verbesserte automatische Steuerung einer solchen Einrichtung zur Konstanthaltung der Bilddichte während der Herstellung xerografischer Vervielfältigungen,

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Die vorliegende Erfindung vermeidet die bei der manuell gesteuerten Nachfüllung von Tonerpartikeln zu dem in xerografischen Vervielfältigungsanlagen verwendeten Entwicklermaterial auftretenden ■ Nachteile. Diese Steuerung basiert grundsätzlich darauf, daß die jeweilige Bedienperson, die die Qualität der hergestellten Kopien ständig überwachen muß, um in der Bilddichte konstante Vervielfältigungen zu erhalten, die jeweils hinzuzusetzenden Tonermengen erraten muß. Bei der automatischen xerografischen Vervielfältigung, bei der häufig lange Vervielfältigungsdurchläufe vorkommen, ist eine erfahrene Bedienperson erforderlich, um eine gute Steuerung zu gewährleisten.

Gemäß der Erfindung ist eine Vorrichtung zur Nachfüllung von Tonerpartikeln geschaffen. Diese Vorrichtung ist gekennzeichnet durch einen den Toner enthaltenden Behälter, durch eine Einfähreinrichtung, die den Toner von dem Behälter in eine Entwicklervorrichtung einführt, mit Hilfe derer ein Auffüllen des Entwicklermaterials mit dem Toner erfolgt, durch eine mit der Einführeinrichtung verbundene, zur Steuerung der in der Entwicklervorrichtung einzuführenden Menge des Toners dienende Betätigungseinrichtung, durch eine mit der Entwicklervorrichtung verbundene, zur Überwachung des mit der Entwicklervorrichtung geftirderten Entwicklermaterials dienende überwachungseinrichtung, die ein transparentes Element und eine Verteilereinrichtung enthält, welche einen Teil des auftretenden Entwicklermaterials ständig über dieses Element leitet, durch eine zur Beleuchtung des transparenten Elementes dienende Lichtquelle, durch eine lichtempfindliche Einrichtung, die durch das transparente Element hindurch tretende liichtstr-ahlen auffängt und ein diesen «.

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entsprechendes elektrisches Ausgangssignal abgibt, durch eine Ver- » gleichereinrichtung„ die die Größe dieses Ausgangssignals mit einem vorbestimmten Wert vergleicht und bei Abweichung von diesem Wert ein entsprechendes Signal abgibt, unü durch Einrichtungen, die auf dieses abgegebene Signal hin ansprechen und eine Betätigung der Einführeinrichtung bewirken, derart, daß eine entsprechende Einführung des Toners in aie Entwicklezvorrichtung erfolgt.

Die Erfindung wird nachstehend anhand von Zeichnungen näher erläutert.

Fig. 1 zeigt schematiscn in einer Scnnittaiisicht eine die Prinzipien der Erfindung in sich vereinigende typische xerografische Vervielfälti^ungsmascnine.

Fig. k ^eict schematisch einen in eier in Fig. 1 dargestellten Maschine verwendeten Toner unci eine 'Czerwachungsanordnung mit einer Ladeschaltung.

Fig. 3 zeigt schematiscn eine Toner-riacnfüllanoranuncj mit zugecraneten Teilen üer überwachungsanordnung.

Für eia allgemeines Verständnis eines typischen xerocrafischen Vervielfältigungssystems, in welchem cie Erfindung angewendet werden itann, wira zunächst u\xi Fiy. 1 Bezuj genomrtien. In Fig. 1 sind verschieaene Elemente eines typischen xerc^.rafischen Vervielfältigungssystems schematiscn aargestel-t. Wie in allen xerografischen Systemen, wird zur Bildung eines elextrostatiscnen latenten Bildes auf eine liciitempfindlicn gemachte überfläche einer xerografischen Flatte ein Lichtbild eines zu vervielfältigenden Schriftstückes projiziert.

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Danach wird das auf der überfläche der xerografischen Platte gebildete latente Bild zur Bildung eines ihm entsprechenden xerografischen Pulverbildes mit Hilfe eines in Bezug auf das latente Bild entgegengesetzte Ladung tragenden Entwicklermaterials entwickelt. Das Pulverbild wird dann elektrostatisch auf eine Trägerfläche übertragen, auf der es durch eine Einbrenneinrichtung eingebrannt werden kann, wodurch das betreffende Pulverbild an der Trägerfläche dauerhaft haften bleibt.

Bei dem im folgenden beschriebenen System werden in ein Kartenmagazin eingeführte verkleinerte Datenkarten nacheinander zu einem Kartenträger einer allgemein mit 11 bezeichneten Kartenbearbeitungsvorrichtung hin geführt. Für den Kartenträger sind geeignete Antriebseinrichtungen vorgesehen, wobei die Karten zur Abtastung durch einen quer geführten Abtastlichtstrahl an der optischen Achse eines Lichtprojektionssystems vorbei bewegt werden. Das Bild der jeweils beleuchteten Karte wird mit Hilfe eines Objektivsystems 12 nach unten durch eine variable Schlitzblendenanordnung 13 auf die überfläche einer als Trommel 14 ausgebildeten xerografischen Platte projiziert.

Die xerografische Trommel 14 ist mit einer Welle SH-1 lösbar verbunden, die in geeigneten, in dem Gehäuse der Maschine befindlichen Lagern läuft. Q±_e xerografische Trommel wird mit Hilfe eines Motors mit einer konstanten Geschwindigkeit, die proportional der Abtastgeschwindigkeit, mit der axe verkleinerte Datenkarte abgetastet wird, entgegengesetzt dem Uhrzeigersinn gedreht. Dabei ist· die

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tftjtf sägBgesciwixiaigkeit ä&& Tvömm&t gleich- ά&ί? kmit d#s" i»öf lekti^tö» liieistMictes*
auf ■"eineis-eleJitJiisch' leitendem träger eine 'SeMeM atm'am&m f'ötö* leit@ad#nr Material* M^s@ geiiiebt wird ^or det ßeiieiittiag mit Ulli ©

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lädt sieh die fotoleitend© Üemiefet in den von dem "Eaöht e^eiefotem Flächen * &ad«refe bieifet auf de^ f:r©$»el ein elektro-ta tisehes latentes Bild zu&üäkf ääsään Kowfigwration der des MäMMl 5pricht_f das von "der ireiiicleiserten Öatenkarte her auf die'TFö projiziert worden ist« Wenn sich die Tromnieloberiiäc-he weiterdreht, gelangt das elektrostatische latente Bild an einer EntwicKlerstelle A vorbei, an der eine gntwiciclervorricht-ung angeordnet ist _t die ein Gehäuse 16 mit einem 'tint er en Teil oder einem S amme It eil zur Auif nähme von Ehtwieklermaterial enthält» Bine SGhaufelartige Fördereinrichtung mit einer geeigneten Äntriebseinrichtting kan^ji hierbei dazu ζ verwendet werden, das "Sntwiclciermaterial in den oberen Teil des Entwicklergehäuses nin zu leiten," von wo "aus es dann durch einen Trichterschephtauf die xerografische Trommel kaskadiert wird.

Mit dem Itaskadiereh des Entwicklermaterials über die xerografische Trommel werden von der Trägerkomponente des Entwicklermaterials Tonerpartikel weggezogen. Diese Tonerpartikel lagern sich auf der Trommel zur Bildung von Pulverbildern ab. Die zu einem Teil von Tonerpartikeln befreiten Trägerpartikel gelangen über die Trommel hinweg zu der Entwicklergehäuse-Auffangstelle hin. Nach Herstellung der Tonerpulverbilder müssen dem Entwicklermaterial wieder zusätzliche

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i*i einer der KfAge des auf der fromm«! abgelagert«*» !Oners entstehenden Menge zugesetzt wgwum* Ιΐίί» diesen dient eine aaigeseiii mit 17 !bezeichnete
genau abgemessen© Φοο@£ΐΗ©οΕ0βϊϊ· dem

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«ö^dem icaMit^ ist Vört de^ Art, «ie si© ia h±ltlscte<m T&tentschrlit it& 954 413

Neben der Entwicklefstelle A befindet sich die stelle Bf sie umfaßt einen ßiattzuführiBfiGhaatisffitis·., der Fapierblätter nacheinander den auf der Trommel befindlicMen, entwickelten Bildern an der Bildübertragungsstelle zuzuführen gestattet. Der allgemein mit 18 bezeichnete Blattzuführmechanismus umfaßt eine Blatt-* quelle> wie einen stapel 20> der eine Vielzahl yon Blättern aus einem geeigneten Übertragungsmaterial _t das in typischer weise durch Papierblätter und dgl. gebildet ist", enthält« Ferner ist eine Ve^einzelnerrolle vorgesehen _t 'die.das jeweilige Deckblatt des Stapels Zuführrollen zuleitet, die das betreffende Blatt mit der sich drehenden Trommel'mit einer vorzugsweise ein wenig über deren ümfangsge- _;_ schwindigkeit liegenden Geschwindigkeit in Übereinstimmung mit dem. „ Auftreten eines entwickelten Bildes an der Sntwicklerstelle in Be- . rührung bringen. Auf diese Weise wird/zwischen die/führrollen eingeführte Blattmaterial mit der sich drehenden Trommel zeitlich und örtlich genau in Kontakt gebracht, um das entwicklete Bild zu übertragen, . ·

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Die Übertragung des xerografischen Pulverbildes von der Trommeloberfläche auf das Übertragungsmaterial erfolgt mit Hilfe einer Koronaübertragungseinrichtung 21, die sich an oder unmittelbar hinter der Berührungsstelle des Übertragungsmaterial mit der sich drehenden Trommel befindet. Die Koronaübertragungseinrichtung 21 entspricht im wesentlichen der Koronaentladeeinrichtung 15» sie enthält eine oder mehrere von einer geeigneten Hochspannungsquelle her gespeiste Koronaentladeelektroden, die quer über die Trommeloberfläche verlaufen und die weitgehend von einer Abschirmung umgeben sind. Während des Betriebs ist das durcn die Koronal«deeinrichtung 21 erzeugte elektrostatische Feld derart wirksam, daß das Übertragungsmaterial auf der Trommeloberfläche elektrostatisch haften bleibt. Dabei bewegt sich das Übertragungsmaterial synchron mit der Trommel, mit der es in Berührung ist. Zufolge der Anziehwirkung werden durch das elektrostatische Feld die auf der Trommeloberfläche das xerografische Pulverbild bildenden Tonerpartikel elektrostatisch von der Oberfläche des Übertragungsmaterials angezogen.

Auf die Bildentwicklerstelle folgt eine das Übertragungsmaterial von der Trommel abstreifende Abstreifvorrichtung bzw. ein allgemein mit 22 bezeichneter Papieraufnahmemechanismus. Dieser Mechanismus führt das betreffende Übertragungsmaterial von der Trommeloberfläche ab und leitet es in eine waagerechte Fördereinrichtung 23 ein, die einen endlosen Förderriemen 24 enthält. Das Blattmaterial wird dabei zu.einer durch eine Wärmeeinrichtung 25 gebildeten Fixiereinrichturig hingeführt, durch die das entwickelte und auf das betreffende Blattmaterial bereits übertragene xerografische Palverbild dauerhaft fixiert wird.

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Im folgenden wird auf die in Fig# 3 dargestellte Anordnung näher eingegangen. Wie Fig. 3 zeigt, enthalt die Tonernacnfülieinrichtuntj 17 einen Trichter oder Behälter 30 für die nachzufüllenden Tonerpartikel. Obwohl der Trichter oder Behälter 30 von irgendwelcher Größe oder Form sein kann, ist er als rechteckiger, mit offenen Enden versehener lasten dargestellt, der senkrechte Seitenband Stirnwände besitzt. .

Die Bodenwand des Trichters 30 kann eine verschiebbare durchlöcherte Platte 31 enthalten, die durch Verschiebung in Längsrichtung des Trichters aie Menge des von dem Trichter abgegebenen Toners abzumessen gestattet. Der so zugeführte Toner wird in dem Entwicklergehäuse 16 mit dem Entwicklermaterial vermischt, um unmittelbar' bei dem Bntwickierverfahren wirksam zu sein. Die durch die Platte vorgenommene Abmessung kann durch eine mechanische Einrichtung gesteuert werden, die allgemein mit 32 bezeichnet ist und die eine Kockenplatte oder ein Gelenksystem umfassen kann, das eine Drehbewegung in eine hin- und hergehende Bewegung umsetzt. Vorzugsweise wird hierbei mit Hilfe <ier Einrichtung 32 eine einzige Umdrehung eines Drehelementes in eine hin- und hergehende Bewegung der Platte umgesetzt, um dadurch sicherzustellen, daß jeweils eine bestimmte Menge des Toners nachgefüllt wird.

Beim Betrieb der Tonerne.chfül!einrichtung werden Tonerpartikel in aen Trichter eingeführt, dessen Wände zusammen mit der Nachfüllplatte. 31 einen Vorratsbehälter für diese Tonerpartikel bilde». Auf eine Hin- und Herbewegung der Platte 31 durch die Einrichtung 32 kann eine abgemessene Menge an Tonerpartikeln durch die in der Platte befindlichen Öffnungen hindurch^,gelangen und in den Vorratsteil des Gehäuses 1 β hineinfallen. 90 988 7/1365 "_{BAD OBK3fNA}«'

Da die Tonernachfülleinrichtung 17 bei einer gegebenen Hublänge der Platte 31 eine gleichmäßige Menge an Toner nachzufüllen vermag, dürfte einzusehen sein, daß die Menge des durch die Tonernachfülleinrichtung gelieferten Toners dadurch verändert werden kann, daß entweder die Länge des Hubes verändert wird oder daß die Anzahl an Hüben pro Betätigung durch die Einrichtung 32 verändert wird.

Zur Steuerung der Nachfüllung des Toners von der Tonernachfülleinrichtung 17 her dient ein automatisches Tonersteuerungssystem, dessen Einzelheiten in Fig. 2 dargestellt sind. Dieses Steuerungssystem bewirkt letztlich eine Drehung des Drehelementes der Einrichtung 32 in einem einzigen Umdrehungs-Schrittvorgang entsprechend der Dichte des auf der Trommel 14 entwickelten Bildes« Grundsätzlich enthält die automatische Tonernachfülleinrichtung eine allgemein mit 40 bezeichnete Tonerüberwachungsanordnung, die in dem Entwicklergehäuse 16 mit Hilfe geeigneter Einrichtungen von den umgebenden Aufbauten abgeschirmt angeordnet ist. Über der Tonerüberwachungsanordnung 40 befindet sich eine Auffangplatte 41. Diese Platte 41 ist in dem Entwicklergehäuse 16 unter den sich aufwärts bewegenden Schaufeln des Fördersystems angeordnet; sie vermag einen Teil dessen jeder Schaufel herunterfallenden Entwicklermaterials aufzunehmen. Hierfür können in den Schaufeln geeignete kleine Löcher enthalten sein. Die Platte 41 ist unter einem Winkel von etwa bezogen auf die Senkrechte angeordnet, so daß auf sie fallendes Entwicklermaterial zu der überwachungsanordnung 40 hin geleitet wird.

Wie Fig. 2 zeigt, enthält die Überwachungsanordnung 40 eine untere Überwachungsplatte 42 und eine obere überwachungsplatte 43, die.

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parallel zu der ein wenig von ihr versetzt angeordneten Platte 42 verläuft (siehe Fig. 1). Die untere Platte 42 enthält eine dünne

Glasscheibe mit einer darauf aufgebrachten dünnen transparenten .Schicht aus einem elektrisch leitenden Oxyd, Vorzugsweise besteht die Platte 42 aus einem von der Pittsburgh Glass Company unter der Handelsbezeichnung "NESA"-Glass hergestellten Glas, das ein im wesentlichen mit Zinnoxyd überzogenes Glas ist, welches für weißes Licht durchlässig ist.

Durch Anreißen der Oxydschicht ist auf der Platte 42 ein rechteckförmiges Muster 44 gebildet,"das von dem verbleibenden Teil 45 und von einem weiteren rechteckförmigen Muster 46 elektrisch getrennt ist. Das Muster 46 besitzt eine Breite, die etwa gleich der Breite des Musters 44 ist. Das Muster 46 ist - in Richtung des in Fig. 2 dargestellten Pfeiles betrachtet - zu dem Muster 44 auf der Platte ausgerichtet. Das Muster 46 ist ebenfalls durch Einritzen der auf der Platte 42 gebildeten Oxydschicht hervorgerufen. Dort, wo das Muster 44 mit einer elektrischen Schaltung verbunden ist, wie dies nachstehend noch beschrieben wird, ist das Küster 46 frei von jeg- , lichem elektrischen Einfluß. Wie nachstehend ebenfalls noch beschrieben wird, gibt der Pfeil die Bewegungsrichtung des Entwick- . lermaterials bei dessen Zuführung zu der überwachungsanordnung an. Die Platte 43 besteht ebenfalls aus "MESA"-Glas, in das jedoch Iceine Muster eingeritzt sind.

Um den Toner in einer Menge zu sammeln, die als kennzeichnend filr die Gesamtmenge des Toners oder für die Tonerkonzentration ange-._ sehen werden karun, wird an die untere Platte 42 ein elektrisches

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Potential solcher Polarität und Größe angelegt, daß die Tonerpartikel für eine bestimmte Zeitspanne angezogen und festgehalten werden. Während dieser Zeitspanne wird das durch den aufgefangenen Toner hindurchgelangende Licht in Wertender Tonerkonzentration für den KntwickleriRechanismus bestimmt. Hierfür ist das Muster 44 der unteren Platte 42 mit einem ersten und einem zweiten Schaltkontakt 47, 48 elektrisch verbunden. In entsprechender Weise ist der elektrisch leitende: Teil 45 der unteren Flatte iait Kontakten 49 und 50 verbunden. Die Kontakte sind Teile eines zweipoligen Umschalters, der eine zwischen den Kontakten 48 und 49 bewegbare erste Umschaltfeder 51 und eine zwischen den Kontakten 47 und 50 bewegbare zweite UiKSchaltfeder 52 enthält.

Jede der Umschaltfedern 51 #52 ist an einen Pol einer üleichspannungsquelle 53 angeschlossen. Gemäß Fig· 2 ist dabei der positive Pol der Spannungsquelle 53 mit der Umschaltieder 52 verbunden, wodurch auf dem Küster 44 ein positives Potential herrscht; der negative Pol der betreffenden Spannungsquelle ist mit der Umschaltfeder 51 verbunden, wodurch auf dem Teil 45 negatives Potential herrscht. Diese elektrische Konfiguration dient lediglich der Erläuterung; sie ist hier so gewählt, weil die Tonerpartikel negativ geladen sind. Die Stellung der Umschaltfedern 51,52 ist derart, da0 die Tonerpartikel von dem Muster 44 angezogen und von dem Teil 45 abgestoßen werden. Von den Uberwachungselementen ist im weiteren die obere Platte 43 an den negativen Pol der Gleichspannungsquelle angeschlossen oder an einen Pol, der eine Spannung solcher Polarität führt, wie sie die Ladung der Tonerpartikel besitzt.

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Um eine hohe Empfindlichkeit und eine .kurze Ansprechzeit zu erreichen, ist die überwachungsanordnung 40 für eine wechselnde Überwachung ausgelegt. Hierzu sind die Umschaltfedern 51,52 mechanisch miteinander gekoppelt und mit dem Anker einer Relaisspule 54 verbunden. Die Relaisspule wird von einer Zeitsteuerschaltung 55 her periodisch gespeist. Wie Fig. 2 verdeutlicht, werden bei mit den Kontakten 49,47 in Berührung befindlichen Umschaltfedern 51,52 Tonerpartikel bei der Kaskadierung über die überwachungsanordnung von dem Muster 44 angezogen und von dem Teil 45 abgestoßen.. Nach Ablauf einer kurzen Zeitspanne_r- wie nach 10 Sekunden, erfolgt durch die Zeitsteuerschaltung 55 eine Speisung der Relaisspule 54, derzufolge die Umschaltfedern 51,52 auf die Kontakte 48,50 umgeschaltet werden. Während des Anziehzyklus wird auf dem Muster 44 Toner in einer für die Menge des Toners in dem Fördersystem kennzeichnenden Menge gesammelt. Wenn das Umschalten der Umschaltfedern 51,52 auf aie Kontakte 48,50 erfolgt ist, dann sind die Polaritäten der auf dem Muster 44 und auf dem Teil 45 herrschenden Potentiale vertauscht. Damit liegt das Muster 44 auf negativem Potential und das Teil 45 auf positivem Potential. Auf diese Weise stößt das Muster 44 den gesammelten Toner und neuen während dieses Zyklus von der geneigten unteren Platte herab xaskodierenden Toner ab. Mit den nunmehr herrschenden Potentialen wird das Muster 44 von dem kaskadierenden üntwicklermaterial gereinigt und damit während dieses Reinigungszyklus für einen weiteren Anziehzyklus vorbereitet. Wie nachstehend noch beschrieben wire, wira während aes Anziehzyklus durch das l-.uster 44 hindurc/itretendes Licht gemessen.

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über den Reinigungszyklus una den Anziehzyklus hinweg wird die obere überwachungsplatte 43 auf negativem Potential gehalten oder auf einem Potential mit einer Polarität, wie sie die Tonerpartikel durch Reibungselektrizität annehmen. Wie oben ausgeführt," ist hier zum Zwecke der Erläuterung die Polarität-negativ, wobei mit negatives Potential führender Platte 43 die Tonerpartikel von dieser Platte abgestoßen und zu der unteren Platte 42 hin geleitet werden« Im Ergebnis bleibt die obere Platte während des Betriebs" de? Toneriiberwaohungsanordnung völlig sauber. ^; ..

Wie in Figuren 1 und 2 dargestellt, ist unter dem Muster 44 eine erste Fotozelle P-1 angeordnet und zu diesem Muster'ausgerichtet; unter dem unbesbhalteten Muster 46 ist eine zweite Fotozelle P-2 angeordnet und zu diesem Muster ausgerichtet. Die Fotozellen sind an der unteren Fläche der Platte 42 angeordnet, so daß durch die überwachungsanordnung 40 kaskadierende Tonerpartikel Lichtstrahlen auffangen, die eine über der Platte 43 angeordnete Lichtquelle L-1 abgibt. Die Platte 43 schirmt die Lichtquelle von abtreibendem Toner ab. Die relative Anordnung der Fotozellen ist derart, daß die Fotozelle P-1 die durch den kaskadierenden Entwicklerstrom, durch den auf dem Muster· 44 gesammelten Toner und durch den Statiti oder andere Partikel in der Luft zwischen den Platten 42 und 43 hindurchtretenden Lichtstrahlen auffängt, während die Fotozelle P-2 die"lediglich durch den Entwicklerstrom, durch den Staub und durch die Tonerpartikel in der Luft hindurchtretenden Lichtstrahlen auffängt. Damit stellt die Fotozelle P-2 eine !Compensationszelle dar, die abgesehen von dem gesammelten Toner alles das "sieht" was auch die Fotozelle p-1 "sieht".

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Elektrisch bilden die Fotozellen P-*-1, P—2 zwei Zweige einer Brücken-Schaltung, die schematisch in Pig* 3 dargestellt ist« In 4er Brüekensehaltung subtrahieren sich die Wirkungen des Entwicklerstremes und des Toners in der Luft zwischen den Überwachungsplatten, so daß die Gesamtwirkung über der Brücke lediglich durch das durch die auf dem Muster 44 abgelagerte Tonermenge hindurchtretende Licht gegeben ist. Die anderen beiden Zweige der Brückenschaltung enthalten zwei Festwiderstände und jeweils einen Teil eines einstellbaren Widerstands 62, dessen Abgreifer 63 an den negativen Pol einer Gleichspannungsquelle 6^4 angeschlossen ist. Ferner ist bei der Brückenschaltung der Verbindungspunkt beider Fotozelle^ mit dem positiven Pol der Gleichspannungsquelle 64 verbunden. Die Speisespannung für die Brückenschaltung wird von einer geeigneten Gleichspannungsquelle 65 mit Hilfe eines Potentiometers 66 abgeleitet, dessen Abgreifer an den Verbindungspunkt des Widerstandes 60 und der Fotozelle P-1 angeschlossen ist.

Das bei nicht abgeglichener Brücke auftretende Ausgangssighal wird einem Schmitt-Trigger 66 zugeführt, dem ein Verstärker 67 nachgeschaltet ist, der das von dem Schmitt-Trigger abgegebene Signal verstärkt und zur Erregung eines Relais 68 abgibt. Dieses Relais enthält einen in Reihe mit einem normalerweise geschlossenen Schalter 3-2 liegenden, normalerweise geöffneten Schalter S-1. Die Schalter s-1 und s-2 liegen mit einem Motor M in Reihe an eine geeignete Netzspannungsquelle, wie an dem normalen stromnetz» Auf eine Erregung des Relais 68 hin schließt der Schalter S-1 und bewirkt die Erregung aes Motors M. Die vielle des Motors M oder die mechanische

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Einrichtung 32 kann mit einer IJockenanordnung (nicnt dargestellt) .versehen sein, die den normalerweise geschlossenen GrenzsehaIter s-2 während eines Hauptteiles jeder Umdrehung der Motorwelle öffnet. Bei untertöntem Bild auf der Trommel 14 wird bei ständig erregtem Relais 68 der Motor 11 intermittierend erregt, demzufolge auf aie mechanische Einrichtung 32 eine intermittierende Betätigung ausgeübt wird.

Während des Normalbetriebs der automatischen Tonernachfülieinrichtuncj· wird die Überwachungslichtquelle L-1 standig gespeist, um auf die Platte 42 Licht abzugeben. Dieses Licht wird über die Platte gleichmäßig verteilt, wobei das durcli das lauster 44 und das durch das unbeschaltete Muster 46 hinaurchtretende Licht von aen Fotozellen £-T, P-2 aufgenommen una in der Brackenschaltung verglichen wird. Der Widerstand 62 ist so eingestellt, uaü ein 3rückenabcleich mit aem Ausgangssignal ü zwischen den Ergebnissen des Lichtauftreffens auf aie Fotozelle F-1 am Ende des Aliziehzyklus und den Ergebnissen aes Lichtauftreffens auf uie Fotozelle P-2 vorhanden ist. Dieser Abgleich wird durch die erforderliche Dichte des Toners bestimmt, der sich auf dem Muster 44 ansai-unelt. Im abgeglichenen Sustand der Brücke gibt der Schmitt-Trigger kein Ausgangssigiial zur Erregung des Relais 68 ab. Wenn die Tonerquelle in dem Entwicklergehäuse 16 während des normalen xerografischen. Vervielfältigungsvorcanges erschöpft ist, nimmt die Dichte des sich auf dem Huster 44 ansammelnden Toners ab. Wenn ein Dichtewert erreicht ist, der niedriger ist als der durch den Abgleich der Brackenschaltung bestimmte Wert, dann kommt die Brücke aus ihrem abrrejlichenen ^ustanu heraus; trenn die in aei:

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Zweigen der Brücke fließenden ströme hinreichend verschieden voneinander sind, gibt der als Schwellwertdetektor wirkende Schmitt-Trigger einen elektrischen Ausgangsimpuls ab, der zur augenblicklichen Erregung des Kelais und damit zum Schließen des Kontaktes S-1 führt. Mit jedem auf diese Weise erzeugten elektrischen Impuls dreht sich die Motorwelle des Lotors M um eine volle Umdrehung weiter, um den nachzufüllenden Toner in das Entwicklergehäuse einzuführen.

Wenn die Dichte des Tonersauf dem Plattenmuster 44 zunimmt, gelangt die Brückenschaltung wieder in ihren abgeglichenen Zustand, womit eine weitere Betätigung der Tonernachfülleinrichtung beendet ist. Die Empfindlichkeit der überwachungsanordnung kann durch die Größe der Widerstände 60,61 und 62 und durch die Höhe der von den Gleichspannungsquellen 64,65 abgegebenen Spannungen geändert werden. Diese Komponenten bestimmen aie Größe des Ausgangssignales der Brückenschaltung; sie können derart geändert werden, daß die Brücke stark verstimmt sein muß, bevor ein entsprechender Wert von dem Schmitt-Trigger ermittelt werden kann. Dieser Zustand würde einen relativ großen Dichtebereich für xerografische Vervielfältigungen bedeuten. Ist ein sehr starker Kontrast bei den Vervielfältigungen gefordert, so ist ein sehr empfindlicher Brückenabgleich erforderlich, wobei die geringste Verstimmung der Brückenschaltung dann eine Tonernachfüllung und -ergänsung bewirkt.

Die Tonernachfülleinrichtung 17 bewirkt, daß bereits in dem Entwicklergehäuse befindliches Tonermaterial auf das Entwicklermateria-1 abgesetzt wird. Uir. eine gleichmäßige Verteilung von neuem Toner sicherzustellen, iu:o aa;_;.it das Toner-zu-Träcer-Verhältnis auf den

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gewünschten V7ert innerhalb kürzestmöglicher Zeit zurückzubringen, verläuft die Tonernachfülleinrichtung im wesentlichen waagerecht über die sich aufwärts bewegenden und dabei den Toner über die gesarate Breite der Trommeloberflache kaskadierenden Schaufeln.

Ein Teil des neu hinzugefügten Toners kann sich auf geeigneten Leitplatten ablagern. Um die Partikel mit dem übrigen Entwicklermaterial vermischen zu können und damit eine geeignete Mischung von zumindest einem Teil des neuen Toners sicherzustellen, können in diesen Platten schmale Schlitze enthalten sein, wodurch ein Teil auf 'diese Platten hinunterfallenden Materials durch die Schlitze iiimlurch auf die überfläche des am Boden des Gehäuses befindlichen Entwicklermaterials gelangt.

Obwohl axe Erfindung vorstehend unter Bezugnahme auf die dargestellte Anordnung erläutert worden ist, ist ohne Abweichimg vom Erfindungsgedanlcen noch eine Reihe von Modifikationen möglich. So können beispielsweise ändere Einrichtungen als die genannten zur Ausübung einer Betätigung des Mechanismus 32 verwendet werden, oder es können uie zur IlacnfuHung durch die riachfalleinriclitung 17 von dem Schmitt-Trigger 65 abgegebenen Signale von der Maschine erhalten werden,'

b's sei rsrner darauf hingewiesen, daß auf eine Aberregung des iielais nixi der Motor M aie Drehung zu einem Punkt hin fortsetzt, an welchem· der Seil.Liter 3-2 geschlossen und fur aen nächsten Nachfüllzyklus ooreit ist, der"mit Schließen des Schalters S-1 beginnt.

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Claims

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Patentansprüche 157237Q

Vorrichtung ζιυα automatischen Nachfüllen eines Toners in einer, xerografischen Vervielfältigungsanlage, gekennzeichnet durch einen den Toner enthaltenden Behälter (30 ),durch eine Einfdhreinrichtun9 (31)» die den Toner von dem Behälter (30) in eine Entwicklervorrichtung einfuhrt, mit Hilfe derer ein Auffüllen von Entwicklermaterial mit dem Toner erfolgt, durch eine mit aer Einführeinrichtung (31) verbundene, zur Steuerung der in der Entwicklervorrichtung einzuführenden Tonermenge dienende Bewegungseinrichtung (32), durch eine mit der Entwicklervorrichtung verbundene, zur überwachung des mit der Entwiclclervorrichtung geförderten Entwicklermaterials dienende überwachungseinrichtung (40), die ein transparentes Element (42) und eine Verteilereinrichtung (41) enthält, welche ständig eine'n Teil des auftretenden Entwicklermaterials über das transparente Element (42) leitet, durch eine zur Beleuchtung des transparenten Elementes (42) dienende Lichtquelle (L-1), durch eine lichtempfindliche Einrihhtung (P-1), die durch das transparente Element (42) hindurchtretende Lichtstrahlen auffängt una aiii diesen entsprechendes elektrisches Aus gangs signal abgibt, durch eine Vergleicnereinriciituny (66), die die Große dieses Ausgangssignals mit einem vorbestimmten v/ert vergleicht und die bei Abweichung von diesem V/ert ein entspreciisndes Signal abgibt, und durch Einrichtungen (68), die auf dieses abgegebene Signal hin ansprechen und eine Betätigung der Sinführeinrichtung (31) bewirken, derart, daß eine entsprechende Einführung von Tonejrpartikeln in die Entwicklervorrichtung erfolgt.

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Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das transparente Element (42) elektrisch leitend ist und daß Einrichtungen (47,50,!>2,33) vorgesehen sind, die an einen Teil (44) des transparenten Elementes (42) ein elektrisches Potential mit zur Ladung der Tonerpartikel entgegengesetzter Polarität anlegen, wodurch die Tonerpartikel von diesem Teil (44) angezogen werden, wenn das Entwicklermaterial über das betreffende Element (42) geleitet wird.

Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, aaß Einrichtungen (40,49,51153) vorgesehen sind, die an andere Abschnitte (45) des betreffenden Elementes (42) ein elektrisches Potential mit derselben Polarität anlegen wie sie die Ladungen der Tonerpartikel besitzen.

Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3_f unter Verwendung eines von der Lichtquelle beleuchteten transparenten Elementes, das eine frei von elektrischem Einfluß befindliche Flache besitzt und das mit seinem ein elektrisches I-'ctential■ führenden Teil und mit dieser Fläche zur Bewegungsrichtung des Entwicklerjnaterials ausgerichtet ist, gekennzeichnet durch eine zweite lichtempfindliche Einrichtung (¥-2)_t die äurcn diese Fläche (4ΰ) projizierte Lichtstrahlen aufnimmt und die mit aer Vercleichereinrichtung (66) zum Vergleich ihres Ausgangssignals 1. it dem von der ersten lichtempfindlichen Einrichtung (P-1) abgegebenen Ausgangssignal verbunden ist.

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.Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtungen (47 bis 53) zum Anlegen eines elektrischen Potentials an einen Teil (44) des transparenten Elementes (42) einen an diesen Teil (AA) und an die anderen Abschnitte (45) angeschlossen, eine periodische Umkehrung der Polarität des Potentials auf diesem Teil (44) und an diesem Abschnitten (45) vornehmenden Schalter (47 bis 32) und eine Zeitsteuerschaltuny (55) enthalten.

/orrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß ein zweites transparentes Element (43) vorgesehen ist, das zwischen der Lichtquelle (L-1) und dem erstgenannten transparenten Element (42) angeordnet ist, derart, daß der Entwicklermaterialstrom zwischen, diese Elemente (42,43) gerichtet ist«

Vorrichtung nach einem der Anspräche 1 bis G, dadurch gekennzeichnet, daß das zur A-j.fnanme des Entwicklermaterials dienende ti'aiisparente Element (42) mit einem Steueiwuster (44,45,46) versehen ist, das zwischen der Lichtquelle (L-1) und der lichtempfindlichen Einrichtung (P-1) optisch ausgerichtet ist.

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