DE1572370B2 - Tonernachfülleinrichtung für ein elektrostatografisches Kopiergerät - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Tonernachfülleinrichtung für ein elektrostatografisches Kopiergerät, mit der Toner an eine Entwicklungsvorrichtung nachzufüllen ist, mit einem Behälter für den Toner, mit einer Nachfülleinrichtung zur selektiven Ergänzung des Toners iti dem Entwicklermaterial, mit einer Betätigungseinrichtung, die die Nachfüllung des Toners in die Entwicklungsvorrichtung durch die Nachfülleinrichtung reguliert, mit einer transparenten Elektrode mit zwei voneinander elektrisch getrennten Oberflächenteilen, an deren ersten Teil ein elektrisches Potential entgegengesetzter Polarität auf die das Toner und an deren zweiten Teil das zugehörige Bezugspotential angelegt ist, so daß ein Teil des Toners beim Hinwegströmen des Entwicklermaterials über die Elektrode von dem ersten Teil anziehbar ist, mit einer auf einer Seite der Elektrode angeordneten Lichtquelle, mit einer auf der gegenüberliegenden Seite der Elektrode angeordneten lichtempfindlichen Einrichtung, die auf durch das auf der Elektrode befindliche Tonerpulverbild hindurchtretendes Licht hin ein Steuersignal erzeugt, und mit einer Steuereinrichtung, die auf dieses Steuersignal hin selektiv die Betätigungsein^richtung zur Regulierung der Nachfüllung des Toners in die Entwicklervorrichtung steuert.

Bei einer solchen aus der US-PS 30 94 049 bekannten Tonernachfülleinrichtung weist die Elektrode zur Aufnahme des Toners aus dem kaskadierten Entwickler i zwei voneinander elektrisch isolierte Flächenteile auf, die mit den unterschiedlichen Anschlüssen einer Spannungsquelle elektrisch verbunden sind. Aufgrund des Potentialunterschiedes zwischen den beiden voneinander getrennten Flächenteilen der Elektrode findet eine Anziehung und Ablagerung des Toners aus dem Entwickler statt, wobei die Stärke der Ablagerung proportional zur im Entwickler vorhandenen Tonerkonzentration ist. Bei einer etwas anderen Ausführungsform der Elektrode ist ein schmaler mittlerer erster Flächenbereich vorgesehen, der gegenüber dem übrigen Flächenteii der Elektrode elektrisch isoliert ist. Der schmale Flächenbereich ist dabei an seiner einen Seite mit einem Anschluß der Spannungsquelle verbunden, deren anderer Anschluß mit dem übrigen Flächenteil der Elektrode verbunden ist. Die gegenüberliegende Seite des schmalen Flächenbereichs ist mit einer weiteren Spannungsquelle verbunden, wobei der schmale Flächenbereich eine solche Beschichtung aufweist, die einen bestimmten elektrischen Widerstand hat. Aufgrund dieses elektrischen Widerstandes und der k Verbindung der einander gegenüberliegenden Enden des schmalen Flächenbereiches mit unterschiedlichen Spannungen findet ein kontinuierlicher Spannungsabfall über den schmalen Flächenbereich statt, so daß sich kontinuierlich ändernde Potentialunterschiede zwischen dem schmalen Flächenbereich und dem übrigen Flächenbereich der Elektrode vorliegen. Mit einer solchen Elektrode sollen möglichst die gleichen Potentialverhältnisse gegenüber dem Toner des Entwicklers nachgebildet werden, wie sie auf einer ein Ladungsbild tragenden Bildplatte herrschen, jedoch hat diese bekannte Anordnung den Nachteil, daß die Tonerkonzentration nicht exakt gemessen werden kann, da sie z. B. durch eine Verschmutzung sowohl des fotoelektrischen Fühlers als auch der Lichtquelle durch sich unabhängig von Spannungsfeldern ablagernden Toner beeinträchtigt wird.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Tonernachfülleinrichtung der eingangs genannten Art so weiterzubilden, daß diese die Tonerkon/entration unabhängig von den zuvor erwähnten Wirkungen mit gleichbleibender Genauigkeit erfaßt.

Bei einer Tonernachfülleinrichtung ist diese Aufgabe

gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß die Elektrode einen dritten elektrisch getrennten Oberflächenteil besitzt, der potentialmäßig nicht angeschlossen und so angeordnet ist, daß er von der Lichtquelle durchstrahlt ist, und daß eine zweite lichtempfindliche Einrichtung vorgesehen ist, die durch den dritten Oberflächenteil hindurchtretende Lichtstrahlen aufnimmt und mit der ersten lichtempfindlichen Einrichtung zur Erzeugung eines Differenzsignals elektrisch verbunden ist.

Der bei der neuen Tonernachfülleinrichtung vorgesehene zusätzliche Flächenbereich der Elektrode, der elektrisch nicht angeschlossen ist und damit auch keinen auf den Toner des Entwicklers wirkenden Potentialunterschied aufweist, wirkt mit der ohnehin vorgesehenen Lichtquelle und einer zusätzlichen lichtempfindlichen Einrichtung zusammen, die die unabhängig von einem elektrischen Feld auftretende Verschmutzung und Tonerablagerung sowohl auf der Elektrode als auch der Lichtquelle und den lichtempfindlichen Einrichtungen festzustellen erlaubt. Durch Vergleich des mit der zusätzlichen lichtempfindlichen Einrichtung erzeugten Signals mit dem der ersten lichtempfindlichen Einrichtung erzeugten Signal, das die aufgrund eines elektrischen Feldes stattfinde Tonerablagerung angibt, ist diese exakt der jeweiligen Tonerkonzentration in dem Entwickler zuzuordnen.

Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 schematisch in einer Schnittansicht ein elektrofotografisches Kopiergerät, bei dem die Tonernachfülleinrichtung anwendbar ist,

F i g. 2 schematisch eine bei dem in F i g. 1 dargestellten Kopiergerät für die Tonernachfülleinrichtung benutzte Betätigungseinrichtung und

Fig.3 schematisch die Tonernachfülleinrichtung mit zugeordneten Teilen der Betätigungseinrichtung.

Bei dem im folgenden beschriebenen Kopiergerät werden in ein Kartenmagazin eingeführte verkleinerte Datenkarten nacheinander zu einem Kartenträger einer mit 11 bezeichneten Kartenbearbeitungsvorrichtung geführt. Die Karten werden zur Abtastung durch einen quer geführten Abtastlichtstrahl an der optischen Achse einer Lichtprojektionseinrichtung vorbeibewegt. Das Bild der jeweils beleuchteten Karte wird mit Hilfe einer Projektionsoptik 12 nach unten durch eine variable Schlitzblendenanordnung 13 auf die Oberfläche einer als Trommel 14 ausgebildeten Bildplatte projiziert.

Die Trommel 14 ist mit einer Welle S/7-1 lösbar verbunden und wird mit Hilfe eines Motors mit konstanter Geschwindigkeit, die proportional der Abtastgeschwindigkeit, mit der die verkleinerte Datenkarte abgetastet wird, gegen den Uhrzeigersinn gedreht. Die Trommeloberfläche wird vor der Belichtung mit Hilfe einer Koronaentladungseinrichtung 15 lichtempfindlich gemacht.

. Durch eine dem Lichtbild entsprechende Belichtung der Trommel entsteht ein elektrostatisches Ladungsbild, das an einer Entwicklerstelle A, die ein Gehäuse !6 mit einem Sammelteil zu^r Aufnahme von Entwicklermaterial aufweist, entwickelt wird.

Mit dem Kaskadieren des Entwicklermaterials über die Trommel werden von der Trägerkomponente des Entwicklermaterials Tonerteilchen fortgezogen. Diese Tonerteilchen lagern sich auf der Trommel zur Bildung von Tonerbildern ab. Die zu einem Teil von Tonerteilchen befreiten Trägerteilchen gelangen über die Trommel hinweg zu dem Sammelteil. Dem Entwicklermaterial müssen wieder zusätzliche Tonerteilchen in einer der Menge des auf der Trommel abgelagerten Toners entsprechenden Menge zugesetzt werden. Zu diesem Zweck ist eine mit 17 bezeichnete Tonernachfülleinrichtung vorgesehen, die genau abgemessene Tonermengen dem Entwicklermaterial hinzufügt.

Neben der Entwicklerstelle A befindet sich die Bildübertragungsstelle B; sie umfaßt einen mit 18 bezeichneten Blattzuführmechanismus mit einem Stapel 20, der eine Vielzahl von Blättern aus einem geeigneten Bildempfangsmaterial enthält.

Die Übertragung des Tonerbildes von der Trommeloberfläche auf das Bildempfangsmaterial erfolgt mit Hilfe einer Koronaübertragungseinrichtung 21. Dieser folgt eine das Bildempfangsmaterial von der Trommel abstreifende Abstreifvorrichtung 22; diese führt das Bildempfangsmaterial auf eine waagrechte Fördereinrichtung 23, die einen endlosen Förderriemen 24 enthält.

Das Bildempfangsmaterial wird dann an eine Schmelzfixiereinrichtung 25 geführt.

Im folgenden wird auf die in Fig.3 dargestellte Tonernachfülleinrichtung näher eingegangen. Wie Fig.3 zeigt, enthält die Tonernachfülleinrichtung 17 einen Trichter oder Behälter 30 für die nachzufüllenden Tonerteilchen. Obwohl der Behälter 30 eine beliebige Größe oder Form haben kann, ist er als rechteckiger, mit offenen Enden versehener Kasten dargestellt, der senkrechte Seiten- und Stirnwände besitzt.

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

Zum Betrieb der Tonernachfülleinrichtung werden Tonerteilchen in den Trichter eingefüllt, dessen Wände zusammen mit der Nachfüllplatte 31 einen Vorratsbehälter für diese Tonerteilchen bilden. Bei einer Hin- und Herbewegung der Platte 31 durch die Einrichtung 32 wird eine abgemessene Menge an Tonerteilchen durch die in der Platte befindlichen Öffnungen hindurchgelangen und in den Vorratsteil des Gehäuses 16 hineinfallen.

Da die Tonernachfülleinrichtung 17 bei einer

gegebenen Hublänge der Platte 31 eine gleichmäßige Menge an Tonerteilchen nachfüllt, kann die Menge der durch die Tonernachfülleinrichtung gelieferten Toner-

bo teilchen dadurch verändert werden, daß entweder die Länge des Hubes verändert oder die Anzahl an Hüben pro Betätigung durch die Einrichtung 32 verändert wird.

Zur Steuerung der Tonernachfülleinrichtung 17 dient

eine automatische Betätigungseinrichtung, deren Ein-

b^r> zelheiten in Fig. 2 dargestellt sind. Diese Betätigungseinrichtung bewirkt letztlich eine Drehung des Drehelementes der Einrichtung 32 in einem einzigen Umdrehungs-Schrittvorgang entsprechend der Dichte des auf

die Trommel 14 entwickelten Bildes. Grundsätzlich epthält die automatische Tonernachfülleinrichtung eine mit 40 bezeichnete Tonerüberwachungsanordnung, die in dem Enlwicklergehäuse 16 mit Hilfe geeigneter Einrichtungen von den sie 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 einer Fördereinrichtung angeordnet; sie vermag einen Teil des von jeder Schaufel herunterfallenden Entwicklerrnaterials aufzunehmen. Hierfür können in den Schaufeln geeignete kleine Löcher enthalten sein. Die Platte

41 ist unter einem Winkel von etwa 60° bezogen, angeordnet, so daß auf sie fallendes Entwicklermaterial zu der Überwachungsanordnung 40 hin geleitet wird.

Wie Fig.2 zeigt, enthält die Überwachungsanordnung 40 eine untere transparente Elektrode 42 und ein oberes transparentes Element 43, das parallel zu der ein wenig von ihr versetzt angeordneten Elektrode 42 verläuft (siehe Fig. 1). Die Elektrode 42 enthält eine dünne Glasscheibe mit einer darauf aufgebrachten dünnen transparenten Schicht aus einem elektrisch leitenden Oxyd. Vorzugsweise besteht die Platte 42 aus einem mit Zinnoxid überzogenen Glas, das für weißes Licht durchlässig ist.

Durch Anreißen der Oxidschicht ist auf der Elektrode

42 ein rechteckförmiges erstes Teil 44 gebildet, das von dem verbleibenden Teil 45 und von einem dritten rechteckförmigen Oberflächenteil 46 elektrisch getrennt ist. Das Oberflächenteil 46 besitzt eine Breite, die etwa gleich der Breite des Teils 44 ist. Das Oberflächenteil 46 ist — in Richtung des in Fig.2 dargestellten Pfeiles betrachtet — zu dem Teil 44 auf der Elektrode 42 ausgerichtet. Das Oberflächenteil 46 ist ebenfalls durch Einritzen der auf der Platte 42 gebildeten Oxidschicht gebildet. Dort, wo das Oberflächenteil mit einer elektrischen Schaltung verbunden ist, wie dieses nachstehend noch beschrieben wird, ist das Oberflächenteil 46 frei von jeglichem elektrischen Einfluß. Wie nachstehend ebenfalls noch beschrieben wird, gibt der Pfeil die Bewegungsrichtung des Entwicklermaterials bei dessen Zuführung zu der Überwachungsanordnung an. Das Element 43 besteht ebenfalls aus mit Zinnoxid überzogenem Glas, in das jedoch keine Muster eingeritzt sind.

Um die Tonerteilchen in einer Menge zu sammeln, die kennzeichnend für die Gesamtmenge der Tonerteilchen oder für die Tonerkonzentration ist, wird an die Elektrode 42 ein elektrisches Potential solcher Polarität und Größe angelegt, daß die Tonerteilchen für eine bestimmte Zeitspanne angezogen und festgehalten werden. Während dieser Zeitspanne wird das durch die aufgefangenen Tonerteilchen hindurchgelangende Licht in Werten der Tonerkonzentration für die Entwicklungseinrichtung bestimmt. Hierfür ist das Teil 44 der Elektrode 42 mit einem ersten und einem zweiten Schaltkontakt 47, 48 elektrisch verbunden. In entsprechender Weise ist der elektrisch leitende Teil 45 der Elektrode mit 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 Umschaltfeder 52 enthält.

Jede der Umschaltfedern 51,52 ist an einen Pol einer Gleichspannungsquelle 53 angeschlossen. Gemäß F i g. 2 ist dabei der positive Pol der Spannungsquelle mit der Umschallfeder 52 verbunden, wodurch auf dem Teil 44 ein positives Potential herrscht; der negative Pol der betreffenden Spannungsquelle ist mit der Umschallfeder 51 verbunden, wodurch auf dem Teil 45 negatives Potential herrscht. Diese elektrische Konfiguration dient lediglich der Erläuterung; sie ist hier so gewählt, weil die Tonerteilchen negativ geladen sind. Die Stellung der Umschaltfedern 51, 52 ist derart, daß die Tonerteilchen von dem Teil 44 angezogen und von dem ίο Teil 45 abgestoßen werden. Von den Überwachungselementen ist im weiteren das obere Element 43 an den negativen Pol der Gleichspannungsquelle 53 angeschlossen oder an einen Pol, der eine Spannung solcher Polarität führt, wie sie die Ladung der Tonerteilchen besitzt.

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 Zeitsteuereinrichtung 55 her periodisch gespeist. Wie F i g. 2 verdeutlicht, werden bei mit den Kontakten 49, 47 in Berührung befindlichen Umschaltfedern 51, 52 Tonerteilchen bei der Kaskadierung über die Überwachungsanordnung 40 von dem Teil 44 angezogen und von dem Teil 45 abgestoßen. Nach Ablauf einer kurzen Zeitspanne, wie nach 10 Sekunden, erfolgt durch die Zeitsteuereinrichtung 55 eine Speisung der Relaisspule 54, derzufolge die Umschaltfedern 51, 52 auf die Kontakte 48, 50 umgeschaltet werden. Während des Anziehzyklus werden auf dem Teil 44 Tonerteilchen in einer für die Menge des Toners in der Entwicklungseinrichtung kennzeichnenden Menge gesammelt. Wenn das Umschalten der Umschaltfedern 51, 52 auf die Kontakte 48,50 erfolgt ist, dann sind die Polaritäten der auf dem Teil 44 und auf dem Teil 45 herrschenden Potentiale vertauscht. Damit liegt das Teil 44 auf negativem Potential und das Teil 45 auf positiven Potential. Auf diese Weise stößt das Teil 44 die gesammelten Tonerteilchen und neuen während diesem Zyklus von der geneigten Elektrode herab kaskadierende Tonerteilchen ab. Mit den nunmehr herrschenden Potentialen wird das Teil 44 von dem kaskadierenden Entwicklermaterial gereinigt und damit während dieses Reinigungszyklus für einen weiteren Anziehzyklus vorbereitet. Wie nachstehend noch beschrieben wird, wird während des Anziehzyklus durch das Teil 44 hindurchtretendes Licht gemessen.

Über den Reinigungszyklus und den Anziehzyklus hinweg wird das obere Element 43 auf negativem Potential gehalten oder auf einem Potential mit einer Polarität, wie sie die Tonerteilchen durch Reibungselektrizität annehmen. Wie oben ausgeführt ist, ist zum Zwecke der Erläuterung die Polarität negativ, wobei mit negatives Potential führendem Element 43 die Toner-' teilchen von diesem abgestoßen und zu der Elektrode 42 hin geleitet werden. Im Ergebnis bleibt das obere Element während des Betriebs der Tonerüberwachungsanordnung völlig sauber.

Wie in Fig.2 dargestellt, ist unter dem Teil 44 eine erste Fotozelle P-X als lichtempfindliche Einrichtung angeordnet und zu diesem Teil ausgerichtet; unter dem unbeschalteten Teil 46 ist eine zweite Fotozelle P-2 als lichtempfindliche Einrichtung angeordnet und zu diesem Teil ausgerichtet. Die Fotozellen sind an der unteren Fläche der Elektrode 42 angeordnet, so daß durch die Überwachungsanordnung 40 kaskadierende

Tonerteilchen Lichtstrahlen auffangen, die eine über dem Element 43 angeordnete Lichtquelle L-I abgibt. Das Element 43 schirmt die Lichtquelle gegenüber umhertreibenden Tonerteilchen ab. Die relative Anordnung der Fotozellen ist derart, daß die Fotozelle P-I die durch den kaskadierenden Entwicklerstrom, durch die auf dem Teil 44 gesammelten Tonerteilchen und durch den Staub oder andere Teilchen in der Luft zwischen der Elektrode 42 und dem Element 43 hindurchtretenden Lichtstrahlen auffängt, während die Fotozelle P-2 die lediglich durch den Entwicklerstrom, durch den Staub und durch die Tonerteilchen in der Luft hindurchtretenden Lichtstrahlen auffängt. Damit stellt die Fotozelle P-2 eine Kompensationszelle dar, die abgesehen von den gesammelten Tonerteilchen alles das »sieht«, was auch die Fotozelle P-i »sieht«.

Elektrisch bilden die Fotozellen P-I, P-2 zwei Zweige einer Brückenschaltung, die schematisch in F i g. 3 dargestellt ist. In der Brückenschaltung subtrahieren sich die Wirkungen des Entwicklerstromes und der Tonerteilchen in der Luft zwischen der Elektrode und dem oberen Element, so daß die Gesamtwirkung über der Brücke lediglich durch das durch die auf dem Teil 44 abgelagerte Tonerteilchenmenge hindurchtretende Licht gegeben ist. Die anderen beiden Zweige der Brückenschaltung enthalten zwei Festwiderstände und jeweils einen Teil eines einstellbaren Widerstandes 62, dessen Abgreifer 63 an den negativen Pol einer Gleichspannungsquelle 64 angeschlossen ist. Ferner ist bei der Brückenschaltung der Verbindungspunkt beider Fotozellen 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-i angeschlossen ist.

Das bei nicht abgeglichener Brücke auftretende Ausgangssignal 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 gibt. Dieses Relais enthält in Reihe mit einem normalerweise geschlossenen Schalter 5-2 liegenden, normalerweise geöffneten Schalter 5-1. Die Schalter 5-1 und 5-2 liegen mit einem Motor Min Reihe an einer geeigneten Netzspannungsquelle, ζ. B. an dem normalen Stromnetz. Auf eine Erregung des Relais 68 hin schließt der Schalter 5-1 und bewirkt die Erregung des Motors M Die Welle des Motors M oder die mechanische Einrichtung 32 kann mit einer nicht dargestellten Nockenanordnung versehen sein, die den normalerweise geschlossenen Grenzschalter 5-2 während eines Hauptteiles jeder Umdrehung der Motorwelle öffnet. Bei untertöntem Bild auf der Trommel 14 wird bei ständig erregtem Relais 68 der Motor M intermittierend erregt, wodurch auf die mechanische Einrichtung 32 eine intermittierende Betätigung ausgeübt wird.

Während des Normalbetriebs der automatischen Tonernachfülleinrichtung wird die Überwachungslichtquelle L-I ständig gespeist, um an die Elektrode 42 Licht abzugeben. Dieses Licht wird über die Elektrode gleichmäßig verteilt, wobei das durch Teil 44 und das durch das unbeschaltete Teil 46 hindurchtretende Licht von den Fotozellen P-I, P-2 aufgenommen und an dev Brückenschaltung vergleichen wird. Der Widerstand 62 ist so eingestellt, daß ein Brückenabgleich mit dem Ausgangssignal zwischen den Ergebnissen des Lichtauf-

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen treffens auf die Fotozelle P-I am Ende des Anziehzyklus und des Lichtauf treffens auf die Fotozelle P-2 vorhanden ist. Dieser Abgleich wird durch die erforderliche Dichte der Tonerteilchen bestimmt, der sich auf dem Teil 44 ansammelt. Im abgeglichenen Zustand der Brücke gibt der Schmitt-Trigger kein Ausgangssignal zur Erregung des Relais 68 ab. Wenn der Tonervorrat in dem Entwicklergehäuse 16 während des normalen Vervielfältigungsvorganges erschöpft ist, nimmt die Dichte des sich auf dem Teil 44 ansammelnden Toners ab. Wenn ein Dichtewert erreicht ist, der niedriger ist als der durch den Abgleich der Brückenschaltung bestimmte Wert, dann ist die Brücke nicht länger abgeglichen. Wenn die in den 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 Relais und damit zum Schließen des Kontaktes 5-1 führt. Mit jedem auf diese Weise erzeugten elektrischen Impuls dreht sich die Motorwelle des Motors M um eine volle Umdrehung weiter, um die nachzufüllenden Tonerteilchen in das Entwicklergehäuse einzuführen.

Wenn die Dichte der Tonerteilchen auf dem Teil 44 zunimmt, gelangt die Brückenschaltung wieder in ihren abgeglichenen Zustand, womit eine weitere Betätigung der Tonernachfülleinrichtung unterbleibt. 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 die 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 die 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 -ergänzung bewirkt.

Die Tonernachfülleinrichtung 17 bewirkt, daß bereits in dem Entwicklergehäuse befindliche Tonerteilchen an die Trägerteilchen abgegeben werden. Um eine gleichmäßige Verteilung von neuem Tonerteilchen sicherzustellen, und damit das Toner-zu-Träger-Verhältnis auf den gewünschten Wert innerhalb kürzestmöglicher Zeit zurückzubringen, verläuft die Tonernachfülleinrichtung im wesentlichen waagrecht über die sich aufwärts bewegenden und dabei die Tonerteilchen über die gesamte Breite der Trommeloberfläche kaskadierenden Schaufeln.

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

Es sei darauf hingewiesen, daß auf eine Aberregung des Relais hin der Motor M die Drehung bis zu einem Punkt hin fortsetzt, an dem der Schalter 5-2 geschlossen und für den nächsten Nachfüllzyklus bereit ist, der mit dem Schließen des Schalters 5-1 beginnt.

909 643/7

Claims (5)

Patentansprüche:

1. Tonernachfülleinrichtung für ein elektrostatografisches Kopiergerät, mit der Toner an eine Entwicklungsvorrichtung nachzufüllen ist, mit einem Behälter für den Toner, mit einer Nachfülleinrichtung zur selektiven Ergänzung des Toners in dem Entwicklermaterial, mit einer Betätigungseinrichtung, die die Nachfüllung des Toners in die Entwicklungsvorrichtung durch die Nachfülleinrichtung reguliert, mit einer transparenten Elektrode mit zwei voneinander elektrisch getrennten Oberflächenteilen, an deren ersten Teil ein elektrisches Potential entgegengesetzter Polarität in Bezug auf die des Toners und an deren zweiten Teil das zugehörige Bezugspotential angelegt ist, so daß ein Teil des Toners beim Hinwegströmen des Entwicklermaterials über die Elektrode von dem ersten Teil anziehbar ist, mit einer auf einer Seite der Elektrode angeordneten Lichtquelle, mireiner auf der gegenüberliegenden Seite der Elektrode angeordneten lichtempfindlichen Einrichtung, die auf durch das auf der Elektrode befindliche Tonerpulverbild hindurchtretendes Licht hin ein Steuersignal erzeugt, und mit einer Steuereinrichtung, die auf dieses Steuersignal hin selektiv die Betätigungseinrichtung zur Regulierung der Nachfüllung des Toners in die Entwicklervorrichtung steuert, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektrode (42) einen dritten elektrisch getrennten Oberflächenteil (46) besitzt, der potentialmäßig nicht angeschlossen und so angeordnet ist, daß er von der Lichtquelle (L-I) durchstrahlt ist, und daß eine zweite lichtempfindliche Einrichtung (P-2) vorgesehen ist, die durch den dritten Oberflächenteil hindurchtrctende Lichtstrahlen aufnimmt und mit der ersten lichtempfindlichen Einrichtung (P-\) zur Erzeugung eines Differenzsignals elektrisch verbunden ist.

2. Tonernachfülleinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Einrichtung (53, 51, 50, 49) vorgesehen ist, mit der an das erste und zweite Oberflächenteil (44,45) der Elektrode (42) ein umgekehrtes Potential anzulegen ist.

3. Tonernachfülleinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung (51,52, 53) eine Schalteinrichtung (54) und eine Zeitsteuereinrichtung (55) enthält, die an den ersten Teil (44) bzw. an den zweiten Teil (45) der Elektrode (42) angeschlossen sind und periodisch die Polarität des angelegten Potentials umkehren.

4. Tonernachfülleinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß ein transparentes Element (43) zwischen der Lichtquelle (L-I) und der Elektrode (42) derart angeordnet ist, daß der Entwicklermaterialstrom zwischen dem Element (43) und der Elektrode (42) hindurchtritt.

5. Tonernachfülleinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden lichtempfindlichen Einrichtungen (P-\, P-2) in zwei benachbarte Brückenzweige einer das Steuersignal abgebenden Brückenschaltung geschaltet sind.