DE1900151A1

DE1900151A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Bestimmung und Regulierung der Tonerkonzentration in elektrofotografischen Entwicklerstoffen

Info

Publication number: DE1900151A1
Application number: DE19691900151
Authority: DE
Inventors: Twist Henry A; Witinski Francis David; Pease Donald Linus; Goodrich Ward Robert
Original assignee: Rank Xerox Ltd
Current assignee: Xerox Ltd
Priority date: 1968-01-02
Filing date: 1969-01-02
Publication date: 1969-09-11
Also published as: DE1900151B2; NL6900050A; DE1900151C3; SE355090B; GB1216690A; FR1597321A; JPS4916652B1; BE726274A

Description

Verfahren und Vorrichtung zur Bestimmung und Regulierung der Tonerkonzentration in elektrof ο t ografi s chen Entwicklers t οffen

Die Erfindung "betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Bestimmung und Regulierung der Tonerkonzentration in elektrofotografie chen Entwicklerstoffen.

Bein elektrofotografischen Verfahren wird eine aus einer Schicht eines fotoleitfähigen Stoffen auf leitfähiger Unterlage bestehende elektrofotografische Bildplatte auf ihrer Oberfläche gleiehmäiäig elektrostatisch aufgeladen und dann ivit dem zu reproduzierenden Bild belichtet. Dadurch v/lrd sie entsprechend der jev/eils auftreffenden Lichtmenge entladen, wodurch ein latentes elektrostatisches Bild auf ihr entsteht.

Dio Blldeiitwicklung erfolgt mit iintv/i ckl erst offen, die im allgemeinen aus einer Mischung eines pigmentierten oder ge-1'ü.rbten i^msthtxrzpulvers, im folgenden auch als Toner bezeichnet, und eines körnigen Trilgerstoffes besteht, der zur Erzeugung reibungselektrischer Ladungen und zum Tragen des ü'cners dient. UIo Punktion des Trägers t off es besteht in der mechanischen Steuerung der Tonerbewegung bzY/. darin, den Toner auf die 'Bildfläche zu transportleren und gleichzeitig eine fast vollständig homogene Ladungspolaritat aufrechtzu-

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erhalten. Bei der Entwicklung des Bildes wird das Tonerpulver in flächige Berührung mit der fotoleitfähigen Bildstoffschicht gebracht und auf dieser elektrostatisch in einer Verteilung festgehalten, die dem latenten elektrostatischen Bild entspricht. Danach wird das entwickelte elektrofotografische Pulverbild-auf einen Bildträger übertragen/ auf den.es beispielsweise durch Einschmelzen fixiert wird.

In der Mischung von Tonerteilchan und Trägorstoff haften die viel kleineren Tonerteilchen an den Trägerteilchen durch reibungselektrische Anziehung an und überziehen deren Oberfläche. "Jährend der Entwicklung rollen die mit Toner überzogenen

P Trägerteilchen über die elektrofotografische Bildplatte, die mit einem elektrostatischen Bild mit einer der ladung des Toners entgegengesetzten Polarität versehen ist. Dadurch werden die Tonerteilchen von den Trägerteilchen abgetrennt und vom latenten elektrostatischen Bild angezogen, so daß sie sich auf der Bildplatte ablagern und ein Pulverbild erzeugen. Infolge dieses Tonerverbrauchs nuß weitex^es Tonerpulver der lintwlcklerstoffuischimg zugeführt werden, vii den verbrauchten Toner zu ersetzen. Der Tonerstoff kann von der in der US-Patentschrift 2 940 934 beschriebenen Art sein, bei der die Tonerteilchen aus einen fein verteilten pigmentierten Kunstharz mit einem Teilchendurchmesosr von weniger

k als ca. 20 Mikron und vorzugsweise zwischen ca. 5 und 10 Liikron bestehen. Ihre Anteile- sind ein fein verteilter, jlor.chmäßig gemischter Pigmentstoff in einem nicht klebrigen Kunstharz mit niedrigem Schmelzpunkt. Vorzugsweise soll ein schwarzer Pigmentstoff verwendet v/erden, beispielsweise Euß oder andere fein verteilte Kohlenstoff-Pigmentstoffe.

Da das Tonerpulver der Entwicklerstoffmisehung während der Entwicklung der latenten Bilder auf den elektrofotografischen Bildplatten verbraucht wird, muß weiteres Tonerpulver im Interesse einer günstigen Kopiedichte der Entwicklerotoff-' mischung zugeführt werden, v/ird zuviel Tonerpulver .zugeführt, so treten starke Tonerablagerungen in den Bildflächenteilßii... _:· sowie unerwünschte Tonerablagerungen in den nicht zuia. Bild

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gehörenden Flächenteilen "bzw. den Hintergrundflächen auf, so da£} sich Kopien mit schlechtem Kontrast und fleckigen Bildflächen sowie schlechter Auflösung ergeben.

Ferner führt eine durch die Bedienungsperson zu stark eingestellte Tönung zur Ansammlung von Toner auf kritischen Maschinenteilen wie z.B. den Korotrons, dem Beleuchtungssystem., dem optischen System, dem Fixierer und der Transportvorrichtung, außerdem ist ein häufiges Auswechseln von Filtertüten und Reinigungsbürsten erforderlich. Eine automatisch arbeitende Vorrichtung zur Regulierung der Tonerkonzentration im Entwicklerstoff einer elektrofotografischen Kopiermaschine würde die Wartungsarbeiten verringern und die Qualität der elektrofotografischen Reproduktionen auf einem hohen Wert halten.

Bei automatischen Reproduktionsmaschinen der in Fig. 1 gezeigten Art wird eine bewegliche elektrofotografische Bildplatte, die als Zylinder ausgebildet sein kann, mit einem Lichtbild zur Erzeugung eines latenten elektrostatischen Bildes belichtet, das beispielsweise nit einer kontinuierlichen Entwickleretoffströmung entwickelt werden kann. Zur Erzeugung von Kopien beständig guter Qualität und Dichte ist es erforderlich, die Tonernachfüllung entsprechend dem Verbrauch zu regulieren, der von der Art und der Zahl der erzeugten Kopien abhängt. Die liachfüllung von Toner wurde bisher von der Bedienungsperson vorgenoinuen, die die erzeugten Kopien prüfte und die Tonerkonsentration durch entsprechende Maschineneinsteilung von Hand regulierte. Eine derartige Tonernachfüllung macht die Bilddichte weitgehend von der Erfahrenheit und dem Können der Bedienungsperson abhängig, die die Dichte der Kopie visuell prüft. Dann nuß sie nicht nur das Erfordernis einer anderen Einotellung erkennen, sondern auch deren Umfang. Viru die Einstellung falsch vorgenommen und zuviel Toner der Entwicklers t of fiois chung beigegeben, so besteht die einsige !löslichkeit, die Tonerkonzentration wieder zu berichtigen darin_K durch Erzeugung einer entspre-^ chenden Anzahl susätslicher Kopien_;.-einen-.normalen Tonerverbrauch

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herbeizuführen. Dadurch ergibt sich ein bedeutender zeitlicher und materieller Aufwand, zumal derartige Einstellungsänderungen nur dann vorgenommen werden, wenn eine Verschlechterung der Kopien festgestellt wird.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein Verfahren zur Bestimmung und Regulierung der Tonerkonzentration in elektrofotografischen Entwicklerstoffen zu schaffen, mit dem eine kontinuierliche Prüfung der Tonerkonzentration zum Zeitpunkt der Entwicklung eines latenten elektrostatischen Bildes möglich ist. Abhängig von dieser Prüfung soll eine automatische Einstellung der Tonernachfüllmenge derart möglich sein, daß das optimale Verhältnis von Tonerpulver zu Trägerstoff vorliegt und sich eine optimale Entwicklung jeder Kopie ergibt.

Gelüst wird diese Aufgabe für ein Verfahren der eingangs genannten Art erfindungsgemäß dadurch, daß der Entwicklerstoff an einer elektrisch geladenen lichtdurchlässigen Elektrode vorbeigeführt wird, deren Polarität zur zyklischen Anziehung und Abstoßung von Toner geändert wird, und daß ein Lichtstrahl durch die Elektrode und den von ihr angezogenen Entwickl erst off hindurch auf eine lichtempfindliche Auswertevb'rrichtung geleitet wird, die ein seiner von der Dichte des von der Elektrode zyklisch angezogenen Toners abhängigen Stärke entsprechendes elektrisches Signal erzeugt, das zur Steuerung einer.Tonereingabevorrichtung verwendet wird.

Eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens zeichnet sich erfindungsgemäß aus durch eine Kammer zur Durchleitung,.,.,-; des En tv/i ekler st off es, die eine lichtdurchlässige Elektrode enthält, welche eine veränderliche Spannung zur zyklischen/ Anziehung und Abstoßung von Toner führt, und durch eine mit. · der Elektrode gekoppelte lichtempfindliche Auswertevorrichtung,. die ein Signal entsprechend der Dichte des von der Elektrode zyklisch angezogenen Toners abgibt.

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Unter Verwendung der lichtdurchlässigen Elektrode ermöglicht die Erfindung also eine Bestimmung und Regulierung der Tonerkonzentration in elektrofotografischen Entwicklerstoffen, indem diese an der Elektrode vorbeigeführt werden und durch optische Auswertung der Dichte der auf ihr erzeugten Tonerablagerungen eine Tonereingabevorrichtung gesteuert wird. Diese kann derart betrieben werden, daß sie nur auf ü'onerkonzentrationswerte anspricht, die unter einem vorbestimmten Einimalwert liegen.

Die Erfindung wird im folgenden an Hand von in den Figuren dargestellten Ausführungsformen beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 die Darstellung einer automatischen elektrofotografischen Reproduktionsmaschine, die mit einer erfindunsSt-jemlißen Vorrichtung ausgerüstet ist,

Fig. 2 eine vergröi-3erte Darstellung der Entwicklungsvorrichtung der in Fig. 1 gezeigten Reproduktionsmaschine, wobei einzelne Teile zur besseren Darstellung der erfiiidirngsgemäß en Vorrichtung gebrochen dargestellt sind,

¥±[]. ~j ein Blockschaltbild der Steuerschaltung für die erfindungügeijiäße Vorrichtung,

IT!;-;. 4a u. b Schaltbilder flir die Stromversorgung und die logische Schaltung,

ein Zeitdiagram.¹. für die Funkt ions ablaufe der in Fig. 4a und 4b gezeigten Schaltungon, eine ver^Tößortο Darstellung der Kammer und der Elektroden zur Tonerprüfung, den Schnitt 7-7 aus Fi^^-. 6, den Schnitt 8-8 aus Fig. 6 und die elektrische Schaltung einer Simulationsvorrichtung.

In Pig. 1 ist der Einsatz der erfindungsgemäßen Vorrichtung in einer automatisch arbeitenden elektrofotografischen Heproduliti onsmas chine dargestellt. Es sei jedoch darauf hinge-

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wiesen, daß die Anwendung der Erfindung auf derartige Maschinen nicht beschränkt ist. ·

Die Reproduktionsmaschine arbeitet mit einer elektrofotografischen Bildplatte 1, die aus einer fotoleitfähigen oder lichtempfindlichen Schicht auf leitfähiger Unterlage besteht und im Maschinenrahmen in der durch den Pfeil dargestellten Richtung drehbar gelagert ist, so daß die Plattenoberfläche nacheinander an einer Reihe elektrofotografischer •Verfahrensstationen vorbeibewegt wird.

Zum besseren Verständnis der Erfindung werden die verschiedenen Verfahrensstationen im folgenden kurz beschrieben: An einer Ladestelle 2 wird eine gleichmäßige elektrostatische Ladung auf die fotoleitfähige Platte aufgebracht. An der Belichtungsstelle 5 wird ein Licht- oder Strahlxmgsbild des zu reproduzierenden Bildes auf die Plattenoberfläche projiziert, so daß die Ladung in den belichteten Plachenteilen abgeleitet wird und ein latentes elektrostatisches Abbild des zii reproduzierenden Bildes entsteht.

An der Entv/iclclungsstelle 4 wird ein xerografischer Bntwicklerstoff, der Tonerteilchen mit einer elektrostatischen Ladung entgegengesetzt derjenigen des latenten elektrostatischen Bildes enthält, über die Plattenoberflache kaskadiert, wodurch die Tonerteilchen an den latenten elektrostatischen Bild anhaften und ein Pulvex^bild nit einer deu zu reproduzierenden Bild entsprechenden Konfiguration erzeugen.

An der Bildübertragungsstelle 5 wird das Pulverbild elektrostatisch von der Plattenoberfläche auf einen Bildträger übertragen und

an der Tromi/telreinigungs- und Entladungsstelle 6 wird die Bildplattenoberfläche zur Entfernung restlicher Tonerteilchen nach der Bildübertragung abgebürstet und mit einer relativ hellen Lichtquelle ausgeleuchtet, um eine Ableitung praktisch aller noch vorhandenen elektrostatischen Ilestladungen zu bewirken.

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Diese kurze Erläuterung der xerografisehen. Verfahrensstationen erleichtert das Verständnis der Erfindung. In den Fig. 1 und ist auch die Entwicklungsvorrichtung dargestellt, mit der das latente elektrostatische Bild auf der zylindrischen elektrofotografischen Bildplatte entwickelt wird. Diese Entwicklungsvorrichtung 20 "bringt das elektrofotografische Tonerpulver auf das auf der Bildtrommel vorhandene latente elektrostatische Bild zur Entwicklung auf. Innerhalb des Entwicklungsgehäuses befindet 3ich eine Förderbechervorrichtung 210, die zum Transport des Entwicklerstoffes in den oberen Teil des Entwicklungsgehäuses dient, von wo aua er über die Schütte 216 auf die Bildtrommel kaskadiert wird. Bei dieser Kaskadierung werden die Tonerteilchen aus den Entwicklerstoff elektrostatisch ausgesondert und vom latenten Bild gebunden, wonach der restliche Entwickl er st off von Troninelunfang abfüllt und mit den Pülirungsplatten 217 in den unteren Bereich des Entwicklungsgehäuses befördert wird. Die während des Entwicklungsvorganges verbrauchten Tonerteilchen erzeugen das sichtbare Pulverbild, weshalb sie mit einer Nachfülleinrichtung 10, die innerhalb des Entwicklungsgehäuses angeordnet ist, ersetzt werden müssen.

Die Entwicklungsvorrichtung 20 besteht im besonderen aus einem Entwicklungsgehiiuse nit einer Abdeckung 201, einem schrägen Boden 202, einer nicht dargestellten Vorderwand und einer Rückwand 204. In. unteren Teil des Entv/icklungsgehäuses ist ein Vorrat an Entwicklerstoff vorgesehen. Die Vorder- und die Rückwand 204 (Fig. 2) sind an ihrer Kante mit einer Einbuchtung versehen, die der Form der elektrofotografischen Trommel entspricht, so daß diese nahe an Entwicklungsgehäuse angeordnet sein kann. An den Innenflächen des Entwicklungsgehäuses sind nicht dargestellte Leitbleche vorgesehen, die eine Zirkulation von Staub und Luft innerhalb des Gehäuses nahe der Bildplatte verhindern.

Die Fördervorrichtung 210 dient zum Transport des Entwicklerstoffes aus dem unteren Vorratsbereich in den oberen Bereich

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des Eiitwicklungsgehäuses, von wo er über die elektrofotografische Trommel kaskadiert wird. Die Fördervorrichtung 210 enthält eine Anzahl parallel zueinander mit Abstand auf Förderbändern 206 angeordneter Fördert)echer 205, die um eine Antriebsrolle 204 und eine Förderrolle 208 geführt werden, welche auf Achsen drehbar gelagert sind.

Zur Leitung des Entwicklerstoffes über die Oberfläche der Trommel während der Kaskadierung dient eine Schütte 216, die beispielsweise durch Schweißen an den Seitenwandungen des Entwicklungsgehäuses befestigt ist. Bei Drehung der elektrofotografischen Trommel wird der aus den Förderbechern ausgegebene Entwicklerstoff auf die Schütte befördert und kaskadiert von dieser über die Trommel, von der er teilweise wieder abfällt oder abgeschleudert wird. Zum Auffangen des abfallenden Entwicklerstoffes und zu dessen Rückführung in das Entwicklungsgehäuse ist eine Leitplatte 217 am Boden 202 des Entwicklungsgehäuses befestigt. Die Vorderkante diener Leitplatte 217 befindet sich so nahe an der Umfangsfläche der elektrofotografischen Trommel, ohne diese zu berühren, daß der gesamte abfallende Entwicklerstoff aufgefangen wird. \/ird eine gewisse Restmenge Entwicklerstoff trotzdem nicht aufgefangen und in das Entwicklungsgehäuse zurückgeführt, so gelangt dieser in eine Auffangmulde (nicht dargestellt), die am Boden 202 des Entwicklungsgehäuses vorgesehen ist. Diese muß zuweilen von der Bedienungsperson von Hand herausgenommen werden, un den Entwicklerstoff in die Vorratsmenge einzugeben, './eitere Einzelheiten einer derartigen Entwicklung;:; vor richtung finden sich in der US-Patentschrift 3 067 720.

V/ährend der Kaskadierung der Entwickler et off mischung über die elektrofotografische Tromriel werden die Tonerteilchen von den Trägerteilchen abgetrennt und auf der Trommel abgelagert, so daß ein Pulverbild entsteht. Die teilweise entblößten Trägerteilchen gelangen von der Trom .el wieder in den Vorratsbehälter. Infolge des Tonerverbrauches bei der Entwicklung muß zusätzlicher Toner der Entwicklerstoffmischung entsprechend der verbrauchten Menge zugeführt werden. Hierzu dient die Tonereinüabevorrich-

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tung 10, die eine genaue Abmessung der jeweils eingegebenen Tonermenge ermöglicht. Derartige Eingabevorrichtungen sind bekannt, die dargestellte ist in der US-Patentschrift 3 013 703 beschrieben.

Die Tonereingabevorrichtung IO enthält einen Trichter oder Behälter 120 für die einzugebenden Tonerteilchen. Dieser kann jede Größe oder Form haben, im vorliegenden Falle ist er ein rechteckförmiger offener Kasten mit senkrechten Seitenwänden. Die Oberkanten der Wandungen sind nach außen gebogen und bilden horizontale Flansche, mit denen dor Kasten an der Unterseite der Abdeckung 201 des Entwicklung^ gehäuses beispielsweise durch Schweißen befestigt ist. Die Öffnung in der Abdeckung 201 des Entwicklung^gehäuses ist dabei auf die Öffnung des Kastens ausgerichtet. Am anderen Ende des Trichterkastens sind hängende Lagerungen vorgesehen, die die restlichen Elemente der Eingabevorrichtung tragen. Die Lagerungen sind an der Vorder- und Rückwand befestigt.

Der Boden des Trichterkastens ist mit einer Eingabeplatte teilweise verschlossen, die in vertikalem Abstand unter den Unterkanten der Seitenwände vorgesehen ist. Sie bildet mit den ;/äiiden des Trichters 120 einen Behälter mit schmalen, iringlichen Austrittsschlitzen für das Tonerpulver. Beim Betrieb der Tonereingabevorrichtung befindet sich eine Tonervoi'ratsiiienge innerhalb des Trichters. Durch Wechselbewegung aer IHingabeplatte wird eine bestimmte Menge Tonerj)ulver durch die Schlitze treten und von dort aus in die Vorratsmenge des ; Int v/i ckl erst of f es gelang en.

Da die Tonereingabevorrichtung 10 eine gleichbleibende Menge Toner für eine vorgegebene Bewegung der Eingabex)latte zuführt, Latin man diese l.Ienge durch Änderung der Jechselbewegungen der üiiijaboplatte pro Zeiteinheit ändern. Die Y/echselbeweguii;';; der Eingabeplatte wird mit einem Exzenter erzeugt, dor auf einer Achse 110 sitzt, welche auf einen gegabelten an der Ein jaboplatte einwirkt.

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Die vorstehende Erläuterung der Tonereingabevorrichtung 10 erleichtert das Verständnis der Erfindung. Y/eitere Einzelheiten einer derartigen Vorrichtung finden sich in der vorstehend genannten Patentschrift.

Zur Steuerung der Tonereingabe mit der Eingabevorrichtung 10 dient eine in den I¹Ig. 2 bis 9 dargestellte automatisch arbeitende Vorrichtung, mit der der Eingabemotor IiOT-I entsprechend der Dichte eines Tonerbildes gesteuert wird, das auf einer Simulationsvorrichtung 300 erzeugt wird.

Die SimulationsVorrichtung für eine elektrofotografische w Tromuel ist innerhalb des Enfcficklimgsgehliuses 20 auf Halterungen angeordnet, die sie gegen die Entwicklungvorrichtung isolieren. Eine Samr.ielseh.utte 310 mit Seitenteilen 311, die zur Aufnahme einer Menge Entwicklest off geeignet- ist, ist an der Halteplatte 312 montiert, die an der Vorder- und Hückv/and des EntwicklLingsgehüuses befestigt ist. Die S ama el schütte wird zusammen mit der Simulatorkexuaor 300 unter den sich bawegenden Förderbechern 205 der !Fördervorrichtung gehalten, so daß sie den aus jedem Förderbecher herausfallenden Entvicklerstoff aufnehmen kann. In Pig. 2 ist die oarcielschütte 310 gegenüber der Vertikalen derart geneigt dargestellt, daß sie den fallenden Entwicklerstoff auffängt und in die Simulatorkammer 300 führt.

Die Simulati ons Vorrichtung 300 (Pig. 6 bis 8) enthu.lt Fotozellen P-I und P-2, die durch das Licht ■-einer Lampe LuP-I beeinflußt v/erden und ihren 'widerstand entsprechend der jeweils einwirkenden Lichtstärke einstellen. Die Fotozelle P-I ist nahe der Lampe LMP-I angeordnet und dient zur Kompensation von änderungen der Lichtstärke durch Alterung oder Staubansammlung innerhalb der Vorrichtung. Die beiden Fotozellen P-I und P-2 sind in einer Brückenschaltung angeordnet, so daß ihre V/i der stands änderungen als Spannungsänderungen ausgewertet werden können, um damit die Spannung der Fotozelle P-2 im Hinblick auf die vorgenannten Änderungen kompensieren

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zu können. Im Bereich des Lichtstrahls der Lampe LMP-I auf die Fotozelle P-2 sind zwei elektrisch ieitfähige und transparente Elektroden 350 angeordnet, die jeweils in zwei elektrisch isolierte benachbarte Bereiche 35Oa und 35Ob geteilt sind, so daß jeder dieser Bereiche auf eine vorgegebene Polarität aufgeladen werden kann. Als Elektrode eignet sich ein mit Zinnoxid überzogenes Glas, das von der Pittsburgh Plate Glass Inc. unter der Bezeichnung NESA-Glas vertrieben wird. Die transparenten Elektroden sind innerhalb der Simulatorkammer 301 mit einer Feder 302 befestigt, durch die sie gegen eine Anlagefläche gedruckt v/erden. In dieser Lage sind sie zu einem noch zu beschreibenden Zweck mit einem Dichtungsmittel dicht abschließend befestigt. Die Simulatorkammer umfaßt ferner einen hohlen und abgedichteten Zuführungsteil mit einer Öffnung, durch die der Entwicklerstoff aus der Sammelschütte 310 eingegeben wird. Diese öffnung hat eine derartige Größe, daß eine bestimmte Menge Entwicklerstoff immer während des Betriebes der Entwicldungsvorrichtung 20 in der Sammelschütte verbleibt. Innerhalb der Simulatorkammer 30I befindet sich nahe dieser Öffnung ein Strömungsteiler 303, der über jede transparente und elektrisch Ieitfähige Elektrode 350 einen gleichen Anteil Entwicklerstoff leitet. Der Strömungsteiler 303 ist elektrisch leitfähig und mit Masse der Laschine verbunden. Dadurch wird die Erzeugung statischer Ladungen auf dem fließenden Eiitwickl erst off verhindert, wodurch die reibungselektrische Bindung zwischen dem Trägerstoff und dem Tonerpulver beeinträchtigt würde. Es zeigte sich, daß die Erdung des Strömungsteilers 303 die Zuverlässigkeit der Simulationsvorrichtung 300 verbessert. Ist der Strömungsteiler nicht geerdet, so wird das Tonerpulver durch die statische Ladung, die sich auf der Oberfläche des Strömungsteilers aufbaut, manchmal fester an den Trägerstoff gebunden. Mearn, die reibungselektrische Bindungskraft ansteigt, wird weniger Tonerpulver auf der Slektrodenoberfläche abgelagert, wodurch sich eine falsche Anzeige einer mangelnden Tonerkonzentration in der Entv/icklerstoffmischung ergibt. Durch die Erdung de3 Strömungsteilers wird die statische Ladung abgeleitet und die reibungselektrische Bindung zwischen

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Tonerpulver und Trägerstoff nicht geändert, wenn der Entwicklerstoff über den Strömungsteiler geleitet wird. Auf diese Weise werden fehlerhafte Signale vermieden. Der Entwicklerstoff gelangt über die transparenten Elektroden aus der Simulationsvorrichtung heraus durch eine Öffnung 304 im Boden der Kammer 301 und wird in den Entwicklerstoffvorrat innerhalb des Entwicklungsgehäuses 20 zurückgeführt. Der Zweck der Ausführung der Simulationsvorrichtung als eine abgedichtete Einheit besteht neben der Führung des Entwicklerstoffes durch die Steueröffnung über die transparenten Elektroden und durch die Austrittsöffnung darin, eine Ablagerung der mit dem Tonerpulver normalerweise verbundenen Staubatmosphäre innerhalb des Entwicklungsgehäuses 20 auf den Fotozellen P-I und P-2 oder der Lampe LMP-I zu vermeiden. Ist die Simulationsvorrichtung in beschriebener \7eise aufgebaut, so dient dieselbe Entwicklerstoffmischung, die über die elektrofotografische Trommel kaskadiert wird, auch zur Kaskadierung über die transparenten Elektroden, die eine lichtempfindliche Trommel simulieren. Beide Kaskadierungsvorgänge erfolgen auf dieselbe \7eise. Die beiden transparenten und elektrisch leitfähigen Elektroden bestehen aus elektrisch gegeneinander isolierten benachbarten leitfähigen Flächen 35Oa und 35Ob, wie aus Fig. 7 zu ersehen ist. Die mit den leitfähigen Flächen 35Oa und 35Ob gebildeten Muster sind auf jeder Elektrode ähnlich, wobei die Bereiche 35Oa mit der Klemme 15 und die'"""" Bereiche 35Ob, mit der Klemme 10 der in Fig. 4b gezeigten" elektrischen Schaltung verbunden sind, die eine Steuerung '"" mit G-leichspannung ermöglicht.

\7ird bei der in Fig. 4b gezeigten Schaltung das Wechselstromnetz an die Leitung 47 beispielsweise durch Betätigung der Starttaste der automatischen elektrofotografischen Reprodukti onsmasohine (Fig. 1) angeschaltet, so wird die \7ech- , selspannung mit der Diode CR6 gleichgerichtet und steuert den Rückstellteil Q7A des Rückstell-Inverters Q7 auf einen hohen Potentialzustand (logischer Zustand "1" oder einfach "1")» der mit dem Inverter Q7B zu einem niedrigen Potentialzustand invertiert wird (logischer Zustand ¹¹O" oder einfach

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"0"). Dadurch a inlet die Spannung auf der Rückstelleitung ¹¹Il" zum niedrigen Zustand (¹¹O") ab, wodurch die Spannung von der Basis des den Oszillator synchronisierenden Transistors Q14 abgeschaltet und dieser gesperrt wird. Ferner sinkt die Spannung am Flip-Flop-Teiler Q6 und am zweiten Flip-Flop-Teiler Q5 ab, wodurch an ihnen keine Haltespannung mehr liegt. Die abnehmende Spannung auf der Rückstelleitung R wirkt sich ferner am Synchronisierungs-Flip-Plop Q3 aus, v/ird mit dem "1TOR"-Gatter invertiert, dessen Ausgangs signal durch den Inverter des Flip-Flops Q3 wieder invertiert v/ird und ein Signal geringen Pegels für den Eingoig des !TOR-G-atters der Schaltung Q4 liefert, wodurch ein Signal hohen Pegels für die Hochspannungs-3ehalttransistoren 015 und Q16 erzeugt wird. Diese werden leitend und liefern ein Signal geringen Pegels an die Basis der liochspamiungs-Schalttransistoren Q17 und QlO über den Inverter der Schaltung Q4> so daß diese Transistoren gesperrt v/erden. Die Klemme 10 liegt damit ca, 290 Volt über der Klemme 15, so daß die richtige Polarität der transparenten Elektroden sichergestellt int.

Bei Steuerung der Basis des den Ossiilator synchronisierenden Transistors Q14 in den Zustand "0" durch abnehmende Spannung auf der liückstelleitung R wird dieser Transistor gesperrt, und der Kondensator C5 lildt sich auf eine Spannung auf, die zur Zündung des Uniiuiiktion-Oszillators Q13 und damit erfolgender Entladung des Kondensators C5 ausreicht. Dabei bleibt der Oszillator nicht 1 Linger leitend, und der Kondensator beginnt wieder seine Aufladung, wodurch sich ein in Fig. 5 gezeigter pulsierender Signalverlauf am Widerstand R9 ergibt. Da.it wird ein positiver Hadelimpuls den Inverter Q7B des Ruckstell-Invertera Q7 zugeführt, der einen negativen pulsierenden Signalverlauf erzeugt und dieseu den Halteeingang des ersten Pliu-Flop-Toilers Q6 zuführt. Dadurch wird dessen Ausgangssignal von Zustand "0" zum Zustand "1" umgesteuert, indem es bi.o yuu nächsten negativen Impuls bleibt, der eine Rückführung in den Zustand "0" "bewirkt. Das Ausgangssignal des ersten Flip-Plop-Teilers Q6 oder genauer die negativ

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verlaufende Kante des "O"-Impulses wird dein Halteeingang des zweiten Ji¹Hp -Fl op -Teilers Q5 zugeführt, der in derselben V/eise wie der Teiler Q6 arbeitet und sein Ausgangs signal zum Zustand ¹¹I" ändert, bis er den nächsten negativen Impuls des ersten Teilers Q6 erhält. Zu diesem Zeitpunkt nimmt das Ausgangssignal des Teilers 05 wieder den Zustand "O" an. Das Ausgangssignal hohen Pegels des Flip-Flops Q5 wird dann den ITCR-Gatter des Hochspannungs-Steuer gatter s Q4 zugeführt, und diirch Invertierung ergibt sich ein "O"-Iiapuls für die Hochspannungs-Sehalttransistoren Ql5 und Q16, die gesperrt werden. I)a die Transistoren Q15 und Ql6 gesperrt sind, liegt der Kollektor des Transistors Ql 5 und damit die Klemme 15 auf einem Potential von ca. 290 YoIt, zugeführt über die Leitung C, und die Klemme IO lie'gt auf Erdpotential durch den Impuls geringen Potentials vom ITüR-Gatter, der über den Inverter des Hochspannungs-Steuergatters Q4 invertiert wird und einen Impuls hohen Potentials für die Hochspannungs-Schalttransistoren Q17 und Q18 zu deren Öffnung liefert. Y/ie beschrieben, sind die Klemmen 10 und 15 Hit jeweils einem elektrisch isolierten Bereich der transparenten Elektroden verbunden, wodurch bei zyklische!;: Wechsel der Polarität zwischen den Klemmen das Tonerpulver zyklisch von den Elektrodenflüchen 35Oa angezogen und abgestoßen wird. Die Polarität zwischen den Klemmen wird laufend umgeschaltet, v/obei die Klemme 10 und die Klemme 15 für eine Zeit 290 YqIt bzw. Erdpotential führen, die durch den Unijunktion-öszillator geringer Frequenz bestimmt ist, der einen Lade- und Entladung zyklus mit einer Zeitkonstante der Glieder 118 und C5 erzeugt, die vorzugsweise 2,25 Sekunden beträgt. Die negativ verlaufende Flanke des Signals des Teilers Q5, dargestellt in ]?i£. 5, liefert ein Ausgangs signal im Zustand "1" von ITüR-Gatter des Hochspannungs-Steuergatters Q4, welches die Basic der Ilochspannungs-Schalttransistoren Ql5 und Q16 positiv ansteuert und diese öffnet. Dadurch wird die Klemme 15 auf Erdpotential gelegt. Derselbe Impuls wird mit dem Inverter des Hoehspannungs-Steuergatters Q4 invertiert und sperrt die Hochspanmings-Schalttransistoren Ql7 und QlO, wodurch ihre Kollektoren eine Spannung von ca. 290 Volt fähren, die an der iClemrae 10 liegt.

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Aus Pig· 5 geht hervor, daß die Polarität der an die transparenten und elektrisch leitfähigen Elektroden gelegten Spannung entsprechend dem Ausgangssignal dec Unijunktion-Ossillatörs Q15 geändert wird. I)iese3 Signal gelangt über den Inverter Q7B des Riickstell-Inverters Q7 und wird mit den ersten und zweiten Flip-Flop-Teiler Q6 "bzw. Q5 geteilt. Das Ausgangssignal des Flip-Flop-Teilers Q5 liegt-am Hochspannungs-Steuergatter Q4- zur Änderung der Polarität der beiden elektrisch isolierten Teile der transparenten Elektrodenplatten, die mit den Klemmen 10 und 15 verbunden sind. Während die Polarität zwischen den Klemmen 10 und 15 umgeschaltet wird, wird die statische Ladung der transparenten Elektroden geändert, wodurch das Tonerpulver von den Elektrodenbereichen 35Oa abwechselnd angezogen und abgestoßen wird.

V/ie bereits erwähnt, sind die Elektroden innerhalb der Simulationsvorrichtung 300 angeordnet, welche im Eatwicklungsgehäuse 20 nahe der Sammelschütte 310 befestigt ist. Der aus den Förderbechern 205 fallende und gesammelte Entwicklerstoff wird Über die Oberfläche der transparenten Elektroden ka3kadiert, tritt durch den unteren Teil der Sinulatorkamuer 300 wieder aus und fällt in den Entwicklerstoffvorrat. Während der Kaskadierung über die Elektroden wird ein Pulverbild auf demjenigen Elektrodenteil erzeugt, der gerade entgegengesetzt der ladung deo Tonerpulvers geladen ist. Da die beiden benachbarten, jedooh elektrisch isolierten Teile einer Elektrode 350 entgegengesetzt aufgeladen werden, wird das stärkste elektrostatische Feld an den eingeätzten Linien einer jeden Elektrode (Fig. 7) erzeugt. Dadurch erzeugt die dort herrschende Spannung ein dem latenten Bild auf einer lichtempfindlichen Oberfläche einer elektrofotografischen Trommel analoges Bild, da die !Tonerteilchen von dem Bereich größten Potentialunterschiedes angezogen werden. Wenn die Polarität der beiden Elektroden umgekehrt wird, wird in diesem Bereich eine Ladung erzeugt, die die Tonerteilchen abstößt, wodurch das Tonerimlver durch den kontinuierlich kaskadi er enden Entwicklerstoff entfernt wird. Dieser Reinigungsvorgang der Elektroden-

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oberflächen durch Polaritätsumkehr ist analog der eingangs "beschriebenen Reinigung der elektrofotografischen Tromneloberfläche .

Innerhalb der Simulatorkammer JOO ist eine Fotozelle P-2 direkt hinter dem Bereich 35Oa einer der transparenten Elektroden 350 angeordnet, so daß das Licht der Lampe LIiP-I, die hinter der anderen Elektrode 350 vorgesehen ist, durch beide Elektroden hindurch auf die Fotozelle P-2 fallen kann, wie aus Fig. 6,7 und O hervorgeht, Y/ird die Polarität des Bereiches 35Oa der Elektroden, gesteuert durch die Klemmen 10 und 15, auf die dem Tonerpulver entgegengesetzte umgeschaltet, so wird das Tonerpulver von den geätzten Linien der beiden elektrisch isolierten Teile der Elektroden innerhalb des Lichtstrahls angezogen, wodurch der V/i der stand der Fotozelle P-2 erhöht wird. Nach einer HalbZykluszeit von ca. 4,25 Sekunden, die durch den niederfrequenten Uhijunktion-Oszillator Ql5 und die Flip-Flop-Teiler Q6 und Q5 "bestimmt ist, wird die Polarität umgekehrt und das Toiierpulver aus dem Bereich 35Oa einer jeden Elektrode innerhalb des auf die Fotozelle P-2 auftreffenden Lichtes abgestoßen. Gleichzeitig wird -die Fläche der Elektroden durch den kaskadiex"enden Entwicklerstoff gereinigt. Der Widerstand der Fotozelle P-2 ist in einer Brückenschaltung angeordnet, wodurch die V/iderstandsänderung eine Spannungsänderung ergibt, so daß ein hoher Widerstand der Fotozelle P-2, die ein dicht getöntes Bild angibt, einen Spannungsanstieg in der Brückenschaltung (Fig. 9) zur Folge hat. Fällt der Widerstand der Fotozelle P-2 durch die Tonerabstoßung und Reinigung der Elektrodenflächen ab, so nimmt auch die Spannung der Brückenschaltung ab. Der zyklische V/iderstandswechsel der Fotozelle P-2 erzeugt einen Signalverlauf an der Brückenschaltung, der sägezahnförmig ist (Fig. 5). Während des ca. 4,25 Sekunden dauernden Halbzyklus "Anziehung" wird Tonerpulver von den Bereichen 35Oa der transparenten Elektroden angezogen, so daß sich zusammen mit dem Halbzyklus "Löschung" eine Gesamtzeit von 9 Sekunden für einen vollständigen Zyklus ergibt. Das Ausgangαsignal

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der Brackens ohal tung (Eingangs leitung 2 in Pig. 4b) v/ird der Steuerschaltung zur Einschaltung des Tonereingabemotors HOT-I zugeführt. Der Anstieg und der Abfall der Ausgangespannung der Brückenschaltung durch die zyklische Anziehung und Abstoßung des Tonerpulvers von der Elektrodenoberfläche vrird der Basis des Schwellwert-Transistors Ql9 zugeführt (ein als Schalter arbeitender linearer Verstärker mit hoher Verstärkung) .

Un den Schwellv/erttransiator QlS' zu öffnen, muß die Spannung zwischen der Basis und Erde größer als die Spannung von Schleifer des Potentiometers Il24 gegen Erde sein, wird der ¹Ji derstand 1124 erhöht, so v/ird die positive Vorspamumg in Emitterkreis erhöht, und die Basisspannung des Transistors". QlS muß i-lhnlich erhöht v/erden, um diesen Vorgang auszugleichen und den Transistor Ql9 zu öffnen. Der S cliv; ellwert, der einer bestimmten Bilddichte entspricht, kann mit dem Potentiometer Ϊ124 eiiigestollt v/erden.

liciclit die der Steuerschaltung über die Leitung 2 zugeführte Spannung der Brückenochaltung (I^?i.j. 9) nicht zur uborv/inuung dor l-:i . tGrop-jjiminc; dea Transistors Ql 9 aus, »/as eine geringe Tüiioxvzonzentration anzeigt, se v/ird der Transistor gesperrt, -.;o;:iit der ocliv/ollv/ert-Ausv/ertetransistor Q20 gleichfalls gesperrt bleibt. In diesem Zustand v/ird am Eingang 3 des Llotor-. ;attern ·! ein Signal mit dem Pegel "0" erzeugt. Dadurch vii'd LU- Ausgang des Gatters, das bei öffnung als ίίΑΙϊϋ-Gatter Lii-böitGt, in den Zustand "1" vorsetzt, v/enn alle EingangoüirrxialG geringes Potential haben. A:ul Ende des Halbzyklus "iaiKiolamj.·;" goiit der zweite Flip-Flop-Teiler ί·5 vom Zustand "1" in den Zustand "ü" über, wodurch an Eingang 2 des uotoi"¹-gattera Ql der Zur:tanu "0" herrscht. Führt der Halteeingang 1 üeo Gatters Ql den Zustand "0", so- v/ird das Gatter durch-.IGCcaaltet und erzeugt das Ausgangssignal "1", welches der L.ti:-/J.?.; des 'Jranciutors QlO zugeführt v/ird. Dieser v/ird leitend und schaltet dac liolais IC-I für den Tonereingabemotor ein, v/elclies mit seinen Kontakten den ilotor IiOT-I zur Eingabe

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von Toner in die iikitwicklerstoffmischung einschaltet. Der Singabemotor IiOT-I arbeitet ca. 2,25 Sekunden lang, diese Zeit ist durch das Abschaltesignal am Halteeingang 1 des !.lotorgatters Ql bestimut, welches durch den positiven Impuls des Flip-Flop-Teilers Q6 zuz· Spending des Motorgatters Ql erzeugt wird.

V/ährend desjenigen Teils des Halbsyklus, in dem das Tonerpulver von dem Bereich 55Oa der Elektrodenoberfläche angezogen wird, erhöht sich der Y/iderstand der Fotozelle P-2, wodurch ein Anstieg der Ausgangs spannung der Briickenschaltüng auftritt., welche der B teuer schaltung über die leitung 2 (Fig. 4b) zugeführt wird. Diese Spannungsanderung gelangt an die Basis des Schwellwert-Transistors Q19 und wenn sie größer ist als dio Emittervorspannung dieses Transistors (bestimmt durch das Potentiometer E24)> so wird dieser leitfähig, wodurch die Basis des Schwellwert-Auswertetransistors Q20 zum Zustand "0" gelangt und dieser leitfähig wird. Dadurch wird der Eingang 3 des x.iotorgatters Ql in den Zustand "1" überführt. Ist ausreichend Tonerpulvar in der Entwicklerstoffmischung vorhanden, so verhindert dieses Eingangssignal hohen Pegels an liotorgatter Ql dessen Durchschaltung, da nicht alle 33ingänge den Zustand "0" führen, "wenn das Tonerpulver im Entwickler stoff nicht für einen vorbestimmten Dichtewert sur Entwicklung eines elektrofotografischen Bildes auf der lichtempfindlichen Trom.:eloberflache ausreicht, so reicht die Ausgangsspannung der Brückensclialtung nicht zur Überwindung der Sriittervorspannung des Schwellwerttransistors Ql9 aus, weshalb der Eingang 3 des ilotorgatters Ql im Zustand "ü" verbleibt. Bei Koinzidenz des Zustandes "ü" am Eingang 2 und des Zustandes am Halteeingang 1 wird das Llotoi'gatter Ql geöffnet und erzeugt ein Signal hohen Pegels an der Basis des Tranaistors QlO, wodurch das Heiais K-I eingeschaltet wird. Der Eingabeiaotor bleibt eingeschaltet, bis das Ltotorgatter durch die Änderung des Ausgangs signals des ersten Flip-Flop-Teilers Q6 (air. ITalteoingang 1) gesperrt wird, wodurch die Tonereingabezeit für diesen Zyklus beendet ist. Zu diesem Zeitpunkt werden die

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transparenten Elektroden auf eine derartige Polarität "umgeschaltet, daß das Toner pulver abgestoiJen wird und die Elektrodenoberfläche durch den kaskadierenden Entwicklerstoff gereinigt wird. Nach ca. 4_t25 Sekunden Löschzyklus wird erneut ein Bild auf der Elektrodenoberfläche erzeugt, und das Ausgangssignal der Drückenschaltung wird der Steuerschaltung wieder zum Vergleich mit der Emitterspannung des 'Schwellwert-Transistors Q19 zugeführt, so daß eine erneute Bestimmung durchgeführt werden kann, ob zusätzlicher Toner in der Entwicklerstoffmischung benötigt wird oder nicht.

Die vorstehend beschriebene Arbeitsweise setzt sich während des gesamten Betriebes der automatischen Reproduktionsmaschine und der Erzeugung einer Vielzahl von Kopien fort.

ii eine zu starke Tönung zu vermeiden (Eingabe von zuviel Tonerpulver in den Entwicklerstoff durch falsche Signale während der Erzeugung einer geringen Anzahl Kopien), ist es wichtig, daß die Polarität der transparenten Elektroden derart gehalten wird, daß das Tonerpulver während der Ausschaltung der Maschine angesogen wird. Würden eine oder wenige Kopien während desjenigen Teils des Zyklus erzeugt, in dem auf dem Bereich 35Oa der Elektrode ein Bild ersaugt wird, so würde dem Schwellwert-Transi3tor QlQ ein falsches Signal zugeführt, da die zur Erzeugung einer richtigen Dichte vorgesehene Zeit nicht auareichen würde. Um diese ungewollte Einschaltung des Eingabemotors zu verueiden und einen definierten Einsatzpunkt für den Vergleich zu erhalten, wenn die automatische elektrofotografische Reproduktionsmaschine die durch die Bedienungsperson voreingestellte Anzahl von Kopien hergestellt hat, oder in jedem Falle wenn sie ausgeschaltet wird, wird die Leitung 108 der Steuerschaltung angesteuert. Die dadurch auf dieser Leitung auftretende Wechselspannung wird mit dem Gleichrichter CR20 gleichgerichtet und mit den Kondensator ClO gesiebt, so daß eine positive Spannung im Zustand "1" am Eingang deo Inverters Q24B. erzeugt wird, die dem ITOR-G-atter Q2B des Synchronisations-Flip-iUops Q2 augeführt wird* Das

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Aus gangs signal des Inverters Q24B wird ferner über den Inverter Q24A zur Sperrung der Diode CR19 verwendet, wodurch der Kondensator C13 einen Ladevorgang nit seiner Zeitkonstante "beginnt. Bei ausreichender Ladung wird der Unijunktion-Iransistor Q12 gezündet, so daß ein positiver Spannungsimpuls oder ein Zustand "1" dem NOR-Gatter Q2A des Synehronisations-Flip-Flops Q2 zugeführt wird. Der Aus gangs zustand ¹¹O" des NOR-Gat tiers Q2A wird dem NOR-Gatter Q2B des Synehrqnisations-Flip-Flops zugeführt.

Das Ausgangssignal "1" des Gatters Q2B wird dem Synchronisations-Flip-Flop Q3, das noch eingehender beschrieben wird, und dem NOR-Gatter Q2A zugeführt. Das Signal hohen Pegels am NOR-Gatter w Q2A hält dessen Ausgangs signal im Zustand "0", wodurch das Ausgangs signal des NOR-Gatters Q2B im Zustand ¹¹I" verbleibt. Dieser Zustand wird beibehalten, bis das Ausgangssignal des Inverters Q24B in den Zustand "1" überführt wird, wodurch daa Ausgangssignal des Gatters Q2B zum Zustand "O" gelangt.

XHe bereits erwähnt, wird das Ausgangssignal "1" des Gatters Q2B ferner dem Synchronisatioiis-Flip-Flop Q3 zugeführt. Mit dein NOR-Gatter deo Flip-Flops Q3 wird dieser Zustand "1" invertiert und mit dem Inverter dieses Flip-Flops wieder in den Zustand ^Irl" überführt.-. Dieses Aus gangs signal hohen Pe-Gelc wird auf das NOR-Gatter des Ilochcpamiungs-Steuergatters > Q4 zurückgeführt, dessen Ausgangs signal der Basis der Hochspannungs-Schalttran.3istoren Q15 und Ql6 einen geringen Pegel zuführt. Ferner wird dieses AuDgangssignal mit dem Inverter des Hochspannungs-Steuergatters Q4 invertiert und steuert , , , -.-die Basis der Hochspannungs-Schalttransistoren Q17 und Q18 zum Zustand "1", wodurch diese transistoren geöffnet werden....... Dadurch erhält die Klemme 10 Erdpotential, die Klemme 15 ■« ca. 290 Volt.

V/ird der Ausschaltevorgang· der Rex^rodulctionsmaschine beendet, so werden die Leitungen 47 und 108 abgeschaltet. Die Abschaltung der Leitung 47 ergibt einen Übergang der positiven Spannung- au Rückstellteil Q7A des Rückstell-Inverters QJ-

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zu einem Zustand geringen Pegels, wodurch die Rückstelleitung. R in den Zustand ^rfl" gelangt und die Basis des den Oszillator synchronisierenden !Transistors Ql4 zu dessen öffnung angesteuert wird. Dadurch wird der Kondensator C5 entladen und der niederfrequente Unijunktion-Qszillator Ql5 gesperrt, so dai3 er kein Ausgangssignal für den Inverter Q7B liefert. Beim Übergang der Ruckstelleitung E. in den Zustand '^rl^ir werden die Plip-Plop-Teiler Qß und Q5 gesperrt, so daß ihr Ausgangssignal in den anstand "0" gelangt. Der Huckst oll eingang des liüR-Gatters des PlIp-I¹I ops Q3 ist im Zustand "1", sein Ausgangs signal hat gleichfalls den Zustand ^lrl", wodurch das Ausgangs signal des HüR-G-atters der Schaltung Q4 im Zustand "0" gehalten wird und die der 2oneranziehung entsprechenden Polaritäten an den Klemmen 10 und 15 verbleiben. Sobald die Maschine erneut eingeschaltet wird (Anschaltung der Leitung 47)» so wird die Spannung Hit dem Inverter Q7A des Rückstell-Inverters Q7 invertiert, so daß ein Zustand geringen Pegels auf der Rückst elleitung Il erzeugt wird, der den Zustand "1" am ITOR-Ga tter des Steuorgatters Q4 "beendet, so dais die Steuerschaltung unmittelbar die Elektroden in den Löschungszyklus bringt.

wird die Wechselspannung von der Leitung 108 abgeschaltet, so befindet sich die gleichgerichtete Spannung (über CR20) an Inverter P24B im Zustand "0". Das Ausgangs signal "i^lr il.-Qis'iC Inyertoro v/ird den IIOH-G-atter Q2B des Synchronisationsi^liu-PloiJS 02 zugeführt Lind erzeugt ein Ausgangssignal "0" für das liOR-Gatter des Uyiichronisations-Plip-Plops Q3 sowie eine Unterbrechung dos Haltesignals void NOR-Gatter Q2A zum IiOR-Gatter Q2B. Das Eingangssignal des irOR-Gatters der Schaltung 'V) von der Rückstelleitung R befindet sich im Zustand "1", -.vodurch am Ausgang ein Zustand "0" erzeugt wird, der ;..It dom Inverter der Schaltung Q3 invertiert wird und den Zustand "1" einem der liinglaige des IiOR-Gatters des Hochspsjmungs-Steueivj^tters Q4 zufährt. Das Ausgangssignal dieses Gatters ist mit den liochspannungs-Schalttransistoren Q15, Ql6_r Q17 xail QlO verbunden, so daiJ die 'i'ransistören Ql7 u*iä Q18 leitend, die "a-'r/onoj st or on )15 und Q16 gesperrt werden, wodurch

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die Klemmen 10 und 15 den Zustand "O" bzw. 290 ToIt führen. Die an diesen Klemmen herrschende- Spannung bewirkt, daß die Elektroden sich bei Anschaltung der leitung 47 in dem richtigen Teil des Auswert ο zyklus befinden, d.h. im. Zustand "Anziehung", so daß die Siir-ulationsvOrriehtung ihren Betrieb mit dem Abstoßungs-Halbzvklus beginnt. Die Anschaltung der leitung 47 bringt die Rückstelleitung.R in den Zustand "0", so daß der Zyklus in der vorstehend beschriebenen v/ei ο e beginnt.

Auch wenn die vorstehend beschriebene Vorrichtung die Konsentration des Tonex'pulvers in Sntwicklerstoff automatisch aiiswertet und keine diesbezüglichen Kenntnisse der Bedienungsperson erforderlich sind, kann diese den Sntwicklerstoff auch noch stärker.mit Toner versehen, wenn, die automatische elektrofotografische Reproduktionsmaschine ein sehr blasses Originals ehr if ts tuck reproduzieren soll.. Die Bedienungsperson kann eine hierfür vorgesehene.Taste betätigen, wodurch die Leitung 13 mit dem v/echselstromnetz verbunden wird und--für eine feste Zeit von beispielsweise 10 Bekunden Tonerpulver in die Entwicklers tof fmi schung eingegeben wird« Bei Betätigung dieser Taste gelangt eine gleichgerichtete Wechselspannung an den Eingang eines mono stabilen 10-Sekunden-Liultivibrators, der ein Ausgangs signal "1" erzeugt, welches der Basis des Hot ortransistors QIl zugeführt wird und diesen leitend macht* Dadurch wird das Jielais K-I für eine feste Seit eingeschaltet, die durch die Zeitkonstante des LIuI ti vibrators Q8 bestimmt ist. Au Ende dieser Zeit kehrt der Llulti vibrator v/ieder in seinen stabilen Zustand zurück und erzeugt ein Signal "O'^r für die Basis des Hotortransistors Q.11, so daß dieser gesperrt wird« Dann kann der vorstehend beschriebene automatische Betrieb wieder aufgenommen werden.

Die beiden Elektroden 350 sind einander parallel geschaltet und mit der Steuerschaltung verbunden, wodurch dio I^!olaz^Titi.lt der einander benachbarten elektrisch isolierten Bereiche und 350b zyklisch gewechselt wird, so da;·= der Tonex* aus

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dem Entwicklerstoff angezogen und abgestoßen wird. Da die "beiden "benachbarten Bereiche der Elektroden 350 auf entgegengesetzte Polaritäten geladen werden, wird das stärkste elektrostatische Feld an den geätzten Linien auf jeder Elektrode (Pig. 6) erzeugt. Daher entwickelt der Potentialunterschied an diesen Linien ein Bild analog der Wirkung eines latenten Bildes auf der lichtempfindlichen Oberfläche einer elektrofotografiachen Trommel der automatisch arbeitenden elektrofotografischen Reproduktionsmaschine, v/obei also die Tonerteilchen von diesen Bereichen größten Potentialunterschiedes angezogen werden. Wird die Polarität der Elektroden umgekehrt, so bildet sich an den geätzten Linien eine Ladung, die die Tonerteilchen abstößt, so daß die Elektroden durch die kontinuierliche Kaskadierung des Entv/icklerstoffes aber ihre Oberfläche gereinigt werden können. Diese Reinigung der Elektrodenoberfläche durch Umkehrung der Polarität und damit der Spannung on den geätzten Linien zwischen den elektrisch isolierten Bereichen der Elektroden ist analog der eingangs beschriebenen Reinigung der licht cnpfindlichen Tromael.

Die beiden Elektroden sind derart in der Auswertekauuer 301 angeordnet, daß der Lichtstrahl der Lampe LLIP-I direkt durch den Bereich 35Oa beider Elektroden fällt. Ist die Ladung des Bereiches 35Oa entgegengesetzt derjenigen des Tonerpulvers, so wird ein Pulverbild entwickelt, wenn der Entwicklerstoff über die Elektrodenoborf lache fällt, \7ird die Spannung an der Elektrode zyklisch umgekehrt, so wird das Tonerpulver von der Elektrodenoberfläche im Bereich 35Oa abgestoßen, und dieser Elektrodenbereich wird durch die reinigende Wirkung des Entwickler st off es bei der ICaskadierung gereinigt. Auf diese Weise erfolgt eine periodische Entwicklung eines Tonerbildes sowie dessen Entfernung von der Prüfungsfläche.

Nach einer durch die oben beschriebenen Schaltungen bestimmten "Zeit wird die Dichte des auf den Bereich 35Oa vorhandenen Tonerpulvers Kit de.i Lichtstrahl der Lampe LHP-I und der Fotozelle P-2 geprüft. ,/ie aus Fig. 9 hervorgeht, ist die. Foto-

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zelle P-2 in einer Brückenschaltung angeordnet und kompensiert die Fotozelle P-I, -wodurch die nicht ausgeglichene Ausgangsspannung der Brückenschaltung proportional der Dichte des
Toners auf der Elektrodenoberfläche ist. Durch die zyklische Änderung der elektrischen Ladung der Elektroden ergibt sich' ein Anstieg und Abfall des Ausgangssignals der Brückenschaltung, wodurch ein sägezahnförmiger Signalverlauf erzeugt wird. Dieses Signal der Brückenschaltung gelangt dann auf die oben beschriebene Steuerschaltung, wo es einem Schwellwert-Auswerter zur Betätigung des Tonereingabemotors HOT-I zugeführt wird,
der v/eiteren Toner in die Entwickler st off mischung eingibt,
wenn die Bilddichte abfällt.

Die Erfindung wurde an Hand vorzugsweiser Ausführungsbeispiele beschrieben, dem Fachmann sind jedoch zahlreiche Änderungen und äquivalente Ausführungsformen ohne Abweichung vom Grundgedanken der Erfindung möglich. Ferner kann er zur Anpassung an bestimmte Erfordernisse zahlreiche Weiterbildungen vornehmen, die insgesamt durch den Grundgedanken der Erfindung umfaßt werden.

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Claims

P a t e nt a η .a .p. r ii.c h ,e

1. Verfahren zur Bestimmung und Regulierung der Tonerkonzentration in elektrofotografischen Entwicklerstoffen, dadurch gekennzeichnet, daß der Entwieklerstoff an einer elektrisch geladenen lichtdurchlässigen Elektrode (350) vorbeigeführt wird, deren Polarität zur zyklischen Anziehung und Abstoßung von Toner geändert wird, und daß ein Lichtstrahl durch die Elektrode (350) und den von ihr angezogenen Entwieklerstoff hinduroh auf eine lichtempfindliche Auswertevorrichtung (P-2) geleitet wird, die ein seiner von der Dichte des von der Elektrode (350) zyklisch angezogenen Toners abhängigen Stärke entsprechendes elektrisches Signal erzeugt, das zur Steuerung einer Tonereiiigabevorrichtung (10) verwendet wird«

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet« daß das Signal der Auswertevorricntung (P-2) einem Schwellwert-Auswerter (Q19, Q20) zugeführt wird, der eine Einschaltung der Tonei'oingabevorrichtung (10) "bewirkt, wenn das Signal eine xonorkonzentration unter einem vorgegebenen Wert anzeigt,

3« Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet» daß dor bewegte Entwicklerstoff axt der Elektrode (350) in Berührung gebracht wird.

4. Vorf^hr-en nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Signal nit einem vorbestimmten V/ert verglichen wird, der einer Konzentrat!onsverringerung des Tonerpulvero im Eiitv/icklerotoff entspricht.

5» Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß ein elektrisches Steuersignal für die Tonereingabevorrichtung (10) abhängig von den Ergebnis des Vergleichs erzeugt wird*

G* Verfuhren nach Anapruch 5, dadurch gekennzeichnet» daß das Steuersignal einem Koinzidenzgatter (Ql) zugeführt wird, üuB box /.oinzidenz seiner Einga-ngaal^nale eine Einschaltung doi' 'i'onöroingabevorrichttuig (lü) "bewirkt»

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7. Verfahren nach-Anspruch-6, dadurch gekennzeichnet, daß ein© Reihe Steuerimpulse mit gleichmäßigem Abstand erzeugt wird» die dem Koinzidenzgatter (Ql) zugeführt werden.

8, Verfahren nach Anspruch 7# dadurch gekennzeichnet, daß das Koinzidenzgatter (Ql) durch Unterbrechung der Impulsriihe gesperrt wird»

9t Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis S, gekennzeichnet durch eine Kammer (301) zur Durchleitung des Entwicklerstoffes, die eine lichtdurchlässige Elektrode (350) enthalt, welche eine veränderliche Spannung zur zyldisehen Anziehung und Abstoßung von ioner führt, und durch eine mit der Elektrode (350) gekoppelte lic lit empfindliche Auswertevorrichtung (P-2), die ein Signal entsprechend der Dichte des von der Elektrode (350) zyklisch angezogenen Toners abgibt. ^r ;

10. Vorrichtung nach Anspruch 9» dadurch gekennzeichnet, -daß die Auswertevoi'richtung eine Fotozelle (P-2) ist, die im Bereich des durch die Elektrode (350) und den auf ihr abgelagerten Toner fallenden Lichtstrahls einer Lichtquelle (Ii.IP-i) angeordnet ist. . " ' ""-■-■■■

11« Vorrichtung nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß die zyklische Ansiehung und Abstoßung von Toner mit der Elektrode (350) durch eine Steuerschaltung Ci¹Ig* 3") erseugt v/i I'd* die einen zyklischen Polaritätswechsel der an der'" Elektrode (350) liegenden Spannung bewirkt. "

12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 11, dadurch ■ gekennzeichnet, daß mit dor Fotozelle (P-2) eine Schwellv/ert-Schaltung (Q19, Q20) verbunden ist, die eine Einschaltung der Tonereingabevorrichtung (10) bewirkt, wenn das von der- ■ Elektrode (350) angezogene Tonerpulver "eine gegenüber Oi zur Aussteuerung der Schwellwertschaltung (Ql9* Q20) stimmt en V/ert geringere Kenge hat. - " ■

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13. Vorrichtung nach Anspruch 12» dadurch gekennzeichnet, daß die Schwellwertschaltung (Q19» Q2O) innerhalb der Steuerschaltung (!"ig. 4"b) mit einer Schaltung (QlO, K-I) zur Erzeugung eines die Tonereingabevorrichtung (10) einschaltenden Steuersignals verbunden ist.

14. Vorrichtung nach Anspruch 12 oder 15» dadurch gekennzeichnet, daß ferner eine Vorrichtung (15» Q8) zur Einschaltung der Tonereingabevorrichtung (10) unabhängig von der ausgewerteten Tonerkonzentration vorgesehen ist.

15. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 12 bis 14» dadurch gekennzeichnet, daß eine Regelvorrichtung (R24) zur Einstellung des Schwellv/ertes der Schwellwertschaltung (Q19» Q2C) vorgesehen ist.

16. Vorrichtung nach einen der Anspräche 9 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß eine zweite lichtdurchlässige und elektrisch leitfähige Elektrode (550) vorgesehen ist, die der ersten Elektrode (550) parallel geschaltet ist und sich im Bereich des "bewegten Entwicklerstoifes befindet.

17. Vorrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektroden (550) derart atigeordnet sind, daic der Entwicklerstoff über ihre Oberfläche käskadiert werden kann.

18. Vorrichtung nach einem der Ansprüche ^CJ bis 17, dadurch gekennzeichnet, dall¹ die Steuerschaltung (Fig. 4b) elektrische Steuersignale nit gleichmäßiger V/iederholungsrate erzeugt, die Sahaltvorrichtungen (Q15, Q16, Q17, Q18) zum Wechsel der Spannung aii den Elektroden (550) zugeführt werden.

19. Vorrichtung nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß den Schaltvorriehtungen (°.15 bis -18) eine Vorrichtung (Q4) zur Haltung der Ulektroden (550) auf einem vorbestimmten Spannungspegel und zur Begrenzung der elektrischen Steuersignale zugeordnet ist.

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20. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 19» dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerschaltung (Pia. 4b) Impulsteiler (Q5> 0.6) enthält, die den Spannungspegel an den Elektroden. (350) in "bestimmter zeitlicher Abhängigkeit zyklisch wechseln,

21. Vorrichtung nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß ein erster (Q6) und ein zweiter Impuls'teiler (Q5.) vorgesehen sind.

22. Vorrichtung nach einem der Ansprüche- 9 bis 21, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerschaltung (Pig. 4b) eine Gatterschaltung (Ql) enthält, die bei Koinzidenz von Signalen der Impulsteiler (Q5, Q6) und der Schwellwertschaltung (Q19» Q20) geöffnet wird und die die Einschaltung der Tonereingabevorrichtung (10) bewirkende Schaltung (QlO, K-I) ansteuert.

23. Vorrichtung nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, daß die 'Gatterschaltung (Ql) durch Beendung der Signale der Impulsteiler (Q5, 0.6) gesperrt wird.

24. Vorrichtung nach Anspruch 22 oder 23, dadurch gekennzeichnet, daß der Gatterschaltung (Ql) das Signal des ersten Impulsteilers (Q6), das Signal des zweiten Impulsteilers (Q5) und das Signal der Schwellwertschaltung (Q19, Q20) getrennt als Eingangs s i gnale zugeführt werden.

25. Vorrichtung nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, daß die Gatterschaltung (Ql) durch Beendung des Signals des ersten Impulsteilers (Q6) gesperrt wird.

26. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 25, gekennzeichnet durch einen in der iiaiiuer (301) angeordneten Strömungsteiler (303), der den kaskadierenden Entwiclderstoff in eine der Anzahl Elektroden (350) entsprechende Anzahl von Teilströnun- Cen teilt und durch eine Verbindung jeder Elektrode (35G) mit der Steuerschaltung (5'i£;. 4b).

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27« Vorrichtung nach Anspruch 26, dadurch gekennzeichnet, daß der Strömungsteiler (30';}) auo einem elektrisch leitfälligen Stoff bestellt und geerdet ist,

28. Vorrichtung nach Anspruch 26 oder 27» dadurch gekennzeichnet, daß jede Elektrode (350) derart angeordnet ist, daß der in die Kammer (301) geleitete Sntwicklerstoff über ihre Oberfläche kaskad'iert wird,

29. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 "bis 28, dadurch gekennzeichnet, daio eine Einrichtung zur Haltung einer "bestimmten iüntv.'icklGrotoffmenge vor der Hammer (301) angeordnet ist, die die Beibehaltung einer vorbestimmten Strömungsgeschwindigkeit den Sntwiclclerotoifeü in der Xamnier (301) bev/irkt,

30. Vorrichtung nach einen dei¹ Ansprüche 9 bis 29» dadurch gekennzeichnet, daß die Fotozellen (P-I, P-2) in einer Brückenschaltung (Fig. 9) angeordnet sind, die einen Ausgleich von Lichtrjtärkeänderungen der Lichtcuelle (LHP-I) bewirkt.

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