DE1926511A1

DE1926511A1 - Auswertevorrichtung zur Steuerung der Tonerkonzentration in elektrofotografischen Reproduktionsmaschinen

Info

Publication number: DE1926511A1
Application number: DE19691926511
Authority: DE
Inventors: Salvatore Latone; John Maksymiak
Original assignee: Rank Xerox Ltd
Current assignee: Xerox Ltd
Priority date: 1968-05-24
Filing date: 1969-05-23
Publication date: 1969-11-27
Also published as: US3527387A; DE1926198A1; US3604939A

Description

Auswertevorrichtung zur Steuerung der Tonerkonzentration in elektrofotografischen Reproduktionsmaschinen

Die Erfindung "betrifft eine Auswertevorrichtung zur Steuerung der Tonerkonzentration in dem. in der Entwicklungsvorrichtung einer elektrofotografischen Reproduktionsmaschine zirkulierenden Entwicklerstoff. Eine derartige Einrichtung ist insbesondere zur Verwendung in automatisch arbeitenden Kopier- und Reproduktionsmaschinen geeignet, die durch eine Bildfläche in Form eines fotoleitfähigen Bandes eine hohe regelbare Betriebsgesehwindigkeit gestatten.

Bekanntlich wurde in den letzten Jahren durch das stetige Anwachsen verschiedener Industriezweige ein enormer Anstieg des Papierbedarfs insbesondere durch die weitläufige Zirkulation von Schriftstücken verursacht, der befriedigt werden mußte. Bei den heutigen kommerziellen automatisch arbeitenden Kopierund Reproduktionsmaschinen, mit denen fünf bis sechzig Kopieblätter von 20 χ 28 cm Größe pro Minute hergestellt werden, hat die elektrofotografische Bildplatte die Form einer Trommel, die in zeitlicher Gleichlaufsteuerung an einer Anzahl Verfahrensstationen vorbeibewegt wird. Die Entwicklungsvorrichtung einer derartigen Maschine erfährt dabei Einschränkungen hinsichtlich der in eine Entwioklungazone

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'förderbaren Eritwi ckl erst offmenge sowie deren Tonerkonzentration.

Zur Vermeidung dieser mit dem Schnellkopierverfahren verbundenen Nachteile wird in den neuesten Maschinen die Blitzbelichtung durchgeführt und eine bewegliche Bildplatte in Form eines endlosen Bandes verwendet. Dieses wird im Belichtungsbereich flach gehalten. Die Verwendung fotoleitfähiger Bänder, die sich mit hohen Geschwindigkeiten bewegen, erfordert jedoch eine relativ schnelle Entwicklerstoffströmung, um eine gute Entwicklung durchgehend getönter Flächen zu erzielen. Bei hohem Entwicklerstoffverbrauch muß jederzeit das optimale Mischungsverhältnis der Entwicklerstoffanteile gewährleistet sein.

Die Aufgabe der Erfindung besteht deshalb darin, elektrofotografische Kopier- und Reproduktionsmaschinen, die mit hoher Betriebsgeschwindigkeit arbeiten, hinsichtlich der Entwicklung derart zu verbessern, daß das Mischungsverhältnis von Tonerteilchen und Trägerteilchen des Bntwickl er stoffes laufend einem vorbestimmten Wert entspricht, um. eine optimale Entwicklung zu erzielen. Diese Einstellung des Mischungsverhältnisses soll automatisch erfolgen.

Gelöst wird diese Aufgabe durch eine Auswertevorrichtung der eingangs genannten Art, die sich erfindungsgemäß, auszeichnet durch ein von einem Teil des zirkulierenden Entwicklerstoffes durchlaufenes Gehäuse, in dem ein Leitelement zur Teilung der Entwicklerstoffströmung in mehrere Teilströmungen bestimmter Menge vorgesehen ist, denen jeweils ein Auswerteelement zugeordnet iat, das mit einer allen Auswerte elementen gemeinsamen Auswerteschaltung zur Bestimmung der das jeweilige Auswerteelement beeinflussenden Tonerkonzentration in der jeweiligen Teilströmung verbunden ist.

Ein Auafiüirungabeiapiel der Erfindung wird im folgenden an

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Hand der Figuren beschrieben« Es zeigen:

Fig. 1 die schematische Schnittdarstellung einer mit der erfindungsgemäßen Auswertevorrichtung arbeitenden elektrofotografischen Reproduktionsmaschine, einen Querschnitt der Entwicklungsvorrichtung dieser Reproduktionsmaschine,

eine teilweise gebrochene Seitenansicht der erfindungsgemäßen Auswertevorrichtung, eine andere Seitenansicht der Auswertevorrichtung, den Schnitt 13-13 aus Fig* 3_t ein Auswerteelement,

die Steuerschaltung der Auswertevorrichtung, eine Seitenansicht eines Zeitgebers für die Auswert evorrichtung,

eine Rückansicht des Zeitgebers und ein Zeitdiagramm zur Darstellung der Betriebsschritte des Zeitgebers.

	. 2
Fig.	. 3
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Fig.	. 5
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Fig.	. 7
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Fig.	• 9
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Zur allgemeinen Erläuterung der mit der Erfindung ausgerüsteten Kopier- und Reprodukti oiismaschine dient die Fig. 1, in der die verschied on en !toilet ions einheit en dieser Maschine sche::iatisch dargestellt sind. Wie bei allen elektrostatischen bzw. elektrofotografischen Reproduktionsmaschinen wird ein Licht "bild eines au !^produzierenden Bildes auf die sensitiv!erte Ocerfläche einer elektrofotografischen Bildplatte projiziert;,'um auf dieser ein elektrostatisches la tentes Bild su erzeugen. Dieses Bild wird dann'mit-einem. ihi.i entgegengesetzt geladenen Entwickler stoff " entwickelt,

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so daß ein elektrofotografisch.es Pulverbild entsteht, das . dem latenten Bild entspricht. Das Pulverbild-wird dann·.. , '.. elektrostatisch auf einen Bildträger übertragen, auf dem ' es mit einer Fixiervorrichtung durch Binschmelzung fixiert werden kann, so daß es dauerhaft am Bildträger anhaftet.

Bei der dargestellten Maschine wird ein zu kopierendes ' ; ■Originalbild D auf eine durchsichtige Auflageplatte-P aufgelegt, die in einer Belichtungsanordnung 10 auf der -linken Seite der Maschine fest angeordnet ist. Während das Bild auf der Platte liegt, wird es mit der Belichtungsvorrich-' tung blitzartig belichtet, wodurch reflektierte Lichtstrahlen entstehen, deren Verteilung derjenigen der auf dem Originalbild vorhandenen Informationen entspricht. Diese Lichtstrahlen v/erden mit einem optischen System zur Belichtung ■* auf die lichtempfindliche Oberfläche einer elektrofotografischen Bildplatte projiziert, die die Form eines flexiblen fotoleitfähigen Bandes hat, welches auf der Transportvorrichtung 11 geführt ist. -

Die Transportvorrichtung 11 ist auf einer Halterung am.Rahmen der Maschine verschiebbar befestigt und treibt das Selenband 12 in der in Fig. 1 dargestellten Pfeilrichtung mit konstanter Geschwindigkeit. Y/ährend dieser Bandbewegung wird das Lichtbild des Originalbildes blitzartig auf die Oberfläche des Bandes projiziert. Die durch die Bildstrahlen beeinflußte Bandoberfläche enthält eine Schicht eines fotoleitfähigen Stoffes wie z.B. Selen auf einer lei'tfähigen Unterlage. Diese Schicht wird vor der Belichtung mit einer Korona-Entladungsvorrichtung 13 sensitiviert.

Die Blitzbelichtung der Bandoberfläche mit dem Lichtbild bewirkt eine Entladung der fotoleitfähigen Schicht in den belichteten Flächenteilen, wodurch auf dem Band ein latentes elektrostatisches Bild entsteht, dessen Konfiguration dem projezierten Lichtbild des Originalbildes entspricht.

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Bei Weiterbewegung der Bandoberfläche läuft das elektrostatische latente Bild durch eine Entwicklungszone B,. in-; der eine Entwicklungsvorrichtung 14 angeordnet ist und das Band in flacher Lage gehalten wird. Die Entwicklungsvorrichtung 14 enthält einen Vertikalförderer zur Beförderung des Entwicklerstoffes zum oberen Teil der Transportvorrichtung 11, wo er über das aufwärts bewegte"und geneigte Selenband 12 zur Entwicklung des elektrostatischen latenten Bildes kaskadiert wird.

Während der Kaskadierung des Entwicklerstoffes über die elektrofotografische Bildplatte werden.die Tonerteilchen des Entwicklerstoffes auf der Bandoberfläche zur Erzeugung von Pulverbildern abgelagert. Infolge dieses Tonerverbrauchs muß zusätzlicher Toner in den Entwicklerstoff in einer derartigen Menge eingegeben werden, die dem Tonerverbrauch entspricht. Zu diesem Zweck ist eine Eingabevorrichtung 15 vorgesehen, mit der eine genau bemessene Eingabe des Toners in den Entwicklerstoff innerhalb der Entwicklungsvorrichtung möglich ist. ' · · '

Das entwickelte elektrostatische Bild wird auf dem Bildbandzu einer Bildübertragungsstelle C transportiert, wo ein Blatt eines Kopiepapiers mit einer der Bandgeschwindigkeit entsprechenden Geschwindigkeit an das Band herangebracht wird, um eine Übertragung des entwickelten Bildes zu ermöglichen. Hierzu dient ein Blattfördermechanismus 16, der die Papierblätter von einem Papierablösungsmechanismus 18 den entwickelten Bildern auf dem Band an der Stelle' C zuführt.

Nach seiner Ablösung vom Band 12 v/ird das jeweilige Bildblatt in eine Fixiervorrichtung 21,gebracht,· in der das entwickelte und übertragene elektrofotografische

-■■^: - - bild 'auf dem Blatt dauerhaft fixiert'*Wird. Danach

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die fertige Kopie an einer zur Sammlung der Blätter geeigneten Stelle aus der Maschine ausgegeben.

Zum Antrieb des Selenbandes 12-in. Verbindung mit der zeitlich gesteuerten Blitzbelichtung eines zu kopierenden Originalbildes, zur Beförderung und Kaskadierune doa Entwick- \ lerstoffes, zur Ablösung und Förderung der Papierblättor zur Bildübertragungsstelle C sowie durch die Fixiervorrichtung in zeitlich gesteuerter Reihenfolge ist eine geeignete · Antriebsvorrichtung vorgesehen.

Wahrend des Entwi cklungs vor gang es wird ein Entwi ekler st off, der aus sehr kleinen Trägerteilchen und an diesen elektrostatisch anhaftenden noch kleineren Tonerteilchen besteht, in den Zwischenraum zwischen der Entwicklungselektrode 210 und dem ihr benachbarten Teil des Selenbandes 12 eingeführt. Die Eingabe des Entwieklerstoffes erfolgt längs einem, schmalen Schlitz, der zwischen dem Band 12 und der ihm benachbarten Längskante einer Platte 220 gebildet ist, die im oberen Teil des Entwicklungsgehäuses 200 befestigt ist. Der Entwicklerstoff wird dann nach unten kaskadiert und tritt 'in den Raum zwischen dem abgeschrägten Teil 221 der Oberkante der Elektrodenschütte 211 und dem Band ein. Dieser abgeschrägte Teil hat, wie aus Fig. 2 hervorgeht, einen etwas größeren Abstand zum Band 12 als der untere Teil der Elektrode. Der Entwi ekler st off kann dann zwischen der Elektrode und dem Selenband frei fallen, wobei die Tonerteilchen von ihren Trägerteilchen, durch die Y/irkung der elektrostatischen Ladungen des Bandes 12 abgetrennt werden.

Die entblößten Trag er teilchen werden zusammen mit anderen. \ Tonerteilchen, die keine Entwicklung des latenten Bildes bewirkt haben und. in -den unteren Raum zwischen der Platte 210 und dem Band 12 gelangt sind, auf das Leitblech 202.. · geführt, d&s eine elektrische Vorspannung hat und die Teilchen in ein Fördersystem für den Entwi ekl erst off zu-

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riickführt. Die Tonerteilchen sowie die entblößten Trägerteilchen werden über die Schütte 225 in ein Entwicklerstoff-Bückführungssystem geleitet, das einen ersten Schnecken-, förderer 225 für den bereits kaskadierten Entwicklerstoff, einen inneren Becherförderer (nicht dargestellt) zur Förderung in vertikaler Richtung in eine lage oberhalb der Eintrittsschütte 211 der Entwicklungselektrode 210 und einen zweiten Schneckenförderer 245 zur Förderung des Entwicklerstoffes horizontal vom inneren Becherförderer in einen Sammelraum, der mit dem oberen Bereich zwischen Entwicklungselektrode und Band 12 in Verbindung steht, umfaßt. Mit.diesem Fördersystem wird der Entwicklerstoff dauernd erneut über das Selenband 12 kaskadiert.

Aus der . 34gur 2 ist zu erkennen, daß die Tonernach-.fülleinrichtung einen Trichter oder Tonerbehälter 300 enthält, in dem eine relativ große Tonervorratsmenge vorhanden ist, die durch die Abdeckung 301 von außen eingegeben werden kann. ^J

Der Tonerbehälter 300 ist als kegelstumpfförmiger Trichter ausgeführt und mit einer unteren Ausgabeöffnung 302 versehen, durch die der Toner in das untere Förderrohr 225 eingegeben wird. Die Steuerung des Tonerzuflusses entsprechend den Dichteeigenschaften der entwickelten Bilder erfolgt durclT eine Eingab'eplatte 303 und einen Bemessungssehieber 304-s. der verschiebbar in der öffnung 302 angeordnet ist,.

Die Tonernachfülleinrichtung bewirkt für eine vorgegebene Hublänge des Bemessungsschiebers 304 die Eingabe einer bestimmten Tonermenge in das Entwicklungssystem, so daß die insgesamt eingegebene Tonermenge durch die Hubaahl pro Zeiteinheit geregelt werden kann. Eine genaue Steuerung

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der Nachfüllmenge erfolgt durch Steuerung der Zeit, in der der Motor M-IO eingeschaltet ist, sowie der Bewegungsgeschwindigkeit des Bemessungssehiebers 304. !Durch ein TJntersetzungsgetriebe führt dieser während des Betriebes des Motors M-IO nur wenig Hubbewegungen aus. Es ergibt sich also eine genauere Steuerung bei einer relativ langsamen Wechselbewegung des BemessungeSchiebers 304, wenn nur die Betriebszeit des Motors geändert wird, was im Hinblick auf die lang·* same Bewegung mit relativ groben Einstellungen erfolgen kann.

Zur Steuerung der Tonereingabe aus der Uachfülleinrichtung 15 dient das in Fig. 3 bis 8 dargestellte automatische
Steuersystem, mit dem letzlieh die Einschaltezeit für den Motor M-IO während des Dauerbetriebes der der Eaehfüllein™ richtung zugeordneten Reproduktionsmaschine geregelt wird»

Innerhalb des Entwicklungsgehäuses 200 ist eine Toneraus«= Wertevorrichtung 34-0 elektrisch geerdet befestigt und ein flacher Führungstricht er 341 vorgesehen«, der zur Führung
des durch den Schlitz 285 der Platte 220 in die Auswerte= vorrichtung 340 eintretenden Entwickleristqffes diente Wie aus Fig. 2 hervorgeht, rutscht der in den Füh'rungstrich.tei 341 eintretende Entwicklerstoff auf der linken. Seite längs \ der geneigten Ebene 342 wnd wird in eine Leitung 545 geführt. Die Platte 342 trägt eine aufrecht stehende Ablenkplatte 344 im Bereich.des abwärts bewegten Bntwicklerstof= fes. Die leitung 343 dient zur Beförderung des Entwiekle^« stoffes, der nicht durch die Auswertev.orrichtung 340.läuft _ΰ in das untere Förderrohr 225? so daß er erneut zirkulieren kann.

Die Auswertevorrichtung 340 ist quadratisch ausgeführt
"hat eine relativ geringe Tiefe, so daß sie ein flaches

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kastenartiges Gehäuse bildet. Sie ist derart angeordnet, daß diagonal einander gegenüberliegende Sole en in der Vertikalen liegen, so daß der strömende Entwicklerstoff an der oberen Ecke eintritt und an der unteren Ecke austritt. Innerhalb des Gehäuses ist an der oberen Ecke ein dreieckiges Leitelement 545 vorgesehen, das mit seiner oberen Ecke in den frei fallenden Entwicklerstoff hineinragt, der durch eine Leitung 346 fällt, die zwischen der oberen Ecke des Gehäuses und einer Öffnung 347. im Führungstrichter 341 vorgesehen ist. Das Leitelement 345 zerteilt die Strömung des Entwicklerstoffes in zv/ei_o Teile ungefähr gleicher Breite. Der nach links fallende Entwicklerstoff rutscht, wie in Pig. 3 zu erkennen, ist, längs der einen Fläche 348 des Leitelementes 345 sowie über eine Verlängerung dieser Fläche in Form einer einstellbaren Sperre 349, bis er auf eine Sperrplatte 350 gelangt, die zu'seiner Bewegungsrichtung und zur Sperre 349 senkrecht angeordnet ist. Das untere Ende der Sperre 349 hat von der Sperrplatte 350 einen geringen Abstand, so daß eine entsprechend bestimmte Menge.Entwicklerstoff seine Richtung um 90° zur unteren rechten Ecke (Fig. 3) hin ändern kann. Der nicht zwischen die Sperre 349 und die Sperrplatte 350 gelangende Entwicklerstoff strömt um die Außenkante der Sperrplatte zu einem noch zu beschreibenden Austrittsrohr. Der andere Anteil des Entwicklerstoffes bewegt sich längs der Sperrplatte 350, die als Führungsplatte wirkt, auf eine leitfähige Glasplatte 351, die an der Sperrplatte 350 befestigt ist. Eine Fotozelle P-I ist im Gehäuse unmittelbar unter der Platte 351 zu einem noch, zu beschreibenden Zweck befestigt.

In ähnlicher V/eise bewirkt das Leitelement 345 die Erzeugung einer rechten Entwicklerstoffströmung. Mit seiner, Leitfläche 352 richtet es diese Strömung-auf die Sperre 353, wo sie auf -eine zweite Sperrplatte 354 gelangt, die senkrecht zur Strömung und zur Sperre 353 angeordnet ist.. Auch hier ist eine leitfähige Glasplatte 355 isoliert an der Platte 354 befe-

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stigt, und ein Teil des Entwicklerstoffes v/ird über sie hinweg geleitet. Der andere Teil des Entwicklerstoffes strömt um die Außenkante der Sperrplatte 354. Beide Sperren sind einstellbar und ermöglichen eine Bestimmung der über die Glasplatten strömenden Entwicklerstoffmenge. Eine Lampe· IMP-I ist unmittelbar unter der Platte 355 derart angeordnet, daß ihre Lichtstrahlen durch beide Glasplatten hindurchtreten und auf die Fotozelle P-I auftreffen können.

Der über die Platten 351 und 355 sowie um die Platten 350 und 354 geführte Entwicklerstoff gelangt an die untere Ecke des Auswertegehäuses 340 und dort in ein Austrittsrohr 356, dessen unteres Ende mit einer Öffnung 224 des unteren Pörderrohres 225 verbunden ist.

Jede der als Auswerte elemente dienenden Platten 351 und 355 ist mit einer dünnen, transparenten Schicht eines leitfähigen Oxids überzogen und besteht vorzugsweise aus NESA-Glas, ein mit Zinnoxid überzogenes Glas der Pittsburgh Glass Company, das für weißes Licht durchlässig ist. Da beide Platten gleichartig ausgebildet sind, wird lediglich eine beschrieben. Wie aus Fig. 6 hervorgeht, ist auf der Platte 351 ein L-förmiges Muster 357 gebildet, das vom restlichen Teil 358 elektrisch getrennt ist. Jeder der leitfähigen Teile 357 und 358 ist mit einer noch zu beschreibenden Schaltung verbunden.

Um eine Ansammlung von Toner in einer der Gesamtmenge des Toners im Entwicklerstoff entsprechenden Konzentration zu bewirken, führen die Muster 357 auf beiden Platten 351 und eine elektrische Spannung einer Polarität und Größe, die eine Anziehung und Bindung von Tonerteilchen während einer bestimmten Zeit bewirkt. Während dieser Zeit ist die.Lichtdurchlässigkeit beider Muster 357 durch die Tonerkonzentration des Entwicklerstoffes bestimmt. Nach Ablauf." dieser Zeit und nach Auswertung der Toneransammlung wird die Polarl-

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tat der Muster 357 auf den Auswerteplatten umgekehrt, um eine Abstoßung des !Toners zu "bewirken, wodurch die Muster durch die V/irkung des über sie hinweg fließenden Entwicklerstoffes gereinigt werden.

Wie in Pig. 7 gezeigt ist, sind beide Platten 351 und zueinander parallel an einen Zeitgeber 360 angeschlossen, der in den Fig. 8 und 9 dargestellt ist. Er hat die Form einer kontinuierlich sich drehenden Nockengruppe, mit der periodisch Schalter innerhalb, der Tonerauswerteschaltung betätigt werden. Es ist ein Motor M-6 vorgesehen, der über einen Getriebemechanismus 362 und eine Antriebsachse 363 mit dem Zeitgebermechanismus verbunden ist und auf einem Rahmen 364 gelagert ist«, Die Achse 363 ist mit einem ersten. Hocken 365 zur Steuerung des Zeitgeberantriebsmotors M-6 während des Auslaufens der elektrofotografischen Reproduktionsmaschine versehene Ein zweiter Nocken 366 steuert die Zeitj, während der .der auf jeder Platte 351 und 355 angesammelte loaer ausgewertet wird_s und ein dritter Hocken steuert die Polarität der an die Platten 351 und 355 angeschalteten Spannungο

Der Hocken 365 gewährleistet immer dann eine positive Polarität der Muster 357 ₅ wenn die Auswertevorrichtung ausgeschaltet

Der erste Nocken 365 ist mit einem Yorsprung 368 versehen, der einen Schalter 371 sur Einschaltung des Zeitgebermotors M-6 steuerte, Dieser Motor·wird immer dann eingeschaltet _e \"iemx ein Hauptschalter der elektrischen Schaltung der Reprodukti onsmas chine geschlossen und der Antrieb für die Horizontalförderer 226 und 247 in den Pördergehäusen 225 und 245 eingeschaltet wird_o Während des Auslaufens der ReproduktionsELaschine und der Erzeugung einer letzten Kopie, wenn die Förderer 226 und 247 bereits ausgeschaltet sind, bleibt der Motor M-6 mit dem Schalter 371 noch

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für einen vollständigen Auswert ezyklus eingeschaltet, der in noch zu "beschreibender Weise ca. 6 Sekunden lang andauert· Das für diesen letzten Zyklus verwendete Entwicklermaterial wird aus der Leitung 346 geliefert, die den für diesen Zweck ausreichenden Vorrat enthält. Die Schließung des Schalters 371 ermöglicht einen Auslauf des Motors M-6 nur dann, wenn die Muster 357 eine positive Polarität entgegengesetzt derjenigen der Tonerteilchen haben.

Vor der weiteren Beschreibung der Zeitgeberschaltung erfolgt eine kurze Erläuterung des Auswertevorganges mit der Auswertevorrichtung 34-0 im Zusammenhang mit dem Zeitgeber 360 und dessen elektrischer Speisung.

Die Schaltung für die Auswertevorrichtung und deren Bestandteile ist derart ausgeführt und programmiert, daß die Auswertung der Tonerkonzentration periodisch und asymmetrisch erfolgt, d.h. für ein kurzes, vorbestimmtes Zeitintervall oder nach einer relativ langen vorbestimmten Periode. Die Steuerschaltung bewirkt eine "Abtastung" oder Auswertung der auf den Mustern 357 angesammelten Tonerkonzentration für eine Periode von 1/10 Sekunde nach ca. 4/10 Sekunden, des Zustandes der "Anziehung". Während dieses Zustandes, der also die Abtastung umfaßt, haben die Muster 357 eine positive Polarität entgegengesetzt derjenigen der Tonerteilchen. Nach ca. 1/10 Sekunde Abtastung wird die elektrische Speisung für diese Abtastfunktion bis zum nächsten Zyklus abgeschaltet. Der Zyklus der Anziehung, Abtastung und Reinigung der Auswerteelemente tritt alle 6 Sekunden auf, wenn sich die elektrofotografische Reproduktionsmaschine im kontinuierlichen Betriebszustand befindet. Im ·". beschriebenen. Ausführungsbeispiel, bei dem die Anziehung ca. 0,5 Sekunden und die Reinigung ca. 5,5 Sekunden dauert, erfolgt die Auswertung der Tonerdichte in einem, derartigen Zyklus asymmetrisch. . -

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In Fig. 10 sind Zeitdiagramme für einen 6 Sekunden-Zyklus der Auswertung und Steuerung der Tonerkonzentration dargestellt. Während dieser 6'Sekunden macht die Achse 363 dei" Nocken 365» 3.66 und 3.67 eine vollständige Umdrehung. Wie "bereits ausgeführt wurde, wird der Schalter 371 mit dem Kockenvorsprung 368 des Nockens 365 "betätigt, und zwar nur während des letzten 6·Sekunden-Zyklus bei der Herstellung der letzten Kopie eines Arbeitsganges. Der Winkerbereich, des Vorsprunges 368 ist derart, daß die Schaltung für den Zeitgebermotor M-6 nahezu für die gesamten 6 Sekunden eingeschaltet bleibt, und wie aus Fig. ±0 hervorgeht, bleibt der Schalter 371 bis zum Ablauf von ca. 5,85 Sekunden geschlossen, wenn der Nocken die Linie 372 auf der Kurve A·erreicht. Während des Gebrauchs der Maschine vor der Erzeugung der letzten Kopie ist der Schalter 371 durch einen anderen Stromweg ersetzt. Es handelt sich dabei um eine Hilfsschaltung, die eine Abschaltung im Zustand "Anziehung" bewirkt. Am Ende des 6 -Sekunden-Zeitraumes, v/ird der Schalter 371 wieder geschlossen, um den nächsten Auswertezyklus zu beginnen.

Wie durch die Kurve B dargestellt ist, betätigt der Nocken 367 kurz vor Erreichen der Linie 372 einen Arbeitskontakt 373 und einen Ruhekontakt 374, so daß die !,luster 357 eine positive Spannung von der Stromversorgung 375 erhalten und sich im Zustand "Anziehung¹! befinden. Dieser Zustand dauert bis zum Ende der 6 Sekunden-Periode. Dies ist in der Kurve B durch die Linie 376 dargestellt. Gleichzeitig mit dem Schalter 373 wird der Sehalter 374 betätigt, der eine negative Spannung von den Flächen 358 jeder Auswerteplatte 351 und 355 im geöffneten Zustand fernhält. Dies ist durch die Linie 377 d-.e^ Kurve C dargestellt.

Nachdem die Platten 351 und 355 ca. 0,4 Sekunden im Zustand "Anziehung" sind, betätigt der Nocken 366 einen Schalter 378» der eine Schwellwertschaltung 379 einschaltet, die eine Ein-

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Schaltung der Fotozelle P-I). gewirkt, die ihren Widerstand entsprechend der Intensität der, γ.ρη der dauernd eingeschalteten Lampe LMP-I gelieferten Li ch.t strahl en ändert. !Dieser Zeitraum der "Abtastung" dauer/ji ca. 0,1 Sekunden und beginn* mit der Einschaltung der Fotozelle ?-!> d-ie in der Kurve D durch die Linie 380 dargestellt ist. \7ie Fig. 9 zeigt, sind die Steuerkanten der Nocken 365, 366 und 367 gegeneinander versetzt. Die Versetzung zwischen den Steuerkanten 382 und 381 ist derart, daß zwischen dem Beginn der "Anziehung" und der Einschaltung der Fotozelle P-I die entsprechende Zeit liegt. Die Versetzung zwischen den Steuerkanten 382 und 368 ist derart, daß die Huster 38? eine positive Spannung erhalten, bevor der Motor M-6 bei der Herstellung einer letzten Kopie ausgeschaltet wird.

Die in den Fig. 6 und 7 für die Auswerteplatten 351 und 355 gezeigten Polaritäten entsprechen dem Betriebszustand der "Anziehung". Dies erfolgte unter der Annahme, daß die Ladung der Tonerteilchen negativ ist, so daß sie von den Mustern 357 angezogen werden Tonnen. Es ist ferner angenommen, daß die anderen leitfähigen Flächen 358 eine negative Gleichspannung führen. Diese elektrische Konfiguration dient lediglich der Erläuterung für den Fall der negativ geladenen Tonerteilchen. Die Lage der Betatigungselemente für die Schalter 373 und 374 ist derart, daß die Tonerteilchen von den Mustern 357 angezogen und von den Mustern 358 abgestoßen werden,

Wie bereits ausgeführt wurde, ist die in Fig. 7 dargestellte elektrische Schaltung für hohe Empfindlichkeit und schnelle Ansprechzeit für eine periodische Auswertung ausgelegt, die alle 6 Sekunden während des kontinuierlichen Betriebes der Reproduktionsmaschine erfolgt. V/ährend der "Anziehung" sammelt sich der Toner auf den Mustern 357 an, wobei seine Menge der im Entwicklerstoff vorhandenen Tonerkonzentration

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entspricht. Bei Betätigung der Schalter 375 und 374 mit dem Zeitgeber 360 wird die Polarität der Muster 357 und der Flächen 358 umgekehrt, so daß die Muster 357 eine negative Polarität, die Flächen 358 eine positive Polarität erhalten. Dadurch stoßen die Muster 357 den Toner ab, so daß er über die Platten 351 und,355 kaskadieren kann. Die Muster 357 werden auf diese Weise durch den kaskadierenden Entwicklerstoff gesäubert und für einen weiteren Anziehungszyklus vorbereitet.

Zur Bestimmung der Tonerkonzentration auf beiden Mustern 357 ist die Auswertevorrichtung 340 mit der Fotozelle P-I und der Lampe IMP-I versehen. Wie bereits ausgeführt wurde, ist die Fotozelle an der unteren Fläche der Platte 351 derart angeordnet, daß die durch die Auswertevorrichtung kaskadierenden Tonerteilchen, die sich auf beiden Mustern 357 ansammeln, die Lichtstrahlen der Lampe LMP-I stören, die unter der unteren Fläche der anderen Platte 355 angeordnet ist· Auf die Fotozelle P-I treffen also Lichtstrahlen auf, die den über die Platten 351 und 355 kaskadierenden Entwicklerstrom sowie die auf jedem Muster 357 angesammelten Tonermengen durchdrungen haben. ·

Die Fotozelle P-I ist mit der Schwellwertschaltung 379 in. Form eines Schmitt-Triggers 385 verbunden, der einen Impuls erzeuget, wenn der Widerstand der Fotozelle einen einem vorbestimmten Lichtstärkewert entsprechenden Wert erreicht. Die Schwellwertschaltung 379 wird mit einer Stromversorgung 386 gespeist, an die gleichfalls die Lampe LMP-I angeschlossen ist.

Der mit dem' Schmitt-Trigger 379 erzeugte Impuls wird einer logischen Schaltung 387 der Reproduktionsmaschine zugeführt, die ihn zusammen mit anderen Steuersignalen der Maschine über einen Verstärker 390 dem mit dem Kontakt eines Zeitgeberrelais 388 in Reihe geschalteten Nachfüllmotor M-IO

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zuführt. Das Zeitgeberrelais 388 bleibt nach jedem Impuls ,der Schwellwertschaltung 379 für eine vorbestimmte einstellbare Zeit eingeschaltet. Der Motor M-IO bleibt bis zum Ende dieser Zeit, di-e im Bereich von 1 bis 10 Sekunden liegen kann, eingeschaltet. Wie bereits ausgeführt wurde, wird während der Einschaltung des Motors M-IO der Bemessungeschieber 304 mit dem Schlitten 305 zyklisch bewegt.

Während des normalen Betriebes der automatischen Tanernach- · fülleinrichtung bleibt die Lichtquelle IMP-I dauernd eingeschaltet und beleuchtet die beiden Platten 351 und 355. nacheinander. Die sie durchdringenden Lichtstrahlen fallen auf die Fotozelle P-I, ihr Signal wird mit vorbestimmten Werten im Schmitt-Trigger 379 verglichen. Wird der vorbestimmte Wert während der Abtastung nicht überschritten, so wird die Signaldifferenz zur Erzeugung eines Impulses verwendet, der der logischen Schaltung 387 als Anzeige dafür zugeleitet wird, daß die Tonerkonzentration im Entwicklerstoff unter einem gewünschten Wert liegt.

Bei zunehmender Dichte des über die Platten 351 und 555 kaskadierenden Toners wird das Signal der Fotozelle P-I gleich dem vorbestimmten Wert in dem Schmitt-Trigger 379» wodurch die periodische Einschaltung des Motors M-IO beendet wird.

Es sei darauf hingewiesen, daß durch· das Vorhandensein beider Auswerteplatten 351 und 355 die Empfindlichkeit der Auswerte- ■ schaltung relativ hoch ist, da sich ein größerer Änderungsbereich für die Lichtstrahlen ergibt, die auf die Fotozelle P-I auf treffen. Damit ist auch die Steuerung eines relativ großen Dichtebereichs möglich, den die elektrofotografischen Reproduktionen haben können, d.h. die Dichte der Tonerkonzentration kann genau eingestellt werden. Mit dieser Ände- . rungsmöglichkeit und üer kurzen Abtas-tzeit pro Zeiteinheit kann die elektrofotografische Reproduktionsmaschine den Ent-

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Wicklungskontrast in relativ kleinen Grenzen ändern und · eine qualitativ gute Kopie herstellen, da kleinste Unterschiede zu einer Tonernachfüllung führen.

Die Tonernachfülleinrichtung 15 bewirkt eine Tonereingabe in. den Entwicklerstoff innerhalb des IPörderrohres 225» wodurch eine optimale Mischung frischen Toners "mit dem· bereits im Entwicklungszyklus befindlichen Material gewährleistet ist. Der Bemessungsschieber 304 und die Tonereinga— beplatte 303, auf die die Tonerteilchen fallen, haben eine den Förderer 226 in ausreichendem Maße bedeckende Länge, Die dauernde Bewegung des Förderers 226 bringt den neu vermischten Entwickl erst off in eine zur Vertikalf.örderung mit dem Vertikalförderer 236 geeignete Lage.

Die Erfindung wurde vorstehend an Hand eines Ausführungsbeispiels beschrieben, ist auf dieses jedoch nicht beschränkt. Alle anderen im Rahmen der folgenden Ansprüche möglichen' Ausführungsformen werden durch den Grundgedanken der Erfindung umfaßt.

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Claims

1 · I A * * * 1 . I - 18 Patentansprüche

1. Auswertevorrichtung zur Steuerung der Tonerkonzentration in dem in der Entwicklungsvorrichtung einer elektrofotografischen Reproduktionsmaschine zirkulierenden Entwicklerstoff, gekennzeichnet durch ein von einem Teil des zirkulierenden Entwicklerstoffes durchlaufenes Gehäuse (340), in dem ein Leitelement (345) zur Teilung der Entwicklerstof-fströmung in mehrere Teilströmungen bestimmter Menge vorgesehen ist, denen jeweils ein Auswerteelement (351, 355) zugeordnet ist, das mit einer allen Auswerteelementen (351, 355) gemeinsamen Auswerteschaltung (379, Fig. 7) zur Bestimmung der das jeweilige Auswerteelement (351, 355) beeinflussenden Tonerkonzentration in der jeweiligen Teilströmung verbunden ist.

2. Auswertevorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Auswerte elemente (351, 355) aus einem durchsichtigen und leitfähigen Material bestehen und daß die jeweilige Teilströmung über das ihr zugeordnete Auswerteelement (351, 355) hinweg geführt wird.

3. Auswertevorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindung der Auswerteelemente (351, 355) mit der Auswerteschaltung (379, Fig. 7) über ein von allen Teilströmungen bei deren Verlauf über die Auswerteelemente (351, 355) gemeinsam beeinflußtes Fühlerelement (P-I) erfolgt.

4. Auswertevorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß jede Teilströmung in mindestens zwei Richtungen verläuft, von denen die zweite durch das jeweilige Auswerteelement (351, 355) bestimmt ist.

09848/106

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