DE2049062A1

DE2049062A1 - Mit einer Mischung aus zwei unter schiedhchen Arten von Teilchen arbeitende Vorrichtung

Info

Publication number: DE2049062A1
Application number: DE19702049062
Authority: DE
Inventors: Robert Aaron Schopp James Conrad Framingham Mass Rubenstein (V St A )
Original assignee: RCA Corp
Current assignee: RCA Corp
Priority date: 1969-10-09
Filing date: 1970-10-06
Publication date: 1971-04-15
Also published as: SE359661B; FR2065142A5; JPS508940B1; CH530040A; GB1291758A; BE757197A; NL7014778A; US3587521A

Description

7078-70/H

RCA 61,575

U.S.Serial No. 865,076

Filed Oct. 9, 1969

RCA Corporation, ITew York, ÜT.Y., USA

Mit einer Mischung aus zwei unterschiedlichen Arten von Teilchen arbeitende vorrichtung.

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung, die mit einer Mischung aus zwei unterschiedlichen Arten von !Teilchen arbeitet, von denen die Teilchen der einen Art im Betrieb der Vorrichtung verbraucht werden und ergänzt werden müssen.

Insbesondere betrifft die Erfindung eine Vorrichtung zur Überwachung und Regelung der Konzentration von Pulverteilchen in einer Mischung aus den Pulverteilchen und magnetischen Teilchen, speziell der Konzentration von Tonerteilchen in einer Partikelentwicklermischung, die eine triboelektrische (reibungselektrische) Mischung aus elektroskopischen Tonerteilchen und magnetischen Trägerteilchen enthält. Sine Vorrichtung gemäß der Erfindung eig^net sich besonders für elektrostatische Drucksysteme, in denen elektrostatische Ladungsbilder dadurch sichtbar gemacht werden, daß auf sie eine triboelektrische Partikelentwicklermischung aus gefärbten (pigmentierten) Tonerteilchen und magnetischen Trägerteilchen aufgetragen wird.

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In vielen bekannten elektrostatischen Drucksystemen, in denen elektrostatische Ladungsbilder auf einer isolierenden Oberfläche mittels einer triboelektrischen Entwicklermischung aus Tonerteilchen und magnetischen Teilchen entwickelt werden, werden nur die Tonerteilchen bei der Entwicklung verbraucht, während die magnetischen Teilchen zurückbleiben und immer wieder benutzt werden. Es ist also notwendig, die Entwicklermischung periodisch oder kontinuierlich mit zusätzlichen Tonerteilchen zu ergänzen, damit die Konzentration der Tonerteilchen in der Entwicklermischung innerhalb vorbestimmter Grenzen gehalten wird und gewährleistet ist, daß Drucke oder Kopien mit der richtigen Dichte entwickelt werden. Wenn beispielsweise die Konzentration der Tonerteilchen in der Entwicklermischung geringer ist als ein optimaler Konzentrationewert, so ist die Dichte oder Schwärzung der entwickelten Ladungsbilder zu schwach. Wenn andererseits die Konzentration der Tonerteilchen zu groß ist, so neigen die überschüssigen Tonerteilchen dazu, auch an den Stellen der Kopie oder des Druckes zu haften, wo sich keine Bildflächen befinden, so daß Kopien mit einem "schmutzig" grauen Hintergrund erzeugt werden.

Es wurde vorgeschlagen, die Konzentration der Tonerteilchen in einer Sntwicklermischung durch photoelektrische Methoden zu überwachen, beispielsweise dadurch, daß das von Proben der Entwicklermischung reflektierte Licht oder das Licht von entwickelten elektrostatischen Ladungsbildern gernessen wird· Solch· Vorrichtungen sind aber relativ aufwendig, erfordern feine Justierungen und werden durch äußere Bedingungen beeinträchtigt, beispielsweise durch

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Staub, die Farbe des Pigmenttoners und die Farbe des verwendeten Aufzeichnungsmediums.

Ein Zweck der Erfindung besteht also darin, eine Vorrichtung zur Überwachung und Regelung der Konzentratiwü ^;'on Pulverteilchen in einer Pulvermischung anzugeben, die nöglichst einfach und störunanfällig ist.

Die Erfindung besteht darin, daß bei einer Torrichtung der eingangs angegebenen Art angrenzend an eine Einrichtung zua Auftragen der Mischung auf eine vorbestimmte Stell« eine Einrichtung zum Beseitigen des Überschusses an Seilchen der anderen Art von der Auftragungseinrichtung vorgesehen ist, daß die zwischen diesen beiden Einrichtungen ausgeübte Kraft in umgekehrtem Verhältnis zur Konzentration der Teilchen der ersten Art in der Mischung steht,und daß zur Steuerung der Ergänzung der Mischung mit Teilchen der ersten Art eine Steuereinrichtung vorgesehen ist, die ein Fühlglied zur Abtastung der Konzentration der !Feilchen der ersten Art in der Mischung enthält, welches auf die Kraft anspricht, die auf die Beseitigungseinrichtung ausgeübt wird.

Eine Vorrichtung geaäß einen bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung enthält eine magnetische Bürste, die beweglich bezüglich einer Mischung aus Tonerteilchen und magnetischen Teilchen angeordnet ist, und zwar der Art, daß an ihrer Auftragungsfläche eine Schicht aus der Mischung hängen bleibt· Angrenzend an diese Auftragungsfläche der magnetischen Bürste ist ein Abstreich- oder Schabeglied so angeordnet, daß es wenigstens einen Teil

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der Mischungeschicht beseitigt, und daß Kräfte sowohl auf das Schabeglied als auch auf die magnetische Bürste ausgeübt werden. Die Größe oder Amplitude jeder Kraft ist eine Funktion der Konzentration der Tonerteilchen in der Mischung. Es ist eine Überwachungseinrichtung vorgesehen, die auf wenigstens eine der Kräfte anspricht, um anzuzeigen, ob die Konzentration der Tonerteilchen wenigstens über oder unter einem gewünschten Wert liegt. Ferner kann ein Tonerzufuhrmechanismus vorgesehen sein, der in Abhängigkeit von der auf das Schabeglied und/oder die magnetische Bürste ausgeübten Kraft arbeitet, wodurch Ergänzungstonerteilchen vom Tonerzufuhrmechanismus zur Entwicklermischung hinzugefügt werden.

Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt. Die Zeichnung zeigt in:

Fig· 1 eine schematische Schnittansicht eines Teiles eines elektrostatischen Drucksystems gemäß der Erfindung, wobei einige Teile weggebrochen sind, und

Fig. 2 eine Schnittansicht längs der Ebene 2-2 der Fig. 1, wobei wieder einige Teile weggebrochen sind.

In der Zeichnung ist ein Teil eines elektrostatischen Drucksysteme 10 mit einer Vorrichtung zur überwachung und Regelung der Konzentration elektroskopischer Pulverteilchen in einer Partikelmischung wie einem Vorrat 12 einer Entwicklermischung gemäß der Erfindung dargestellt. Für die Erfindung geeignete Entwicklermischungen mit gefärbten Tonerteilchen und magnetischen Trägerteilchen sind in

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der USA-Patentschrift 2 874 063 beschrieben.

Die Entwicklermischung wird dazu verwendet, elektrostatische Ladungsbilder auf einer isolierenden Oberfläche 14- eines Aufzeichnungsmediums 16 zu entwickeln. Das Aufzeichnungsmedium 16 kann ein Substrat wie z.B. eine Papierbahn 18 enthalten, die mit einer photoleitenden Schicht 20 überzogen ist, beispielsweise mit photoleitendem Zinkoxid in einem geeigneten schichtbildenden Harzbinder, wie beispielsweise in der USA-Patentschrift 3 052 539 erläutert ist. Das Aufzeichnungsmedium 16 wird in Richtung der Pfeile 22 und 23 von einer Einrichtung mit einem Paar von Triebwalzen 21 über Walzen 24 und 25 und unter einem Schuh 26 angrenzend an eine magnetische Bürste 28 zum Zweck der Entwicklung bewegt.

Elektrostatische Ladungsbilder, die auf der isolierenden Oberfläche der photoleitenden Schicht 20 geformt worden sind, beispielsweise nach dem elektrostatischen Druckverfahren, wie es in der erwähnten USA-Patentschrift 3 052 539 beschrieben ist, werden durch die Entwicklermischung aus dem Vorrat 12 mit Hilfe der magnetischen Bürste 28 entwickeilt. Diese Bürste 23 kann im wesentlichen so aufgebaut sein, wie es in der USA-Patentschrift 3 040 704 beschrieben ist. Kurz gesagt, enthält die magnetische Bürste 28 einen sich nicht drehenden Permanentmagneten 30, der fest innerhalb einer drehbaren unmagnetischen hohlen Trommel 32 angeordnet ist. Das eine Ende des Magneten 30 ist permanent an einer Wand 34 eines Behälters 36 befestigt, welcher den Vorrat 12 der Entwickler-Bischung enthält, und zwar mittels einer Stange 38, die

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sich durch den Inneren Laufring eines Kugellagers 40 erstreckt. Das andere Ende des Magneten 30 wird von einer Stange 42 gelagert, die in den inneren Laufring eines Kugellagers 44 reicht. Die Enden der Trommel 32 sind an den äußeren Laufringen der Kugellager 40 und 44 befestigt, so daß sie sich um den festen Permanentmagneten 30 drehen kann. Der äußere Laufring des Kugellagers 44 und die Trommel 32 sind ferner an einer Welle 46 befestigt, die ihrerseits an einen Motor 47 mit konstanter Drehzahl angekuppelt ist, der die Trommel 32 in Richtung des Pfeiles 48 dreht. Außerdem ist der Motor 47 mit den Walzen 21 gekuppelt, um sie in den angegebenen Sichtungen zu drehen und das Aufzeichnungsmedium 16 zu bewegen.

Da die Trommel 32 der magnetischen Bürste 28 sich im Magnetfeld des Permanentmagneten 30 befindet, und weil die Trommel 32 auch im Vorrat 12 der magnetische Teilchen enthaltenden Entwicklermischung gedreht wird, bildet die Entwicklermischung auf der Auftragungsfläche 52 der Trommel 32 eine Schicht 50, die ähnlich den Borsten einer Bürste gestaltet ist. Auf der isolierenden Oberfläche 14 der photoleitenden schicht 20 gebildete elektrostatische Ladungsmuster werden also durch die Entwicklermischung dadurch entwickelt, daß die Ladungsmuster mit der Entwicklermischungsschioht 50 gebürstet wird, während das Aufzeichnungsmedium 16 um den Schuh 26 herum bewegt wird· Innerhalb dieses Schuhs 26 ist ein Permanentmagnet 34 angeordnet, der ein Magnetfeld erzeugt, welches mit demjenigen des Permanentmagneten 30 der Bürste 28 zusammenwirkt, um die Bürstenschicht 30 aus der Entwicklermiachung aa Punkt ihrer Auftragung auf die photoleitende Schicht 20 zu versteifen·

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Da nur Tonerteilchen der Entwicklermischung während der Entwicklung verbraucht werden, ist es zweckmäßig, die Schicht 30 aus der Entwicklermischung mit den magnetischen Trägerteilchen und den ungenutzten Tonerteilchen von der Auftragungsfläche 52 der Trommel 32 zu beseitigen, nachdem sie am Aufzeichnungsmedium 16 vorbeigelaufen ist, d.h. stromabwärts vom Aufzeichnungsmedium 16, damit diese Schicht wieder mit dem Vorrat 12 gemischt wird. Zu diesem Zweck ist ein Abetreich- oder Schabeglied 36 wie z.B. ein Schaber aus unmagnetischem Material parallel zur Längsachse der Trommel 32 so angeordnet, daß das Schabeglied die Auftragungsfläche 32 praktisch berührt. wahrend die Trommel 32 am Schabeglied 36 vorbeigedreht wird, wird also die Entwicklermischungsschicht 30 auf der Auftragungsfläche 32 durch eine Abscherwirkung beseitigt. Die kontinuierliche Beseitigung der Schicht 30 von der Auftragungsfläche 32 gewährleistet eine sehr wirksame Mischung der Teilchen in der Entwicklermischung.

Überraschend wurde gefunden, daß bei der Beseitigung der Schicht 30 von der rotierenden Trommel 32 eine (Absehe?-) Kraft auf das Schabeglied 36 ausgeübt wird, die in umgekehrtem Verhältnis zur Konzentration der Tonerteilchen in der Entwicklermischung steht· Je größer beispielsweise der prozentuale Anteil der Tonerteilchen in der Entwicklermischung ist, umso geringer ist die Kraft, die auf das Schabeglied 36 ausgeübt wird, während es die Entwicklermischung von der Trommel 32 abschert. Wenn umgekehrt die Tonerteilchen in der Entwicklermischung aufgebraucht werden und eine prozentuale Verarmung an Tonerteilchen auftritt, nimmt die auf dem Schabeglied 36 bei der Beseiti-

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gung der Schicht 50 von der Fläche 52 erzeugte Kraft zu.

Eine Fühleinrichtung wie z.B, ein normalerweise offener, einpoliger Fühlschalter 58 vom Hebelausschaltertyp, eine überwachungs- oder Signalisierungseinrichtung wie z.B. eine Signallampe 60 sowie eine Tonerergänzungseinrichtung wie z.B. ein (Pulver-) Tonerzufuhrmechanismus arbeiten so mit dem Schabeglied 56 zusammen, daß sie auf vorbestimmte Kräfte ansprechen, die auf das Schabeglied ausgeübt werden, während die Entwicklermischung von der Auftragungsfläche 52 der Trommel 32 beseitigt wird. Zu diesem Zweck ist das Schabeglied 56 an seiner Mitte am einen Ende 63 eines Hebelarmes 64 befestigt. Dieser Hebelarm 64 ist an einer zwischen seinen Enden befindlichen Stelle in einer Vertikalebene um einen Zapfen 66 drehbar gelagert. Der Zapfen 66 ist in einer Wand 68 des Behälters 36 befestigt. Am anderen Ende 69 des Hebelarms 64 ist mit ihrem einen Ende eine Feder 70 angebracht, deren anderes Ende an einer Justierschraube 72 montiert ist. Die Schraube 72 ist in einen Bügel 74 geschraubt, dessen Bnde seinerseits an einem Basisteil 76 befestigt ist. Die auf das Ende 69 des Hebelarms 64 durch die Feder 70 entgegen dem Uhrzeigersinn ausgeübte Kraft kann durch Drehen der Schraube 72 justiert werden. Im Rahmen der Erfindung können aber auch andere Kraftjustierungseinrichtungen verwendet werden, beispielsweise Gewichte und Gegengewichte.

Der Fühlschalter 58 ist über dem Ende 69 des Hebelarms 64 so angeordnet, daß er geschlossen werden kann, wenn der Hebelarm 64 ganz leicht um den Zapfen 66 auf Grund einer Scherkraft vorbestimmter Größe gedreht wird,

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die auf das Schabeglied 56 ausgeübt wird, während es von der Auftragungsfläche 52 die Entwicklermischungsschicht 50 beseitigt. Die eine Hemme 82 des Fühlschalters 58 ist mit der einen Klemme eines einpoligen Start-Hebelausschalters 84 verbunden, dessen andere Klemme mit einer Leistungseingangskleoune 86 gekoppelt ist, die zusammen mit einer anderen Leistungseingangsklemme 88 an eine geeignete Stromquelle angeschlossen werden kann.

Die Signallampe 60 ist so geschaltet, daß sie eingeschaltet ist, wenn die beiden in Reihe liegenden Schalter " 58 und 84 geschlossen sind. Ein Antriebsmotor 90 für den Tonerzufuhrmechanismus 62 liegt elektrisch parallel zur Lampe 60, so daß beide gleichzeitig eingeschaltet werden. Der Motor 90 ist mechanisch mit einer genuteten Welle 92 gekuppelt, die direkt über einer Rinne 94 eines Behälters 96 des Mechanismus 62 angeordnet ist. Der Behälter 96 ist mit Etfgänzungstonerteilchen 98 gefüllt, die durch die Rinne 94 fallen können, wenn die Welle 92 gedreht wird. Die Ergänzungatonerteilchen 98 fallen in den Vorrat 12 der Entwicklermischung im Behälter 36 und werden mit dem Entwickler durch irgendeine geeignete Einrichtung gemischt, beispielsweise durch in entgegengesetzten Richtungen dreh- ^ bare Mischschnecken 100 und 102. Diese Mischschnecken 100 und 102 sind drehbar durch den Motor 47, welcher in einen Speisekreis geschaltet ist, der in Serie den Startschalter 84 und ein Stromanzeigemeßgerät wie z.B. ein Doppelsollwert-Meßrelais 103 enthält. Ein im Meßrelais 103 enthaltener normalerweise offener Fühlschalter 105 ist parallel zum Fühlschalter 58 geschaltet. Ein ebenfalls im Meßrelais 103 enthaltener normalerweise geschlossener Schalter 107

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liegt in Reihe mit dem Startschalter 84, und zwar zu Überwachungszwecken, die noch erläutert werden.

Die Vorrichtung zur Überwachung und Regelung der Konzentration von Tonerteilchen in einem Vorrat 12 einer Entwicklermischung gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung arbeitet folgendermaßen: Ss sei zunächst angenommen, daß die Konzentration der !Tonerteilchen im Vorrat 12 der Entwicklermischung einen gewünschten Konzentrationswert für die Entwicklung von elektrostatischen Bildern auf dem Aufzeichnungsmedium 16 hat. Der Startschalter 84 wird geschlossen, und der Motor 47 mit konstanter Drehzahl wird eingeschaltet und dreht 1) die Trommel 32 in Richtung des Pfeiles 104, 2) die Mischschnecken 100 und 102 in Richtung der Pfeile 106 bzw. 108 und 3) die Walzen 21 zur Bewegung des Aufzeichnungsmediums 16 in Richtung der Pfeile 22 und 23· Bs sei ferner angenommen, daß sich auf der Oberfläche 14 der photoleitenden Schicht 20 des Aufzeichnungsmediums 16 elektrostatische Bilder befinden, welche der Lehre der erwähnten USA-Patentschriften 3 052 539 und 3 040 entsprechen.

Die aus der Entwicklermischung bestehende "Borstenschicht'¹ 50 auf der Auftragungsfläche 52 der Trommel 32 bürstet die photoleitende Schicht 20 und entwickelt deren Ladungsbilder, indem sie auf diese elektroskopiache Tonerteilchen der Entwicklermischung aufträgt. Stromabwärts vom Aufzeichnungsmedium 16 wird wenigstens ein Teil der Schicht 50 vom ^chabeglied 56 beseitigt· Dieser Beseitigungsvorgang erzeugt eine auf das Schabeglied 56 wirkende Kraft, wodurch ein positives (im Uhrzeigersinn wirkendes) Drehmoment um den Zapfen 66 erzeugt wird, das dem negativen Moment auf Grund

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der durch die Feder 70 erzeugten Gegenkraft entgegenwirkt. Die vom Schabeglied 56 beseitigte Entwicklerschicht 50 fällt in den Behälter 36» wo sie durch die Schnecken 100 und 102 wieder mit dem Vorrat 12 gemischt wird β

Die Größe der Kraft, die auf das Schabeglied 56 ausgeübt wird, während dieses von der Auftragungsfläche 52 die Entwicklerschicht 50 beseitigt, ist eine Funktion des prozentualen Anteils der Tonerteilchen in der Entwicklermischung und zwar ist die Kraft umgekehrt proportional zur Menge der Tonerbeilchen im Entwicklervorrat 12. Da nur die Tonerteilchen der Entwicklermischung bei der Entwicklung der Ladungsbilder auf der photoleitenden Schicht 20 konsumiert werden, nimmt der prozentuale Anteil an Tonerteilchen in der Schicht 50 im Laufe des Entwicklungsverfahrens ab. Dementsprechend nimmt also die Kraft zu, die im Uhrzeigersinn auf das Schabeglied 56 wirkt. Wenn festgestellt wird, daß die entwickelten Ladungsbilder auf der isolierenden Oberfläche 14 des Aufzeichnungsmediums 16 an Schwärzungsdichte zu verlieren beginne, d.h. wenn sie nicht so dunkel sind wie sie sein sollten, wird die Justier schraube 72 gedreht, um die Spannung der Feder 70 herabzusetzen, bis sich der Hebelarm 64 ganz geringfügig im Uhrzeigersinn dreht, um den Fühlschalter 53 zu schließen.

Wenn der Schalter 58 geschlossen ist, leuchtet die Signallampe 60 auf und zeigt an, daß in den Behälter 36 zusätzlicher Ettgänzungstoner gegeben werden muß, um den Vorrat 12 mit zusätzlichen Tonerteilchen zu ergänzen. Wenn kein automatisch arbeitender Tonerzufuhrmechanismus vorgesehen ist,

können die Ergänzungstonerteilchen von Hand in einer solchen Menge zugefügt werden, daß die auf das Schabeglied 56 ausgeübte Kraft herabgesetzt und der in den normalen offenen Zustand vorgespannte PühlscJbäLter 58 geöffnet wird. Dabei erlischt die Signallampe 60· Die Justierung (mittels der Schraube 72) ist nur zum Abgleichen des Gerätes erforderlich, und nach einer erfolgten Eichung für eine spezielle Entwicklermischung ist keine weitere Justierung notwendig, solange keine andere Entwicklermischung benutzt wird.

Die Zugabe von Ergänzungsteilchen 93 in den Behälter 36 erfolgt automatisch nach dem Schließen des Fühlschalters 53 und dem Einschalten des Motors 90. Dies bewirkt, daß die Welle 92 gedreht wird und die Ergänzungstonerteilchen 98 durch die Rinne 94- in den Behälter 36 fallen, und zwar mit einer Bate, die größer ist als die Verarmungsrate der Tonerteilchen. Wenn eine ausreichende Menge an Ergänzungstonerteilchen 98 in den Vorrat 12 der Entwicklermischung gelangt ist, wirken auf das Schabeglied 56 eine geringere Kraft bzw. ein geringeres Drehmoment um den Zapfen 66 im Uhrzeigersinn. Folglich wird die vom Hebelarm 64· auf die Feder 70 ausgeübte Spannung herabgesetzt, und der Fühlschalter 58 wird geöffnet. Dadurch werden die Lampe 60 ausgeschaltet und der Motor 90 angehalten, was bedeutet, daß die Tonerteilchen im Vorrat 12 eine Konzentration haben, die ausreicht, die Ladungsbilder auf dem Aufzeichnungsmedium 16 mit brauchbarer Schwärzungsdichte zu entwickeln. Der Entwick lungsVorgang geht ohne Ergänzung der Entwicklermischung weiter bis so viele Tonerteilchen aus dem Vorrat

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verbraucht sind, daß der Pühlschalter 58 wieder betätigt wird.

Die von der magnetischen Bürste 28 erzeugte, auf das Schabeglied 56 wirkende Kraft bewirkt eine entgegengesetzt gleiche Kraft auf die Bürste 28. Diese auf die Bürste wirkende Kraft erzeugt ein Drehmoment, das der normalen Drehbewegung der Bürstentrommel 32 entgegenwirkt. Dies hat wiederum zur Folge, daß der Motor 47 konstanter Drehzahl einen Strom zieht, der sich mit der auf die magnetische Bürste 28 wirkenden Kraft ändert. Somit kann der Strom des Motors 47 dazu benutzt werden, die Konzentration der Tonerteilchen in der Entwicklermischung zu überwachen und zu regeln. Bei diesem anderen Ausführungsbeispiel der Erfindung sei angenommen, daß die Konzentration der Tonerteilchen im Vorrat 12 einen gewünschten Konzentrationswert hat, und daß die Eingangsspannung an den Eingangsklemmen 66 und 83 praktisch konstant ist. Der Staibschalter 84 wird geschlossen, und über das Messrelais 103 wird der Motor 47 konstanter Drehzahl eingeschaltet. Der Stromzeiger 109 des Messrelais 103 wird einen Stromwert anzeigen, welcher den auf das Sohabeglied 56 sowie die aagnetisehe Bürste 28 wirkenden Kräften entspricht. Der vom Stromzeiger 109 angezeigte Stroawert ist also auch eine Anzeige der Konzentration der Tonerteilchen in der Entwicklermischung. Die Skala des Messrelais 103 für den Zeiger 109 kann in prozentualen Konzentrationswerten der Tonerteilchen geeicht werden. Das Messrelais 103 überwacht also die Konzentration der Tonerteilchen in der Entwicklermischung·

Während die Tonerteilchen in der Entwicklermischung beim Entwickeln der Ladungsbilder auf dem Aufzeichnungsmedium 16

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konsumiert werden, nehmen die auf die Bürste 28 wirkende Kraft und somit auch der zum Antreiben des Motors 47 konstanter Drehzahl erforderliche Strom zu. Die Kbnzentrationsabnahme der Tonerteilchen in der Entwicklermischung wird dadurch überwacht, daß man auf dem Messrelais 103 die Stromzunahme beobachtet.

Wenn festgestellt wird, daß die entwickelten Ladungsbilder auf der isolierenden Oberfläche 14 des Aufzeichnungsmediums 16 an Dichte zu verlieren beginnen, bzw. wenn die Konzentration der Tonerteilchen in der Entwicklemischung abnimmt und der Strom des Motors 47 entsprechend zunimmt, wird ein normalerweise offener Sühlschalter 103 des Messrelais 103 geschlossen, und zwar dadurch, daß in einer an sich bekannten Weise ein justierbarer Relaisabfallzeiger entsprechend eingestellt wird. Dadurch werden die Signallampe 60 und der Motor 90 eingeschaltet, so daß Ergänzungstonerteilchen 98 in den Behälter 36 fallen. Nachdem die ausreichende Menge an Tonerteilchen 98 zum Vorrat 12 zugefügt und mit ihm gemischt worden sind, ist die auf die magnetische Bürste 28 wirkende Kraft sowit verringert worden, daß der Strom des Motors 47 unter den mit dem Zeiger 111 eingestellten Wert absinkt, bei welchem der Fühlschalter 105 geschlOBsen ist· Der Fühlechalter 105 wird also geöffnet, der Tonerzufuhrmechedsmue 62 wird ausgeschaltet, und der Bntwicklungsvorgang wird solange fortgesetzt, bis erneut soviele Tonerteilchen verbraucht sind, daß die auf die Bürste 28 wirkende Kraft wieder ansteigt. Dies hat dann wieder einen Anstieg des Stromes des Motors 47 zur Folge, so daß der Fühlschalter 105 wieder geschlossen wird und sich der Tonerergänzungszyklus wiederholt.

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Wenn der Behälter 96 leer ist und keine Ergänzungstonerteilchen 93 mehr enthält, wird die Tonerkonzentration in der Entwicklermischung im Laufe des Entwicklungsvor-' gangs sowAt absinken, daß die in zunehmendem Masse auf die Bürste 28 wirkende Kraft einen durch das Messrelais 103 fließenden Strom zur Folge hat, der schließlich einen Abschaltwert erreicht. Auf diesem Wert ist ein Justierbarer Abschaltzeiger 113 des Messrelais 103 eingestellt, welcher einen normalerweise geschlossenen Schalter 107 öffnet und den Motor 4-7 ausschaltet, worauf die Vorrichtung stehenbleibt· D^er Abschaltzeiger 113 überwacht also die Konzentration der Tonerteilchen in der Entwicklermischung soweit, daß er eine Fortsetzung des Entwicklungsvorgangs verhindert, wenn die Konzentration der Tonerteilchen in der Entwicklermischung unter einen brauchbaren Wert absinkt·

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Claims

Patentansprüche

Iy Vorrichtung, die mit einer Mischung aus zwei unterschiedlichen Arten von Teilchen arbeitet, von denen die Teilchen der einen Art im Betrieb der Vorrichtung verbraucht werden und ergänzt werden müssen, dadurch gekennzeichnet, daß angrenzend an eine Einrichtung (28, 32) zum Auftragen der Mischung (98) auf eine vorbestimmte Stelle eine Einrichtung (56) zum Beseitigen des Überschusses an Teilchen der anderen Art von der Auftragungseinrichtung vorgesehen ist, daß die zwischen diesen beiden Einrichtungen ausgeübte Kraft in umgekehrtem Verhältnis zur Konzentration der Teilchen der ersten Art in der Mischung steht, und daß zur Steuerung der Ergänzung der Mischung mit Teilchen der ersten Art eine Steuereinrichtung (4-7* 58) vorgesehen ist, die ein Fühlglied (58) enthält, welches zur Abtastung der Konzentration der Teilchen der ersten Art in der Mischung auf die Kraft anspricht, die auf die Beseitigungseinrichtung (56) ausgeübt wird.

2· Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Teilchen der zweiten Art in der Mischung magnetische Teilchen sind, und daß die Auftragungseinrichtung eine magnetische Einrichtung (28, 32) ist.

3. Vorrichtung zum Entwickeln eines elektrostatischen Bildes, insbesondere nach Anspruch 2, mit einer magnetischen Einrichtung zum Auftragen einer Entwicklermisohung, die Tonerteilchen und magnetische Teilchen

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enthält, auf das elektrostatische Bild,, und mit einer angrenzend an die magnetische Auftragungseinrichtung angeordneten Einrichtung zum Beseitigen überschüssiger Entwicklermischung von der Auftragungseinrichtung, wobei die zwischen der Beseitigungseinrichtung und der Auftragungseinrichtung durch die Beseitigung der Entwicklermischung von der Auftragungseinrichtung ausgeübte Kraft in umgekehrtem Verhältnis zur Konzentration der Tonerteilchen in der Mischung steht, dadurch gekennzeichnet, daß eine Steuerschaltung vorgesehen ist, die ein Fühlglied (58, 47) enthält, welches zur Abtastung der Konzentration der Tonerteilchen in der Entwicklermischung (12) auf die auf die Beseitigungseinrichtung (56) ausgeübte Kraft anspricht.

4· Vorrichtung nach Anspruch 3» dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerschaltung eine Anzeigeeinrichtung (60, 103) enthält, die eingeschaltet wird, wenn die Konzentration der Tonerteilchen der von der magnetischen Auftragungseinrichtung (28, 32) beseitigten Entwicklermischung unter einem vorbestimmten Wert liegt·

5. Vorrichtung nach Anspruch 3 oder 4-, dadurch gekennzeichnet, daß mit der Steuerschaltung eine Tonerergänzungseinrichtung (62) gekoppelt ist, welche zur Entwicklermischung (12) Tonerteilchen zufügt, wenn die Konzentration der Tonerteilchen in der von der Auftragungseinrichtung (28, 32) beseitigten Entwicklermischung unter einen vorgegebenen Wert absinkt.

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6. Vorrichtung nach, einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die magnetische Auftragungseinrichtung eine magnetische Bürste (28) enthält, die eine Auftragungsfläche (52) besitzt, welche in der Lage ist, in Berührung mit der Mischung zu kommen und sich relativ zu ihr zu bewegen, wobei ■ eine Schicht der Mischung angezogen wird und an der Auftragungsfläche haftet, daß eine Antriebseinrichtung (4-7) vorgesehen ist, welche die magnetische Bürste so bewegt, daß Teile der Auftragungsfläche im wesentlichen kontinuierlich in die Mischung hinein und aus ihr heraus bewegt werden, daß angrenzend an die Auftragungsfläche ein Schabeglied (56) angeordnet ist, wenn sich die magnetische Bürste bewegt, welches wenigstens einen Teil der Schicht (50) von der Auftragungsfläche beseitigt, wobei sowohl auf das Schabeglied als auch auf die magnetische Bürste Kräfte ausgeübt werden, daß die Größe jeder dieser Kräfte eine Punktion der Konzentration der Pulverteilchen in der Mischung ist, und daß eine überwachungseinrichtung (60, 103) vorgesehen ist, die auf wenigstens eine dieser Kräfte anspricht und in Abhängigkeit hiervon anzeigt, ob die Konzentration mindestens über oder unter einem gewünschten Wert liegt.

7« Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Überwachungseinrichtung einen drehbar gelagerten Hebelarm (66) enthält, an dessen einem Inde das Schabeglied (56) befestigt ist, und daß die auf das

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Schabeglied ausgeübte Kraft bestrebt ist, den Hebelarm in eine Richtung zu drehen, während eine am Hebelarm angreifende Gegenkrafteinrichtung (70) diesen in die entgegengesetzte Richtung zieht.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7» dadurch gekennzeichnet, daß die Auftragungsfläche eine zylindrische Oberfläche (32) besitzt, daß das Schabeglied ein Schaber " (56) aus unmagnetischem Material ist, der am einen Ende des Hebelarms (66) befestigt und in Anlage mit |

der zylindrischen Oberfläche angeordnet ist, und daß die Überwachungseinrichtung ein Fühlglied (58) enthält, welches angrenzend an den Hebelarm (66) angeordnet und durch eine geringfügige Bewegung des Hebelarms betätigbar ist, sowie eine Signaleinrichtung (60, 103)» die mit dem Pühlglied elektrisch zusammengeschaltet und von lh« betätigbar ist, um die Konzentration der Pulverteilchen in der Mischung zu überwachen.

9* Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß ein Fuiverzufuhrmechanismus (62) vorgesehen ist, der elektrisch mit dem Fühlglied (58) zusammengeschaltet und von diesem in Abhängigkeit von einer vor- % bestimmten Größe der auf das Schabeglied (56) wirkenden Kraft steuerbar ist.

10· Elektrostatisches Drucksystem, in welchem elektrostatische Ladungsbilder auf einer isolierenden Oberfläche mittels einer Entwicklermischung aus einem Vorrat entwickelt werden, der eine Mischung aus elektroskopischen Tonerteilchen und magnetischen Trägerteilchen

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enthält, und in welchem während des Entwicklungsvorgangs nur die Tonerteilchen verbraucht werden, gekennzeichnet durch eine magnetische Bürste, welche eine Auftragungsoberfläche besitzt, die in Berührung mit der Entwicklermischung gebracht wird und relativ zu ihr bewegbar ist, und welche ein magnetisches Fe^d aufweist, durch das eine Schicht der Entwicklermischung auf die Auftragungsfläche gezogen wird, wenn diese sich relativ zur Entwicklermischung bewegt, eine Antriebseinrichtung, welche die magnetische Bürste angrenzend an und relativ zu der isolierenden Oberfläche bewegt, um diese mit der Entwicklermischungsschicht zu bürsten, wobei die elektrostatischen Ladungsbilder entwickelt werden, ein angrenzend an die Auftragungsfläche angeordnetes Schabeglied, welches wenigstens einen !Teil der Entwicklermischungsschicht von der Auftragungsfläche beseitigt, wenn die Auftragungsfläche sich stromabwärts von der isolierenden Oberfläche bewegt, wobei die Beseitigung der Entwickle rmiechung von der Tonerauftragungsfläche auf das Schabeglied und die magnetische Bürste eine Kraft ausübt, die eine Funktion der Konzentration der Tonerteilchen in der Entwicklermischung ist, und eine auf dies« Kraft ansprechende Einrichtung zur Überwachung der Konzentration der !Tonerteilchen in der Entwicklermischung.

11. Drucksyetem nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die auf die Kraft ansprechende Einrichtung einen Hebelarm enthält, der drehbar im System gelagert ist, daß das Schabeglied am einen Ende des Hebelarme be-

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festigt und bestrebt ist, diesen mittels der genannten Kraft in eine erste Sichtung zu drehen, daß mit dem Hebelarm eine Gegenkrafteinrichtung zusammenwirkt, die bestrebt ist, ihn in der entgegengesetzten Hichtung zu drehen, daß ein entsprechend angeordnetes Fühlglied durch den Hebelarm betätigt wird, wenn er geringfügig gedreht wird, und daß mit dem Fühlglied eine Signaleinrichtung verbunden ist, welche mindestens eine vorbestimmte Konzentration der Tonerteilchen in der Entwicklermischung überwacht· ä

12· Drucksystem nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die auf die Kraft ansprechende Hinrichtung einen Fühlschalter enthält, der mit dem Schabeglied zusammenwirkt und mit dem eine Signaleinrichtung zusammengeschaltet ist, welche überwacht, ob die Konzentration der Tonerteilchen in der IntWicklermischung mindestens über oder unter einem vorbestimmten Konzentrationswert liegt.

13. Drucksystem nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet,

daß de auf die Kraft ansprechende Einrichtung einen ^

Fühlschalter und einen mit ihm zusammengeschalteten Tonerzufuhrmechanismus enthält, der einen Behälter für Ergänzungstonerteilchen und eine Einrichtung für ihre Zufuhr zum Vorrat der Entwicklermischung aufweist, wodurch die Konzentration der Tonerteilchen in der Entwicklermischung gesteuert wird.

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