DE2247063C3

DE2247063C3 - Vorrichtung zum Steuern der Entwicklung in einem elektrostatischen Mehrfarb-Kopiergerät

Info

Publication number: DE2247063C3
Application number: DE2247063A
Authority: DE
Inventors: Charles Augustus Fairport N.Y. Whited (V.St.A.)
Original assignee: Xerox Corp
Current assignee: Xerox Corp
Priority date: 1971-12-28
Filing date: 1972-09-26
Publication date: 1979-02-01
Also published as: AU467463B2; DE2247063A1; IL41128A0; CH552838A; JPS4874850A; JPS543735B2; AU5057072A; SE378145B; IT972845B; BR7208611D0; SU619123A3; NL7215213A; ES410096A1; US3754821A; FR2167155A5; DE2247063B2; ZA729030B; GB1411448A; BE793425A; CA1004725A

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Steuern der Entwicklung eines sich auf einem Aufzeichnungsmaterial befindenden latenten Bildes in einem elektrostatischen Mehrfarb-Kopiergerät, mit einem durch mindestens eine der Farbentwicklerstationen bewegbaren Kontrollbereich, welcher aufladbar und auf welchem Entwickler anlagerbar ist, mit einer Strahlungsquelle und einem strahlungsempfindlichen Element, durch die die Dichte des auf dem Kontrollbereich angelagerten Entwicklers meßbar ist, wobei an dem strahlungsempfindlichen Element ein Signal ableitbar ist, durch das die Abgabe von Entwickler für das latente Bild steuerbar ist, und mit einer Reinigungseinrichtung, durch die nach der Dichtemessung der angelagerte Entwickler entfernbar ist

Eine der eingangs genannten Vorrichtung ähnliche ist aus der DE-OS 15 22 690 bekannt Die in dieser Druckschrift angegebene bekannte Vorrichtung wird in einem Kopiergerät verwandt, mit dem nur einfarbige Kopien hergestellt werden können. Bei dieser Vorrichtung befindet sich das Aufzeichnungsmaterial auf einer Trommel. Der Kontrollbereich besteht aus einem Streifen, der um die ganze Trommel läuft Der Kontrollbereich wird mit einem elektrostatischen, latenten Bild versehen. Zur Kontrolle der Entwickelbarkeit kann der Kontrollbereich während eines Trommelumlaufes entwickelt werden. Der entwickelte Kontrollbereich wird von einer Lichtquelle angestrahlt, und das von ihm reflektierte Licht wird von einem lichtempfindlichen Element gemessen, -!n Abhängigkeit von der gemessenen Lichtmenge kann festgestellt werden, ob eine ausreichende Entwickelbarkeit vorliegt Nach einem Meßvorgang wird der Kontrollbereich von der der Trommel zugeordneten Reinigungseinrichtung gereinigt, damit er auf diese Weise von Entwickler befreit wird.

Nachteilig bei dieser Vorrichtung ist, daß stets die gleiche Ladung auf dem Kontrollbereich vorliegt, wenn man von einer Ladungsverringerung durch Dunkelströme absieht Infolgedessen ist es nicht möglich, die sich auf dem Kontrollbereich befindenden Ladungen ohne weiteres den jeweils an der Trommel vorliegenden Betriebsbedingungen anzupassen. Ein weiterer Nachteil besteht darin, daß eine wirklich zuverlässige Reinigung des Kontrollbereiches nach jedem Meßvorgang nicht sichergestellt ist, da der Kontrollbereich aufgeladen bleibt und infolgedessen die auf den Entwickler wirkenden elektrostatischen Anziehungskräfte von der Reinigungseinrichtung überwunden werden müssen. Es können also Entwicklerteilchen noch auf dem Kontrollbereich verbleiben, so daß nach einer gewissen Zeit der Kontrollbereich eine Tönung durch den Entwickler aufweist, die keine zuverlässige Aussage über die jeweilige Entwickelbarkeit in Abhängigkeit von dem gerade verwendeten Entwicklermaterial zuläßt

Als weiterer Nachteil bei dieser bekannten Vorrichtung ist zu berücksichtigen, daß die Dichtemessung des auf dem Kontrollbereich angelagerten Entwicklern

durch Messung des von ihm reflektierten Lichts vorgenommen wird. Solche Messungen sind weniger zuverlässig als solche, bei denen die Dichte im Durchlicht bestimmt wird, da im ersten Fall die optischen Bedingungen weniger gut definiert sind.

Bei einer anderen, sowohl aus der obengenannten Druckschrift als auch aus der US-PS 33 48 522 bekannten Vorrichtung, wird ein Randbereich einer Aufzeichnungstrommel als Kontrollbereich verwendet Auf ihm wird mittels einer Masken-Lampen-Anordnung ein latenter Bildstreifen erzeugt, der in der Entwicklerstation entwickelt wird, und dessen Entwicklerdichte in der oben beschriebenen Weise bestimmt wird.

Bei dieser bekannten Vorrichtung ergeben sich mithin auch die bereits oben in bezug auf die Lichtreflexionsmessungen erwähnten Nachteile. Als weiterer Nachteil kommt hinzu, daß es bei dieser Vorrichtung nicht möglich ist, die Aufladung der Kontrollbereiche auf einfache Weise und unabhängig von der Aufladung des Aufzeichnungsmaterials zu regeln.

Es ist deshalb Aufgabe der Erfindung, die eingangs genannte Vorrichtung dahingehend weiterzubilden, daß auf einfache und zuverlässige Weise ermögluht wird, die Entwickelbarkeit bei einem Mehrfarb-Kopiergerät zu steuern.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß der Kontrollbereich aus einer Elektrodenanordnung mit einer leitenden, transparenten Elektrode besteht, die an dem Aufzeichnungsmaterial angeordnet ist, wobei das strahlungsempfindliche Element von der von der Strahlungsquelle ausgesandten und durch die Elektrode hindurchgehenden Strahlung beaufschlagt ist, und daß der Elektrodenanordnung eine Kommutatoranordnung zugeordnet ist, durch die die auf der Elektrode aufgebrachte Ladung in Abhängigkeit von der relativen Lage der Elektrode zu der Farbentwicklerstation veränderbar ist

Aufgrund der Erfindung erhält man eine besonders zuverlässige Messung der Entwickelbarkeit, da die Dichte des auf der Elektrode angelagerten Entwicklers im Durchließ gemessen wird. Ferner kommt als vorteilhaft hinzu, daß die Aufladung der Elektrode während eines Kopierzyklus geändert werden kann, so daß zu demjenigen Zeitpunkt, zu dem die Entwicklerelektrode sich an der Reinigungseinrichtung entlangbewegt, bereits ein Teil des Entwicklermaterials abgestoßen worden ist, oder zumindest nicht aufgrund von elektrostatischen Kräften weiterhin an der Elektrode anhaftet Dadurch kann sichergestellt werden, daß die Elektrode für den nächsten Entwicklungszyklus frei von Entwicklerteilchen ist

Aufgrund er erfindungsgemäßen Vorrichtung ist es möglich, bei Mehrfarbkopitn die richtige Bilddichte und das richtige Farbgleichgewicht zu gewährleisten.

Bei einer Weiterbildung der Erfindung wird die von der Strahlungsquelle ausgehende Strahlung der transparenten Elektrode über eine Lichtleiteranordnung zugeführt Ein Voireil dieser Weiterbildung besteht darin, daß die Strahlungsquelle nicht in unmittelbarer Nähe der Elektrode angeordnet werden muß. Außer- ω dem ist die Verwendung von Lichtleitern konstruktionstechnisch einfacher als wenn optische Elemente wie Spiegel und Linsen verwendet werden.

Gemäß einer anderen Weiterbildung wird das lichtempfindliche Element und das ihm zugeordnete <,-> Ende der Lichtleiteranordnung in einer Wärmevorrichtung auf einer konstanten Temperatur gehalten. Dadurch wird verhindert daß das lichtempfindliche Element Temperaturschwankungen ausgesetzt wird, durch die das von ihm abgegebene elektrische Signal beeinflußt wird.

Bei einer wiederum anderen Weiterbildung der Erfindung wird das der Elektrode zugeordnete Ende der Lichtleiteranordnung einer Luftströmung ausgesetzt, wodurch das Absetzen von Entwickler im Bereich dieses Endes verhindert wird. Hierdurch wird vermieden, daß von Zeit zu Zeit dieses Ende gereinigt werden muß, wobei dann das Kopiergerät abgeschaltet werden müßte und nicht einsatzbereit wäre.

Weitere Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird im folgenden anhand der Zeichnungen beschrieben. Es zeigt

F i g. 1 eine schematische Schrägansicht eines elektrostatischen Mehrfarb-Kopiergerätes mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung,

F i g. 2 eine Schnittseitenansicht eines trommelförmigen Aufzeichnungsmaterials in dem Kopiergerät nach F i g. 1 mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung,

F i g. 3 eine Schnittansicht eines Teils der Vorrichtung gemäß F ig. 2,

Fig.4 eine Schnittansicht eines weiteren Teils der Vorrichtung gemäß F i g. 2 und

Fig.5a bis 5d schematische Seitenansichten zur Darstellung der Arbeitsweise.

F i g. 1 zeigt schematisch ein elektrostatisches Mehrfarb-Kopiergerät zur Herstellung von Mehrfarbkopien von einer farbigen Vorlage, wobei eine erfindungsgemäße Vorrichtung verwendet wird. Dieses Kopiergerät weist ein photoleitendes Aufzeichnungsmaterial 12 auf, z. B. in der Form einer drehbar gelagerten Trommel 10 mit einer photoleitenden Oberfläche aus einem Material das im wesentlichen panchromatisch auf Weißlicht anspricht Die Trommel 10 bewegt sich in der durch den Pfeil 14 angezeigten Richtung und führt das Aufzeichnungsmaterial 12 nacheinander an einer Anzahl von Verarbeitungsstationen entlang. Zuerst bewegt sich das sich auf der Trommel 10 befindende Aufzeichnungsmaterial 12 durch eine Ladestation A, in der eine Koronaaufladeeinrichtung 16 quer zur Oberfläche der Trommel 10 angeordnet ist Die Koronaaufladeeinrichtung 16 lädt das Aufzeichnungsmaterial 12 auf ein relativ hohes gleichmäuiges Potential auf.

Das aufgeladene Aufzeichnungsmaterial 12 gelangt dann in die Belichtungsstation B, in der ein bewegliches Linsensystem 18 und eine Farbfiltervorrichtung 20 vorgesehen sind Die Vorlage 22 ruht auf einer transparenten Sichtplatte 24, durch die aufeinanderfolgende Abschnitte der Vorlage 22 durch eine bewegliche Lampenanordnung 26 belichtet werden. Das Linsensystem 18 ist so ausgebildet, daß Belichtungsfelder aufeinanderfolgend an der Sichtplatte 24 abgetastet werden und das Licht auf das photoleitende Aufzeichnungsmaterial 12 auf der Trommel 10 fokussiert wird. Die Lampenanordnung 26 und das Linsensystem 18 bewegen sich in zeitlicher Abstimmung zu dem Aufzeichnungsmaterial 12 und erzeugen so ein unverzerrtes Fiutlichtbiid der Vorlage 22 auf dem Aufzeichnungsmaterial 12. Während der Belichtung schaltet die Filtervorrichtung 20 besondere Farbfilter in den Strahlengang der Linse 18. Durch die Farbfilter wird ein latentes Bild auf der I lache des Aufzeichnungsmaterials 12 entsprechend der Farbe des Flutlichtbildes der Vorlage 22 erzeugt

Nachdem das latente Bild auf dem Aufzeichnungsmaterial 12 erzeugt worden ist, wird durch Drehen der Trommel IO dieses in die Entwicklungsstation Cgeführt, die drei einzelne Entwicklereinheiten 28, 30, 32 aufweisen. Diese Entwicklereinheiten sind als magnetische Bürsten-Entwicklereinheiten ausgebildet. Wie allgemein bei einem magnetischen Bürsten-Entwicklungssystem, wird magnetisierbares Entwicklermaterial, welches Trägerkömer und Tonerteilchen enthält, durch ein Magnetfeld mit gerichtetem FIuB geführt und dabei eine Bürste aus Entwicklermaterial gebildet. Die Teilchen des Entwicklermaterials bewegen sich laufend, so daß die Bürste ständig mit frischem Entwicklermatet'iat versorgt wird. Die Entwicklung wird durch den Kontakt der Bürste mit dem Aufzeichnungsmaterial 12 erzielt. Jede Entwicklereinheit 28, 30 bzw. 32 gibt nacheinander einen farbigen Toner gemäß der Farbergänzung zu dem einem besonderen Farbauszug entsprechenden latenten Bild, welches auf dem Aufzeichnungsmaterial erzeugt wird. Der farbige Töner absorbiert Licht innerhalb eines vorgegebenen Spektralbereiches des elektromagnetischen Wellenspektrums, das der Wellenlänge des durch den Filter hindurchgehenden Lichtes entspricht.

Wenn das Entwicklungsvermögen nicht ausreichend ist, wird gemäß der vorliegenden Erfindung zusätzlicher farbiger Toner dem Entwicklermaterial hinzugefügt. Eine Steuereinrichtung 34 weist eine transparente Elektrodenanordnung 36 auf, welche auf dem Aufzeichnungsmaterial 12 der Trommel 10 angebracht ist. Eine Belichtungsvorrichtung, beispielsweise eine Strahlungsquelle 38 in Verbindung mit einer Lichtleiteranordnung 40 durchstrahlt die transparente Elektrodenanordnung 36. Während der Entwicklung wird farbiger Toner auf der transparenten Elektrodenanordnung 36 abgelagert. Die Intensität der hindurchtretenden Lichtstrahlen zeigt dessen Dichte an. Auf einer Abtasteinrichtung, z. B. ein strahlungsempfindliches Element 42 fällt das durch die transparente Elektrodenanordnung 36 hindurchtretende Licht, so daß ein der Strahlungsintensität entsprechendes elektrisches Ausgangssignal erzeugt wird. Ein Komparator, z. B. eine geeignete Analog- und Bezugsschaltungsanordnung, vergleicht die elektrischen Ausgangssignale des strahlungsempfindlichen Elementes 42 mit einem Bezugssignal und erzeugt ein logisches Steuer- oder Kontrollsignal zur Abgabe eines bestimmten farbigen Toners in die entsprechende Entwicklereinheit

Nach der Entwicklung werden die jetzt sichtbaren Bilder der Reihe nach in die Übertragungsstation D weitergeleitet, wo die Bilder mittels einer elektrisch vorgespannten Übertragungsrolle 44 auf ein Bildempfangsmaterial übertragen werden. Die Oberfläche der Übertragungsrolle 44 wird elektrisch auf ein Potential einer solchen Größe und Polarität vorgespannt, daß farbiger Toner elektrostatisch von dem Aufzeichnungsmaterial 12 der Trommel 10 auf das Bildempfangsmaterial 45 angezogen wird. Ein Einzelblatt des endgültigen Bildempfangsmaterials wird auf die Übertragungsfolie 44 gebracht, die sich synchron mit dem Aufzeichnungsmaterial 12 bewegt, so daß jedes entwickelte Bild auf einem Bildempfangsmaterial 45 fiberlagert wird.

Eine geeignete Vertiefung in der vorgespannten Übertragungsrolle 44 verhindert, daß die transparenten Elektrodenanordnung 36 diese berühren kann. Auf diese Weise wird der auf der transparenten Elektrodenanordnung abgelagerte, farbige Tonger nicht durch den Übertragungsvorgang beeinträchtigt, so daß er eine echte Anzeige des Entwicklungsvermögens darstellt

Anschließend an den letzten Übertragungsvorgang wird das Bildempfangsmaterial 45 von der Rollenober fläche abgestreift und in eine (nicht gezeigte) Fixiersta tion weitergeleitet, wo das übertragene Bild auf den* Bildempfangsmaterial 45 fixiert wird. Danach wird da! Bildempfangsmaterial 45 in eine (nicht gezeigte] Aufnahmeschale geschoben, aus der es entnommen werden kann.

ίο Die letzte Station bei der Trommeldrehung, welche Pfeil 14 anzeigt, ist die Reinigungsstation E Eine drehbar gelagerte Faserbürste 47 befindet sich in dieser Reinigungsstation E und hält Kontakt mit dem Aufzeichnungsmaterial 12 der sich drehenden Tromme 10 sowie mit der transparenten Elektrodenanordnung 36. Dadurch wird nach dem Übertragungsvorgang etwa noch verbleibender farbiger Toner beseitigt.

In dem Kopiergerät wird ein subtraktiver Farbe-zu Farbe-Kopiervorgang durchgefflhri, bei dem farbiger

2P Toner, der die subtraktiven Primärelemente GeIb₅ Zyan und Purpur enthält, verwendet wird, um die verschiedenen Farben der Vorlage auf die Kopie zu bringen. Der erste Schritt bei der Herstellung einer Farbkopie ist, die Farbkomposition der Vorlage 22 festzustellen und diese Information auf dem Aufzeichnungsmaterial 12 der Trommel 10 zu speichern. Die farbige Vorlage wird mehrmals optisch abgetastet, um fortlaufend elektrosta tische latente Bilder auf dem Aufzeichnungsmaterial 12 zu erzeugen. Jedes Lichtbild wird durch ein Farbfilter gefiltert, damit ein dem Farbauszug entsprechendes, elektrostatisches, latentes Bild entsteht. Das so erzeugte latente Bild wird durch einen Toner mit komplementärer Farbe entwickelt, wobei Flächen mit relativ hoher Ladungsdichte auf dem Aufzeichnungsmaterial 12 das Fehlen des gefilterten Lichtes anzeigen, während Bereiche mit geringer Dichte dem Vorhandensein des gefilterten Lichtes in der farbigen Vorlage entsprechen. Das latente Bild z. B., das durch Filtern des Lichtbildes mit einem Grünfilter erzeugt wird, speichert Purpur in Form von Flächen relativ hoher Ladungsdichte auf dem Aufzeichnungsmaterial 12, während grünes Licht die Ladungsdichte auf dem Aufzeichnungsmaterial 12 auf einen für die Entwicklung wirkungslosen Betrag verringert Die Purpurflächen werden dann durch einfache Anwendung von Grün absorbierendem Purpur-Tonerfarbstoff auf dem auf dem Aufzeichnungsmaterial vorhandenen latenten Bild sichtbar gemacht Ähnlich wird ein blauer Abschnitt mit gelbem Tonerfarbstoff entwickelt, während ein roter Abschnitt

so mit Zyan-Tonerfarbstoff entwickelt wird. Die frei entwickelten, ausgewählten farbigen Bilder weHen dann zusammen auf ein endgültiges Bildempfangsmaterial übertragen, um eine der mehrfarbigen Vorlage entsprechende mehrfarbige Kopie zu erzeugen.

In F i g. 2 ist im einzelnen der Aufbau der Steuereinrichtung 34 dargestellt Diese enthält die transparente Elektrodenanordnung 36, die Strahlungsquelle 38 mit der Lichtleiteranordnung 40, ein strahlungsempfindliches Element 42 und eine geeignete logische Schaltungsanordnung, um das elektrische Ausgangssignal zu erzeugen. Zu jeder Entwicklereinheit 28, 30 bzw. 32 gehört ein zugeordneter Tonerbehälter, der einen Vorrat an ausgewähltem, farbigem Toner enthält und somit einen Speicher für den ausgewählten Toner der jeweiligen Entwicklereinheit bildet Beispielsweise enthält der Tonerbehälter der Entwicklereinheit 28 Zyan-Toner, die Entwicklereinheit 30 Purpur-Toner und die Entwicklereinheit 32 Gelb-Toner. Im Behälter ist

eine Abgabeeinrichtung vorgesehen, um beispielsweise durch Austrittsöffnungen eine bestimmte Menge eines ausgewählten, farbigen Toners abzugeben, der der betreffenden Entwicklereinheit zuzufahren ist Eine Vibriereinrichtung schüttelt den entsprechenden Behälter, so daß farbiger Toner abgetrennt und durch die Austrittsöffnungen im Behälter der zugeordneten Entwicklereinheit zugeführt wird. Die Steuerungseinrichtung J4 steuert die Abgabe des farbigen Toners von dem Tonerbehälter an die jeweilige Entwicklereinheit

Die transparente Elektrodenanordnung 36 ist auf der Trommel 10 in einem bildfreien Abschnitt des Aufzeichnungsmaterials 12 angebracht. Wenn die Elektrodenanordnung 36 die Entwicklungszone durchläuft wird ihre leitende Oberfläche mit einem elektrischen Potential vorgespannt und dadurch das elektrostatische, latente Bild auf dem Aufzeichnungsmaterial 12 der Trommel 10 nachgebildet Vorzugweise wird an die Elektrode eine Spannung gelegt, die

normalerweise ungefähr 500 V beträgt Jedoch kann das Potential an der Elektrode um 100 V bis 600 V über der Entwicklerspannung liegen.

Die Dichte des auf der transparenten Elektrodenanordnung 36 entwickelten Bildes wird mit dem strahlungsempfindlichen Element 42 gemessen. Logische Schaltelemente verarbeiten das von dem strahlungsempfindlichen Element 42 erzeugte Ausgangssignal. Je nach der Dichte des auf der Elektrodenanordnung 36 abgelagerten, farbigen Toners wird der jeweiligen Entwicklereinheit farbiger Toner zugeführt oder n.jht Das strahlungsempfindliche Element 42 ist außerhalb des photoleitenden Aufzeichnungsmaterials 12 der Trommel 10 in einer solchen Lage angebracht daß es die Dichte des auf der transparenten Elektrodenanordnung 36 abgelagerten, farbigen Toners mißt bevor das Aufzeichnungsmaterial 12 der Trommel 10 gereinigt wird, d. h. bevor der entsprechende Bereich der Trommel 10 in die Reinigungsstation E gelangt in der die Elektrodenanordnung 36 ebenso wie das photoleitende Aufzeichnungsmaterial gereinigt wird. Die Strahlungsquelle 38 kann in der Trommel 10 oder, wie es in F i g. 2 dargestellt ist, außerhalb der Trommel angeordnet sein, wobei die Lichtstrahlen mit Hilfe einer Lichtleiteranordnung 40 geleitet werden. Die Trommelwelle 46, auf der die Trommel 10 gelagert ist kann als eine Röhre ausgebildet sein, durch welche sich die Lichtleiteranordnung 40 bis zu der Fläche des Aufzeichnungsmaterials 12 erstreckt Die Strahlen der Strahlungsquelle 38 werden auf die transparente Elektrodenanordnung 36 gerichtet

Die transparente Elektrodenanordnung 36 muß auf ein geeignetes Potential vorgespannt werden, um eine Spannung zu erhalten, die dem sich auf dem Aufzeichnungsmaterial 12 der Trommel 10 befindenden, latenten Bild entspricht Dies wird vorzugsweise durch die Anordnung eines Kommutators 48 im Bereich des Lagerendes 50 der Trommel 10 erreicht Ein Schleifring kann statt des Kommutators 48 verwendet werden. Die zeitliche Steuerung des Anlegens der Vorspannung an die Elektrodenanordnung 36 kann durch Schalteinrichtungen erfolgen, z. B. durch eine elektronische Schaltungsanordnung oder durch einen geteilten Schleifring, der an einem Kommutatorabschnitt Spannung fuhrt und an den übrigen Abschnitten nicht Während des Reinigungsvorganges wird die Vorspannung von der transparenten Elektrodenanordnung 36 abgeschaltet Statt die Elektrodenanordnung 36 vorzuspannen, kann ein geeignetes Potential auch durch elektrische Aufladung erzeugt werden.

Wird nur ein strahlungsempfindliches Element 42 benutzt, so muß die Halterung der Strahlungsquelle 38

s berücksichtigt werden, die dann relativ stabil zu halten ist Verwendet man jedoch ein Paar von strahlungsempfindlichen Elementen beispielsweise in einer Brückenschaltung, so ist die Halterung der Strahlungsquelle 38 nicht kritisch.

ίο Für die Strahlungsquelle wird vorzugsweise eine gedrosselte Wolfram-Lampe mit stabilisierter Speisespannung verwendet Geeignet ist eine 7-V-Wolfram-Glühfadeniampe, die aus einer 5-V-Quelle gespeist wird. Als lichtempfindliches Element 42 eignet sich ein

is Silizium-Fototransistor. Ein solcher Transistor spricht auf den sichtbaren Spektralbereich an, hat jedoch seine höchste Empfindlichkeit im nahen Infraroten. Dadurch ergeben sich aber keine Schwierigkeiten, da der auf der Elektrodenanordnung 36 abgelagerte, farbige Toner

IQ liCiitStrCüCiiu üHu niCiii nr'iC Cin ι^;αΓυιΐιΐ€Γ Wii*iCi. Das

strahlungsempfifidliche Element 42 wird zweckmäßig in einer thermisch kontrollierten Umgebung angeordnet, um die Auswirkung seiner Temperaturempfindlichkeit weitestgehend zu verringern. Eine Wärmevorrichtung 106 kann die thermische Umgebung auf 50⁰C ± 1°C oder auf jeder für das strahlungsempfindliche Element 42 geeigneten Temperatur konstanthalten.

Eine Einrichtung zum Lenken der Lichtstrahlen, beispielsweise die Lichtleiteranordnung 40, überträgt

die von der Strahlungsquelle 38 ausgesandte Strahlung auf die transparente Elektrodenanordnung 36. Die Strahlen werden durch die transparente Elektrodenanordnung 36 hindurchgeleitet Ihre Intensität wird durch das strahlungsempfindliche Element 42 gemessen.

Vorzugsweise wird eine Glasfaseroptik verwendet um einen hohen Lichtdurchlaßgrad in der Nähe des Infraroten zu erhalten. Glasfaseroptiken schwächen die Strahlungsenergie in dem Bereich hoher Empfindlichkeit des Fototransistors nicht welcher vorzugsweise als strahlungsempfindliches Element eingesetzt wird. Wie aus F i g. 2 hervorgeht reicht die als Faseroptik ausgestaltete Lichtleiteranordnung 40 von der Strahlungsquelle 38 durch das Mittelstück der Trommelwelle 46 bis an ein geeignetes Verbindungsstück 41 für die Faseroptik und radial heraus bis zur Räche des Aufzeichnungsmaterials 12, wo sie an der transparenten Elektrodenanordnung 36 befestigt ist Auf diese Weise werden Strahlen von der Strahlungsquelle 38 zur Elektrodenanordnung 36 geführt

Logische Elemente verarbeiten das elektrische Ausgangssignal des strahlungsempfindlichen Elementes 4Z Vorzugsweise enthält die Schaltlogik einen Diskriminatorkreis, um ein Bezugssignal mit dem elektrischen Ausgangssignal des strahlungsempfindlichen Elementes 42 zu vergleichen. Der Diskriminatorkreis kann einen gesteuerten Silizium-Schalter enthalten, der in den leitenden Zustand umschaltet und in diesem verbleibt, nachdem ihm ein elektrisches Ausgangssignal zugeführt worden ist, welches den Bezugspegel überschreitet Das Signal des Diskriminatorkreises steuert ein Flip-Flop an, welches ein Ausgangssignal liefert Dieses öffnet in Verbindung mit einem Ausgangssignal der jeweiligen Entwicklereinheit ein UND-Tor, welches seinerseits ein

es Steuersignal an die Abgabevorrichtung im Tonerbehalter für den farbigen Toner abgibt, der zu derjenigen Entwicklereinheit gehört, die das Ausgangssignal an das UND-Tor führt Das Steuersignal setzt auch das

Flip-Flop wieder in seinen Ausgangszustand zurück.

Bisher wurde eine logische Ein-/Aus-Schaltung beschrieben. Es ist andererseits auch möglich, eine Proportionalschaltung einzusetzen, welche die der betreffenden Entwicklereinheit zugeteilte Menge an farbigem Toner in Abhängigkeit vom Betrag des Steuersignals variiert. Dies kann beispielsweise durch einen integrierten Schaltkreis erzielt werden, durch den eine abgestufte, proportionale Ausgaberate erzeugt wird.

Für jede Entwicklereinheit ist eine doppelte Anordnung der logischen Elemente vorgesehen, also für die Gelb- die Zyan- und die Purpur-Entwicklereinheit. Infolgedessen sind drei getrennte, unabhängige logische Kanäle vorhanden, von denen jeder Kanal mit der zugehörigen Entwicklereinheit verbunden ist Die Dichte des auf dem Aufzeichnungsmaterial 12 abgelagerten farbigen Toners ist eine Funktion der Konzentration des farbigen Toners im Entwicklermaterial. Die Konzentration des farbigen Toners hängt wiederum von der Größe des Bezugssignals ab. Durch Einstellen der entsprechenden Bezugswerte erzielt man somit die Einregelung sowohl der betreffenden Bezugsbild-Dichte als auch des Farbgleichgewichtes.

In F i g. 3 ist ein Schnittbild der Kommutatoranordnung 48 und der Lichtleiteranordnung 40 dargestellt Ein Segment-Kommutator 52 ist an einem Gehäuse 54 aus Kunststoff angebracht Der Segment-Kommutator 52 ist unterteilt so daß die transparente Elektrodenanordnung 36 auf das entsprechende Potential vorgespannt wird, wenn sie die Entwicklerzone durchläuft. Dies wird durch einen federbelasteten Bolzen 56 bewirkt, der mit dem Kommutatorring in Abschlußverbindung steht welcher seinerseits die Verbindung zu der transparenten Elektrodenanordnung 36 herstellt Ein Arm 60, der an einem Gehäuse 58 aus Kunststoff angebracht ist, verhindert dessen Drehung, wenn das Gehäuse 54 zusammen mit dem Aufzeichnungsmaterial 12 bzw. der Trommel 10 umläuft Eine Zuleitung 62 dient zur Verbindung des Segment-Kommutators 52 mit der transparenten Elektrodenanordnung 36. Eine vorzugsweise aus einem elastomeren Material bestehende Dichtung 64 läuft mit der Trommelwelle um und bildet einen staubdichten Abschluß, so daß keine Teilchen in den Segment-Kommutator 52 und auf die Zwischenflächen des Strahlenweges gelangen können. Wie man aus Fig.2 erkennt, liegt an dem Federkontakt 43 ein Kontaktstück 49 an, so daß die elektrische Vorspannung von der Zuleitung 62 über die Zuleitung 63 an die Elektrodenanordnung 36 angelegt wird.

Die transparente Elektrodenanordnung 36 (F i g. 2) ist in F i g. 4 im Schnitt vergrößert dargestellt Sie enthält eine transparente Elektrode 66, die als ein Glasfenster mit einem transparenten Zinnoxid-Oberzug ausgebildet ist Die elektrisch leitende Elektrode 66 ist an einem aus Messing bestehenden Leiter 68 angebracht und wird auf das geeignete Spannungsniveau vorgespannt, welches demjenigen des latenten, elektrostatischen Bildes entspricht, das auf dem photoleitenden Aufzeichnungsmaterial 12 auf der Trommel 10 aufgezeichnet ist In dem Messingleiter 68: ist die elektrisch leitende Elektrode 66 verschiebbar angeordnet Der Leiter 68 ist seinerseits an einem Isolierstück 70 befestigt, welches vorzugsweise aus einem elastomeren Material wie z. B. glasverstärktem Nylon besteht Durch ein Abstandsstück 72 wird die räumliche Lage einer Linse 74 in bezug auf die Elektrode 66 festgelegt Unmittelbar hater der Linse 74 wird eine zweite Linse 76 durch ein weiteres Abstandsstück 78 festgelegt, so daß die von der Lichtleiteranordnung 40 übertragene Strahlung durch das Linsenpaar fokussiert wird.

Die gesamte Anordnung ist in dem Messingleiter 68 mittels einer Schraubenfeder 87 elastisch gehaltert. Ein Abstandsring 84 verriegelt zusammen mit einem Klemmring 86 die hier beschriebene Anordnung. Der Klemmring 86 liegt am unteren Endstück des Messingleiters 68 an. Der Klemmring 86 weist eine Befestigungsklammer 88 zum Befestigen der Zuleitung 62 auf, um die Vorspannung an die Elektrode 66 zu führen. Einstöckig mit dem unteren Ende des als Ring ausgestalteten Isolierstücks 70 ist ein Gewinde 70a ausgebildet, das mit einem genuteten Klemmring 90 verschraubt ist Zwischen der innenfläche der Trommel 10 und der oberen Fläche des Klemmringes 90 ist ein Abstandsring 92 vorgesehen, um letzteren in bezug auf die Trommel festzulegen. An der Wandung der Trommel ist die Elektrode 66 durch einen schwenkbaren Haltering 94 und eine Schraubenfeder 96 in ihrer Lage gehalten. Die Schraubenfeder 96 sitzt einerseits auf einem Bund 86a des Klemmringes 86, während andererseits das andere Ende der Schraubenfeder 96 an einem Ringansatz 94a anliegt, der mit dem Haltering 94 einstückig ausgebildet und radial nach innen gerichtet ist. Ein Riegel 94b wird hierdurch in eine Schließstellung unter Anlage an den Klemmring 90 geschwenkt, so daß die Elektrode 66 elastisch in ihre Lage in der Lochbefestigung auf der Trommel 10 gedrückt wird.

Wie sich aus Fig.2 ergibt, wird das durch die Elektrode 66 hindurchgehende Licht durch eine Lichtleiteranordnung 40 bzw. 98 an das strahlungsempfindliche Element 42 geführt Eine Haltevorrichtung, beispielsweise eine Klemme 102 halten die Lichtleiteranordnung 98 in einer Kammer 100. In Strömungsrichtung 104 wird in die Kammer 100 eine vorzugsweise laminare Luftströmung geleitet um das System zu reinigen und das Absetzen von farbigen Tonerteilchen zu verringern oder zu vermeiden. Die Lichtleiteranord-

nung 98 durchsetzt eine wärmedichte öffnung eine Wärmevorrichtung 106, damit durch die Elektrodenanordnung 36 hindurchgehendes Licht dem .»trahlungsempfindlichen Element 42 zugeführt wird, das zusammen mit zugeordneten Schaltungselementen innerhalb

*⁵ der Wärmevorrichtung 106 angeordnet und auf einer Temperatur von 50⁰C ± 1°C gehalten ist Aufgrund dieser Maßnahme kann die Temperaturempfindlichkeit des strahlungsempfindlichen Elementes 42 die Arbeitsweise der Steuervorrichtung zur Entwicklung nicht beeinflussen.

In den Fig.5a bis 5d sind schematisch einzelne Verfahrensschritte dargestellt die zum Steuern der Bilddichte und zum Aufrechterhalten des Farbgleichgewichtes erforderlich sind. Man entnimmt F i g. 5a, daß an die transparente Elektrodenanordnung 36 eine Vorspannung angelegt wird, die vorzugsweise das elektrostatische, latente Bild nachbildet welches auf dem Aufzeichnungsmaterial 12 der Trommel 10 aufgezeichnet ist Diese Vorspannung wird an die transparente Elektrodenanordnung 36 in Abhängigkeit von der jeweiligen Stellung des Segment-Kommutators 52 selbsttätig angelegt Infolgedessen erhält die transparente Elektrodenanordnung 36 unmittelbar vor ihrem Eintritt in den Entwicklungsbereich eine Spannung, die etwa 200 V über der Entwicklerspannung liegt

In Fig.5b ist schematisch die Anlagerung von farbigem Toner an der transparenten Elektrodenanordnung 36 dargestellt Bewegt sich die Trommel 10 in den

Entwiciilungsbereich, so bringt die Magnetbürsteneinheit Cder entsprechenden Entwickli/ngseinheit farbigen Toner auf dip transparente Elektrodenanordnung 36. Asi dieser werden die farbigen Tonerteilchen durch die Spannungsdifferenz von etwa 200 V gehalten, die zwischen der transparenten Elektrodenanordnung 36 und der zugeordneten Entwicklereinheit vorliegt.

In F i g. 5c ist dargestellt, wie Lichtstrahlen durch die transparente Elektrodenanordnung 36, auf der farbiger Toner abgelagert ist, hindurchgehen. Ihre Intensität wird durch das strahlungsempfindliche Element 42 gemessen. Die Trommel 10 hat sich nämlich in eine Stellung bewegt, in welcher die Elektrodenanordnung 36 der Lichtleiteranordnung 98 genau gegenübersteht, so daß das hindurchgehende Licht auf das strahlungsempfindliche Element 42 auffällt. An diesem wird ein elektrisches Ausgangssignal erhalten, das in Schaltungsanordnung mit dem Bezugspegel verglichen wird, um ein Steuersignal zu gewinnen, welches eine Abgabeeinrichtung in dem zugeordneten Tonerbehälter betätigt, welcher den ausgewählten farbigen Toner enthält.

In Fig.5d ist die Reinigungsstation E schematisch dargestellt. Man sieht, daß die transparente Elektrodenanordnung 36 nach Abschalten der Vorspannung durch die Faserbürste 47 gereinigt wird, um sie auf den nächsten Arbeitstakt vorzubereiten. Hierzu wird die elektrische Vorspannung von der transparenten Elektrodenanordnung 36 dadurch abgeschaltet, daß der s geteilte Kommutatorring sich bis zu einer offenen Schaltstellung dreht, woraufhin die FaserbC-stt; 4/ der Reinigungsstation E noch an der Oberfläche der Elektrodenanordnung 36 haftende farbige Tonerteilchen beseitigt

Der erwähnte Verfahrensschritt wird für die Herstellung jeder Kopie dreimal nacheinander wiederholt, nämlich für jeden der farbigen Toner (Zyan, Purpur, Gelb), die in dem Kopiergerät vorgesehen sind.

Wie sich aus der vorhergehenden Beschreibung

'5 ergibt, wird durch die vorliegende Erfindung das Entwicklungsvermögen eines Mehrfarb-Kopiergerätes dadurch verbessert, daß die Konzentration von farbigem Toner im Entwicklermaterial in Abhängigkeit von der Dichte eingeregelt wird, mit welcher farbiger Toner auf einem simulierten, elektrostatischen, latenten Bild angelagert ist. Dadurch wird erreicht, daß die Bilddichte und das Farbgleichgewicht einer Mehrfarbkopie eine reproduzierbare, hohe Güte aufweist.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zum Steuern der Entwicklung eines sich auf einem Aufzeichnungsmaterial befindenden latenten Bildes in einem elektrostatischen Mehrfach- s Kopiergerät, mit einem durch mindestens eine der Farbentwicklerstationen bewegbaren Kontrollbereich, welcher aufladbar und auf welchem Entwickler anlagerbar ist, mit einer Strahlungsquelle und einem strahlungsempfindlichen Element, durch die ι ο die Dichte des auf dem Kontrollbereich angelagerten Entwicklers meßbar ist, wobei an dem strahlungsempfindlichen Element ein Signal ableitbar ist, durch das die Abgabe von Entwickler für das latente Bild steuerbar ist, und mit einer Reinigungseinrichtung, durch die nach der Dichtemessung der angelagerte Entwickler entfernbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Kontrollbereich aus einer Elektrodenanordnung (36) mit einer leitenden, transparenten Elektrode (66) besteht, die an dem Aufzeichnungsmaterial (12) angeordnet ist, wobei das strahlungsempfindliche Element (42) von der von der Strahlungsquelle (38) ausgesandten und durch die Elektrode hindurchgehenden Strahlung beaufschlagbar ist, und daß der Elektrodenanordnung (36) eine Kommutatoranordnung (52, 46) zugeordnet ist, durch die die auf der Elektrode (66) aufgebrachte Ladung in Abhängigkeit von der relativen Lage der Elektrode zu der Farbentwicklerstation veränderbar ist

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ladung auf der Elektrode (66) derart veränderbar ist, daß vor einer Dichtemessung Entwickler auf der Elektrode (66) anlagerbar und nach der Dichtemessung von der Elektrode (66) abstoßbar ist

3. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, daß das von dem strahlungsempfindlichen Element (42) abgegebene Signal einer Schaltungsanordnung (48, 52) zuführbar ist, wodurch die Entwicklung des latenten Bildes an der gerade eingeschalteten Farbentwicklerstation steuerbar ist

4. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die von der Strahlungsquelle (38) ausgehende Strahlung der transparenten Elektrode (66) über eine Lichtleiteranordnung (40) zuführbar ist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die durch die Elektrode (66) so hindurchtretende Strahlung dem lichtempfindlichen Element (42) über eine Lichtleiteranordnung (98) zuführbar ist

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das lichtempfindliche Element (42) und das ihm zugeordnete Ende der Lichtleiteranordnung (38) in einer Wärmevorrichtung (106) auf einer konstanten Temperatur haltbar sind

7. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das der Elektrode (66) zugeordnete &o Ende der Lichtleiteranordnung (98) einer Luftströmung aussetzbar ist, wodurch das Absetzen von Entwickler im Bereich dieses Endes verhinderbar ist

8. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, mit einer antreibbaren Trommel, auf f>5 deren Umfangsfläche das Aufzeichnungsmaterial angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Kommutatoranordnung (52,46) an der Antriebswelle angeordnet ist und daß die Lichtleiteranordnung (40) teilweise in der Trommelwelle (46) geführt Ut

9. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektrode (66) in der Oberfläche des Aufzeichnungsmaterials (12) angeordnet ist