DE2425060A1 - Verfahren und vorrichtung zur steuerung der tonerkonzentration eines entwicklers - Google Patents
Verfahren und vorrichtung zur steuerung der tonerkonzentration eines entwicklersInfo
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Description
HENKEL— KERN — FEILER — HÄNZEL— MÜLLER
TELEX: os 29 802 HNKi. D EDUARD-SCHMID-STRASSE 2 ™™«,8«« mZZnk^ Tm
WECHSELBANK MuNCiItN NK JIB- OJ Ul
WECHSELBANK. MuNCiItN N
D-8 000 M ÜN CHEN 90 POSTSCHECK: MCHN 162! 47-809
Konishiroku Photo Industry Co., Ltd. 2%.,
Tokio, Japan
Verfahren und Vorrichtung zur Steuerung der Tonerkonzentration eines Entwicklers
Die Erfindung "bezieht sich auf ein elektropho to graphisches
Kopierverfahren und "betrifft insbesondere eine Vorrichtung zur
Steuerung oder Regelung des Tonergehalts in einem aus zwei oder mehr Komponenten bestehenden Entwickler.
Wenn sich "bei den "bekannten elektropho to graphischen Kopierverfahren
der Tonergehalt im Entwickler erhöht, können sich die Tonerteilchen "bekanntlich auch in den Bereichen absetzen,
welche die bildfreien Bereiche bilden sollen, wodurch eine Schleierbildung, die zu einer Verschlechterung der Bildq.ualität
führt, hervorgerufen wird. Ist dagegen der Tonergehalt zu niedrig, so verblaßt das Bild allgemein, so daß feine Bildbereiche
oder tiefschwarze Bereiche (in denen die schwarze Fläche groß ist) nicht originalgetreu wiedergegeben werden
können. Infolgedessen muß der Toner gehalt im Entwickler konstant
gehalten werden, doch da es verschiedenartige Originalbilder gibt, deren Tonerverbrauch weit voneinander abweichen
kann, kann der Tonergehalt schwerlich dadurch konstant gehalten werden, daß 'der Toner einfach regelmäßig und unabhängig
von der optischen Dichte des Originals nachgefüllt wird. Zur Ausschaltung dieser Schwierigkeit sind bereits zahlreiche
Mg/Bl/Ro - 2
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Verfahren zur Steuerung der Tonerkonzentration durch photoelektrische
oder elektrische Messung dieser Konzentration im Entwickler und durch automatisches Nachfüllen des Toners auf
der Grundlage dieser Messung entwickelt worden. Unter anderem handelt es sich dabei um folgende "Verfahren:
1. Ein Verfahren, "bei dem die Tonerkonzentration auf der
Grundlage der Messung einer Färb- oder Dichtenabweichung des Entwicklers gesteuert wird.
2. Ein Verfahren, "bei dem die elektrische Leitfähigkeit des
Entwicklers ein Maß darstellt, nach dem die Tonerkonzentration gesteuert wird.
3. Ein Verfahren zur Messung des spezifischen Gewichts des Entwicklers.
4. Ein Verfahren zur Messung der durch einen unterschiedlichen Tonergehalt "beeinflußten Abweichung oder Änderung anderer
Eigenschaften als der Torgenannten, "beispielsweise der Fließfähigkeit des Entwicklers.
5. Ein Verfahren, bei dem eine Sonde (d.h. ein Glied zum Aufnehmen
des festzustellenden Toners), die elektrisch aufgeladen oder der eine Spannung aufgeprägt worden ist, in den
Entwickler eingeführt und die an der Sonde anhaftende Tonermenge bestimmt wird.
Allen diesen bekannten Steuerverfahren haften jedoch spezielle, nachstehend aufgeführte Nachteile an:
1) Da die Farbabweichung auf einen engen Bereich beschränkt
ist, ist es beim erstgenannten Verfahren schwierig, eine hohe Meßgenauigkeit zu erreichen.
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2) Die elektrische Leitfähigkeit des Entwicklers ist niedrig, so daß die Rauschsignale beim zweitgenannten Verfahren hoch
sind.
3) Die Gewichts- und Volumenmessung in der Vorrichtung beim dritten Verfahren kann leicht durch Vibration bzw. Schwingung
beeinträchtigt werden.
4) Das vierte Verfahren wird ebenfalls durch Vibration oder Schwingung beeinflußt.
5) Beim fünften Verfahren ist eine spezielle Aufladungseinrichtung
erforderlich. Wenn zudem die Sonde wiederholt benutzt werden soll, ist eine Einrichtung zur Entfernung des sich bei
jedem Meßvorgang auf der Sonde absetzenden Toners erforderlich. Hierdurch kompliziert und vergrößert sich mithin der Aufbau
der Vorrichtung.
Selbst wenn sich die Dichte der von dem durch Reibung mit dem Träger aufgeladenen Toner beibehaltenen elektrischen Aufladung
infolge der relativen Luftfeuchtigkeit, der Erschöpfung des Entwicklers sowie der Unterschiede im Tonerverbrauch usw. verändert,
wird der Toner zudem zu einem elektrostatischen Anhaften an der Sonde gezwungen, weil die durch die der Sonde aufgeprägte
Ladung erzeugte Coulomb1sehe Kraft im Vergleich zur
Kraft zwischen Toner und Träger erheblich höher ist.
Obgleich es somit mit den genannten Verfahren möglich ist, ausschließlich
den Tonergehalt im Entwickler konstant zu halten, vermögen diese Verfahren nicht den Einfluß der Änderung der relativen
Luftfeuchtigkeit und anderer Faktoren auf das Bild auszuschließen.
Aufgabe der Erfindung ist damit in erster Linie die Schaffung
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eines speziellen Verfahrens und einer Vorrichtung zur Steuerung des Tonergehalts,die völlig frei sind von den vorgenannten
Nachteilen des Stands der Technik.
Diese Aufgabe wird "bei einer Vorrichtung zur Steuerung der Tonerkonzentration
eines Entwicklers bei der elektrostatischen Entwicklung erfindungsgemäß gelöst durch einen Entwicklerbehälter,
eine Einrichtung zur Förderung des Entwicklers zu einer und von einer Entwicklungsstelle, eine elektrisch leitfähige,
drehbare Sonde, die derart angeordnet ist, daß sie den geförderten Entwickler kontaktiert, wobei ein im Entwickler enthaltener
Toner an der Sonde anhaftet, eine Einrichtung zur Messung der Menge des an der Sonde haftenden Toners und eine Einrichtung
zur Steuerung oder Regelung einer in den Entwicklerbehälter nachzufüllenden Tonermenge auf der Grundlage der genannten
Messung.
Im folgenden ist eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung anhand der beigefügten Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:
Pig. 1 eine schematische Darstellung einer Vorrichtung mit Merkmalen nach der Erfindung,
]?ig, 2 eine graphische Darstellung des Verhältnisses zwischen
der Entwickler-Rühr- oder-ümwälzzeit, der von den Tonerteilchen
aufrechterhaltenen elektrostatischen Ladungsdichte und einer auf der elektrisch leitfähigen
Sonde abgelagerten Tonermenge, wie es bei Verwendung der Vorrichtung gemäß Fig. 1 erzielt wird,
Fig. 3 eine graphische Darstellung der Änderung des Tonergehalts im Entwickler und der elektrischen Ladungsdichte
am Toner, wie sie im Betrieb der Vorrichtung gemäß Fig. 1 bei der Herstellung von 20 000 Kopien zu beobachten
ist,
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Pig. 4 eine graphische Darstellung der Änderung der sich an
der Sonde absetzenden Tonermengen bei sich ■veränderndem
Abstand zwischen Hülse und Sonde und
3?ig. 5 ein Schaltbild einer bei der erfindungsgemäß en Vorrichtung
angewandten Steuerschaltung.
Fig. 1 ist eine schematische Schnittansicht eines Teils einer Magnetbürsten-Entwicklereinrichtung nebst Detektor- oder Meßeinheit.
Die Torrichtung weist eine latente Ladungsbilder tra- ■ gende und entgegen dem Uhrzeigersinn in Drehung versetzbare
Trommel 1 sowie eine insgesamt mit 2 bezeichnete Magnetbürsten-Entwickler
einrichtung auf. letztere weist einen Entwicklerbehälter 20 auf, dessen Innenfläche mit praktisch kreisbogenförmigem
Querschnitt 21 gekrümmt ist, so daß eine gleichmäßige Umwälzung eines aus Toner und Träger bestehenden Entwicklers D
im Zusammenwirken mit einer noch zu beschreibenden Magnetbürste gewährleistet wird. An der der Trommel zugewandten Seite ist
ein abgewinkelter Ansatz 22 zur Regulierung der Arbeitsmenge D1
an Entwickler D vorgesehen. Bei 23 ist eine Magnetbürsteneinheit
angedeutet, die aus einem Dorn oder einer Welle 24 besteht,
um den bzw. die herum Dauermagnete. 25 verschiedener Polarität einander abwechselnd angeordnet sind und der bzw.
die selbst an einer nicht dargestellten Seitenplatte des Behälters 20 gelagert ist, wobei die Welle 24 von einer nichtmagnetischen, im G-egenuhrzeigersinn drehbaren Hülse 26 umschlossen
ist. Eine Mischplatte 27 dient zur gleichmäßigen Verteilung des Entwicklers D in Axialrichtung zur Drehachse der
Bürste 23, nachdem der unter dem Einfluß der Bürste 23 hochgeförderte Entwickler von der Hülse 26 abgestreift worden ist.
Mit 3 ist insgesamt eine Tonergehalt-Detektoreinheit mit einem Gehäuse 31 bezeichnet, das an seiner Unterseite mit einer Öffnung
versehen ist, durch welche ein Teil einer elektrisch leitenden Sonde gegenüber dem Entwickler freiliegt. Die Sonde 32
wird durch einen elektrisch leitfähigen, durchsichtigen G-las-
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zylinder gebildet, der entgegen dem Uhrzeigersinn drehbar und
in einer solchen Position angeordnet ist, daß seine Oberfläche mit der Arbeitsmenge D1 des Entwicklers D in Berührung bringbar
ist. Weiterhin weist die Detektoreinheit eine als Lichtquelle dienende Lampe 33 sowie ein in der Sonde 32 angeordnetes
photoelektrisches Element 34 (CdS-ZeIIe) auf, welches
die auf der Sonde 32 abgesetzte Tonermenge im Zusammenwirken mit der Lampe 33 nach dem Transmissionsverfahren festzustellen
und ein Meßsignal zu einer noch zu beschreibenden Tonernachfüll-Steuerschaltung,
mit welcher das photo elektrische Element
verbunden ist, zu übermitteln vermag. Die Vorrichtung weist zudem einen Tonervorrat 4 auf, aus dem der Toner 4-2 in Abhängigkeit
von einem von der Steuerschaltung abgegebenen Informationssignal in die Entwicklereinrichtung nachgefüllt wird.
Im Betrieb wird der sich am Boden des Behälters 20 ansammelnde Entwickler D durch die Anziehungskraft der Dauermagnete 25 an
die Oberfläche der Hülse 26 angezogen und bei der Drehung der Hülse 26 nach rechts mitgenommen. Bei seiner Aufwärtsförderung
wird der Entwickler D durch den abgewinkelten Ansatz 22 des Behälters 20 auf ein zweckmäßiges Volumen (Arbeitsmenge D1) reguliert,
und unmittelbar daran anschließend wird das auf der Oberfläche der umlaufenden Trommel 1 gebildete latente elektrostatische
oder Ladungsbild durch den Entwickleranteil Df zu einem sichtbaren Bild entwickelt. Die auf die beschriebene
Weise regulierte Entwicklermenge wird dann weitergefördert, bis sie mit der Sonde 32 in Berührung gelangt, die sich entgegengesetzt
zur Bewegungsrichtung des Entwicklers dreht. Es wird angenommen, daß der Mechanismus des Anhaftens des Toners an
der Sondenoberfläche an der Stelle abläuft, an welcher die Sonde den Entwickler kontaktiert. An dieser Stelle besitzt der
Entwickler eine solche kinetische Energie, daß die in ihm enthaltenen
Tonerteilchen, die lediglich unter der Kraft der reibungselektrischen Ladungen am Träger haften, von letzterem ge-
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trennt und in Form.einer Wolke im Raum 50 suspendiert werden.
In diesem Raum 50 induzieren die suspendierten oder schwebenden
Tonerteilchen, die reibungselektrische Ladungen einer bestimmten
Polarität tragen, an der Sonde elektrische Ladungen der entgegengesetzten Polarität, so daß der suspendierte Toner
durch eine allgemein als Bildkraft bezeichnete elektrostatische Kraft an die Sonde angezogen wird.
Das von der Lampe 33 emittierte Licht wird auf den auf der Sonde abgesetzten Toner gerichtet, und die durch die Sonde 32
hindurchtretende Lichtmenge wird vom photoelektrischen Element 34 empfangen, das daraufhin seinerseits aktiviert wird, um die
mit ihm verbundene Steuerschaltung zu erregen. Wenn hierbei im Entwickler ein Tonermangel vorliegt, wird der Tonervorrat 4
zum automatischen Ausgleichen des Fehlbetrags betätigt. Der an der Sonde 32 anhaftende Toner wird vom Entwickler abgetragen,
wenn die Sonde eine weitere Umdrehung durchführt und wiederum mit dem Entwickler D kontaktiert wird. Fig. 2 veranschaulicht
das Verhältnis zwischen der Entwickler-Rühr- oder-TJmwälzzeit,
der elektrischen Ladungsdichte des Toners und der an der Sonde anhaftenden Tonermenge; diese Faktoren wurden sämtlich unter
Verwendung der erfindungs gemäß en Vorrichtung bestimmt, die vorausgesetzt, daß kein Nachfüllen des Toners und keine Entwicklung durchgeführt wurde - unter den folgenden Bedingungen
betrieben wurde: Lineargeschwindigkeit der Sonde = 1 mm/s und Lineargeschwindigkeit der Hülse = 400 mm/s. Wie aus der graphischen
Darstellung von Fig. 2 ersichtlich ist, steigt die Dichte
der vom Toner aufrechterhaltenen elektrischen Ladung im Verlauf
der Tonerumwälzzeit bis zu einem Zeitpunkt von etwa 13 min nach Beginn steil an, um dann praktisch konstant zu bleiben.
Die an der Sonde anhaftende Tonermenge nimmt dagegen im Verlauf
der Umwälzzeit praktisch entgegengesetzt zur Dichte der elektrischen Ladung ab, wobei sie eine praktisch symmetrisch
zur Kurve der Tonerladungsdichte verlaufende Kurve beschreibt.
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Es hat sich gezeigt, daß die Beziehung zwischen der Dichte der vom Toner aufrechterhaltenen elektrischen ladung und der
unter dem Einfluß der Bildkraft auf der Sonde abgesetzten Tonermenge dem Verhältnis zwischen der elektrischen Ladungsdichte
des Toners und der Dichte eines entwickelten Bilds analog ist. Anhand dieser Feststellung "bestätigte es sich, daß durch Kontrolle
der Tonerablagerung auf der Sonde stets ein optimales (Kopie-) Bild erhalten werden kann, das von Einflüssen der
Änderung der relativen Luftfeuchtigkeit und anderer Paktoren frei ist. Dies soll durch.die folgenden theoretischen Ausführungen
weiter verdeutlicht werden: Wie nämlich ohne weiteres aufgrund der Tatsache verständlich ist, daß die elektrostatische
Entwicklung durch die Coulomb1sehe Kraft des eine elektrische
Ladung tragenden Mediums und den reibungselektrisch aufgeladenen Toner bewirkt wird, besteht eine Beziehung zwischen
der Dichte der vom Toner getragenen elektrischen Ladung und der Tonermenge, die auf dem latenten Ladungsbild abgelagert
wird. Um einen stets gleichbleibenden Entwicklungseffekt zu
erzielen, ist es daher wesentlich, nicht nur den Tonergehalt im Entwickler, sondern auch die Dichte der vom Toner aufrechterhaltenen
elektrischen Ladung konstant zu halten.
Die elektrische Ladungsdichte des Toners kann allerdings nicht konstant bleiben, weil diese Ladung des Toners durch Reibung
mit dem Träger induziert wird und weil die Reibungselektrizität des Toners stark durch die relative Luftfeuchtigkeit beeinflußt
wird, während weiterhin das Abfließen der vom Toner beibehaltenen elektrischen Ladung in Abhängigkeit von verschiedenen
Bedingungen variiert. Beispielsweise wird eine um so größere reibungselektrische Ladung im Toner induziert, je
niedriger die relative Luftfeuchtigkeit ist, was gleichzeitig zu einem Tonermangel im hergestellten Bild führt. Dies beruht
darauf, daß dann, wenn sich die Dichte der vom Toner getragenen Ladung erhöht, auch die Coulomb1sehe Kraft zwischen dem
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Toner und dem Träger zunimmt, wodurch die Übertragung des
Toners auf das latente Ladungsbild verzögert oder "gebremst" wird. Dies bedeutet, daß es schwierig wird, die erforderliche
Bilddichte zu erreichen, wenn die Dichte der vom Toner getragenen elektrischen Ladung niedrig ist.
Fig. 3 ist eine schematische Darstellung der Änderung des Tonergehalts im Entwickler und der Änderung der elektrischen
Ladungsdichte am Toner, wie sie in einem Versuch ermittelt wurden, bei dem unter Anwendung des erfindungsgemäßen Steuerverfahrens
20 000 Kopien hergestellt wurden. Der Kopiervorgang wurde unter Verwendung von Originalen des B4-Formats, bei
dem pro Kopieblatt eine Tonermenge von 20 - 300 mg verbraucht wird, bei einer Umgebungstemperatur von 250C und einer relativen
Luftfeuchtigkeit von 20% und 80% während der ersten
Hälfte bzw. während der zweiten Hälfte des Betriebs durchgeführt.
Selbst unter den angegebenen Bedingungen wurde stets ein ausgezeichneter
Entwicklungseffekt unter Gewährleistung einer nahezu konstanten Bilddichte erzielt. Dieser Umstand beruht
darauf, daß mit dem erfindungsgemäßen Verfahren der Tonergehalt entsprechend der Änderung der elektrischen Ladungsdichte
des Toners unabhängig von Schwankungen des Tonerverbrauchs im Entwickler gesteuert werden kann.
Fig. 4 veranschaulicht die Änderung der auf der elektrisch
leitfähigen Sonde abgesetzten Tonermenge, wie sie bei einer Änderung des Abstands zwischen der Hülse und der den Entwickler
tragenden Sonde zu beobachten ist, und zwar gemessen an der Kontaktfläche zwischen beiden Teilen (in Fig. 4 mit A. und
Ag bezeichnet) sowie nach der gründlichen Kontaktierung der
Sonde mit der Tonerwolke (in Fig. 4 bei B^ und Bp angegeben).
Die Versuche wurden unter Verwendung von zwei Entwicklerarten
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- ίο -
mit unterschiedlichen Tonergehalten (nämlich einmal von 6 (A.. und Β..) und zum anderen von 4t29% (Ap und B«) unter den
folgenden Bedingungen durchgeführt: Lineargeschwindigkeit der Sonde = 1 mm/s; Lineargeschwindigkeit der Hülsenoberfläche =
400 mm/s; Arbeitsschichtdicke des Entwicklers = 9 mm; Abstand
zwischen Hülse und Sonde =3-8 mm.
In der graphischen Darstellung von Pig, 4 gibt die Abszisse den Abstand 1 zwischen der Hülsenoberfläche und der Sondenoberfläche
an, während die Ordinate die an der Sonde anhaftende Tonermenge angibt, die optisch nach dem Transmissionsmeßverfahren
gemessen und numerisch auf der Grundlage der Transparenzdichte als Maßeinheit ausgedrückt wurde. Wie aus der
graphischen Darstellung hervorgeht, ist die an der Sonde anhaftende Tonermenge bei guter Kontaktierung der Sondenoberfläche
mit dem Entwickler, wenn die Sonde tief in die Entwickler-Arbeitsmenge eintaucht, gering, doch nimmt diese Menge bei
verkleinerter Kontakttiefe zu, bis sie einen Höchstwert erreicht. Anschließend nimmt die anhaftende Tonermenge im Augenblick
unmittelbar vor der Trennung der Sonde vom Entwickler wieder stark ab. Außerdem ist ein großer Unterschied zwischen
der an der Sonde haftenden Tonermenge am Kontaktbereich zwischen der Sonde und dem Entwickler und der anhaftenden Tonermenge
nach der gründlichen Kontaktierung der Sonde mit der Tonerwolke zu beobachten. Hierdurch wird aufgezeigt, daß die
sich zunächst an der Sonde ablagernden Tonerteilchen praktisch von der Sondenoberfläche abgetragen werden, wenn sich die Sonde
wiederum in Berührung mit dem Entwickler bewegt. Infolgedessen kann die Tonerdichte an der Sonde bei deren Drehung kontinuierlich
gemessen werden.
Im folgenden sind die optimalen Bedingungen für die erfindungsgemäße
Steuerung des Tonergehalts erläuterte
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- 11 1. Sondenkonfiguration -und -material:
Die Sonde wird wiederholt oder ständig benutzt, da sie an ein
kontinuierlich, arbeitendes Kopiergerät angepaßt ist, so daß die Sonde vorzugsweise eine Konfiguration besitzen sollte, die
eine leichte und gleichmäßige Drehung gewährleistet, z.B. die Form eines Zylinders, einer Scheibe oder eines endlosen Bandes.
Die Sonde besteht vorzugsweise aus einem elektrisch leitfähigen, mit einem Zinnoxidfilm beschichteten Glas, da dieser Werkstoff
bei Kontaktierung mit dem Entwickler einen vergleichsweise
hohen Reibungswiderstand gewährleistet. Selbstverständlich können aber auch andere metallische Werkstoffe, wie Aluminium,
Kupfer, Messing oder Eisen, verwendet werden. Ebenso
ist es möglich, sogar ein schlecht leitendes Material zu verwenden, sofern dieses Material eine gewisse, für die Ablagerung
von Tonerteilchen durch die Bildkraft ausreichende elektrische leitfähigkeit besitzt. Die Sonde kann daher auch durch Beschichtung
eines Isolators mit einem elektrisch leitenden Material gebildet werden.
Die elektrisch leitende Oberfläche der Sonde kann zum Schutz der Sonde mit einem Isolator beschichtet sein, doch muß die
Dicke dieser Beschichtung kleiner sein als 1 yu, da anderenfalls
die Bildkraft zu stark geschwächt wird, so daß die Aufgabe des erfindungsgemäßen Verfahrens nicht mehr erreicht werden kann.
2. Bewegungsrichtung von Sonde und Entwickler:
Es ist zu berücksichtigen, daß die durch die Bildkraft auf der Sonde abgelagerte Tonermenge der Dichte der Tonerwolke proportional
ist. Diese Beziehung ändert sich jedoch in Abhängigkeit vom Tonergehalt im Entwickler, von der Adhäsion zwischen
Toner und Träger sowie von der Trennkraft des Toners vom Träger,
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d.h.. von der Umlaufgeschwindigkeit der Magnetbürste oder der
Art der Kontaktierung des sich bewegenden Entwicklers mit der
Sonde. Zur Verbesserung der Präzision der Tonernachfüllung in Abhängigkeit von der Bilddichte, sollte sich die Sonde vorzugsweise
an der Stelle, an welcher sie mit dem Entwickler kontaktiert wird, entgegengesetzt zur Bewegungsrichtung des Entwicklers
drehen. Wenn sich die Sonde an der Kontaktstelle gleichsinnig mit der Bewegungsrichtung des Entwicklers dreht,
wird eine extrem niedrige Dichte der im anderen Raum 60 gemäß Mg. 1 gebildeten Tonerwolke festgestellt. In diesem Pail kann
jedoch praktisch das gleiche Volumen der Tonerwolke wie im Raum. 50 dadurch erreicht werden, daß an passender Stelle im
anderen Raum 60 ein Hindernis zur Begünstigung der Trennung des Toners vom Träger vorgesehen wird.
3. Messung der Tonerablagerung:
Die Tonerablagerung an der Sonde kann entweder durch Messung der Änderung der Durchlässigkeit oder des Reflexionsgrads der
Sonde mittels eines Photodetektors, wie eines photoelektrischen
Elements (etwa CdS) oder einer Photoröhre, oder durch Messung der Größe der elektrischen Ladung des abgelagerten Toners bestimmt
werden. Aus Einfachheitsgründen ist jedoch das Meßverfahren unter Verwendung eines photo elektrischen Wandlers, wie
einer CdS-ZeIIe, zweckmäßiger. Hierbei ist es zum Kompensieren
des Einflusses von zeitabhängigen vorübergehenden Änderungen der lichtquelle oder des photoelektrischen Wandlers vorteilhaft,
zwei CdS-Zeilen zu verwenden, um auf diese Weise
Nutzen aus der Differenz zwischen den gleichzeitig von der mit Toner behafteten Sonde und von der tonerfreien Sonde gelieferten
Signalsizu ziehen.
Pig. 5 veranschaulicht beispielhaft einen Schaltkreis, bei dem
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zwei cas-Zellen vorgesehen sind. Im Schaltbild von Pig. 5 sind
die CdS-Zellen mit 101 und 102 bezeichnet, während die Ziffern
103 bis 107 spezielle Widerstände, die Ziffer 108 einen variablen Widerstand zur Einstellung des Tonergehalt-Steuerpegels
und die Ziffer 109 einen Operationsverstärker bezeichnen, der so geschaltet ist, daß der nachfüllende Tonervorrat 4 auf ein
von ihm abgegebenes Ausgangssignal hin betätigt wird.
Wenn das erfindungsgemäße Verfahren zur Steuerung des Tonergehalts
in dem Fall angewandt, wird, in welchem eine Vorspannung mit einer der Polarität der vom Toner aufrechterhaltenen
elektrischen Ladung entgegengesetzten Polarität an die Magnetbürste angelegt wird, um zu verhindern, daß der Toner elektrostatisch
auf unerwünschten Abschnitten eines die latenten Ladungsbilder tragenden Glieds abgelagert wird, kann vorausgesetzt
werden, daß die Sonde infolge ihrer elektrischen Leitfähigkeit das gleiche Potential trägt wie die Magnetbürste, so
daß die Änderung der Tonerablagerung auf der Sonde infolge der Anlegung der Vorspannung vernächlässigbar ist und in der
Praxis keinerlei Probleme aufwirft. Auch bei Anwendung dieses
Verfahrens auf eine Kaskadenentwicklung braucht lediglich eine passende IHihrungsplatte zwischen dem Wännenförderer und dem
die latenten Ladungsbilder tragenden Element vorgesehen und die Sonde darüber angeordnet zu werden, so daß sie den Entwickler
kontaktieren kann. Hierbei kann unabhängig von der Drehrichtung der Sonde eine zufriedenstellende Tonerwolke
gewährleistet werden.
Wie erwähnt, können bei der erfindungsgemäßen Steuerung des
Tonergehalts die Einrichtungen zur Anlegung einer Spannung an die Sonde sowie die Einrichtungen zur Reinigung der Sonde entfallen,
wodurch eine Verkleinerung der Vorrichtung ermöglicht wird. Außerdem können dabei unabhängig von Schwankungen äußerer
Faktoren Kopien mit stets gleichbleibender Bilddichte herge-
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stellt werden. Zudem ist die Erfindung nicht nur auf die elektrophotographische Reproduktion, sondern auch auf "beliebige
andere Arten von Pulverentwioklungsvorrichtungen, wie Faksimilegeräte, anwendbar.
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Claims (9)
- - 15 -.Patentansprüche.J Vorrichtung zur Steuerung der Tonerkonzentration eines Entwicklers bei der elektrostatischen Entwicklung, gekennzeichnet durch einen Entwicklerbehälter, eine Einrichtung zur Förderung des Entwicklers zu einer und von einer Entwicklungsstelle, eine elektrisch leitfähige, drehbare Sonde, die derart angeordnet ist, daß sie den geförderten Entwickler kontaktiert, wobei ein im Entwickler enthaltener Toner an der Sonde anhaftet, eine Einrichtung zur Messung der Menge des an der Sonde haftenden Toners und eine Einrichtung zur Steuerung oder Regelung einer in den Entwicklerbehälter nachzufüllenden Tonermenge auf der Gundlage der genannten Messung.
- 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Meßeinrichtung eine lichtquelle zur Beleuchtung der Sonde und ein photoelektrisches Element zur Messung der von der Sonde durchgelassenen oder reflektierten lichtmenge aufweist.
- 3. Vorrichtung zur Steuerung der Tonerkonzentration eines Entwicklers bei der elektrostatischen Entwicklung, gekennzeichnet durch einen Entwicklerbehälter, eine Einrichtung zur Förderung des Entwicklers zu einer und von einer Entwicklungsstelle, eine Einrichtung zur Erzeugung einer Tonerwolke, eine elektrisch leitfähige, drehbare Sonde, die in der Tonerwolke angeordnet ist, so daß der Toner an ihrer Oberfläche anhaftet, eine Einrichtung zur Messung der Menge des an der Sonde haftenden Toners und eine Einrichtung zur Steuerung oder Regelung einer in den Entwicklerbehälter nachzufüllenden Tonermenge auf der Grundlage der genannten Messung.409850/1083
- 4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die die Tonerwolke erzeugende Einrichtung aus einer Anordnung aus der Entwicklerfördereinrichtung und der Sonde besteht.
- 5. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Meßeinrichtung eine Lichtquelle zur Beleuchtung der Sonde und ein photoelektrisches Element zur Messung des Lichts von der Sonde aufweist.
- 6. Verfahren zur Steuerung der Tonerkonzentration eines Entwicklers bei der elektrostatischen Entwicklung, dadurch gekennzeichnet , daß eine Probe des in dem Entwickler enthaltenen Toners elektrostatisch auf einer Sonde abgelagert wird, daß die an der Sonde abgelagerte Tonermenge bestimmt wird, und daß entsprechend dieser bestimmten Tonermenge Toner in den Entwickler nachgefüllt wird.
- 7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Sonde zur Ablagerung des Toners mit dem Entwickler in Berührung gebracht wird.
- 8. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß eine VTolke des in dem Entwickler enthaltenen Toners erzeugt und die Sonde mit dieser Wolke in Berührung gebracht wird.
- 9. Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die an der Sonde abgelagerte Tonermenge optisch mit einer Lichtquelle und einem photoelektrischen Element bestimmt wird.409850/1083
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