DE2425060C3

DE2425060C3 - Vorrichtung zur Steuerung der Tonerkonzentration eines pulverförmigen Entwicklers bei der elektrophotographischen Entwicklung

Info

Publication number: DE2425060C3
Application number: DE2425060A
Authority: DE
Inventors: Shigeru Hino Tokyo Inowa; Tatsuo Hachioji Tokyo Ohta
Original assignee: Konica Minolta Inc
Current assignee: Konica Minolta Inc
Priority date: 1973-05-25
Filing date: 1974-05-24
Publication date: 1981-09-10
Also published as: DE2425060B2; GB1475547A; JPS5010141A; JPS5246095B2; DE2425060A1; US3897748A

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Steuerung der Tonerkonzentration eines pulverförmigen Entwicklers bei der elektrophotographischen Entwicklung, mit einem Entwicklerbehälter, einer Einrichtung zur Förderung des Entwicklers zu einer und von einer Entwicklungsstelle in Form einer rotierenden Magnetbürstenwalze, mit einer elektrisch leitfähigen drehbaren Sonde, die mit dem Entwickler in Berührung gebracht wird, wobei ein im Entwickler enthaltener Toner an der Sonde anhaftet, mit einer Einrichtung zur Messung der Menge des an der Sonde haftenden Toners und mit einer Einrichtung zur Steuerung der in den Entwicklerbehälter nachzufüllenden Tonermenge in Abhängigkeit von dem Meßergebnis.

Aus der US-PS 33 99 652 ist es bekannt zur Steuerung der Tonerkonzentration eine Sonde zu verwenden, die in das Entwicklergemisch eingetaucht ist und wobei auch eine Einrichtung zur Messung der Menge des an der Sonde haftenden Toners zur Anwendung gelangt. In

JI)

Abhängigkeit von dem Meßergebnis wird dann die Zufuhr von Toner in einen Entwicklerbehälter gesteuert Bei dieser bekannten Konstruktion hat die Sonde die Form einer Scheibe, an deren Umfang schaufelartige radiale Fortsätze ausgebildet sind. Diese Scheibe taucht in den Entwicklerbehälter bzw. in die Entwicklermischung des Entwicklerbehälters ein und ist in bevorzugter Weise an eine Spannungsquelle angeschlossen. Gemäß einer zweiten Ausführungsform

ίο dieser bekannten Konstruktion werden reibungselektrische Kräfte erzeugt, durch die ein bestimmter Teil des Entwicklerpuders an der scheibenförmigen Sonde festgehalten wird. Dieser bekannten Konstruktion liegt also das Prinzip zugrunde, daß die von der Fläche der

is Sonde angezogene Menge an Entwicklerpuder direkt von der Tonerkonzentration in der Mischung abhängig ist

Ferner sind Verfahren zur Steuerung der Tonerkonzentration durch photoelektrische oder elektrische Messung dieserKonzentration 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 der. 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 vorgenannten, 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.

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 beibehal-

tenen 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, veil die durch ·-, die der Sonde aufgeprägte Ladung erzeugte Coulombsche Kraft im Vergleich zur Kraft zwischen Toner und Träger erheblich höher ist

Obgleich es mit den genannten Verfahren möglich ist, ausschließlich den Tonergehalt im Entwickler konstant |₀ zu halten, vermögen diese Verfahren nicht den Einfluß der Änderung der relativen Luftfeuchtigkeit und anderer Faktoren auf das Bild auszuschließen.

Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe besteht darin, die Vorrichtung der eingangs definierten Art r, derart zu verbessern, daß für die Messung des Tonergehalts keine Vorspannungen mehr an Meßsonden angelegt werden brauchen und trotzdem die Konzentrationsmessung möglichst nahe der Entwicklungsstelle, an der der Toner dem Entwicki^r entzogen wird, vorzunehmen.

Ausgehend von der Vorrichtung der eingangs definierten Art wird diese Aufgabe erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Sonde aus einem rotierenden Zylinder besteht, der in Berührung mit der an der _>=, rotierenden Magnetbürstenwalze anhaftenden Entwicklerschicht angeordnet ist

Durch die Konstruktion nach der vorliegenden Erfindung ergeben sich die folgenden zwei wesentlichen Vorteile: m

1. Der Tonergehalt wird an einer Stelle gemessen, die der Entwicklungsstelle an dem betreffenden Bild entspricht; und

2. die Drehbewegung der Magnetbürstenwalze wird gleichzeitig dazu verwendet, eine Tonerwolke um '■' die Sonde herum zu erzeugen.

Durch die Vorrichtung nach der vorliegenden Erfindung wird jedoch gegenüber den bekannten Konstruktionen auch noch der weitere Vorteil erzielt, m\ daß einerseits ein sehr viel einfacherer Meßaufbau und eine größere Meßgenauigkeit erzielt werden kann und daß andererseits die Vorrichtung nach der Erfindung von der relativen Luftfeuchtigkeit und von ähnlichen Umwelteinflüssen weitgehend unabhängig ist. r,

Durch die relative Bewegung zwischen Magnetbürstenwalze bzw. dem Entwickler und der Sonde werden auch Reinigungseinrichtungen überflüssig, da durch das erneute Eintauchen eines Abschnitts der Sonde in den Entwickler am Umfang der rotierenden Magnetbürsten- -,<> walze die sich zunächst an der Sonde ablagernden Tonerteilchen von der Sondenoberfläche abgetragen werden, wenn sich die Sonde in Berührung mit dem Entwickler bewegt. Durch diese Erscheinung kann auch die Tonerdichte an der Sonde bei deren Drehung ■» kontinuierlich gemessen werden.

Besonders vorteilhafte Weiterbildungen und Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen 2 bis 5.

Im folgenden wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels uiHer Hinweis auf die Zeichnungen näher erläutert. Es z<;igt

F i g. 1 eine schematiSche Darstellung einer Vorrichtung mit Merkmalen nach der Erfindung,

F i g. 2 eine graphische Darstellung des Verhältnisses h·-> zwischen der Entwickler-Rühr- oder -Umwälzzeit, der von den Tonerteilchen aufrechterhaltenen elektrostatischen Ladungsdichte und einer auf der elektrisch leitfähigen Sonde abgelagerten Tonermenge, wie es bei Verwendung der Vorrichtung gemäß F ι g. 1 erzielt wird,

F i g. 3 eine graphische Darstellung der Änderung des Tonergehalts im Entwickler und der elektrischen Ladungsdichte am Toner, wie sie im Betrieb der Vorrichtung gemäß F i g. 1 bei der Herstellung von 20 000 Kopien zu beobachten ist,

F i g. 4 eine graphische Darstellung der Änderung der sich an der Sonde absetzenden Tonermengen bei sich veränderndem Abstand zwischen Hülse und Sonde und

F i g. 5 ein Schaltbild einer bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung angewandten Steuerschaltung.

F i g. 1 ist eine schematische Schnittansicht eines Teils einer Magnetbürsten-Entwicklereinrichtung nebst Detektor- oder Meßeinheit Die Vorrichtung weist eine latente Ladungsbilder tragende und entgegen dem Uhrzeigersinn in Drehung versetzbare Trommel 1 sowie eine insgesamt mit 2 bezeichnete Magnetbürsten-Entwicklereinrichtung auf. Letztere weist einen Entwicklerbehäiter 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 D' 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 Gegenuhrzeigersinn 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 ibt. 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 Glaszylinder gebildet, der entgegen dem Uhrzeugersinn drehbar und in einer solchen Position angeordnet ist, daß seine Oberfläche mit der Arbeitsmenge D'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 photoelektrische Element verbunden ist, zu übermitteln vermag. Die Vorrichtung weist zudem einen Tonervorrat 4 auf, aus dem der Toner 42 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 D') reguliert, und unmittelbar daran abschließend wird das auf der Oberfläche der umlaufenden Trommel 1 gebildete latente elektrostatische oder Ladur gsbild durch den Entwickleranteil D'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 getrennt 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 von 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. F i g. 2 veranschaulicht das Verhältnis zwischen der Entwickler-Rühr- oder -Umwälzzeit, der elektrischen Ladungsdichte des Toners und der an der Sonde anhaftenden Tonermenge: diese Faktoren wurden sämtlich unter Verwendung der erfindungsgemäßen 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 F i g. 2 ersichtlich ist, steigt die Dichte der vom Toner aufrechterhaltenen elektrischen Ladung im Verlauf der Tonerumwäizzeit bis zu einem Zeiipunki νοιϊ ciwa 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.

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 Bildes 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 Faktoren frei ist. Dies soll durch die folgenden theoretischen Ausführungen weiter verdeutlicht werden: Wie nämlich ohne weiteres aufgrund der Tatsache verständlich ist, daß die elektrostatische

ι Entwicklung durch die Coulombsche 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

κ; 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 Elektri-

! ι sehen 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 Coulombsche Kraft zwischen dem 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

"i 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 Umgebungstem-

■ peratur von 25°C 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 ent sprechend 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 in Abhängigkeit von einer Änderung des Abstands zwischen der Magnetbürstenwalze und der den

··"' Entwickler tragenden Sonde. In Fig.4 zeigen die Linie A 2 und die strichlierte Linie A 1 die Änderung der Tonerdichte, nachdem die Sonde in enge Berührung mit dem Entwickler gebracht wurde. Die Linie B 2 und die strichlierte Linie £?1 zeigen die Änderung der Tonerdichte an einer Stelle, welche der Sonde gegenüberliegt und zwar unmittelbar nachdem die Sonde mit dem Entwickler in Berührung gebracht wurde. Die Versuche wurden unter Verwendung von

zwei Entwicklerarten mit unterschiedlichen Tonergehalten (nämlich einmal von 6,17% (A\ und Si) und zum anderen von 4,29% (A₂ und B₂) 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 Fig.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 Entwtckler-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 erläutert

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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 4S 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 beschich- so teten Glas, ds 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 μ, 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, 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 F i g. 1 gebildeten Tonerwolke festgestellt. In diesem Fall kann jedoch praktisch das gleiche Volumen der Tonerwolke wie im Raum SO 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 photoelektrischen 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-Zellen 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 Signalen zu ziehen.

Fi g. 5 veranschaulicht beispielhaft einen Schaltkreis, bei dem zwei CdS-Zellen vorgesehen sind. Im Schaltbild von Fig.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 vernachlässigbar ist und in der Praxis keinerlei Probleme aufwirft

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 hergestellt werden.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zur Steuerung der Tonerkonzentration eines pulverförmigen Entwicklers bei der elektrophotographischen Entwicklung, mit einem Entwicklerbehälter, einer Einrichtung zur Förderung des Entwicklers zu einer und von einer Entwicklungsstelle in Form einer rotierenden Magnetbürstenwalze, mit einer elektrisch leitfähigen drehbaren Sonde, die mit dem Entwickler in Berührung gebracht wird, wobei ein im Entwickler enthaltener Toner an der Sonde anhaftet, mit einer Einrichtung zur Messung der Menge des an der Sonde haftenden Toners und mit einer Einrichtung zur Steuerung der in den Entwicklungsbehälter nachzufüllenden Tonermenge in Abhängigkeit von dem Meßergebnis, dadurch gekennzeichnet, daß die Sonde aus einem rotierenden Zylinder (32) besteht, der in Berührung mit der an der rotierenden Magnetbürstenwalze (26) anhaftenden Entwicklerschicht (Ü9^ang^eordnet ist

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Sonde (32) und die Magnetbürstenwalze (26) mit im Berührungsbereich entgegengesetzt gerichteter Umfangsgeschwindigkeit angetrieben sind.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Sonde (32) und die Magnetbürstenwalze (26) mit im Berührungsbereich gleichgerichteter Umfangsgeschwindigkeit angetrieben sind und daß hinter dem Berührungsbereich zwischen Sonde und dem an der Magnetbürstenwalze anhaftenden Entwickler eine Einrichtung zur Erzeugung einer Tonerwolke vorgesehen ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1, mit einer Meßeinrichtung in Form einer Lichtquelle und einem photoelektrischen Element, dadurch gekennzeichnet, daß die Sonde (32) lichtdurchlässig ist und daß das photoelektrische Element (34) in der Sonde (32) angeordnet ist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Sonde aus einem elektrisch leitfähigen, mit einem Zinnoxidfilm beschichteten Glaszylinder besteht.