DE2716408C2

DE2716408C2 - Tonerkonzentrations-Messer

Info

Publication number: DE2716408C2
Application number: DE2716408A
Authority: DE
Inventors: Isamu Hitachi Terashima
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1976-04-14
Filing date: 1977-04-13
Publication date: 1984-05-10
Also published as: DE2716408A1; JPS52125339A; JPS5547744B2; US4131081A

Description

dadurch gekennzeichnet,

daß die Stabilisierungseinrichtung aufweist:

— eine Einrichtung zum verketteten Magnetisieren des Pulvers (7) in Stromrichtung am Eingang (8a) und am Ausgang (lOcJdes Meßrohrs (106;,

— unter Ausbildung eines magnetischen Nebenschlusses (11) zum Meßrohr (106J.

2. Tonerkonzentrations-Messer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,

— daß die Einrichtung zum verketteten Magnetisieren Pole der Magnete ii; der Magnetwalze (Su N₂) umfaßt.

3. Tonerkonzentrations-Messer nach Anspruch I oder 2, dadurch gekennzeichnet,

— daß der magnetische Nebenfluß durch die Magnetplatte (11) gebildet ist, die sich von der Unterseite der Ablenkplatte (8) ausgehend parallel zum Meßrohr (106Jerstreckt.

Die Erfindung betrifft einen Tonerkonzentrations-Messer nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

In einem Trockenkopiergerät, in dem ein elektrostatisches latentes Bild durch Entwicklungspulver aus einer Mischung von magnetischem Träger und Toner entwikkelt wird, wird beim Entwickeln lediglich der Toner verbraucht, während der magnetische Träger im wesentlichen zur erneuten Verwendung erhalten bleibt.

Zur Sicherung einer gleichmäßigen Kopierqualität ist es daher erforderlich, im Entwicklungspulver die Tonerkonzentration auf einem nahezu festen Wert, das heißt innerhalb eines gegebenen Konzentrationsbereichs, zu halten.

Zu diesem Zweck ist es zunächst notwendig, die Tonerkonzentration im Entwicklungspulver zu erfassen. Da die magnetische Permeabilität des Entwicklungspulvers zu dessen magentischer Trägerkonzentration proportional ist. eignet sich diese Meßgröße zur Bestimmung der Tonerkonzentration im Entwicklungspiilver (vgl. z. B. US-PS 35 72 551).

Es ist auch bereits ein Tonerkonzentrations-Messer der eingangs genannten Art bekanntgeworden, (vgl. DE-OS 15 25 952) bei dem die Einrichtung zum Stabilisieren des Pulverstroms durch das Meßrohr in einer Verengung der Ausgangsöffnung des Meßrohrs im Vergleich zur Eingangsöffnung besteht, und zwar von zum Beispiel 0,135 Zoll (3,43 mm) Durchmesser gegenüber 0,20 Zoll (5,08 mm) Durchmesser. Die Verengung der Ausgangsöffhung ist jedoch relativ kritisch, so Lärm sie z. B. bei einem Durchmesser von 0,135 Zoll (3,43 mm) nur innerhalb der Grenzen von 0,120ZoII (3 mm) bis 0,160ZoIl (4 mm) variieren, da sonst der Pulverstrom entweder instabil wird oder das Meßrohr sich bei erhöhter Feuchtigkeit zusetzt.
Demgegenüber ist es Aufgabe der Erfindung, einen Tonerkonzentrations-Messer der eingangs genannten Art zu schaffen, der eine unkritische und dennoch genaue Tonerkonzentrations-Messung gestattet.

Die erfindungsgemäße Lösung dieser Aufgabe ist durch die Lehre nach dem kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 gegeben.

Durch das erfindungsgemäß vorgesehene verkettende Magnetisieren des Entwicklungs-Pulvers, in Stromrichtung am Eingang und am Ausgang des Meßrohrs, ist der Pulverstrom (Pulverdurchsatz) sehr stabil, d. h. er unterliegt keinen Pulverdichteschwankungen im Meßrohr selbst

Durch den magnetischen Nebenfluß zum Meßrohr wird zusätzlich eine weitgehende Abschirmung des Meßrohrs gegen äußere Magnetflüsse erreicht, die sonst die Messung der Permeabilität des Entwickiungs-Pulvers durch Induzieren von Streuspannungen in der Meßwicklung des Meßrohrs verfälschen würden.

Es ist auch ersichtlich, daß die erfindungsgemäß verwendete Stabilisierungseinrichtung im Gegensatz zum vorgenannten bekannten Stand der Technik unkritisch ist, zumal durch die verkettende Magnetisierung des Pulvers auch dessen Transport durch das Meßrohr erleichtert wird, und zwar unabhängig «om Feuchtigkeitsgehalt.

Die Unteransprüche enthalten vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung.

Anhand der Zeichnung wird die Erfindung beispielsweise näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 einen Längsschnitt der wesentlichen Teile des Trockenkopiergerät-Entwicklers zusammen mit einem Ausführungsbeispiel des Toncrkonzentrations-Messers (einschließlich Entwicklungs-Pulver);

F i g. 2 einen perspektivischen Längsschnitt durch den Entwickler nach Fig. I, jedoch ohne Entwicklungspulver, und

Fig.3 das Schaltbild einer zugehörigen Meßschaltung.

In den Fig. 1 und 2 ist eine lichtempfindliche Trommel 1 vorgesehen, auf deren Mantelfläche durch herkömmüche Elektrophotographie ein elektrostatisch latentes Bild erzeugt wird. Weiterhin ist ein Entwickler Il mit Entwicklungspulver und zusammen mit dem erfindungsgemäßen Tonerkonzentrations-Messer III vorgesehen.

Der Entwickler II hat zwei Seitenplatten 1 und ein Gehäuse 2, die eine Kammer zur Aufnahme von Entwicklungspulver 7 in deren Bodenteil bilden. Das Entwicklungspulver 7 hat Pulver-Magnet-Träger und Toner. Ein Dauermagnetstab 3 ist zwischen den beiden

es Seitenplatten 1 gelagert und auf seinem Umfang magnetisiert. Ein Mantel 4 aus unmagnetischem Werkstoff ist konzentrisch zum Dauermagneten 3 angeordnet und drehbar gelagert. Mischschnecken 5 und 6 mischen und

führen das Entwicklungspulver 7 zu und sind drehbar zwischen den beiden Seitenplatten 1 gelagert. Die lichtempfindliche Trommel !, der Mantel 4 und die Mischschnecken 5 und 6 sind durch einen (nicht dargestellten) äußeren Antrieb so verbunden, daß sie synchron angetrieben werden.

Im Tonerkonzentrations-Messer III ist eine Entwicklungspulver-Ablenkplatte (-Führungsplatte) 8 aus unmagnetischem Werkstoff vorgesehen, von der ein Ende dem Außenumfang des Mantels mit kleinem Abstand dazwischen gegenüberliegt, um einen Teil des Entwicklungspulvers abzulenken, das auf der Außenfläche des Mantels 4 transportiert wird. Eine Abdeckung 9 auf der Rückseite der Entwickiungspulver-Ablenkplatte 8 hält die Menge des über die Ablenkplatte 8 transportierten Entwicklungspulvers auf einem festen Wert. Eine Meßwicklung 10a ist auf einen hohlen Spulenkörper 106 gewickelt, der auf der Unterseite der Ablenkplatte 8 so befestigt ist, daß eine Öffnung 8a am Hinterende der Ablenkplatte 8 mit einer Öffnung lOcdes Spulenkörpers 10Zj fluchtet. Der Spulenkörper \0L· besteht aus unmagnetischem Werkstoff, und ein Vorsprung 1er Mitten-Öffnung 10c ist rechteckförmig. Weiterhin ist eine Magnetnebenschluß-Platte 11 aus magnetischem Werkstoff mit L-Form vorgesehen, von der ein Arm an der Unterseite der Ablenkplatte 8 nahe der Zuführung der Abdeckung 9 vorgesehen ist, und von der der andere Arm parallel zum Spulenkörper 106 verläuft und sich in die Nähe der Oberfläche des magnetise' en Pulvers 7 auf dem Boden der Kammer erstreckt. Eine Umlenkplatte 12 führt den Entwicklungspulver-Strom vom Spulenkörper 106 in den Mantel 4 und die Mischschnecke fi und besteht aus unmagnetischem Werkstoff. Diese Bauteile sind insgesamt verbunden, und die gesamte Anordnung ist im Gehäuse 2 durch die Umlsnkplatte 12 befestigt.

Weiterhin ist eine Begrenzerplatte 13 vorgesehen, die die Dicke der Entwicklungspulver-Schicht, die durch den Mantel 4 transportiert wird, indem sie dort durch die magne*^;sche Anziehungskraft des Magneten 3 aufgetragen wird, auf einen festen Wert begrenzt, so daß die Außenfläche der Entwicklungspulver-Schicht leicht die Mantelfläche der lichtempfindlichen Trommel I reibt. Ein Deckel 14 verhindert das Ausstreuen des Entwicklungspulvers 7 und ist schwenkbar gelagert.

Wenn die lichtempfindliche Trommel I in der Richtung eines Pfeils A umläuft, laufen der Mantel 4 und die Mischschnecken 5 und 6 jeweils in Richtungen von Pfeilen B bzw. C bzw. D um. Andererseits werden magnetische Feldlinien des Dauermagneten 3 zwischen Magnetpolen Si, Si, N\. N? erzeugt, wie dies durch Pfeile 3<? bis 3d angedeutet ist. Damit '.vird das magnetische Pulver 7 stark auf den Mantel 4 in den Bereichen zwischen den Magnetpolen S1-/V1-S2-/V2 angezogen, die magnetische Bürsten bilden. Wenn der Mantel 4 in Richtung des Pfeiles B umläuft, bewegt sich die Entwicklungspulver-Schicht in gleicher Richtung, so daß der Außenrand der Schicht die lichtempfindliche Trommel I berührt, um ein latentes Bild hiervon zu entwickeln. Wenn danach die Entwicklungspulver-Schicht unmittelbar oberhalb des Mangetpoles /Vi ankommt, wird sie teilweise von der Oberfläche des Mantels 4 durch die Abiunkplatte 8 abgelenkt, und das abgelenkte Entwicklungspulver wird auf der Ablenkplatte 8 /ur Abdeckung 9 transportiert. Da die NcbcnschluBplattc 11 /wischen der Zuführung der Abdeckung 9 und dem Lntwicklungspulvcr 7 am linden der Kammer vorgesehen ist. verläuft die magnetische Feldlinie 3i//wischcn den Magnetpolen .Vi und /V· in erster Linie vom Magnetpol Λ/₂ durch das Entwicklungspulver 7 am Boden der Kammer, die Nebenschlußplatte 11, das Entwicklungspulver 7 auf der Ablenkplatte 8 zum Magnetpol Si und nicht durch die Öffnung 10c des Spulenkörpers 106. Auf diese Weise wird das Entwicklungspulver 7 im Bereich von der Oberfläche des Mantels in die Nähe der Zuführung der Abdeckung 9 »in eine Kette« magnetisiert, so daß das Entwicklungspulver auf der Ablenkplatte durch das Entwicklungspul- ver auf dem Mantel angetrieben wird, um einen glatten Transport des Entwicklungspulvers zur Abdeckung 9 zu erleichtern. Das in die Abdeckung 9 eingetretene magnetische Puiver 7 wird von magnetischer Bindung freigegeben, und die Anziehungskräfte zwischen den raagnetischen Trägern verschwinden im wesentlichen. Damit strömt das Entwicklungspulver 7 nach unten durch die Mitten-Öffnung lOcdes Spulenkörpers 106 in freiem Zustand. Das durch die Öffnung 10c geschickte Entwicklungspulver 7 wird durch die Umlenkplatte 12 nahe

der Öffming 10c umgelenkt und erneut verkettet durch den durch die Umlenkplatte 11 ν ^-laufenden Magnetfluß magnetisiert und zum Magnetpol /vS geführt. Damit wird durch Magnetisieren des Entwicklungspulvers 7 in eine Kette stromauf und stromab des Spulenkörpers 106 zum Transport im Ketten-Zustand der Strom des Entwicklungspulvers 7 im Spulenkörper 106 stabilisiert, und die Änderung der Entwicklungspulver-Dichte im Spulenkörper ist möglichst klein. Weiterhin wird der Einfluß des äußeren Magnetflusses auf die Wicklung 10a verhindert. Wenn die Drehung der fichtempfindlichen Trommel I unterbrochen wird, hört auch die Bewegung des Entwicklungspulvers auf, so daß das Innere des Spulenkörperj nicht entleert wird.

Die um den Spulenkörper 106 gewickelte Wicklung 10a hat eine Induktivität, die durch die Permeabilität des durch die Öffnung 10cströmenden Entwicklungspulvers 7 bestimmt ist. Damit liegt eine Reihenschaltung aus der Wicklung 10a und einem Kondensator 16 an den Ausgangsanschlüssen eines Oszillators 15 konstanter Frequenz (der Größenordnung 100 kHz), und die Spannung an der Wicklung 10a wird durch eine Diode 17 gleichgerichtet und durch einen Kondensator 18 gefiltert. Der Unterschied zwischen der Spannung am Kondensator 18 und einer Bezugsspannung an einem Potentiometer 20 wird durch ein Anzeigeinstrument <9 angezeigt, um die ermittelte Konzentration des Entwicklungspulvers 7 relativ zu einer Bezugskonzentration anzugeben. Die Konstanten des Kondensators 16 und der Wicklung 10a sind so gewählt, daß deren Resonanzfrequenz leicht von der Ausgangsfrequenz des Oszillators 15 versetzt ist. wenn die Tonerkonzentration beim Bezugswert ist, so daß eine große Änderung der Induktivität der Wicklung (d. h. der Spannung art der Wicklung) durch Verringern der lonerkonzentration des Entwicklungspulvers erzeigt wird. Durch Einstellen der Spannung am Kondensator 18. die bei der Bezugs-Tonerkonzoritration erzeugt wird, gleich der Ausgangsspannung am Potentiometer 20 und mittels eines Instruments mit Mitten-Nullanzeige für das 'Vnzeigeinstrument 19 kann der Über-

bo schuß oder Fehlbestand der gemessenen Tonei konzentration relativ zur Bczugs-Toncrkonzentration angegeben werden.

Beim dargestellten Ausführungsbeispiel kann die Meßspule durch ein magnetisch empfindliches Halblei-

tvi tcrbauelement ersetzt werden. In diesem Fall strömt der Magnetfluß von einem Bezugsmagneten zum Entwicklungspulver, das durch die Öffnung 10t· des Spulenkörpers lOii strömt, und es wird die Änderung des Magnet-

flusses aufgrund der Reluktanz-Änderung ausgenutzt. Die Ablenkplatte 8 muß nicht das Rntwicklungspulver 7 über der ganzen axialen Breite des Mantels 4 umlenken, sondern sie kann das Entwicklungspulver 7 von einem Teil der Fläche des tatsächlich für die Entwicklung eines latenten Bildes verwendeten Entwicklungspulvers entnehmen. Jedoch ist eine größere axiale Abmessung der Schicht des durch die Meßspule 10.7 verlaufenden Entwicklungspulvers 7 vorteilhaft, um eine Unterbrechung oder Versetzung der Messung zu verhindern. Das Anzeigeinstrument 19 kann schließlich durch ein Magnetventil ersetzt werden, um automatisch Toner zum Entwicklungspulver zu speisen.

Hierzu I Blatt Zeichnungen

10

J5

45

50

60

Claims

Patentansprüche:

1. Tonerkonzentrations-Messer

— für Entwicklungspulver (7) aus einer Mischung von magnetischem Träger und Toner in einem Trockenkopiergerät,

— mit einer Einrichtung (10a, 106, lOcJ zum Messen der magnetischen Permeabilität des Pulvers (7), die ein vom Pulver (7) durchströmtes Meßrohr (1 Ob) aufweist,

— mit einer Ablenkplatte (8) zum Abzweigen eines Teils des Pulvers (7) von der Magnetwalze (3, 4) des Kopiergerätes und Zuführen zum Meßrohr(106J

— und mit einer Einrichtung zum Stabilisieren des Pulverstroms durch das Meßrohr (106JL