DE2729678B2 - Verfahren und Vorrichtung zur Kontrolle des Gebrauchszustandes eines dispergierte Tonerteilchen enthaltenden elektrophotographischen Flüssigentwicklers - Google Patents
Verfahren und Vorrichtung zur Kontrolle des Gebrauchszustandes eines dispergierte Tonerteilchen enthaltenden elektrophotographischen FlüssigentwicklersInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Kontrolle des Gebrauchszustandes eines dispergierte Tonerteilchen enthaltenen elektrophotographischen Flüssigentwicklers und eine Vorrichtung zur Durchführung dieses
Verfahrens in einer eiekifuphoiügräphiächen Entwicklungsvorrichtung mit umlaufendem Flüssigentwickler,
mit einer in einem Nebenströmungsweg des Flüssigentwicklers liegenden Meßzelle zur Aufnahme eines Teils
des Flüssigentwicklers und mit einer Einrichtung zur Trübungsmessung einer in der MeßzeHe befindlichen
Entwicklerflüssigkeit.
Photo- bzw. lichtempfindliche Materialien oder elektrostatische Aufzeichnungs- bzw. Kopierpapiere,
auf denen nach einmal elektrophotographischen Prozeß
oder durch elektrostatische Aufzeichnung latente Ladungsbilder geformt sind, werden mit Hilfe von als
»Toner« bezeichneten, (elektrisch) aufgeladenen Farbteilchen entwickelt Beim Flüssigentwicklungsverfahren
wird für die Entwicklung ein Flüssigentwickler benutzt, der durch Dispergieren eines Toners in einem flüssigen
Medium gebildet worden ist, wobei ein latentes Ladungsbild durch Elektrophorese des Toners sichtbar
gemacht wird. Bei einem Flüssigemjvickler dieser Art
wird mit zunehmender Zahl der entwickelten Ladungsbilder bzw. Kopien der im Entwickler enthaltene Toner
zunehmend verbraucht, so daß sich die Tonermenge verringert, was zu einer Minderung der Bilddichte bzw.
des Konstrasts führt. Um jedoch stets Kopien ausgezeichneter Güte und zufriedenstellender Brauchbarkeit zu erhalten, muß die Konzentration der
Tonerteilchen im Flüssigentwickler auf einem konstanten Wert gehalten werden. Im allgemeinen wird zu
diesem Zweck die Tonerkonzentration im Flüssigentwickler gemessen, und zur Aufrechterhaltung einer
vorgeschriebenen Tonerkonzentration wird ein konzentrierter Entwickler nachgefüllt, wenn die Tonermenge
um einen bestimmten Betrag abnimmt.
Bei der monochromatischen Entwicklung nach dem bisher üblichen Konzentrationssteuer- bzw. -einstellverfahren ist der Variationsbereich der Tonerkonzentration vergleichsweise breit, so daß ein beträchtlicher
Unterschied in der Bilddichte zwischen einem unmittelbar nach dem Einfüllen des konzentrierten Entwicklers
entwickelten Bild und einem unmittelbar vor dem Nachfüllen des konzentrierten Entwicklers entwickelten Bild zu beobachten ist Solche Abweichungen der
Bilddichte sind in der Praxis allerdings dann zulässig, wenn die Originale bzw. Vorlagen zahlreiche Linien
oder Zeilen umfassen und der Unterschied in der Bilddichte nicht so auffällig ist Bei einem Farbkopiergerät, mit dem ein Voll- oder ein Halbtonbild entwickelt
werden soll, ist dagegen eine solche Abweichung der Konzentration bzw. Bilddichte nicht zulässig, weshalb
eine genaue Einstellung der Tonerkonzentration erforderlich ist Im allgemeinen werden Farbbilder durch drei
Toner verschiedener Farben, nämlich Zyan-, Magenta- und Gelbtoner, erzeugt Wenn das einwandfreie
Gleichgewicht zwischen diesen drei Farben nicht vorhanden ist wird eine genaue Farbwiedergabe
unmöglich, und es treten noch zu beschreibende, unerwünschte Erscheinungen, wie Streifenbildung und
Schleierbildung aufgrund der Verschlechterung der Toner auf. Bei der Wiedergabe von Farbbildern ist es
daher zur Vermeidung des Auftretens dieser Erscheinungen nötig, die Tonerkonzentrationen genauestens
auf vorbestimmten konstanten Werten zu halten. Die Schaffung einer Tonerkonzentration-Meßvorrichtung,
die eine derartige Konzentrationseinstellung ermög- '5
licht wurde daher seit langem angestrebt
Aus der US-PS 34 87 978 ist eine Tonerkonzentration-Meßvorrichtung bekannt bei der eine elektrisch
aufgeladene Meßsonde in ein Trockenentwicklergemisch eingesetzt wird, so daß die elektrisch geladenen
Tonerteilchen im Entwicklergemisch durch die Meßsonde angezogen werden und sich an diese anlagern.
Anschließend wird die Meßsonde aus dem Entwicklergemisch herausbewegt und die Menge der an der Sonde
anhaftenden Tonerteilchen mittels einer optischen 2ϊ
Meßeinrichtung gemessen. Als Meßsonde dient eine durch das Entwicklergemisch hindurchbewegte ° 'leibe
mit am Umfang angeordneten Reflexionsflächen, an denen sich die elektrisch geladenen Tonerteilchen
anlagern und die durch eine Lichtquelle bestrahlt werden, wenn sie aus dem Entwicklergemisch herausbewegt sind. Der Reflexionsgrad ist dann ein Maß für die
Tonerkonzentration.
Diese Vorrichtung ist speziell für die Messung der Tonerkonzentration in einem Trockenentwicklergemisch konzipiert. Eine Bestimmung des Verschlechterungsgrades des Toners ist nicht vorgesehen, wodurch
die Genauigkeit der Messung zu wünschen übrig läßt Die bekannte Vorrichtung und das entsprechende
Arbeitsverfahren sind daher für nach dem Flüssigem- *o
wicklungsverfahren arbeitende Farbkopiergträte, mit denen ein Voll- oder ein Halbtonbild entwickelt werden
soll, nicht geeignet, da bei diesen Geräten eine genaueste Einstellung der Tonerkonzentration erforderlich ist.
Als bisher angewandte Verfahren zur Messung der Tonerkonzentration in eintm Flüssigentwickler sind
Verfahren zur Messung der Dichte, des Leckstroms oder der Transmissions- bzw. Durchlässigkeitskonzentration bekannt Verfahren, bei denen die Tonerkonzen-
tration mit optischen Mitteln gemessen wird, werden am häufigsten angewandt. So zeigt z. B. die US-PS
33 61 113 u.a. eine Einrichtung zur Messung der Tonerkorizentration in einem Flüssigentwickler. Diese
Einrichtung ist in einer elektrophotographischen Ent-Wicklungsvorrichtung mit umlaufendem Flüssigentwickler, einer in einem Nebenströmungsweg des Flüsigentwicklers liegenden Meßzelle zur Aufnahme eines Teils
des Flüssigentwicklers und mit einer aus Lichtquelle und lichtempfindlichen Fühler bestehenden Einrichtung zur
Trübungsmessung der in der Meßzelle befindlichen Entwicklerflüssigkeit versehen.
Diese Einrichtung zur Messung der Tonerkonzentration ist jedoch mit dTTi Mangel behaftet, daß beim
Auftreten einer Verschlechterung, d. h. einer Konzentrationsabnahme, in den Entwicklern keine präzisen
Meßergebnisse erzielt werden können. Die Verschlechterung oder Güteabnahme der Entwickler ist daher im
folgenden näher beschrieben.
Es ist bekannt, daß die Entwicklungsleistung eines
Entwicklers bei wiederholter Benutzung desselben allmählich abnimmt Diese Verschlechterung tritt im
Zeitverlauf auf und ist besonders dann auffällig, wenn z. B. eine elektrische Vorspannung angelegt wird. Im
verschlechterten Toner oder Entwickler ist die Ladungsgröße an den Tonerteilchen vermindert, und die
elektrophoretische Mobilität der Tonerteilchen ist auch in Gegenwart eines starken elektrischen Felds gering,
so daß eine lange Zeitspanne für die Erhöhung der Bilddichte der hergestellten Kopie nötig ist Wenn daher
die Entwicklung während einer vorbeschriebenen Zeitspanne durchgeführt wird, nimmt die Bilddichte ab.
Wenn die Verschlechterung zu weit fortschreitet, werden der Entwickler und speziell die Tonerteilchen
selbst unter einem evtl. starken elektrischen Feld unwirksam für die Reaktion, wobei auch die Haftkraft
der Tonerteilchen veimindert wird, sr daß sie nicht fest
mit der Oberfläche eines Ladungsbiicis zu verbinden
vermögen und dadurch eine Streifen- und Schleierbildung hervorrufen. Außerdem nimmt auch die Abstoßungskraft zwischen den Tonerteilchen ab, so daß eine
Kohäsica auftritt und häufig ein Absetzen bzw. eine Ausfällung zusammengeballter Tonerteilchen zu beobachten ist In größeren Mengen verunreinigen die
zusammengeballten Tonerteilchen den Flüssigentwickler, und wenn sie sich bei der Messung der
Tonerkonzentration an einem optischen Meßelement absetzen, wird ein falscher Meßwert geliefert und die
automatische Einstellung der Tonerkonzentration behindert.
Da die Messung der Tonerkonzentration bei den bisherigen Verfahren in der Weise erfolgt, daß ein
Flüssigentwickler unmittelbar bestrahlt und die Messung auf der Grundlage der Reflexion oder der
Durchlässigkeit durchgeführt wird, umfassei. die *vleßergebnisse diejenigen von Tonerteilchen normaler
Wirksamkeit sowie solche von verschlechterten Tonerteilchin, so daß präzise Meßergebnisse nicht erhalten
werden können. Da der Entwickler außerdem im allgemeinen einen Farbstoff als Ladungssteuermittel
enthält und die meisten der für diesen Zweck benutzten Farbstoffe nicht an einem Ladungsbild anhaften,
während der Flüssigentwickler wiederholt nachgefüllt wird, nimmt die Farbstoffkonzentration allmählich zu,
bis schließlich die Verunreinigung mit solchem Farbstoff nicht mehr vernachlässigt werden kann. Wie aus den
vorstehenden Ausführungen hervorgeht, ist es bei den bisher üblichen Verfahren nicht möglich, die praktisch
zur Entwicklung eines Lpdungsbilds beitragende Konzentraf'o.n normaler Tonerteilchen allein zu bestimmen.
In jüngster Zeit wird häufig ein stark konzentrierter Flüssigentwickler be! einem etektrophotogisphischen
Verfahren verwendet, das einen Übertragungsschritt umfaßt und bei dem latente Ladungsbilder mit
kleinerem Oberflächenpotential benutzt werden. In diesem Fall ist es jedoch ziemlich schwierig, optische
Einrichtungen vom Durchlässigkeitstyp für die Messung der Tonerkonzentration im Flüssigentwickler einzusetzen.
Aufgabe der Erfindung ist damit die Ausschaltung der vorstehend geschilderten Probleme bei den bisherigen
Verfahren zur Messung der Tonerkonzentration durch Schaffung eines Verfahrens für die genaue Kontrolle
der Tonerkonzentration, bei dem nur wirksame Tonerteilchen in einem Flüssigentwickler an eine
Elektrode angezogen und dadurch von verschlechterten
bzw. unwirksam gewordenen Tonerteilchen getrennt werden, wodurch die Tonerkonzentration präzise
gemessen und auch der Verschlechterungsgrad des Toners anhand der Flüssigkeit bestimmt werden kann,
die nach dem Anziehen der normalen oder wirksamen Tonerteilchen an die Elektrode zurückbleibt.
Diese Aufgabe wird durch die im Patentanspruch I gekennzeichneten Merkmale und Maßnahmen gelöst.
Es wird also ein Teil des Flüssigentwicklers abgetrennt und in eine Meßzelle eingeführt, wobei aufgeladene
Tonerteilchen durch Anlegung eines elektrischen Felds zwischen im Flüssigentwickler angeordneten Elektroden
an ein Meßelement angezogen und an diesem /um Anhaften gebracht werden und wobei diese Tonerteilchen
von den verschlechterten bzw. unwirksamen Tonerteilchen getrennt werden, die nicht an das
Meßelement angezogen werden und an diesem haften. Als Meßelement kann ein beliebiges Element verwendet
werden, das Tonerteilchen anzuziehen vermag. Beispielsweise kann ein elektrisch leitendes Element
benutzt werden, auf dem ggf. ein Film bzw. Überzug aus einem dielektrischen Material ausgebildet ist. Zudem
kann dieses Meßelement aus einem durchsichtigen oder reflektierenden Material bestehen. Im allgemeinen wird
das Meßelement in Abhängigkeit vom jeweiligen Meßverfahren gewählt. Beispielsweise können Tonerteilchen
unmittelbar an eine als Meßelement dienende, bewegbare An/.iehungselcktrode oder an ein bewegbares,
sieb- bzw. gitterartiges Element angezogen werden, das in der Nähe oder in Anlage an der Oberfläche einer
festen oder bewegbaren Anziehungselektrode angeordnet ist. Das Meßelement. an dem die Tonerteilchen
anhaften, wird zu einer Meßzone überführt, die so angeordnet ist, daß sie durch den Flüssigentwickler
nicht verunreinigt werden kann. Sodann wird die Menge der am Meßelement haftenden Tonerteilchen auf
zweckmäßige Weise gemessen. Beispielsweise wird das
Meßelement durch eine Lichtquelle bestrahlt, wobei die Intensität der reflektierten oder durchgelassenen
Strahlung bestimmt und die Tonerkonzentration im Flüssigentwickler entsprechend eingestellt wird. Die
Einstellung der Tonerkonzentration erfolgt durch Bestimmung oder Messung der Tonermenge und
Einstellung der Tonermenge auf einen solchen Wert, daß eine geeignete Tonerkonzentration erreicht wird.
Beim Verfahren zur Einstellung der Tonerkonzentration kann eine scheinbare Erhöhung der Tonerkonzentration
aufgrund verschlechterter bzw. unwirksam gewordener Tonerteilchen oder aufgrund eines Meßfehlers,
der durch das Eindringen von zusammengeballten Tonerteilchen in das Meßsystem hervorgerufen
wird, wirksam vermieden werden, und die effektive Tonerkonzentration kann unmittelbar gemessen werden. Da zudem die Tonerkonzentration in dem nach
dem Anziehen der aufgeladenen Tonerteilchen zurückbleibenden Rest-Flüssigentwickler gemessen wird, kann
der Verschiechterungsgrad der Tonerteilchen ermittelt
werden, so daß sich der Zeitpunkt für das Auswechseln
des verbrauchten Flüssigentwicklers gegen einen frischen Flüssigentwickler leicht bestimmen läßt Für die
Messung der Konzentration kann eine photoelektrische Reflexions- oder eine Durchlässigkeits-Umwandlung
angewandt werden. Im letzteren Fall muß jedoch ein sieb- oder gitterförmiges Element, gegen welches die
Tonerteilchen angezogen werden, oder eine bewegbare Anziehungselektrode aus einem lichtdurchlässigen
Werkstoff bestehen.
der Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigt
Fig. t eine schematische Darstellung einer Konzen-
irationsmeßvorrichtung mit Merkmalen nach der
Erfindjng welcher ein elektrisches Meßverfahren zugrundeiiegt.
F i g. 7 einen Schnitt längs der Linie A -A in F i g. I zur
Veranschaulichung des Hauptteils der Vorrichtung gemäß Fig. I,
F i g. 3 eine schematische Darstellung einer abgewan delten Konzentrationsmeßvorrichtung, welcher ein
optisches Reflexionsmeßverfahren zugrundeiiegt.
F i μ. 4 cine schcmalische Darstellung einer weiter
abgehandelten Konzentrationsmeßvoriichtung. die auf
der Grundlage eines optischen Durchlässigkeitsmeßverfahrens arbeitet, und
Fig. 5 eine schematische Darstellung einer Ausführungsform
der Vorrichtung zur Messung der verschlechterten bzw. verbrauchten Tonerteilchen in dem
nach der Messung der wirksamen Tonerteilchen zurückbleibenden Flüssigentwickler.
In den Figuren sind einander entsprechende Kaute,Ic
mit jeweils gleichen oder ähnlichen Bczugsziffern bezeichnet.
Bei der in den F i g. I und 2 dargestellten Ausfüh rungsform der Erfindung wird ein Teil des Flüssigentwicklers
über ein Flüssigenlwickler-Zufuhrrohr 2 vom
Mittelteil eines Flüssigkeit-Speiserohrs 1 für die Fördt.inig des Flüssigentwicklers von einem entsprechenden Behälter zu einem Entwicklerkopf in eine
Meßzellc 3 eingeführt. Nachdem die Tonerkonzentration in der Meßzdle 3 gemessen worden ist, wird der
Flüssigentwickler über eine Austragleitung 4 zum Speiserohr I zurückgeführi. Bei der dargestellten
Meßvorrichtung besteht die Meßzelle 3 aus einer drehbaren, scheibenförmiger Elektrode 6, die an der
Seitenwand eines isolierten Behälters bzw. Gefäßes 5 gelagert und gehaltert ist. Bei der dargestellten
Ausführungsform wirkt die scheibenförmige Elektrode 6 als Meßelement. Die scheibenförmige Elektrode 6
besteht aus einem elektrisch leitenden Material, wie Gold. Silber, Kupfer oder Aluminium, oder sie ist in der
Weise ausgebildet, daß ein solches leitendes Metall auf die Oberfläche eines Isoliermaterials aufgetragen ist.
Die scheibenförmige Elektrode 6 wird über eine Welle 7 von außen her manuell oder mit Hilfe eines nicht
dargestellten Elektromotors in Drehung versetzt. Auf die der Elektrode gegenüberliegende Fläche des
Gefäßes 5 ist eine elektrisch leitende Platte 8 aufgebracht, während der dieser Platte 8 zugewandte
Teil der scheibenförmigen Elektrode 6 an der Oberfläche mit einem Isolierfilm 9 belegt ist. Die
elektrisch leitende Platte 8 kann ebenfalls aus einem Metall, vorzugsweise aus Kupfer, Messing oder
Aluminium bestehen. Zwischen Elektrode 6 und Platte 8 wird von einer Stromquelle 10 her über einen
Umschalter 11 zur Bildung eines elektrischen Felds eine
elektrische Spannung von etwa 5000 V/cm angelegt Über der scheibenförmigen Elektrode 6 ist ein
Oberflächenpotentialdetektor 12 derart angeordnet daß er dem Isolierfilm 9 zugewandt ist
Bei der dargestellten Ausführungsform wird die Tonerkonzentration wie folgt gemessen: Zunächst wird
ein in die Zufuhrleitung 2 eingeschaltetes Ventil Kl geöffnet und ein in die Austragleitung 4 eingeschaltetes
Ventil V2 geschlossen, um einen Teil des Flüssigentwicklers aus dem Speiserohr 1 in das Gefäß 5 der
Meßzelle 3 einzuführen. Dabei wird der Flüssigentwick-
ler in vorbestimmter Menge und vorzugsweise in solcher Menge in das Gefäß eingeleitet, daß die untere
Hälfte der scheibenförmigen Elektrode 6 in den Flüssigentwickler eintaucht, worauf das Ventil Kl
geschlossen wird. Wenn durch Umlegen des Umschalters 11 gegen seinen Kontaktteil a von der Stromquelle
10 her eine Spannung zwischen die scheibenförmige
Elektrode 6 und die elektrisch leitende Platte 8 angelegt wird, werden die wirksamen Tonerteilchen im Flüssigentwickler
entsprechend ihrer Popularität gegen die Elektrode 6 angezogen bzw. zu ihr hin verlagert, wobei
sie am Isolierfilm 9 anhaften. Sodann wird der Umschalter 11 auf den Kontakt b umgelegt, um das
elektrische Feld zwischen der Elektrode 6 und der Platte 8 aufzuheben und diese Teile somit an Masse zu legen.
Hierauf wird die scheibenförmige Elektrode 6 beispielsweise mit einer Dreh/iihl von 3 U/min langsam in
Drehung versetzt und aus dem Flüssigentwickler herausbewegt, während die Tonerteilchen an der
Oberfläche des Isolierfilms 9 haften. Wenn der mit Tonerteilchen beladene Isolierfilm der scheibenförmigen
Elektrode 6 in der Position des Oberflächenpotentialdetektors 12 ankommt, wird die Größe der Ladung
der anhaftenden Tonerteilchen durch diesen Detektor gemessen und duruh eine elektrische Schaltung 13 mit
einem Verstärker und dgl. abgegriffen. Bevor die scheibenförmige Elektrode 6 bei ihrer Drehung wieder
in den Flüssigentwickler eintaucht, werden die gemessenen, anhaftenden Tonerteilchen mit Hilfe einer Abstreifklinge
14 vom Isolierfilm 9 abgestreift.
Das von der elektrischen Schaltung 13 gelieferte Ausgangssignal wird einer nicht dargestellten Steuerschaltung
zur automatischen Zufuhr von Tonerteilchen zum Flüssigentwickler zugeleitet.
Die Ausführungsform gemäß F i g. 1 eignet sich ohne zusätzliche Mittel für einen flüssigen Farbentwickler.
Bei der in F i g. 3 dargestellten Ausführungsform sind zwei ortsfeste Elektroden vorgesehen, wobei die
Tonerkonzentration schließlich auf optischem Wege gemessen wird. Bei dieser Meßvorrichtung sind zwei
einander gegenüberstehende Elektroden 6' und 8' an den einander gegenüberliegenden Seitenwänden eines
Behälters bzw. Gefäßes 5 befestigt, wobei eine elektrische Spannung von einer Stromquelle 10 her zur
Bildung eines elektrischen Felds über einen Umschalter
11 zwischen diese Elektroden anlegbar ist. Ein endloses,
sieb- bzw. gitterförmiges Element 15 ist bewegbar in Berührung oder nahezu in Berührung mit einem der
Elektrode 8 zugewandten Teil der Oberfläche der Elektrode 6' derart angeordnet, daß die aufgeladenen
Tonerteilchen gegen dieses Gitterelement 15 angezogen werden und an ihm anhaften. Das Gitterelement 15
besteht aus einem flexiblen Werkstoff, der gegenüber dem Entwickler stabil ist, beispielsweise aus Spezialpapier,
Polyurethan, Polyäthylen, Nylon, Polyester oder Fluorkautschuk. Dieses Siebelement 15 wird manuell
oder durch eine elektrische Einrichtung in der durch den Pfeil angedeuteten Richtung über Leitrollen 16 bewegt.
Auf der Bewegungsbahn des Siebelements 15 ist eine optische Einrichtung zur Messung der Konzentration
der am Element 15 haftenden Tonerteilchen angeordnet Diese optische Einrichtung umfaßt eine Lichtquelle
17, eine Linse 18 zum Sammeln des Lichtstrahls von der Lichtquelle 17 sowie ein photoelektrisches Wandlerelement
19 zur Umwandlung der vom Siebelement 15 reflektierten Strahlen in elektrische Signale. Die
Ausgangssignale des photoelektrischen Wandlerelements 19 werden einem an sich bekannten Anzeigegerät
oder einer Tonerkonzentration-Einstellvorrichtung zugeführt, so daß die gemessene Tonerkonzentration
angezeigt wird und die Zufuhr bzw. das Nachfüllen von Toner automatisch erfolgen kann. Beim Meßvorgang
wird der Umschalter 11, wie vorher in Verbindung mit der ersten Ausführungsform beschrieben, auf seinen
Kontakt b umgelegt.
Bei der Ausführungsform gemäß Fig.3 sind zwei
Elektroden 6' und 8' an den einander zugewandten Innenflächen der Seitenwand des Gefäßes 5 befestigt.
Die eine Elektrode 6' kann wahlweise an einem endlosen Band oder Riemen angebracht sein, so daß sie
bewegbar ist und nach dem Anhaftenlassen der
Tonerteilchen aus dem Inneren des Gefäßes 5
is herausgeführt werden kann, um die Tonerkonzentration
mit Hilfe der optischen Einrichtung gemäß Fig. 3 zu
messen.
Bei Verwendung der Ausführungsform gemäß F i g. 3 für einen flüssigen Farbentwickler muß zur Verbesserung
des Signal/Rauschen-Verhältnisses ein Komplementärfarbfilter unmittelbar vor dem photoelektrischen
Wandlerelement 19 angeordnet werden.
Fig.4 veranschaulicht eine Ausführungsform, bei welcher die Tonerkonzentration nach einem Durchlässigkeitsmeßverfahren
ermittelt wird. Dabei besteht eine Anziehungselektrode aus einer drehbaren Hülse oder
Trommel 6" aus einem lichtdurchlässigen, leitfähigen Material, wie NESA-Glas, wobei eine elektrische
Spannung von einer Stromquelle 10 aus mittels eines Umschalters 11 über einen Schleifring 20 anlegbar ist.
Vorzugsweise beträgt die Intensität der angelegten Spannung 1 — 10 χ 103 V/cm und insbesondere
5_ x ι O3 V/cm. Eine Gegenelektrode 8 ist an der
Innenfläche eines Behälters bzw. Gefäßes 5 der Meßzelle 3 angeordnet. Die im Flüssigentwickler
enthaltenen, geladenen Tonerteilchen werden elektrisch gegen die Oberfläche der umlaufenden Trommel 6"
angezogen und an dieser zum Anhaften gebracht. Wenn die Trommel 6" in der durch den Pfeil angedeuteten
Richtung umläuft, werden die je nach der Tonerkonzentration durchgelassenen Strahlen der Lichtquelle durch
ein photoelektrisches Wandlerelement in elektrische Signale umgewandelt. Nach der Messung werden die
Tonerteilchen mittels einer Abstreifklinge 14 von der Oberfläche der Trommel 6" entfernt.
Wenn die Vorrichtung gemäß Fig.4 für einen flüssigen Farbentwickler benutzt wird, muß, ähnlich wie
bei der Ausführungsform gemäß F i g. 3, ein Komplementärfarbfilter unmittelbar vor dem photoelektrischen
Wandlerelement angeordnet werden.
Fig.5 veranschaulicht eine Ausführungsform einer
Vorrichtung zur Messung der Tonerkonzentration in dem nach dem Anhaftenlassen der geladenen Tonerteilchen
bei den vorstehend beschriebenen Ausführungsformen zurückbleibenden Flüssigentwickler und zur
Bestimmung des Verschlechterungsgrads des Toners. Diese Vorrichtung zur Bestimmung der Tonerverschlechterung
ist in die vorher beschriebene Tonerkonzentrations-Meßvorrichtung
eingebaut oder mit dieser in Reihe geschaltet Die Vorrichtung weist einen Behälter bzw. ein Gefäß 21 zur Aufnahme des restlichen
Flüssigentwicklers auf, der über eine oberseitige Öffnung in das Gefäß 21 eingeleitet und nach der
Messung über einen bodenseitigen Auslaß aus dem Gefäß 21 ausgetragen wird. Teile der einander
gegenüberliegenden Seitenwände des Gefäßes bestehen aus durchsichtigen Platten bzw. Scheiben
und 23', wobei eine Bestrahlungseinrichtung mit
eingebauter Lichtquelle und Linse 25 an der Außenseite des Gefäßes 21 an der einen durchsichtigen Scheibe 23
angebaut ist, während an der anderen durchsichtigen Scheibe 23' ein Lichtempfängerelement 26 angebracht
ist. Die Bestimmung des Verschlechterungsgrads des Toners erfolgt in dtr Weise, daß der Rest-Flüssigent
wickler in das Gefäß 21 eingeleitet wird, von der Lichtquelle 24 Lichtstrahlen emittiert werden, die
Menge der vom Lichtempfängerelement 26 empfange nen Lichtstrahlen in ein elektrisches Signal umgewandelt
wird und das elektrische Signal zu einem Anzeigegerät oder einer Meßvorrichtung (nicht dargestellt)
geleitet wird.
Wie aus der vorstehenden Beschreibung hervorgeht, kann die Messung der Konzentration der durch
elektrische Anziehung anhaftenden Tonerteilchen nach dem elektrischen Verfahren unter Verwendung eines
Oberflächenpotentialdetektors oder nach einem optischen Reflexions- öucr DürciiidSäigkciiSvci fäiiicM ciiulgen,
wobei jedes dieser Verfahren nach Belieben anwendbar ist. F.ine Reinigung oder Erneuerung der
Tonerteilchen kann je nach Bedarf erfolgen. Außerdem kann die Tonerkonzentration auf elektrischem Wege
ermittelt werden, indem die Änderungen des elektrischen Widerstands der (an die Elektrode) angezogenen
Tonerteilchen ohne Verwendung des Oberflächenpotentialdetektors gemessen werden. Ebenso ist es
möglich, die TonertOnzentration durch Hindurchleiten
von Lichtstrahlen durch einen verbrauchte bzw. verschlechterte Tonerteilchen enthaltenden Flüssigentwicklers zu messen und die Tonerkonzentration auf der
Außerdem kann die erfindungsgemäße Vorrichtung in Abhängigkeit von der Leistung der Meßeinrichtung,
etwa des photoelektrischen Wandlerelements, mit zweckmäßig gewählten Volumen der Meßstelle und
zweckmäßigem Abstand zwischen zwei einander gegenüberstehenden Elektroden ausgelegt werden, so
daß die Vorrichtung mit einem beliebigen geeigneten Meßempfindlichkeitsbereich ausgelegt sein kann.
Da bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung die Tonerkonzentration dadurch gemessen wird, daß die
aufgeladenen, wirksamen Tonerteilchen in einem Flüssigentwickler zwangsläufig an ein Meßelement
angezogen und an diesem zum Anhaften gebracht werden, eigiic'i sicli uic Ei liMuüfig υ€5Οπυ£Γ3 VOrtCiinäit
zur Anwendung bei einem Flüssigentwickler mit hoher Tonerkonzentration der neuerdings verwendeten Art,
wobei der verschlechterte Toner keinen ungünstigen Einfluß auf die Meßergebnisse hat und die praktische
Tonerkonzentration präzise gemessen werden kann.
Erfindungsgemäß läßt sich somit die Tonerkonzentration sehr genau und in kleinsten Abstufungen messen
und einstellen.
Hierzu 2 Blatt Zeichnungen
Claims (5)
1. Verfahren zur Kontrolle des Gebrauchszustandes eines dispergierte Tonerteilchen enthaltenden
elektrophotographischen Flüssigentwicklers, dadurch gekennzeichnet, daß ein Teil des
Flüssigentwicklers in eine Meßzelle eingeleitet wird, daß in der Meßzelle ein elektrisches Feld erzeugt
wird, daß die elektrisch geladenen Tonerteilchen in Flüssigentwickler unter dem Einfluß des elektrischen
Felds an ein Meßelement angelagert werden, daß das Meßelement mit den daran anhaftenden
Tonerteilchen aus der Meßzelle herausbewegt wird und daß dann auf dem Meßelement die Menge der
angelagerten Tonerteilchen und in der Meßzelle die Dichte der in der Entwicklerflüssigkeit verbliebenen
ungeladenen Tonerteilchen gemessen werden.
2. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 in einer elektrophotographischen
Entwicklungsvorrichtung mit umlaufendem Flussigentwickler, mit einer in einem Nebenströmungsweg
des Flüssigentwicklers liegenden Meßzelle zur Aufnahme eines Teils des Flüssigentwicklers und mit
einer Einrichtung zur Trübungsmessung einer in der Meßzelle benndlichen Entwicklerflüssigkeit, gekennzeichnet durch zwei Elektroden (6, 8), von
denen die eine (8) im Flüssigentwickler in der Meßzelle (3) angeordnet ist und die andere (6) mit
zumindest einem Teil in den in der Meßzelle enthaltenen Flüssigentwickler hineinreicht, durch )«
eine Gleichspannungsquelle HO) zur Herstellung eines elektrischen Felds zwischen den beiden
Elektroden (6, 8), durch ein an der einen Elektrode
(6) angeordnetes, bewegbartes Ivießelement (9), an welches sich die elektrisch geladenen Tonerteilchen J5
im Flüssigentwickler unter dem Einfluß des elektrischen Felds anlagern können, durch eine Einrichtung
(z. B. 7), um den Teil des Meßelements, an dem die
Tonerteilchen anhaften, aus der Meßzelle (3) herauszubewegen, und durch eine Einrichtung (12)
zur Messung der Menge der am Meßelement anhaftenden Tonerteilchen.
3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die eine der beiden Elektroden eine an
einer Innenwand der Meßzelle (3) montierte **>
plattenförmige Elektrode (8) und die andere Elektrode eine scheibenförmige Elektrode (6) ist,
von welcher ein Teil durch Drehbewegung in den in der Meßzelle (3) enthaltenen Flüssigentwickler
eintauchbar ist, daß das Meßelement eine an der scheibenförmigen Elektrode angebrachte Isolierschicht (9) umfaßt und daß die Meßeinrichtung einen
der Isolierschicht gegenüberliegend angeordneten Oberflächenpotentialdetektor (12,13) aufweist.
4. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß beide Elektroden Plattenelektroden
sind, die an gegenüberliegenden Innenwandflächen der Meßzelle (3) montiert sind, daß das Meßelement
ein endloses, sieb- oder gitterförmiges Element (15) ist, das dicht an der einen Plattenelektrode vorbei
bewegbar ist, und daß die Meßeinrichtung eine Lichtquelle (17), die Licht auf das sieb- oder
gitterförmige Meßelement (15) wirft, und ein Lichtempfängerelement (19) zur Aufnahme des vom
Meßelement reflektierten Lichts aufweist.
5. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine der beiden Elektroden eine an
einer Innenwandfläche der Meßzelle angebrachte
Plattenelektrode (18) und die andere Elektrode eine
lichtdurchlässige, elektrisch leitende, drehbare Hülse oder Trommel (6") ist, deren Mantelfläche in den in
der Meßzelle enthaltenen Flüssigentwickler eintaucht und die als Meßelement dient, und daß die
Meßeinrichtung (17,19) eine außerhalb der Trommel angeordnete Lichtquelle, die Licht auf die Trommeloberfläche zu werfen vermag, und ein im Inneren der
Trommel angeordnetes Lichtempfängerelement zum Empfangen des durch die Trommel hindurchtretenden Lichts aufweist.
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