DE2810502A1

DE2810502A1 - Verfahren und einrichtung zum bestimmen der restmenge eines entwicklers

Info

Publication number: DE2810502A1
Application number: DE19782810502
Authority: DE
Inventors: Kunio Hibi; Koichi Noguchi
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 1977-03-10
Filing date: 1978-03-10
Publication date: 1978-09-14
Also published as: DE2810502C2; GB1597753A

Description

DR. BERG DIPL.-ING. STAPF DIPL.-ING. SCHWABS DR. DR. 3ANDMAIR

PATENTANWÄLTE 28 1 Ü S Ü i

Postfach 860245 · 8000 München 86

Anwaltsakte: 28 942 ^q. März 1978

Ricoh Company, Ltd.
Tokyo /Japan

Verfahren und Einrichtung zum Bestimmen der Restmenge eines

Entwicklers

B 0 9 8 3 7 / 0 g 7 2

»(089)988272 Telegramme: Bankkonten: llypo-Bank München 441012285U

988273 B1-:RGSTAPFPATP.NT München (BLZ 70020011) Swift Code: IlYPO I)K MM

9882-74:■·-<·■_■ .".·.-.- -s > <■ ; /<{^TIvUiX: Bayer. Vereinsbank München 453KKHB1.Z 7(X)2(I27O)

*-''' ^; *' "" -'-"·-'■ W2456O BERCi d Piistschcck München 65343-808 (BL/ 70010080)

ORIGINAL INSPECTED

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Anwaltsakte: 28 942

Beschreibung

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Einrichtung zum Bestimmen der Restmenge eines Entwicklers, und betrifft insbesondere ein Verfahren und eine Einrichtung, um das Vorhandensein oder Fehlen eines Entwicklers in einem Entwicklungsbehälter zu fühlen, um Entwickler zuzuführen, oder um dessen Restmenge in einem derartigen Behälter zu bestimmen.

Bei einer mit Trockenentwickler arbeitenden Entwicklungseinrichtung in einem elektrophotographischen Kopiergerät muß beispielsweise fortlaufend ein Entwickler einer Entwicklungsstation zugeführt werden, um den Verbrauch an Entwickler auszugleichen, der zum Kopieren erforderlich ist, um dadurch den Schwärzungsgrad der durch Kopieren geschaffenen Bilder oder Abbilder konstant zu halten. Umdieser Forderung zu genügen, ist es wesentlich, daß der Entwickler in dem Entwicklungsbehälter immer vorhanden ist. Wenn der Behälter leer wird, dann sollte das Fehlen des Entwicklers gefühlt werden, und der Behälter sollte sofort mit frischem Entwickler aufgefüllt werden. Hierbei ist es jedoch ausgesprochen schwierig, die Restmenge des Trockenentwicklers in dem Behälter genau zu bestimmen und anzuzeigen, da dieser Entwickler dazu neigt, feste Massen bzw. Klumpen zu bilden. Bei einem bekannten Verfahren zum Bestimmen der Restmenge des Entwicklers ist der Behälter aus einem transparenten

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durchsichtigen Material hergestellt, so daß die Bedienungsperson die Restmenge visuell bestimmen und überprüfen kann. Da jedoch die Bedienungsperson nicht in der Lage ist, die Restmenge des Entwicklers ständig zu überwachen, ist dadurch nicht gewährleistet, daß mit diesem Verfahren die Restmenge genau bestimmt werden kann.

Es sind schon Vorschläge unterbreitet worden, verschiedene Verfahren zum Fühlen des Vorhandenseins oder Fehlens eines . Entwicklers anzuwenden, die in Abhängigkeit von der Art des zu verarbeitenden Entwicklers unterschiedlich ausgelegt sind. Beispielsweise wird bei einem Verfahren das Gewicht desBehälters gemessen, um das Vorhandensein oder Fehlen eines Entwicklers zu fühlen; bei einem anderen Verfahren wird der Flüssigkeitspegel in dem Behälter festgestellt, wenn der Entwickler flüssig ist; bei wieder einem anderen Verfahren wird ein Permanentmagnet zum Bestimmen der magnetischen Anzugskraft des Entwicklers verwendet, wenn der Entwickler einen magnetischen Träger enthält, und bei noch einem weiteren Verfahren wird eine Änderung in der Impedanz zwischen einer an dem Behälter angebrachten Elektrode und der Wandung des Behälters ausgenutzt. Diese herkömmlichen Verfahren weisen jedoch alle Nachteile auf. Eine genaue Bestimmung der Restmenge eines Entwicklers wird bei dem Verfahren, bei welchem das Gewicht des Behälters gemessen wird, durch mechanische Schwingungen, bei dem Verfahren, bei welchem der Flüssigkeitspegel gefühlt wird, durch Schwankungen des Flüssigkeitspegels, und bei dem

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Verfahren, bei welchem eine magnetische Anziehungskraft eines Dauermagneten zur Bestimmung benutzt wird, wenn die Restmenge des Entwicklers einen Wert erreicht, bei welchem weiterer Entwickler dem Behälter zugeführt werden muß, durch die fehlende Fließfähigkeit des Entwicklers verhindern.

Das Verfahren, bei dem die magnetische Anziehungskraft eines Dauermagneten, der in der Nähe eines Tonerbehälters angebracht ist, bei magnetischem Entwickler ausgenutzt wird, hat zusätzlich zu dem vorerwähnten Nachteil die Nachteile, daß verschütteter Entwickler an dem Magnet haftet und dessen Anziehungskraft schwächer wird, so daß es zu einer Fehlanzeige kommt und daß

somit di-^e Anziehungskraft des Magneten dieFließfähigkeit des Entwicklers störend beeinträchtigt. Bei einem magnetischem Entwickler kann ein den Magnetismus fühlender Schalter, auf welchen die von dem Magneten ausgehenden magnetischen Kraftlinien einwirken, zum Bestimmen der Restmenge des Entwicklers verwendet werden. Jedoch weist auch dies Verfahren die bei der Verwendung eines Magneten festgestellten Nachteile auf.

Die Erfindung soll daher ein Verfahren und eine Einrichtung schaffen, um automatisch und genau die Restmenge eines Entwicklers (in einem Entwickler) zu bestimmen, bei welchen die vorerwähnten Nachteile beseitigt sind. Ferner soll gemäß der Erfindung ein Verfahren und eine Einrichtung zum Bestimmen der Restmenge eines Entwicklers geschaffen werden, welche magnetisch die Restmenge des Entwicklers mit zumindest einer elektromagnetischen Spule bestimmen. _ -ι ι _

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Hierbei beruht die Erfindung auf der Erkenntnis, daß, wenn der Entwickler ein solcher ist, welcher einen magnetischen Träger enthält, oder in welchem der Toner selbst magnetisch ist (diese beiden Entwicklerarten werden nachstehend als magnetischer Entwickler bezeichnet), die Induktivität einer elektromagnetischen Spule Änderungen erfährt, wenn es zu Veränderungen in der Restmenge des magnetischen Entwicklers kommt oder wenn der magnetische Entwickler erschöpft ist. Das Vorstehende wird dadurch erreicht, daß die Änderungen in der Induktivität einer elektromagnetischen Spule ausgenutzt werden, was Veränderungen in der Schwingungsfrequenz eines Oszillators zur Folge hat, so daß die Restmenge des magnetischen Entwicklers anhand der Frequenz des Oszillators bestimmt werden kann.

Insbesondere sind bei der Erfindung, bei welcher Änderungen in der Induktion bzw= in der Induktivität einer elektromagnetischen Spule ausgenutzt werden, die vorstehend angeführten Nachteile des Verfahrens vermieden, bei welchem die magnetischen Kraftlinien eines Dauermagneten gefühlt werden, und es sind ausgezeichnete Ergebnisse erzielbar, um das Vorhandensein oder Fehlen eines magnetischenEntwicklers zu fühlen oder um dessen Restmenge in einem Entwxcklungsbehälter zu bestimmen.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand von bevorzugten Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die anliegenden Zeichnungen im einzelnen erläutert. Es zeigen:

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Fig. 1 eine schematische Ansicht eines Zuführsystems für magnetischen Entwickler, bei welchem die Erfindung vorgesehen ist;

Fig. 2 exneAusfuhrungsform einer Schaltung der Einrichtung zur Bestimmung der Restmenge eines magnetischen Entwicklers;

Fig. 3 eine perspektivische Ansicht einer Einrichtung, welche eine Fühlspule zum Bestimmen der Restmenge eines Entwicklers in einem Entwicklerbehälter aufweist;

Fig. 4 eine Seitenansicht der in Fig. 3 dargestellten Einrichtung;

Fig. 5 eine der Fig. 4 ähnliche Ansicht, wobei jedoch eine Ausführungsform der Einrichtung gemäß der Erfindung gezeigt ist;

Fig. 6 eine der Fig. 5 entsprechende Teilansicht einer weiteren Ausführungsform derErfindung;

Fig. 7 eine der Fig. 6 entsprechende Ansicht noch einer anderen Ausführungsform derErfindung;

Fig. 8 im Schnitt eine Seitenansicht noch einer weiteren Ausführungsform ;

Fig. 9 im Schnitt eine Seitenansicht noch einer anderen Ausführungsform; . „ .

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Fig. 10 eine Schnittansicht entlang der Linie X-X inFig. 1;

Fig. 11 eine Schnittansicht, in welcher ein Nachteil einer Einrichtung gezeigt wird, die bezüglich der Erfindung keine Bedeutung hat;

Fig.12 eine schematische Seitenansicht noch einer weiteren Ausführungsform;

Fig. 13 u.14 Schnittansichien von zwei weiteren Ausführungsformen;

Fig. 15 eine Ansicht zur Erläuterung der Beziehung zwischen dem einen Behälter feststellenden Schalter und einem Behälter; und

Fig. 16 eine Ausführungsform der Schaltung der Einrichtung, um mittels des in Fig. 15 dargestellten Fühlschalters einen Behälter zu fühlen, und der Einrichtung zum Fühlen des Vorhandenseins und Fehlens eines Entwicklers in dem Behälter.

Die Erfindung wird nunmehr anhand von verschiedenen Ausführungsformen beschrieben, die in den Figuren dargestellt sind. In Fig. 1 enthält ein Entwicklerbehälter 1 aus einem nicht magnetischen Material einen magnetischen Entwickler 2, welcher nach und nach durch einen Entwickler-Ausgabemechanismus 3 abgegeben wird, der am Auslaß am unteren Ende des Behälters 1 angebracht

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ist und wobei der Entwickler einer nicht dargestellten Entwicklungsstation eines Kopiergeräts zugeführt wird. An dem Außenumfang des unteren Teils des Behälters 1 ist eine Fühlspule L angebracht, mittels welcher dieRestmenge des Entwicklers 2 in dem Behälter 1 bestimmbar ist. Am oberen Ende des Behälters 1 ist eine öffnung 4 ausge bildet und ein Deckel vorgesehen, so daß der Behälter 1 nach Abnahme des Deckels mit einem Entwickler gefüllt werden kann, wenn der Entwickler in dem Behälter 1 erschöpft ist.

Die Fühlspule L, welche ein Resonanzelement eines Oszillators ist, ist beispielsweise mit in Fig. 2 dargestellten Kondensatoren C1 und C2 verbunden und bildet zusammen mit einem Transistor Q einen Colpitt'sehen Oszillator 5. Die Induktivität der Fühlspule L ändert sich entsprechend dem Vorhandensein oder Fehlen des magnetischen Trägers oder des magnetischen Toners des Entwicklers 2 oder entsprechend dessen Restmenge, und dieSchwingungsfrequenz des Oszillators 5 ändert sich dann dementsprechend. DieSchwingungsfrequenz ist niedrig, wenn der Entwickler 2 in dem Behälter 1 vorhanden ist, und wird hoch, wenn die Entwicklermenge weniger wird. Der Grund, weshalb nichtmagnetisches Material bei dem Behälter 1 verwendet ist, ist der, daß, wenn magnetisches Material hierzu verwendet würde, die Induktivität klein würde oder keine Veränderungen aufweisen würde. Der Behälter 1 sollte daher aas einem isolierenden, nichtmagnetischen Material hergestellt sein, um die Dämpfung am Ausgang des Oszillators 5 zu vermindern.

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Der Ausgang des Oszillators 5 wird über einen Kopplungskondensator 3 an einen Demodulator 6 übertragen, welcher eine integrierte Schaltung NE565A mit phasenstarrer Schleife (eine Handelsbezeichnung der Signetics Corporation) aufweist, die vorgesehen ist, um den Unterschied zwischen einer Frequenz f1, welche durch die Zeitkonstante einer Schaltung aus einem veränderlichen Widerstand VR1 und einem Kondensator C 4 festgelegt ist, und einer Frequenz f2, die in der integriertenSchaltung durch den Kopplungskondensator C3 eingestellt ist, in einen Gleichstrom umzusetzen. Die Frequenz f1 wird auf einen solchen Wert eingestellt, daß der Ausgang des Modulators 6 durch den veränderlichen Widerstand VR1 auf einen niedrigen Pegel gebracht wird, wenn der Entwickler 2 in dem Behälter 1 vorhanden ist, und auf einen hohen Pegel gebracht wird, wenn der Entwickler verbraucht ist. Erforderlichenfalls kann jedoch die Frequenz f1 auch auf irgendeinen anderen Wert eingestellt werden.

Der Ausgang des Modulators 6 wird durch einen Verstärker 7 gepuffert und an einen Integrator 8 übertragen, welcher die Ausgangsspannung des Verstärkers fühlt, wobei ein Rauschen entfernt wird, das aufgrund der geringen Fließfähigkeit des Entwicklers 2 auftritt und ein der Restmenge des Entwicklers entsprechendes Fühlsignal erzeugt wird.

Bei der Erfindung wird die Restmenge des magnetischen Entwicklers aufgrund von Veränderungen in der Schwingungsfrequenz bestimmtj zu welchen es aufgrund von Änderungen in der Induktivität der Fühlspule L kommt. Infolgedessen kann mit der Erfindung

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die Bestimmung genau und wirksam durchgeführt werden, ohne daß der Fluß des Entwicklers beeinträchtigt wird. Bei Verwendung eines Magneten, der in der Nähe eines Entwicklerbehälters angeordnet ist, müßte eine Einrichtung verwendet werden, um einen magnetischen Entwickler umzurühren, da der magnetische Entwickler durch die magnetische Anziehungskraft des Magneten beeinflußt und an einer bestimmten Stelle gehalten würde. Bei der Erfindung kann auf eine derartige Rühreinrichtung verzichtet werden. Da dieSchwingungsfrequenz des Oszillators in Abhängigkeit von der Restmenge des Entwicklers feine Änderungen zeigt, kann die Restmenge erforderlichenfalls jederzeit bestimmt werden. Durch Anordnen der Fühlspule L in einer bestimmten, geforderten vertikalen Höhe bezüglich des Behälters 1 kann die Restmenge des Entwicklers bei irgendeinem geforderten Pegel bestimmt werden.

Der Behälter 1 kann von einer nicht dargestellten Halteeinrichtung in einer geneigten Stellung gehalten werden, wie in Fig. 3 dargestellt ist, und kann in Richtung eines Pfeils gedreht werden, um so den Entwickler 3 durch eine am unteren Ende des Behälters 1 ausgebildete Abgabeöffnung 9 ausgeben zu können. Wenn dies der Fall ist, wird der Entwickler 2 durch die Schwerkraft allmählich nach unten bewegt, während dessen Menge geringer wird. Der Entwickler, der auf diese Weise nach unten bewegt wird und sich am Boden des Behälters 1 sammelt, wird durch ein Abgaberohr 10 ausgegeben, welches drehbar gehaltert ist. Der durch dasRohr 10 abgegebene Entwickler wird mit Hilfe eines in dem Rohr 10 angebrachten Verwirbelungsteils11 umgerührt und gemischt, bevor er durch einen Auslaß des Rohrs 10 austritt.

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Wenn daher die Fühlspule L₇ welche ein Teil des Oszillators 5 ist, unmittelbar an dem Außenumfang des untersten Teils des Behälters 1 angebracht ist, in welchem der Entwickler 1 sich sammelt, kann die Restmenge des Entwicklers 2 aufgrund der Schwingungsfrequenz bestimmt werden, die sich ändert, wenn sich die Induktivität der Fühlspule L entsprechend einer Änderung in der Restmenge des Entwicklers 2 ändert.

Wenn daher die Restmenge des Entwicklers 2 klein wird, bildet der Entwickler 2 eine Anhäufung, welche an einer Stelle a angeordnet ist, wie in Fig. 4 dargestellt ist, wenn der Behälter 1 stillstehen bleibt, aber bei der Entwickleranhäufung hat sich gezeigt, daß sie sich infolge des Reibungswiderstandes zusammen mit dem Behälter 1 ein wenig bis zu einer Stelle b bewegt und an der Stelle b bleibt, wenn sich der Behälter 1 dreht. Wenn folglich die Fühlspule 7 unmittelbar bei derStelle a angeordnet wird, würde es zu einer Fehlbedienung (bzw. einer Fehlanzeige) der die Restmenge bestimmenden Einrichtung kommen, da die Einrichtung das Fehlen des Entwicklers 2 anzeigen würde, obwohl die Abgabeeinrichtung wirksam arbeitet und sich der Behälter 1 dreht, und würde das Vorhandensein einer Restmenge anzeigen, wenn der Behälter 1 aufhört sich zu drehen. Diese Schwierigkeit kann dadurch gelöst werden, daß die Fühlspule L an einer Stelle angeordnet wurd, die etwas in Drehrichtung des Behälters 1 bezüglich der Stelle verschoben ist, an welcher sich der Entwickler 2 sammelt, wenn der Behälter 1 stillsteht.

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4% 2 δ i O b ϋ Ί

Wenn sich die Anhäufung 2a des Entwicklers 2, die sich an einer Stelle a ansammelt, wenn der Behälter 1 stillsteht, und die Anhäufung 2b des Entwicklers 2, die sich an einer Stelle b ansammelt, wenn sich der Behälter dreht, teilweise überdecken, wie in Fig. 5 dargestellt ist, kann die Restmenge des Entwicklers 2 ziemlich genau unabhängig davon bestimmt werden, ob der Behälter 1 stillsteht oder ob er sich dreht, wenn eine Fühlspule L¹ so angeordnet ist, daß sie unmittelbar bei dem sich überlappenden Teil der Anhäufung 2a und 2b befindet.

Wenn jedoch die Anhäufung 2a des Entwicklers, die sich an der Stelle a sammelt, wenn der Behälter 1 stillsteht, vollständig getrennt von der Anhäufung 2b des Entwicklers 2 ist, der sich an der Stelle b sammelt, wenn sich der Behälter 1 dreht, kann wegen der Rotationsgeschwindigkeit des Behälters 1 oder des Fließvermögens des Entwicklers 2, wie in Fig. 6 dargestellt ist, das gewünschte Ergebnis erreicht werden, wenn eine Fühlspule L2', die größer als die Fühlspule L¹ ist,verwendet und an einer Stelle angeordnet ist, die etwas bezüglich der Anhäufung 2a versetzt und im wesentlichen der Stelle der in Fig. 5 dargestellten Fühlspule L¹ entspricht.

Wenn jedoch die Größe der Fühlspule L" nicht vergrößert werden soll, kann die Fühlspule L"in zwei Fühlspulen L"a und L"b aufgeteilt werden, wie in Fig. 7 dargestellt ist. Die Spule L"a fühlt dann die Restmenge des Entwicklers 2 hauptsächlich dann, wenn sich der Behälter 1 dreht, und die sich ergebende Induktivität der zwei Fühlspulen L"a und L"b wird dann abgenommen. Durch

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diese Anordnung kann dieselbe Wirkung erreicht werden, die erreicht werden würde, wenn eine einzige Fühlspule verwendet wird. Bei dieser Anordnung ist es auch möglich, die Restmenge genau zu bestimmen, wenn die Restmenge in dem Behälter 1 sehr klein geworden ist.

In dem in Fig. 3 dargestellten Behälter 1 kann vorübergehend ein Hohlraum gebildet werden, unmittelbar nachdem das Abgaberohr 10 sich durch die Entwickleranhäufung gedreht hat, während eine bestimmte Menge des Entwicklers 2 abgegeben wird, wenn die Restmenge desEntwicklers 2 klein wird. Im allgemeinen ist das Abgaberohr 10 so ausgelegt, daß es den Entwickler 2 von dem untersten Teil des angesammelten Entwicklers 2 entnehmen kann. Wenn jedoch die Fühlspule L an einer Stelle angeordnet ist, welche unmittelbar bei der Bahn des vorderen Endes des aufnehmenden Teils des sich drehenden Abgaberohrs 10 angeordnet ist, besteht die Gefahr, daß die Restmenge falsch beurteilt wird, da die Fühlspule L das Fehlen von Entwickler 2 jedesmal dann anzeigt, wenn das Abgaberohr 10 bei seiner Drehbewegung bei der Fühlspule 1 vorbeikommt. Wenn das sich drehende Abgaberohr 10 an einer Stelle stillgesetzt wird, welche sich bei der Fühlspule L befindet, dann besteht die Möglichkeit, daß das Fühlergebnis nicht den tatsächlichen Zustand des Entwicklers anzeigt.

Die vorerwähnte Schwierigkeit kann dadurch gelöst werden, daß die Fühlspule L an einer Stelle angeordnet wird, welche außerhalb der Bewegungsbahn des vorderen Endes des aufnehmenden

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Teils des Entwickler-Abgaberohrs 10 oder einer anderen Abgabeeinrichtung für den Entwickler 2 angeordnet ist, wie in Fig. dargestellt ist. Da die Fühlspule L" an einer Stelle angeordnet ist, welche sich außerhalb der Bewegungsbahn des vorderen Endes des Entwickler-Aufnahmerohrs 10 befindet, wird die Spule L" nicht durch einen Hohlraum beeinflußt, welcher vorübergehend in dem Bereich des sich drehenden Abgaberohrs 10 geschaffen würde, und die Restmenge des Entwicklers 2 in dem Behälter 1 kann genau bestimmt werden, wobei es nicht darauf ankommt, wo das Abgaberohr 10 angehalten wird.

Vorzugsweise ist die Fühlspule L" an einer Stelle angeordnet, wo sie in axialer Richtung bezüglich des aufnehmenden Teils des Abgaberohrs 10 etwas nach oben versetzt ist, wobei die Notwendigkeit berücksichtigt ist, die Leistungsfähigkeit zu erhöhen, mit welcher der Entwickler 2 abgegeben werden kann.

Bei der in Fig. 1 dargestellten Anordnung, bei welcher der Behälter 1 aufrecht stehend angeordnet ist und der Entwickler

2 durch den Boden des Behälters 1 mittels des Abgabemechanismus 1 abgegeben wird, kann dieselbe Wirkung, wie sie vorbeschrieben ist, erreicht werden, indem die Fühlspule L an einer Stelle angeordnet ist, welche sich etwas oberhalb des Abgebemechanismus

3 befindet.

Bei einer Entwickler-Abgabeeinrichtung mit einem austauschbaren Entwicklerbehälter ist nachteilig, daß der abgegebene Entwickler aus dem Entwicklerbehälter in der Entwicklungsstation

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herausfällt, wenn der Ersatzbehälter nicht genau in die vorbestimmte Lage gebracht wird, da die Abgabeöffnung des Ersatzbehälters noch nicht in den Entwicklerbehälter eingerastet ist.

In Fig. 9 wird ein elektrostatisches latentes Bild auf einem nicht dargestellten photoleitenden Teil mittels des Entwicklers in einem Entwicklerbehälter 12 entwickelt. So, wie der Entwickler 2 bei einem Entwicklungsvorgang verbraucht wird, wird dem Behälter 12 frischer Entwickler 2 von dem Entwicklerbehälter 1 aus zugeführt.

Wenn der Entwicklerbehälter 1 in einer schrägen Lage angebracht ist, wie in Fig. 9 dargestellt ist, ist das Abgaberohr 10 an der Abgabeöffnung im unteren Teil.des Behälters 1 angebracht, und der Behälter 1 sowie das Abgaberohr 10 sind so gehaltert, daß sie relativ zueinander drehbar sind. Wenn das Abgaberohr 10 gedreht wird, wird der Entwickler, der sich an der untersten Stelle des Behälters 1 befindet, von dem aufnehmenden Teil des Rohrs 10 aufgenommen und durch die Abgabeöffnung des Behälters dem Entwicklungsbehälter 12 zugeführt, wobei der Entwickler umgerührt und durch das Verwirbelungsteil 11 gut gemischt wird, während er durch das Rohr 10 läuft.

Die Fühlspule L ist an einer Stelle angeordnet, an welcher sie (L) unmittelbar an dem äußeren Umfang des unteren Teils des Behälters T angeordnet ist, und die Restmenge des Entwicklers 2 in dem Behälter 1 wird aufgrund von Veränderungen in der Schwingungsfrequenz des Oszillators gefühlt, zu denen es aufgrund von

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Änderungen in dem Wirkleitwert der Spule L kommt.

Die Spule L ist an einer vorgegebenen Stelle angebracht und in einer vorbestimmten Lage angeordnet, selbst wenn der alte Behälter 1 durch einen neuen Behälter 1 ersetzt wird, indem in Richtung der Pfeile der alte Behälter entnommen und der neue eingesetzt wird.

Wenn der Entwickler in dem Behälter 1 erschöpft ist, dann zeigt die Schwingungsfrequenz des Oszillators 5 an, daß in dem Behälter 1 kein Entwickler mehr vorhanden ist. Wenn der leere Behälter 1 durch einen neuen Behälter 1 ersetzt wird, der eine vorbestimmte Menge Entwickler enthält, wird das Vorhandensein des Entwicklers durch die Fühlspule L gefühlt, und ein Vorhandensein von Entwickler in dem Behälter 1 wird entsprechend angezeigt.

Wenn der neue Ersatzbehälter 1 nicht in der richtigen Lage eingesetzt ist, ist die Spule L in einem Abstand, welcher größer als ein vorbestimmter Abstand ist, von dem Außenumfang des Behälters 1 angeordnet. Wenn ein größerer Abstand als der vorbestimmte Abstand zwischen der Spule L und dem Behälter 1 besteht, kann die Spule 1 unmöglich den von dem Entwickler ausgehenden Magnetismus fühlen und dieser Fall entspricht dann dem Fall, daß kein Entwickler in dem Behälter 1 vorhanden ist. Infolgedessen erfolgt eine Anzeige, daß kein Entwickler vorhanden ist. Wenn es möglich ist, entweder visuell oder durch Wiegen des Behälters festzustellen, daß der Ersatzbehälter 1 Entwickler ent-

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hält, kann die Bedienungsperson den Fehler feststellen, daß nämlich das Fehlen des Entwicklers angezeigt wird, obwohl Entwickler in dem Behälter vorhanden ist. Anders ausgedrückt, die falsche Anbringung des Ersatzbehälters 1 kann festgestellt werden, so daß die Bedienungsperson den Ersatzbehälter in der richtigen Lage anbringen kann.

Wenn die Fühlspule L an der richtigen Stelle angebracht ist, so daß die Restmenge im Normalfall gefühlt werden kann, wenn der Ersatzbehälter 1 richtig angebracht ist, und das Fehlen des Entwicklers angezeigt wird, wenn der Ersatzbehälter 1 falsch angebracht ist, kann nicht nur die Restmenge des Entwicklers 2 genau bestimmt werden, sondern auch gefühlt werden, ob der Ersatzbehälter in die richtige Lage gebracht ist.

Bei der Fühleinrichtung gemäß der Erfindung ist es vorteilhaft, daß die Fühlspule 1 so geformt ist, daß sie mit der Form des Außenumfangs 1a des Behälters 1 übereinstimmt, so daß der durch die Spule 1 geschaffene magnetische Fluß in ausreichender Weise durch den Entwickler 2 in dem Behälter 1 hindurchgehen kann und den Änderungsgrad der Schwingungsfrequenz des Oszillators 2 erhöhen kann, wozu es durch das Vorhandensein oder Fehlen des Entwicklers 2 kommen würde. Wenn der Behälter 1 eine zylindrische Form hat, hat auch die Spule L eine kreisförmige Form, wie in Fig. 10 dargestellt, um so dem Außenumfang 1a zu entsprechen. Hierdurch ist dann der Außenumfang 1a in Übereinstimmung mit der den Magnetfluß erzeugenden Fläche der Spule 1 gebracht, so daß der Magnetfluß

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durch den Entwickler 2 in dem Behälter 1 hindurchgeht und Änderungen in der Schwingungsfrequenz des Oszillators 5 genau gefühlt werden können. In Fig. 11 ist eine Fühlspule L mit einer Form dargestellt, welche nicht den vorerwähnten Anforderungen entspricht. Bei der Entwxcklungsspule L mit der in Fig. 11 dargestellten Form kann der Magnetfluß nicht in ausreichender Weise durch den Entwickler 2 in dem Behälter 1 hindurchgehen.

Wenn der Behälter 1 keine zylindrische Form hat, muß die Spule L so ausgelegt sind, .laß ihre Form mit der Form des Außenumfangs des Behälters 1 übereinstimmt. Auch kann die Spule L so geformt und angeordnet sein, daß sie mit der gebogenen Oberfläche der Schulter des Behälters 1 übereinstimmt, wie in Fig. 12 dargestellt ist. Wenn die Spule L einen Kern hat, kann der Kern entsprechend geformt sei η _f um mit der Form des Außenumfangs des Behälters 1 überein--. -iMien, wie in Fig. 13 dargestellt ist, in v?eIcher ein Kern 15 c-^E-Typs wiedergebeben ist, dessen äußeres Ende so geformt ist.. ^aT. es mit dem äußeren Umfang 1a des Behälters 1 übereinstru. .-.t, Somit ist der Kern aus einem Material mit einer hohen Permeabilität hergestellt, und durch die Verwendung eines derartigen Kerns wird die Magnetkraft, welche durch den Entwickler in dem Behälter 1 hindurchgeht, erhöht. In Fig. 14 ist eine Ausführungsform dargestellt, in welcher dieSpule L auf den Behälter 1 gewickelt ist. Die inFig. 14 dargestellte Anordnung ist vorteilhaft, da der Magnetfluß auf jeden Fall durch den Entwickler in. dem Behälter hindurch geht.

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Um sicherzustellen, daß eine falsche Anbringung des Behälters 1 gefühlt wird, kann ein in Fig. 15 dargestellter Behälter-Fühlschalter SW verwendet werden. Der Behälter-Fühlschalter SW wird hierbei durch einen neuen Behälter 1 betätigt, der in der richtigen Lage angebracht ist, wenn der alte Behälter 1, welcher leer geworden ist, durch einen neuen Behälter 1 ersetzt wird, der mit Entwickler gefüllt ist, oder durch einen alten Behälter ersetzt wird, in den frischer Entwickler nachgefüllt worden ist. Bei der in Fig. 15 dargestellten Ausführungsform ist der Schalter SW ein Mikroschalter, von welchem ein Kontakt angeschaltet wird, wenn ein Betätigungsteil des Mikroschalters durch die Schulter des Behälters 1 gedrückt wird.

In Fig. 16 ist eine Ausführungsform der Schaltung zum Fühlen des Vorhandenseins oder Fehlens des Entwicklers dargestellt, wobei eine Ausführungsform der Erfindung mit dem in Fig. 15 dargestellten Behälter-Fühlschalter verwendet ist. In Fig. 16 arbeitet ein Flip-Flop 18 alsSpeicher. In dieser Ausführungsform ist das Flip-Flop 18 ein R-S-Flip-Flop mit mehreren Eingängen, bei welchem ein NAND-Glied 22 verwendet ist. Ein S-Eingangsanschluß des Flip-Flops 18 ist über einen Inverter 17 mit einem Detektor 16 zum Fühlen des Vorhandenseins oder Fehlen des Entwicklers verbunden, und ein erster R-Eingangsanschluß ist über einen momostabilen Multivibrator 19 mit dem Behälter-Fühlschalter SW verbunden. Der Fühler 16 zum Fühlen des Vorhandenseins oder Fehlens des Entwicklers weist beispielsweise die in Fig. 2 dargestellte Fühlschaltung auf.

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Der Schalter SW ist über einen Widerstand R mit einer Gleichspannungsquelle Vcc verbunden. Der monostabile Multivibrator dieser Ausfuhrungsform weist ein NAND-Glied 20, eine Verzögerungsschaltung aus einem Widerstand R1, der zwischen einen Eingangsanschluß des NAND-Glieds und den Schalter SW geschaltet ist, und aus einem Kondensator C1₍ und einer Inverter 21 auf, der zwischen den anderen Eingangsanschluß des NAND-Glieds 20 und den SchalterSW geschaltet ist. Wenn der Behälter 1 in der vorbestimmten Stellung eingebracht ist, wie sie inFig. 15 dargestellt ist, oder wenn derSchalter SW angeschaltet ist, befindet sich ein Eingang des NAND-Glieds auf einem hohen Pegel und sein anderer Eingang ist auf einem niedrigen Pegel, so daß der Ausgang des NAND-Glieds 20 auf einem hohen Pegel liegt. Solange dann der Behälter 1 der vorbestimmten Lage angebracht ist, wird das Flip-Flop 18 durch den monostabilen Multivibrator 19 nicht zurückgestellt.

Der Entwickler 2 in dem Behälter 1 soll nun einen Pegel erreichen/ bei welchem weitererEntwickler zugeführt werden muß. Der Ausgang des Integrators der in Fig. 2 dargestellten Fühlschaltung wird dann beispielsweise von dem Detektor 16 aus an den Inverter 17 übertragen, oder es wird ein Signal mit einem hohen Pegel erzeugt, welches das Erschöpftsein des Entwicklers anzeigt. DiesSignal wird dann mittels des Inverters 17 invertiert und an den S-Eingangsanschluß des Flip-Flops 18 angelegt, wodurch das Flip-Flop 18 gesetzt wird und einen Q-Ausgang mit einem hohen Pegel abgibt und eine nicht dargestellte Lampe, einen

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Summer oder eine andere Anzeigeeinrichtung anschaltet. Das Ausgangssignal des Flip-Flops 18 kann auch als Steuersignal verwendet werden, um ein Kopieren zu verhindern. Aufgrund der Speicherwirkung des Flip-Flops 18 wird der Q-Ausgangsanschluß auf dem hohen Pegel gehalten, selbst wenn das Signal, das das Fehlen von Entwickler anzeigt, anschließend wieder verschwindet oder wieder anliegt.

Wenn der leere Behälter 1 aus seiner normalen Stellung entnommen wird, um ihn entsprechend einer von der Anzeigeeinrichtung abgegebenen Anzeige, daß der Entwickler in dem Behälter verbraucht ist, mit frischem Entwickler _Zu füllen, dann wird der Schalter SW abgeschaltet. In dem monostabilen Multivibrator 19 wird der Kondensator C1 über den Widerstand R1 geladen und ein Eingangsanschluß des NAND-Glieds 20 wird auf einen hohen Pegel gebracht. Da jedoch der Ausgang des Inverters 21 zu diesem Zeitpunkt auf einem niedrigen Pegel liegt, bleibt der Ausgang des NAND-Glieds 20 auf einem hohen Pegel. Das heißt, das Herausnehmen des leeren Behälters 1 führt nicht zu einemRückstellen des Flip-Flops

Wenn ein neuer Behälter 1, der mit Entwickler 2 gefüllt ist, oder der alte Behälter 1, in welchen frischerEntwickler eingefüllt wird, in der vorbestimmten, in Fig. 15 dargestellten Lage angebracht ist, dann wird der Schalter SW wieder angeschaltet, und die Ladung auf dem Kondensator C1 wird über den Widerstand R1 und den Schalter SW entfernt. Mit anderen Worten, wenn der Schalter SW geschlossen wird, wird ein Eingangsanschluß

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des NAND-Glieds 20 nicht unmittelbar auf einen hohen Pegel gebracht und bleibt für eine bestimmte Zeit auf dem niedrigen Pegel, und sein anderer Eingangsanschluß wird durch den Inverter 21 auf einen hohen Pegel gebracht, so-bald der Schalter SW geschlossen wird. Deswegen sind die zwei Eingänge des NAND-Glieds 20 vorübergehend auf einen hohen Pegel gebracht, und ein Impuls mit einem niedrigen Wert wird als ein Ausgang des NAND-Glieds an das Flip-Flop 18 angelegt, um dieses zurückzusetzen.

Folglich wird das Flip-Flop 18 automatisch zurückgesetzt, wenn der Behälter 1 in der vorbestimmten Stellung angebracht ist, nachdem er mit frischem Entwickler gefüllt worden ist, und das Flip-Flops 18 bleibt in seiner Ausgangsstellung, in welcher es bereit ist, das Vorhandensein oder Fehlen des Entwicklers 2 in dem Behälter 1 zu fühlen.

Eine Schaltung aus einem Widerstand R2, einer Diode D und einem Kondensator C2, die mit einem zweiten Rücksetzeingangsanschluß R desFlip-Flops 18 verbunden ist, ist eine eine Fehlbedienung verhindernde Schaltung, um das Flip-Flops 18 als einen Speicher in seine Ausgangsstellung zu bringen, wenn die Einrichtung mit einer Spannungsquelle verbunden ist. Auf diese Schaltung kann in Abhängigkeit von den jeweiligen Umständen verzichtet werden.

In den dargestellten und vorstehend beschriebenen Ausführungsformen ist ausgeführt worden, daß der Behälter 1 aus seiner vorbestimmten Stellung herausgenommen und mit einem frischen

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Entwickler gefüllt wird, wenn er leer wird oder daß er durch einen neuen, mit Entwickler gefüllten Behälter ersetzt wird. Selbstverständlich ist jedoch die Erfindung nicht nur auf einen Behälter 1 dieser Art beschränkt, welcher auf diese Weise gehandhabt werden kann, wenn er wieder mit Entwickler gefüllt ist; die Erfindung kann vielmehr bei jeder Art Kopiergerät angewendet werden, bei welchem es auf irgendeine Weise möglich ist, den Behälter mit frischem Entwickler zu füllen.

Ende der Beschreibung

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Claims

DR. EEIlG DIPL-ING. STAPF DIPL.-ING. CCHWABZ DR. DR. SANDMAIR

PATENTANWÄLTE / '[; Ii)UvI

Anwaltsakte: 28 942

Patentansprüche

( 1 Λ Verfahren zum Bestimmen des Restmenge eines Entwicklers, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest eine Fühlspule (L, L¹, L", L"¹) an einer beliebig ausgewählten, vertikalen Stelle an dem Außenumfang eines Behälters (1) aus einem nichtmagnetischen Material,der einen magnetischen Entwickler (2) enthält, angebracht wird, wobei die Fühlspule (L, L', L", L"¹) als ein Resonanzelement eines Oszillators (5) dient, daß die Schwingungsfrequenz des Oszillators (5) mit einer voreingestellten Frequenz verglichen wird, und daß der Unterschied zwischen der Schwingungsfrequenz des Oszillators (5) und der vorbestimmten Frequenz unterschieden wird, um die Restmenge des magnetischen Entwicklers (2) in dem Behälter (1) zu bestimmen.
2. Einrichtung zur Bestimmen der Restmenge eines Entwicklers, insbesondere zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch mindestens eine Fühlspule (L, L¹, L"), die an einer beliebig ausgewählten, vertikalen Stelle an dem Außenumfang eines Behälters (1) aus einem nichtmagnetischen Material angeordnet ist, der einen magnetischen Entwickler (2) enthält, und durch eine Fühlschaltung (Fig.2) zum Bestimmen der Restmenge des Entwicklers (2) in dem Behälter (1)anhandäer Schwingungsfrequenz der Fühlspule (L, L', L")

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3. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der nichtmagnetische Behälter (1) mit dem magnetischen Entwickler (2) in einer geneigten Stellung angeordnet ist und drehbar ist, und daß die Fühlspule (L) an einer Stelle entlang des Außenumfangs des nichtmagnetischen Behälters (1) angeordnet ist, welche an den untersten Teil des Behälters

(1) angrenzt.
4. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der nichtmagnetische Behälter (1) mit dem magnetischen Entwickler (2) in einer Schrägstellung (Fig. 8) angeordnet und drehbar ist, und daß die Fühlspule (L") an einer Stelle am Außenumfang des nichtmagnetischen Behältes (1) angeordnet ist, welche ein Stück bezüglich einer Stelle, an welcher der Rest Entwickler zu finden ist, wenn der Behälter (1) stillsteht, in einer Richtung versetzt ist, in welche sich der Restentwickler (2) bewegt, wenn der Behälter (1) gedreht wird.
5. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekenn zeichnet, daß der nichtmagnetische Behälter (1) mit dem magnetischen Entwickler (2) in einer Schrägstellung angeordnet und drehbar ist, und daß die Fühlspule (L) eine einzige Spule ist, die eine solche Größe hat, daß sich die Spule (L) in Umfangsrichtung des Außenumfangs des Behälters (1) soweit erstreckt, daß sie eine Stelle, an welcher der Restentwickler

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festgelegt ist, wenn der Behälter (1) stillsteht, und eine Stelle mit umfaßt, zu welcher sich der Restentwickler bewegt, wenn der Behälter (1) gedreht wird.
6. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der nichtmagnetische Behälter (1) mit dem magnetischen Entwickler (2)in einer Schrägstellung angeordnet und drehbar ist, und daß zwei Fühlspulen (L"a, L"b) vorgesehen sind, von welchen die eine Fühlspule (L"a) an einer Stelle angeordnet ist, die unmittelbar an eine Stelle angrenzt, an welcher der Restentwickler zu finden ist, wenn der Behälter (1) stillsteht, und von welchen die andere Fühlspule (L"b) an einer Stelle angeordnet ist, welche unmittelbar bei einer Stelle angeordnet ist, zu welcher sich der Resttoner bewegt, wenn der Behälter (1) gedreht wird, so daß die Restmenge des Entwicklers (2) anhand der sich ergebenden Induktivität der zwei Fühlspulen (L"a, L"b) gefühlt werden kann.
7. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der nichtmagnetische Behälter (1) mit dem magnetischen Entwickler (2) drehbar in einer Schräglage angeordnet ist und in axialer Richtung herausnehmbar ist, und daß die Fühlspule (L) an dem Außenumfang des Behälters (1) an einer Stelle unmittelbar bei dem untersten Teil des Behälters (1) angeordnet ist, an welcher sich der Restentwickler befindet, wenn der Behälter (1) in einer vorbestimmten

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Lage angebracht ist, wobei die Anbrinqungsstelleder Fühlspule (L) so gewählt ist, daß die Restmenge des Entwicklers (2) nur bestimmt werden kann, wenn der Abstand zwischen einer Stelle, an welcher der Behälter wieder angebracht wird, nachdem er zum Auffüllen herausgenommen worden ist, und der Lage der Fühlspule (L) in einen vorbestimmten Bereich liegt.
8. Einrichtung nach Anspruch 2. dadurch gekennzeic hn e t, daß der nichtmagnetische Behälter (1) mit dem magnetischen Entwickler (2) drehbar in einer Schrägstellung angeordnet ist und in ihm einAbgaberohr (10) mit einem Teil zur Aufnahme des Entwicklers (2)drehbar gehaltefct ist, und daß die Fühlspule (1) an dem Außenumfang des Behälters (1) an einer Stelle angeordnet ist, welche in axialer Richtung nach oben bezüglich derBewegungsbahn des vorderen Endes des aufnehmenden Teils des Abgaberohrs (10) versetzt ist.
9. Einrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Fühlspule (L) so geformt ist, daß sie der zylindrisch gewölbten Oberfläche des Außenumfangs des Behälters (1a) entspricht.
10. Einrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Fühlspule (L) einen Kern (15) hat, der so geformt ist, daß er der zylindrisch gewölbten Oberfläche des Außenumfangs des Behälters (1a) angepaßt ist.

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11. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Fühlspule (L) so angeordnet ist (Fig. 14), daß sie den Außenumfang des untersten Teils des Behälters (1) umschließt.
12. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Fühlschaltung (Fig. 2) einen entsprechend bemessenen Oszillator (5), bei welchem die Fühlspule (L) als Resonanzelement dient, einen mit dem Oszillator (5) verbundenen Demodulator (6feinen mit dem Demodulator (6) verbundenen Verstärker (7) und einen mit dem Verstärker (7) verbundenen Integrator (8) aufweist.
13. Einrichtung zum Bestimmen der Restmenge eines Entwicklers , insbesondere nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch mindestens eine Fühlspule (L, L¹, L2, L"'), die an einer beliebig gewählten, vertikalenStelle an dem Außenumfang des Behälters (1) aus einem nichtmagnetischen Material angeordnet ist, der einen magnetischen Entwickler (2) enthält; durch einen Behälter-Fühlschalter (SW) zum Fühlen desVorhandenseins oder Fehlens des Behälters (1) in einer vorbestimmten Lage; durch eine Fühlschaltung (Fig. 2) zum Fühlen derRestmenge des Entwicklers (2) in dem Behälter (1) anhand einer durch die Fühlspule (L) festgelegten Schwingungsfrequenz; und durch eine Unterscheidungsschaltung (Fig. 16) zum Fühlen des

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Vorhandenseins oder Fehlere des Entwicklers (2) anhand eines Ausgangs der Fühlschaltung (Fig.2) und eines Signals von dem Behälter-Fühlschalter (SW).
14. Einrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Fühlschaltung (Fig. 2) einen entsprechend bemessenen Oszillator (5) ,in welchem die Fühlspule (L) als Resonanzelement dient, einenmit dem Oszillator (5) verbundenen Demodulator (6), einen mit dem Demodulator (6) verbundenen Verstärker (7) und einen mit dem Verstärker (7) verbundenen Integrator (8) aufweist.
15. Einrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Unterscheidungsschaltung zum Fühlen des Vorhandenseins oder Fehlens des Entwicklers einen Speicher (18) aufweist, der durch ein das Erschöpftsein des Entwicklers fühlendes Signal von der Fühlschaltung (Fig. 2) gesetzt wird, um ein Ausgangssignal abzugeben, wobei der Speicher (18)mit dem Behälter-Fühlschalter SW in der Weise verbunden ist, daß der Speicher (18) durch ein Signal rückgesetzt wird, das anzeigt, daß der Behälter (1) in der vorbestimmten Lage angeordnet ist.

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