DE3029514C2 - Einrichtung zur Einstellung der Tonerkonzentration in einem elektrofotografischen Kopiergerät - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Einstel-

lung der Tonerkonzentration in einem elektrofotografischen Kopiergerät der im Oberbegriff des Anspruchs 1 angegebenen Gattung.

Bei elektrofotografischen Kopiergeräten muß der Toner auf eine elektrostatische, latente Abbildung einer Vorlage, also ein »Ladungsbild«, aufgebracht werden, die sich auf einer fotoleitfähigen Fläche befindet wodurch eine sichtbare Abbildung der Vorlage entsteht Zu diesem Zweck wird beispielsweise die fotoleitfähige Fläche mit der elektrostatischen, latenten Abbildung sehr nahe an dem Toner in der Entwicklungseinrichtung vorbeigeführt oder in direkten Kontakt mit dem Toner gebracht; dieser Toner ist mit einer Polarität geladen, die entgegengesetzt zu der Polarität der elektrostatischen, latenten Abbildung ist

Bei einem sogenannten Zweikomponenten-Entwickler, also einem aus Toner und Trägerteilchen bestehenden Entwickler, werden die Tonerteilchen reibungselektrisch aufgeladen und haften dadurch an den Oberflächen der Trägerteilchen.

Hierbei muß immer das optimale Mischungsverhältnis zwischen Toner und Träger, also eine genau definierte Tonerkonzentration, aufrechterhalten werden. Bei der Herstellung jeder Kopie wird jedoch eine gewisse Tonermenge auf das Ladungsbild übertragen

und damit entfernt so daß im Lauf der Zeit die Tonermenge bei nahezu konstant bleibender Menge an Trägerteilchen abnimmt und sich damit die Tonerkonzentration verringert; die mit solchem Entwickler hergestellten Kopien werden im Laufe der Zeit schwächer, was sich zuerst kaum bemerkbar macht aber im Laufe der Zeit immer stärker bemerkbar wird; dies kann nur dadurch vermieden werden, daß der verbrauchte Toner durch neuen, frisch zugeführten

Toner ersetzt wird

Zur Beseitigung dieses Nachteils weisen die üblichen Entwicklungseinrichtungen auch Einrichtungen zur Einstellung der Tonerkonzentration auf, so daß bei Unterschreiten eines vorgegebenen Wertes der Tonerkonzentration frischer Toner nachgeführt werden kann.

So geht aus der DE-OS 2257 033 eine Vorrichtung zur automatischen Kontrolle der Tonerkonzentration in elektrostatischen Kopieranlagen hervor, bei der eine einen Teilstrom des umlaufenden Entwicklers aufnehmende und in gestautem Zustand haltende Rinne mit einem Betrachtungsfenster vorgesehen ist Nachteilig ist bei der vorgesehenen, optischen Meßeinrichtung für die Tonerkonzentration, daß ein Zerhackerrad benötigt wird, also die Meßeinrichtung im Aufbau kompliziert und zu groß und damit kostspielig wird. Außerdem enthält die Meßeinrichtung relativ viele bewegliche Teile, die sich im Laufe der Zeit abnutzen und damit die Betriebssicherheit gefährden.

Eine Einrichtung zur Einstellung der Tonerkonzentration in einem elektrophotographischen Kopiergerät der angegebenen Gattung ist aus der DE-AS 1261 758 bekannt und weist einen Behälter für den umlaufenden, verdichteten Zweikomponenten-Entwickler, ein Beobachtungsfenster in dem Behälter, eine Lichtquelle, einen fotoelektrischen Wandler für den an dem Entwickler reflektierten Lichtstrahl und für einen Bezugslichtstrahl, eine starre, an dem Behälter angebrachte Halterung für die Lichtquelle und den fotoelektrischen Wandler, eine Auswertschaltung für das Ausgangssignal des fotoelektrischen Wandlers und eine von der Auswertschaltung gesteuerte Tonernachfüllvorrichtung auf. Nachteilig ist bei dieser Einrichtung, daß in der Luft schwebende Tonerteilchen frei an bestimmten Stellen umgewälzt werden können, während andere Stellen verhältnismäßig gut abgedichtet sind. Hierdurch können sich Tonerteilchen auf dem Beobachtungsfenster sammeln, das die Lichtquelle von dem übrigen Teil der Einrichtung abschirmt, in dem sich der fotoelektrische V/andler befindet; außerdem kann sich Toner auch auf dem fotoelektrischen Wandler ansammeln, so daß diese Tonerrückstände zu Meßungenauigkeiten führen. Außerdem ist der fotoelektrische Wandler für den eigentlichen Meßlichtstrahl nicht nach außen hin abgedichtet, wird also durch das Umgebungslicht beeinflußt, so daß es aus diesem Grund ebenfalls zu Meßungenauigkeiten kommt.

Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, eine Einrichtung zur Einstellung der Tonerkonzentration in einem elektrofotografischen Kopiergerät der angegebenen Gattung zu schaffen, bei der die nachteiligen Einflüsse der in der Luft schwebenden Entwicklerteilchen, insbesondere der Tonerteilchen, vermieden werden.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst.

Zweckmäßige Ausführungsformen sind in den Unteransprüchen zusammengestellt

Die mit der Erfindung erzielten Vorteile beruhen darauf, daß der Strahlengang der Lichtquelle, die Lichtquelle selbst, der fotoelektrische Wandler und die äußere Fläche des Beobachtungsfensters durch die Halterung nach außen hin abgedichtet sind. Auf diese, das Meßergebnis beeinflussenden Teile können also keine Entwicklerteilchen, insbesondere keine Tonerteilchen gelangen, so daß auch bei längerem Betrieb die einwandfreie Durchführung der Messung der Tonerkonzentration gewährleistet ist

Weiterhin können auch keine Tonerteilchen aus diesen Bereicheanach außen gelangen, wf> sie zu einsr Verschmutzung des Kopiergerätes führen. Und schließe lieh- wird noch eine hohe Meßgenauigkeit gewährleistet, da etwaige Änderungen in diesem Bereich den Meßlichtstrahl also den an dem Entwickler reflektierten Lichtstrahl, und den Bezugslichtstrahl gleichmäßig beeinflussen und dadurch kompensiert werden.

in Die Erfindung wird im folgenden anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die schematischen Zeichnungen näher erläutert Es zeigt

Fi g. 1 eine Entwicklungseinrichtung eines herkömmlichen elektrc'jtografischen Kopiergerätes mit einer

is Einrichtung zur Einstellung der Tonerkonzentration nach der Erfindung,

F i g. 2 eine perspektivische Ansicht der Einrichtung zur Ermittlung der Tonerkonzentration in dem Kopiergerät nach F ig. I,

Fig.3 einen Schnitt durch die Einrichtung zur Ermittlung der Tonerkonzentration iysh F i g. 2,

F i g. 4 eine schematische Darstellung der Einrichtung zur Einstellung der Tonerkonzentration nach der Erfindung,

F i g. 5 im vergrößerten Maßstab einen Schnitt durch das Beobachtungsfenster und die benachbarten Teile der Einrichtung nach F i g. 4,

Fig.6 einen Schnitt durch den fotoelektrischen Wandler,

Fig.7 einen Schnitt durch eine .Einrichtung zur Ermittlung der Tonerkonzentration, bei der der fotoelektrische Wandler nach F i g. 6 verwendet wird,

Fig.8 einen Schnitt durch eine weitere Einrichtung zur Ermittlung der Tonerkonzentration, bei der der fotoelektrische Wandler nach Fig.6 verwendet wird, und

F i g. 9 den Schaltungsaufbau einer weiteren Ausführungsform einer Einrichtung zur Einstellung der Tonerkonzentration.

In F i g. 1 ist eine Entwicklungseinrichtung 1 eines herkömmlichen elektrofotografischen Kopiergerätes darstellt bei der eine Ausführungsform einer Einrichtung zur Einstellung der Tonerkonzentration verwendet wird. In der Entwicklungseinrichtung 1 wird Entwickler 2 auf eine Fotolettertrommel 11 aufgebracht, welche auf ihrer Oberfläche 111 ein latentes, elektrostatisches Bild trägt, das einem Bild einer Vorlage entspricht In der Entwicklungseinrichtung wird ein Zweikomponentenentwickler aus Toner T und einem

so Träger C verwendet (siehe F i g. 5). Der Toner T ist auf eine Polarität geladen worden, die der des latenten, elektrostatischen Bildes entgegengesetzt ist, und wird durch die elektrostatischen Kräfte an das latente, elektrostatische Bild angezogen, wodurch dieses entwickelt wird, wenn die Fotoleitertl ommel 11 in F i g. 1 in Pfeilrichtung gedreht wird. Der Träger C ist aus feinverteilten Metallpartikeln gebildet und wird, während er fließt oder während er mittels einer Rühreinrichtung 13 in einem Entwicklerbehälter 12 umgerührt wird, gleichförmig mit dem Toner T vermischt, so daß die Tonerpartikel reibungselektrisch geladen werden und an den Oberflächen der Trägerpartikel haften.

Der Entwickler 2 wird von der Obtrfläche einer herkömmlichen Entwicklerübertragungsrolle 15 mit Magneten. 14 im Inneren aufgenommen, wenn die Rolle 15 gedreht wird. Der Entwickler 2 wird dann einer ersten und einer zweiten Entwicklungsrolle 16 bzw. 17 zugeführt, in welchen jeweils Magneten 14 angeordnet

sind und welche sehr nahe bei der Fotoleitertrommel 11 angeordnet sind, so daß der Entwickler 2 dem latenten, elektrostatischen Bild auf der Oberfläche Ul der Fotoleitertrommel 11 durch die zwei Entwicklungsrollen 16 und 17 zugeführt wird. Der Entwickler 2, welcher bei der Entwicklung nicht verwendet worden ist, wird in den Behälter 12 zurückgebracht Im Verlauf der Rückführung des Entwicklers 2 von der Rolle 17 zu dem Behälter 12 gelangt ein Teil des Entwicklers 2 auf bzw. in eine Rinne 42, die einer Strömungsbahn 4 einer die Tonerkonzentration feststellenden Einrichtung 31 folgt, welche eine Tonerkonzentrations-Steuereinrichtung 3 darstellt, bei welcher die Erfindung angewendet ist.

Wie in F i g. 2 und 3 dargestellt, ist die Strömungsbahn 4 in der Rinne 42 ausgebildet, die nahe bei der Entwicklungsrolle 17 eine obere Einlaßöffnung 41 aufweist, welche trichterförmig eine bestimmte Menge des Entwicklers 2 auffängt Der Auslaßteil der Rinne 42 ist klein genug, um eine dichte strömung des Entwicklers 2 zu bewirken. In dem mittleren Teil der Rinne 42 ist ein Betrachtungsfenster 20 aus einem transparenten, lichtdurchlässigen Material angebracht, das in dieser Ausführungsform eine elektrisch geerdete Platte aus »NESA«-Glas ist Das Fenster 20 läßt Licht in die Strömungsbahn 4 und auch das Licht durch, das von dem Entwickler 2 reflektiert worden ist, welcher über die Oberfläche 201 des transparenten Materials des Fensters 20 auf der Seite der Strömungsbahn 4 läuft In Fig.5 ist das Betrachtungsfenster 20 im einzelnen dargestellt in welcher mit L Beleuchtungslicht, das durch das Fenster 20 hindurchtritt, und mit L1 das Licht bezeichnet daß durch das Fenster 20 hindurchgegangen ist und von den Entwicklerpartikeln reflektiert wird. Das transparente, lichtdurchlässige Material des Fensters 20 kann aus durchsichtigem Glas oder aus durchsichtigen Harzmaterialien hergestellt sein.

Wenn Tonerpartikel T aas- Trägcrpsrtiks! C infolge ihrer elektrostatischen Ladung an der inneren Fläche 201 des Fensters 20 haften und dort bleiben, verhindern sie, daß eine vorbestimmte Menge des Beleuchtungslichtes L den Entwickler 2 erreicht welcher die Strömungsbahn 4 durchläuft und verhindern auch, daß das von dem Entwickler 2 reflektierte Licht wieder durch das Fenster 20 in umgekehrter Richtung hindurchgeht so daß ein Teil des reflektierten Lichu verloren geht was ungenaue Werte bezüglich des reflektierten Lichts zur Folge hat Um dies zu verhindern, ist die innere Fläche 201 elektrisch geerdet so daß ein Anhaften der Toner- und Trägerpartikel T bzw. C an dem Fenster 20 verhindert wird. Das Anhaften der Toner- und Trägerpartikel an der Innenfläche 201 des Fensters 20 oder deren Aufbau nahe bei dem Fenster 20 kann auch dadurch verhindert werden, daß die Rinne 42 in der Weise ausgebildet wird, daß der Entwickler selbst fortlaufend die Innenfläche 201 reinigt indem er die anhaftenden Entwicklerpartikel von der Innenfläche 201 abwischt wenn er Ober die Strömungsbahn nach unten fließt Um dies zu erreichen, ist der Auslaßteil der Rinne 42 im Vergleich zu der oberen Einlaßöffnung 41 klein genug ausgebildet um einen dichten bzw. dichtgepackten Entwicklerstrom 2 zu bilden, so daß der Entwickler 2 selbstständig die Entwicklerpartikel von der Innenfläche 201 des Fensters abwischt Um dies sicherzustellen, ist ein Teil der Seitenwandung der Rinne 42 nahe dein Auslaß teil umgebogen, um dadurch, wie in F i g. 2 dargestellt, eine umgebogene Wandung 421 zu bilden; obendrein ist die Rinne 42, so wie in F i g. 1 und 2 gezeigt schräggestellt

so daß der Entwickler 2 über die Strömungsbahn 4 nach unten fließt und einen guten Kontakt mit der Innenwandung 422 der Rinne 42 hat.

In Fig.2 und 3 ist ein blockförmiges Halte- oder Tragteil 44 fest mit der Rinne 42 verbunden. Das blockförmige Halteteil 44 enthält eine Lichtquelle 5 und einen ersten sowie einen zweiten Fotosensor 6 bzw. 7, welche die die Tonerkonzentration feststellende Einrichtung 31 bilden. Das Halteteil 44 ist aus einem steifen, unelastischen Material, beispielsweise einem unelastischen Stück eines ein schwarzes Pigment enthaltenden Harzmaterials hergestellt In dem Halteteil 44 ist eine durchgehende Bohrung 441 ausgebildet Die Bohrung 441 bildet einen mehrfach verzweigten Lichtweg aus drei miteinander verbundenen Kanälen. Einer der Kanäle endet an dem Betrachtungsfenster 20 und erstreckt sich von dem Fenster 20 aus nach rückwärts, und an seinem anderen Ende ist eine Lichtquelle 5 angeordnet. Der Zweite Κάπα! äCuücidCi dc« ZTStCu Kanal am Fenster 20 und verläuft von diesem aus unter einem spitzen Winkel bezüglich des ersten Kanals, und an se'nem anderen Ende ist ein erster Fotosensor 6 angeordnet Der dritte Kanal schneidet den ersten Kanal an einer vorbestimmten Stelle zwischen der Lichtquelle S und dem Fenster 20, und an seinem anderen Ende ist ein zweiter Fotosensor 7 angeordnet Der zweite Fotosensor 7 wird von der Lichtquelle 5 aus tfLtr.ittelbar mit Licht L beleuchtet, während der erste Fotosensor 6 das von dem Entwickler 2 über das Fenster 20 reflektierte Licht L 1 erhält Die Innenseite der Bohrung 441 ist so behandelt, daß von ihr kein Licht reflektiert wird, so daß kein unnötiges Licht auf die Fotosensoren 6 und 7 fällt Ferner ist die Bohrung 441 durch das Fenster 20, die beiden Fotosensoren 6 und 7 und die Lichtquelle 5 vollständig abgedichtet, so daß in der Luft schwebender Entwickler nicht in die entsprechenden Kanäle gelangt und sieh nicht an der Außenfläche der Lichtquelle 5, der Fotosensoren 6 und 7 oder des Fensters sammeln kann, so daß über lange Zeit eine sichere und zuverlässige Arbeitsweise der die Tonerkonzentration feststellenden Einrichtung 31 gewährleistet ist Die beiden Fotosensoren 6 und 7 und die Lichtquelle können mittels eines Klebstoffes befestigt und abgedichtet werden.

In Fig.4 ist schematisch die Arbeitsweise der Tonerkonzentrations-Steuereinrichtung 3 dargestellt bei welcher die Erfindung angewendet ist Die beiden Fotosensoren 6 und 7, welche die Feststelleinrichtung 31 bilden, sind jeweils mit einem Verstärker 61 bzw. 71 verbunden. Die Ausgangsanschlüsse der beiden Verstärker 61 und 71 sind mit einem Vergleicher 81 verbunden, welcher eine Vergleichs- und Entscheidungsschaltung 8 darstellt Wenn der Unterschied zwischen den Ausgängen der beiden Verstärker 61 und 71 größer als ein vorbestimmter Wert ist wird über den Ausgang des Vergleichers 81 ein vorbestimmtes Signal 53 an eine Ansteuer- und Treiberstufe 82 abgegeben. Bei Erhalt des Signals S3 wird durch die Treiberstufe 82 ein Solenoid 91 erregt so daß ein Ventil 91 einer

Tonernachfülleinrichtung 9 geöffnet wird, wodurch eine vorbestimmie Tonermenge T dem Entwickler 2 zugeführt und dadurch die Tonerkonzentration in dem Entwickler 2 erhöht wird.

Anhand von F i g. 5 wird die Reflexion des Lichtes L von dem Entwickler 2 beschrieben. Die Stärke des reflektierten Lichts L1 ändert sich in Abhängigkeit von dem Verhältnis Toner T zu Trägerpartikeln C in dem Entwickler 2. Das Licht L von der Lichtquelle 5 geht

7 8

durch das Fenster 20 hindurch und trifft an der, , bei bestimmten herkömmlichen Ausführungsformen ein Innenfläche 201 des Fensters 20 auf den Entwickler 2, j einziger Fotosensor verwendet wird, eine Verschlechteauf, der aus Toner- und Trägerpartikeln TundCbesteht rung des Fotosenson oder Änderungen in den Von dem Licht v/ird der Teil, derauf Toner T trifft, von Umgebungsbedingungen unmittelbar eine ungenaue dem Toner verhältnismäßig mehr absorbiert wahrend j Auswertung der Tonerkonzentration zur Folge haben, der Teil, welcher auf Trägerpartikel C trifft weitaus sprechen bei der erfindungsgemäßen Ausfuhrungsform weniger absorbiert wird. Mit anderen Worten, die die beiden Fotosensoren auf derartige Änderungen Träp^partikel C reflektierten das Licht stärker als der gleichförmig an, und die Genauigkeit des Vergleichs der Toner T. Folglich gilt, je niedriger die Konzentration an jeweiligen Ausgangssisgnale 511 und 521 wird nicht Toner 7"ist, umso höher ist das Reflexionsvermögen des io beeinflußt Entwicklers 2. Bei dem normalen oder bevorzugten Zustand der

Das reflektierte Licht L1 wird von dem ersten Tonerkonzentration gibt es einen bestimmten Unter-Fotosensor 6 aufgenommen und in ein Signal 51 schied in der Stärke zwischen dem Licht das den ersten umgesetzt, das der Stärke des reflektierten Lichts L1 Fotosensor β erreicht und dem Licht, das den zweiten entspricht. Das Signal 51 wird durch den Verstärker 61 μ Fotosensor 7 erreicht; folglich unterscheidet sich selbst in ein Ausgangsspannungssignal 511 mit einem unter optimalen Umständen das Signal 51 von dem vorbestimmten Pegel verstärkt Das Ausgangsspan- Lichtstärkesignal 52. Folglich wird ein veränderlicher nungssignal 511 enthält jedoch hochfrequente Span- Widerstand 711 des Verstärkers 71 so eingestellt daß nungsanteile. die durch die Strömung des Entwicklers 2 das Ausgangssignal 511 im Falle der bevorzugten Ober das Fenster 20 erzeugt worden sind. Diese 20 Tonerkonzentration gleich dem Ausgangssignai S2i ist hochfrequenten Anteile geben nicht die Tonerkonzen- In F i g. 6 bis 9 ist eine weitere Ausführungsform der tration an, und folglich können sie aus dem Ausgangs- Tonerkonzentra(ions-Steuereinrichtung gemäß der Erspannungssignal 511 entfernt werden- Folglich ist in findung dargestellt F i g. 6 zeigt einen Querschnitt durch dieser Ausführungsform ein herkömmliches Hochpaß- einen Fotosensor 21, welcher in dieser Ausführungsform filter 62 vorgesehen, um diese hochfrequenten Span- js in der Tonerkonzentrations-Steuereinrichtung verwennungsanteile aus dem Ausgangsspannungssignal 511 zu det werden kann. Der Fotosensor 21 weist ein Gehäuse entfernen. 23 mit einem Fenster 22, ein in dem Gehäuse 23

Der zweite Fotosensor 7 enthält das Licht L untergebrachtes Foto-Halbleiterchip 24 und zwei Paare

unmittelbar von der Lichtquelle S und gibt entsprechend Elektroden 25, 26 und 27, 28 auf, wobei jedes

der Stärke des Lichts von der Lichtquelle 5 ein 30 Elektrodenpaar auf verschiedenen Seiten des Chips 24

Licr tstärkesignal 52 ab, das durch den Verstärker 71 in angeordnet ist Die Elektroden 25 und 27 sind

ein Ausgangsspannungssignal 521 verstärkt wird In lichtdurchlässig, so daß Licht das Chip 24 erreichen

diesem Fall ist ein (nicht dargestellter) halbdurchlässiger kann. Das Fenster 22 besteht aus transparentem

Spiegel (half-mirror) zwischen der Lichtquelle 5 und Material, beispielsweise einer Glasplatte, welche in das

dem Fenster 20 angeordnet so daß der νοη dem Spiegel 3s Gehäuse 23 so eingesetzt ist daß von außen nichts in das

reflektierte Teil des Lichts L von dem Fotosensor 7 Gehäuse 23 eindringen kann. Von dem mittleren Teil

aufgenommen und dann in das Lichtstärkesignal 52 des Fensters 22 erstreckt sich über dem Chip 24 und

umgewandelt wird. zwischen den Elektroden 25 und 27 ein Querteü 23s, das

Während des Betriebs werden die Ausgangssignale verhindert daß unterschiedliche Lichtarten von dem

511 und 521 in den Vergleicher 81 eingegeben, wo sie 40 Fenster 22 aus auf falsche Teile des Chips (tip) 24

miteinander verglichen werden. Wenn der Unterschied auftreffen. Ober entsprechende Löcher im Boden der

zwischen den beiden Spannungssignalen 511 und 521 Gehäuses 23 sind Leitungen 25a bis 28a nach außen

oder ihr Vergleichswert unter einem vorbestimmten geführt

Wert liegt wird kein Erregungssignal 5 3 erzeugt Wenn In dem Fotosensor 21 sind zwei lichtaufnehmende

jedoch der Vergleichswert den vorbestimmten Wert 45 Teile A und B, die das Elektrodenpaar 25,26 bzw. 27,28

Oberschreitet da bei der Beziehung 511 > 521 die aufweisen, auf verschiedenen Seiten des Foto-Halb- Tonerkonzentration unter den geforderten Pegel leiterchips 24 ausgebildet In dem Fotosensor 21 haben

abgenommen hat gibt der Vergleicher 81 des die zwei lichtaufnehmenden Teile A und B genau

Erregungssignals 53 an die Treiberstufe 82 ab, welche dieselben Kenndaten, d. h. sie sprechen in der gleichen

eine hierfür notwendige, herkömmliche-Schaltung so Weise auf Temperatur-und Feuchtigkeitsänderungen

aufweist Das Ergebnis ist dann, daß die Treiberstufe 82 und andere Veränderungen in den Umgebungsbedin-

das Solenoid 92 erregt welches das Ventil der gungen an, haben dieselbe Langzeit-Zuverlässigkeit,

Tonernachfülleinrichtung 9 öffnet, so daß Toner Γ von werden mit der Zeit in der gleichen Weise schlechter

der Nachfülleinrichtung 9 hinzugefügt wire}. und weisen djese|be fotoelektrische Umsetzung auf.

Wenn die Konzentration des Toners Γ in dem.55 fn Fig.7 ist schematisch ein Beispiel für eine die Entwickler über die geforderte Tonerkonzentration Tonerkonzeptration feststellende Einrichtung 29 darge-

ansteigt, ist das Ausgangssignai 511 gleich oder kleiner stellt in wejpher der in F i g. 6 dargestellte Fotosensor

als das Ausgangssignal 521 (d. h. 5IJ ä ^ 21). Folglich 2t verwendest Iq der Einrichtung 29 ist ein Lichtweg

wird das Nachfüllen von Tpner T unterbrochen, mit zwei miteinander verbundenen Kanälen in einem

wodurch dann die Tonerkpnzeniratiqn in dem Entwick-, 60 blockförmigen feil 30 ausgebildet Der erste Kanal

|er 2 auf der geforderten konzentration gepalten ist Die entjefan dem Fenster 20, erstreckt sich von dem Fenster

beiden in dieser Ausführungsforrp verwendeten foto- 20 aus pach rückwärts, und an seinem anderen Ende ist

sensoren 6 und 7 sind als ein zusammenpassendes Paar die Lichtguejle 3 angeordnet Der zweite Kanal

sorgfältig ausgewählt weisen dadurch im wesentlichen, schneidet den ersten Kanal an dem Fenster 20 und dieselbe Langzeit-Zuverlässigkeit auf, sprechen in, $5 verläuft bezüglich des ersten Kanals unter einem spitzen derselben Weise auf TemperaturähqeJTmgeii und. ~[ Winke}; an seinem anderen Ende ist der in Fig,6

andere Umgebungsbedingungen an uncJ werden mit der' dargestellten Fofosensor 21 angeordnet Eine öffnung

Zeit in gleicher Weise schlechter. Während, _wenn wie 30a ist dicht mjt dem Fenster 20 verschlossen. Ein

halbdurchlässiger Spiegel 33 ist in dem ersten Kanal nahe bei der öffnung 30a zwischen der Lichtquelle 5 und dem Fenster 20 angeordnet. Um den zweiten Kanal in zwei parallel zu dem Fotosensor 21 führende Strahlengänge aufzuteilen, erstreckt sich von dem halbdurchlässigen Spiegel 23 parallel zu dem in dem zweiten Kanal ausgebildeten Strahlengang zu dem Fotosensor 21 hin eine Abtrennung 34.

Ein Teil des Lichts von der Lichtquelle 5 geht durch den halbdurchlässigen Spiegel 33 hindurch, während der andere Teil des Lichts von dem halbdurchlässigen Spiegel 33 reflektiert wird. Mit dem Licht, das durch den halbdurchlässigen Spiegel 33 und durch das Fenster 20 hindurchgegangen ist, wird der Entwickler 2 hinter dem Fenster 20 beleuchtet Von dem Entwickler 2 reflektiertes Licht m erreicht den Fotosensor 21. Von dem halbdurchlässigen Spiegel 33 reflektiertes Licht η erreicht ebenfalls den Fotosensor 21. Jedoch sind diese beiden reflektierten Strahlengänge m und η durch die Abtrennung 24 voneinander getrennt Durch Vergleichen der Ausgänge der zwei lichtaufnehmenden Teile A und B des Fotosensors, welche durch die zwei reflektierten Strahlengänge m und π erzeugt werden, können Änderungen in der Tonerkonzentration des Entwicklers 2 festgestellt werden.

In F i g. 8 ist schematisch eine weitere Ausführungsform einer die Tonerkonzentration feststellenden Einrichtung dargestellt, in welcher der in Fig.6 wiedergegebene Fotosensor 21 verwendet ist Diese Einrichtung ist im wesentlichen dieselbe wie die in F i g. 7 dargestellte, die Tonerkonzentration feststellende Einrichtung. Der einzige Unterschied zwischen ihnen besteht darin, daß in der in Fig.8 dargestellten Einrichtung ein Teil 30cder Oberfläche einer Innenwandung 306 des ersten Kanals aufgerauht und uneben ist. Von der Lichtquelle 5 abgegebenes Licht wird durch den rauhen Oberflächenteil 30c in verschiedenen beliebigen Richtungen reflektiert und ein Teil n' davon erreicht den Fotosensor 21. Ferner erreicht Licht m', das' unmittelbar auf das Fenster 20 auftrifft und von dem Entwickler 2 hinter dem Fenster 20 reflektiert wird, ebenfalls den Fotosensor 21. Auch diese beiden reflektierten Strahlengänge m' und n' sind durch die Abtrennung 34 voneinander getrennt Infolgedessen arbeitet der Fotosensor 21 auf die gleiche Weise wie der in der in F i g. 7 dargestellten, die Tonerkonzentration feststellenden Einrichtung. In der in F i g. 8 dargestellten Einrichtung ist das Reflexionsvermögen des rauhen Oberflächenteils 30c beinahe gleich dem Reflexionsvermögen des Entwicklers mit der geforderten Tonerkonzentration, da, wenn die Tonerkonzentration die geforderte Konzentration hat, die Stärke der Lichtstrahlen m' und n' beinahe dieselben sind, so daß dieselben zwei Ausgänge von dem Fotosensor erhalten werden können; wenn die Tonerkonzentration von der geforderten Konzentration abweicht, führt dies unmittelbar zu einem Unterschied im Ausgang zwischen den lichtaufnehmenden Teilen A und B, und aus dem

Unterschied kann unmittelbar festgestellt werden, wie

stark die Tonerkonzentration von der geforderten

Konzentration abweicht. Ähnlich wie bei der in F t g. 7 dargestellten, die

Tonerkonzentration feststellenden Einrichtung ist es vorteilhaft, daß Reflexionsvermögen des halbdurchlässigen Spiegels 33 so einzustellen, daß es gleich dem Reflexionsvermögen des Entwicklers mit der geforderten Tonerkonzentration ist.

In F i g. 9 ist schematisch eine Ausführungsform einer elektrischen Schaltung dargestellt, die in den vorerwähnten, die Tonerkonzentration feststellenden Einrichtungen verwendet werden kann. Ein Teil des Lichts von der Lichtquelle 5 erreicht unmittelbar oder durch Reflexion an einem Teil mn einem vorbestimmten Reflexionsvermögen den lichtaufnehmenden Teil A des Fotosensors 21. Der lichtaufnehmende Teil .4 erzeugt einen Lichtstromausgang P\. Der andere Teil des Lichts der Lichtquelle 5 geht durch das Fenster 20 hindurch.

wird von dem Entwickler 2 hinter dem Fenster 20 reflektiert und erreicht den lichtaufnehmenden Teil B des Fotosensors 21, der dann einen Lichtstromausgang Pj erzeugt Die zwei Lichtstromausgänge P\ und Pi werden durch Verstärker 35 bzw. 36 verstärkt Ein veränderlicher Widerstand 37, der parallel zu dem Verstärker 35 geschaltet ist wird so eingestellt daß die Ausgänge der beiden Verstärker 35 und 36 bei dem normalen oder bevorzugten Zustand der Tonerkonzentration einander gleich werden. Ein Hochpaßfilter 38 hat dieselbe Aufgabe wie das Hochpaßfilter 62 in F i g. 4. Ein Vergleicher 39 und eine Treiberstufe 40 haben ebenfalls dieselbe Aufgabe wie der Vergleicher 81 bzw. die Treiberstufe 82 in F i g. 4.

Als Tonernachfülleinrichtung können nicht nur eine

trichterförmige Nachfülleinrichtung mit einem unten angebrachten Ventil, wie beispielsweise in F i g. 4 und 9 dargestellt ist sondern auch andere he.kömmliche Einrichtungen, beispielsweise eine Einrichtung mit einer Rolle zum Tonernachfüllen oder eine Einrichtung mit einer Schnecke verwendet werden. Ferner können als Lichtquelle bei der Erfindung Wolframlampen oder lichtemittierende Dioden verwendet werden. Wegen ihrer hohen Betriebssicherheit werden insbesondere lichtemittierende Dioden verwendet Von der Anmeldeso rin wurde festgestellt daß bei der Erfindung insbesondere eine Siliziumdiode besonders geeignet als Lichtquelle ist da sie eine ausreichende Langzeit-Zuverlässigkeit und gleichförmige Temperaturkenndaten aufweist

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims (12)

3Ό29 514 Patentansprüche: ■".'' .

1. Einrichtung "zur Einstellung der Töherkonzentration in einem elektrofotografischen Kopiergerät mit einem Behälter für den umlaufenden, verdichteten Zweikomponenten-Entwickler, mit einem Beobachtungsfenster in dem Behälter, mit einer lichtquelle, mit fotoelektrischen Wandlern für den an dem Entwickler reflektierten Lichtstrahl und für einen Bezugslichtstrahl, mit einer starren, an dem Behälter angebrachten Halterung für die lichtquelle und die fotoelektrischen Wandler, mit einer Auswertschaltung für das Ausgangssignal des fotoeiektrischen Wandlers und mit einer von der Auswertschaltung gesteuerten Tonernachfüllvörrichtung, gekennzeichnet durch eine einen Teilstrom des umlaufenden Entwicklers (2) aufnehmende und in gestautem Zustand führende Rinne (42), in deren Wandung das Beobachtungsfenster (20) angeordnet ist, wobfi die Halterung (30,44) die Lichtquelle (5) und die ^bioelektrischen Wandler (6,7,21) sowie die zwischen ihnen und der äußeren Fläche (201) des Beobachtungsfensters (20) verlaufenden Strahlengänge (L, L1, m, n; m', n') gegenüber dem Rest im Innern des Kopiergerätes abgedichtet umgibt

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Rinne (42) unter einem solchen Winkel zur Horizontalen angeordnet ist, daß der aufgrund der Schwerkraft nach unten fließende Entwickler (2) mit dem größten möglichen Druck an dem Beobachtungsfenster (20) anliegt.

3. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, &χΰ das obere Ende der Rinne (42) eine im wesentlichen trichterförmige Einlaßöffnung (41) aufweist, Je an der Oberseite breiter ist als an der Unterseite, und daß das untere Ende (422) der Rinne (42) nicht breiter als die Unterseite der Einlaßöffnung (41) ist

4. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der untere Teil der Rinne (42) in bezug auf die Strömungsrichtung des Entwicklers (52) abgebogen (bei 421) ist

5. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Beobachtungsfenster (20) auf der dem Entwickler (2) zugewandten Seite mit einem elektrisch leitenden Material beschichtet und elektrisch geerdet ist

6. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, gekennzeichnet durch zwei unabhängig voneinander angeordnete fotoelektrische Wandler (6,7).

7. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die fotoelektrischen Wandler in einem Gehäuse (21) mit zwei voneinander unabhängigen, lichtempfindlichen Bereichen (21A 2\B) enthalten sind.

8. Einrichtung nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Wandler (7) bzw. der zweite Bereich (2\A) durch einen Lichtstrahl beaufschlagt wind, der an einem reflektierenden und durchlässigen Element (33) reflektiert worden ist.

9. Einrichtung n^rh Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Element ein in dem Strahlengang angeordneter Reflektor (33) ist.

10. Einrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Element ein Bereich (30CJ der Oberfläche eines Kanals ist, in dem sich der Lichtstrahl fortpflanzt.

11. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6

oder 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß in der Halterung (44) drei miteinander verbundene Kanäle für die Fortpflanzung des Lichtes ausgebildet sind, von denen der erste an dem Beobachtungsfenster

(20) endet und von dem Beobachtungsfenster (20) aus nach hinten verläuft, daß in dem anderen Ende des Kanals die Lichtquelle (5) angeordnet ist, daß der zweite Kanal den ersten Kanal schneidet und in seinem anderen Ende einen (7) der fötoeJektrischen

ίο Wandler aufweist, und daß der dritte Kanal den ersten Kanal am Beobachtungsfenster (20) schneidet und von diesem aus unter einem spitzen Winkel in bezug auf den ersten Kanal nach hinten verläuft, wobei am Ende df s dritten Kanals der andere (6)

fotoelektrische Wandler angeordnet ist

12. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5 oder 7 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß in der Halterung (30) zwei miteinander verbundene Kanäle für die Fortpflanzung des Lichtes ausgebildet sind, von denen der erste an dem Beobachtungsfenster (20) endet und von diesem aus nach hinten verläuft daß an dem anderen Ende des ersten Kanals die Lichtquelle (5) angeordnet ist, und daß der zweite Kanal den ersten Kanal am Beobachtungsfenster

(20) schneidet und von diesem aus unter einem spitzen Winkel in bezug auf den ersten Kanal verläuft wobirtdie beiden Bereiche (21A 2\B) des fotoelektrischen Wandlers (21) am Ende des zweiten Kanals angeordnet sind.