DE3240187C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein elektrostatisches Vervielfälti­ gungsgerät mit Meßfühler zur Erfassung eines Kopierpapierblattstaus und der Tonerkonzentration an der Oberfläche eines lichtempfindlichen Elements nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.

Geräte für die elektrostatische Vervielfältigung nach einem elektrophotographischen Verfahren, z. B. elektrophotographi­ sche Kopiergeräte und bestimmte Arten von Faksimilegeräten, sind bekannt. Bei einem derartigen Gerät wird ein elektro­ statisches Bild bzw. Ladungsbild einer Vorlage oder elek­ trischer Daten auf einem lichtempfindlichen oder dielektri­ schen Element mittels des reflektierten Lichts, das bei der Belichtung und Abtastung der Vorlage erhalten wird, oder mittels auf der Grundlage von elektrischen Datensignalen gewonnenen optischen Daten erzeugt und dann mit Hilfe eines einen Toner enthaltenden Entwicklers zu einem sicht­ baren Bild entwickelt; letzteres wird sodann auf ein Auf­ zeichnungs- bzw. Kopierpapier übertragen und schließlich zu einem Wiedergabe- oder Kopiebild fixiert.

Fig. 1 veranschaulicht schematisch den Aufbau eines elek­ trophotographischen Kopiergeräts als Beispiel für ein derartiges elektrostatisches Vervielfältigungsgerät. Eine auf einen Vorlagenträger 1 aus Glas aufgelegte Vorlage G wird mittels einer Belichtungslampe 2 belichtet, und das von der Vorlage G reflektierte Licht wird über Spiegel 3 a und 3 b sowie einen Belichtungs­ schlitz 4 auf ein lichtempfindliches Element 5 a auf einer drehbaren Trommel 5 projiziert, so daß auf dem lichtemp­ findlichen Element 5 a ein elektrostatisches bzw. Ladungs­ bild entsteht. In der Nähe der drehbaren Trommel 5 sind eine Aufladungselektrode 6 für die gleichmäßige Aufladung des lichtempfindlichen Elements 5 a, eine Entwicklungs­ einheit 7, eine Übertragungselektrode 8, eine Trennelek­ trode 9, welche das Kopierpapier nach der Bildübertragung vom lichtempfindlichen Element 5 a leicht trennbar macht, eine Trennklaue 10 zum Trennen des Kopierpapiers vom lichtempfindlichen Element 5 a, eine Ladungsbeseitungs­ elektrode 11 zur Beseitigung der Restladung auf dem licht­ empfindlichen Element 5 a und eine Reinigungs- oder Putz­ einheit 12 zur Beseitigung etwaigen Resttoners vom licht­ empfindlichen Element 5 a angeordnet. Eine im folgenden auch als "Staudetektor" bezeichnete, einen Pa­ pierstau bzw. ein Hängenbleiben von Kopierpapier fest­ stellende Einrichtung 13, stellt anhand der von der Oberfläche des Kopierpapiers reflektierten Lichtmenge fest, ob das Kopierpapier infolge einer Störung der erwähnten Trenneinrichtung o. dgl. noch um das lichtemp­ findliche Element 5 a herumgewickelt ist, so daß es zu einem Papierstau in der Putzeinheit 12 kommen kann, und soll so einen solchen Papierstau verhindern. Als Stau­ detektor 13 wird üblicherweise ein Reflexions-Lichtfüh­ ler bzw. Photosensor verwendet. Dieser besteht aus einer Infrarotlicht emittierenden Leuchtdiode, die durch von außen einfallendes Licht nicht beeinflußt wird und durch welche die Aufladungsleistung des lichtempfindlichen Ele­ ments nicht herabgesetzt wird, sowie einem das reflek­ tierte Licht empfangenden und ein äquivalentes elektri­ sches Signal erzeugenden Phototransistor.

Das auf dem lichtempfindlichen Element 5 a erzeugte elek­ trostatische bzw. Ladungsbild wird durch die Entwicklungs­ einheit 7 zu einem sichtbaren Bild entwickelt, das dann durch die Übertragungselektrode 8 auf ein Aufzeichnungs- oder Kopierpapier P übertragen wird, welches seinerseits durch einen Papierförderer 15 von einer Papier-Vorrats­ mulde 14 aus zugeführt wird. Nach der Übertragung wird das Kopierpapier P durch die Trennelektrode 9 im Zusammen­ wirken mit der Trennklaue 10 vom lichtempfindlichen Ele­ ment 5 a getrennt, durch ein Förderband 16 weitergefördert und durch eine Fixiereinheit 17 thermisch fixiert. Schließ­ lich wird das Papier P in eine Ausgabemulde 18 ausgewor­ fen.

Wenn bei einem elektrophotographischen Kopiergerät der vorstehend beschriebenen Art ein Zweikomponentenentwick­ ler aus einem Träger, wie Eisenpulver, und einem gefärb­ ten Kunstharzpulver als Toner verwendet wird, wird der im Entwickler enthaltende Toner im Verlaufe des Kopier­ betriebs verbraucht, so daß die Tonerkonzentration und schließlich auch die Dichte des Wiedergabe- oder Kopie­ bilds allmählich abnimmt. Der Toner muß daher nachge­ füllt werden, um die Dichte des Kopiebilds konstant zu halten. Es wurden bereits verschiedene Verfahren zur Be­ stimmung der Tonerkonzentration entwickelt. Als typisches Beispiel hierfür ist ein Verfahren bekannt, bei dem die Tonerkonzentration mittels eines optischen Meßfühlers ermittelt wird. In diesem Fall ist eine Platte 19 mit einer Bezugsdichte (z. B. einer optischen Reflexions­ dichte von 1,0) gemäß Fig. 2 an der Unterseite des Glas- Vorlagenträgers 1 angebracht, z. B. angeklebt, wobei die­ se Bezugsdichte-Platte 19 während des Belichtungsvor­ gangs vor der Vorlage belichtet wird (gemäß Fig. 2 be­ wegt sich der Vorlagenträger 1 in Richtung des Pfeils). Auf dem lichtempfindlichen Element 5 a wird das Ladungs­ bild der Platte 19 erzeugt und zu einem sichtbaren Bild entwickelt, dessen Dichte durch eine nicht dargestell­ te optische Meßfühlereinheit gemessen werden kann, die in der Nähe des lichtempfindlichen Elements 12 a angeordnet ist.

Eine herkömmliche Meßfühlereinheit zur Messung der Tonerkonzen­ tration besteht aus einem lichtemittierenden Element, etwa einer Leuchtdiode, und einem Lichtempfangselement, z. B. einem Phototransistor, wobei Infrarotlicht als Meß­ licht verwendet wird, um eine Beeinflussung durch von außen einfallendes Licht auszuschalten und eine Verrin­ gerung der Aufladungsfähigkeit des lichtempfindlichen Elements zu verhindern. Es ist auch bekannt, eine sol­ che Meßfühlereinheit als Staudetektor zu verwenden.

Im Hinblick auf das Verarbeitungssystem eines nach dem elektrophotographischen Verfahren arbeitenden elektro­ statischen Vervielfältigungsgeräts wird bevorzugt eine einzige Meßfühlereinheit sowohl zur Feststellung eines Hängen­ bleibens bzw. Staus des Papiers als auch zur Messung der Tonerkonzentration verwendet, weil die Anordnung zweier getrennter Meßfühlereinheiten eine Vergrößerung des erforderlichen Einbauraums sowie der Zahl der Bauteile bedingt. Bei die­ ser Anordnung besteht jedoch kein großer Unterschied zwischen der Meßfühler-Ausgangsgröße in dem Fall, in welchem ein Kopierpapierblatt im Falle einer Störung um das lichtempfindliche Element herumgewickelt verbleibt, und der Meßfühler-Ausgangsgröße im Normalfall, in wel­ chem kein Papierblatt um das lichtempfindliche Element herumgewickelt ist. Wenn somit eine einzige Meßfühlereinheit sowohl zur Erfassung eines Papierstaus als auch zur Messung der Tonerkonzentration verwendet wird, kann die Messung unter verschiedenen Bedingungen unzuverlässig sein, wenn ein Papierstau durch Entscheidung, ob die Ausgangsgröße eine Schwellenwertgröße übersteigt oder nicht, festgestellt wird. Ein anderes Problem besteht darin, daß bei einer Verunreinigung der Meßfühlereinheit durch Toner die Meßfühler-Ausgangsgröße abfällt und die Erfas­ sung eines Papierstaus nicht mehr möglich ist.

Für das lichtempfindliche Element von elektrophotogra­ phischen Kopiergeräten der beschriebenen Art werden ver­ schiedene Werkstoffe verwendet, beispielsweise Zinkoxid, amorphes Selen, organische Halbleiter und dgl. Wenn ein aus einem solchen Werkstoff bestehendes lichtempfindli­ ches Element über einen längeren Zeitraum hinweg Licht ausgesetzt ist, tritt bekanntlich eine als "Gedächtnis- bzw. Speichereffekt" bezeichnete Erscheinung auf, bei welcher die Aufladbarkeit des belichteten Teils des lichtempfindlichen Elements abnimmt und daher eine elek­ trische Ladung nicht mehr ohne weiteres in diesem Teil in­ duziert werden kann. Da die bisherigen elektrophotogra­ phischen Kopiergeräte als Staudetektoreinheit eine In­ frarotlicht emittierende Diode verwenden, ist die Beein­ trächtigung der Aufladbarkeit des lichtempfindlichen Elements nicht so deutlich wie im Fall von sichtbarem Licht; doch da die Leuchtdiode auch während der Zeitspan­ ne, während welcher kein Kopiervorgang stattfindet, auf­ leuchtet, kann das Oberflächenpotential des lichtempfind­ lichen Elements nach längerer Betriebszeit des Geräts ungleichmäßig werden, was eine Abnahme der Güte des Wie­ dergabebilds zur Folge hat. Wenn das lichtemittierende Element eine Richtwirkung besitzt, ist die Lichtwirkung im belichteten Teil um so viel größer, daß die Verschlechterung der Aufladbarkeit zu einem kri­ tischen Problem wird, wenn ein solches lichtemittierendes Element für die Feststellung eines Papierstaus benutzt wird. Weiterhin sind aus Energieeinsparungsgründen an­ stelle der bisher verwendeten Halogenlampen auch Leucht­ stofflampen bzw. -röhren verringerten Leistungsbedarfs verwendet worden, doch ist in diesem Fall ein lichtemp­ findliches Material höherer Lichtempfindlichkeit erfor­ derlich. Eine höhere Lichtempfindlichkeit des lichtemp­ findlichen Materials ist auch nötig, um die Vervielfäl­ tigungs- bzw. Kopiergeschwindigkeit zu erhöhen. Bei Er­ höhung der Empfindlichkeit dieses lichtempfindlichen Materials verstärkt sich auch das Problem der Verschlech­ terung der Aufladbarkeit.

Zur Ausschaltung dieser Probleme wurde ein Verfahren vor­ geschlagen, bei dem das lichtemittierende Element nicht kontinuierlich, sondern intermittierend aktiviert wird und die Beziehung zwischen der Einschaltzeit und der Ausschalt­ zeit dieses Elements zweckmäßig gewählt ist. Bei diesem Verfahren muß jedoch das lichtemittierende Element ebenfalls während der Zeitspanne ein- und ausgeschaltet werden, während welcher kein Kopiervorgang stattfindet, wobei eine kleine Fläche des lichtempfindlichen Elements in unerwünschter Weise über eine längere Zeitspanne hinweg dem Licht ausgesetzt ist, wenn sich dieses lichtempfindliche Element nicht dreht. Zur Vergrößerung des Unterschieds der Ausgangssignalpegel der Staudetektoreinheit zwischen dem Vorliegen und Nichtvorliegen eines Papierstaus ist ein Verfahren bekannt, bei dem eine sichtbares Licht emittierende Diode verwendet wird. Wenn bei diesem Verfahren das lichtemittierende Element intermittierend ein- und ausgeschaltet wird, kann jedoch das Problem der Auf­ ladbarkeit des lichtempfindlichen Elements ebenfalls nicht zufriedenstellend gelöst werden.

Aus der US-PS 42 39 372 ist ein elektrostatisches Kopiergerät bekannt, bei dem ein lichtemittierendes Element und ein Licht­ empfangselement zwischen einer Trenneinheit und einer Reini­ gungseinheit vorgesehen sind. Das Lichtempfangselement empfängt das vom lichtemittierenden Element emittierte und an der Oberfläche einer lichtempfindlichen Trommel reflek­ tierte Licht. Löst sich ein Kopierpapierblatt nach Durchgang durch eine Übertragungseinheit nicht richtig von der licht­ empfindlichen Trommel und bleibt an dieser haften, so wird durch das lichtemittierende Element und das Lichtempfangs­ element der Stau dieses Papierblattes erfaßt.

Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein elektro­ statisches Vervielfältigungsgerät zu schaffen, bei dem eine einfach aufgebaute und wenig Einbauraum beanspruchende Meß­ fühlereinheit mit sichtbarem Licht arbeitet, so daß Ände­ rungen der Meßfühler-Ausgangssignalpegel bei der Feststellung eines Papierstaus ausreichend groß sind und die Feststelllung bzw. Messung zuverlässig erfolgen kann.

Diese Aufgabe wird bei einem elektrostatischen Vervielfäl­ tigungsgerät nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1 erfindungsgemäß durch die in dessen kennzeichnendem Teil enthaltenen Merkmale gelöst.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Patentansprüchen 2 und 3.

Das erfindungsgemäße Vervielfältigungsgerät verwendet zur Verkleinerung der Zahl der Bauteile sowie des erforderlichen Einbauraums nur eine einzige, integrierte Meßfühlereinheit, die aus einem lichtemittierenden Element für die Papier­ stauerfassung, einem lichtemittierenden Element für die Messung der Tonerkonzentration und einem den beiden licht­ emittierenden Elementen gemeinsam zugeordneten Licht­ empfangselement besteht.

Zur Verhinderung einer Verschlechterung der Aufladbarkeit des lichtempfindlichen Elements bei seiner Belichtung für die optische Papierstauerfassung werden die lichtemittierenden Elemente mindestens einmal ein­ geschaltet, nach dem die Stromquelle aktiviert ist und ein steckengebliebenes Papierblatt entfernt worden ist, während die lichtemittierenden Elemente im Vervielfäl­ tigungs- bzw. Kopierbetrieb intermittierend ein- und ausgeschaltet werden.

Im folgenden sind bevorzugte Ausführungsformen der Er­ findung im Vergleich zum Stand der Technik anhand der beigefügten Zeichnung näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 eine schematische Darstellung eines bisherigen elektrophotographischen Kopiergeräts,

Fig. 2 eine Aufsicht auf die Unterseite eines aus Glas bestehenden Vorlagenträgers, an dessen Unterseite eine einen Teil einer Tonerkonzentra­ tions-Meßfühlereinheit bildende Bezugsdichte-Platte angebracht ist,

Fig. 3 eine teilweise im Schnitt gehaltene Darstel­ lung einer Meßfühlereinheit beim erfindungsge­ mäßen elektrostatischen Vervielfältigungsgerät,

Fig. 4 ein Schaltbild einer Meßschaltung unter Ver­ wendung der Meßfühlereinheit,

Fig. 5 ein Zeitsteuerdiagramm zur Veranschaulichung der Arbeitsweise der Meßschaltung,

Fig. 6a und 6b graphische Darstellungen der Erläuterung der Papier­ stauerfassung bei der bei der Erfindung verwendeten Meßfühlereinheit im Vergleich zu derjenigen bei einer bisherigen Meßfühlereinheit,

Fig. 7 eine graphische Darstellung der Beziehung zwi­ schen der Wellenlänge des auf ein lichtempfind­ liches Element auftreffenden Lichts und dessen Reflexionskraft,

Fig. 8 eine graphische Darstellung der Beziehung zwi­ schen der Wellenlänge des auf das lichtempfind­ liche Element auftreffenden Lichts und der Dik­ ke einer Schicht, die 99% des Lichts absorbiert, und

Fig. 9 ein Diagramm zur Erläuterung der An­ steuerung der lichtemittierenden Dioden bei einer anderen Ausführungsform der Erfindung.

Die Fig. 1 und 2 sind eingangs bereits erläutert worden.

Fig. 3 veranschaulicht eine Ausführungsform einer beim elektrostatischen Vervielfältigungsgerät gemäß der Er­ findung zu verwendenden Meßfühlereinheit. Die Meßfühler­ einheit 20 besteht aus einer Infrarotlicht emittierenden Diode 20 b zur Messung der Tonerkonzentration, einer sicht­ bares Licht emittierenden Diode 20 c zur Feststellung eines Papierstaus sowie einem Phototransistor 20 d zum Empfangen des von diesen Leuchtdioden emittierten und von einer Bezugskonzentrationsplatte oder -scheibe 19 reflektierten Lichts und zur Umwandlung dieses Lichts in elektrische Signale. Diese Halbleiterelemente 20 b, 20 c und 20 d sind unter vorbestimmten Winkeln in einen gegos­ senen Träger 20 a eingebettet. Bevorzugt ist der Ausrich­ tungswinkel des Phototransistors 20 d so gewählt, daß das gewöhnliche Reflexionslicht von der Infrarotlicht emit­ tierenden Diode 20 b zur Messung der Tonerkonzentration unmittelbar auf den Phototransistor 20 d auftrifft, während das normale Reflexionslicht von der sichtbares Licht emittierenden Diode 20 c für die Papierstaufeststellung nicht so leicht oder unmittelbar auf ihn auftrifft. Diese Meßfühlereinheit 20 kann in der Lage des Papierstaudetek­ tors 13 beim elektrostatischen Vervielfältigungsgerät gemäß Fig. 1 angeordnet sein.

Fig. 4 ist ein Schaltbild der die beschriebene Meßfühler­ einheit verwendenden Meßschaltung.

Die Anoden der Leuchtdioden 20 b, 20 c und der Kollektor des Phototransistors 20 d sind gemeinsam an eine Strom­ quelle V _CC angeschlossen. Die Kathoden der Leuchtdioden 20 b, 20 c sind über Widerstände R₁ bzw. R₂ mit den Kollek­ toren von Ansteuer- bzw. Treibertransistoren TR₁ bzw. TR₂ verbunden. Der Emitter des Phototransistors 20 d ist mit der invertierenden Eingangsklemme eines Operations­ verstärkers 21 verbunden. Die Emitter der Transistoren TR₁ und TR₂ liegen an Masse, wobei an ihre Basiselektro­ den Leuchtdioden-Treibersignale S₁ bzw. S₂ angelegt wer­ den. Die nicht-invertierende Eingangsklemme des Opera­ tionsverstärkers 21 ist mit der Verbindung zwischen spannungsteilenden Widerständen R₃ und R₄ verbunden, die zwischen die Stromquelle V _CC und Masse eingeschaltet sind. Die Ausgangsklemme des Operations­ verstärkers 21 ist an die invertierenden Eingangsklemmen von Komparatoren 22 und 23 sowie über einen Widerstand R₅ an seine eigene invertierende Eingangsklemme angeschlos­ sen. Die nicht-invertierende Eingangsklemme des Kompara­ tors 22 ist mit der Verzweigung (Spannung V _J ) zwischen spannungsteilenden Widerständen R₆ und R₇ verbunden, die zwischen die Stromquelle V _CC und Masse eingeschaltet sind. Die nicht-invertierende Eingangsklemme des Kompa­ rators 23 ist an die Verbindung (Spannung V _D ) zwischen ähnlichen Spannungsteilerwiderständen R₈ und R₉ ange­ schlossen.

Im folgenden ist die Arbeitsweise der vorstehend beschrie­ benen Meßschaltung anhand von Fig. 5 erläutert. Im Normal­ betrieb des Geräts ohne Papierstau dreht sich die Trom­ mel 5 (vgl. Fig. 1); wenn das sichtbare Bild R (Primär­ bild) der Bezugsdichte-Platte 19 die Lage der Meßfühler­ einheit 20 erreicht, wird das Treibersignal S₁ an den Transistor TR₁ angelegt, so daß die Infrarot-Leuchtdiode 20 b Licht emittiert. Der Phototransistor 20 d empfängt das vom sichtbaren Bild R der Platte 19 reflektierte Licht, und der Operationsverstärker 21 erzeugt eine der Dichte proportionale Spannung V _A , die den Komparatoren 22 und 23 eingespeist wird. Der Komparator 23 vergleicht diese Spannung mit einer Tonerkonzentration-Bezugsspan­ nung V _D , die im voraus durch die Spannungsteilerwider­ stände R₈ und R₉ bestimmt wird. Wenn die gemessene Kon­ zentration unterhalb einer Bezugs-Tonerkonzentration liegt, fällt die Spannung V _A ab, wobei an der Klemme B ein hohes Signal erhalten wird. Wenn dagegen die Tonerkonzentration über der Bezugskonzentration liegt, tritt an der Klemme B ein niedriges Signal auf. Die Tonerkonzentrationssignale werden mit dem Takt T₁ gemäß Fig. 5 ausgelesen bzw. abgegriffen.

Nach Ablauf einer vorbestimmten Zeitspanne erreicht die Bildfläche T auf dem lichtempfindlichen Element 5 a nach der Bildübertragung die Lage der Meßfühlereinheit 20. Zu diesem Zeitpunkt wird das Ansteuer- bzw. Treibersignal S₂ an den Transistor TR₂ angelegt, so daß die Leucht­ diode 20 c sichtbares Licht emittiert. Der Phototransistor 20 b nimmt das vom lichtempfindlichen Element 5 a reflek­ tierte Licht ab, und das Ausgangssignal des Operations­ verstärkers 21 wird an die Komparatoren 22 und 23 ange­ legt. Wenn aufgrund einer Störung einer Trenneinrichtung ein Kopierpapierblatt in einem um die drehbare Trommel 5 herumgewickelten Zustand ver­ bleibt, fällt das Ausgangssignal V _A des Operationsver­ stärkers 21 ab und wird niedriger als eine Papierstau­ erfassungs-Bezugsspannung V _J , die durch die Spannungs­ teilerwiderstände R₆ und R₇ bestimmt wird. Infolgedessen tritt an der Klemme A des Komparators 22 ein hohes Si­ gnal auf. Wenn dagegen die Trennung des Kopierpapiers normal erfolgt, fällt das Ausgangssignal V _A des Opera­ tionsverstärkers 21 nicht ab, so daß sich sein Pegel nicht unter die Spannung V _J verringert. Demzufolge er­ scheint an der Klemme A ein niedriges Si­ gnal. Dieses Stauerfassungssignal wird mit dem Takt T₂ gemäß Fig. 5 abgegriffen. Bei der dargestellten Ausfüh­ rungsform werden die Infrarot-Leuchtdiode für die Toner­ konzentrationsmessung sowie die sichtbares Licht emit­ tierende Diode für die Papierstauerfassung mittels Gleichstrom angesteuert, doch können sie zur Verminde­ rung einer Ermüdung des lichtempfindlichen Elements auch impulsartig oder intermittierend zum Aufleuchten gebracht werden.

Die Fig. 6a und 6b veranschaulichen die Papierstauerfas­ sung- bzw. -feststellung der bei dem erfindungsgemäßen Geräte verwendeten, vorliegenden Meßfühlereinheit im Vergleich zu derjenigen einer bis­ herigen Meßfühlereinheit. Fig. 6a veranschaulicht da­ bei die Arbeitsweise der vorliegenden Meßfühlereinheit, während Fig. 6b die Arbeitsweise eines bisherigen Staudetek­ tors aus einer Infrarotlicht-Leuchtdiode und einem Phototran­ sistor darstellt. Diese graphischen Darstellungen ver­ deutlichen Ausgangssignale, bezogen auf die Änderungen der Ausgangsspannung V _A des Operationsverstärkers 21 in der Meßschaltung gemäß Fig. 4. Wie aus diesen Darstellungen hervorgeht, gewährleistet die vorliegende optische Meßfühlereinheit einen größeren Unterschied Δ V₂ im Aus­ gangssignalpegel zwischen der Spannung V₁, d. h. der Span­ nung V _A für das lichtempfindliche Element, und der Span­ nung V₂, d. h. der Spannung V _A für das Kopierpapier, so­ wie einen größeren Unterschied Δ V₃ zwischen der Span­ nung V₁ und der Spannung V₃ als der Spannung V _A für eine zweite Vorlage; die Papierstauerfassung ist somit entsprechend diesen Unterschieden verbessert.

Es kann vorausgesetzt werden, daß bei Verwendung von sichtbarem Licht der Unterschied in den Ausgangssignalpegeln zwi­ schen dem lichtempfindlichen Element (V₁) und dem Kopier­ papier (V₂) oder der zweiten Vorlage (V₃) aus den im fol­ genden Gründen größer ist als bei Verwendung von Infra­ rotlicht.

Das von der betreffenden Leuchtdiode auf das lichtempfind­ liche Element 5 a geworfene Licht wird zum Teil absorbiert, wenn sich auf dem Element 5 a Resttoner befindet. Das un­ mittelbar auf dieses Element fallende Licht wird von ersterem teilweise reflektiert, während das restliche Licht durch das lichtempfindliche Element 5 a hindurch­ tritt und von der Oberfläche der drehbaren Trommel 5 re­ flektiert wird. Diese beiden Reflexionslichtarten ver­ mischen sich miteinander und werden vom Phototransistor 20 d empfangen. Wenn dagegen ein Kopierpapierblatt um das lichtempfindliche Element 5 a herumgewickelt ist, wird der größte Teil des von der Leuchtdiode emittierten Lichts durch das Kopierpapier reflektiert, so daß kaum Licht durch das Kopierpapier hindurch auf das lichtemp­ findliche Element 5 a auftrifft.

Die Beziehung zwischen der Wellenlänge des Lichts und seiner Reflexion sowie die Beziehung zwischen der Wel­ lenlänge und der Dicke einer 99% des Lichts absorbieren­ den Schicht bei Verwendung von amorphem Selen als licht­ empfindliches Element 5 a sind in den Fig. 7 bzw. 8 ver­ anschaulicht. Wie aus diesen graphischen Darstellungen hervorgeht, beträgt die Reflexionskraft für Licht im Wellenlängenbereich von etwa 700 bis 1000 nm ungefähr 20%; wenn die Dicke des lichtempfindlichen Elements 5 a mindestens 30 bis 40 µm beträgt, wird der größte Teil des sichtbaren Lichts (im Wellenlängenbereich von 400 bis 700 nm) von diesem Element 5 a absorbiert. Wenn daher die Wellenlänge des emittierten Lichts, wie bei der dar­ gestellten Ausführungsform, im Bereich des sichtbaren Lichts liegt, wird die von der Trommeloberfläche reflek­ tierte Lichtmenge erheblich verringert, wobei der Aus­ gangsspannungsunterschied zwischen der Ausgangsspannung aufgrund des vom lichtempfindlichen Element 5 a reflektier­ ten Lichts und der Ausgangsspannung aufgrund des vom Ko­ pierpapier reflektierten Lichts auf ähnliche Weise ver­ größert werden kann (vgl. Fig. 6a). Wenn dagegen, wie bei der bisherigen Vorrichtung, Infrarotlicht verwendet wird, verringert sich der Unterschied zwischen dem vom licht­ empfindlichen Element reflektierten Licht und dem vom Kopierpapier reflektierten Licht und damit auch der Un­ terschied in den betreffenden Ausgangsspannungspegeln entsprechend (vgl. Fig. 6b). Im letzeren Fall ist daher die Papierstauerfassung verschlechtert.

Wie erwähnt, können die in der vorliegenden Meß­ fühlereinheit vorgesehenen lichtemittierenden Elemente entweder durch eine Gleichstromquelle oder durch einen Impuls kurzer Dauer angesteuert, d. h. zum Aufleuchten ge­ bracht werden. Auch können die lichtemittierenden Elemente und das Lichtempfangs­ element unter solchen Winkeln angeordnet sein, daß das normale reflektierte sichtbare Licht von der Stauerfassungs-Leuchtdiode und das Infrarotlicht von der Tonerkonzentrationsmeß-Leuchtdiode nicht ohne weiteres bzw. unmittelbar auf das Lichtempfangselement auftref­ fen. Während bei der vorstehend beschriebenen Ausführungs­ form eine Bezugsdichte-Platte als Mittel zur Messung der Tonerkonzentration verwendet wird, kann die Erfindung auch unter Verwendung anderer Mittel realisiert werden. Die Zahl der lichtemittierenden Elemente der Meßfühler­ einheit ist nicht auf zwei Elemente beschränkt, vielmehr kann auch eine größere Zahl solcher Elemente vorgesehen sein. In diesem Fall kann die Wellenlänge des von diesen lichtemittierenden Elementen emittierten Lichts entspre­ chend dem Ziel der Messung zweckmäßig geändert werden.

Bei der vorstehend beschriebenen Ausführungsform der Er­ findung werden somit mehrere lichtemittierende Elemente und ein einziges Lichtempfangselement zum Abgreifen des Reflexionslichts von den lichtemittierenden Elementen in einer einzigen Einheit verwendet. Auf diese Weise kön­ nen sowohl der Einbauraum als auch die Zahl der einzel­ nen Bauteile verkleinert sein. Da das sichtbares Licht emittierende Element für die Papierstauerfassung oder und das Infrarotlicht emittierende Element für die Messung der Tonerkonzentration verwendet werden, ist der Unterschied in den Ausgangssignalpegeln des Lichtempfangselements bei der Feststellung eines Papier­ staus größer als dann, wenn - wie beim Stand der Tech­ nik - Infrarotlicht für die Papierstauerfassung benutzt wird. Die Zuverlässigkeit bei der Papier­ stauerfassung kann somit entsprechend besser sein.

Fig. 9 veranschaulicht ein Zeitsteuerdiagramm für das Aktivieren der Leuchtdioden bei einer anderen Ausführungs­ form der Erfindung.

Die Leuchtdiode 20 b des Papierstaudetektors 20 wird nach dem Schließen des Haupt- bzw. Netzschalters des Verviel­ fältigungsgeräts zunächst mindestens einmal zum Aufleuch­ ten gebracht. Dies dient zur Bestätigung, daß im Fall eines beim vorhergehenden Kopierzyklus aufgetretenen Papierstaus das hängengebliebene Papierblatt vollständig entfernt worden ist und der nächste Vervielfältigungs- bzw. Kopiervorgang nunmehr durchgeführt werden kann. Nach der Einleitung des Kopiervorgangs zum Zeitpunkt t₁ wird die Leuchtdiode 20 b mittels einer Reihe von Impulsen abwechselnd ein- und ausgeschaltet. Die Papierstauerfas­ sung oder -feststellung erfolgt in diesem Fall auf der Grundlage des Ausgangssignals des Staudetektors 20, wo­ bei der Meßvorgang derselbe ist, wie er vorstehend anhand von Fig. 4 beschrieben worden ist. Wenn während des Ko­ piervorgangs ein Papierstau festgestellt wird, wird der Kopiervorgang unterbrochen und die nicht dargestellte Frontplatte an der Vorderseite des Vervielfältigungsge­ räts geöffnet, um das hängengebliebene Papierblatt ent­ fernen zu können. Zu einem Zeitpunkt t₂ nach dem Schlie­ ßen der Frontplatte des Geräts wird die Leuchtdiode 20 b zumindest einmal zum Aufleuchten gebracht. Hierbei kann bestätigt werden, daß das hängengebliebene Papierblatt entfernt worden ist und der Störungszustand nicht mehr besteht. Das Papierstauerfassungs-Ausgangssignal wird der Steuereinheit eingespeist, und das Auslesen oder Abgreifen der Signale erfolgt bei dieser Ausführungsform mit einem Takt, der mit dem Leuchtdioden-Treibersignal S synchronisiert ist.

Bei dieser Ausführungsform kann die Leuchtdiode entwe­ der sichtbares Licht oder Infrarotlicht emittieren. Die Ein/Aus-Periode des Treibersignals S zum Ein- und Aus­ schalten der Leuchtdiode während des Vervielfältigungs­ bzw. Kopiervorgangs, die Periode des pulsierenden An­ steuer- oder Treibersignals und das Verhältnis zwischen Einschaltzeit und Ausschaltzeit, d. h. das Tastverhältnis, können in Abhängigkeit von der Art des verwendeten licht­ empfindlichen Materials sowie von den Kennlinien der Leuchtdioden zweckmäßig gewählt und zur Einstellung oder Anpassung bei Langzeitbetrieb des lichtempfindlichen Elements nach Bedarf geändert werden.

Bei der beschriebenen Ausführungsform wird die Leucht­ diode nach dem Schließen des Hauptschalters und nach dem Entfernen eines hängengebliebenen Papierblatts mindestens einmal zum Aufleuchten gebracht und während des Verviel­ fältigungs- bzw. Kopiervorgangs wiederholt ein- und aus­ geschaltet. Auf diese Weise kann eine Herabsetzung der Aufladbarkeit auch bei einem hochempfindlichen licht­ empfindlichen Material verhindert und damit die Güte des Wiedergabebilds verbessert werden. Dies gewährleistet den zusätzlichen Vorteil, daß bei Verwendung eines hoch­ empfindlichen lichtempfindlichen Materials die Vorlage auch mittels einer Leuchtstofflampe belich­ tet und die Vervielfältigungsgeschwindigkeit erhöht wer­ den kann. Obgleich vorstehend Möglichkeiten zur Verbes­ serung der Stauerfassungsleistung durch Verwendung einer sichtbares Licht emittierenden Leuchtdiode beschrieben sind, kann das Problem der Verschlech­ terung, der Aufladbarkeit des lichtempfindlichen Materials infolge der Beleuchtung mit sichtbarem Licht wirksam gelöst werden.

Claims (3)

1. Elektrostatisches Vervielfältigungsgerät, bei dem eine Meßfühlereinheit (20), die einen Stau eines Kopier­ papierblattes und die Tonerkonzentration erfaßt und aus einer zusammengefaßten Anordnung aus mindestens einem lichtemittierenden Element (20 b, 20 c) und einem Licht­ empfangselement (20 d) zum Abgreifen des vom licht­ emittierenden Element emittierten und zurück zum Licht­ empfangselement reflektierten Lichts besteht, dicht an der Oberfläche eines lichtempfindlichen Elements (5 a) an einer Stelle in Bewegungsrichtung hinter der Stelle, an welcher sich ein Kopierpapierblatt vom lichtempfind­ lichen Element (5 a) trennt, angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß

• - mehrere lichtemittierende Elemente (20 b, 20 c) vorge­ sehen sind, von denen das eine Element (20 c) eine sichtbares Licht emittierende Diode zur Erfassung eines Staus des Kopierpapierblatts und das andere Element (20 b) eine Infrarotlicht emittierende Diode für die Messung der Tonerkonzentration ist, und
• - die lichtemittierenden Dioden und das Lichtempfangs­ element (20 d) unter vorbestimmten Winkeln in einem Träger (20 a) eingebettet sind.

2. Vervielfältigungsgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das lichtemittierende Ele­ ment zur Erfassung eines Staus des Kopierpapierblatts an einer Stelle in Bewegungsrichtung hinter der Stelle, an welcher sich das Kopierpapierblatt vom lichtempfind­ lichen Element trennt, Strahlen sichtbaren Lichts auf die Oberfläche des lichtempfindlichen Elements (5 a) wirft und das von der Oberfläche des letzteren reflek­ tierte Licht zur Erfassung eines Papierstaus abgreift.

3. Vervielfältigungsgerät nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die sichtbares Licht emittie­ rende Diode für die Papierstauerfassung nach dem Ein­ schalten der Stromquelle für das Gerät mindestens ein­ mal zum Aufleuchten gebracht und nach dem Öffnen und Wiederschließen einer Frontplatte des Geräts während des Kopiervorgangs wiederholt ein- und ausgeschaltet wird.