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Beschreibung
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Die Erfindung betrifft einen Tonerdichtefühler gemäß dem Oberbegriff
des Anspruchs 1 und betrifft insbesondere einen Fühler zum Fühlen der Dichte eines
Toners, indem eine Änderung in der Induktion einer Spule festgestellt wird.
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Ein Entwickler, der in einem Kopiergerät u.ä. verwendbar ist, enthält
einen Toner, und es sind bereits verschiedene Verfahren zum Feststellen einer Tonerdichte
vorgeschlagen worden. Unter diesen werden Verfahren der Art, bei welchen die magnetische
Eigenschaft eines Trägers in dem Entwickler benutzt wird, um eine Anderung in der
Induktion einer Spule festzustellen, im allgemeinen in zwei Typen eingeteilt, d.h.
in ein Verfahren, bei welchem ein Entwickler entlang der Achse einer Spule fließt,
und ein weiteres Verfahren, bei welchem ein Tonerdurchgang festgelegt wird, welcher
sich entlang eines Endes einer Spule erstreckt. Bei der ersten Art Verfahren ist
eine Wicklung um einen hohlen Spulenkörper gewickelt und mit einer Schwingungsschaltung
verbunden. Wenn Toner durch den hohlen Spulenkörper fließt, ändert sich die Induktion
der Wicklung auf dem Spulenkörper entsprechend der augenblicklichen Tonerdichte,
wodurch sich dann die Ausgangsfrequenz der Schwingungsschaltung ändert.
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Die Tonerdichte wird somit durch eine Ausgangsfrequenz der Schwingungsschaltung
dargestellt. Diese Art Verfahren hat jedoch den Nachteil, daß es infolge des begrenzten,
in einer Entwicklungseinheit verfügbaren Raums schwierig ist, den Fühler so anzuordnen,
um den Fluß des Toners durch den Spulenkörper zu fördern, und folglich ist keine
wirksame Bestimmung der Tonerdichte zu erreichen.
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Bei der zweiten Art Verfahren wird dagegen ein Abdeckteil
an
einem Ende einer Wicklung angebracht, um zu verhindern, daß Toner in das Innere
einer Wicklung gelangt, welche mit einer Schwingungsschaltung verbunden ist. In
diesem Fall wird der Toner an und entlang der Oberseite des Abdeckteils bewegt.
Die Schwingungsschaltung spricht dann auf eine Anderung in der Tonermenge an, indem
ihre Ausgangsfrequenz geändert wird, und stellt dadurch die augenblickliche Tonerdichte
wie im Falle des ersten Verfahrens dar. Obwohl das zweite Verfahren nicht den Nachteil
des ersten Verfahrens aufweist, ergibt sich bei ihm doch die Schwierigkeit, daß
nur ein begrenzter Teil des Magnetflusses durch den Toner hindurchgeht, was wiederum
eine beträchtliche Abnahme der Empfindlichkeit zur Folge hat.
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Um diese Schwierigkeiten zu überwinden, hat der Anmelder eine Fühlerausführung
vorgeschlagen, bei welcher eine Platte aus einem ferromagnetischen Material so angeordnet
ist, daß sie der Abdeckung in einem bestimmten Abstand vom Ende der betreffenden
Wicklung gegenüberliegt. Durch das Vorsehen der Platte wird dann beinahe der gesamte
Magnetfluß hindurchgeleitet und dadurch wird die Empfindlichkeit beim Feststellen
der Tonerdichte verbessert. Jedoch stellt bei dieser Ausführung der Abstand zwischen
der Wicklung und der Platte die Schwierigkeit dar. Wenn der Abstand verkleinert
wird, würde dies den glatten Tonerfluß beeinflussen, und wenn er vergrößert wird,
nimmt die Anzahl der MagnetfluBlinien ab, durch welche sich der Toner bewegt, und
folgich ergibt sich dadurch nur eine begrenzte Wirkung.
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Gemäß der Erfindung soll daher ein Tonerdichtefühler geschaffen werden,
mit welchem eine Tonerdichte mit hoher Genauigkeit und hoher Empfindlichkeit gefühlt
werden kann. Gemäß der Erfindung ist dies bei einem Tonerdichtefühler nach dem Oberbegriff
des Anspruchs 1 durch die Merkmale im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 erreicht.
Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.
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Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung weist ein Tonerdichtefühler
ein Paar Wicklungen auf, welche einander gegenüberliegen und jeweils Drähte aufweisen,
die um unabhängige Magnetkerne gewickelt sind. Die Wicklungen sind in Reihe oder
parallel geschaltet, um die Magnetflüsse, die gewöhnlich durch die Wicklungen hindurchfließen,
zu erhöhen. Ein tonerenthaltender Entwickler wird durch den Zwischenraum zwischen
den Wicklungen bewegt, so daß eine Änderung in der Induktion der Wicklungen infolge
einer Änderung in der Tonerdichte als eine Änderung in der Ausgangsfrequenz der
Schwingungsschaltung gefühlt wird.
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Durch die Erfindung ist somit ein insgesamt verbesserter Tonerdichtefühler
geschaffen.
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Nachfolgend wird die Erfindung anhand von bevorzugten Ausführungsformen
unter Bezugnahme auf die anliegenden Zeichnungen im einzelnen erläutert. Es zeigen:
Fig.1 eine Ansicht eines herkömmlichen Tonerdichtefühlers der Art, bei welcher ein
Toner durch einen hohlen Spulenkörper fließt,auf welchen eine Wicklung aufgebracht
ist; Fig.2 eine Ansicht einer weiteren Ausführungsform eines herkömmlichen Tonerdichtefühlers,
welcher einen Tonerdurchgang entlang eines Endes einer Wicklung festlegt; Fig.3
eine Teilansicht eines weiteren herkömmlichen Tonerdichtefühlers, bei welchem der
Nachteil überwunden ist, welcher dem Fühler der Fig.2 anhaftet; Fig.4 eine Schnittansicht
eines Tonerdichtefühlers gemäß der Erfindung; Fig.5 eine Ansicht des in Fig.4 dargestellten
Fühlers,
in welcher eine Verbindung von Wicklungen und die Magnetflüsse
dargestellt sind, und Fig.6 eine Schnittansicht einer weiteren Ausführungsform der
Erfindung.
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Um das Verständnis der Erfindung zu erleichtern, wird anhand von Fig.1
ein herkömmlicher Tonerdichtefühler beschrieben. Der Tonerdichtefühler weist einen
Spulenkörper 10 auf, welcher mit einer axialen durchgehenden Bohrung versehen ist.
Eine Wicklung oder Spule 12 weist einen Draht 14 auf, welcher um den Spulenkörper
10 gewickelt ist. Eine Schwingschaltung 16 ist elektrisch mit der Wicklung 12 auf
dem Spulenkörper 10 verbunden. Solange Toner 18 durch den hohlen Spulenkörper 10
nach unten fließt, ändert sich die Induktion der Wicklung 12 und dadurch die Ausgangsfrequenz
der Schwingschaltung 16 entsprechend einer sich ändernden Dichte des Toners 18.
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Ein weiterer herkömmlicher Tonerdichtefühler ist in Fig.2 dargestellt,
bei welchem ein magnetischer Kern 20 und eine Wicklung 22 verwendet sind, welche
einen Draht 24 aufweist, der um den Kern 20 gewickelt ist. Obwohl es in der Zeichnung
nicht dargestellt ist, ist eine Schwingschaltung mit der Wicklung 22 wie bei dem
Fühler der Fig.1 verbunden. Ein Abdeckteil 26 ist an dem oberen Ende der Wicklung
22 angebracht, so daß der Toner 18 sich auf und entlang dem Abdeckteil 26 bewegen
kann. Wiederum folgt die Induktion der Wicklung 22 und dadurch die Ausgangsfrequenz
des Oszillators bzw. der Schwingschaltung einer Änderung in der Tonerdichte.
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In Fig.3 ist eine weitere herkömmliche Fühleranordnung dargestellt,
welche der Fühleranordnung der Fig.2 abgesehen von dem Vorsehen einer Platte 28
entspricht. Die Platte 28 ist in einem Abstand vom Ende der Wicklung 22 und gegenüber
dem Abdeckteil 26 Angeordnet, wobei sie dazu dient, die Anzahl der Magnetf;ußlinien
zu erhöhen,die der Toner 18
kreuzt. Alle vorstehend beschriebenen,
herkömmlichen Fühler weisen, obwohl sie praktisch und brauchbar sind, jeweils die
vorher erwähnten Schwierigkeiten auf, und mit ihnen kann eine Tonerdichte nicht
mit einer zufriedenstellenden Genauigkeit und Empfindlichkeit festgestellt werden.
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Die Erfindung hat mit Erfolg diese Nachteile beseitigt und wird nunmehr
anhand der Fig.4 bis 6 beschrieben. In Fig.4 ist ein in seiner Gesamtheit mit 30
bezeichneter Tonerdichtefühler gemäß der Erfindung dargestellt. Der Fühler 30 weist
ein Paar Wicklungen 20 und 20'auf, welche auf ein Paar einander gegenüberliegender
Magnetkerne 22 bzw. 22' aufgebracht sind. Die Wicklungen 20 und 20' sind dadurch
gebildet, daß Drähte 24 und 24 um die Kerne 22 bzw. 22' gewickelt sind. Ein Abdeckteil
26 ist an einem Ende der Wicklung 20 und ein Abdeckteil 26' ist an einem Ende der
Wicklung 20' gehaltert, welche der Wicklung 20 gegenüber liegt, wodurch dazwischen
eine Bahn für den Toner 18 festgelegt ist. Die Wicklungen 20 und 20' sind in Reihe
geschaltet, so daß die Anzahl der Magnetflußlinien, die gemeinsam durch die Wicklungen
hindurchgehen, größer wird, wie beispielsweise in Fig.5 dargestellt ist.
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In der beschriebenen Ausführung bilden die Magnetflüsse, welche durch
die Wicklungen 20 und 20' erzeugt worden sind, jeweils geschlossene Kreise, die
zusammen durch die Wicklungen verlaufen, selbst wenn der Spalt zwischen den Wicklungen
etwas größer ist. Dies fördert einen glatten und gleichmäßigen Fluß des Toners 18
auf der Bahn zwischen den einander gegenüberliegenden Abdeckteilen 26 und 26'.Da
darüber hinaus beinahe der gesamte Magnetfluß 32 von dem Toner 18 gekreuzt wird,
kann eine Änderung in der Tonerdichte mit einer hohen Empfindlichkeit als eine Änderung
in der zusammengesetzten Induktion bzw. Induktivität der beiden Wicklungen 20 und
20' festgestellt werden. Wenn daher der Fühler 30 mit einer Schwingschaltung verbunden
ist, wie sie beispielsweise in Fig.1 dargestellt ist, kann eine Schwingungsfrequenz
erhal-
ten werden, welche das genaue Ebenbild der augenblicklichen
Tonerdichte ist. Die Schwingungsfrequenz kann in eine Spannung oder in einen Impuls
umgewandelt werden; in dem zweiten Fall wird dann ein Tonerdichtesignal erzeugt,
indem die Impulse für einen jeweils vorbestimmten Zeitabschnitt gezählt werden.
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In Fig.6 ist eine weitere Ausführungsform der Erfindung dargestellt.
Der Fühler in Fig.6 weist ein Paar Wicklungen 40 und 40' auf, welche jeweils auf
ferromagnetischen Kernen 42 und 42' aufgebracht sind und durch Drähte 44 und 44'
gebildet sind. In diesem Fall bilden die Magnetflüsse 46, welche durch die Wicklungen
40 und 40' erzeugt worden sind, einen einzigen geschlossenen Kreis durch die Wicklungen
hindurch.
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Der Fühler der Fig.6 hat teil an der Arbeitsweise und Wirkung, die
mit dem in Fig.4 und 5 dargestellten Fühler erreichbar sind.
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Die Wicklungen in jeder der beschriebenen Ausführungsformen können
erforderlichenfalls in Reihe oder parallel geschaltet werden, solange die Richtungen
der sich ergebenden Magnetflüsse miteinander gemeinsam, d.h. gleich sind. Das Tonerdichtesignal
kann mittels einer entsprechenden Maßnahme ausgeführt werden, indem beispielsweise
ein Ausgang eines Oszillators, welcher auf einer gegebenen Frequenz schwingt, an
eine Fühlerspule angelegt wird und dadurch dann eine Änderung in der Anschluß spannung
infolge einer Änderung in der Spulenimpedanz aufgenommen und erhalten wird.
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Gemäß der Erfindung ist somit ein Tonerdichtefühler geschaffen, mit
welchen eine Tonerdichte mit hoher Genauigkeit und Empfindlichkeit unabhängig von
der Breite eines Entwicklerdurchgangs gefühlt werden kann, welcher vergrößert werden
kann, um einen glatten, gleichmäßlgen Entwicklerfluß zu fördern.
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Ende der Beschreibung
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