DE3906885A1

DE3906885A1 - Bilderzeugungsgeraet

Info

Publication number: DE3906885A1
Application number: DE3906885A
Authority: DE
Inventors: Shin Yamauchi
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1988-03-04
Filing date: 1989-03-03
Publication date: 1989-09-07
Also published as: JPH01224787A; DE3906885C2; US5107301A

Description

Die Erfindung betrifft ein Bilderzeugungsgerät oder auch Abbildungsgerät, wie ein elektronisches Kopierge rät, bei dem der bei der Bilderzeugung verbrauchte Toner automatisch nachgeliefert wird.

Bestimmte elektronische Kopiergeräte enthalten bekannt lich eine Entwicklungseinheit zum Entwickeln eines La tentbilds mittels eines Entwicklers in Form eines Ge misches aus einem magnetischen Träger und einem nicht magnetischen Toner; sie enthalten dabei einen automati schen Tonerzuführer oder -nachlieferer, welcher die Tonerdichte (im Entwickler) konstant hält, um das Gerät bei jeder Betätigung stets Bilder gleichbleibend hoher Güte erzeugen zu lassen.

Bei einem solchen automatischen Tonerzuführer wird die Permeabilität des Entwicklers in einer Entwicklungsein heit mittels eines Tonersensors überwacht. Wenn die To nerdichte abnimmt und der Sensor feststellt, daß die Permeabilität einen Bezugswert übersteigt, steuert eine Steuereinheit einen Tonerzufuhrmotor an, um aus einer (einem) Tonerkassette oder -behälter weiteren Toner zur Entwicklungseinheit zu liefern. Dies erfolgt so lange, bis die Permeabilität wieder unter den Bezugswert ge sunken ist. Falls die Tonerdichte nicht innerhalb einer vorbestimmten Zeitspanne nach der Abnahme unter den Be zugswert wieder auf den Sollwert zurückgeführt wird, entscheidet die Steuereinheit, daß der Tonervorrat im Tonerbehälter verbraucht ist (Tonermangel), worauf sie eine Anzeigeeinheit die Notwendigkeit für Tonernachfül lung (Tonernachlieferung oder -zufuhr) anzeigen läßt und den Kopierbetrieb beendet.

Der Tonersensor bestimmt die Tonerdichte anhand der Re aktanz des Entwicklers, die in Abhängigkeit vom Mi schungsverhältnis von Träger zu Toner variiert. Der Tonersensor weist ein Magnetelement und zwei magneti sche Transformatoren oder Übertrager auf; von letzteren besteht jeder aus einem Kern und um diesen herumge wickelten, mehrere Windungen aufweisenden Spulen oder Wicklungen. Der erste (meßseitige) Übertrager ist mit dem Entwickler in Berührung stehend angeordnet. Das Ma gnetelement ist in der Nähe des zweiten Übertragers so angeordnet, daß es den zweiten (bezugsseitigen) Übertra ger eine elektromotorische Kraft oder EMK erzeugen läßt, welche dem Bezugswert der Tonerdichte entspricht. Wenn sich die Tonerdichte, d.h. die Reaktanz des Ent wicklers, ändert, ändert sich auch die Permeabilität des Kerns des ersten Übertragers, was eine Änderung der im zweiten Übertrager induzierten EMK hervorruft. Der Tonersensor ist ausgelegt zur Abgabe einer Analogspan nung entsprechend einer Differenz zwischen den elektro motorischen Kräften von meßseitigem und bezugsseitigem Übertrager. Bei dieser Anordnung kann die Steuereinheit die vorliegende oder Ist-Tonerdichte in bezug auf die Bezugstonerdichte anhand der Größe der analogen Aus gangsspannung von diesem Tonersensor bestimmen.

Wenn die Tonerdichte mittels eines solchen Tonersensors kontrolliert bzw. überwacht wird, muß die analoge Aus gangsspannung des Tonersensors auf eine Bezugsspannung entsprechend der Bezugstonerdichte des Entwicklers ini tialisiert werden. Beim bisherigen automatischen Toner zuführer erfolgt diese Ausgangsspannungseinstellung da durch, daß eine Bedienungsperson einen Volumen-Einstell knopf o.dgl. betätigt, um damit die Stellung des in der Nähe des Kerns des bezugsseitigen Übertragers angeord neten Magnetelements und damit auch die Permeabilität des Kerns zu ändern. Diese Einstellung ist nicht nur um ständlich, sondern auch sehr zeitraubend.

Aufgabe der Erfindung ist damit die Schaffung eines Bilderzeugungsgeräts, bei dem das Ausgangssignal von einem Tonersensor automatisch auf eine Bezugsspannung entsprechend einer Bezugstonerdichte eines Entwicklers einstellbar ist, so daß eine Bedienungsperson von der umständlichen Betätigung eines Volumenreglers o.dgl. entlastet ist und die für die Einstellung nötige Zeit verkürzt wird.

Diese Aufgabe wird bei einem Bilderzeugungsgerät mit einer Einrichtung zum Speichern eines Entwicklers in Form eines Gemisches aus einem Toner und einem Träger, einer Einrichtung zum Antragen des in dem in der Spei chereinrichtung gespeicherten Entwickler enthaltenen Toners an ein Übertragungsmedium zur Erzeugung eines (To ner-)Bilds auf diesem und einer zur Messung der Dichte des Toners in dem in der Speichereinrichtung gespeicher ten Entwickler dienende Detektoreinrichtung, die ein Ausgangssignal mit einem Pegel entsprechend der Toner dichte erzeugt und eine Änderungseinheit zur Änderung des Pegels des Ausgangssignals proportional zum Pegel eines daran angelegten Steuersignals aufweist, erfin dungsgemäß gelöst durch eine Einrichtung zum automati schen Initialisieren des Ausgangssignals von der Detek toreinrichtung durch Anlegung des Steuersignals an die Änderungseinheit der Detektoreinrichtung, wobei die Ini tialisiereinrichtung eine Einheit zum Konvergieren bzw. Annähern des Steuersignals auf bzw. an einen solchen Pe gel aufweist, daß das Ausgangssignal von der Detektor einrichtung auf einen Bezugspegel entsprechend einem Pegel während Perioden, in denen die Tonerdichte eine Bezugsgröße aufweist, gesetzt bzw. eingestellt wird, und zwar durch wiederholtes Vergrößern/Verkleinern des Pegels des Steuersignals in Übereinstimmung mit dem Pe gel des Ausgangssignals von der Detektoreinrichtung.

Im folgenden ist eine bevorzugte Ausführungsform der Er findung anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zei gen:

Fig. 1 eine perspektivische Gesamtdarstellung eines Bilderzeugungsgeräts gemäß der Erfindung,

Fig. 2 eine Schnitt-Seitenansicht des Bilderzeu gungsgeräts nach Fig. 1,

Fig. 3 eine Aufsicht auf eine Bedientafel beim Ge rät nach Fig. 1,

Fig. 4 eine schematische perspektivische Darstel lung eines Antriebsmechanismus für ein op tisches System,

Fig. 5 eine schematische perspektivische Darstel lung eines Antriebsmechanismus für Zeiger,

Fig. 6 ein Blockschaltbild des Schaltungsaufbaus eines Steuersystems,

Fig. 7 eine Teil(schnitt)darstellung einer licht empfindlichen Trommel und einer Entwicklungs einheit,

Fig. 8 eine schematische Darstellung des Aufbaus eines automatischen Tonerzuführers,

Fig. 9 ein Blockschaltbild der Anordnung eines To nersensors,

Fig. 10 eine graphische Darstellung einer Charakte ristik bzw. Kennlinie des Tonersensors,

Fig. 11 ein Blockschaltbild einer Steuerschaltung zur Einstellung des Ausgangssignals vom Tonersensor,

Fig. 12 ein Ablaufdiagramm zur Verdeutlichung einer Initialisieroperation für den automatischen Tonerzuführer,

Fig. 13A und 13B Ablaufdiagramme zur Erläuterung einer Setzoperation für den Einstellwert,

Fig. 14 ein detailliertes Schaltbild des Tonersen sors und

Fig. 15 ein Schaltbild eines abgewandelten Schal tungsaufbaus des Tonersensors.

Die Fig. 1 und 2 veranschaulichen schematisch ein Bild erzeugungsgerät, z.B. ein Kopiergerät, gemäß der Erfin dung. Dabei ist ein Vorlagenträger oder -tisch 11 (in Form einer durchsichtigen Glasscheibe) zum Auflegen einer Vorlage an der Oberseite eines Gehäuses 10 des Kopiergeräts angeordnet. Eine als Bezugseinrichtung für das Auflegen einer Vorlage dienende feststehende Skala 12 ist am Vorlagentisch 11 vorgesehen. Im Bereich des Vorlagentisches 11 sind eine hochklappbare Abdeckung 14 und ein(e) Arbeitstisch oder -ablage 14 angeordnet. Eine auf den Vorlagentisch 11 aufgelegte Vorlage wird bei einer (geradlinigen) Hin- und Herbewegung eines op tischen Systems mit einer Belichtungslampe 15 sowie Spiegeln 16, 17 und 18 längs der Unterseite des Vorla gentisches 11 in Richtung eines Pfeils a in Fig. 2 be lichtet (beleuchtet) und abgetastet. Dabei bewegen sich die Spiegel 17 und 18 mit der halben Geschwindigkeit des Spiegels 16, um eine Strahlenganglänge aufrechtzuer halten. Das bei der Belichtung/Abtastung durch das op tische System, d.h. bei der Bestrahlung der Vorlage durch die Lampe 15, von der Vorlage reflektierte Licht wird von den Spiegeln 16, 17 und 18 reflektiert bzw. um gelenkt. Das Licht wird durch einen Linsenblock 19 für Abbildungsmaßstabeinstellung geworfen und weiterhin durch einen Spiegel 20 umgelenkt und (durch diesen) auf eine lichtempfindliche Trommel 21 geworfen, so daß auf deren Mantelfläche ein Bild (eine Abbildung) des Vorla genbilds erzeugt wird.

Die lichtempfindliche Trommel 21 wird in Richtung eines Pfeils c (Fig. 2) in Drehung versetzt, wobei ihre Man telfläche durch eine Aufladeeinheit 22 aufgeladen wird. Anschließend erfolgt eine bildgerechte Schlitzbelich tung zur Erzeugung eines elektrostatischen Latentbilds auf der Mantelfläche der Trommel 21. Dieses Latentbild wird durch Antragen eines Toners durch eine Entwick lungseinheit 23 in ein sichtbares Bild überführt.

Papierblätter (als Aufzeichnungsträger) P werden durch eine Abnahmerolle 26 oder 27 aus einer jeweils gewähl ten oberen oder unteren Papiervorrats-Kassette 24 bzw. 26 ausgegeben. Das ausgegebene Papierblatt wird über eine Papierleitstrecke 28 oder 29 zu einem Ausrichtrol lenpaar 30 geführt und durch dieses zu einer Übertra gungsstation überführt.

Die Kassetten 24 und 25 sind jeweils herausnehmbar in den unteren rechten Endabschnitt des Gehäuses 10 einge setzt. Auf einer Bedientafel 31 kann jeweils eine der Kassetten gewählt werden. Die Größen oder Formate der Kassetten 24 und 25 werden durch zugeordnete Detektor schalter 32 bzw. 33 festgestellt. Jeder Detektorschal ter 32 und 33 besteht aus einer Vielzahl von Mikroschal tern, die in Abhängigkeit vom Einsetzen von Kassetten unterschiedlicher Größen entsprechend geschlossen oder geöffnet werden.

Das zur Übertragungsstation überführte Papierblatt P wird in der Position einer Übertragungsaufladeeinheit 34 in innige Berührung mit der Mantelfläche der licht empfindlichen Trommel 21 gebracht. Durch Betätigung der Übertragungsaufladeeinheit 34 wird das auf der Trommel 21 erzeugte Tonerbild auf das Papierblatt P übertragen. Das das übertragene Tonerbild aufweisende Papierblatt P wird dann durch Betätigung einer Trennaufladeeinheit 35 elektrostatisch von der Trommel 21 getrennt und durch ein Förderband 36 zu einem an dessen Ende angeordneten Fixierwalzenpaar 37 als Fixiereinheit transportiert. Beim Durchlauf des Papierblatts P durch das Fixierwal zenpaar 37 wird das übertragene Tonerbild fixiert. Nach dem Fixiervorgang wird das Papierblatt P durch ein Aus gabe- oder Austragrollenpaar 38 auf ein Ausgabefach 39 an der Außenseite des Gehäuses 10 ausgetragen.

Nach dem Übertragungsvorgang wird die Trommel 21 durch eine Ladungsbeseitigungs- oder Entladungsaufladeeinheit 40 entladen. Hierauf wird der auf der Mantelfläche der Trommel 21 verbliebene Resttoner durch eine Reinigungs einheit 41 beseitigt. Weiterhin wird durch eine Entla dungslampe 42 das Restbild gelöscht und damit die Trom mel 21 in den Anfangszustand zurückgeführt. Mit 43 ist in Fig. 2 ein Kühlgebläse zur Verhinderung eines Tempe raturanstiegs im Gehäuse 10 bezeichnet.

Fig. 3 veranschaulicht eine am Gehäuse 10 angeordnete Bedientafel 31 mit einer Kopier-Taste 44 zum Einleiten eines Kopiervorgangs, einem Zehner- bzw. Dezimaltasten feld 45 für die Eingabe der herzustellenden Kopienzahl u. dgl., einem Anzeigeteil 46 zum Anzeigen eines Be triebszustands jedes Geräteteils oder eines Papier staus, einer Kassettenwähltaste 47 zum Wählen der obe ren oder der unteren Papiervorrats-Kassette 24 bzw. 25, einem Kassettenanzeigeteil 48 zum Anzeigen der jeweils gewählten Kassette, einer Abbildungsmaßstab-Einstell taste 49 zum Einstellen eines gewünschten Abbildungs maßstabs (Vergrößerung oder Verkleinerung) beim Kopier vorgang, einer stufenlosen oder sogenannten Zoom-Taste 50 zum stufenlosen Einstellen des Abbildungsmaßstabs, einem Abbildungsmaßstab-Anzeigeteil 51 zur Angabe des jeweils gewählten Abbildungsmaßstabs sowie einem Dichte einstellteil 52 zum Einstellen oder Vorgeben einer Ko piedichte.

Fig. 4 veranschaulicht einen Antriebsmechanismus zum (geradlinigen) Hin- und Herbewegen des optischen Systems. Dabei werden der Spiegel 16 und die Belich tungslampe 15 von einem ersten Wagen 53 getragen, wäh rend die Spiegel 17 und 18 von einem zweiten Wagen 54 getragen werden. Die beiden Wagen 53 und 54 sind durch Führungsschienen 55 und 56 so geführt, daß sie parallel zueinander in der durch den Doppelpfeil a bezeichneten Richtung verfahrbar sind. Ein Vierphasen-Impuls- oder Schrittmotor 57 treibt eine Riemenscheibe 58 an, wobei ein endloser Riemen 59 um diese Riemenscheibe 58 und eine Umlenkscheibe 60 herumgelegt ist. Das eine Ende des den Spiegel 16 tragenden ersten Wagens 53 ist an einem mittleren Abschnitt des Riemens 59 befestigt.

Zwei Seilscheiben oder -rollen 62 sind in einem gegen seitigen Abstand in Axialrichtung der Führungsschiene (oder -stange) 56 an einem Führungsabschnitt 61 des zweiten Wagens 54 drehbar gelagert. Um die beiden Seil scheiben 62 ist ein Draht-Seilzug 63 herumgelegt, des sen eines Ende an einem feststehenden Teil 64 befestigt ist, während sein anderes Ende an diesem feststehenden Teil unter Zwischenfügung einer Schraubenfeder 65 ange bracht ist. Das eine Ende des ersten Wagens 53 ist an einem mittleren Abschnitt des Seilzugs 63 befestigt.

Wenn bei dieser Anordnung der Schrittmotor 57 in Dre hung versetzt wird, werden der Riemen 59 in Umlaufbewe gung versetzt und damit der erste Wagen 53 verfahren. Bei dieser Drehung oder Umlaufbewegung wird auch der zweite Wagen 54 verfahren. Da hierbei die Seilscheiben 62 als Laufrollen (movable pulleys) dienen, wird der zweite Wagen 54 mit der halben Geschwindigkeit des ersten Wagens 53 in dieselbe Richtung wie letzterer ver fahren. Die Bewegungsrichtungen der beiden Wagen 53 und 54 werden durch Umschalten der Drehrichtung des Schritt motors 57 gesteuert.

Auf dem Vorlagentisch 11 wird ein Kopierbereich für ein jeweils bezeichnetes Papierblatt P angezeigt. Genauer gesagt: wenn ein mittels der Kassettenwähltaste 47 be zeichnetes Papierformat dem Format bzw. der Größe (Px, Py) entspricht und ein mittels der Abbildungsmaßstab- Einstelltaste 49 oder 50 bezeichneter Kopier-Abbildungs maßstab gleich K ist, entspricht ein Kopierbereich (x, y) einem Bereich (x=Px/K, y=Py/K). Im Kopierbereich (x, y) wird eine Länge in x-Richtung als Abstand zwi schen zwei nicht dargestellten, an der Unterseite des Vorlagentisches 10 angeordneten Zeigern angezeigt, wäh rend eine Länge in y-Richtung als Abstand von einer an der Oberseite des ersten Wagens 53 angeordneten Skala 66 zur feststehenden Skala 12 angezeigt wird.

Fig. 5 veranschaulicht einen Antriebs- oder Verschie bungsmechanismus für die beiden Zeiger. Zwei Zeiger 67 und 68 sind dabei an einem Draht-Seilzug 69 angebracht, der unter Zwischenfügung einer Feder 72 um Seilscheiben 70 und 71 herumgelegt ist. Die Seilscheibe 71 wird da bei durch einen Motor 73 angetrieben. Der Abstand zwi schen den Zeigern 67 und 68 kann durch Ansteuerung des Motors 73 entsprechend dem vorher bestimmten Kopierbe reich in x-Richtung geändert werden.

Der erste Wagen 53 wird durch den Antriebs- oder Schrittmotor 57 in Abhängigkeit vom Papierformat und vom Kopier-Abbildungsmaßstab in eine vorbestimmte Stel lung (Ruhestellung entsprechend einem Abbildungsmaß stab) verfahren. Bei Betätigung der Kopier-Taste 44 wird der erste Wagen 53 in Richtung auf den zweiten Wa gen 54 bewegt. Anschließend werden die Belichtungslampe 15 eingeschaltet und der erste Wagen 53 in einer Rich tung vom zweiten Wagen 54 hinweg verfahren. Wenn auf diese Weise die Abtastung der Vorlage erfolgt ist, werden die Belichtungslampe 15 abgeschaltet und der erste Wagen 53 in die Ruhestellung (oder auch Aus gangsstellung) zurückgeführt.

Fig. 6 veranschaulicht den Aufbau einer gesamten oder Gesamt-Steuerschaltung. Ein Hauptprozessor 74 nimmt Si gnale von der Bedientafel 31 und von einer Eingabeein heit 75 ab, die verschiedene Schalter und Sensoren auf weist, z.B. Kassettengrößen-Detektorschalter 32 und 33, einen noch zu beschreibenden Tonersensor u. dgl. Nach Maßgabe dieser Eingangssignale steuert der Hauptprozes sor 74 einen Hochspannungs-Transformator 76 für die An steuerung der betreffenden Aufladeeinheiten, der Entla dungslampe 42, eines Klingensolenoids (BLD) 77 der Rei nigungseinheit 41, eines Heizelements 78 des Fixierwal zenpaars 37, der Belichtungslampe 15, von Motoren 57 und 79 bis 87 zur Durchführung des oben beschriebenen Kopienvorgangs.

Von den Motoren 57 und 79 bis 87 werden die Motoren 84 bis 87 durch den Hauptprozessor 74 über einen Motortrei ber 88 angesteuert. Die Motoren 57, 79 und 80 werden durch einen ersten Nebenprozessor 89 über einen Schritt motortreiber 90 angesteuert. Die Motoren 81 und 83 wer den durch einen zweiten Nebenprozessor 91 über einen Schrittmotortreiber 92 angesteuert. Der Antriebs- Schrittmotor 57 ist dabei ein Abtastmotor zum Bewegen oder Verfahren der Belichtungslampe 15 sowie der Spie gel 16, 17 und 18 für die Abtastung einer Vorlage. Der Motor 79 ist ein sog. Linsenmotor zum Verschieben der Stellung des Abbildungsmaß-Linsenblocks 19 zur Änderung eines Abbildungsmaßstabs. Der Motor 80 dient zum Bewe gen einer nicht dargestellten Blende zur Einstellung der Breite der Aufladung durch die Aufladeeinheit 22 auf der lichtempfindlichen Trommel 21 bei Änderung des Abbildungsmaßstabs. Der Motor 81 dient zum Antreiben der Trommel 21. Der Motor 82 ist ein Papierzuführmotor für den Antrieb der Abnahmerollen 26 und 27. Der Motor 83 ist ein Transportmotor für den Antrieb des Ausricht rollenpaars 30. Der Motor 84 dient als Tonermotor für die Lieferung von Toner zur Entwicklungseinheit 23. Der Motor 85 treibt das Kühlgebläse 43 an. Der Motor 86 ist ein Entwicklungsmotor für den Antrieb einer Entwick lungswalze (oder -hülse). Der Motor 87 dient als Fixier motor für den Antrieb des Förderbands36, des Fixierwalzen paars 37 und des Austragrollenpaars 38.

Die Belichtungslampe 15 wird durch den Hauptprozessor 74 über einen Lampenregler 93 gesteuert. Das Heizele ment 78 wird durch den Hauptprozessor 74 über einen Heizelement-Steuerteil 94 gesteuert. Der Hauptprozessor 74 liefert Antriebs/Stoppbefehle für die betreffenden Motoren zu erstem und zweitem Nebenprozessor 89 bzw. 91, die ihrerseits Statussignale zur Angabe der An triebs/Stoppzustände der Motoren zum Hauptprozessor 74 liefern. Der erste Nebenprozessor 89 nimmt Stellungsda ten von einem Motorstellungssensor 95 zur Feststellung der Ausgangsstellung jedes Motors 57, 79 oder 80 ab. Die beiden Nebenprozessoren 89 und 91 sind z.B. durch Mikrorechner, programmierbare Intervallzeitgeber zum Einstellen der Phasenumschalt-Zeitintervalle der Schrittmotoren durch Zählung von Bezugstaktimpulsen von den Mikrorechnern u. dgl. gebildet.

Fig. 7 veranschaulicht schematisch die lichtempfindli che Trommel 21 und die Entwicklungseinheit 23. Letztere entwickelt ein auf der Trommel 21 erzeugtes Latentbild durch Drehen der Hülse 96 gegensinnig zur Drehung der Trommel 21 (vgl. Pfeil in Fig. 7). Die Entwicklungsein heit 23 verwendet als Entwickler ein Gemisch aus einem magnetischen Träger und einem nichtmagnetischen Toner.

In der Entwicklungseinheit 23 ist ein in Fig. 8 gezeigter automatischer Tonerzuführer oder -nachlieferer angeord net, durch den die Tonerdichte des Entwicklers stets auf einer zweckmäßigen Größe gehalten wird. Der in der Entwicklungseinheit 23 enthaltene Entwickler wird dabei durch einen Mischer 97 gründlich gerührt bzw. umge wälzt, wobei in diesem Zustand die Tonerdichte des Ent wicklers durch den Tonersensor 98 festgestellt oder ge messen wird. Wenn der Tonersensor 98 eine Abnahme der Tonerdichte feststellt, wird der Tonermotor 84 ange steuert, so daß Toner aus einem Tonerbehälter 100 über ein Tonerförderöffnung 99 zugeführt wird. Dabei über wacht der Tonersensor 98 die Permeabilität des an sei ner Oberfläche entlangstreichenden Entwicklers unter Feststellung einer Änderung der Permeabilität als Folge eines Tonerverbrauchs. Ein Ausgangssignal vom Tonersen sor 98 wird dem Hauptprozessor 74 eingespeist und mit einer der Bezugstonerdichte entsprechenden Bezugsspan nung verglichen. Wenn dabei das Ausgangssignal vom To nersensor 98 größer ist als die Bezugsspannung (kleiner als die Bezugsdichte) , versetzt der Hauptprozessor 74 den Tonermotor 84 über den Motortreiber 88 in Drehung, bis das Ausgangssignal vom Tonersensor 98 kleiner wird als die Bezugsspannung; dabei wird Toner zur Entwick lungseinheit 23 nachgeliefert.

Der Tonersensor 98 umfaßt gemäß Fig. 9 z.B. einen Oszil lator 101, einen Meß- oder Detektorkopf 102, einen Ver stärker 103, einen Phasenkomparator 104 und eine Inte grierschaltung 105. Der Detektorkopf 102 ist so ausge bildet, daß zwei magnetische Transformatoren bzw. Über trager, bei denen jeweils identische Wicklungen mit meh reren Windungen um einen einzigen Kern herumgewickelt sind, vorgesehen und einer davon in den Entwickler ein geführt ist. Ein Ausgangssignal entsprechend einer Dif ferenz zwischen den Ausgangssignalen der beiden Übertra ger (transformers) wird dem Verstärker 103 eingespeist. Eine Ausgangsspannung vom Detektorkopf 102 wird außer dem entsprechend einer extern zugeführten Steuerspan nung Vb geändert. Der Detektorkopf 102 ist oder wird so initialisiert, daß ein Differentialausgangssignal in Übereinstimmung mit der Bezugstonerdichte des Entwick lers erhalten wird. Durch Einstellung der Steuerspan nung Vb wird nämlich die Ausgangsspannung Va des Toner sensors 98 auf eine vorbestimmte Größe initialisiert. Nach dieser Initialisierung steuert der Hauptprozessor 74 den Tonerzuführmotor 84 nach Maßgabe eines Ver gleichsergebnisses zwischen dem Ausgangssignal Va des Tonersensors 98 und einer vorbestimmten Bezugsgröße an.

Fig. 10 zeigt eine Kennlinie des Tonersensors 98, d.h. eine Beziehung zwischen der Steuerspannung Vb und der Ausgangsspannung Va. Gemäß Fig. 10 ist ein Ausgangssi gnal des Tonersensors 98 durch Änderung der Steuerspan nung Vb änderbar. Die Ausgangsspannung Va von dem Toner sensor 98 mit dem beschriebenen Aufbau kann durch digi tale Änderung der Steuerspannung Vb mittels eines Mikro rechners o. dgl. automatisch geändert und automatisch auf die Bezugsspannung entsprechend der Bezugstonerdich te initialisiert werden. Genauer gesagt: ein Regelbe reich der Steuerspannung Vb wird in zahlreiche, z.B. 256 Einheiten zwischen 0 und 14 V unterteilt. Spannungs werte entsprechend der Kennlinie des Sensors werden den betreffenden digitalen Werten oder Größen zugewiesen, welche den Teilungen von 0 bis 255 entsprechen, um da mit eine Einstellgröße zu setzen bzw. vorzugeben. Mit tels dieser Einstellgröße wird die Steuerspannung Vb durch den Mikrorechner o. dgl. so geregelt bzw. einge stellt, daß die Ausgangsspannung Va vom Tonersensor 98 digital geändert wird.

Fig. 11 veranschaulicht eine automatische Einstellschal tung zum automatischen Initialisieren einer analogen Ausgangsspannung vom Tonersensor 98. Diese Schaltung um faßt einen Regel- oder Steuerkreis 106, einen D/A-Wand ler 107 und einen Verstärker 108. Nachdem der Steuer kreis 106 die Ausgangsspannung (analoge Ausgangsspan nung) Va vom Tonersensor 98 in ein Digitalsignal umge setzt hat, vergleicht er das Signal mit der Bezugsspan nung entsprechend der Bezugstonerdichte im Entwickler. Der Steuerkreis 106 bestimmt die Einstellgröße Vc auf der Grundlage dieses Vergleichsergebnisses und läßt einen Einstellgrößen-Speicherteil 109 die Einstellgröße Vc abspeichern. Der D/A-Wandler 107 erzeugt eine Steuer spannung Vb entsprechend der digitalen Größe der Ein stellgröße Vc vom Steuerkreis 106. Der Verstärker 108 legt die Steuerspannung Vb vom D/A-Wandler 107 an den Tonersensor 98 an.

Der Steuerkreis 106 umfaßt einen A/D-Wandler 110, einen Bezugsspannungs-Speicherteil 111, einen Komparator 112, einen Einstelltabellen-Speicherteil 113 und eine logi sche Recheneinheit (ALU) 114. Der A/D-Wandler 110 nimmt die Ausgangsspannung vom Tonersensor 98 ab und wandelt sie in ein Digitalsignal um. Der Bezugsspannungs-Spei cherteil 111 speichert eine (einen) Bezugsspannungsgrö ße bzw. -wert entsprechend der Bezugstonerdichte des Entwicklers. Das Digitalsignal vom A/D-Wandler 110 und die im Speicherteil 111 abgespeicherte Bezugsspannungs größe werden dem Komparator 112 eingespeist, welcher das Digitalsignal mit der Bezugsspannungsgröße ver gleicht. Ein vom Komparator 112 erhaltenes oder abgelei tetes Vergleichsergebnis wird der logischen Rechenein heit 114 zugeführt. Der Einstellgrößentabellen-Speicher teil 113 speichert Digitalgrößen bzw. -werte (0-255) entsprechend den Spannungswerten oder -größen, wenn die Steuerspannung Vb in Übereinstimmung mit der Kennlinie des Tonersensors 98 unterteilt, z.B. eine Steuerspan nung Vb von 0 bis 14 V in 256 Einheiten bzw. Teilungen unterteilt wird. Die Recheneinheit 114 bestimmt die Ein stellgröße Vc auf der Grundlage des vom Komparator 112 gelieferten Vergleichsergebnisses unter Bezugnahme auf den Einstellgrößentabellen-Speicherteil 113.

Dies bedeutet, daß die Steuerspannung Vb durch Änderung der Einstellgröße (digitale Größe) digital geändert wird. Der Regelbereich (control width) der Steuerspan nung Vb ist dabei in Abhängigkeit von der Charakte ristik oder Kennlinie des Tonersensors 98 so unter teilt, daß mindestens eine digitale Größe einer Größe innerhalb des zulässigen Bereichs der Bezugsspannung entspricht. Bei dieser Anordnung können Ausgangssignale vom Tonersensor 98 mit hoher Genauigkeit auf die Bezugs spannung konvergiert werden.

Die Recheneinheit 114 gibt eine bestimmte Einstellgröße (Grundeinstellgröße) vor, wenn beim Vergleich durch den Komparator 112 festgestellt wird, daß die Ausgangsspan nung Va außerhalb des zulässigen Bereichs der Bezugs spannung liegt. Bei Vorgabe dieser Grundeinstellgröße wird die Ausgangsgröße Va im Komparator 112 mit der Be zugsgröße verglichen. Wenn dabei festgestellt wird, daß die Ausgangsspannung Va in bezug auf die Grundeinstell größe unterhalb des zulässigen Bereichs der Bezugsspan nung liegt, wird eine Einstellgröße von 1/2 der Grund einstellgröße zu letzterer hinzuaddiert. Wenn die Aus gangsspannung Va in bezug auf die Grundeinstellgröße den zulässigen Bereich (oder Soll-Bereich) der Bezugs spannung übersteigt, wird eine Einstellgröße von 1/2 der Grundeinstellgröße von letzterer subtrahiert, wo durch eine neue (erste) Einstellgröße bestimmt wird. Die bereits auf die Hälfte verkleinerte Grundeinstell größe wird weiterhin auf die Hälfte (1/4) verkleinert, und die verkleinerte Größe wird zu der/von der ersten Einstellgröße addiert/subtrahiert, um eine neue (zwei te) Einstellgröße zu bestimmen, und zwar in Abhängig keit davon, ob die Ausgangsgröße Va vom Sensor 98 in be zug auf die bestimmte (oder vorgegebene) erste Einstell größe unterhalb oder oberhalb des zulässigen Bereichs der Bezugsgröße liegt. Diese Operation (binäre Suche) wird wiederholt, bis die Ausgangsspannung Va des Toner sensors 98 innerhalb des zulässigen Bereichs oder Soll bereichs der Bezugsspannung liegt, um damit die Aus gangsspannungen Va des Tonersensors 98 auf den zulässi gen Bereich der Bezugsspannung entsprechend der Bezugs tonerdichte im Entwickler zu konvergieren. Anschließend wird die dabei ermittelte Einstellspannung Vc im Ein stellgrößen-Speicherteil 109 abgespeichert.

Die Einstellung der analogen Ausgangsspannung Va vom To nersensor 98 erfolgt durch Setzen oder Einstellen eines automatischen Tonereinstellmodus nach dem Aufstellen und erstmaligen Anspannunglegen des Bilderzeugungsge räts. Ab dem nächsten Anspannunglegen bzw. Einschal ten des Bilderzeugungsgeräts braucht der automatische Tonereinstellmodus nicht erneut gesetzt zu werden, weil in diesem Modus die Steuerspannung Vb an den Tonersen sor 98 auf der Grundlage der im Einstellgrößen-Speicher teil 109 abgespeicherten Einstellgröße Vc angelegt wird.

Eine Initialisieroperation bei der beschriebenen Anord nung ist nachstehend anhand der Ablaufdiagramme von Fig. 12 und Fig. 13A und 13B erläutert.

Wenn beispielsweise die analoge Ausgangsspannung Va vom Tonersensor 98 auf eine Anfangsgröße gesetzt wird, wird ein Netzschalter geschlossen, während über das Dezimal tastenfeld 45 auf der Bedientafel 31 "0" und "5" einge geben werden. Infolgedessen wird das Gehäuse (bzw. der Mechanismus) 10 des Kopiergeräts von einem Normakopier modus auf einen Einstellmodus umgeschaltet. Anschlie ßend wird der automatische Tonereinstellmodus durch Be tätigung der Kopier-Taste 44 gesetzt.

Dabei wird der gewählte Einstellmodus im Anzeigeteil 46 auf der Bedientafel 31 angezeigt (Schritt ST 1), wobei der Entwicklungsmotor 86 und dergleichen angesteuert bzw. in Betrieb gesetzt werden (Schritt ST 2). Sodann wird der Entwickler in der Entwicklungseinheit 23 durch den durch den Entwicklungsmotor 86 angetriebenen Mi scher 97 umgewälzt, wobei ein Warteintervall eingehal ten wird, bis sich die Fließfähigkeit des Entwicklers stabilisiert hat (Schritt ST 3). Hierauf wird das Setzen bzw. Vorgeben (setting) der Einstellgröße Vc, d.h. die Einstellung der analogen Ausgangsspannung Va, eingelei tet (Schritt ST 4). Wie aus dem Ablaufdiagramm gemäß den Fig. 13A und 13B hervorgeht, wird in diesem Schritt ST 4 die an den Toner sensor 98 anzulegende Steuerspannung Vb mittels binärer Suche (binary search) digital so geändert, daß die Aus gangsspannungen (analoge Ausgangsspannungen) vom Sensor 98 automatisch auf die der Bezugstonerdichte entspre chende Bezugsspannung konvergiert bzw. an diese heran geführt werden. Im folgenden ist ein Fall beschrieben, in welchem die Ausgangsspannung Va vom Sensor 98 auf 2,0 bis 2,1 V (zulässiger bzw. Soll-Bereich der Bezugs spannung) für z.B. eine Bezugsdichte von 4% des Ent wicklers eingestellt wird.

Die Ausgangsspannung Va vom Tonersensor 98 wird in den Steuerkreis 106 eingelesen und durch den eingebauten A/D-Wandler 110 in eine digitale Größe umgesetzt. Letz tere wird anschließend mit der aus dem Bezugsspannungs speicherteil 111 durch den Komparator 112 ausgelesenen Bezugsspannung verglichen (Schritt ST 10). Wenn bei die sem Vergleich festgestellt wird, daß die Ausgangsspan nung Va innerhalb des zulässigen Bereichs der Bezugs spannung (2,0≦Va≦2,1) liegt, wird die augenblickli che oder derzeitige Größe von Vc im Einstellgrößen-Spei cherteil 109 abgespeichert (Schritt ST 11), worauf das Programm auf den Schritt ST 5 übergeht. In letzterem wird der Entwicklungsmotor 86 abgeschaltet. Wenn die Ausgangsspannung Va außerhalb des zulässigen Bereichs der Bezugsspannung liegt, stellt die logische Recheneinheit 114 die Steuerspannung Vb auf 7 V ein. Bei dieser Operation liest die Recheneinheit 114 eine durch die digitale Größe "128" repräsentierte Einstell größe (Grundeinstellgröße) entsprechend der Steuerspan nung Vb von 7 V aus dem Einstellgrößentabellen-Speicher teil 113 aus, und sie setzt die ausgelesene Größe als Einstellgröße Vc (Schritt ST 12). Die Einstellgröße Vc wird in einem nicht dargestellten Register A in der lo gischen Recheneinheit 114 gespeichert (Schritt ST 13). Weiterhin wird die Steuergröße Vc durch den D/A-Wandler 107 in eine Steuerspannung Vb (analoge Größe) von 7 V entsprechend der digitalen Größe "128" umgesetzt und dem Tonersensor 98 über den Verstärker 108 zugespeist. Mit dieser Operation wird die Ausgangsspannung Va vom Tonersensor 98 geändert.

In dieser Periode wird der Prozeß oder Vorgang um 1 s verzögert (Schritt ST 14), und die Ausgangsspannung Va vom Tonersensor 98 wird dem Steuerkreis 106 einge speist. Nachdem die Ausgangsspannung Va durch den A/D- Wandler 110 in eine digitale Größe umgewandelt worden ist, wird letztere durch den Komparator 112 mit der Be zugsspannung verglichen (Schritt ST 15). Wenn anhand die ses Vergleichs festgestellt wird, daß die der Steuer spannung Vb (7 V) der Einstellgröße Vc (digitale Größe "128" entsprechende Ausgangsspannung Va innerhalb des zulässigen Bereichs der Bezugsspannung (2,0≦Va≦2,1) liegt, wird die augenblickliche Einstellgröße Vc (digi tale Größe "128") im Einstellgrößen-Speicherteil 109 ab gespeichert (Schritt ST 11); das Programm geht dann auf den Schritt ST 5 über. Falls dagegen bei dem Vergleich mit der Bezugsspannung festgestellt wird, daß die Ausgangsspannung Va entspre chend der Steuerspannung Vb von 7 V außerhalb des zuläs sigen Bereichs der Bezugsspannung liegt (Schritt ST 16), aktualisiert die logische Recheneinheit 114 die im Re gister A gespeicherte Größe (digitale Größe "128") auf 1/2 der Größe (digitale Größe "64") (Schritt ST 17). An schließend wird eine Größe (digitale Größe "192" die durch Addieren der im Register A gespeicherten Größe (digitale Größe "64") zur Einstellgröße Vc (digitale Größe "128") erhalten wird, als die neue Einstellgröße Vc bestimmt (Schritt ST 18). Die neue Einstellgröße Vc wird durch den D/A-Wandler 107 in eine Steuerspannung Vb von 10,5 V entsprechend der digitalen Größe "192" um gewandelt und über den Verstärker 108 an den Tonersen sor 198 angelegt. Als Ergebnis wird die Ausgangsspan nung Va des Tonersensors 98 geändert.

In dieser Periode wird der Prozeß um 1 s verzögert (Schritt ST 19), und die Ausgangsspannung Va des Toner sensors 98 wird wiederum dem Steuerkreis 106 einge speist. Nachdem die Ausgangsspannung Va durch den A/D- Wandler 110 in eine digitale Größe umgewandelt worden ist, wird die umgewandelte Größe durch den Komparator 112 mit der Bezugsspannung verglichen (Schritt ST 20). Wenn dabei festgestellt wird, daß die Ausgangsspannung Va entsprechend der Steuerspannung Vb (10,5 V) der Ein stellgröße Vc (digitale Größe "192") innerhalb des zu lässigen oder Soll-Bereichs der Bezugsspannung (2,0≦ Va≦2,1) liegt, wird die augenblickliche oder derzei tige Einstellgröße Vc (digitale Größe "192") im Ein stellgrößen-Speicherteil 109 gespeichert (Schritt ST 11); das Programm kehrt sodann zum Schritt ST 5 zu rück. Wenn im Schritt ST 16 festgestellt wird, daß die Aus gangsspannung Va entsprechend der Steuerspannung Vb von 7 V über dem zulässigen Bereich der Bezugsspannung liegt, aktualisiert die logische Recheneinheit 114 die im Register A gespeicherte Größe (digitale Größe "128" auf 1/2 der Größe (digitale Größe "64") (Schritt ST 21). Sodann wird eine Größe (digitale Größe "64"), die durch Subtrahieren der im Register A gespeicherten Größe (di gitale Größe "64") von der Einstellgröße Vc (digitale Größe "64") erhalten wird, als neue Einstellgröße Vc ge setzt oder vorgegeben (Schritt ST 22). Die neue Einstell größe Vc wird durch den D/A-Wandler 107 in eine Steuer spannung Vb von 3,5 V entsprechend der digitalen Größe "64" umgewandelt und dann über den Verstärker 108 dem Tonersensor 98 eingegeben. Auf diese Weise wird die Aus gangsspannung von Va des Tonersensors 98 (entsprechend) geändert.

In dieser Periode wird der Prozeß um 1 s verzögert (Schritt ST 19), und die Ausgangsspannung Va vom Toner sensor 98 wird wiederum dem Steuerkreis 106 einge speist. Die Ausgangsgröße Va wird durch den A/D-Wandler 110 in eine digitale Größe (bzw. einen Digitalwert) um gewandelt und dann durch den Komparator 112 mit der Be zugsspannung verglichen (Schritt ST 20). Wenn dabei fest gestellt wird, daß die Ausgangsspannung Va entsprechend der Steuerspannung Vb (3,5 V) der Einstellgröße (digi tale Größe "64" innerhalb des zulässigen Bereichs der Bezugsspannung (2,0≦Va≦2,1) liegt, wird die derzei- tige Einstellgröße Vc (digitale Größe "64") im Einstell größen-Speicherteil 109 abgespeichert (Schritt ST 11); das Programm kehrt sodann zum Schritt ST 5 zurück. Wenn dagegen im Schritt ST 20 festgestellt wird, daß die Ausgangsspannung Va des Tonersensors 98 außerhalb des zulässigen Bereichs der Bezugsspannung liegt, kehrt das Programm zum Schritt ST 16 zurück, um zu prüfen, ob die Ausgangsspannung Va unter oder über dem zulässigen Be reich der Bezugsspannung liegt (bzw. niedriger oder hö her ist als die Soll-Bezugsspannung). Wenn dabei fest gestellt wird, daß die Spannung Va unterhalb des zuläs sigen Bereichs liegt, aktualisiert die logische Rechen einheit 114 im Schritt ST 17 den Inhalt des Registers A auf die vorstehend beschriebene Weise (digitale Größe "32"), und die aktualisierte Größe (digitale Größe "32") wird zur Einstellgröße Vc (digitale Größe "192" oder "64") addiert, bei welcher die Ausgangsspannung Va als unterhalb des zulässigen Bereichs liegend im Schritt ST 18 festgestellt worden ist, um damit die neue Einstellgröße Vc zu setzen bzw. vorzugeben.

Wenn die Größe Va als über dem zulässigen Bereich lie gend festgestellt wird, aktualisiert die logische Recheneinheit 114 im Schritt ST 21 den Inhalt des Re gisters A (digitale Größe "32"), und die aktualisierte Größe (digitale Größe "32") wird von der Einstellgröße Vc (digitale Größe "192" oder "64") subtrahiert, bei welcher die Ausgangsspannung Va im Schritt ST 22 als un terhalb des zulässigen Bereichs liegend festgestellt wird, so daß damit die neue Einstellgröße Vc gesetzt wird.

Anschließend wird anhand der auf diese Weise neu ge setzten Einstellgröße Vc geprüft, ob die Ausgangsspan nung Va vom Sensor 98 innerhalb des zulässigen Bereichs oder Soll-Bereichs der Bezugsspannung liegt (Schritt ST 20). Auf diese Weise wird die Steuerspannung Vb durch Steue rung oder Einstellung von Größen geändert, die für Ver größerungs- und Verkleinerungsoperationen benutzt wer den, indem die Grundeinstellgröße (digitale Größe "128") wiederholt halbiert wird. Genauer gesagt: wenn festgestellt wird, daß die Ausgangsspannung Va unter halb des zulässigen Bereichs der Bezugsspannung liegt, wird die dem Sensor 98 einzuspeisende Steuergröße Vb di gital geändert, und zwar unter Heranziehung einer Ein stellgröße, die neu ermittelt wird durch Addieren von Größen (digitale Größen "64", "32", "16", "8", "4", "2" und "1"), welche durch wiederholtes Halbieren der Grund einstellgröße (digitale Größe "128") erhalten werden, zur ursprünglichen Einstellgröße (Einstellgröße entspre chend der Ausgangsspannung Va, die als kleiner als die Bezugsspannung festgestellt wird). Wenn dabei festge stellt oder bestimmt wird, daß die Ausgangsspannung Va über dem zulässigen Bereich der Bezugsspannung liegt, wird die Steuerspannung Vb digital geändert, und zwar unter Heranziehung einer Einstellgröße, die neu ermit telt oder abgeleitet wird durch Subtrahieren von Werten oder Größen, welche durch wiederholtes Halbieren der Grundeinstellgröße gewonnen werden, von der ursprüng lichen Einstellgröße (entsprechend der Ausgangsspannung Va, die als über dem zulässigen Bereich der Bezugsspan nung liegend festgestellt wird). Mit dieser Operation werden die Ausgangsspannungen Va vom Tonersensor 98 mit tels der sog. binären Suche auf die Bezugsspannung kon vergiert bzw. dieser angenähert. Demzufolge kann eine analoge Ausgangsspannung während der Bezugstonerdichte periode automatisch gesetzt oder vorgegeben werden, und die Einstellung kann schnell und mit hoher Präzision vorgenommen werden.

Falls die Ausgangsspannung Va des Sensors 98 nach oder mittels der Änderung der Steuerspannung Vb über eine vollständige Schrittfolge (7 Stufen oder Schritte von digitalen Größen "64" auf "1", wie beschrieben) nicht in den zulässigen Bereich der Bezugsspannung gesetzt wer den kann (Schritt ST 23), werden speziell die Schritte ST 16 bis ST 23 fünfmal wiederholt (Schritt ST 24). Wenn nach obiger Operation festgestellt wird, daß die Aus gangsspannung Va (immer noch) außerhalb des zulässigen Bereichs der Bezugsspannung (2,0 bis 2,1 V) liegt, wird im Anzeigeteil 46 der Bedientafel 31 "Einstellung unmög lich angezeigt" (Schritt ST 25), worauf das Programm zum Schritt ST 5 zurückkehrt. Falls nämlich festgestellt oder bestimmt wird, daß die Ausgangsspannung Va des Sensors 98 innerhalb des zuläs sigen Bereichs der Bezugsspannung (2,0≦Va≦2,1) Schritte ST 10, ST 15 oder ST 20) liegt, oder wenn fest gestellt wird, daß die Einstellung unmöglich ist (Schritt ST 25), werden der Entwicklungsmotor 86 und der gleichen abgeschaltet (Schritt ST 5) und die oben be schriebene Initialisieroperation beendet. Wie vorstehend beschrieben, wird die dem Tonersensor 98 zuzuspeisende oder aufzuprägende Steuerspannung Vb mit tels der binären Suche digital geändert, um ihre analo gen Ausgangsspannungen Va an die Bezugsspannung anzu nähern. Auf diese Weise kann die analoge Ausgangsspan nung Va während der Bezugstonerdichteperiode automa tisch eingestellt werden. Die Einstellung der analogen Ausgangsspannung Va vom Tonersensor 98 kann somit schnell und sehr genau erfolgen. Infolgedessen bleibt einer Bedienungsperson die Betätigung eines Volumen knopfes oder dergl. erspart, und die Einstellzeit wird verkürzt.

Beispielsweise kann als Tonersensor 98 ein Sensor mit dem Schaltungsaufbau gemäß Fig. 14 verwendet werden. Da bei sind insbesondere magnetische Transformatoren bzw. Übertrager T 1 und T 2 vorgesehen, bei denen jeweils iden tische Spulen oder Wicklungen mit mehreren Windungen auf einen einzigen Kern gewickelt sind. Der Übertrager T 1 ist dabei im Entwickler auf der Meßseite angeordnet. Andererseits wird eine Steuerspannung Vb, die an eine Diode d variabler oder regelbarer Kapazität angelegt werden soll, so eingestellt, daß eine der Bezugstoner dichte des Entwicklers entsprechende elektromotorische Kraft bzw. EMK in dem als Bezugsseite dienenden Übertra ger T 1 induziert wird. Die elektromotorischen Kräfte in den Übertragern T 1 und T 2 werden miteinander vergli chen, um die Dichte des Entwicklers in bezug auf die Bezugstonerdichte zu detektieren.

Der Oszillator 101 ist ein Colpitts-Oszillator. Die Aus gangsklemmen eines exklusiven ODER-Glieds (im folgenden als Ex-ODER-Glied bezeichnet) G 1 im Oszillator 101 ist mit einer Eingangsklemme eines einen Phasenkomparator 104 bildenden Ex-ODER-Glieds G 2 verbunden. Die Ausgangs klemme des Ex-ODER-Glieds G 1 ist über einen Widerstand r 1 mit der einen Seite einer Wicklung L 2 ₁ verbunden, die um das eine Ende eines im wesentlichen U-förmigen Kerns herumgewickelt ist, welcher den magnetischen Über trager T 2 im Meß- oder Detektorkopf 102 bildet. Das an dere Ende der Wicklung L 2 ₁ ist mit der einen Seite einer Spule oder Wicklung L 1 ₁ verbunden, die um das eine Ende eines im wesentlichen U-förmigen Kerns herum gewickelt ist, welcher den magnetischen Übertrager T 1 bildet. Die andere Seite der Spule L 1 ₁ ist an die eine Eingangsklemme des Ex-ODER-Glieds G 1 angeschlossen. Ein Regelwiderstand VR und in Reihe geschaltete Kondensatoren c 1 und c 2 sind parallel zwischen den Knotenpunkt von Widerstand r 1 und Wicklung L 2 ₁ sowie die eine Eingangsklemme des Ex-ODER-Glieds G 1 geschal tet. Der Knotenpunkt zwischen den Kondensatoren c 1 und c 2 liegt an Masse. Eine Stromquelle (+5 V) ist an die andere Eingangsklemme des Ex-ODER-Glieds G 1 ange schlossen. Die Spulen oder Wicklungen L 1 ₁ und L 2 ₁ werden durch Schwingung des Ex-ODER-Glieds G 1 angesteuert bzw. erregt.

Eine Spule oder Wicklung L 2 ₂ ist um das andere Ende des im wesentlichen U-förmigen, den magnetischen Übertrager T 2 bildenden Kerns herumgewickelt. Die eine Seite der Wicklung L 2 ₂ liegt an Masse, während ihre andere Seite mit der einen Seite der Wicklung L 2 ₂ zusammengeschaltet ist, die um das andere Ende des im wesentlichen U-förmigen, den magnetischen Übertrager T 1 bildenden Kerns herumgewickelt ist. Die Wicklungen L 1 ₂ und L 2 ₂ sind so miteinander verbunden, daß ihre elektromotorischen Kräfte in entgegengesetzte Richtungen gerichtet sind, so daß eine Differenz zwischen den elektromotorischen Kräften in den Wicklungen erzielt wird. Die Spulen L 1 ₁ und L 1 ₂ sowie die Spulen L 2 ₁ und L 2 ₂ welche um die jeweiligen Kerne herumgewickelt sind, sind dabei aufbaumäßig jeweils einander gleich.

Die andere Seite der Wicklung L 1 ₂ liegt über einen Kondensator c 3 an Masse und ist über einen Kondensator c 4 und einen Widerstand r 2 mit der einen Eingangsklemme eines Ex-ODER-Glieds G 3 verbunden, dessen andere Ein gangsklemme an die Stromquelle (+5 V) angeschlossen ist, während seine Ausgangsklemme mit der anderen Ein gangsklemme des Ex-ODER-Glieds G 2 und über einen Wider stand r 3 mit der einen Eingangsklemme desselben Ex- ODER-Glieds G 3 verbunden ist. Außerdem ist der Knoten punkt oder die Verzweigung zwischen Kondensator c 4 und Widerstand r 2 über einen Kondensator c 5 an den Schlei fer des Regelwiderstands VR angeschlossen.

Die Ausgangsklemme des Ex-ODER-Glieds G 2 ist an die eine Seite eines die Integrierschaltung 105 bildenden Widerstands r 4 angeschlossen, dessen andere Seite über einen Kondensator c 6 an Masse liegt und gleichzeitig mit der Ausgangsklemme des Tonersensors 98 verbunden ist.

Wenn die Spulen oder Wicklungen L 1 ₁ und L 2 ₁ durch Schwingung des Ex-ODER-Glieds G 1 angesteuert bzw. erregt werden, wird ein Differentialausgangssignal zwi schen ihnen durch das Ex-ODER-Glied G 3 invertiert und geformt und einem Phasenvergleich mit einer Treiber- bzw. Ansteuerwellenform im Ex-ODER-Glied G 2 unterwor fen. Daraufhin wird das Differentialausgangssignal (bzw. differentielle Ausgangssignal) über die Integrier schaltung 105 als analoge Spannung (Ausgangsspannung Va) ausgegeben.

Die für die Ausgangseinstellung des Sensors 98 benutzte Diode d variabler Kapazität ist gemäß Fig. 14 zwischen die Wicklungen L 1 ₁ und L 1 ₂ des magnetischen Übertragers T 1 geschaltet. Bei dieser Anordnung kann die Ausgangsspannung Va vom Tonersensor 98 durch Änderung der Steuerspannung Vb geändert werden, die über den Widerstand r 5 an diese Diode d angelegt wird.

Als Tonersensor 98 kann auch ein Sensor mit dem Schal tungsaufbau gemäß Fig. 15 benutzt werden. Beim Toner sensor 98 gemäß Fig. 15 sind ein variabler oder Regel kondensator c 7 und eine Diode d variabler Kapazität parallel zwischen die beiden Seiten einer auf den ma gnetischen Übertrager T 1 gewickelten Spule oder Wicklung L 1 ₂ geschaltet. Dabei kann die Ausgangsspannung Va des Tonersensors 98 entsprechend der über den Wider stand r 5 angelegten Steuerspannung Vb geändert werden.

Wie vorstehend beschrieben, kann der Schaltungsaufbau des Tonersensors 98 unterschiedlich sein. Die Erfindung ist auf jeden beliebigen Schaltungsaufbau des Tonersen sors 98 anwendbar, solange dieser die Ausgangsspannung Va in Übereinstimmung mit der Steuerspannung Vb zu än dern vermag.

Obgleich in der vorstehenden Beschreibung als Ausfüh rungsbeispiel für das Bilderzeugungsgerät ein elektro nisches Kopiergerät genannt ist, ist die Erfindung nicht hierauf beschränkt. Beispielsweise ist die Erfin dung auch auf einen Laserstrahldrucker oder einen Mikro filmdrucker mit einer einen automatischen Tonerzuführer aufweisenden Entwicklungseinheit anwendbar.

Bei der beschriebenen Ausführungsform wird oder ist darüber hinaus der Gesamtregelbereich für die Steuer spannung Vb in 256 Einheiten bzw. Teilungen unterteilt. Die Einstellung kann jedoch mit noch höherer Genauig keit erfolgen, indem die Zahl der den Regelbereich un terteilenden digitalen Größeneinheiten vergrößert oder der Regelbereich verkleinert wird.

Claims

1. Bilderzeugungsgerät mit einer Einrichtung zum Spei chern eines Entwicklers in Form eines Gemisches aus einem Toner und einem Träger, einer Einrichtung zum Antragen des in dem in der Speichereinrichtung ge speicherten Entwickler enthaltenen Toners an ein Übertragungsmedium zur Erzeugung eines (Toner-)Bilds auf diesem und einer zur Messung der Dichte des To ners in dem in der Speichereinrichtung gespeicherten Entwickler dienende Detektoreinrichtung, die ein Aus gangssignal mit einem Pegel entsprechend der Toner dichte erzeugt und eine Änderungseinheit zur Ände rung des Pegels des Ausgangssignals proportional zum Pegel eines daran angelegten Steuersignals aufweist, gekennzeichnet durch eine Einrichtung zum automatischen Initialisieren des Ausgangssignals von der Detektoreinrichtung (98) durch Anlegung des Steuersignals an die Änderungsein heit der Detektoreinrichtung, wobei die Initialisier einrichtung eine Einheit zum Konvergieren bzw. Annä hern des Steuersignals auf bzw. an einen solchen Pe gel aufweist, daß das Ausgangssignal von der Detek toreinrichtung (98) auf einen Bezugspegel entspre chend einem Pegel während Perioden, in denen die To nerdichte eine Bezugsgröße aufweist, gesetzt bzw. eingestellt wird, und zwar durch wiederholtes Ver größern/Verkleinern des Pegels des Steuersignals in Übereinstimmung mit dem Pegel des Ausgangssignals von der Detektoreinrichtung (98).

2. Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Initialisiereinrichtung ferner eine Einheit zum Vergleichen des Bezugspegels mit dem Pegel des Ausgangssignals von der Detektoreinrichtung aufweist und die Konvergier- oder Annäherungseinheit das Steuersignal diesem Pegel so annähert (bzw. auf ihn konvergiert), daß das Ausgangssignal der Detektorein richtung nach Maßgabe des Vergleichsergebnisses der Vergleichereinheit auf den Bezugspegel gesetzt wird.

3. Gerät nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Annäherungseinheit das Steuersignal dem genann ten Pegel nach Maßgabe eines Vergleichsergebnisses der Vergleichereinheit durch Addieren/Subtrahieren eines Pegels zum/vom Pegel des Steuersignals annä hert.

4. Gerät nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Annäherungseinheit umfaßt
eine Einheit (113) zum Speichern eines anfänglich zu setzenden Anfangspegels des Steuersignals und
eine Steuereinheit (114) zum Setzen des Steuersi gnals auf den in der Anfangspegel-Speichereinheit ge speicherten Anfangspegel, zum sequentiellen Addie ren/Subtrahieren von Pegeln, die durch wiederholtes Halbieren des in der Anfangspegel-Speichereinheit (113) gespeicherten Anfangspegels erhalten werden, zum/vom Pegel des Steuersignals nach Maßgabe des Ver gleichsergebnisses der Vergleichereinheit (112) und zum Ausgeben von durch das Addieren/Subtrahieren ab geleiteten Pegeln als Steuersignal.

5. Gerät nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinheit (114) umfaßt
eine Einheit zum Setzen des Steuersignals auf den in der Anfangspegel-Speichereinheit (113) gespeicher ten Pegel,
eine Einheit zum Addieren eines halben Pegels, er halten durch Halbieren des in der Anfangspegel-Spei chereinheit (113) gespeicherten Anfangspegels, zum Pegel des durch die Setzeinheit gesetzten Steuersi gnals und
eine Steuersignal-Speichereinheit zum Speichern eines durch die Addiereinheit erhaltenen oder abge leiteten Pegels als Steuersignal.

6. Gerät nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Addiereinheit eine Halbpegeladdiereinheit zum Addieren eines positiven Halbpegels als Halbpegel zum Pegel des durch die Setzeinheit gesetzten Steuer signals, wenn das Vergleichsergebnis von der Verglei chereinheit (112) angibt, daß der Pegel des Ausgangs signals von der Detektoreinrichtung (98) kleiner ist als der Bezugspegel, und zum Addieren eines negati ven Halbpegels als Halbpegel zum Pegel des durch die Setzeinheit gesetzten Steuersignals, wenn das Ver gleichsergebnis der Vergleichereinheit (112) angibt, daß der Pegel des Ausgangssignals der Detektorein richtung (98) höher ist als der Bezugspegel, auf weist.

7. Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Konvergier- oder Annäherungseinheit Mittel zum wiederholten digitalen Vergrößern/Verkleinern des Pe gels des Steuersignals aufweist.

8. Gerät nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch
eine Einrichtung (97) zum Rühren oder Umwälzen des Entwicklers und
eine Einrichtung zum Veranlassen (performing) der Detektoreinrichtung (98) zum Messen der Tonerdichte nach Ablauf einer vorbestimmten Zeitspanne ab dem Zeitpunkt, zu dem die Umwälzeinrichtung (97) das Um wälzen beendet.