DE3914496A1

DE3914496A1 - Tonerdichte-steuereinrichtung fuer eine bilderzeugungseinrichtung

Info

Publication number: DE3914496A1
Application number: DE3914496A
Authority: DE
Inventors: Minoru Aoki
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 1988-05-02
Filing date: 1989-05-02
Publication date: 1989-11-16
Also published as: US4980726A; DE3914496C2

Description

Die Erfindung betrifft eine Tonerdichte-Steuereinrichtung für eine Bilderzeugungseinrichtung und betrifft insbesondere eine Tonerdichte-Steuereinrichtung für ein elektrophotogra phisches Kopiergerät, ein Faksimilegerät, einen Laserdruk ker oder eine ähnliche Bilderzeugungseinrichtung der Art, bei welcher ein Bild durch Aufbringen eines Toners auf ein elektrostatisches, latentes Bild erzeugt wird.

Im allgemeinen wird in einer Bilderzeugungseinrichtung der beschriebenen Art ein Zweikomponenten-Entwickler verwendet, welcher eine Mischung aus Toner- und Trägerpartikeln ist. Der Schwärzungsgrad eines Bildes nimmt ab, wenn der Tonerge halt des Entwicklers, d.h. die Tonerdichte abnimmt. Es ist üblich gewesen, ein Testmuster auf einem Bildträger in Form eines photoleitfähigen Elements zwischen Bildern zu erzeu gen, um den Bildschwärzungsgrad des Testmusters zu fühlen und um dann automatisch eine zusätzliche Tonermenge dem Ent wickler zuzuführen, so daß das gefühlte Bildmuster konstant bleibt. Diese Ausführungsform hat jedoch den einen Nachteil, daß, sobald der Bildschwärzungsgrad infolge von Änderungen in dem Ladungspotential, das auf dem photoleitfähigen Ele ment aufgebracht ist, in dem Belichtungswert, den Kenndaten des Entwicklers usw. infolge Alterung geringer wird, eine unangemessen hohe Tonermenge zugeführt wird, wodurch ver schiedene Schwierigkeiten, wie ein übermäßig hoher Bild schwärzungsgrad, ein Schleier und Verschmutzungen verursacht werden.

In der offengelegten japanischen Patentanmeldung (Kokai) Nr. 57-1 36 667 ist eine Tonerdichte-Steuereinrichtung be schrieben, welche entwickelt worden ist, um die vorstehend angeführten Nachteile zu beseitigen. Insbesondere weist die in dieser offengelegten Patentanmeldung beschriebene Einrich tung eine Bildschwärzungsgrad-Fühleinrichtung, um optisch den Schwärzungsgrad eines Testmusters zu fühlen, welches mittels eines Toners erzeugt worden ist, welcher auf ein elektrosta tisches, latentes Bild aufgebracht worden ist, und eine To nerdichte-Fühleinrichtung auf, um die Dichte eines Toners zu fühlen, welcher zusammen mit einem Träger einen Entwickler bildet. Der Pegel zum Fühlen der Tonerdichte ist auf der Ba sis der Bildschwärzung, welche mittels der Bildschwärzungs- Fühleinrichtung gefühlt wird, veränderlich. Ein solches Ver fahren kann jedoch nicht ohne eine komplizierte Steuerung durchgeführt werden. Ferner werden, wenn jeweils Bilder mit einer beträchtlichen Fläche erzeugt werden, der Abstand zwi schen Testmustern, welche zwischen den nahe beieinander an geordneten Bildern liegen, und folglich der zeitliche Ab stand zwischen den Tonerzuführ-Steuerzeitpunkten größer, mit dem Ergebnis, daß ein Unterschied im Schwärzungsgrad zwi schen dem vorderen und dem hinteren Ende eines derart gro ßen Bildes entsteht.

Gemäß der Erfindung soll daher eine Tonerdichte-Steuerein richtung für eine Bilderzeugungseinrichtung geschaffen wer den, bei welcher der Bildschwärzungsgrad konstant gehalten wird trotz der Änderungen in dem Ladungspotential auf einem photoleitfähigen Element, dem Belichtungswert, Kenndaten eines Entwicklers usw. infolge Alterung. Ferner soll gemäß der Erfindung eine Tonerdichte-Steuereinrichtung für eine Bilderzeugungseinrichtung geschaffen werden, bei welcher verhindert ist, daß sich der Bildschwärzungsgrad auch nicht hinsichtlich der Größe eines zu erzeugenden Bildes ändert.

Gemäß der Erfindung ist dies bei einer Tonerdichte-Steuer einrichtung für eine Bilderzeugungseinrichtung nach dem Ober begriff des Anspruchs 1 durch die Merkmale im kennzeichnen den Teil des Anspruchs 1 erreicht. Vorteilhafte Weiterbil dungen sind Gegenstand der Unteransprüche. Somit ist durch die Erfindung eine insgesamt verbesserte Tonerdichte-Steuer einrichtung für eine Bilderzeugungseinrichtung geschaffen.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand von bevorzugten Aus führungsformen unter Bezugnahme auf die anliegenden Zeich nungen im einzelnen erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine Ansicht eines elektrophotographischen Kopier geräts, bei welchem die Erfindung anwendbar ist;

Fig. 2 eine Ansicht, in welcher schematisch eine in dem Kopiergerät der Fig. 1 untergebrachte, photoleit fähige Trommel und ein wesentlicher Teil einer Entwicklungseinrichtung dargestellt sind, welcher hinsichtlich der Erfindung von Bedeutung ist;

Fig. 3 ein Schaltungsdiagramm einer speziellen Ausführung einer Steuerschaltung, welche eine Tonerdichte- Steuereinrichtung gemäß der Erfindung darstellt, und

Fig. 4 ein Diagramm, welches eine Beziehung zwischen der Länge einer Vorlage und der Tonerzufuhr wieder gibt.

Ein in Fig. 1 dargestelltes, elektrophotographisches Kopier gerät, bei welchem die Erfindung anwendbar ist, weist eine photoleitfähige Trommel 1 auf. Die Trommel ist etwa im mitt leren Teil des Kopiergeräts angeordnet und drehbar, wie durch einen Pfeil in Fig. 1 angezeigt ist. Solange eine Vorlage auf und entlang einer Glasplatte 2 transportiert wird, welche einen Belichtungsabschnitt darstellt, beleuchtet eine Lampe 3 die Vorlage. Eine Reflexion von der Vorlage wird durch optische Einrichtungen 4, wie beispielsweise eine Lin senanordnung, auf die Trommel 1 fokussiert. Um die Trommel 1 herum sind angeordnet ein Hauptlader 5, eine Entwicklungs einheit 6, ein Übertragungslader 7, ein Trennlader 8 und eine Reinigungseinheit 9. Eine für einen zyklischen Vorlagen transport sorgende Einrichtung ist auf der Glasplatte 2 an geordnet, um eine Vorlage in Form eines Blattes auf und ent lang der Glasplatte 2 zu befördern. Die Vorlagentransport einrichtung besteht aus einer vorderen Antriebsrolle 10 und angetriebenen Rollen 10 a und 10 b, die über und unter der An triebsrolle 10 angeordnet sind, außer einer hinteren Antriebs rolle 11 und angetrieben Rollen 11 a und 11 b, welche über und unter der Antriebsrolle 11 angeordnet sind, einer dazwi schen angeordneten Antriebsrolle 12 und einer unter der An triebsrolle 12 angeordneten, angetriebenen Rolle 12 a, einer Führungsplatte 13, die zwischen der vorderen Antriebsrolle 10 und der hinteren Antriebsrolle 11 angeordnet ist, aus ei ner Schaltklinke 14, welche mit einem Ende durch eine Welle 14 a schwenkbar gehaltert ist und zwischen zwei Stellungen a und b bewegbar ist, um eine Vorlagentransportbahn zwischen der vorderen Antriebsrolle 10 und der angetriebenen Rolle 12 b umzuschalten, und aus Führungsplatten 15, welche je weils einer der vorderen oder hinteren Antriebsrollen 10 und 11 zugeordnet sind, um die Vorlage zu lezterer zu führen.

Ein Vorlagentisch 16 ist vor der Vorlagentransporteinrich tung in derselben Höhe wie die Oberseite der vorderen An triebsrolle 10 vorgesehen. Hierbei wird eine Vorlage mit der (zu kopierenden) Oberseite nach oben auf den Tisch 16 gelegt. Von einem ersten Vorlageneinführabschnitt A aus wird die auf den Tisch gelegte Vorlage zwischen die An triebsrolle 10 und die angetriebene Rolle 10 a eingebracht. Ein zweiter Vorlageneinführabschnitt B ist an der Rückseite der Vorlagentransporteinrichtung vorgesehen, damit eine Vor lage zwischen der hinteren Transportrolle 11 und der ange triebenen Rolle 11 a zugeführt werden kann. Eine glatte ebene Führung 18 ist an der Oberseite 17 des Geräterahmens um eine Welle 18 a schwenkbar. Insbesondere ist die Führung 18 zwi schen zwei verschiedenen Stellungen bewegbar: einer durch eine ausgezogene Linie angezeigte Stellung, in welcher sie an einer Kopienaufnahmeplatte 29 anliegt, um zu verhindern, daß eine Vorlage eingeführt wird, und einer horizontalen, durch eine strichpunktierte Linie angezeigte Stellung, in welcher sie im wesentlichen satt auf der Oberseite 17 des Geräterahmens aufliegt. Wenn die Führung 18 im Uhrzeiger sinn um die Welle 18 a herum in die horizontale Stellung ver schwenkt wird, wie durch einen Pfeil B 1 angezeigt ist, kann eine Vorlage in den zweiten Vorlageneinfuhrabschnitt B ein gebracht werden. Eine Vorlage, welche durch einen der beiden Einführabschnitte A und B zugeführt worden ist, wird dann nach Durchführung und Beendigung eines Kopiervorgangs auf eine Ablage 19 ausgetragen.

Fühler S ₁ und S ₂ sind in den beiden Vorlagenabschnitten A bzw. B angeordnet. Wenn eine Vorlage über einen der Ein führabschnitte A und B zugeführt wird, erregt der zugeord nete Sensor S ₁ oder S ₂ einen Antriebsmotor 20 und schaltet eine Lampe 3 ein, worauf sich dann die vorderen und hinte ren Antriebsrollen 10 und 11 zu drehen beginnen. Ein Fühler S ₃ ist vorgesehen, um einen Papierstau zu fühlen. Ein Füh ler S ₄ ist ein Vorlagen-Einstellfühler. Wenn der Fühler S ₄ die vordere Kante einer Vorlage fühlt, wird der Antrieb der Vorlage für einen Augenblick unterbrochen. Ein Fühler S ₅ ist einem Wiederholungsmode zugeordnet. Insbesondere wenn die Betriebsart Wiederholungsmode gewählt wird, wird die Schaltklinke 14 von der Stellung a in die Stellung b umge schaltet, sobald der Fühler S ₅ die Vorderkante einer Vorlage fühlt. Ein Sensor S ₁₀ wird durch die Führung 18 gesteuert. Wenn die Führung 18 sich in der durch eine ausgezogene Linie wiedergegebene Stellung befindet, wird eine Austrag-Schalt klaue 21, welche noch beschrieben wird, durch ein Ausgangs signal des Sensors S ₁₀ betätigt. Wenn die Führung 18 in die horizontale Stellung verschwenkt wird, welche durch die strichpunktierte Linie wiedergegeben ist, wird eine (nicht dargestellte) das Einführen einer Vorlage verhinderne Ein richtung, welche in dem ersten Vorlageneinführabschnitt A angeordnet ist, durch ein Ausgangssignal des Sensors S ₁₀ betätigt, so daß eine Vorlage nur über den zweiten Einführ abschnitt B eingeführt werden kann. Die das Einführen ver hindernde Einrichtung kann als ein exclusives Teil ausge führt sein, um den Einlaß des ersten Einführabschnitts A oder den Sensor S ₁ selbst zu schließen, welcher einen An satzteil aufweist, der in einer bestimmten Stellung verrie gelt werden kann.

Nachstehend werden statt für einen Vorlagenblatt Einrich tungen zum Zuführen, Transportieren und Austragen eines Pa pierblattes beschrieben. Ein manueller Papierzuführabschnitt 22 und ein automatischer Papierzuführabschnitt 23 sind am vorderen Ende des Geräts vorgesehen. Bei einem manuellen Ein führmode wird ein Papierblatt mittels einer Zuführrolle 24 zu einer Ausrichtrolle 26 hin befördert. In ähnlicher Weise wird bei einem automatischen Zuführmode das Blatt durch eine Zuführrolle 25 zu der Ausrichtrolle 26 hin befördert. Die Ausrichtrolle 26 richtet das Papierblatt bezüglich einer Vorlage aus. In einer Bildübertragungsstation werden auf der Trommel 1 aufgebrachte Tonerpartikel durch einen Übertragungs lader 7 an das Papierblatt übertragen. Dann wird das Papier blatt mittels des Trennladers 8 von der Trommel 1 getrennt und durch ein Band 27 zu einer Fixiereinheit 28 weiterbeför dert. Das Papierblatt, welches aus der Fixiereinheit 28 herauskommt, wird durch die Austragschaltklaue 21 zu einer der Kopienaufnahmeplatten, einem oberen Austragabschnitt oder einem unteren Austragabschnitt 30 geleitet. Die Klaue 21 ist um eine Welle 21 a schwenkbar. Wenn die Klaue 21 ent gegen dem Uhrzeigersinn verschwenkt wird, wie durch einen Pfeil e angezeigt ist, kommt die Papiertransportbahn mit dem oberen Austragabschnitt 29 in Verbindung; wenn die Klaue 21 im Uhrzeigersinn verschwenkt wird, wie durch einen Pfeil f angezeigt ist, kommt die Papiertransportbahn mit dem un teren Austragabschnitt 30 in Verbindung. Ein (nicht darge stelltes) Bedienungsfeld ist mit einem Austragabschnitt-Um schaltsensor versehen, so daß, wenn eine Vorlage über den ersten Einführabschnitt A eingebracht wird, entsprechend dem Ausgangssignal des Sensors entweder der obere oder der untere Austragabschnitt 29 bzw. 30 ausgewählt werden kann. Wenn dagegen eine Vorlage über den zweiten Einführabschnitt B zuzuführen ist, wird die Führung 18, welche einen Teil des Abschnitts B bildet, in der horizontalen Stellung in der Richtung B ₁ verschwenkt, und folglich ist der Weg, welcher an dem oberen Austragabschnitt 29 endet, durch die Führung 18 blockiert. Gleichzeitig wird die Schaltklaue 21 durch ein Ausgangssignal des Sensors S ₁₀ betätigt, wodurch die Papiertransportbahn in Verbindung mit dem unteren Austrag abschnitt 30 gebracht wird. In diesem Fall zeigt dann eine auf dem Bedienungsfeld vorgesehene Anzeige an, daß der un tere Austragabschnitt 30 zu benutzen ist, wodurch verhindert wird, daß der Austragumschaltsensor betätigt wird.

Ein Sensor S ₆ wird durch ein Papierblatt betätigt, welches in dem manuellen Zuführabschnitt 23 eingebracht wird. Der Sensor S ₆ steuert ähnlich wie die Sensoren S ₁ und S ₃ den Motor 20 an, welcher dazu verwendet wird, ein Papierblatt und eine Vorlage zu transportieren. Ein Ausrichtsensor S ₇ spricht auf die Vorderkante eines Papierblattes an. Beim Fühlen der Vorderkante eines Papierblattes steuert der Aus richtsensor S ₇ vorübergehend die Umdrehungen der Zuführrol le 24 und der Ausrichtrolle 26, damit das Papierblatt be züglich einer Vorlage ausgerichtet wird, indem das Papier blatt zeitlich gesteuert zu dem Wiederzuführen der Vorlage erzeugt zugeführt wird. Sensoren S ₈ und S ₉ sind dem Trans portband 27 bzw. der Papiertransportbahn zwischen der Fixier einheit 28 und der Klaue 21 zugeordnet und haben jeweils die Aufgabe, einen Papierstau zu fühlen.

Ein normales Vorlagenblatt kann über den ersten Vorlagen- Einführabschnitt A zugeführt werden, um eine einzige Kopie in einem einzigen Kopiermode oder um erforderlichenfalls eine Anzahl Kopien in einem sich wiederholenden Kopiermode zu erzeugen. Es soll nun eine einzige Kopie erzeugt werden, indem eine Vorlage über den ersten Einführabschnitt A und ein Papierblatt von Hand zugeführt werden. Die Bedienungs person lädt ein Papierblatt in den manuellen Zuführabschnitt 22. Wenn die Bedienungsperson einen automatischen Papier zuführmode in Verbindung mit dem ersten Vorlagenzuführab schnitt A wählt, überprüft die Bedienungsperson den auto matischen Zuführabschnitt 23. Hierauf legt die Bedienungs person eine gewünschte Vorlage mit der Oberseite nach oben auf den Vorlagentisch 1 und führt es in den ersten Einführ abschnitt A ein. Entsprechend dem sich ergebenden Ausgangs signal von dem Sensor S ₁ oder S ₆ wird der Motor 20 erregt, um die Vorlagentransportrollen und dadurch die Vorlage an zutreiben. Wenn die Vorlage den Ausrichtsensor S ₄ erreicht, wird eine (nicht dargestellte ) Kupplung, welcher der Vor lagentransportbahn zugeordnet ist, durch das Ausgangssignals des Sensors S ₄ ausgekuppelt, wodurch der Transport der Vor lage unterbrochen wird. Ebenso wird ein Papierblatt, daß von einem der Zuführabschnitte 22 oder 23 zugeführt worden ist, vorübergehend gestoppt, sobald eine (nicht dargestellte) Kupplung, welche der Papiertransportbahn zugeordnet ist, durch das Ausgangssignal des Ausrichtsensors S ₄ ausgekuppelt wird. Hierdurch werden die Vorlage und das Papierblatt zu einander ausgerichtet. Die Vorlage, die nach einem solchen vorübergehenden Stopp wieder zugeführt wird, wird weg von einer bildmäßigen Belichtungsstation zu der Vorlagenablage 19 hin befördert, ohne durch die Schaltklaue 14 gelenkt zu werden. Das Papierblatt, auf welchem ein Tonerbild von der Trommel 1 durch den Übertragungslader 7 übertragen worden ist, wird von der Trommel 1 durch den Trennlader 8 getrennt und dann mittels des Bandes 27 zu der Fixiereinheit 28 be fördert.

Wenn der erste Vorlageneinführabschnitt A gewählt ist, wird die Führung 18 in dem zweiten Vorlageneinführabschnitt B in der Stellung gehalten, in welcher sie an dem oberen Austrag abschnitt oder an der oberen Ablage 29 anliegt. In diesem Fall wird durch die Führung 18 ein Weg gebildet, welcher an der oberen Ablage 29 endet. Folglich kann das Papierblatt oder eine Kopie entweder in den unteren Austragabschnitt 30 oder in den oberen Austragabschnitt 29 ausgetragen werden. Insbesondere wenn einer der Austragabschnitte 29 und 30 auf dem Bedienungsfeld gewählt ist, wird die Schaltklaue 21 um die Welle 21 a entweder in die Richtung e oder in die Richtung f verschwenkt. Die Klaue 21 leitet das Papierblatt über den zweiten Einführabschnitt B zu dem oberen Austrag abschnitt 29 hin, wenn sie in die Richtung e verschwenkt worden ist, während sie das Papierblatt zu dem unteren Aus tragabschnitt 30 leitet, wenn sie in der Richtung f ver schwenkt worden ist.

Bei einem Wiederholmode in Verbindung mit dem ersten Ein führabschnitt wird eine gewünschte Anzahl Kopie auf dem Bedienungsfeld eingegeben und dann wird eine Vorlage über dem ersten Einführabschnitt A zugeführt. Wenn der Fühler S ₅ die Vorderkante der Vorlage fühlt, welche sich von der Belichtungsstation weg beweg hat, wird durch eine (nicht dargestellte) Antriebseinrichtung die Schaltklaue 14 von der Antriebsrolle 10, wie durch den Pfeil b angezeigt ist, entsprechend dem Ausgangssignal des Sensors S ₅ weggeschwenkt. Folglich wird die Vorlage durch die Schaltklaue 14 geführt, um durch die Antriebsrolle 10 wieder zugeführt zu werden. Nachdem die Vorlage wiederholt, die gewünschte Anzahl Mal durch die Belichtungsstation transportiert worden ist, wird die Schaltklaue 14 in die Richtung a verschwenkt, wodurch dann die Vorlage auf die Vorlagenablage 19 ausgetragen wird. In diesem Fall werden Papierblätter nacheinander von dem manuellen Zuführabschnitt 22 oder dem automatischen Zuführ abschnitt 23 zugeführt, bis die gewünschte Anzahl Kopien erzeugt worden ist.

Bei dem zyklischen Transport einer Vorlage erhöht sich der Widerstand, welcher durch die Transportrollen ausgeübt wor den ist, welche eine Vorlage lenken in Abhängigkeit von der Art der Vorlage, beispielsweise wenn sie eine beträchtliche Dicke hat oder eine entsprechende Elastizität aufweist. Ein derartiger Widerstand kann einen nicht einwandfreien Transport und sogar ein Reißen zur Folge haben. In der dargestellten Ausführungsform kann über den zweiten Einführabschnitt B, welcher keinen gewölbten Steuerteil aufweist sogar ohne ir gendeine Störung eine sonst kritische Vorlage zugeführt wer den. Zur Benutzung des zweiten Zuführabschnitts B wird die Führung 18 von dem oberen Austragsabschnitt weg in die hori zontale Stellung verschwenkt, wie durch den Pfeil B ₁ ange zeigt ist, und kann dann eine Vorlage aufnehmen. Bei dem Verschwenken der Führung 18 wird das Einführen einer Vor lage über den ersten Einführabschnitt A durch das Ausgangs signal des Sensors S ₁₀ unterbunden. Folglich ist verhindert, daß Vorlagen gleichzeitig über die beiden Zuführabschnitte A und B zugeführt werden. In der horizontalen Lage der Führung 18 ist es unmöglich, ein Papierblatt zu dem oberen Austrag abschnitt 29 auszutragen, und daher wird die (nicht darge stellte) Antriebseinrichtung durch das Ausgangssignal des Fühlers S ₁₀ betätigt, um die Klaue 21 in der Richtung f zu verschwenken. In diesem Fall wird dann ein Papierblatt durch die Klaue 21 zu dem unteren Austragabschnitt 30 ausgetragen.

Ein Bildschwärzungsgrad-Fühler S ₁₁ ist, wie in Fig. 1 darge stellt, bei der Trommel 1 angeordnet, während ein Toner dichtefühler S ₁₂ an der Entwicklungseinheit 6 angebracht ist. Die Fühler S ₁₁ und S ₁₂ stellen einen Fühlabschnitt einer Bildschwärzungsgrad-Fühleinrichtung bzw. einen Fühlab schnitt einer Tonerdichte-Fühleinrichtung der wiedergegebe nen Ausführungsform dar. In Fig. 2 sind schematisch die Trom mel 1 und ein wesentlicher Teil der Entwicklungseinheit 6, welcher in Verbindung mit der Erfindung von Bedeutung ist, einschließlich der Sensoren S ₁₁ und S ₁₂ dargestellt. Hierbei weist, wie dargestellt, der Bildschwärzungsgradfühler S ₁₁ eine Photodiode 110 und einen Phototransistor 112 auf und spricht auf ein Testmuster an, welches zwischen auf der Trom mel 1 erzeugten Bildmustern angeordnet ist. Mittels einer Magnetbürste, welche auf einer Entwicklungshülse 61 der Ent wicklungseinheit 6 durch einen Magneten 62 ausgebildet ist, wird Toner auf das latente Bild des Testmusters aufgebracht. Licht von der Photodiode 110 wird von dem entwickelten Test muster reflektiert und trifft auf den Phototransistor 112, so daß der Schwärzungsgrad des auf der Trommel 1 erzeugten Bildes hinsichtlich der Lichtmenge bestimmt wird, welche auf den Phototransistor 112 fällt. Der Tonerdichtesensor S ₁₂ ist durch einen magnetischen Kern und drei Wicklungen gebildet, welche um den Kern gewickelt sind, wie im einzelnen später anhand von Fig. 3 beschrieben wird. Der Fühler S ₁₂ fühlt eine Tonerdichte aufgrund des magnetischen Widerstands des Entwicklers, d. h. der magnetischen Permeabilität, aufgrund der Tatsache, daß die Permeabilität klein ist, wenn der To nergehalt, welcher nicht-magnetisch ist, größer als der Ge halt an Träger ist, welcher magnetisch und andernfalls groß ist.

Die Entwicklungseinheit 6 weist einen Tonerzuführmechanismus 64 auf, welcher jeweils eine vorherbestimmte Menge Toner zu führt, welche in einem Toner-Vorratsbehälter 63 unterge bracht ist. Der Entwickler, welcher eine Mischung aus Toner und Trägerpartikel ist, wird durch die sich konstant dre hende Wicklungshülse 61 weiter befördert, während er durch eine Rakel 65 in einer im wesentlichen gleichförmigen Dicke reguliert wird. Wenn die regulierte Tonerschicht den Toner dichtesensor S ₁₂ erreicht, wird dessen Dichte gemessen.

In Fig. 3 ist eine elektrische Schaltungsanordnung darge stellt, durch welche die Tonerdichte-Steuereinrichtung gemäß der Erfindung ausgeführt ist. Wie in Fig. 3 dargestellt, weist die in ihrer Gesamtheit mit 70 bezeichnete Bildschwär zungsgrad-Fühleinrichtung den Sensor S ₁₁ auf, welcher aus der Photodiode 110 und dem Phototransistor 112 besteht. Wie vorher bereits ausgeführt, fällt Licht von der Photodiode 110 auf ein Testmuster, welches auf der Trommel 1 erzeugt ist, indem beispielsweise eine Reflexion von der Vorlagen oberfläche durch ein exclusives Solenoid SOL abgeschirmt ist. Eine Reflexion von dem Testmuster trifft dann auf den Photo tranistor 112 und wird durch ihn photoelektrisch umgewandelt. Das Ausgangssignal von dem Phototransistor 112 wird über eine Glättungsschaltung aus einem Widerstand und einem Kondensator an einen analogen Eingang IN 70 eines Mikrocom puters 72 angelegt. Die in ihrer Gesamtheit mit 74 bezeich nete Tonerdichte-Fühleinrichtung weist den Sensor S ₁₂ mit drei Wicklungen W 1 bis W 3 und drei exclusive ODER-Glieder T ₁, T ₂ und T ₃ auf. Das exclusive ODER-Glied T ₁ stellt zu sammen mit den Wicklungen W 1 und W 2 einen Schwingkreis dar. Das Ausgangssignal der dritten Wicklung W 3, welches sich mit dem Tonergehalt des Entwicklers ändert, wird invertiert und durch das exclusive ODER-Glied T ₂ verstärkt und dann durch das exclusive ODER-Glied T ₂ mit dem Ausgangssignal des exclusiven ODER-Glieds T ₃ verglichen. Das geglättete Ausgangssignal der Tonerdichte-Fühleinrichtung 74 wird an einen analogen Eingang IN 74 des Mikrocomputers 72 angelegt. Wenn der Mikrocomputer 72 fest auf der Basis des Ausgangs signals der Tonerdichte-Fühleinrichtung 74 feststellt, daß der Tonergehalt oder die Tonerdichte in dem Entwickler knapp ist, kuppelt er eine in dem Mechanismus 64 vorgesehene Kupplung 64 a ein. Hierdurch wird dann der Mechanismus 64 gedreht, wodurch eine zusätzliche Tonermenge aus dem Toner vorratsbehälter 63 der Entwicklungseinheit 6 zugeführt wird. Der Tonerverbrauch hängt von dem Schwärzungsgrad und der Fläche eines Bildes ab. Wenn der Schwärzungsgrad eines Bil des hoch ist, wird die Tonerdichte schnell weniger, mit der Folge, daß der Schwärzungsgrad des Testmusters, welcher zwi schen Vorlagenbildern auf der Trommel vorgesehen ist, gerin ger wird. Dies hat zur Folge, daß sich das Ausgangssignal der Bildschwärzungsgrad-Fühleinrichtung 70 ändert, beispeils weise zunimmt. Dementsprechend vergrößert der Mikrocomputer 72 den Zeitabschnitt, während welchem die Tonerzuführkupplung 64 a eingekuppelt bleibt, wodurch dann die Tonerzuführmenge zunimmt. Inbesondere wird die Zeitdauer t, während welcher die Kupplung 64 a eingekuppelt bleibt, festgelegt durch:

t = K · Tonerzuführpegel · Zuführverhältnispegel · Vorlagenpegel,

wobei K eine proportionale Konstante ist, die von den Ver arbeitungsbedingungen abhängt. Die Worte "Tonerzuführpegel" haben einen der Werte, welche in der nachstehenden Tabelle 1 dargestellt ist. Die Worte "Zuführverhältnispegel" und "Vorlagenpegel" werden aus der folgenden Beschreibung klar.

Tabelle I

Die speziellen Ausgangssignale der Bildschwärzungsgrad- Fühleinrichtung 70, welche in Tabelle 1 wiedergegeben sind, werden unter der Voraussetzung bestimmt, daß die Ausgangs spannung Vsg der Einrichtung 70 mit der Bedingung ver knüpft ist, daß kein Toner auf der Trommel 1 aufgebracht ist, d.h. eine Bezugsausgangsspannung 4 V beträgt. Bei spielsweise soll die Ausgangsspannung Vsp der Einrichtung 70 infolge des niedrigen Schwärzungsgrads des Testmusters, welches auf der Trommel 1 erzeugt ist, 2,5 V betragen, und der Testmuster-Schwärzungsgrad wird fünfmal hintereinander gemessen. Dann wird eine Tonerzufuhr entsprechend dem Er gebnis der ersten Messung durchgeführt, indem festgesetzt wird, daß der Testmusterschwärzungsgrad normal ist; jedoch wird eine fehlerhafte Behandlung durchgeführt, wenn die Ausgangsspannung von 2,5 V bis zur fünften Messung andauert. Wenn die Ausgangsspannung der Einrichtung 70 höher als 0,5 V und niedriger als 2,5 V ist, erfolgt eine Anzeige, damit je mand aufgefordert wird, Toner dem Tonervorratsbehälter 63 zuzuführen, indem festgesetzt wird, daß der Toner ausgegan gen ist.

Der Tonerzuführpegel ist als ein Index oder Anzeichen der Tonermenge festgesetzt, welche der Entwicklungseinheit 6 von dem Tonerzuführmechanismus 64 zuzuführen ist, und ist insbesondere ein Index oder Zeichen der Zeitspanne, wäh rend welcher die Kupplung 64 a unter der Steuerung des Mikro computers 72 eingekuppelt ist, um den Mechanismus 64 anzu treiben. Wie in Fig. 4 dargestellt ist, welche nunmehr be schrieben wird, ist, wenn eine einzige Tonerzuführung bei einer vorherbestimmten Einkuppeldauer der Kupplung 64 a be wirkt wird, der Tonerzuführpegel natürlich der Index, welcher die Anzahl Mal festlegt, daß die Kupplung 64 a eingekuppelt werden sollte. Andererseits ist der Zufuhrverhältnispegel als ein Index der Tonermenge festgelegt, welche durch eine einzige Zufuhr ergänzt worden ist, und kann so gewählt werden, wie in der nachstehenden Tabelle 2 gezeigt ist.

Zufuhrverhältnis (%)
Zufuhrpegel
7
1
15	2
30	4
60	8

Eine Schwierigkeit besteht darin, daß, da das Testmuster zwischen den Bildern auf der Trommel 1 erzeugt wird, das Ausgangssignal der Bildschwärzungsgrad-Fühleinrichtung 70 unterbrochen wird, während bzw. solange nur ein einziges Bild erzeugt wird. Da jedoch die Kopierfläche im wesent lichen proportional dem Quadrat der Länge einer Seite einer Vorlage ist, nimmt auch der Tonerverbrauch beträchtlich proportional zu dem Quadrat der Länge einer Seite einer Vor lage zu. Wenn somit ein auf der Trommel 1 erzeugtes Bild eine beachtliche Fläche hat, ist der Schwärzungsgrad folg lich in dem einzelnen Bild entsprechend niedriger. Bei der wiedergegebenen Ausführungsform wird diese Schwierigkeit da durch beseitigt, daß die Länge einer Vorlage mit Hilfe des Ausrichtfühlers S ₄ (Fig. 1) gefühlt wird, und ein spezieller Vorlagenpegel in Anpassung an die Länge der Vorlage gewählt wird, wie in der nachstehenden Tabelle 3 gezeigt ist.

Tabelle 3

In Fig. 4 sind die speziellen Vorgänge zum Zuführen von To ner dargestellt, wie sie in Tabelle 3 aufgezeigt sind. Wie dargestellt, wird unter der Steuerung des Mikrocomputers 72 die Tonerzuführkupplung 64 a (Fig. 3) für einen vorherbe stimmten Zeitabschnitt eingekuppelt, was durch einen hohen Pegel bei jeder der Vorlagenlängen L von O mm, 277 mm, 392 mm, dem Halbierungspunkt zwischen 293 mm und 555 mm, der Viertei lungspunkte (quadrisecting points) zwischen 555 mm und 784 mm, der Achtteilungspunkte (octasecting points) zwischen 785 mm und 1110 mml und den Vierteilungspunkten zwischen 1110 mm und 1220 mm dargestellt ist, wobei eine vorherbestimmte Toner menge zugeführt wird. Wenn beispielsweise die Länge L ver knüpft ist mit dem Halbierungspunkt zwischen 392 mm und 555 mm, wird die Kupplung 64 a für einen vorherbestimmten Zeitabschnitt in einem Zwischenraum oder Zeitraum von l₂ eingekuppelt. Ebenso wird für die Länge L , welche den Vier teilungspunkten zwischen den 555 mm und den 785 mm zugeordnet ist, die Kupplung 64 a in einem Zwischenraum oder Zeitab schnitt von 12 eingekuppelt. In Tabelle 3 ist die Anzahl Mal während welcher ein Toner zugeführt wird, durch einen Maximalwert für jede der Vorlagenlängen angezeigt, die grö ßer als d392 mm sind. Dies erfolgt, um die Tonerzufuhr zu beenden, wenn die Vorlagenlänge beispielsweise 720 mm be trägt, sobald der Ausrichtfühler S ₄ die hintere Kante der Vorlage fühlt, was durch eine runde Klammer in Fig. 4 an gezeigt ist. Bei einer Vorlage, die länger als 1220 mm ist, wird die Zufuhr von Toner, welche von der Tonerdichte-Fühl einrichtung 74 (Fig. 3) gesteuert wird, d.h. die Tonerzu fuhr, die sich auf die Tonerdichte bezieht, nur nach der vorerwähnten zwanzigmaligen Tonerzufuhr durchgeführt, welche auf dem Bildschwärzungsgrad basiert. Folglich kann eine Ein richtung in der Weise geschaffen werden, daß an der Vorder kante einer Vorlage die Tonerzufuhr zu den Zeitpunkten durch geführt wird, welche einer Vorlage mit einer bestimmten Län ge zugeordnet sind, wie in Fig. 4 dargestellt ist, und die Tonerzufuhr wird beendet, sobald die hintere Kante der Vor lage gefühlt wird. Erforderlichenfalls kann die Tonerzufuhr auf der Basis der Länge eines Papierblattes anstelle der Größe einer Vorlage bewirkt werden, wobei Papiergrößen in der Spalte rechts außen in der Tabelle 3 dargestellt sind, welche in der Praxis für eine solche alternative Tonerzufuhr verfügbar sind.

Die Länge eines Papierblattes kann natürlich auch mit Hilfe des Sensors S ₇ bestimmt werden, welcher auf die Vorderkante eines Papierblattes anspricht, wie in Fig. 1 dargestellt ist.

Der Tonerzufuhrpegel, der Zufuhrverhältnispegel und der Vorlagenpegel, wie sie vorstehend definiert sind, werden verwendet, um die Dauer t eines Einkuppelns der Kupplung 64 a auf der Basis der angeführten Gleichung zu berechnen. Wenn jedoch der Tonergehalt in dem Entwickler größer als ein vorherbestimmter Wert ist, was mittels der Tonerdichte Fühleinrichtung 64 gefühlt wird, wird das Ausgangssignal des Mikrocomputers zum Einkuppeln der Kupplung 64 a unter brochen, um die Tonerzufuhr zu stoppen. Dies ist zweck mäßig und sinnvoll, um zu verhindern, daß eine übergroße Tonermenge, welche einen Schleier u.ä. verursachen würde, der Entwicklungseinheit 6 zugeführt wird. Umgekehrt erzeugt, wenn der Tonergehalt in der Entwicklungseinheit 6 kleiner als der vorherbestimmte Gehalt ist, der Mikrocomputer 72 das Ausgangssignal zum Einkuppeln der Kupplung 64 a ent sprechend einem Ausgangssignal von der Einrichtung 64, um so Toner ohne Rücksicht auf die Tonerzufuhr zuzuführen, wel che mit der Bildschwärzungsgrad-Fühleinrichtung 70 in Ver bindung steht.

In der wiedergegebenen Ausführungsform, welche zwei Fühlein richtungen, d.h. die Tonerdichte-Fühleinrichtung und die Bildschwärzungsgrad-Fühleinrichtung aufweist, kann Toner ohne irgendeine Störung zugeführt werden, wenn eine der beiden Fühleinrichtungen ausfällt, da ein Ausgangssignal der anderen Fühleinrichtung benutzt wird. Das Kopiergerät kann daher ohne Unterbrechung sogar unter einer derartigen Voraussetzung betrieben werden. Vorzugsweise ist die An ordnung so ausgeführt, daß, wenn die ausgefallene Fühlein richtung auf normal zurückgegangen ist, die Tonerzufuhr, welche sich nur auf das Ausgangssignal der anderen Fühl einrichtung bezieht, aufgehoben wird und stattdessen wieder der übliche Betriebszustand bei Benutzung der beiden Fühl einrichtungen hergestellt wird.

Gemäß der Erfindung wird somit die Tonerdichte durch eine Tonerdichte-Fühleinrichtung und eine Bildschwärzungsgrad- Fühleinrichtung so gesteuert, daß nicht nur ein angemesse ner, ausreichender Bildschwärzungsgrad sichergestellt ist, sondern daß die Bilder auch frei von einem Schleier, einer Art Nebel, einer Verschmutzung u.a. sind. Ein weiterer Vor teil, welcher mit der Erfindung erreichbar ist, besteht darin, daß die Tonerzufuhr-Voraussetzung entsprechend der Länge einer Vorlage oder eines Papierblattes geändert wird, wodurch eine Änderung in dem Bildschwärzungsgrad selbst bei einem Bild mit einer beträchtlichen Fläche ausgeschlossen ist.

Claims

1. Tonerdichte-Steuereinrichtung für eine Bilderzeugungs einrichtung, welche ein latentes Bild, das elektrostatisch auf einem Bildträger erzeugt worden ist, mit Hilfe eines Entwicklers entwickelt, welcher einen Toner enthält, ge kennzeichnet durch
eine Tonerdichte-Fühleinrichtung (74) zum Fühlen der Dichte von Toner, welcher in dem Entwickler enthalten ist, und
eine Bildschwärzungsgrad-Fühleinrichtung (70) zum opti schen Fühlen eines Schwärzungsgrades eines Testmusterbildes, welches erzeugt worden ist, indem ein latentes Bild, das einem Testmuster zugeordnet ist, mittels Toner entwickelt wird, wobei die Tonerdichte-Steuereinrichtung eine Tonerzufuhr beendet, wobei auf ein Ausgangssignal von der Bildschwar zungsgrad-Fühleinrichtung (70) angesprochen wird, wenn die Tonerdichte in dem Entwickler, welche mittels der Toner dichte-Fühleinrichtung (74) gefühlt worden ist, einen vor herbestimmten oberen Grenzwert erreicht.

2. Tonerdichte-Steuereinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß wenn ein Abstand zwischen aufeinanderfolgenden Testmusterbildern, die auf dem Bild träger erzeugt worden sind, größer wird, der Toner nur ent sprechend der Tonerdichte zugeführt wird, welche mittels der Tonerdichte-Fühleinrichtung (74) gefühlt wird.

3. Tonerdichte-Steuereinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß wenn entweder die Toner dichte-Fühleinrichtung (74) oder die Bildschwärzungsgrad- Füheinrichtung (70) ausgefallen ist, der Toner nur ent sprechend einem Ausgangssignal von der anderen Fühleinrichtung zugeführt wird.

4. Tonerdichte-Steuereinrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichent, daß, wenn eine von den beiden Fühleinrichtungen (70, 74) welche ausgefallen ist, auf nor mal zurückgegangen ist, die Tonerzufuhr, die auf das Aus gangssignal der anderen Fühleinrichtung anspricht, annulliert wird.

5. Tonerdichte-Steuereinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Intervall zwischen auf einanderfolgenden Tonerzuführvorgängen entsprechend einer Länge einer Vorlage oder einer Länge eines Papierblattes zum Wiedergeben der Vorlage geändert wird.