DE1772826A1

DE1772826A1 - Verfahren zur automatischen Regelung der Tonerzufuhr in xerografischen Geraeten und Vorrichtung zur Durchfuehrung der Verfahren

Info

Publication number: DE1772826A1
Application number: DE19681772826
Authority: DE
Inventors: Wiederhold Gerald Ludwig; Kollar Ernest Paul; Dost Martin Hans Ulrich
Original assignee: International Business Machines Corp
Current assignee: International Business Machines Corp
Priority date: 1967-07-12
Filing date: 1968-07-09
Publication date: 1971-06-09
Also published as: US3409901A; GB1211588A; FR95209E; DE1772826B2

Description

IBM Deutschland Internationale Büro-Maschinen Gesellschaft mbH

Böblingen, 8. Juli 1968 bt-sch

Anmelderin:

Amtl. Aktenzeichen:

Aktenz. der Anmelderin:

International Business Machines Corporation, Armonk, N. Y. 10 504

Neuanmeldung

Docket SA 967 050 / BO 967 002

Verfahren zur automatischen Regelung der Tonerzufuhr in xerografischen Geräten und Vorrichtung zur Durchführung der Verfahren

In mit pulverförmigem Toner arbeitenden elektrofotografischen Geräten liegt der Hauptgrund für eine Veränderung der Qualität des Druckbildes oder der Kopie darin, daß Variationen in der auf das latente Bild aufgebrachten Tonermenge auftreten. Eine Veränderung der zugeführten Tonermenge bewirkt eine Färb- oder Inteneitätsänderung des Druckbildes, die Erkennung kann durch Unscharfe oder zu geringen Kontrast außerordentlich erschwert werden. Es ist daher wichtig, den Tonervorrat in gleichmäßigen Zeitintervallen zu ergänzen.

In den meisten nach dem xerografischen Verfahren arbeitenden Geräten ist ein

109824/1657

pulverförmiger Toner mit Trägerteilchen gemischt, die kleine Glaskügelchen oder ähnliches sein können. Ebensogut kann der Toner in einer Flüssigkeit als Dispersion enthalten sein. Da der Toner sich erschöpft, während die Trägerteilchen zurückbleiben und wieder benutzt werden, ist es notwendig, den Toner in ausreichend kurzen Intervallen zu ergänzen, um zu erreichen, daß das Mengenverhältnis zwischen Toner und Trägerteilchen nahezu konstant bleibt.

Bisher wurden verschiedene Methoden der Tonerzufuhr benutzt. Wohl am verbreitetsten ist das manuelle Verfahren, bei dem der Bediener des Gerätes die aus dem Gerät ausgegebenen Kopien überprüft und von Hand Toner nachfüllt, sobald die Lesbarkeit eine verständlicherweise subjektive Schwelle unterschreitet. Wird das Auffüllen in großen Zeitabständen von Hand vorgenommen, ergibt sich durch die Veränderung des Vorrates eine Verschlechterung des Druckbildes. Wird jedoch die manuelle Zufuhr nach kurzen Zeitabschnitten vorgenommen, w ergibt sich ein unvertretbarer zeitlicher Aufwand. Außerdem ist es relativ

schwierig zu bestimmen, wieviel Toner verbraucht wurde und wie groß die nachzufüllende Menge ist. Dazu kommt noch, daß der Umfang mit pulverförmigem Toner Staub und Verschmutzung mit sich bringt. In vielen Fällen ist das Verfahren der manuellen Nachfüllung und der subjektiven Prüfung der Lesbarkeit vollständig ausreichend. Sobald jedoch die Notwendigkeit eines hohen Ausstoßes besteht, ist das manuelle Verfahren nicht mehr anwendbar.

Docket SA 967 050 / BO 967 002

109824/1557

In der deutschen Auslege schrift Nr. 1 249 690 wird eine Vorrichtung beschrieben, bei der die Menge des zugeführten Toners dem Verhältnis von Schwarz- und Weißanteil beim wiederzugebenden Bild angepaßt wird. Das Verfahren bzw. die Meßeinrichtung zur Bestimmung dieses Schwarz-Weiß-Verhältnisses wird nicht beschrieben.

Die USA-Patentschrift 3 013 703 beschreibt ein Gerät zur Toner-Zufuhr, bei ™

dem ein Behälter innerhalb der Entwicklungseinrichtung mit Toner gefüllt ist, der an seiner Unterseite eine kontinuierlich arbeitende Entnahmevorrichtung enthält. Durch diese Maßnahme kann jedoch keine gleichbleibende Qualität der Kopien erreicht werden, da der Tonerbedarf abhängig ist von der Art und der Anzahl der pro Zeiteinheit hergestellten Kopien.

In der USA-Patent schrift 3 233 781 ist als Stand der Technik ein Verfahren erwähnt, bei dem eine konstante Tonermenge bei jedem Kopiervorgang zugegeben ä wird. Dieses Verfahren ist nur bedingt brauchbar, da nicht jede Kopie die gleiche Tonermenge benötigt. Weiterhin ist in dieser Patentschrift ein Verfahren zur direkten Messung der Tonerkonzentration, das ist das Verhältnis von Toner zu Trägerteilchen, beschrieben. Es handelt sich um einen Regelkreis mit Rückführung, der ein Totzeitglied enthält; erst eine Veränderung der sehr schwierig zu bestimmenden Tonerkonzentration bewirkt eine Zufuhr.

Docket SA 967 050 / BO 967 002

10982A/1557

BAD ORIGINAL

Bisher wurde kein automatisches Verfahren beschrieben, bei dem die Toner-Zufuhr dem tatsächlichen Toner-Verbrauch entspricht. Anordnungen, die die Tonerzufuhr in Abhängigkeit vom Papierverbrauch oder von der Anzahl der ausgegebenen Blätter oder von der Länge des ausgegebenen Aufzeichnungsträgers steuern sind unbefriedigend, da die verbrauchte Tonermenge von Seite zu Seite bzw. Kopie zu Kopie variiert. Andere Anordnungen, die die Tonerzufuhr in Ab-

P hängigkeit von der Zeit regeln sind ebensowenig brauchbar, da der Tonerverbrauch in Abhängigkeit von der Zeit nicht konstant ist. Gewichts- oder füll standsabhängige Anordnungen sind infolge ihrer großen Totzeit ebenfalls nicht anwendbar. Auch durch die Abtastung des Schwärzungsgrades der Kopie ist das Problem nicht lösbar. So ist beispielsweise nicht nur eine Veränderung der Tonerkonzentration für eine Variation der Lesbarkeit verantwortlich, sondern es kann z. B, in einem Kopiergerät zusätzlich der Kontrast des Originals so verändert sein, daß eine Variation der Lesbarkeit eintritt. Sowohl beim manuellen Nachfüllen,

t wie auch beim Abtasten des Schwärzungsgrades und damit gekoppeltem Nachfüllen des Toners wird eine Veränderung des Originals überhaupt nicht berücksichtigt, so als ob nur der Toner selbst die Qualität des ausgegebenen Bildes beeinflusse.

Viele Druckeinrichtungen, besonders als Ausgabeeinheiten elektronischer Rechner, benutzen nichtmechanische Druckverfahren, wie das xerografische Verfahren. Dabei werden Toner benutzt, um die latenten elektrostatischen Bilder sichtbar

Docket SA 967 050 / BO 967 002

zu machen. Ein Problem besteht darin, den Toner in dem Maße wieder aufzufüllen, in dem er zum Drucken verbraucht wurde. Bisher war keine automatisch arbeitende Lösung bekannt, da infolge der hohen Druckgeschwindigkeit in kurzer Zeit sehr viel Toner verbraucht wird und andererseits ein bestimmtes und ausgewogenes Mischungsverhältnis zwischen Toner und Trägerteilchen erforderlich ist.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren zur Regelung der Tonerzufuhr in xerografischen Geräten, insbesondere in xerografisehen Druckgeräten, die an Datenverarbeitungsanlagen angeschlossen sind, anzugeben, wobei die zugeführte Menge ebenso groß ist, wie die zur Entwicklung benötigte Tonermenge.

Die Erfindung löst die gestellte Aufgabe dadurch, daß die Tonerzufuhr in Abhängigkeit von einem Steuersignal erfolgt, welches von einem Generator dann abgegeben wird, wenn nach Abtastung und Zählung der zur Zeichenerzeugung dienenden Signale (Zeichensignale) die Summe dieser Zeichensignale einen einstellbaren Schwellenwert übersteigt.

Bei nichtmechanischen Druckverfahren sind üblicherweise elektrische Signale für verschiedene Funktionen vorhanden: sie können einen Schalter für eine Lichtquelle wie beispielsweise eine Blitzlampe einschalten, sie können die Zeichenerzeugung mittels einer Kathodenstrahlröhre steuern, oder sie können

Docket SA 967 050 / BO 967 002

10982A/15S7

einen Hochspannungsimpuls erzeugen, der der Elektrode eines elektrostatischen Druckers zugeführt wird. Alle diese Verfahren erzeugen latente Bilder von Zeichen, die zur Sichtbarmachung entwickelt werden müssen.

Wie in der vorliegenden Erfindung dargelegt, wird ein elektrisches Signal, das ^ zu einem Zeichen, Zeichenteil oder einer Zeichengruppe gehört, mit einem entsprechenden Zähler gezählt, bis eine Summe von χ Signalen erreicht ist. Das vom Zähler abgegebene Ausgangs signal steuert eine elektromechanische Betätigung s-Einrichtung zur Tonerzufuhr. Der Toner wird der Entwicklungs einheit eines xerografisehen Schnelldruckers in solcher Menge zugeführt, die zum Drucken der gewünschten Zeichen erforderlich ist. Es ist sinnvoll, die Größe χ klein zu halten, um einen einfachen Zähler verwenden zu können und das Mischungsverhältnis zwischen Toner und Trägerteilchen in Abhängigkeit von der Zeit möglichst konstant zu halten. Ein zu niedriger Wert von χ würde jedoch ein außergewöhnlich schnelles Ansprechen der elektromechanischen Einrichtung zur Tonerzufuhr und eine sehr kurze Rückstellzeit des Zählers erfordern. Außerdem ist der kleinstmögliche Wert von χ eine Funktion der durch das Zeichensignal dargestellten Information. Stellt das Signal ein vollständiges Zeichen dar, wird der Wert von x, der zur Auslösung der elektromechanischen Zufuhreinrichtung notwendig ist kleiner sein, als wenn dieses Zeichensignal nur einen kleinen Teil eines aus mehreren Teilen bestehenden Zeichens bedeutet.

Docket SA 967 050 / DO 967 002

109824/1557

Weitere Merkmale und Einzelheiten des erfindungsgemäßen Verfahrens und mehrerer Ausführungsbeispiele sind den Patentansprüchen, den Zeichnungen und den zugehörigen Beschreibungen zu entnehmen. Es zeigen:

Fig. 1 das Blockschaltbild einer Vorrichtung zur Durchführung des

Verfahrens,

Fig. 2 das Blockschaltbild eines xerografisehen Schnelldruckers, der

die in Fig. 1 dargestellte Vorrichtung enthält,

Fig. 3 die Prinzipskizze eines mit einer Kathodenstrahlröhre ausge

rüsteten Schnelldruckers mit einer zweiten Vorrichtung zur Durchführung des erfindungs gemäß en Verfahrens,

Fig. 4 die detaillierte Schaltung des in Fig. 3 dargestellten Genera- ä

tors für das Zufuhr signal und

Fig. 5 einen Schnelldrucker mit Kathodenstrahlröhre, der eine andere

Ausbildungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung enthält.

Das Blockschaltbild einer Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist in Fig. 1 dargestellt. Die einzelnen, über den Eingang 24 einge-

* Docket SA 967 050 / BO 967 002

109074/1557

gebene Zeichensignale werden durch den Zähler 17 gezählt, der, sobald eine vorgegebene Anzahl von Signalen erreicht ist, ein Ausgabesignal zum Relaistreiber 18 leitet. Dieser stellt den Zähler, 17 über die Leitung 26 zurück und schaltet das Relais 19, welches einen Stromkreis in der elektromechanischen Betätigungseinrichtung 28 schließt, über die mechanische Verbindung 29 öffnet die Betätigungseinrichtung 28 die Messeinrichtung 32, wodurch eine vorbestimmte Menge des Toners 31 aus dem Behälter 30 austreten kann.

In Fig. 2 ist die in Fig. 1 gezeigte Vorrichtung zusammen mit den prinzipiellen Einzelheiten eines xerografischen Schnelldruckers 23 gezeigt. Die Schaltkreise 33 zur Druckersteuerung sind schematisch dargestellt. Die aus den Schaltkreisen 33 ausgegebenen Zeichendrucksignale werden in den Zähler 17 eingegeben. Der Toner-Verteiler 46 verteilt den Toner gleichmäßig über das Druckgerät 47. Der Toner-Behälter 30 befindet sich über dem Verteiler 46, um ihn mit vorgegebenen " Mengen in Abhängigkeit von der Tonerzufuhrsteuerung 34 zu beschicken.

Sobald eine vorgegebene Anzahl von Zeichensignalen durch den Zähler 17 angezeigt wird, wird der Treiberle beaufschlagt und damit der Zähler 17 zurückgestellt, sowie das Relais 19 betätigt. Das Relais 19 versorgt die elektromechanisch^ Betätigungeeinrichtung 28, die daraufhin die mechanische Verbhd ung 29 beispielsweise gegen Federcug nach link· sieht. Dadurch gelangt eine vorge- ' gebene Menge Toner aus der Meßeinrichtung 32 in den Tonerverteller 46.

Docket SA 967 050 / BO 967 002

109824/1587 bad original

Fig. 3 zeigt ein Ausgabegerät, beispielsweise für elektronische Rechenanlagen, das unter Verwendung einer Kathodenstrahlröhre arbeitet. Eine übliche xerografische Trommel 1, die auf ihrer Oberfläche einen auf einer leitfähigen Unterlage aufgebrachten fotoleitfähig en Film trägt, ist um die Achse 2 drehbar angebracht. In Fig. 3, wie auch in den Figuren 4 und 5 sind Lagerungen, Gehäuse, Abstützungen und ähnliches nicht dargestellt, um die Zeichnungen nicht unnötig j

zu komplizieren. Die Kathodenstrahlröhre 3 in Fig. 3 beschreibt mit ihrem Strahl 4 die Oberfläche der Trommel 1. Der auf der Oberfläche befindliche fotoleitfähige Film wurde vorher mittels einer Koronaentladungseinheit 5 auf ein gleichmäßiges Potential aufgeladen. Der aus der Kathodenstrahlröhre 3 austretende Lichtstrahl 4 entlädt an den von ihm getroffenen Stellen der Trommel 1 den Fotoleiter, dadurch entsteht ein latentes elektrostatisches Bild auf der Trommel. Bei weiterer Rotation der Trommel in Pfeilrichtung wird in der Entwicklungseinheit 6 das latente Bild sichtbar gemacht. Dazu wird mit Hilfe von an einem End- loeriemen 8 angebrachten Löffeln 9 das Gemisch aus Toner und Trägerteilchen 7 über den Teil der Trommel 1 geschüttet, die das· latente elektrostatische Bild enthält. Wenn die Menge des vorhandenen Toners unter ein gewisses Niveau fällt, wird durch die Trägerteilchen, die über den äußeren Umfang der Trommel 1 ge-■ chüttet werden, kein Toner auf den geladenen Flächenteilen zurückgelassen, ■ondern eie nehmen oftmale noch vorher abgelagerten Toner wieder auf, woraus eine mangelhafte Qualität der Kopien resultiert.

Docket SA 967 050 / BO 967 002

109824/1867

SAD ORiGlNA¹L

Nach Passieren der Entwicklungseinheit 6 wird das entwickelte Abbild durch Rotation der Trommel in die übertragungsstation 10 bewegt, die eine Koronaentladung seinheit 11 enthält. Diese Entladung seinheit 11 lädt die Rückseite einer Papierbahn 12 auf, so daß der Toner von der Trommel 1 auf die Papierbahn 12 befördert wird. Danach wird die Papierbahn 12 durch eine Heizeinheit 13 geführt, worin durch Wärmeeinwirkung eine Fixierung des Toners auf dem Papier erfolgt. Daraufhin kann das Papier in Richtung des Pfeiles 14 entnommen werden. Die Trommel 1 wird nun durch eine Reinigungseinheit 15 geführt, die eine rotierende Bürste 16 zur Entfernung von auf der Trommel 1 zurückgebliebenem Toner enthält.

Der eben beschriebene Vorgang ist bekannt. Daher soll auf Einzelheiten der Koronaentladungseinheiten 5 und 11, der Entwicklungeeinheit 6, der Heizeinheit 13 sowie der Reinigungseinheit 15 verzichtet werden. Eine Verwendung der ψ Vorrichtung ist nicht nur im Zusammenhang mit einer in der Figur als 6 bezeichneten Entwicklungseinheit möglich, ebensogut können Entwicklungseinheiten eines anderen Typus, z. B. mit einer magnetischen Bürste ausgerüstete, benutzt werden. Auch ist es möglich, statt in einem xerografischen Druckgerät die Erfindung in einem nach dem Elektrofax-Verfahren arbeitenden Gerät zu verwenden.

Wie in Fig. 3 zu sehen ist, wird die Kathodenstrahlröhre 3 von einer Signal- Docket SA 967 050 / BO 967 002

109824/1557

quelle 20 über die Leitungen 21 und 22 gesteuert. Die Signalquelle 20 kann jede Art und Anzahl von Signalerzeugern darstellen. So kann sie beispielsweise einen elektronischen Rechner darstellen oder auch ein Abtastgerät zur Zeichenerkennung. Das Intensitätssignal aus der Signalquelle 20, welches über die Leitung 21 und 22 auf die Kathodenstrahlröhre gegeben wird, wird über die Leitung 24' außerdem einem Generator für ein Zufuhrsignal 25 (Zufuhrsignal-Generator) zugeführt. Dieser Generator 25 empfängt außerdem über die Leitung 24" von der Signalquelle 20 ein Ein/Aus-Signal. Der Ausgang des Generators 25 ist über die Leitung 27 mit der Betätigungseinrichtung 28 für die Tonerzufuhr verbunden, die letztere ist mechanisch gekoppelt mit dem Tonerbehälter 30, was durch die Linie 29 angedeutet ist. Es gibt zahlreiche Wege, den Toner 31 mittels der Betätigungseinrichtung 28 aus dem Tonerbehälter 30 zu entnehmen. Eines dieser Verfahren wird in Zusammenhang mit Fig. 5 beschrieben werden.

Während des Betriebes dient das über die Leitungen 21 und 22 von der Signal- f

quelle 20 kommende Signal zur Intensitätsmodulation des Strahles der Kathodenstrahlröhre 3. Außerdem gelangt das Intensitäts signal über Leitung 24' zum Zufuhr signal-Generator 25. Dieser Generator 25 wurde zu Beginn des Schreibvorganges über Leitung 26 eingeschaltet. Das Intensitäts signal auf Leitung 24 wird im Generator 25 integriert und sobald das Integral einen vorbestimmten Wert überschreitet, wird im Generator 25 ein Ausgangs signal erzeugt, welches über Leitung 27 die Betätigungseinrichtung 28 für die Tonerzufuhr erreicht. Die

• Docket SA 967 050 / BO 967 002

109824/1557

BAD ORIGINAL

Betätigungseinrichtung 28 bewirkt, daß eine vor be stimmte Menge des im Tonerbehälter 30 enthaltenen Toners 31 in die Entwicklungs einheit 6 gelangt. Sobald vom Generator 25 ein Zufuhr signal auf Leitung 27 gegeben wird, wird der Generator selbst so zurückgestellt, daß die nächste Integration stattfinden kann. Auf diese Weise ist die Tonerzufuhr direkt proportional der gesamten zu bedruckenden bzw. zu schwärzenden Fläche.

In Fig. 4 ist der Generator 25 detailliert gezeigt. Es handelt sich um einen Integrator zur Integration der Intensitätssignale, die die Kathodenstrahlröhre steuern und einen Schwellendetektor, der, sobald der Betrag des Integrale einen vorgegebenen Wert überschreitet, ein Signal abgibt, welches zur Ingangsetzung der Betätigungseinrichtung 28 sowie zur Zurückstellung des Integrators dient.

Wie in Fig. 4 gezeigt, wird das Ein/Aus-Signal von der Signalquelle über Leitung . 24" einem Relaistreiber 35 zugeführt, der über Leitung 36 die Relaisspule 37

mit Strom versorgt. Beim Einschalten des Relais mit Arbeitskontakt wird der Kontaktarm 38 in Berührung mit dem Festkontakt 39 gebracht. Damit wird der Generator 25 in Gang gesetzt. Das Intensitäts signal von der Signalquelle, das, wie in Fig. 3 gezeigt, der Kathodenstrahlröhre 3 zugeführt wird, gelangt über Leitung 24' und den Widerstand 40 in den Kondensator 41, der es speichert. Der Widerstand 40 und der Kondensator 41 bestimmen die Zeitkonetante des Integrators. Die Ladung des Kondensators 41 erhöht sich, solange über die

Docket SA 967 050 / BO 957 002

109824/1557

Leitung 24' Impulse von der Signalquelle ankommen. Die Verbindung 42 ist sowohl mit dem Kondensator 41 als auch über die Leitung 43 mit dem Festkontakt 44 verbunden. Der Kontakt 44 ist ein Teil des Relais 45 mit Arbeitskontakt. Normalerweise ist also die Verbindung zwischen dem Festkontakt 44 und dem Kontaktarm 61 unterbrochen, solang kann der Kondensator 41 sich aufladen. Wegen der hohen Eingangsimpedanz des verwendeten Isolierschicht-Feldeffekttransistors 50 wird der Kondensator 41 seine Ladung über eine lange Zeit auf- % rechterhalten. Der Ausgang des Feldeffekttransistors 50 ist über Leitung 51 mit der Basis des Transistors 52 verbunden. Sobald die Ladung im Kondensator 41 eine gewisse Schwelle überschreitet, womit das Potential der Leitung 51 angehoben wird, schaltet der Transistor 52 ein. Dieser Transistor 52 ist ein Teil einer einen bistabilen Multivibrator darstellenden Schaltung, der andere Teil ist der Transistor 53. Der Transistor 52 ist so lange ausgeschaltet, wie das Potential auf Leitung 51 das ihm über den Widerstand 70 zugeführt wird, einen vorherbestimmten Schwellenwert nicht überschreitet. Während dieser Zeit ist g der Transistor 53 eingeschaltet, da an seiner Basis ein über die Widerstände 71 und 72 geführtes positives Potential herrscht. Der Kollektor dieses Transistors und damit die Leitung 55 liegt nahezu auf Massepotential. Sobald Transistor 52 einschaltet, wird Transistor 53 ausschalten, da über den Widerstand 72 seiner Basis angenähert Massepotential zugeführt wird. Zu diesem Zeitpunkt wird das am Kollektor des Transistors 53 erscheinende Potential sich von nahezu Masse auf einen positiven Betrag ändern. Dies bedeutet, daß solange Transistor 52

Docket SA 967 050 / BO 967 002

109824/1557

ausgeschaltet ist, der Kollektor des Transistors 53 Massepotential führt; ist jedoch Transistors 52eingeschaltet, führt der Kollektor des Transistors 53 ein positives Potential, das der Kollektor speise spannung entspricht. Die Impulse, die im Kollektorkreis des Transistors 53 auftreten, werden über Leitung 55 auf die Leitungen 56 und 57 übertragen. Leitung 56 ist mit einem monostabilen Multivibrator 58 verbunden, der dann einen Impuls über die Leitung 59 auf den Relaistreiber 60 abgibt, wenn über Leitung 56 die Anfangsflanke des vom Multivibrator erzeugten Impulses eintrifft. Dadurch wird der Arbeitskontakt des Relais 45 mit Masse-potential verbunden, der Kondensator 41 entladen, womit der Integrator zurückgestellt, d. h. für eine neue Integration vorbereitet ist. Die gleiche Anfangsflanke des vom Kollektor des Transistors 53 abgegebenen Impulses wird über Leitung 57 auf einen monostabilen Multivibrator 62 übertragen, der über Leitung 27 die Betätigungseinrichtung für die Tonerzufuhr (s. Fig. 3) steuert.

In Fig. 5 ist eine Anordnung gezeigt, bei der Mittel vorgesehen sind, um die Schwelle zu variieren, bei der der bistabile Multivibrator anspricht und zwar in Abhängigkeit von der Tonermenge, die im Vorratsbehälter vorhanden ist.

Die sonstigen Details entsprechen der in Fig. 1 und 2 gezeigten Anordnung. Die Signalquelle 120 ist mit der Kathodenstrahlröhre 103 verbunden, mit Hilfe des Kathodenstrahls 104 wird auf der xerografischen Trommel 101 ein latentes

Docket SA 967 050 / BO 967 002

109824/1557

elektrostatisches Bild erzeugt. Beim Rotieren der Trommel 101 um die Achse

102 wird das latente Bild durch die Entwicklungseinheit 106, Übertragungseinheit 110 mit der Korona-Entladungseinrichtung 111 geführt. Das in der Ubertragungseinheit 110 auf die Papierbahn 112 übertragene Pulverbild wird in der Heizeinheit 113 fixiert und kann in .Richtung des Pfeiles 114 abgenommen werden. Bei fortgesetzter Rotation durchläuft die Trommel 101 die Reinigungseinrichtung 115, die üblicherweise eine rotierende Bürste 116 enthält. Danach wird die ™ Trommel 101 mittels der Kor ona-EnÜadungs einheit 105 auf ein über die Oberfläche konstant verteiltes Potential aufgeladen. Das an die Kathodenstrahlröhre

103 übertragene Signal wird durch den Widerstand 140 und den Kondensator 141 integriert. Die am Kondensator 141 auftretende Ladung erscheint am Ausgang des Isolierschicht-Feldeffekt-Transistors 150 an der Verbindung 199. Diese ist durch den Widerstand 196 mit einer Spannungsquelle verbunden, die eine zur Abschaltung des Transistors 152 dienende negative Vorspannung erzeugt. Parallel

zum Widerstand 196 liegt das Potentiometer 195, welches durch die Verbindung ä

200 ebenfalls mit der' Quelle für die negative Vorspannung verbunden ist. Wenn der Potentiometerabgriff 194 nach oben bewegt wird, greift er einen kleineren Betrag der negativen Spannung als Vorspannung Transistor 152 ab; wird er dagegen nach unten bewegt, steigt die negative Vorspannung an der Basis des Transistors 152 an. Diese vergrößerte negative Vorspannung bedeutet, daß zur Umschaltung des Transistors 152 und damit des gesamten bistabilen Multivibrators der Kondensator 141 eine wesentlich größere Ladung erreicht haben muß.

• Docket SA 967 050 / BO 967 002

109824/1557

Demgegenüber bedeutet eine kleine negative Vorspannung der Basis des Transistors 152, also ein nach oben bewegter Abgriff 194, daß bereits eine geringere Ladung des Kondensators 141 zum Einschalten des Transistors 152 und des gesamten Multivibrators ausreicht.

In Fig. 5 ist außerdem ein Vorratsbehälter 130 zur Aufnahme des Toners 131 ^ gezeigt, der mit seinem unteren Ende, welches die steuerbaren Auslaßöffnungen aufweist, in die Entwicklungseinheit 106 hineinragt. Der Toner bildet hierbei einen festen Block 131 mit der Höhe H. Wie in der vergrößerten Zeichnung gezeigt ist, besteht der Mechanismus zur Messung der Größe H aus einem Schwimmer oder Abtaster 190, der an einem um das Gelenk 192 beweglichen Arm 191 befestigt ist. Mittels der Verbindung 193 bewegt der Arm 191 den Abgriff I94 des Potentiometers so, daß bei abnehmender Größe H der Abgriff 194 nach oben verschoben wird und dadurch eine weniger große negative Vorspannung auf die Basis des Transistors 152 gegeben wird. Dadurch ist bei abnehmendem Vorrat an Toner 131 eine kleinere Ladung des Kondensators 141 erforderlich. Diese Veränderung des zur Auslösung der Tonerzufuhr dienenden Schwellenwertes bewirkt, daß der Einfluß des abnehmenden Gewichts des Tonerblocks 131 auf die jeweils durch die Schabevorrichtung 202 abgeschabte und in die Entwicklungseinheit 106 abgegebene Menge Toner kompensiert wird. Solange nämlich das Tonergewicht und damit die Größe H groß ist, wird die Bewegung der Schabevorrichtung 202 eine wesentlich größere Menge Toner abschaben als bei kleinem

Docket SA 967 050 / BO 967 002

1 09824/ 1 557

Tonergewicht, Die eben beschriebene Anordnung vermeidet diesen Nachteil dadurch, daß mit wachsender Höhe H der den Umschaltvorgang festlegende Schwellenwert angehoben wird, während bei kleiner Höhe H dieser Schwellenwert abgesenkt wird, d. h. bei großer Höhe H wird der bistabile Multivibrator aus den Transistoren 152 und 153 zum Umschalten eine höhere Ladung des Kondensators 141 erfordern und dadurch innerhalb einer vorgegebenen Zeit weniger oft schalten. Bei kleiner Höhe H wird dagegen der bistabile Multivi- ™

brator innerhalb des gleichen Zeitintervalls wesentlich öfter schalten.

Der Ausgang des Multivibrators am Kollektor des Transistors 153 wird über die Leitungen 155 und 157 dem monostabilen Multivibrator 162 zugeführt. Der von diesem erzeugte Impuls gelangt über die Leitung 127 zur Betätigungseinrichtung 128 fiir die Schabevorrichtung. Diese kann beispielsweise ein Tauchspulsystem sein, welches über die mechanische Verbindung 129 die Schabevorrichtung 202 betätigt. ä

Selbstverständlich ist eine sinngemäße Anwendung der vorliegenden Erfindung in einem elektrostatischen Bilderzeugungsgeräts möglich, welches beispielsweise einen flüssigen Toner, oder die Dispersion eines Toners in einer Flüssigkeit anwendet.

Docket SA 967 050 / BO 967 002

109824/1557

Claims

Patentansprüche

1. Verfahren zur automatischen Regelung der Tonerzufuhr in xerografischen Geräten, dadurch gekennzeichnet, daß die Tonerzufuhr abhängig vom Integral der zur Zeichenerzeugung dienenden Signale (Zeichensignale) geregelt wird.

2. Verfahren zur automatischen Regelung der Toner zufuhr gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Toner dann zugeführt wird, wenn die Anzahl der auf die fotoleitfähige Schicht als latentes Bild übertragenen oder zu übertragenden Zeichen bzw. Zeichenteile einen Schwellenwert überschreitet.

3. Verfahren zur automatischen Regelung der Tonerzufuhr, gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Toner dann zugeführt wird, wenn die Summe der

^ von einer zur Erzeugung eines latenten Bildes auf der fotoleitfähigen Schicht

dienenden Kathodenstrahlröhre abgegebenen Energie einen vorgegebenen oder veränderbaren Schwellenwert überschreitet.

4. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß zur Zählung der Impulse, die Zeichenteilen, ganzen Zeichen oder Zeilen entsprechen können, ein Zähler (17) angeordnet ist, der, sobald die Summe der Impulse einen vorgegebenen Schwellenwert überschritten hat,

Docket SA 967 050 / BO 967 002

109824/1557

über einen den Zähler (17) zurückstellenden Relais-Treiber (18) ein Relais (19) betätigt, welches mit einer, die Tonerzufuhr zur Entwicklungseinrichtung bewirkenden, elektromechanischen Betätigungseinrichtung (28) in Verbindung steht.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4 zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch

2, dadurch gekennzeichnet, daß die elektromechanische Betätigungseinrich- λ

tung (28) über eine mechanische Verbindung (29) mit einer jeweils eine festgelegte Menge Toner (31) aus dem Toner-Behälter (30) ausgebenden Meßeinrichtung (32) verbunden ist.

6. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß eine die Kathodenstrahlröhre (3) steuernde Signalquelle (20) parallel einen Generator (25) zur Erzeugung eines T oner-Zufuhr signals betreibt und der Ausgang dieses Generators (25) mit einer Betätigungseinrichtung (28) für die Tonerzufuhr verbunden ist.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß im Generator (25) ein RC-Glied (40, 41) vorgesehen ist, in dem die den Elektronenstrahl modulierenden Zeichensignale integriert werden, daß an das RC-Glied (40, 41) das Tor eines Feldeffekt-Transistors (50) angeschaltet ist, dessen Quelle der Schwellen-

♦ Docket SA 967 050 / BO 967 002

109824/1557

wert zugeführt wird und daß mit der Quelle des Feldeffekt-Transistors (50) ein bistabiler Multivibrator (52, 53, 71, 72, 73) verbunden ist, dessen bei Schwellenwertüberschreitung erzeugtes Signal das Ausgangs signal des Genera tors (25) bildet.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7 zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch ρ 3, dadurch gekennzeichnet, daß an den Ausgang (55) des bistabilen Multivibrators (52, 53, 71, 72, 7 3) ein monostabiler Multivibrator (58) angeschaltet ist, der über ein Relais (44, 45, 61) das RC-Glied (40, 41) an Masse legt.

9. Vorrichtung nach Anspruch 7 zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der den Schwellenwert an die Quelle des Feldeffekt-Transistors (50 bzw. 150) anlegende Widerstand (96 bzw. 196) mit einem Potentiometer (195) überbrückt ist, dessen Abgriff (194) über eine mechanische ^ Verbindung (193) mit einem Ende eines Hebels (191) verbunden ist, der um ein

am Tonerbehälter (130) befestigten Lager (192) drehbar ist und an seinem ande ren Ende einen auf der Oberfläche des Tonervorrats aufliegenden Schwimmer (190) trägt, wodurch der an den Transistors (150) angelegte Schwellenwert in Abhängigkeit von der Füllstandshöhe (H) des Tonerbehälter β (130) geändert wird.

Docket SA 967 050 / BO 967 002

109824/1557