DE2264820C3

DE2264820C3 - Vorrichtung zum Überwachen der Tonerkonzentration im Entwickler für ein Kopiergerät

Info

Publication number: DE2264820C3
Application number: DE2264820A
Authority: DE
Inventors: Toshihide Iida; Hisashi Yokohama Kanagawa Sakamaki; Kazumi Yokohama Kanagawa Umezawa
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1971-06-03
Filing date: 1972-05-30
Publication date: 1984-09-13
Also published as: DE2264822A1; DE2264820A1; DD117549A5; DE2264824C3; GB1400724A; DE2265381C2; CH555058A; DE2265061C3; DE2264821A1; DE2264820B2; DE2264821B2; US4319828A; DE2264822B2; DE2265061A1; DE2264823A1; US4437757A; DE2265061B2; US4222659A; DD117547A5; CA1011801A

Description

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Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Überwachen der Tonerkonzentration im Entwickler für ein Kopiergerät gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Bei Kopiergeräten ist es zur Erzielung guter Kopien notwendig, Entwickler mit einer Tonerkonzentration zu verwenden, die über einem bestimmten Mindestwert liegt. Hierzu muß dem Entwickler in Abhängigkeit vom Tonerverbrauch beim Kopieren ständig neuer Toner zugesetzt werden. Falls eine derartige Ersatz-Tonerzufuhr aufgrund des Aufbrauchens eines Vorrats an Toner in einem Vorratsbehälter oder aber aufgrund eines Zusetzens von Zufuhrleitungen beispielsweise durch festgebackenen Toner ausfällt, führt dies zu zunehmend blasseren und damit unbrauchbaren Kopien.

Bei einer in der DE-OS 14 97152 beschriebenen Vorrichtung gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 wird die Tonerkonzentration im Entwickler für ein Kopiergerät überwacht und in Abhängigkeit vom Überwachungsergebnis der Ersatz des verbrauchten Toners gesteuert. Hierbei wird die jeweils gemessene Tonerkonzentration an einem Anzeigeinstrument angezeigt. Will man nun bei dieser bekannten Vorrichtung die Erzeugung unbrauchbarer Kopien durch unzureichende Tonerkonzentration vermeiden, so setzt dies voraus, daß die jeweilige Bedienungsperson des Kopiergeräts den Sollwert der Anzeige am Anzeigeinstrument kennt und dieses auf die Einhaltung dieses Sollwerts hin ständig beobachtet Aufgrund dieser Umstände besteht bei dieser bekannten Vorrichtung die Gefahr, daß bei einer Unterbrechung der Tonerzufuhr insbesondere während der Erzeugung einer großen Anzahl von Kopien ein- und derselben Vorlage viele blasse und damit unbrauchbare Kopien erzeugt werden, was zu beträchtlichem Materialverbrauch und Arbeitsaufwand führt

In der DE-OS 19 07 018 sind ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Bestimmung der in einem Behälter vorhandenen Menge eines Stoffes beschrieben, und zwar insbesondere zur Bestimmung einer in einem Vorratsbehälter vorhandenen Tonermenge. Hierbei werden dem Entwickler ohne Überwachung der Tonerkonzentration aus einer Eingabevorrichtung gleichmäßige Mengen an ergänzendem Toner zugeführt, wobei der Tonervorrat überwacht wird. Wenn nun im Kopiergerät ein abnormal hoher Tonerverbrauch durch Entwicklung sehr dunkler Kopien auftritt oder aber — trotz ausreichendem Tonervorrat — eine Verminderung oder Unterbrechung der Tonerzufuhr auftritt, führt dies zur Erzeugung blasser und damit unbrauchbarer Kopien mit dem damit verbundenen erhöhten Material- und Arbeitsaufwand.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vo-richtung gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 so auszugestalten, daß die Erzeugung einwandfreier Kopien mit Entwickler ausreichender Tonerkonzentration gewährleistet ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 genannten Mitteln gelöst

Damit erfolgt in der erfindungsgemäßen Vorrichtung die Überwachung der Tonerkonzentration nicht nur zu dem Zweck, über den Regler und die Toner-Zufuhreinrichtung die Tonerkonzentration durch Ergänzung aus dem Vorratsbehälter auf einem bestimmten Wert zu halten, sondern auch dazu, bei Unterschreiten eines zweiten kleineren Werts der Tonerkonzentration eine Warnung abzugeben und/oder das Kopiergerät auszuschalten. Wenn nun aus irgendeinem Grund die Tonerergänzung unzureichend ist, wird bei dem dadurch verursachten Absinken der Tonerkonzentration unter einen für brauchbare Kopien notwendigen Wert die Bedienungsperson durch ein Warnsignal oder das Abschalten des Kopiergeräts darauf aufmerksam gemacht, daß die Tonerzufuhr zu überprüfen ist, also der Tonervorrat kontrolliert werden muß und bei ausreichendem Vorrat der Zuführungsweg auf Verengungen oder Verstopfungen Sin untersucht werden muß. Da auf diese Weise die Herstellung von unbrauchbaren Kopien vermieden wird, tritt kein unnötiger Verbrauch an Bildempfangsmaterial und auch kein unnötiger Arbeitsaufwand wie beispielsweise durch Wiederholung einer ganzen Kopierreihe oder Zählung bzw. Aussortierung unbrauchbarer Kopien auf.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Vorrichtung sind in den Unteransprüchen angeführt.

Die Erfindung wird nachstehend anhand der Beschreibung von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert.

Fig. 1 zeigt eine Gesamtschrägansicht eines Kopiergeräts,

F i g. 2 einen Längsschnitt desselben,

Fig.3 ein Blockschaltbild einer Einrichtung zum Überwachen der Tonerkonzentration,

Fig. 4 und 5 die elektrische Schaltungsanordnung

dieser Einrichtung und

Fig.6 eine graphische Darstellung der Betätigungszeiten der Schaltungsanordnung in Abhängigkeit von der Dichte der Entwicklerflüssigkeit

Das in den Fig. 1 und 2 dargestellte Kopiergerät arbeitet nach dem Naßentwicklungs- und Übertragungsverfahren und ist wahlweise zum Kopieren von Blattvorlagen, wie Dokumenten oder dgl, oder von dickeren Vorlagen, wie Büchern oder dgL, verwendbar.

In der in Fig. 1 gezeigten Ausführungsform hat das Kopiergerät ein Gehäuse 1, eine Durchlaufeinrichtung 2 für Blattvorlagen, und einem mit einem Vorlage-Haltedeckel 4 abgedeckten Vorlagenschlitten 3 zum Auflegen einer im folgenden als Buchvorlage bezeichneten dickeren Vorlage. Ferner enthält das Gerät ein Paar Führungsschienen 5i und 5₂ für den Vorlagenschlitten und eine Kassette 6 mit einem Vorrat an Kopierpapier P und einem Deckel 7, welcher nebenbei als Ablage für nach der Bildübertragung aus dem Gerät ausgeworfenes Kopierpapier dient Außerdem erkennt man in der Figur eine Auswerfrutsche 8 und ein Bedienungsteil 9 mit einem Hauptschalter 10, einer Gruppe von Warnlampen Hi bis It₄, einem Auslöse- oder Entsperrschalter 12, einem Schalter 13 zum Umschalten des Betriebszustandes zwischen dem Kopieren von Blattvorlagen und von Buchvorlagen, einem Kopier- und Einstellknopf 14 zum Einstellen des Geräts auf die kontinuierliche Herstellung einer Reihe von Kopien von einer Buchvorlage, einem Schalter 15 zum schnellen Unterbrechen des kontinuierlichen Kopierens und einer Einstellscheibe 16 zum Einstellen der Dichte der Kopien.

Zunächst sei nun anhand von F i g. 2 die Arbeitsweise des Geräts beim Kopieren von Blattvorlagen beschrieben. Eine Blattvorlage wird von der rechten Seite des Geräts her in den Spalt zwischen Walzen 18t und I82 der Durchlaufeinrichtung 2 für Blattvorlagen eingeführt. Die Walzen sind synchron mit einer nach einer gewissen Vorbereitungszeit dauernd angetriebenen Aufzeichnungstrommel 17 angetrieben und transportieren so die eingeführte Vorlage nach links. Sobald die Vorderkante der Blattvorlage durch eine eine Lampe 19 und ein Fotoelement 20 enthaltende Abtasteinrichtung ertastet wird, wird der Antrieb der Walzen 18| und I82 unterbrochen, so daß der Vorschub der Vorlage zum Stillstand kommt. In einer bestimmten darauffolgenden Stellung der Aufzeichnungstrommel 17 wird dann ein Startsignal erzeugt und damit der Antrieb der Walzen 18| und I82 wieder hergestellt. Diese transportieren nun die Vorlage synchron mit der Drehung der Aufzeichnungstrommel 17 weiter nach links, bis sie mittels eines Walzenpaares 211, 2h ausgetragen wird. Während des Transports wird die Vorlage in einer Belichtungsstation 22 über eine Glasplatte 23 bewegt und dabei durch vier Lampen 24 von unten her angeleuchtet. Ein Bild der Vorlage wird über Spiegel 25 und ein Spiegel-Objektiv 26 zu einer der Oberfläche der Aufzeichnungstrommel 17 gegenüberstehenden Belichtungseinrichtung 27 projiziert, um auf der Trommeloberfläche ein Ladungsbild zu erzeugen.

Die Aufzeichnungstrommel 17 trägt eine von einer transparenten Isolierschicht überdeckte fotoleitfähige Schicht und ist dauernd im Uhrzeigersinn, in Fig. 2 in Pfeilrichiung, angetrieben. Dabei wird die Oberfläche der Aufzeichnungstrommel 17 zunächst mittels einer von einer Hochspannungsquelle 28 mit einer positiven Hochspannung gespeisten Primärladeeinrichtung 29 positiv geladen. An der Belichtungseinrichtung 27 wird das von der Belichtungsstation 22 herangeführte Bild durch einen Schlitz hindurch auf die aufgeladene Oberfläche der Belichtungstrommel projiziert, um somit ein kontrastreiches Ladungsbild darauf zu bilden. Der das Ladungsbild tragende Oberflächenbereich der Aufzeichnungstrommel gelangt anschließend an eine Entwicklungseinrichtung 32. Diese enthält einen Behälter 34 mit einem Bad 33 einer Entwicklerflüssigkeit, eine Pumpe zum Bewegen und Heben der Flüssigkeit und eine Elektrode 36, welche durch eine Feder 37 zur Aufzeichnungstrommel 17 hin vorgespannt und so angeordnet ist, daß zwischen ihr und der Trommeloberfläche ein kleiner Zwischenraum vorhanden ist Das auf der Aufzeichnungstrommel 17 erzeugte elektrostatische Ladungsbild wird mittels in der von der Pumpe auf die Elektrode 36 geförderten Entwicklerflüssigkeit enthaltenem Toner zu einem sichtbaren Bild entwickelt

Anschließend wird der das Bild tragende Oberflächenbereich der Aufzeichnungstrommel 17 an einer Nachladeeinrichtung 38 mit einer negativen Hochspannung aufgeladen, um überschüssige Entwicklerflüssigkeit ohne Beeinträchtigung des entwickelten Bildes davon zu entfernen. Darauf wird ein Blatt Kopierpapier P mittels einer Papierzufuhreinrichtung zugeführt und in satte Anlage am bildtragenden Oberflächenbereich der Aufzeichnungstrommel 17 gebracht Dabei wird das Bild unter Einwirkung einer mittels einer von der Hochspannungsquelle 28 gespeisten Übertragungs-Aufladeeinrichtung 39 aufgebrachten positiven Hochspannung auf das Papier P übertragen. Nach der Bildübertragung wird das Kopierpapier P mittels eines Ablösebandes 40 von der Aufzeichnungstrommel 17 abgelöst und anschließend einer Trocken- und Fixierstation 41 zugeführt. Die Aufzeichnungstrommel 17 wird mittels einer Kante 42i eines in Anlage an ihrer Oberfläche belasteten Wischerblattes 42 von daran zurückgebliebener tonerhaltiger Entwicklungsflüssigkeit gereinigt und damit für einen folgenden Kopiervorgang vorbereitet. Die mittels des Wischerblattes 42 von der Aufzeichnungstrommel 17 abgestreifte Entwicklerflüssigkeit fließt in an den beiden Enden der Trommel entlang ihrem Umfang gebildeten Nuten oder Rinnen zu erneuter Verwendung der Entwicklungseinrichtung 32 zu.

Anhand der Fig.3 wird nachstehend die Überwachungsvorrichtung erläutert. Darin enthält ein Meßaufnehmer A eine Lampe L und ein Fotoelement CdS. Eine über einen Regler aus Verstärkern DTl und DTl gesteuerte automatische Toner-Zufuhreinrichtung B enthält einen Pumpkolben, einen Motor, eine Magnetspule und dgl. Ein unter Verwendung von Transistoren Qt, Qi gebildetes Grenzwertglied Cist auf einen Wert Y der Tonerkonzentration eingestellt, welcher unterhalb eines Wertes A"liegt, auf den der Meßaufnehmer A bzw. der Regler DTl, DT2 eingestellt ist. Eine Warn- und Abstelleinrichtung D enthält einen Transistor Q6 und eine Anzeigelampe L 4.

F i g. 4 zeigt ein Beispiel für die elektrische Schaltungsanordnung der Überwachungsvorrichtung, deren Funktion im folgenden erläutert ist. Dazu sei zunächst angenommen, daß die normale Menge an Trägerflüssigkeit vorhanden und der Toner-Vorratsbehälter mit Toner gefüllt ist. Solange die Dichte der durch ein transparentes Rohr PP geleiteten Entwicklerflüssigkeit den Wert X übersteigt (F i g. 6), ergibt der Meßaufnehmer A kein Signal, wobei die Transistoren Q 1 und Q 2 ein- bzw. ausgeschaltet bleiben und die Toner-Zuführeinrichtung B, in diesem Beispiel eine Magnetspule SL,

nicht erregt wird.

Sinkt die Dichte des Entwicklers unter den vorbestimmten Wert X, so spricht der Meßwertaufnehmer A darauf an und gibt ein entsprechendes Ausgangssignal ab. Dadurch werden die Transistoren O1 und Q 2 aus- bzw. eingeschaltet und die Magnetspule SL für die Tonerzufuhr erregt.

Ist zu diesem Zeitpunkt jedoch kein Toner im Tonerbehälter vorhanden, so findet trotz des Anziehens der Magnetspule keine Zufuhr statt, so daß sich die Dichte der Entwicklerflüssigkeit im Laufe des weiteren Kopierbetriebs langsam weiter verringert. Sinkt die Dichte dabei unter den noch unter dem Wert X liegenden Wert Y ab, so spricht das Grenzwertglied C darauf an und gibt ein einem unter Spannungsteilung ι; durch die Widerstände R 12, R 13, und R 14 eingestellten Wert entsprechendes Ausgangssignal ab, welches den Transistor Q 6 der Warn- und Abstelleinrichtung D einschaltet und damit die das Fehlen von Toner anzeigende Lampe L 4 zum Aufleuchten bringt. Anstelle des Einschaltens der Lampe L 4 kann auch der Hauptschalter des Kopiergeräts geöffnet und damit das Kopiergerät insgesamt abgeschaltet werden.

Mit der vorstehend beschriebenen Anordnung setzt sich die Tonerzufuhr fort, solange die Magnetspule SL erregt gehalten ist. Um dies jedoch zu vermeiden, ist der mit der Magnetspule SL in Reihe liegende Transistor Q 2 mittels von einem Oszillator OSCerzeugter Impulse über einen Transistor 03 ein- und ausschaltbar, so daß bei abgeschaltetem Transitor Q3 unter Steuerung der Impulse jeweils eine vorbestimmte Tonermenge intermittierend abgegeben wird.

Als ein besonderes Merkmal weist die beschriebene Anordnung ein Integrierglied Ol auf, welches einen genauen bestimmten Ablauf der beschriebenen Vorgänge gewährleistet. Das einen Widerstand R 15 und einen Kondensator Ci enthaltende Integrierglied Ol ist zwischen dem Grenzwertglied C und der Warn- und Abstelleinrichtung D angeordnet und dient dazu, ein beim Ansprechen des Grenzwertglieds C abgegebenes Signal im Kondensator Cl zu speichern und zu integrieren. Die Warn- und Abstelleinrichtung D wird dann betätigt, sobald das Ladungspotential des Kondensators Cl einen bestimmten Wert'erreicht hat.

In der in Fig.5 gezeigten Ausführungsform ist am Ausgang des mit der Magnetspule SL in Reihe liegenden Transistors 02 eine mit Transistoren O 7 bis O9 und einem Kondensator C2 gebildete Integriereinrichtung O2 als Zeitdetektor angeschlossen. Der Transistor Q 7 wird gleichzeitig mit dem Erregen der iViägiicispüle SL eingeschaltet, worauf der zur Entladung während eines Zeitraums, welcher langer ist als die Schwingungsperiode des Oszillators OSC, über einen Kreis

Cl

D3

RIO

R9—C1

geschaltete Kondensator C2 bis auf ein vorbestimmtes Ladungspotential aufgeladen wird, woraufhin der Transistor Q 8 leitend wird und eine Anzeigelampe L 3 einschaltet,

Die Genauigkeit der Überwachung läßt sich noch verbessern, indem man die Integriereinrichtung O 2 so anschließt, daß der Ausgang des in der letzten Stufe vorhandenen Transistors Q9 an die Warn- und Abstelleinrichtung D gelegt ist, um damit ein logisches Verknüpfungsglied E zusammen mit dem Ausgang des Grenzwertglieds C zu steuern. Wird in der gezeigten Ausführung der Transistor Q 8 eingeschaltet, so werden der Transistor O 9 und ein Transistor Q10 gesperrt, so daß der Transistor Q 6 nun nur über den Transistor Q 5 gesteuert wird. Ist der Transistor Q 5 dabei eingeschaltet, so wird der Transistor 06 leitend und schaltet die Lampe L 4 zur Abgabe einer Warnanzeige an.

Wie in Fig.5 gestrichelt eingezeichnet, kann eine Integriereinrichtung auch so angeordnet sein, daß ein mit einem Widerstand R16 und einem Kondensator C3 gebildetes Integrierglied O 3 zwischen dem Meßaufnehmer A und das Grenzwertglied C geschaltet ist und damit das Grenzwertglied C mit dem darin integrierten Signal steuert.

Mit der beschriebenen Anordnung wird also die Menge des jeweils in der Entwicklerflüssigkeit vorhandenen Toners überwacht, und bei Absinken des Mischungsverhältnisses von Toner und Trägerflüssigkeit unter einen bestimmten Wert X wird automatisch neuer Toner zugesetzt, während bei Absinken des Mischungsverhältnisses unter einen weiteren, tieferen Wert Y ein das Fehlen von Toner anzeigendes Warnsignal erzeugt wird. Ist der Tonervorrat aufgebracht, erfolgt keine weitere Tonerzufuhr und es findet auch kein weiterer Kopiervorgang mit unzulänglicher Entwicklerdichte statt, so daß also nur Kopien mit befriedigender Dichte hergestellt werden. Die zusätzlich vorgesehenen Integriereinrichtungen dienen der Vermeidung von Störungen und der genaueren Überwachung der Tonerdichte.

In den Anordnungen nach F i g. 4 und 5 ist ein Mikroschalter MS mit einem Schwimmer zur Überwachung der Standhöhe der Trägerflüssigkeit gekoppelt, 'JTn bei Absinken des Flüssigkeitsstandes unter eine bestimmte Höhe eine Anzeigelampe L 1 einzuschalten.

Hierzu 5 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zum Oberwachen der Tonerkonzentration im Entwickler für ein Kopiergerät, mit einem Vorratsbehälter für Toner, einem der Entwicklungseinrichtung des Kopiergerätes zugeordneten Meßaufnehmer für die Tonerkonzentration und einer vom Meßaufnehmer über einen Regler gesteuerten Toner-Zufuhreinrichtung zwisehen dem Vorratsbehälter und der Entwicklungseinrichtung, welche beim Unterschreiten eines bestimmten Wertes der Tonerkonzentration geöffnet wird, dadurch gekennzeichnet, daß an den Meßaufnehmer (A) außer dem Regler (DT) ein Grenzwertglied (C) mit einstellbarem Grenzwert (mittels R13) angeschlossen ist, welches beim Unterschreiten eines eingestellten, zweiten Wertes der Tonerkonzentration, der kleiner als der bestimmte erste Wert ist, anspricht und eine Warn- und Abstelleinrichtung (D) für das Kopiergerät betätigt.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß dem Grenzwertglied (C) ein Integrierglied (01, O 3) zugeordnet ist, weiches die Betätigung der Warn- und Abstelleinrichtung (D) bis zum Erreichen einer bestimmten Ansprechhäufigkeit und/oder -dauer des Grenzwertgliedes verzögert.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein Zeitdetektcr (C2, QS) vorgesehen ist, welcher nach Ablauf einer vorbestimmten Betätigungszeit der Toner-Zufuhreinrichtung (B) ein Signal erzeugt, und daß ein Verknüpfungsglied (Q 6, QlO) für dieses Signal und das Ansprechsignal des Grenzwertgliedes fQdie Warn- und Abstelleinrichtung (D) nur beim gleichzeitigen Erhalt beider Signale betät^:gt.