DE2915052A1 - Verfahren und vorrichtung zur steuerung der bilddichte in einem elektrophotographischen kopiergeraet - Google Patents
Verfahren und vorrichtung zur steuerung der bilddichte in einem elektrophotographischen kopiergeraetInfo
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Description
_ 4 _ \2. April
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Überwachung der Bilddichte in einem elektrophotographischen Kopiergerät,
sowie eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.
In einem elektrophotographischen Kopiergerät ist es erforderlich, die Tonerdichte oder -konzentration in einem Entwickler
mit Tonerpartikeln und Trägerpartikeln zu steuern, um ein kopiertes Bild zu erzeugen, welches ständig eine
vorbestimmte Bilddichte aufweist. Zu diesem Zweck wurden bereits verschiedene Verfahren zur Messung der Dichte des
auf einem photoempfindlichen Glied entsprechend dem Kopiervorgang erzeugten Tonerbildes vorgeschlagen. Bei einem
Verfahren wird ein kleinflächiges Feld mit vorgewählter optischer Dichte verwendet, das an einer Kopierplatte des
Kopiergeräts befestigt ist; die Kopierplatte ist ein Teil, auf dem ein zu kopierendes Original wenigstens während der
Belichtung angeordnet wird. Es wird ein Tonerbild des Feldes in einem vorgewählten Bereich auf einer Trommel mit einem
photoempfindlichen Glied oder einer photoempfindlichen Schicht gebildet wobei die Dichte des Tonerbildes des Feldes
unter Verwendung eines Fühlers zur Erfassung der Dichte gemessen wird.
Dieses Dichtemessungsverfahren reicht jedoch nicht aus, um eine vollständige und gleichbleibende Steuerung der Tonerbilddichte des zu kopierenden Originals zu erzielen. Beispielsweise
hat der Fühler notwendigerweise eine ungleichmäßige Empfindlichkeit und ist zusätzlich nicht stabil hinsichtlich
der Eigenschaften bei Temperaturbelastungen. Da überdies der Fühler gewöhnlich an einer Position zwischen
der Entwicklungsstation und der Reinig.,agsstation in der
Nachbarschaft der photoempfindlichen Oberfläche der Trommel angeordnet ist, neigt der Fühler zur Verunreinigung durch
Tonerpartikel. Aus diesen Gründen entspricht das von dem
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Fühler erzeugte Ausgangssignal nicht mit vernünftiger Genauigkeit
der tatsächlichen Tonerdichte. Obwohl also mit anderen Worten das Tonerbild des Feldes tatsächlich unverändert
bleibt, wird die Ausgangssignalspannung des Fühlers allmählich abgesenkt, so als ob die Tonerdichte oder -konzentration
tatsächlich vermindert würden. Insbesondere bei einer Kopiermaschine, bei der der Fühler zur überwachung des
Auftretens eines Staus des Kopierpapiers verwendet wird, ist der Fühler einer beträchtlichen Verschmutzung durch
Tonerpartikel ausgesetzt, da der Fühler nahe der Reinigungsstation angeordnet ist, die mit Reinigungseinrichtungen wie
einer Bürste versehen ist. Dadurch wird mit größerer Wahrscheinlichkeit ein fehlerhaftes Dichtesignal erzeugt. Überdies
üben Veränderungen der Oberflächenbedingungen der photoempfindlichen Trommel nachteilige Einflüsse auf das
Ausgangssignal des Fühlers aus und bilden damit ein Hindernis
bei der Durchführung einer genauen Messung der Tonerdichte.
Zur Behebung derartiger Nachteile ist es bekannt, die einzelnen Fühler abzugleichen, die Fühler bei jedem Wechsel
der photoempfindlichen Trommel nachzueichen, den Fühler periodisch zu reinigen und/oder in der Meßschaltung eine
Temperaturkompensationseinrichtung vorzusehen. Trotz all der vorstehend genannten Maßnahmen besteht jedoch immer
noch die Schwierigkeit einer zufriedenstellenden Korrektur des Dichtesignals. Es ist insbesondere unmöglich, zur rechten
Zeit, wie erforderlich, die Korrekturen durchzuführen.
Gemäß der Erfindung wird die optische Dichte der Oberfläche einer photoempfindlichen Trommel in einem Leerbereich, in
dem kein Tonerbild erzeugt wird, vorzugsweise zusätzlich zur Überwachung der Tonerbilddichte eines Feldes abgetastet.
Wenn die Tonerbilddichte des Feldes ermittelt wird, werden die beiden Dichtewerte fortwährend miteinander verglichen,
so daß die Steuerung zur Konstanthaltung der Tonerdichte so durchgeführt wird, daß in zufriedenstellender Weise jeder
Fehlerbestandteil kompensiert wird, der im Ausgangssignal der Fühler auftritt; diese Fehler entstehen aufgrund
von Ungleichmäßigkeit der Empfindlichkeit des Fühlers, Veränderungen der Fühlereigenschaften in Abhängigkeit
von der Temperatur, Verunreinigungen durch Tonerpartikel, Veränderungen des Oberflächenzustandes der
photoempfindlichen Trommel und durch ähnliche Faktoren.
Gemäß der Erfindung ist vorzugsweise ein Feld außerhalb der Bildbereiche vorgesehen, um ein Referenztonerbild
in einem Leerbereich auf einem photoempfindlichen Glied zu erzeugen. Die Dichte des in dem Leerbereich, in dem
kein Bild des zu kopierenden Originals erzeugt wird, geformten Tonerbildes wird zusammen mit der Dichte des Leerbereichs
außerhalb des Referenztonerbildes gemessen, um somit die Dichte des Tonerbildes in Abhängigkeit von der
Dichte des Leerbereiches zu korrigieren. Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung ist ein Paar von
optischen Dichteüberwachungsfühlern gegenüberliegend dem photoempfindlichen Glied vorgesehen und an einer vorbestimmten
Position innerhalb der elektrophotographischen Kopiermaschine nebeneinanderliegend quer zur Bewegungsrichtung
des photoempfindlichen Gliedes montiert; einer der Fühler ist zur Abtastung der Dichte des mit einer Referenzdichte
in dem Leerbereich geformten Tonerbildes bestimmt und es ist eine elektrische Einrichtung zur differenziellen
Ableitung eines Steuersignals aus den von den Fühlern erzeugten elektrischen Ausgangssignalen vorgesehen. Gemäß einer
weiteren Ausführungder Erfindung ist ein optischer Dichteüberwachungsfühler
gegenüber dem photoempfindlichen Glied des elektrophotographischen Kopiergeräts an einer Position
angeordnet, an der die Dichte des auf dem Leerbereich des
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photoempfindlichen Elements gebildeten Referenztonerbildes abgetastet wird; zusätzlich ist eine Fühlersteuerschaltung
vorgesehen, um den elektrischen Ausgang des Fühlers zu verändern, bis ein vorbestimmter Wert erreicht worden ist,
während der Fühler die Dichteüberwachung in dem Leerbereich außerhalb des Referenztonerbildes durchführt.
Die Erfindung wird im folgenden beispielsweise anhand der Zeichnung näher erläutert; es zeigt:
Fig. 1 schematisch eine allgemeine Anordnung eines elektrophotographisehen
Kopiergeräts, bei dem das erfindungsgemäße Prinzip angewendet werden kann;
Fig. 2 eine perspektivische Ansicht einer Bilddichten-Detektorvorrichtung
gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung;
Fig. 3a perspektivische Ansichten einer Bilddichten-Detektor- und 3b vorrichtung gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel
der Erfindung in unterschiedlichen Arbeitszuständen;
Fig. 4 ein Schaltbild einer Bilddichten-Detektorschaltung
gemäß der Erfindung, die zusammen mit der in Fig. gezeigten Vorrichtung verwendet wird; und
Fig. 5 ein Schaltbild einer Bilddichten-Detektorschaltung
gemäß der Erfindung, die zusammen mit der in Fig. gezeigten Vorrichtung verwendet wird.
In der Fig. 1 ist der allgemeine Aufbau eines elektrophotographischen
Kopiergeräts mit einer beweglichen Kopierplatte dargestellt; das Kopiergerät umfaßt eine drehbare Trommel 1,
die in der durch den Pfeil angezeigten Richtung@3dreht werden
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kann und auf der eine photoempfindliche Schicht angebracht ist. Um den äußeren Umfang der Trommel 1 herum sind eine
Ladeelektrode 2, eine Entwicklungsvorrichtung 5, eine Transferelektrode
4, eine Beseitigungselektrode 5 für elektrische
Ladung und eine Reinigungsvorrichtung 6 angeordnet, die in dieser Reihenfolge, gesehen in Drehrichtung der photoempfindlichen
Trommel 1 verteilt sind. Ein Kopierblatt-Transportmechanismus 7 ist unterhalb des vorstehend erwähnten Entwicklungsund
Transfermechanismus angeordnet. Entsprechend dem Kopiervorgang wird jeweils eines der in einem Behälter
8 gelagerten Kopierblätter nacheinander zugeführt. Eine Kopierplatte 10 zur Aufnahme eines zu kopierenden Originals
ist im obersten Teil des Kopiergeräts angeordnet und derart ausgebildet, daß sie in der durch den Pfeil angegebenen Richtung
bewegt werden kann. Ein Feld 11 mit einer vorbestimmten Dichte ist an der unteren Oberfläche 10' der Kopierplatte
befestigt. Das Feld 11 ist durch eine rechteckige oder qua-
dratische dünne Platte mit einer Größe von etwa 4- cm gebildet,
die eine vorbestimmte optische Dichte von gewöhn-? lieh im Bereich 0,5 bis 1,0 aufweist. Bei dem Entwicklungsvorgang wird das Tonerbild dieses Feldes 11 auf der photoempfindlichen
Trommel 1 über Spiegel 12 und 13 gebildet und als Referenz zur korrigierenden Modifizierung der Dichte
des Tonerbildes des Originals in der nachstehend im einzelnen erläuterten Weise genutzt. Das Bezugszeichen 15 bezeichnet
einen Fühler zur Messung der Dichte des auf der photoempfindlichen Trommel 1 erzeugten Bildes des Feldes
11. Der Fühler 15 ist gewöhnlich zwischen der Entwicklungsvorrichtung 3 und der Reinigungsvorrichtung 6 angeordnet.
Bei dem in der Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel ist
jedoch der Fühler 15 zwischen der Ladungsbeseitigungselektrode 5 und der Reinigungsvorrichtung 6 angeordnet, da
der Fühler 15 ebenfalls zur Entdeckung des Stau- oder Klemmzustandes der Kopierblätter dienen soll.
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In der Fig. 2 ist ein Ausführungsbeispiel eines Bilddichten-Detektorsystems
gemäß der Erfindung dargestellt.
Das Bilddichten-Detektorsystem umfaßt ein Paar von Fühlern 16 und 17, wie die Photodiode und die Photozelle, die in
der Nachbarschaft der photoempfindlichen Trommel 1 angeordnet sind, wobei jeder der Fühler 16 und 17 aus einem
Lichtemitter- oder Senderelement und einem Lichtempfangselement
besteht. Im einzelnen besteht der Fühler 16 aus einem Lichtsenderelement 16a und einem Lichtempfängerelement
16b, wahrend der Fühler 17 aus einem Lichtsenderelement 17a und aus einem Lichtempfängerelement 17b besteht.
Das Lichtsenderelement ist dazu bestimmt, Licht in einer vorbestimmten Richtung abzustrahlen. Andererseits ist das
Lichtempfängerelement derart ausgebildet, daß es Licht
empfängt, welches von der Trommeloberfläche auf der Basis der Energieanregung des Lichtemitterelements reflektiert
wird, und eine Ausgangsspannung oder ein Strorasignal erzeugt, dessen Größe proportional zu der Lichtmenge ist, die
auf den Lichtempfänger-Fühler auftrifft. Da derartige Elemente
und Fühler nach dem Stand der Technik an sich bekannt, handelsüblich erhältlich sind und keinen wesentlichen Teil
der Erfindung darstellen, ist eine weitere Beschreibung nicht erforderlich. Wie aus der Fig. 2 zu sehen ist, ist
die Oberfläche der photoempfindlichen Trommel 1 in einen Bildbereich 1a, in welchem das Bild des Originals 9 erzeugt
werden soll, und einen verbleibenden Leerbereich 1b unterteilt, dn welchem kein Bild des Originals 9 gebildet wird.
Es ist anzumerken, daß der Leerbereich 1b zur Überwachung der Tonerdichte oder -konzentration genutzt wird. Dazu wird
in dem Leerbereich 1b ein Referenz-Tonerbild 18 des an der unteren Oberfläche 10' der Kopierplatte 10 befestigten Feldes
11 erzeugt. Das Referenz-Tonerbild 18 des Feldes 11 kann
an irgendeiner bestimmten Stelle im Leerbereich 1b geformt werden. Der erste Fühler 16 ist dem Tonerbild 18 des Feldes
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nicht zugeordnet, sondern der zweite Fühler 17 wird in Verbindung mit dem Referenz-Tonerbild 18 verwendet. Insbesondere
ist der erste Fühler 16 zur Entdeckung der Dichte des Leerbereiches 1b selbst gedacht, während der zweite Fühler
17 zur Entdeckung der Dichte des Referenz-Tonerbildes 18 ausgebildet ist. Die Lichtemitter-Elemente 16a, 17a und
die Lichtempfänger-Elemente 16b, 17b sind entsprechend den
Funktionen der jeweiligen vorstehend beschriebenen Fühler 16 und 17 angeordnet. Es ist bevorzugt, daß sowohl die
Fühler 16 und 17 so nahe wie möglich aneinander angeordnet sind, so daß eine Verunreinigung durch Tonerpartikel für
beide Fühler im wesentlichen im gleichen Ausmaß auftreten kann.
Ein weiteres Ausführungsbeispiel des Bilddichten-Detektorsystems gemäß der Erfindung ist schematisch in den Fig. Ja
und 3b dargestellt. In diesen Zeichnungsfiguren sind für
gleiche Bauteile die gleichen Bezugszeichen wie in der Fig. 2 verwendet.
Das in den Fig. 3a und 3b dargestellte Bilddichten-Defcektorsystem
umfaßt einen einzigen Fühler 20 und unterscheidet sich damit diesbezüglich von dem Aufbau des Detektorsysteins,
welches vorstehend in Verbindung mit Fig. 2 beschrieben wurde. Der Fühler 20 besteht aus einem Lichtemitterelement
20a, wie eine Photodiode, und einem Lichtempfängerelement
20b, wie eine Photozelle, die beide in der Nähe der photoempfindlichen Trommel 1 angeordnet sind. Das Lichtemitterelement
20a ist derart positioniert, daß die von ihm erzeugte Strahlung auf einen Bewegungspfad des Referenztonerbildes
18 auftrifft, während das Lichtempfängerelement 20b derart positioniert ist, daß die von dem Lichtemitterelement 20a
weggerichtete und von der Trommeloberfläche reflektierte Strahlung auf das Empfängerelement 20b auftreffen kann. Die
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Fig. 3a zeigt denjenigen Zustand, in dem der Fühler 20 in einer Position zur Überwachung der Dichte des Leerbereiches
1b außerhalb des Referenztonerbildes 18 angeordnet ist, während in dem in der Fig. 3b gezeigten Zustand der Fühler
in einer Position angeordnet ist, in der er die Dichte des Referenztonerbildes 18 nach einer Drehung der Trommel 1
um einen entsprechenden Winkel aus der in Fig. 3a gezeigten Stellung überwacht. Dabei ist vorgesehen, daß der Fühler
nur während des Leerbereichs betrieben wird, der das zu messende Referenztonerbild präsentiert.
Nachfolgend wird nun eine Beschreibung der Betriebsvorgänge des Bilddichten-Detektorsystems gemäß der Erfindung unter
Bezugnahme auf die Fig. 4- und 5 gegeben.
Wie in der Fig. 4, die eine Dichte-Detektorschaltung zur
Verwendung mit dem Fühlersystem der Fig. 2 zeigt, dargestellt ist, ist das Lichtemitterelement 16a des ersten
Fühlers 16 in Serie mit einem variablen Widerstand R1 zur Einstellung der Empfindlichkeit geschaltet, während das
Lichtempfängerelement 16b in Serie mit einem Fühlerausgangswiderstand R2 geschaltet ist. Beide dieser Serienschaltungen
sind parallel zueinander zwischen eine Versorgungsquelle +B und Masse geschaltet. In gleicher Weise ist das Lichtemitterelement
17a des zweiten Fühlers in Serie mit einem variablen Widerstand R3 zur Einstellung der Empfindlichkeit geschaltet,
während das Lichtempfängerelement 17b in Serie mit einem
Fühlerausgangswiderstand R4- geschaltet ist. In diesem Fall
sind beide Serienschaltungen ebenfalls parallel zueinander
zwischen die Versorgungsquelle +B und Masse geschaltet. Die Ausgänge der Fühler 16 und 17 sind an eine Differenzialverstärker
schaltung 21 angeschlossen, deren Ausgang an einen der Eingangsanschlüsse einer Komparatorschaltung 22 angeschlossen
ist. Andererseits ist der andere Eingangsanschluß der Komparatorschaltung
22 mit einem Verbindungspunkt zwischen einem
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Festwiderstand R5 und einem variablen Widerstand R6 verbunden,
so daß eine vorgewählte Referenzspannung VR, wie sie durch das Teilungsverhältnis der Widerstände R5 und R6 gegeben
ist, an den anderen Anschluß der Komparatorschaltung angelegt
ist. Der Ausgangsanschluß der Komparatorschaltung 22 ist mit einer Tonerzusatz- und Stau-Uberwachungsvorrichtung
25 (nachstehend als Tonerzusatz-Steuerschaltung) zur Zufuhr
von Toner und zum Anhalten des Betriebs des Geräts verbunden.
Wenn der Kopiervorgang gestartet wird, beginnt sich die photoempfindliche Trommel 1 (Fig. 1) zu drehen, wird einer
elektrischen Aufladung ausgesetzt, einer Belichtung durch das Lichtbild eines zu kopierenden Originals 9 und einer
Entwicklung des latenten Bildes an der Entwicklungsvorrichtung 3, wodurch ein kopiertes Bild (Tonerbild), des
Originals 9 im Bildbereich 1a geformt wird, während das Referenztonerbild 18 des Feldes 11 in dem Leerbereich 1b
erzeugt wird. Während die Trommel 1 weitergedreht wird, wird das auf der photoempfindlichen Trommel 1 erzeugte
kopierte Bild des Originals 9 auf das Kopierblatt übertragen, und zwar unter der Einwirkung des elektrischen Feldes
der Transferelektrode 4-, Das Referenztonerbild 18 des Feldes
11 verbleibt jedoch auf dem Leerbereich der photoempfindlichen Trommel 1 wie es ist, wodurch die Dichte des Referenztonerbildes
18 von dem zweiten Fühler 17 gemessen wird, wie in der Fig. 2 dargestellt. Wie insbesondere in der Fig. 2 dargestellt,
wird die Lichtstrahlung von dem Lichtemitterelement 16a des ersten Fühlers 16 an der Umfangsoberfläche der
Trommel 1 reflektiert und von dem Lichtempfängerelement 16b empfangen, wodurch ein Strom mit einer zu der von dem Lichtempfängerelement
16b empfangenen Lichtmenge proportionalen Stärke durch den Ausgangswiderstand R2 fließen wird, um an
diesem Widerstand einen Spannungsabfall zu erzeugen, der
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dann als Ausgangssignal von dem Fühler 16 an.die Differenzverstärkerschaltung
21 angelegt wird. Andererseits wird die Lichtstrahlung von dem Lichtemitterelement 17a des zweiten
Fühlers 1? von dem Eeferenztonerbild reflektiert und von dem Lichtempfängerelement 17b empfangen; daraus ergibt sich
ein Strom, dessen Stärke der auf das Element 17b einfallenden
Lichtmenge entspricht und der durch den Ausgangswiderstand
R4 strömt, so daß daran ein Spannungsabfall erzeugt wird, der dann als Ausgangsspannungssignal des Fühlers 17 an
die Differenzverstärkerschaltung 21 angelegt wird. Da das Ausgangssignal der Differenzverstärkerschaltung 21 den Unterschied
zwischen den Ausgängen des ersten und des zweiten Fühlers 16 bzw. 17 darstellt, enthält das Ausgangssignal des
Differenzverstärkers 21 keine Bestandteile, die durch die Verunreinigung der Fühler und Veränderungen des Zustands
der photoempfindlichen Oberfläche der Trommel 1 beeinflußt sind. Eine mögliche Ungleichheit der Empfindlichkeit der
einzelnen Fühler kann bereits vorher durch entsprechende Einstellung der veränderlichen Widerstände R1 und R2 zur Einstellung
der Empfindlichkeit kompensiert werden. Auf diese Weise stellt das Ausgangssignal der Differenzverstärkerschaltung
21 die wahre oder reine Dichte des Referenztonerbildes 18uid damit der Tonerdichte oder Konzentration dar,
ohne daß es durch die Verunreinigung der Fühler und die Oberflächenbedingungen
der photoempfindlichen Trommel 1 beeinflußt wäre. Das Ausgangssignal der Differenzverstärkerschaltung
21 ist an die Komparatorschaltung 22 angelegt, und wird dort
mit der Referenzspannung VR verglichen, die durch Einstellung
des variablen Widerstandes R6 derart vorbestimmt wird, daß eine für die gewünschte Dichte des kopierten Bildes optimale
Tonerkonzentration erreicht werden kann. Wenn die Tonerkonzen-. tration vermindert wird,, dann wird die Dichte des Referenztonerbildes
entsprechend vermindert, so daß die auf das lichtempfindliche Element 17b des zweiten Fühlers auftreffende
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Lichtmenge vergrößert wird, um dadurch entsprechend die Ausgangsspannung des Fühlers 17 zu erhöhen. Folglich wird
auch die Ausgangsspannung der Differenzverstärkerschaltung 21 über den Referenzspannungspegel VR hinaus erhöht. Danach
erzeugt die Komparatorschaltung 22 ein Ausgangssignal, das zur Auslösung des Tonerzusatzvorgangs unter der Steuerung
der Tonerzusatz-Steuerschaltung 23 verwendet wird, welche
in bekannter Weise zur Zufuhr mit dem Tonerbehälter verbunden ist. Der Tonerzusatzvorgang wird fortgeführt, bis die
Ausgangsspannung der Komparatorschaltung 22 während der widerholten Kopiervorgänge zu Null geworden ist, d. h. bis
die Dichte des Referenztonerbildes 18 auf einen Wert angestiegen ist, bei dem die Ausgangsspannung niedriger wird
als die Referenzspannung VR, und zwar aufgrund der entsprechend
abgesenkten Ausgangsspannung aus dem zweiten Fühler 17·
Der erste und der zweite Fühler 16 und 17 sollen zusätzlich
zu der Funktion der Überwachung der Dichte des Referenztonerbildes, wie vorstehend beschrieben, auch die Überwachung des
Stauzustandes der Kopierblätter ausführen. Beide Funktionen können in geeigneter Weise dadurch ausgeführt werden, daß
die Tonerzusatz-Steuerschaltung 23 in einer mit dem Kopiervorgang
verbundenen vorbestimmten Sequenz aktiviert wird.
In der Fig. 5 ist ein Schaltbild dargestellt, welches eine
Dichtenüberwachungsschaltung zur Verwendung in Verbindung mit dem Fühlersystem der Fig. 3a und 3b zeigt. Gemäß Fig. 5
ist das Lichteinitterelement 20a des Fühlers 20 in Serie mit einer Fühlersteuerschaltung 24 geschaltet, während das
Lichtempfängerelement 20b in Serie mit einem Fühlerausgangswiderstand R7 geschaltet ist. Diese beiden Serienschaltungen
sind parallel zueinander zwischen eine Stromversorgungsquelle +B und Masse geschaltet. Der Ausgang des Fühlers 20 ist mit
einem Eingangsanschluß einer Differenzverstärkerschaltung 21
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verbunden, deren anderer Eingangsanschluß mit einem Verbindungspunkt
von Spannungsteilerwiderständen R8 und R9 verbunden ist, die ihrerseits in Reihe zwischen die Versorgungsquelle +B und Masse geschaltet sind. Der Ausgang des Fühlers
20 ist überdies an einen Eingangsanschluß einer Tonerzusatz-Steuervorrichtung
27 gekoppelt. Bei dem nun beschriebenen Ausführungsbeispiel wird angenommen, daß die Tonerzusatz-Steuer
se haltung 27 die Widerstände R5 und R6 und die Komparator
schaltung 22 umfaßt, die beide zwar in der Fig. 4 jedoch nicht in dieser Darstellung gezeigt sind. Der Ausgangsanschluß
der Differenzverstärkerschaltung 21 ist mit einer Abtast- und Speicherschaltung 25 verbunden, deren Ausgangsanschluß
seinerseits über eine Kontrolleitung 26 an einen Steueranschluß der Fühler-Steuerschaltung 24- angeschlossen
ist. Es ist anzumerken, daß die Abtast- und Speicherschaltung 25, die Steuerleitung 26 und die Fühler-Steuerschaltung
24 eine Rückkopplungsschleife darstellen.
Im Betrieb wird die Dichte des Leerbereichs 1b außerhalb des Referenztonerbildes 18 auf der photoempfindlichen Umfangsoberfläche
der Trommel 1 zuerst von dem Fühler 20 überwacht oder abgetastet. Die Lichtstrahlung von dem Lichtemitterelement
20a des Fühlers 20 wird an der Trommeloberfläche reflektiert und trifft auf das Lichtempfängerelement
20b; dadurch fließt ein Strom mit einer Stärke proportional
zur empfangenen Lichtmenge durch den Ausgangswiderstand R7 und erzeugt daran einen Spannungsabfall, der an die Differenzverstärkerschaltung
21 angelegt wird. Andererseits wird zusätzlich an den anderen Eingang der Differenzverstärkerschaltung
21 eine Referenzspannung VQ angelegt, die durch die Spannungsteilerwiderstände R8 und R9 vorgewählt wird. Das
Ausgangssignal der Differenzverstärkerschaltung 21 stellt folglich die Differenz der Ausgangsspannung des Fühlers
und der vorgewählten Referenzspannung V dar. Die Differenz
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der Ausgangssignale wird dann an die Abtast- und Speicherschaltung
25 angelegt, deren Ausgang über die Leitung 26 an die Fühler-Steuerschaltung angelegt ist, um entsprechend
die Impdedanz der Fühler-Steuerschaltung 24 zu verändern. Bei dieser Betriebsweise dient die Abtast- und Speicherschaltung
25 lediglich als Verstärker. Es soll jedoch angemerkt werden,
daß die Steuerung derart erfolgt, daß die Impedanz der Fühler-^teuerschaltung 24· vermindert wird, wenn ddßAusgangsspannung
der Abtast- und Speicherschaltung 25 erhöht
wird. Auf diese Weise wird die Impedanz der Fühler-Steuerschaltung 24 vermindert, bis die Ausgangsspannung des Fühlers
20 gleich der voreingestellten Referenzspannung V geworden ist, wodurch der durch das Lichtemitterelement 20a fließende
Strom erhöht wird, so daß die von dem Element 20a erzeugte Lichtmenge entsprechend ansteigt. Die Fühler-Steuerschaltung
kann einen Transistor aufweisen, dessen Basiselektrode mit dem Steueranschluß verbunden ist. Wenn die Ausgangsspannung
des Fühlers den Wert der voreingestellten Spannung V erreicht hat,dann wird die Impedanz der Fühler-Steuerschaltung
24 aufgrund der Speicherfunktion der Abtast- und Speicherschaltung, die durch ein von der Tonerzusatz-Steuervorrichtung
27 geliefertes Signal getriggert wird aif einem konstanten
Wert gehalten. Folglich wird das lichtemittierende Element 20a auf einem konstanten Emissionspegel gehalten.
Das Speicherintervall kann in ziemlich willkürlicher Weise gewählt werden und kann gleich einem einzelnen Kopierzyklus
oder anderen Zeitperioden, wie erforderlich, eingestellt werden. Auf diese Weise wird die Ausgangsspannung des Fühlers
20 an dem voreingestellten Spannungspegel V gehalten, bis die Trommel 1 diejenige Position erreicht hat, an der das
Referenztonerbild 18 mit Licht bestrahlt wird, das von dem lichtemittierenden Element 20a ausgesandt wird, wie es in
der Fig. 3b dargestellt ist. Die von dem Lichtemitterelement
20a unter der vorstehend beschriebenen Steuerung ausgesandte
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Lichtmenge wird in bezug auf all diejenigen Paktoren korrigiert,
die möglicherweise Einflüsse auf die Genauigkeit der Messung der Tonerdichte ausüben, wie die Empfindlichkeit
des Fühlers, die Temperatureigenschaften des Fühlers,
die Verunreinigung des Fühlers, der Abstand zwischen dem Fühler und der lichtempfindlichen Trommel und Veränderungen
der Oberflächenbedingungen der Trommel.
In diesem Zustand wird die Dichteüberwachung des Referenztonerbildes
18 durch den Fühler 20 in gleicher Weise wie im Falle des vorstehend mit Bezug auf die Fig. 2 beschriebenen
zweiten Fühlers 17 ausgeführt, wobei das Ausgangssignal
von dem Fühler 20 der Tonerzusatz-Steuervorrichtung 27 zugeführt wird, um dadurch den Beginn oder die Beendigung
des Tonerzusatzes zu der Entwicklungsvorrichtung zu steuern. Wenn der Fühler 20 dabei zur Überwachung des möglichen Verklemmens
bzw. des Staus der Kopierblätter zusätzlich zur Überwachung der Dichte eingesetzt wird, können beide dieser
Funktionen dadurch in zufriedenstellender Weise ausgeführt werden, daß wahlweise die Tonerzusatz-Steuerschaltung 27
und die der Stauüberwachung zugeordneten Vorrichtungen aktiviert werden, indem entsprechend die Abfolge des Kopiervorgangs
programmiert wird. Das in den Fig. 3 und 5 dargestellte
Ausführungsbeispiel ist dadurch grundsätzlich verschieden von dem vorstehend mit Bezug auf die Fig. 2 und 4-beschriebenen
Ausführungsbeispiel, daß nur ein Fühler verwendet werden muß; daraus ergeben sich mit Bezug auf die
Herstellungskosten und den Raumbedarf Vorbeile. Ein weiterer wichtiger Vorteil ist darin zu sehen, daß die Temperaturkompensation
der elektrischen Elemente, wie des im Dichte-Überwachungssystem
verwendeten Fühlers automatisch beeinflußt werden kann, so daß die Dichteüberwachung mit erhöhter Genauigkeit
erfolgen kann. Dieser Vorteil ist sehr beachtlieh, da die Temperatur des elektrophotographischen Kopiergeräts
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nennenswerten Veränderungen ausgesetzt ist.
In der vorstehenden Beschreibung wurde angenommen, daß die
von der Unifangsoberfläche der photoempfindlichen Trommel reflektierte Lichtstrahlung ausgenutzt wird. Es kann Jedoch
auch vorgesehen sein, daß wenigstens ein Teil der photoempfindlichen Trommel aus transparentem organischem
photoempfindlichem Material, wie Polyvinylcarbazol hergestellt ist und daß die durch die photoempfindliche Trommel
hindurch übertragene Lichtstrahlung zur Dichteüberwachung ausgenutzt wird.
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Claims (7)
1. Verfahren zur Steuerung der Bilddichte in einem elektrophotographischen
Kopiergerät, dadurch gekennzeichnet , daß die Dichte eines Leerbereichs
auf einem photoempfindlichen Glied gemessen wird, wobei innerhalb dieses Bereichs ein Tonerbild eines zu
kopierenden Originals nicht gebildet wird, und daß die Dichte des Originals entsprechend den Ergebnissen der
Messung gesteuert wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß in dem Leerbereich ein Referenztone
rbild geformt wird, daß die Dichte des Referenztonerbildes gemessen wird, und daß die Dichte des
Referenztonerbildes und die Dichte des Leerbereiches verglichen werden, während die Steuerung entsprechend
dem Ergebnis des Vergleiches weiter durchgeführt wird.
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ORIGINAL INSPECTED
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet , daß bei dem Vergleich die Ergebnisse
des Vergleiches der Leerbereichsdichte und der Referenztoner-Bilddichte mit einem vorbestimmten Wert
verglichen werden.
4. Verfahren zur Steuerung der Bilddichte in einem elektrophotographisehen
Kopiergerät, dadurch gekennzeichnet , daß in einem Leerbereich auf einem
photoempfindlichen Glied ein Referenztonerbild erzeugt wird, wobei innerhalb dieses Bereichs ein Tonerbild
eines zu kopierenden Originals nicht gebildet wird, daß die Dichte des Referenztonerbildes gemessen wird, daß
die Dichte des Leerbereichs außerhalb des Referenztonerbildes gemessen wird, daß die Dichten zur Ermittlung
einer Differenz gemessen werden, daß die Differenz mit einem vorbestimmten Wert verglichen wird, und
daß eine Tonerkonzentration in Speicherung entsprechend den Ergebnissen des Vergleichs der Differenz und des
Wertes gesteuert wird, wodurch die Bilddichte gesteuert wird.
5. Vorrichtung zur Bilddichtenüberwachung in einem elektrophotographischen
Kopiergerät, gekennzeichnet durch ein Paar von optischen Dichteüberwachungsfühlern,
die gegenüberliegend einem lichtempfindlichen Glied eines Kopiergeräts angeordnet und nebeneinander
in Richtung quer zur Bewegungsrichtung des photoempfindlichen Gliedes positioniert sind, wobei einer der Fühler
derart angeordnet ist, daß er die Dichte eines auf dem photoempfindlichen Glied in einem Leerbereich, in dem
kein Tonerbild eines zu kopierenden Originals geformt wird, gebildeten Referenztonerbildes überwacht, sowie
durch elektrische Einrichtungen zur differenziellen Er-
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zeugung eines Steuersignals gemäß elektrischen Ausgangssignalen von einem Paar der Fühler.
6. Vorrichtung zur Überwachung der Bilddichte in einem elektrophotographischen Kopiergerät, gekennzeichnet durch einen optischen Dichte-Überwachungsfühler,
der gegenüberliegend einem photoempfindlichen Glied derart angeordnet ist, daß er die Dichte
eines Referenztonerbildes überwacht, das in einem Leerbereich des photoempfindlichen Gliedes geformt ist,
in welchem kein Tonerbild eines zu kopierenden Originals geformt wird, und durch eine Fühlersteuervorrichtung
zur Veränderung des elektrischen Ausgangs des Fühlers, bis ein vorbestimmter Wert erreicht wird, während die
Überwachung der Dichte des Leerbereichs außerhalb des
Tonerbildes von dem Fühler ausgeführt wird.
7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet , daß die Fühlersteuervorrichtung
eine Differenzverstärkerschaltung umfaßt, die am Ausgang ein Differenzsignal zwischen dem Ausgangssignal des Fühlers
und einem vorbestimmten Signalpegel abgibt, sowie eine Abtast- und Speicherschaltung mit einer bestimmten
Zeitdauer, und eine Fühlersteuerschaltung zur Veränderung des Ausgangssignals des Fühlers in Abhängigkeit von dem
Ausgangssignal der Abtast- und Speicherschaltung.
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