DE3010789A1

DE3010789A1 - Automatische steuerung fuer entwickler-verteilervorrichtung

Info

Publication number: DE3010789A1
Application number: DE19803010789
Authority: DE
Inventors: Lawrence P Lavery; Dale C Thomas; David G Wilcox
Original assignee: Xerox Corp
Current assignee: Xerox Corp
Priority date: 1979-05-11
Filing date: 1980-03-20
Publication date: 1980-11-20
Also published as: CA1142998A; JPS6346421B2; US4326646A; GB2050649A; GB2050649B; JPS55151669A

Description

Beschreibung

Die Erfindung bezieht sich auf elektrofotografische Tonerverteilereinrichtungen, insbesondere auf die automatische Steuerung derartiger Einrichtungen.

In einer elektrofotografischen Kopiermaschine wird ein auf der Oberfläche einer Trommel oder eines Bandes gebildetes elektrostatisches Bild durch das Beaufschlagen mit feinen Tonerpartikeln zur Bildung eines Tonerbildes entwickelt. In bestimmten elektrofotografischen Eopxermaschinen werden Tonerbilder aus elektrastatischen Bildern dadurch gebildet, daß eine aus ferromagnetischen Trägerpartikeln und kleineren Tonerpartikeln bestehende Entwicklermischung über die elektrostatischen Bilder verteilt ttfird. Der Kontakt der ferromagnetischen Partikel mit den Tonerpartikeln lädt die Tonerpartikel durch Reibungselektrizität auf eine erforderliche Polarität auf, so daß die Tonerpartikel von den elektrostatischen Bildern zu deren . Tönung angezogen werden.

Bei diesem Vorgang werden Tonerpartikel aus der 'Entwicklermischung entnommen, was ein Wiederauffvllen erforderlich macht, um eine fortschreitende Verminderung der Dichte oder Intensität der Tonerbilder zu verhindern. Das Wiederauffüllen mit Toner geschieht auf verschiedene Weise. Bei einer Methode wird nach einer gegebenen Anzahl von gefertigten Kopien eine bestimmte Menge Tonermaterial zu der Mischung gegeben. Dieses Verfahren ist anwendbar, ■„ wenn die für jede Kopie benötigte Menge des Toners einigermaßen vorbestimmbar ist. In bestimmten Geräten jedoch kann die für eine Kopie oder eine Gruppe von Kopien benötigte Menge an Tonermaterial beträchtlich schwanken. Aus diesem Grund wurden Eonerkonzentrationsüberwachungseinrichtungen geschaffen, die nach Maßgabe der Ergebnisse

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der Überwachung- automatisch Toner hinzufügten.

Die US-PS 2 956 4£7 zeigt die Verwendung von Steuersignalen zum Aktivieren eines Vibrators, um Entwicklerpuder aus einem Reservoir auf eine magnetische Bürste zu geben. Die US-PSen 3 3 34-8 523 und 3 376 853 zeigen einen Reflex-ionssensor für die Verwendung in einer eine geschlossene Schleife bildenden automatischen Entwicklersteuerung. Ein einer sauberen Trommel entsprechendes Signal wird mit einem von einem Testmuster auf der Trommel reflektierten Signal verglichen. Zum Erfassen jedes Signals werden separate Sensoren verwendet. ^Ie Ausgangssignale der Sensoren werden mittels einer Brückenschaltung verglichen, um ein J?ehlersignal zu erhalten, und eine Tonervert§ilervorrichtung wird in Abhängigkeit von dem Pehlersignal betätigt. Bei diesen Einrichtungen wird das Maß oder der Grad der Entwicklung direkt von einem entwickelten Teststreifen aus der Potoempfängertrommel gemessen, wobei sich der Streifen entlang der ümfangskante der Trommel erstreckt.

Bei Einrichtungen, wie sie die US-PSen 3 873 002 und 4- 065 031 zeigen, wird eine auf der Potoempfängeroberflache angeordnete, elektrisch vorgespannte transparente Elektrode an der Entwicklerstation vorbeigeführt, um Tonerpartikel anzuziehen. Aus dem Inneren des Potοempfängers wird durch die transparente Elektrode Licht übertragen und mittels eines in der Mähe der Potoempfängeroberflache angeordneten Potosensors erfaßt. Der Potosensor liefert ein Signal, welches die Dixfate der Tonerpartikel auf der durchsichtigen Elektrode angibt. Ein Nachteil derartiger Einrichtungen-„ besteht in den hohen Kosten aufgrund der hohen Komplexität und der hohen Anzahl benötigter Bauelemente·

Bei anderen Einrichtungen werden die Tonerverteiler dadurch gesteuert, daß die Tonerkonzentration in der in einem Entwicklerreservoir oder -gehäuse enthaltenen Tonermischung gemessen wird.

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So z.B. zeigt die US-PS 3 233 781 eine Einrichtung, bei der von. der Entwicklermischung ein Lichtstrahl reflektiert wird. Durch die Messung der RefIe x-ionsfähigkeit der Mischung ermittelt man das Verhältnis von loner- zu Trägerkonzentration in der Mischung. Derartige Einrichtungen sind teilweise insoweit nachteilig, als "Rauschen" in dem Gerät erzeugt wird, teilweise besteht der Uachteil darin, daß nur ein Analogon der tatsächlich zu der Oberfläche des Potοempfangers gelangenden Tonermenge erhalten wird, weiterhin besteht eine Abhängigkeit von der Zusammensetzung der Entwicklermischung.

Weitere Beispiele für eine analoge Steuerung finden sich in der US-PS 3 968 926. Hierbei wird in der Entwicklervorrichtung ein Trichter verwendet, um das Entwicklenaaterial zu sammeln. Um den Trichter ist eine Induktionsspule gewunden, die mit dem Motor einer Tonerverteilervorrichtung über eine Brückenschaltung verbunden ist. Die Reaktanz der Induktionsspule verändert sich entsprechend dem Prozentsatz des in dem Entwicklermaterial enthaltenen Toners. Bei anderen Einrichtungen (vgl. z.B. US-PS 3 719 165] wird eine Wiederauffüllanordnung für Toner dadurch gesteuert, daß das elektrischen Potential einer magnetischen Entwicklerbürste gemessen wird. Bei der Einrichtung gem. der US-PS 3 876 106 wird von einer Entwicklerbürste Licht reflektiert, um die Konzentration des in dem Entwicklergehäuse enthaltenen Toners zu messen. Das HefJLektionssignal wird einem Rechner zugeführt, der feststellt, ob Toner hinzugefügt werden kann oder nicht, und der entsprechend eine Toner-Wiederauf füllvorrichtung steuert. Bei anderen Verfahren"-zum Verbessern des Tönungsvorgangs, oft als "Auto-Bias" bezeichnet, wird das Potential einer Elektrode in der Entwicklerstation als eine Funktion der Ladungsdichte des elektrostatischen Bildes O'ustiert. So zeigt beispielsweise die US-PS 3 779 204, wie eine in der Nähe eines Fotoempfängerbandes angeordnete Elektrometersonde verwendet wird, um die "Auto-Bias" (Selbstvorspannung) zu

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liefern und ferner ein Signal zu erzeugen, um die Tonerverteilervorrichtung über eine Schwellenwertschaltung zu aktivieren.

Die Schwierigkeiten "bei den meiäsn der oben erläuterten automatischer Entwickler-Steuersysteme "bestehen häufig in der Kompensation von Schwankungen der Inderungseigenschaften, wie sie beispielsweise der Potoempfänger-Oberflache, den zu kopierenden Unterlagen und selbst der Tonerverteilervorrichtung anhaften- Darüber hinaus wird bei den bekannten Einrichtungen häufig nicht die auf der Potoempfänger-Oberflache entwickelte Tonermenge überwacht, und es wird keine genaue Kompensation für den erfaßten Tonermangel erzielt .

Es ist daher wünschenswert, ein wirtschaftliches und flexibles automatisches Entwickler-St euer syst em zu schaffen, das auf verschiedene Inderungseigenschaften in dem Entwicklungszyklus anspricht und das den die entwickelte Tonermenge darstellenden Signalen genau Rechnung trägt.

Es ist daher ein Ziel der vorliegenden Erfindung, eine verbesserte Entwicklersteuerung zu schaffen, indem automatisch eine Tonerverteiler- oder Dosiervorrichtung in Abhängigkeit von Inderungseigenschaften von in dem Entwicklerzyklus enthaltenen Elementen aktiviert wird, wobei den Signalen Rechnung getragen wird, die eine entwickelte Tonermenge repräsentieren.

Die vorliegende Erfindung schafft eine automatische Entwickle rsteuerung, bei der ein Sensor vorgesehen ist, der ein Signal abgibt, welches repräsentativ ist für eine auf einer Zwischenstück-Probefläche des Potοempfängers vorhandene entwickelte Tonermasse» Das Signal wird durch Signalverarbeitungsschaltungen einem Vergleicher zugeführt, um dort mit einem Bezugssignal verglichen zu xrerden. Das Bezugssignal stellt eine nicht entwickelte oder bloße

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Potoempfänger-Oberflache dar, wobei das entsprechende Signal normalisiert ist, um den sich, ändernden Eigenschaften von Potoempf anger," Sensor und Betriebseinrichtungen Rechnung zu tragen. Ein Verteiler solenoid aktiviert einen Tonerverteiler über einen Unterbrechungsmechanismus in sich erhöhenden Zeitabschnitten, und zwar abhängig von den durch den Tergleicher erzeugten Pehlersignalen. In einer bevorzugten Maschine, die einen Zwei-Sekunden-Kopierzyklus aufweist, wird der Tonerverteiler in Abhängigkeit von der Folge erzeugter Pehlersignale für 0,5; 1,0 und 1,5 Sek. aktiviert oder nicht aktiviert. Die Signalverarbeitungsschaltungen umfassen eine Digital-Analog-Schaltung, die auch in der Lage ist, eine Analog-Digital-Umwandlung durchzuführen.

Im folgenden soll ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert werden. Es zeigen:

Pig, 1 eine Seitenansicht einer erfindungsgemäßen Kopiermaschine ,

Pig. 2 ein schematisches Blockdiagramm, das das automatische Entwicklungssteuersystem gem. der Erfindung darstellt,

Pig. 3 den Jonerverteilermechani.smus nach der vorliegenden Erfindung,

Pig. 4-a und

Pig. 4b ein Schaltungsdiagramm der Signalverarbeitungsschaltungen, des Vergleichers und des Digital-Analog-Wandlers gem. Pig. 2 und die LED-Treiberschaltungen sowie die Schaltungen für die manuelle Justierung,

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31g. 5 ein Flußdiagramm für den Zustand "Untergrund abtasten", Fig. 6 ein Flußdiagramm für den Zustand "Zwischenstück abtasten" u: Fig. 7 ein Flußdiagramm für den Zustand "lonerverteiler".

Fig. 1 zeigt eine Kopiermaschine 10 mit einer Bildaufzeichnungs- r trommel 12, deren Außenumfang mit einem fotoleitenden Material beschichtet ist, das eine Bildoberfläche 13 bildet. Die !Trommel 12 ist in dem Maschinenrahmen mittels einer Welle (nicht dargestellt) drehbar gelagert und dreht sich in der durch den Pfeil 15 angedeuteten Sichtung, um die Bildfläche an mehreren Maschinenteilen oder xerografisehen Verarbeitungsstationen vorbeizubringen. Antriebseinrichtungen (nicht gezeigt) sind vorgesehen, um die Bewegungsabläufe verschiedener Maschinenbauteile zu veranlassen und zu koordinieren, damit eine getreue Wiedergabe oder ein Bild eines Originals auf einem Blatt eines End-Trägermaterials erzeugt wird.

Zu Beginn betragt die Trommel 12 die Oberfläche 13 durch eine Auflade st at ion 17, um auf der Oberfläche 13 in bekannter Weise ν für die Torbereitung der Abbildung eine elektrostatische Ladung zu erzeugen. Danach wird die !Trommel 12 zur Belichtungsstation 18 gedreht, und die aufgeladene Oberfläche 13 wird einem Lichtbild eines auf einer Auflageplatte P liegenden Originals ausgesetzt. Das Abbild des Originals entlädt selektiv die aufgeladene Oberfläche 13» um ein latentes elektrostatisches Bild zu erzeugen.

BTach der Belichtung dreht die Trommel 12 das latente elektrostatische Bild auf der Oberfläche 13 zu der Entwicklungsstation 19» und auf die Oberfläche 13 wird ein? herkömmliche Entwicklermischung mit Toner- und Prägerpartikeln aufgebracht, um das

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latente Bild sichtbar zu machen.

In einem verschieblichen Vorratsbehälter 20 liegt ein Stapel. von Blättern 16, die das End-Trägermaterial bilden. Befindet sich der Stapel in angehobener Stellung, so führt eine Blatttrennvorrichtung 21 einzelne Blätter zu einem Registriergerät 22. Dann wird das Blatt von dem Registriergerät 22 zu einer Übertragungsstation 23 gebracht, und zwar in richtiger Ausrichtung bezüglich des auf der Trommel befindlichen Bildes. Das entwickelte Bild auf der Oberfläche 13 wird innerhalb der Übertragungsstation 23 in Kontakt mit dem als End-Trägermaterial dienenden Blatt gebracht, und das entwickelte Bild wird von der Oberfläche 13 auf die hiermit in Berührung kommende Seite des Blatts übertragen.

nachdem das entwickelte Bild auf das Blatt 16 übertragen ist, xfird das Blatt mit dem entwickelten Bild zu einer Einbrennstation 24 weitertransportiert. Die Einbrennstation 24· vereinigt das übertragene Bild mit dem Aufzeichnungsblatt 16. Nach dem Einbrennvorgang wird das Aufzeichnungsblatt in eine Ausgabevorrichtung gebracht, beispielsweise in einen Behälter 25·

Obgleich der überwiegende Teil der Tonerteilchen auf das End-Trägermaterial übertragen wird, verbleiben dennoch einige Restpartikel nach der Übertragung auf der Oberfläche 13· Die restlichen auf der Oberfläche 13 verbleibenden Partikel werden von der Trommel 12 durch eine Reinigungsstation 26 entfernt. Die Teilchen können auf herkömmliche Weise mechanisch von der Oberfläche 13 entfernt werden, beispielsweise durch Verwendung einer Reinigungsklinge.

Die zu kopierenden Dokumente werden durch eine Dokumentenhandhabungseinrichtung 30 der Belichtung zugeführt. Die Einrichtung 30 umfaßt eine ein Klemmrollenpaar 31 und 32 aufweisende Transport-

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Vorrichtung. Die Klemmrollen 31 und 32 können wahlweise auseinandergebracht werden, so daß ein Originaldokument leicht zwisehen die Rollen gebracht werden kann* Die Dokumentenhandhabungseinrichtung umfaßt weiterhin eine Wartestation 33 und ein schwenkbar gelagertes Registriertor 34, um das Dokument vorzuregistrieren. Ferner ist ein Treibriemen 36 für die· Auflagefläche vorgesehen, und am entfernten Ende der Auflage- r fläche P befindet sich ein Registriergatter 37-

Das zu kopierende Dokument wird durch den Riemen 36 gegen das Gatter 37 getrieben, um das Dokument auf der Platte 14· für die Abbildungsrichtung zu positionieren. Während des Abbildungszyklus wird das Registriergatter 37' zurückgezogen. Mach dem Abbildungsvorgang wird das Dokument von der Auflageplatte P *- zu der Ablage 38 mittels des Treibriemens 36 fortbewegt. Ein Dokument-Verzögerungselement 31 ist für die Ablage 38 vorgesehen und kommt mit dem Dokument in Berührung, wenn dieses in die Ablage 38 gelangt, so daß das Dokument richtig gestapelt wird.

ν* Das Dokumenten-Handhabungssystem wird durch eine Anzahl von Sensoren betätigt. Ein durch einen Hebel betätigter Schalter (nicht gezeigt) ist kurz vor dem Spalt der Eingangs-Klemmwalzen 31 und 32 vorgesehen. Durch diesen Schalter wird die Maschine jflir den Betrieb in einer Betriebsart · "Dokument-Handhabung" vorbereitet. Ein (nicht gezeigter) Eingangssensor umfaßt vorzugsweise eine Fotozelle und ist derart angeordnet, daß er die richtige Eckpositionierung des Dokuments an der Wartestation 33 fühlt. Beim Betrieb wird das Dokumenthandhabungssystem durch Einschieben eines Dokuments in die Wartestation 33 aktiviert. Dies betätigt den Betriebsartschalter, dieser wiederum aktiviert den Eingangs-

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sensor und signalisiert der (nicht dargestellten) Logik der Maschine, daß die Herstellung einer Kopie durch das Dokument-Handhabungssystem gewünscht wird.

Ein auf der Auflagefläche P liegendes Dokument wird durch eine Lampe 40, die sich von links nach rechts zusammen mit einem gleichschnell laufenden Spiegel 41 und einem halb so schnell laufenden Spiegel 4-2 "bewegt, abgetastet. Das Bild des abgetasteten Dokuments wird von den sich mit der vollen Geschwindigkeit bewegenden Spiegel 4-1 auf den mit halber Geschwindigkeit bewegten Spiegel 4-2 auf eine Linse 4-3 projiziert. Das Bild wird von einem Lisen-Reflektionsspiegel 44- zurück durch die Linse 4-3 auf einen stationären Spiegel 4-5 geworfen und von diesem auf die Trommeloberfläche 13 reflektiert.

Eine in Fig.2 allgemein mit dem 'Bezugszeichen 46 angedeutete Kopien-Ausgabestation ist neben dem Ausgang der Einbrennstation 24· angeordnet. Das die Einbrennstation 24- verlassende Blatt 16 wird durch Ausgabewalzen an einer Sortier-Transporteinrichtung 4-7 entlang transportiert. Ein Ablenkgatter oder Schwenkfach 46 ist derart angeordnet, daß das Blatt 16 selektiv von der Sortier-Transporteinrichtung 4-7 in das Ausgabefach 25 gelenkt wird, oder daß es seine horizontale Bewegung fortsetzt. Wenn sich das 3Fach 48 in der oberen Stellung befindet, fällt das Blatt 16 in den Ausgabebehälter 25- Befindet sich das !Fach in der unteren Stellung, so wird das Blatt 16 nach vorn entlang der Sortier-Transporteinriöhtung 4-7 gelenkt, um über die Transporteinrichtung 48 zu Sorfcierfächern zu gelangen, die allgemein mit 4-7 bezeichnet sind.

Wie man aus den Pig. 1 und 2 ersieht, wird ein Verschluß 50 bei der Erregungs eines Verschlußsolenoids 52 mechanisch in den optischen Weg gebracht, um das Licht von einem Teil der Trommeloberfläche 13 in dem Zwischendokumentbereich zu blokieren.

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Der Zwischendokumentbereich wird als derjenige Teil der Trommeloberfläche 13 definiert, der aufeinanderfolgende, auf die Oberfläche 13 projizierte Bilder voneinander trennt-. Der Verschlußsolenoid 52 empfängt entsprechende Signale von der Steuerung 54-, um den Verschluß 50 in den optischen Weg zwischen den Spiegeln 44 und 45 zu bringen oder um den Verschluß 50 während des Projizierens eines Bildes eines Dokuments auf die Oberfläche 13 aus dem optischen Weg zu entfernen. Bezüglich einer detaillierteren Erläuterung der Steuerung 54sei auf die TJS-PS 4 133 611 verwiesen, auf die somit ausdrücklich Bezug genommen wird.

Während der Projektion eines Dokumentsbildes auf die Trommel-, oberfläche 13 werden Teile der Oberfläche 13 entsprechend dem Bild entladen. Dies ist durch den ilächenbereich "Verschluß unten" auf der Oberfläche 12 angedeutet, wie man in Fig. 2 erkennt. Die "Verschluß obe^'-Pläche oder "Zwischenstück-Probefläche" auf der Oberfläche 13 j die zu Anschauungszwecken hier nicht maßstabsgetreu gezeichnet ist, zeigt eine hohe positive Ladung, die auf der Oberfläche 13 verbleibt, weil der Verschluß 50 verhindert, daß Licht auf einen Bereich der Oberfläche 13, welcher dem Dokumentenzwischenraum entspricht, fällt.

Sowohl der Bereich "Verschluß oben", als auch, der Bereich "Verschluß unten" auf der Oberfläche 13, die der Dokumentabbildung bzw. einem Teil des Dokumentenzwischenraums entsprechen j werden zu der Entwicklerstation 19 gedreht und empfangen Toner von dem als magnetische Bürste ausgebildeten Entwickler 55 in Kombination mit einer Verteilerwalze oder einem Tonerverteiler 56· In der Hahe der Trommel 12 ist zwischen der Entwicklerstation 19 und der Übertragungsstation 23 ein Sensor 58 angeordnet, der den Grad oder die Menge von Toner auf einem ausgewählten Plächenbereich der Trommeloberfläche 13 fühlt. Insbesondere wird der Sensor

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derart aktiviert, daß er das Ausmaß der Entwicklung eines Teils der Oberfläche 13 in dem Dokumentenzwischenraum fühlt, der als Zwischenstück-Probefläche definiert wird.

Der Sensor 58 besitzt ein Gehäuse mit einer Leuchtdiode (LED) 60, die einen Aktivierungsimpuls von der Steuerung 54> empfängt. Das von der Leuchtdiode 60 abgegebene Licht wird von der Zwischenstück-Probefläche auf der Oberfläche 13 reflektiert und von einem Detektor 62 empfangen. Das von dem Detektor 62 kommende Signal stellt die Menge an Toner auf dem entwickelten Zwischenstück dar, und das Signal wird in einem Vorverstärker 64· verstärkt, bevor es Signalverarbeitungsschaltungen 66 zugeführt wird. DasAusgangssignal der Signalverarbeitungsschaltungen 66 stellt eine Eingangsgröße für einen Vergleicher 68 dar. Die andere Eingangsgröße des Vergleichers 68 kommt von einem auch als Analog-Digital-Wandler zu verwendenden Digital-Analog-Wandler (D/A-Wandler) 70, der gestrichelt angedeutet ist, insbesondere kommt das Signal von einem E/ER-Kettenspannungsnetzwert 72. Das Ausgangssignal des Vergleichers 68 wird in die Steuerung 54· eingegeben, und abhängig von dem durch den Vergleicher 68 erzeugen Pehlersignal erregt die Steuerung 54· den Verteilersolenoid 74·,. um den Tonervertaler oder Tonerdosierer 56 zu aktivieren.

Erfindungsgemäß ist, wie man in Pig. 2 sieht, eine automatische Entxd-ckier-Eegelschleife mit einem Sensor53 vorgesehen, wobei der Sensor ein Eingangssignal für den Vergleicher 68 liefert. Perner umfaßt die Eegelschleife den Vergleicher 68, durch den ein Pehlersignal erzeugt wird, und ein Erregersignal wird von der steuerung 54· geliefert, um die Zeitdauer der Aktivierung des Tonerverteilers 56 zu variieren. Die Zeitdauer entspricht einem bestimmten Zyklus-Tastverhältnis. Das bedeutet, daß die Zeit der Aktivierung ein vorbestimmter Prozentsatz der Maschinen-Kopierzykluszeit ist.

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Dies wird durch, die folgende Beschreibung noch deutlicher.

Der anfangs durch die Steuerung 54· aktivierte Sensor 58 mißt die tonerteilchen auf der Zwischenstück-Frobefläche in Gramm pro QuadratZentimeter, wobei diese Größe als elektrisches Signal vorliegt, das von einer Abtast- und Halteschaltung 66 empfangen wird. Der -zweite Eingang des Vergleichers 68 ist ein Bezugssignal, r~ was als digitales Signal von der Steuerung 5²J- stammt und über ^ den D/A-Wandler 70 gegeben wird. Abhängig von dem durch den Vergleiher 68 erzeugten Pehlersignal erzeugt die Steuerung 54· ein Signal, um den Solenoid 74- zu aktivieren, damit dieser den Tonerverteiler 56 steuert. Der Tonerverteiler 56 gibt auf den Magnetbürstenentwickler 55 Tonermaterial, um die Menge der auf die Oberfläche 13 gegebenen Tonerteilchen zu ändern.

Vie man aus Pig. 3 ersieht, ist der Magnetbürstenentwickler 55 in dem Entwicklergehäuse 75 an der Entwicklerstation 19 vorgesehen. Der rückwärtige Teil des Gehäuses 75 bildet einen Sammelbehälter, der einen Vorrat an Entwicklermaterial enthält. Ein (nicht dargestellter) passiver Quermischer in dem Vorratsbe- .-. hälterbereich dient dazu, das Entwicklermaterial zu mischen, und eine Transportwalze 77 hebt das Material in den oberen Teil des Gehäuses 75-

Wie dem Fachmann bekannt ist, besteht das elektrostatisch anziehende Entwicklermaterial, das für gewöhnlich in einer Magnetbürsten-Entwicklereinrichtung verwendet wird, aus pigmentiertem Harzpulver, das als Toner bezeichnet wird, sowie größeren Körnern -^ oder Eügelchen, die als Träger bezeichnet werden. TJm die notwendigen magnetischen Eigenschaften zu erzielen, besteht der Träger aus einem magnetisierbaren Material, wie beispielsweise Stahl. Aufgrund

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des durch den Magnetbürstenentwickler 55 erzeugten Magnetfeldes wird auf der Oberfläche des Magnetbürstenentwicklers 55 benachbart zu der Trommeloberfläche 13 eine Decke aus Entwicklermaterial gebildet. Von den Trägerkörnern wird Toner auf das latente elektrostatische Bild gezogen, um auf der Trommeloberflache 13 ein sichtbares Puderbild zu erzeugen.

Der Magnetbürstenentwickler 55 umfaßt eine sich drehende äußere Hülse sowie einen relativ stationären Magnet, der im Inneren der äußeren Hülse angeordnet ist. Die Hülse dreht sich bezüglich der Trommeloberflache 13 durch den Gehäuseantrieb 78. In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel besteht der Gehäuseantrieb 78 aus einer Zahnradanordnung, die mittels einer Kupplung an den Hauptantrieb der Maschine 10 angeschlossen ist. Um die Entwicklung des latenten elektrostatischen Bildes auf der Trommeloberfläche 13 55U regulieren, wird die äußere Hülse elektrisch durch eine (nicht dargestellte) Stromversorgungseinrichtung vorgespannt. Erfindungsgemäß wird das optimale Verhältnis von Toner und Trägermaterial erhalten, indem die Tonermasse auf einem entwickelten Zwischenstück DP mittels eines Sensors 58 gefühlt und ein Fehlersignal erzeugt wird.. Das entwickelte Zwischenstück DP entspricht dem "Verschluß oben"- oder "Zwischenstückprobe"-Bereich gem. Fig. 2< Das durch den Vergleicher 68 erzeugte !"ehlersignal legt die Zeitdauer der Aktiva 3rung der Verteilerwalze des Tonerverteilers 56 über den Verteilersolenoid 74- fest, um die Menge des Toners zu steuern, die aus einem gestrichelt dargestellten Vorratsmagazin 80 in das Entwicklergehäuse 75 einzugeben ist. ITm den Toner aus dem Tonervorratsmagazin 80 auszugeben, ist der drehbare Tonerverteiler 56 am unteren oder Verteilerende des Tonervorratsmagazins 80 vorgesehen und zwar am Eingang des Entwicklergehäuses 75-Bei dem Tonervorratsmagazin 80 kann es sich um ein zweckentsprechendes Behältnis für Tonermaterial handeln, das Toner in den Toner-

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verteiler gibt, um den Vorrat des loners in dem Entwicklergehäuse aufzufüllen.

Vorzugsweise besteht der Tonerverteiler 56 aus einer Schaumstoffwalze, die durch einen nockenstößel 81, der einstückig mit einem Hebelarm 82 ausgebildet ist, getrieben xri.rd. Der Nockenstößel ist schwenkbar um eine Verteilerwalze-Drehachse 84- gelagert und arbeitet in 'Abhängigkeit von dem Gehäuseantrieb 78, der die Verteiler-Antriebssteuernocke 86 antreibt. Wie man aus 3?ig. 3 v. erkennt, wird diese Bewegung durch einen Stift 88 eines ■Unterbrechungsmechanismus 90 unterbunden, wobei der Stift mit dem Hebelarm 82 in Eingriff-kommt. TJm den Stift 88 von dem Hebelarm 82 zu lösen, wird der Verteiler solenoid erregt, um den Unterbrechungsmechanismus 90 zurückzuziehen. Dies löst den Stift 88 von der Oberfläche 92 des Hebelarms 82. Das Erregen des Verteiler solenoids 74- zieht den Unterbrechungsmechanismus 90 von rechts nach links und somit den Stift 88 in eine Stellung, die in der Zeichnung gestrichelt angedeutet ist. Das Zurückziehen des Stifts 88 gibt den Hebelarm 82 frei, so daß dieser um den Verteilerwalzendrehpunkt 84- schwenkbar ist. Die freigäbe des Hebelarms 82 macht es möglich, daß der mit dem Tonerverteiler 56 in Eingriff befindliche nockenstößel 81 eine Bewegung in Abhängigkeit von der Oberfläche der Steuernocke 86 vollzieht. Die Bewegung des Hockenstößels 81 dreht den Tonerverteiler 56, wodurch Toner von dem Vorratsmagazin 80 in das Entwicklergehäuse eingegeben wird. Vorzugsweise besteht die Tonerverteilerwalze aus einem relativ porösen schwammartigen Material, und sie dreht sich, damit Tonerteilchen, die an dem schwammartigen Material hängen, in das Entwicklergehäuse 73 abgegeben werden.

In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel hat die Maschine einen 2 Sekunden dauernden Kopierzyklus. Der Verteilersolenoid 74- wird in einem bestimmten Tastverhältnis bezüglich des 2-Sekunden-Kopierzyklus erregt, abhängig von vorgegebenen aufeinanderfolgenden

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Fehlersignalen, die von dem Vergleicher 68 erzeugt werden. Liegt beispielsweise das Fehlersignal innerhalb eines ersten Bereichs, so wird der Verteilersolenoid nicht aktiviert- Liegt jedoch das Fehler signal innerhalb eines zweiten vorgegebenen Bereichs, so wird der Yerteilersolenoid für 0,5 Sek. für das erste !Fehlersignal aktiviert. Ein zweites, nachfolgendes Fehlersignal innerhalb des zweiten vorgegebenen Bereichs aktiviert des Verteilersolenoid für 1,0 Sek., und ein drittes nachfolgendes Fehlersignal innerhalb des zweiten vorgegebenen Bereichs aktiviert den Yerteilersolenoid für 1,5 Sekunden. Je langer der Yerteilersolenoid 74 aktiviert wird, desto langer dreht sich der Tonerverteiler 56, und um so mehr Tonerteilchen werden von dem Yorratsmagazin SO in das Entwicklergehäuse 75 geleitet.

Gemäß Fig. 3 umfaßt die Haschine 10 eine Steuerungs-Logiktafel 94, die die Steuerung 54· mit dem dazugehörigen Speicher aufnimmt, und es ist eine Treibertafel 96 .vorgesehen, die mit der Steuerungs-Logiktafel 94· und dem Sensor 58 elektrisch in Verbindung steht und im wesentlichen die in Fig. 4 dargestellte Schaltungsanordnung enthält.

Die Schaltung gem. Fig. 4 enthält einen Vergleicher 68, einen Digital-Analog-Wandler 70 mit einem Kettenspannungsnetzwerk 72, einen LED-Treiber 102 und die Signalverarbeitungsschaltungen 66 mit einer Abtast- und Halteschaltung 100 sowie den Schaltungen 104 A und 104 B für manuelle Justierung.

Die Steuerung der Tonerdichta auf der Trommeloberfläche 13 erfolgt auf der Grundlage der Gleichung

^VB

K,

wobei V₃ der Sensorspannung fur eine saubere Trommeloberfläche

entspricht (hierdurch wird der Untergrund oder der Bezugswert dargestellt),

V der Sensorspannung für eine durchgehende volle Pläche einer entwickelten Zwischenstückprobe entspricht, und

• K eine Konstante für eine gegebene Maschine ist, die manuell eingestellt wird,und der Einstellung eines veränderbaren Spannungsteilers 106 der Schaltung104 entspricht.

Das Steuersystem für die automatische Entwicklungssteuerung (DC) ist in vier zueinander in Beziehung stehende Zustände unterteilt, nämlich den ADC-Bereitstellungszustand, den Hintergrund-Abtastzustand (Vg), den Zwischenstückprobeflächen-Zustand (V₁₃) und den Verteiler-Steuerzustand.

Der ADC-BereitstellungszustandJwärd dadurch eingeleitet, da£ zuerst die richtige Zeilendichte für die Maschine eingestellt wird. Die richtige Zeilendichte wird im allgemeinen durch eine tfartungsperson eingestellt, und macht eine manuelle Betätigung des Tonerv^ Verteilers beim Herstellen von Kopien erforderlich. Hat man die gewünschte Kopierzeilenqualität erreicht, so wird die Maschine in einen Diagnose-Betriebszustand gebracht, was im allgemeinen durch das Einschalten eines Diagnoseschalters und durch Einfügen eines spezifischen Diagnosekodes an der Bedienerkonsole erfolgt. Als nächsten Schritt fertigt die Wartungsperson eine Kopie, und zu diesem Zeitpunkt werden die digitalen Äquivalente der Spannungen V_B χ G und Vp χ G automatisch durch den D/A-Wandler 70 erhalten und in einer Speicherstelle innerhalb der Steuerung 54 gespeichert.

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Der Ausdruck G bezieht sich auf einen vorbestimmten Verstärkungsfaktor. Die Erläuterung des Verstärkungsfaktors G und die Ermittlung der digitalen Äquivalente vrird aus der folgenden Erörterung des "Abtasten Untergrund"-Zustands deutlich. Sind einmal die digitalen Äquivalente der Spannungen V_B χ G und Vp χ G in dem Speicher gespeichert, so führt die Steuerung 54· abwechselnd diese beiden digitalen Werte dem Kettenspannungsnetzwerk 72 über die acht Eingangsleitungen Bit O und Bit 7 bei einer Prequenz von 60 Hz zu.

Im Diagnosebetriebszustand wird während der Zeit, in der die Größe VgX G dem Kettenspannungsnetzwerlc 72 zugeleitet wird, die Leitung DIVD, wie man in Pig. 2 sieht, gesetzt, um einen veränderbaren Spannungsteil 106 der manuellen Justierschaltung 104 einzuschalten. Der 'Ausgang des Kettenspannungsnetzwerks 72 stellt einen Eingang des Vergleichers 68 und weiterhin einen Eingang eines Operationsverstärkers 108 der manuellen Schaltung 104· dar. Die abxirechselnde Ausgangssgröße des Kettenspannungsnetzwerks 72 erzeugt eine 60-Hz-Rechteckwelle, deren einer Pegel dem Wert (Vjg χ G)/K entspricht und deren anderer Pegel dem Vert (Vp χ G) entspricht. Diese beiden Pegel werden um etwa 1,5 durch den Operationsverstärker 108 verstärkt und dann über die Klömme ADCIP an Erde gelegt. Unter Verwendung eines Testmeßgeräts, das an die Klemme ADCTP angeschlossen ist, verändert dLe Bedienungsperson den veränderbaren Spannungsteiler 106, bis das WechselSpannungssignal an der Klemme ADCTP WuIl wird. Ist das Wechselsignal Hull, so ist der Wert von K entsprechend der Einstellung des veränderbaren Seilers 106 derart justiert, daß gilt:

(2) V_B. χ G .

— = VxG,

K P

und das automatische Entwicklungssteuersystem ist entsprechend der Gleichung (1) vorbereitet.

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Ist einmal der Spannungsteiler 106 oder K eingestellt, so betreibt der ADC den Tonerverteiler 55 derart, daß alle nachfolgenden Werte von Tp χ G- gleich sind (V_B χ G)/K. Durch das Steuern der Dichte der vollen Fläche bezüglich des !Fotoempfängeruntergrunds werden Nebenwirkungen wie z.B. Verschmutzungen oder eine Verschlechterung der Leuchtdiode minimal gehalten, da die Steuerung nicht von dem absoluten Wert von V-g abhängt, sondern von dem Verhältnis von V_B zu Vp

In dem Zustand "Abtasten Untergrund¹¹ wird eine Untergrundprobe der Trommel oberfläche 13 genommen, während die Maschine in Abhängigkeit von dem Maschinenstart für einen Eopiervorgang anläuft. Ein von der Steuerung 54- kommender Impuls aktiviert die Signalverarbeitungsschaltungen 65 sowie die Leuchtdiode 60, wie man aus Pig. 2 ersieht. Aus Pig. 4- ist zu ersehen, daß der Impuls für die Leuchtdiode den Transistor Q 21 der LED-Treiberanordnung 102 aktiviert und weiterhin das CMOS-Übertragungsglied 110 der Abtast- und Halteschaltung 100 aktiviert. Der Transistor Q 21 bildet einen Inverterschalter," der die Schnittstelle zu der Steuerung 54· mit dem Transistor Q 20 der LED-Treiberanordnung 102 darstellt. Der Transistor Q. 20 ist ein PUP-Darlington-Leistungstransistor, der als einen Strom von 0,5 Ampere liefernde Kostantstromquelle ausgebildet und an die Leuchtdiode 60 bei dem Sensor 58 über die Leitung LED+ angeschlossen ist. Solange die an der Leuchtdiode 60 erzeugte Spannung zwischen 0 und 3,25 Volt bleibt, hält die Treib er anordnung 102 einen zu der Leuchtdiode 60 fließenden konstanten Strom aufrecht, wie er durch das Basis-Teilernetzwerk und den Emitterwiderstand des Transistors Q 20 festgelegt wird.

Wenn der von der Steuerung 54- kommende Leuchtdioden-Impuls eine logische "1" darstellt, wird die Treiberschaltung 102 freigegeben, das Übertragungsglied 110 nimmt einen niedrigohmegen Zustand ein,

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und die Ausgangsspannung des Vorverstärkers 64 des Sensors 58 lädt den Kondensator C 27 der Abtast- und Halteschaltung 100 auf. D.h., die von dem Vorverstärker 64- ausgegebene Spannung stellt die Eingangsspannung für den Spannungsfolgerpuffer 102 an der Klemme ADCS 16 dar und lädt den Kondensator 127 über das Übertragungsglied 110 auf .Wenn die Steuerung die EED-Iieitung auf eine logische "0". zurücksetzt, wird das Übertragungsglied 110 v/ieder hochohmig und speichert die von dem Vorverstärker 64 kommende Spannung im Kondensator C 27-

Die drei mit GAH" 1, GAN" 2 und GAH 3 bezeichneten Verstärkungsleitungen der Abtast- und Halteschaltung 100 sind an die Steuerung 54 angeschlossen. Befinden sich die' drei GAU-Leitungen auf einer logischen "0", so verstärkt der Operationsverstärker 114· die von dem Vorverstärker 64- des Sensor 58 kommende Spannung um einen Nennwert von 1,1. Wenn die GAIT-Leitungen binär freigegeben werden (001, 010 ... 111), wird die Verstärkung des Operationsverstärkers 114 in diskreten Schritten auf einen Maximalwert von 5j5 erhöht. Diese zuvor als G identifizierte Verstärkung wird dem System hinzugegeben, wie es zum Aufrechterhalten der Ausgangsspannung des Operationsverstärkers 114· bei 6 Volt oder mehr notwendig ist, damit Digitalisierungsfehler bei der Umwandlung minimal gehalten werden- Anders ausgedrückt: Das Ausgangssignal des Vorverstärkers 64 des Sensors 58., das in dem Kondensator 27 gespeichert ist, wird auf 6 Volt oder mehr für einen Untergrund oder die bloße Trommeloberflächenprobe gehalten.

Das Ausgangs signal des D/A-Wandlers 70 von dem Kettenspannungsnetzwerk 72 wird an den Vergleicher 68 gelegt. Der D/A-Wandler 70 gibt Spannungen ab, die ua. etwa 47 mVolt bei einer 12-Volt-Versorgung abgestuft sind·. D.h. ,bei einer 12-Volt-Versorgung ergibt sich für jede der 256 Bitkombinationen an den acht Eingangs-

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leitungen Bit O bis Bit 7 der Steuerung 54· etwa eine 4-7 mVolt betragende schrittweise Erhöhung am Ausgang des Kettenspannungsnetzwerks 72. Me analoge Ausgangsgröße des Kettenspannungsnetzwerks 72 bestimmt sich durch die von der Steuerung abgegebenen Bits O bis 7 auf den Leitungen Bit O bis 3it 7 gemäß folgender Gleichung

n=o

wobei S der positive logische Zustand (0 oder 1) von Bit η ist.

In Abhängigkeit von einer Kopierbeginn-Operation (vgl. Fig. 5) aktiviert die Steuerung 54· den LED-Treiber 102 der Abtast- und Halteschaltung 100. Nach einer Echtzeitverzögerung von 17 Befehlszyklen der Steuerung (etwa 70 MicroSekunden) wird die LED-Treiberschaltung 102 der Abtast- und Halteschaltung 100 ausgeschaltet. Am Ausgang des Operationsverstärkers 114- der Abtast- und Halteschaltung 100 erscheint eine Spannung (Tg χ 1*1)« Wie oben bereits erwähnt wurde, liefert der Operationsverstärker 114- eine Verstärkung von 1,1 bezüglich der von dem Torverstärker 164· kommenden Spannung, wenn die drei GAN-Leitungen, GAST 1, GAH2 und GAB" auf logisch "0" sind.

Dann leitet die Steuerung 54- das höchstwertige Bit (MSB) auf der Leitung Bit 7 zu dem Kettenspannungsnetzwerk 72, um den Tergleicher -68 «ine Spannung von 6 ToIt zuzuführen. Anders ausgedrückt: Eine logische "1" auf der Leitung Bit 7 und logische Hüllen auf sämtlichen anderen Leitungen, die zu dem Kettenspannungsnetzwerk 72 führen, erzeugen ein 6-Tolt-Ausgangssignal des Ketten-

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Spannungsnetzwerks 72. Wenn die Ausgangs-größe des Operationsverstärkers 114· der Abtast- und Halteschaltung 100 kleiner ist als 6 ToIt, erhöht die Steuerung 54 die GAÜT-Leitungen in "binären Schritten, bis entweder die 6-Volt-Bedingung erfüllt ist oder bis die maximale Verstärkung von 5,5 erreicht ist. I¹Ur den Eest des Kopierlaufs bleibt diese Verstärkungseinstellung fest.

Als nächstes führt die Steuerung 54 eine Analog-Digital-Wandlung mit dem D/A-Wandler 70 durch, um das digitale Äquivalent der Analogspannung Tj χ 6 zu ermitteln, wobei G die bei der vorausgehenden Operation ermittelte Verstärkung der Abtast- und Halteschaltung 100 ist. Dies wird" dadurch bewerkstelligt, daß.kontinuierlich 8-Bit-Wärter in einer vorbestimmten Frequenz zum Eingang des Kettenspannungsnetzwerks 72 geleitet werden·. In Abhängigkeit davon erzeugt das Netzwerk 72 ein sich erhöhendes Analogcignal. Venn ein binäres Wort, das in das Fetzwerk 72 eingegeben wird, am Ausgang einen analogen Wert hat, der äquivalent ist zu dem Wert Vg χ G, so stellt dieses spezielle binäre Wort das digitale Äquivalent dar. Es sollte beachtet werden, daß bei diesem Vorgang der D/A-Wandler 70 tatsächlich als Analog/Digital-Wandler und nicht als Digital/Analog-Wandler verwendet wird.

Das digitale Äquivalent von Vg χ G wird dann mit den digitalen Äquivalenten verglichen, die 2,2 Volt und 9*7 Volt entsprechen, um folgende Gleichung zu verifizieren:

(4) 2,2 V < V_B χ G < 9,7 .

Ein zwischen diesen Grenzen liegender Wert von Vg χ G verifiziert, daß das ADC-System normal arbeitet.

Liegt der Wert von Vg χ G nicht innerhalb dieser Grenzen, so nimmt das System eine Bedingung "erzwungener Brennwert" ein, um den Zustand "Zwischenstück-Probefläche¹¹ zu umgehen und die Verteilerrolle 56 zu veranlassen, für ieden 2 Sekunden dauernden

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Kopierzyklus 0,5 Sekunden lang aktiviert zu werden- In einem solchen Zustand liefert der Verteiler in den 0,5 Sekunden im allgemeinen genug Toner, um die richtige Dichte für ein Dokument mit üblicher Oberflächengestaltung. Die Bedingung "erzwungener Nennwert" wird gelöscht, wenn beim 'Start des nächsten Kopierlaufs der Wert von Τ,χ G innerhalb der spezifizierten Grenzen liegt. Ist die Gleichung (4·) erfüllt, so wird der Wert von Vg χ G in einem Speicher der Steuerung 54· gespeichert, um in dem Zustand "Zxiaschenstück-Probef lache" verwendet zu werden.

In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung weist die Maschine 10 Auswahl schalt er für helle und dunkle Kopien auf. Die Bedingung "erzwungener Kennwert" kann dadurch hervorgerufen werden, daß Vg χ G außerhalb der genannten Grenzen L" liegt oder aber auch dadurch, daß die Bedienungsperson einen der für helle oder dunkle Kopien vorgesehenen Schalter betätigt. Die Ausschaltung der ADC-Steuerung in einen Zustand, in dem helle oder dunkle Kopien ausgewählt werden, erfolgt, damit die ADC-Steuerung nicht versucht, eine tatsächlich gewünschte Intensität oder Dichte zu ändern oder zu korrigieren»

Wie man aus Pig. 6 ersieht, ist der Zustand "Zwischenstück-Probeflache" einmal während jedes Kopierlaufs eingenommen, wenn nicht die Bedingung "erzwungener Kennwert" vorliegt. In diesem Zustand wird der Verschlußsolenoid 52 am Ende jeder Abtastung betätigt, so daß das von der Abtastlampe 40 kommende Licht gesperrt wird. Das Sperren des Lichts verursacht, daß auf der Trommeloberfläche 13 in dem Zwischendokumentraum (vgl. Pig. 3) ein aufgeladenes latentes Zwischenstück LP verbleibt. Die Fotoempfängertrommel 12 dreht sich, und das Zwischenstück LP wird in der Entwicklerstation 19 entwickelt.

Während der Mittenabtastung im nächsten Kopierzyklus wird das entxinLcIeelte Zwischenstück DP direkt über dem Sensor 58 gedreht. Wenn das entwickelte Zwischenstück DP in der Mitte ist, gibt

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die Steuerung 54 die IiED-Ir eib er anordnung 102 und die Abtast- und Halteschaltung 100 für 17 Steuerungszyklen oder etwa 70 Mikrosekunden frei. Der Wert der Verstärkung G der Äbtast- und Balte schaltung 100 bleibt derselbe wie der Wert, der im Zustand "Abtasten Untergrund" ermittelt xfurde. Nach Ablauf der 70 Mikrosekunden werden der LSD-Treiber 102 und die Abtast- und Halteschaltung 100 abgeschaltet und am Ausgang des Operationsverstärkers 14- der Schaltung 100 erscheint die Spannung Vp χ G.

Dann leitet die Steuerung 54 dasjenige Digitaliiort von dem Speicher der Steuerung 54- -zu dem Kettenspannungsnetzwerk 72, das der Analogspannung Vg χ G entspricht. Gleichseitig wird (vgl. Pig· 5) die Leitung DIVD freigegeben. Hierdurch ist der analoge Ausgang des Kettenspannungsnetzwerks 72 durch den in der oben erläuterten Weise während des Vorberextungszustandes voreirgestellten Wert K geteilt. Daher wird dem Vergleicher 58 als eine Eingangsgröße die durch K geteilte Spannung Vg χ G zugeführt. Der andere Eingang des Vergleichers 68 empfängt die Spannung Vp χ G von dem Operationsverstärker 114. D.h., die Spannungen Vp χ G und (Vg χ G)/K werden verglichen. Ist (Vg χ G)/E kleiner, was eine geringe Dichte der ausgefüllten oder vollen Fläche bedeutet, wird ein IPehlerregister in der Steuerung 54- erhöht. Beim nächsten Kopierlauf wird mehr Toner hinzugefügt. Ist die Spannung (jT-g χ G)/E größer, was ausreichenden Toner anzeigt, so wird das Fehlerregister in der Steuerung 54- gelöscht, und der Tonerverteiler 56 wird abgeschaltet, bis ein nachfolgender Vergleich" anzeigt, daß mehr Toner erforderlich ist. Im Zustand "Verteilersteuerung" (vgl. Pig. 7) wird die in dem Pehlerregister innerhalb der Steuerung 54 gespeicherte Information zu einem ebenfalls in der Steuerung 54 vorgesehenen Verteilerregister übertragen. Dies geschieht zu Beginn ^edes Abtastzyklus. Das Verteilerregister enthält eine Zahl, welche die Zahl vorausgehender aufeinanderfolgender Kopierzyklen angibt, bei denen die dichte Spannung Vp χ G der Zwischenatückprobefläche größer war als der Bezugswert (Vg χ G)/E. Die Zwischenstück-Probeflächendichte stellt die Einheit Toner (Gramm.) pro Quadratzentimeter

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dar- Ist daher die Zwischenstückdichte niedrig, dann ist Vp χ G größer als CT-g x G)/E. D.h., die Zwischenstückspannung V_p χ G ist" umgekehrt proportional zu der Tonerdichte oder der entwickelten Tonermasse. · ' ·

."*^v ; Abhängig von der Zahl in dem Verteilerregister wird der Tonervj3 verteiler 56 zu Beginn der Abtastung für eine bestimmte Ατ^βΤιΤ von Sekunden aktiviert. Insbesondere wird jedesmal, wenn die Spannung Vp χ G für die Zwischenstück-Probefläche größer ist, .-% für aufeinanderfolgende Kopien der Tonerverteiler 56 in der oben ;.f erläuterten Weise für Anwachsen des Zeitabschnittes von 0,5 bis

1,5 Sekunden aktiviert· D.h., bei der ersten Feststellung, daß ·■ ". die Tonerdichte in dem Zwischenstück niedrig ist, wird der Ver-Y teiler 56 für 0,5 Sekunden aktiviert· Ist festgestellt worden, ~ _t . daß die (Eonerdichte auf dem Zwischenstück bei zwei aufeinander- g*- folgenden Lesevorgängen durch den Sensor 58 niedrig ist, wird «£ . der !Donerverteiler 56 für.1 Sekunde aktiviert. Ist festgestellt ■% wordexu" daß die Dichte in dem Zwischenstück bei drei aufeinander-

isfe. folgenden Eopierzyklen niedriger ist, so wird der Tonerverteiler 56 für 1,5 Sekunden aktiviert. Liegen jedoch mehr als drei aufeinanderfolgende-Messungen vor, die ergeben, daß die !Donerdichte in der-Zwischenstrück-Probeflache gering ist, so. wird auch dann die !Eonerverteilerwalze 56 lediglich für 1,5 'Sekunden aktiviert. Anders ausgedrückt: Die Sonerverteilersteuerung ist auf dem Eopierzyklus insoweit bezogen,, als der Tonerverteiler 56 für einen bestimmten Bruchteil der Kopierzykluszeit in Abhängigkeit derart aufeinanderfolgender Ausgangsgrößen des Vergleichers 68 aktiviert wird. Anders ausgedrückt: Die Tonerverteilersteuerung ist "aus- · ,·

verteilten oder dosierten iDonermaterials wird minimiert, bis auf-

|fv geschaltet" oder "proportional-eingeschaltet", und die Menge des

gelaufene Pehlersignale einen größeren Tonerverbrauch anzeigen

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Claims

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A. GRÜNECKER

H. KINKELDEY

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W. STOCKMAIR

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P. H. JAKOB

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G. BEZOLD

8 MÜNCHEN 22

MAXIMIUANSTHA»»« 43

P 14 838 20. März 1980

Automatische Steuerung für Entwickler-Verteilervorriciitung

Patentansprüche

1. Tonerverteilervorrichtung mit Steuerschaltung für eine elektrostatische Kopiermaschine, die eine Anordnung zum Zuführen von Entwicklermaterial zu belichteten Bildern auf einem Foto empfänger aufweist, um auf diesem Tonerbilder zu erzeugen, gekennzeichnet durch

einen Tonerbehälter (80),

eine Vorrichtung (56) zum Verteilen von Toner aus dem Tonerbehälter (80) in den Entwickler (55), um das Entwicklermaterial

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TKL MCON *Ο·Β)

mit Toner aufzufüllen, ein der Verteilervorrichtung (56) zugeordnetes Betätigungsgerät (81, 82, 8A-, 85) zum Steuern der Tonerzufuhr zu dem Entwickler,

eine Einrichtung (40, 42, 44, 50), um auf einem Teil des Fotoempfängers (13) ein elektrostatisches Bild zur Ent- ^- wicklung durch den Entwickler zu erzeugen, eine Anordnung (58) ___. zum Fühlen der Entwicklermaterialmenge auf einer entwickelten Zwischenstückprobefläche des Fotoempfängers (13) und zum Erzeugen einer entsprechenden Ausgangsgröße,

eine Einrichtung (68) zum Vergleichen der Ausgangsgröße mit einem voreingestellten Bezugswert und zum Erzeugen eines Fehlersignals,

eine Einrichtung (54·)» die bestimmt, daß aufeinanderfolgende Fehlersignale eine geringe Menge entwickelter Tonermasse auf dem Fotoempfänger (13) "bedeuten, und eine auf die Fehlersignale ansprechende Einrichtung (74) zum Betätigen der Verteilervorrichtung (56)» mit einer Einrichtung (54), um die Verteilervor- Γ , richtung (56) in Abhängigkeit der aufeinanderfolgenden Fehlersignale für eine bestimmte Zeitdauer zu betätigen.

2. Kopiermaschine, ge kennzeichnet durch einen Fotoempfänger (13), eine Einrichtung (17, 40, 41, 42, 44, 45), um auf dem Fotoempfänger (13) ein latentes Bild zu erzeugen,-einen Entwickler (55) zum Aufbringen von Toner auf das latente Bild, eine Tonerverteilungsvorrichtung (56), um dem Entx/ickler (55) Toner zu liefern, einen Sensor (58) zum Erzeugen eines für die entwickelte Tonermasse repräsentativen Signals, und einer Einrichtung (54, 74) zum Aktivieren der Tonerverteilervorrichtung für bestimmte Zeitperioden in Abhängigkeit von dem Sensorsignal.

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3- Kopiermaschine nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet , daß das Sensorsignal entweder eine geringe Qtonerkonzentration oder eine hohe !Donerkonzentration darstellt, und daß die Einrichtung (54·, 74·) zum Aktivieren der iOonerverteilervorrichtung auf aufeinanderfolgende Signale, welche geringe entwickelte lonermasse bedeuten, anspricht.

.-. Kopiermaschine nach Anspruch 3» dadurch gekennzeichnet , daß die Einrichtung zum Aktivieren der CDonerverteilervorrichtung (56) auf ein erstes geringe Tonermasse "bedeutendes Signal anspricht, um die Verteilervorrichtung für 0,5 Sek. zu aktivieren, auf zwei aufeinanderfolgende jeweils geringe entwickelte ^onermasse bedeutende Signale ansprechende Einrichtung, um die Verteilervorrichtung (55) für eine Sekunde zu aktivieren und auf drei aufeinanderfolgende, jeweils geringe entwickelte Tonermasse bedeutende Signale anspricht, um die Sonerverteilervorrichtung für 1,5 Sek. zu aktivieren.

>. Kopiermaschine nach Anspruch 3, die eine vorgegebene Kopier-Zykluszeit aufweist, dadurch gekennzeichnet , daß die Einrichtung (54-, 74) zum Aktivieren der 5Conerverteilervorrichtung (56) auf ein eine geringe entwickelte Tonermasse bedeutendes Signal anspricht, um die OJonerverteilervorrichtung für einen Zeitausschnitt der Kopier-Zykluszeit zu aktivieren.

». Kopiermaschine nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet , daß das Aktivieren der lonerverteilervorrichtung in sich erhöhenden Zeitperioden erfolgt.

'. Kopiermaschine nach einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet , daß ein Vergleicher (68) und ein Digital-Analog-Netzwerk (70) vorgesehen sind, daß der Sensor (58) dem Vergleicher (68) eine Eingangsgröße zuführt, die repräsentativ ist für die Messung der entwickelten Tonermasse auf dem Eotοempfänger (13), und daß das Digital-Analog-Metzwerk ein Bezugssignal liefert,

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das repräsentativ ist für einen nicht entwickelten Abschnitt des Fotoempfängers (13)-

8. Tonerverteilervorrichtung mit Steuerschaltung für eine elektrostatische Kopiermaschine, die einen Entwickler aufweist zum Zuführen von Entwicklermaterial zu belichteten Bildern auf einem Foto empfänger, um auf diesem Tonerbilder zu erzeugen, g e k e η η

^ zeichnet durch

einen Tonerbehälter (80),

eine Vorrichtung (56) zum Verteilen von Toner aus dem Tonerbehälter (80) in den Entwickler, um das Entwicklermaterial mit Toner aufzufüllen, ein der Verteilervorrichtung (56) zugeordnetes Betätigungsgerät (81, 82, 84, 86) zum Steuern der Tonerzufuhr.in den Entwicklermechanismus, eine Einrichtung (40, 42, 44, 50), um auf einem Teil des Fotoempfängers (13) ein elektrostatisches Bild zur Entwicklung durch den Entwickler zu erzeugen, eine Anordnung (58) zum Fühlen der Entwicklermaterialmenge auf einer entwickelten Zwischenstückprobefläche des Fotoempfängers (13) und zum Erzeugen -c einer entsprechenden Ausgangssgröße, eine Einrichtung (68) zum Vergleichen der Ausgangsgröße mit einem vorangestellten Bezugswert und zum Erzeugen eines Fehlersignals, eine auf das Fehlersignal ansprechende Einrichtung (74) zum Betätigen der Verteilervorrichtung (56), mit einer Einrichtung (54), um die Verteilervorrichtung (56) in Abhängigkeit eines vorgegebenen Sensor-Ausgangssignals für eine vorgegebene Zeitdauer zu betätigen.

9- Verfahren zum automatischen Steuern eines Entwicklersystems in einer Kopiermaschine, die einen Fotoempfänger, eine diesem Toner zuführende Entwicklervorrichtung sowie eine Tonerverteilervorrichtung aufweist, die der Entwicklervorrichtung Toner liefert, gekennzeichnet durch folgende Schritte:

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Speichern eines Bezugssignals, das repräsentativ ist für eine nicht entwickelte SOtoempfängeroberflache,

Ermitteln eines Signals, das repräsentativ ist für entwickelte Tonermasse auf dem Fotoempfanger,

Vergleichen des Bezugssignals mit dem für die entwickelte Tonermasse repräsentativen Signal und Erzeugen eines Fehlersignals, welches relativ geringe entwickelte Tonermas'se bedeutet ,

Analysieren der geringe entwickelte Tonermasse repräsentierenden Fehlersignale, und

Aktivieren der Tonerverteilervorrichtung in vorgegebener Weise, um in Abhängigkeit der Aufeinanderfolge geringe Tonerkonzentration bedeutender Signale der Entwicklervorrichtung Toner zuzuführen.

>. Verfahren nach Anspruch 9> dadurch gekennzeichnet , daß die Kopiermaschine einen zwei Sekunden dauernden Kopierzyklus aufweist und die Tonerverteilervorrichtung für 0,5, 1,0 und 1,5 Sekunden aktiviert wird, abhängig von aufeinanderfolgenden "Fehlersignalen, die in Ziff. 1, 2 bzw- 3 aufeinanderfolgende "Niedrig"-Signale darstellen.

. Verfahren nach Anspruch 9» dadurch gekennzeichnet , daß eine Verstärkungsschaltung derart eingestellt wird, daß das Bezugssignal auf einen Bezugswert justiert wird, und daß eine Digital-Analog-Schaltung dazu verwendet wird, eine Analog-Mgital-Darstellung des iJezugswertes zu erhalten, um dadurch eine digitale Darstellung des Bezugswertes zu ermitteln.

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12. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet , daßbeim Vergleichen die digitale Barstellung des Bezugswertes mittels der Digital-Analog-Schaltung in ihren analogen äquivalenten Wert umgewandelt wird und mit Analogsignalen verglichen wird, welche Messungen von entwickelten Bereichen des Potoempfängers darstellen.

13- Verfahren nach Anspruch 9» dadurch g e k e η n- C zeichnet , daß hei dem Vergleichen folgende Schritte durchgeführt werden:

Ermitteln einer Verstärkungskonstanten G für die automatische Entwicklersteuerung,

Festlegen einer System-Justierkonstanten E und

Vergleichen der Werte (Vg χ G) / E und (Vp χ G); wobei V_ß das Beaugssignal und Vρ das der entwickelten Tonermasse entsprechende Signal darstellen.

14·. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekannzeichnet , daß die Eonstante E die Justierung eines veränderbaren Spannungsteiles darstellt, der vor der automatischen Entwicklungssteuerung manuell- eingestellt wird.

15- Tonerverteilervorrichtung für eine elektrostatische Kopiermaschine, die einen Entwicklermechanismus aufweist, um "belichteten Bildern auf einem Potοempfänger Toner zuzuführen und darauf Tonerbilder zu erzeugen, gekennzeichnet durchs einen Entv/icklermechanismus-Antrieb, einen Tonerbehälter (80), wobei die lonerverteilervorrichtung das Entwicklermaterial mit Toner auffüllt, einen Antrieb für deii Tonerverteiler (56), einen den Antrieb des Tonerverteilers außer Wirkung setzenden TJhterbrechungsmechanismus (82, 88, 89), und eine Einrichtung (74·)» um. den ■Unterbrechungsmechanismus während vorgegebener Zeitperioden zum Aktivieren des Antriebs des Tonerverteilers zu aktivieren.

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16. Vorrichtung- nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet , daß der Antrieb des Tonerverteilers der Antrieb des Entwicklermechanismus ist.

17· Vorrichtung nach Anspruch 15» dadurch gekennzeichnet , daß ein Hauptmaschinenantrieb vorgesehen ist, daß der Antrieb für den Entwicklermechanismus mechanisch mit dem Hauptmaschinenantrieb verbunden ist, und daß eine IFolgeanordnung (81) vorgesehen ist, die den Antrieb (78) des Entwicklermechanismus und dieTonerverteilervorrichtung (56) verbindet, und daß der Unterbrechungsmechanismus (88) an die Polgeanordnung (81) angeschlossen ist, um eine Bewegung der iDonerverteilervorrichtung (56) verhindern zu können.

18. Vorrichtung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet , daß mit dem Antrieb (78) des Entwicklermechanismus ein Steuernocken (68) verbunden ist, daß der Unterbrechungsmechanismus einen Stift (88) aufweist, und daß die Eolgeanordnung einen ersten an den Steuernocken (86) gekoppelten Arm (81) sowie einen an dem Stift (88) angreifenden zweiten Arm (82) aufweist, um die Bewegung der iDonerverteilervorrichtung (56) zu hemmen, und daß das Aktivieren des Unterbrechungsmechanismus den Stift (88) von dem zweiten Arm (82) löst.

9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 15 bis 18, dadurch gekennzeichnet , daß ein Sensor (58) und eine einen Vergleicher (68) aufweisende Steuerung (54-) vorgesehen sind, um Signale zu erzeugen, die repräsentativ sind für geringe entwickelte lonermasse, und daß die Signale den Unterbrechungsmechanismus niert aktivieren, um eine Bewegung der lonerverteilervorrichtung (56) zu ermöglichen.

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20. Tonerverteilervorrichtung für eine elektrostatische Kopiermaschine, die einen Entwicklermechanismus zum Zuführen von Toner zu "belichteten Bildern auf einem Fotoempfänger aufweist, um auf dem Potoempfanger Tonerbilder zu erzeugen, gekennzeichnet durch einen Tonerbehälter (80), eine Vorrichtung (56) zum Verteilen von Toner aus dem Behälter (80) in den Entwicklermechanismus (55) ·> um das Entwicklermaterial mit Toner aufzufüllen, wobei die Tonerverteilervorrichtung durch den Entwicklermechanismus angetrieben wird und ein Dhterbrechungsmechanismus (81, 82, 86, 88) der Tonerverteilervorrichtung (56) zugeordnet ist, um die Zufuhr des Toners zu dem Entwicklermechanismus (55) zu steuern, wobei der Unterbrechungsmechanismus in einer ersten Stellung die Zufuhr des Toners zu dem Entwicklermechanismus verhindert, eine Einrichtung (?6) zum Entxiickeln einer Zwischenstück-Probefläche (DP) auf dem Pot ο empfänger (13)» eine Anordnung (58) zum Fühlen der Henge des Tonermaterials auf der Zwischenstück-Probefläche und zum Erzeugen eines entsprechenden Ausgangssignals, eine Einrichtung (68) zum Vergleichen des Ausgangssignals mit einer vorangestellten Bezugsgröße,um ein Fehlersignal zu erzeugen, und eine auf das Fehlersignal ansprechende Einrichtung (54-, 7*0 zum ( Aktivieren des Unterbrechungsmechanismus, der in eine zweite Stellung bewegt wird, um die Verteilervorrichtung in Abhängigkeit des Fehler signal s für eine bestimmte Zeitdauer zu aktivieren.

21. Vorrichtung nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet·, daß der Unterbrechungsmechanismus in Abhängigkeit aufeinanderfolgender Fehlersignale für eine bestimmte Zeitdauer in die zweite Stellung bewegt wird.

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