DE3033695C2 - Regelungsvorrichtung für die Tonerkonzentration des Entwicklers in einem elektrostatischen Kopiergerät - Google Patents
Regelungsvorrichtung für die Tonerkonzentration des Entwicklers in einem elektrostatischen KopiergerätInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine Regelungsvorrichtung für so die Tonerkonzentration des Entwicklers in einem
elektrostatischen Kopiergerät der im Oberbegriff des Anspruchs 1 angegebenen Gattung.
Der flüssige Entwickler, wie er bei manchen elektrostatischen Kopiergeräten eingesetzt wird, weist
einen flüssigen Träger sowie Tonerteilchen auf, die in dem Träger dispergiert sind. Im Verlaufe der Entwicklung
werden nur die Tonerteilchen verbraucht, während der Gehalt an Träger praktisch konstant bleibt. Deshalb
muß im Verlaufe des Betriebs in bestimmten Zeitabständen neuer, flüssiger Toner zugesetzt werden, um den
Verbrauch der Tonerteilchen auszugleichen.
Mit zunehmendem Verbrauch der Tonerteilchen, d. h, zu geringer Konzentration der Tonerteilchen in dem
flüssigen Entwickler, ändert sich auch die Dichte der erhaltenen Kopie, so daß verschiedene Gegenmaßnahmen
entwickelt worden sind; es wurde beispielsweise vorgeschlagen, die Tonerkonzentration kontinuierlich
zu messen und sie durch gelegentliche Zuführung von frischen Tonerteilchen auf einem konstanten Wert zu
halten. Damit lassen sich jedoch die Verringerungen der Dichte der Kopie aufgrund der sogenannten »Ermüdung«
des Toners und einer Verschmutzung des Trägers, wie sie nach einer gewissen Betriebszeit
auftreten, nicht erfassen.
Eine Regelungsvorrichtung für die Tonerkonzentration des Entwicklers in einem elektrostatischen
Kopiergerät der angegebenen Gattung ist aus der DE-AS 27 29 678 bekannt und weist einen Jehälter zum
Aufnehmen eines flüssigen Entwicklers mit einem flüssigen Träger und Tonerteilchen, die in dem Träger
dispergiert sind, weiterhin eine erste Fühleinrichtung zum Fühlen eines elektrischen Parameters des Entwicklers,
eine zweite Fühleinrichtung zum Fühlen der optischen Durchlässigkeit des Entwicklers, eine Zuführeinrichtung
zum Zuführen zusätzlicher Tonerteilchen in den Entwickler und eine Steuereinrichtung zum Steuern
der Zuführeinrichtung in der Weise auf, daß dem Entwickler zusätzlicher Toner zugesetzt wird.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Regelungsvorrichtung für die Tonerkonzentration des
Entwicklers der angegebenen Gattung zu schaffen, die auch bei längerem Betrieb, also über einen großen
Zeitraum, die Einstellung einer Tonerkonzentration gewährleistet, die wiederum zu konstanten Dichten der
erhaltenen Kopien führt.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 angegebenen
Merkmale gelöst.
Zweckmäßige Ausführungsformen sind in den Unteransprüchen zusammengestellt.
Die mit der Erfindung erzielten Vorteile beruhen einerseits auf der kontinuierlichen Überwachung von
zwei Parametern des Entwicklers, die sich als besonders *5
wesentlich herausgestellt haben, nämlich einmal der elektrische, spezifische Widerstand des Entwicklers und
zum anderen seine optische Durchlässigkeit In Abhängigkeit von den aktuellen Werten dieser beiden
Parameter wird die Zuführeinrichtung so gesteuert, daß die optische Durchlässigkeit auf einem Wert gehalten
wird, der eine vorgegebene Funktion des spezifischen Widerstandes ist. Dadurch kann insgesamt auch bei
einer Änderung der Eigenschaften des Entwicklers, beispielsweise aufgrund einer Ermüdung der Tonerteilchen
oder einer Verschmutzung des Trägers, eine Tonerkonzentration eingehalten werden, die zu einer
konstanten Dichte der erhaltenen Kopien führt, wie noch erläutert werden soll.
Etwaige Ermüdungen der Tonerteilchen und Verschmutzungen des Trägers werden also selbsttätig
kompensiert, so daß auch über einen längeren Zeitraum einwandfreie Kopien geliefert werden.
Die Erfindung wird im folgenden anhand von Ausführungsbeispielen und unter Bezugnahme auf die
schematischen Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt
Fig. 1 ein Äquivalenz-Schaltbild zur Erläuterung des
Grundprinzips der Regelvorrichtung, F i g. 2 eine Prinzipskhze des elektrischen Teils der
Regelungsvorrichtung,
Fig.3 eine Kurvendarstellung zur Erläuterung der
Funktionsweise einer solchen Regelur.gsvorrichlung,
Fig.Λ ein Blockdiagramm de«= Grundaufbaus einer
solchen Regelungsvorrichtung,
F i g. 5 den Grundaufbau des elektrischen Teils einer weiteren Ausführungsform einer Regelungsvorrichtung,
F i g. 6 Kurvendarstellungen zur Erläuterung der Funktionsweise der Ausführungsform nach F i g. 5,
F i g. 7 eine weggeschnittene, perspektivische Ansicht einer Ausführungsform einer Fühleinrichtung für den
elektrischen, spezifischen Widerstand des Entwicklers,
Fig.8 eine Explosionsansicht eines Schaberrings dieser Fühleinrichtung,
Fig.9a bis 9e Seitenansichten zur Erläuterung der
Funktionsweise der Fühleinrichtung,
Fig. 10a —1Od Seitenansichten zur Erläuterung der
Funktionsweise einer abgewandelten Ausführungsform einer Fühleinrichtung,
Fig. 11 — 17 Kurvendarstellungen zur Erläuterung
der Funktionsweise der Regelungsvorrichtung,
Fig. 18 ein Blockdiagramm zur Erläuterung der Funktionsweise der Regelungsvorrichtung,
Fig. 19 eine Seitenansicht einer weiteren Ausführungsform
einer Fühleinrichtung,
F i g. 20 eine Draufsicht auf die Fühleinrichtung nach
F i g. 19, und
Fig.21 eine Explosionsansicht der Fühleinrichtung
nach Fig. 19.
Ein herkömmliches Verfahren zur Einstellung der Dichte der Kopie weist einen photoelektrischen
Wandler für die Messung der Durchlässigkeit des flüssigen Entwicklers auf; die Konzentration des
flüssigen Entwicklers, also der Anteil der Tonerteilchen in bezug auf den flüssigen Träger, wird durch den
photoelektrischen Wandler überwacht und auf einem konstanten Wert gehalten. Ein Problem bei einer
solchen Ausgestaltung der Regelung liegt darin, daß sich eine konstante Tonerkonzentration bzw. Tonerdichte
nicht immer in einer konstanten optischen Dichte der reproduzierten Kopien widerspiegelt, da sich im Laufe
der Zeit, also bei der Herstellung vieler Kopien, der spezifische Widerstand des flüssigen Trägers des
Entwicklers allmählich verringert.
Bei einem weiteren Verfahren wird eine Wechselspannung an Elektroden angelegt, die sich in dem
flüssigen Entwickler befinden; dabei wird die Entwicklerdichte in Abhängigkeit von dem Strom geregelt, der
durch den Entwickler fließt und von den Elektroden erfaßt wird. Auch hier gibt es Probleme, weil die
Tonerdichte und daher die optische Dichte der fertigen Kopie bei einer Verringerung des spezifischen elektrischen
Widerstandes des flüssigen Trägers allmählich abnehmen.
Im folgenden soll eine Regelungsvorrichtung für die Tonerkonzentration des Entwicklers erörtert werden,
welche die optische Dichte dadurch konstant hält, daß die optische Soll-Durchlässigkeit des flüssigen Trägers
auf einem Wert gehalten wird, der eine vorgegebene Funktion des spezifischen elektrischen Widerstandes
des flüssigen Entwicklers ist.
Allgemein kann bei einem elektrostatischen Kopierverfahren
die Entwicklung durch die in F i g. 1 dargestellte, äquivalente Schaltung erfaßt werden. In
Fig. 1 bedeuten Qo die Ladungsmenge auf einer
lichtempfindlichen Fläche 31, beispielsweise einer photoleitfähigen Trommel, C die Kapazität des
lichtempfindlichen Elements 31, Vo das Ladungspotential
auf dem Element 31, Rt den Widerstand der Tonerteilchen des flüssigen Entwicklers und Rs den
Widerstand des flüssigen Trägers. Der Entwicklungsgrad läßt sich durch die folgenden Beziehungen
ausdrücken über die Ladungsmenge Qt, die durch einen Widerstand R fließen kann, wenn ein Schalter 32 für t
Sekunden geschlossen wird:
Q = CV
Q - &-J/df
V
Gl. (1)
Gl. (2)
Gl. (2)
Gl. (3)
worin Q die auf dem fotoempfindlichen Teil 31 nach f
Sekunden abgesetzte Ladung, V ihr Potential und i den Strom, der durch die Schaltung fließt, bedeutet.
Diese Gleichungen (2) und (3) liefern den Strom /" als
t
RC
RC
Gl. (4)
worin
10
Rs+Rt
Daher wird der Strom iT, der durch den Wiederstand
Är fließt, ausgedrückt als
15 e -
t
RC
Gl. (5)
Dann wird die Ladung Q7-, die durch den Widerstand
RT fließt, erhalten als
exp
Rr Rs- C RT+Rs
Gl. (6)
Aus Gleichung (6) wird versländlich, daß, da die Kapazität C, das Ladungspotential Vo und die Entwicklungszeit
t üblicherweise konstant sind, die Ladung Qt und daher die Menge M an Tonerablagerung konstant
bleiben wird, wenn die Widerstände found Ar konstant
gehalten werden. Unter diesen Bedingungen wird die Dichte des reproduzierten Bildes konstant werden.
Versuche haben jedoch gezeigt, daß der Widerstand Rs fortschreitend abnimmt, wenn der Kopierzyklus wiederholt
wird.
Diese Abnahme im Widerstand wird teilweise durch Lösung eines Teils des Harzes, das den Toner bildet, in
den Träger und teilweise durch Einmischen von Komponenten des Aufzeichnungspapiers in den Entwickler,
was kombiniert den Widerstand des Trägers herabsetzt, herbeigeführt.
Währenddessen wird die Tonerdichte im Entwickler durch eine Einrichtung, die üblicherweise als Tonerdichtefühler
bezeichnet wird, auf einem konstanten Pegel gehalten, und der Widerstand RT bleibt konstant. So
verursacht, wie auch aus Gl. (6) erkannt werden kann, die Abnahme bei der Ladung Qreine Verminderung der
Bilddichte, wenn die Anzahl der Kopien sich erhöht
Im Hinblick hierauf erwägt dh vorliegende Erfindung
das Verhältnis
Rt+Rs
Flüssigentwicklers. Dieses Prinzip baut auf auf den Beziehungen:
55
durch Veränderung des Widerstandes Rt gemäß dem sich ändernden Widerstand Rs konstant zu halten. Es ist
allgemein verbreitet, den Widerstand Rt durch Messen
eines Stromes, der durch die Elektroden fließt und durch eine Gleichspannungsquelle geliefert wird, zu bestimmen.
Bei diesem Verfahren werden jedoch Tonerteilchen elektrisch während jeder Messung auf den
Elektroden abgeschieden, und machen die Elektroden für eine weitere Messung ungeeignet, wenn sie nicht
gereinigt werden. Die Erfindung bestimmt daher die Tonerdichte durch Messen der Durchlässigkeit des
Widerstand RT ~
Durchlässigkeit
Tonerdichte
1
Tonerdichte
Tonerdichte
Der Widerstand Rs andererseits kann durch Anlegen
einer Wechselspannung an die Elektroden und Messen des durch sie fließenden Stromes bestimmt werden.
Eine elektrische Schaltung um die Erfindung durchzuführen, wird unter Bezugnahme auf F i g. 2 beschrieben.
Wie gezeigt weist die Schaltung erste und zweite Gleichrichter 33 und 34 auf, die jeder geeignet sind,
einen Wechselstrom in einen Gleichstrom umzuwandeln. Das Bezugszeichen 36 bezeichnet einen Behälter
für Flüssigentwickler, in den ein Paar Plattenelektroden 37, eine Lampe, die durch den Gleichstromausgang des
Gleichrichters 33 mit Strom versorgt wird, und ein CdS-Elen-.cr.t oder fotoelektrischer Wandler 39, der von
der Lampe 38 durch den Entwickler ausgesandtes Licht empfängt, eingetaucht sind. Die Schaltung weist auch
Umschalt-Schalter 41 bis 44 auf, die zusammen in
Antwort auf Steuersignale betätigt werden, sowie einen Operationsverstärker 46, Transistoren 47 und 48, die in
einer Darlington-Anordnung mit dem Operationsverstärker 46 verbunden sind, um ein Solenoid 49 und ein
Relais 51 zu betätigen, veränderliche Widerstände 52 und 53 um den Dichtepegel des Entwicklers zu steuern
und einen veränderlichen Widerstand 54, um den Widerstand des Entwicklers zu bestimmen.
Der Schalter 41 ist so ausgelegt, daß er die Fühler ■umschaltet, die Schalter 42 und 43 werden verwendet,
um den Bezugspegel zu ändern, und der Schalter 44 ist dazu da, selektiv eine Tonerzuführvorrichtung 56 und
eine Flüssikeitsdichtewählvorrichtung in Betrieb zu
setzen. Das Relais 51 weist einen Satz von Relaiskontakten51abis51cauf.
Bei dieser Schaltungsanordnung wird der Operationsverstärker
46 durch den Schalter 41 umgeschaltet zur Messung des spezifischen Widerstands der Flüssigkeit
und der optischen Dichte. Wann immer sie an Spannung gelegt wird, beginnt die Schaltung ihre Tätigkeit vom
ersten Pegel aus und vergleicht dauernd einen momentanen Pegel mit dem anfänglich eingestellten
Pegel; wenn der Schalter 41 sich in dein in Fig.2 gezeigten Zustand befindet, ist die Lampe 38 angestellt
und die durch den Toner hindurch übermittelte Lichtmenge wird durch CdS-Element 39 gefühlt. Dem
Operationsverstärker 46 wird die Brückengleichgewichtsspannung eines Widerstands 57 und des Widerstands
des CdS-Elements 39 und eines Widerstands 58 und veränderlichen Widerstands 53 und eines Widerstands
59 und veränderlichen Widerstands i>3 zugeführt. Wenn sich der Schalter 41 im entgegengesetzten
Zustand befindet, ist das CdS-Element 39 ausgeschaltet, und die Wechselspannung, die durch die Messung des
spezifischen Widerstands der Flüssigken durch die Elektroden 37 geliefert wird, wird an den Operationsverstärker
46 über einen Schaltkontakt 41a und einen Widerstand 61, nachdem sie durch den Gleichrichter 34
gleichgerichtet wurde, angekoppelt und dadurch mit dem Bezugswert verglichen, der durch die veränderlichen
Widerstände 52 bis 54 bestimmt wird. Während der Messung der optischen Dichte der Flüssigkeit sind
die Kontakte der einzelnen Schalter 41 bis 44 wie in F i g. 2 eingestellt. Wenn unter dieser Bedingung der
Operationsverstärker 46 ein Betätigungssignal erzeugt, werden die Transistoren 47 und 48 in der Darlington-Verbindung
in Betrieb gesetzt um das Solenoid 49 anzutreiben und die Lampe 62 anzustellen. Ein
Bezugspegel wird zu dieser Zeit durch den veränderlichen Widerstand 53 gegeben. Auf die Betätigung des
Solenoid 49 wird die Tonerzuführvorrichtung 56 in Betrieb gesetzt, um dem Entwickler Toner zuzuführen.
Sobald die Dichte des Entwicklers aufgrund der to
Zuführung von Toner zunimmt, stellt sich der Ausgang des Operationsverstärkers 46 ab und das Solenoid 49
wird nichtleitend, wobei die Lampe 62 abgestellt ist. Die Dichte des Entwicklers wird auf diese Weise geregelt.
Während der Messung des spezifischen Widerstands der Flüssigkeit sind alle Kontakte der Scha lter 41 bis 44
in den entgegengesetzten Zustand umgeschaltet, so daß der Bezugspegel am Operationsverstärker 46 nicht
durch den veränderlichen Widerstand 53, sondern durch den veränderlichen Widerstand 54 bestimmt wird.
Wenn am Ausgangsanschluß des Operationsverstärkers 46 ein Betätigungssignal erscheint, werden die Transistoren
47 und 48 angestellt, um das Relais 51 zu betreiben, das durch seinen Kontakt 51c angezogen
wird. Zur gleichen Zeit wird der Kontakt 51a des Relais
51 geschlossen um den Bezugspegel des Operationsverstärkers 46 auf einen niedrigeren Pegel, der durch die
Kombination der veränderlichen Widerstände 52 und 54 bestimmt ist, zu senken. Der Relaiskontakt 516 bleibt
offen. Demgemäß wird, wenn die Schalter 41 bis 44 in die gezeigten Stellungen für eine weitere Messung der
Flüssigkeitsdichte umgeschaltet werden, das Solenoid 49 sofort in Betrieb gesetzt, um Toner zuzuführen und
dadurch die Flüssigkeitsdichte zu erhöhen. Auf diese Weise kann die Kopierdichte durch Betätigung der
Umschalt-Schalter 41 bis 44 am Beginn des Kopiervorgangs wirksam gesteuert werden.
F i g. 4 zeigt eine weitere Schaltungsanordnung. Wie dargestellt ist der Ausgang eines Flüssigkeitsdichtefühlers
71 an den einen Eingangsanschluß eines Operationsverstärkers 72 angeschlossen, während der Ausgang
eines Fühlers 73 für den spezifischen Widerstand der Flüssigkeit über einen Verstärker 74 an den anderen
oder Vergleichseingangsanschluß des Operationsverstärkers 72 angelegt ist, der Ausgang des Verstärkers 72
ist seinerseits an eine Tonerzuführschaltung 76 zum Zuführen einer zusätzlichen Tonermenge angeschlossen.
Mit dieser Schaltung kann die Flüssigkeitsdichte in vollautomatischer Weise geregelt werden.
Fig.3 zeigt in einer graphischen Darstellung das Verhältnis zwischen der Bilddichte und der Anzahl von
erzeugten Kopien, erhältlich mit einem Verfahren der vorliegenden Erfindung, im Vergleich zur selben
Beziehung, die durch ein herkömmliches Verfahren geliefert wird. In dieser graphischen Darstellung wurde
eine durchgezogene Linie 81, die dem Bekannten entspricht, erhalten, wenn die Durchlässigkeit T bei
22,5% konstant gehalten wurde. Die Kurven 82 und 83 zeigen Kennlinien, die durch die Schaltungen, die in
F i g. 2 bzw. F i g. 4 dargestellt sind, geliefert werden. In einem Punkt A ist die Durchlässigkeit T 25,5% und der
gemessene Trägerwiderstand Rs ist 2,2x10^. Bei
einem Punkt B beträgt die Durchlässigkeit 716% und
der Trägerwiderstand Rs beträgt 1,94 χ 108O. An einem
Punkt C ist die Durchlässigkeit T 8% und der Trägerwiderstand ^beträgt 1,62 χ ΙΟ8 Ω.
F i g. 5 zeigt eine weitere Schaltung gemäß der Erfindung. Wie gezeigt wird Wechselspannung aus
einer ersten Sekundärspule 91 eines Transformators 92 an die Plattenelektroden 37, und. über einen Kondensator
93, an die Basis eines Transistors 94 angeschlossen. Wechselspannung aus einer zweiten Sekundärspule 96
des Transformators 92 wird durch einen Gleichrichter 97 in Gleichspannung umgewandelt, und dann an eine
Zeitschaltung 98 angeschlossen. Ein Kontakt 99, der durch die Zeitschaltung 98 betätigt wird, ist parallel
zwischen die Basis und den Emitter des Transistors 94 geschaltet. Der Kollektorausgang des Transistors 94
wird über Kondensatoren 101 und 102 an einen Verstärker 103 angelegt, der eine Schwellenfunktion
ausübt. Die Verbindung zwischen den Kondensatoren 101 und 102 ist über veränderliche Widerstände 106 bis
109 mit Erde verbunden. Der Ausgang des Verstärkers 103 ist an die Transistoren !11 und 112, die in
Darlington-Verbindung stehen, angekoppelt, so daß der verstärkte Ausgang Halterelais 113 bis 115 treibt.
Sobald ein Kontakt 113c des Halterelais 113 von der 6-Seite zur a-Seite rückt, wird das Halterelais 114 über
eine Verzögerungsschaltung 116 angetrieben, worauf ein Kontakt 114cdes Halterelais 114 von der fvSeite zur
a-Seite rückt, um das Halterelais 115 über eine Verzögerungsschaltung 117 zu treiben. Die Halterelais
113 bis 115 weisen normalerweise eingeschaltete Kontakte (make contacts) 113a bis 115a und normalerweise
geschlossene Kontakte (break contacts) 1136 bis 115i>
auf. Das eine Ende des CdS-Elements 39 ist geerdet und das andere Ende ist an einen Operationsverstärker
118 über einen Widerstand 119 angeschlossen. Der Ausgang des Operationsverstärkers 118 ist dazu
bestimmt, das Solenoid 49 und die Lampe 62 über die Transistoren 47 und 48 in Darlington-Verbindung zu
betätigen.
Die Zeitschaltung 98 ist beispielsweise so entworfen, daß sie für 5 Sekunden in lOminätigen Intervallen
arbeitet, um den Kontakt 99 zu öffnen. Solange der Kontakt 99 geschlossen ist, bleiben der Verstärker 103,
die Halterelais 113 bis 115 und dgl. außer Betrieb, da die
Basis des Transistors 94 geerdet ist. Auch wenn der Kontakt 99 geschlossen ist, wird das Dichtefühlsystem
für die Flüssigkeit betätigt Sobald die Flüssigkeitsdichte niedriger wird als ein Bezugspegel (der durch die
veränderlichen Widerstände 121 bis 123 bestimmt wird), wird das Solenoid 49 über den Operationsverstärker 118
und die Transistoren 47 und 48 in Betrieb gesetzt, um die Vorrichtung 56 in Betrieb zu setzen um dem Entwickler
Toner zuzufügen. Wenn der Kontakt 99 offen ist, wird an den Verstärker 103 ein Signal angelegt, das den durch
die Elektroden 37 gefühlten Flüssigkeitswiderstand anzeigt. Mehr im einzelnen entspricht der Eingang des
Verstärkers 103 dem Widerstandssignal das durch einen Widerstand 124 und veränderliche Widerstände 107 bis
109 geteilt ist. Folglich tritt der Verstärker 103 in Aktion, wenn der Eingangspegel über einen vorbestimmten
Schwellenpegel steigt (Zeit fi in F i g. 6). Eine Zunahme in der Dichte des Entwicklers wird durch eine
Zunahme in der Größe des Stromes durch die Elektroden 37 und folglich eine Zunahme in der
Spannung am Widerstand 126 wiedergespiegelt. Wenn der Verstärker 103 in Betrieb gesetzt wird, um ein
Ausgangssignal zu erzeugen, wird das Halterelais 113 über eine Diode 127 und Transistoren 111 und 112
angetrieben, seinen Kontakt 113c von der i-Seite zur a-Seite zu ändern wobei sein normalerweise offener
Kontakt 113a geschlossen und sein normalerweise geschlossener Kontakt 113f>
geöffnet wird. Der Kontakt 113, der geschlossen wird, schließt den veränderlichen
Widerstand 109 kurz, wodurch der Eingangspegel des Verstärkers 103 abgesenkt wird und das Halterelais 113
deaktiviert wird. Das einmal angetriebene Halterelais 113 behält seinen Zustand (Kontakt a) während das
Halterelais 114 aufgrund der Verzögerungsschaltung 116, die dem Halterelais 114 vorausgeht, in Untätigkeit
verharrt. Das öffnen des Kontakts 1136 erhöht den Spannungsteilerpegel des Operationsverstärkers 118
und stellt das Solenoid 49 ab.
Wenn der Pegel des Eingangssignals die Schwelle des Verstärkers 103 übersteigt (Zeit t2 in F i g. 6) und wenn
die Zeitschaltung 98 arbeitet (öffnen des Kontakts 99) nach dem Ablauf einer weiteren Zeitspanne ab der oben
erwähnten Bedingung, wird das Relais 114 über den Kontakt 113c und die Verzögerungsschaltung 116
angetrieben, den Kontakt 114c von der 6-Seite zur a-Seite zu rücken, seinen normalerweise offenen
Kontakt 114a zu schließen und seinen normalerweise geschlossenen 114fc zu öffnen. Dann wird in der
beschriebenen Weise dem Entwickler Toner zugeführt, bis der Eingangssignalpegel des Verstärkers 103
abgesenkt wird bei angehobenem Bezugspegel des Operationsverstärkers 118, was die Tonerzufuhr unterbricht.
Dasselbe tritt auf, wenn das Halterelais 115 betriebene wird (Zeit r3 in Fig.6) in einer späteren
Stufe.
So kann gemäß der Ausführungsform der Fig.5
Toner auf der Grundlage eines vorbestimmten Programms zu Zeiten fi. h und h (die der Anzahl der Kopien
entsprechen) nachgefüllt werden. Dies ermöglicht, daß die Durchlässigkeit der Flüssigkeit abnimmt und fördert
daher die Steuerung der Bilddichte auf einen im wesentlichen konstanten Pegel.
Die Kurven in Fig.6 zeigen Kennlinien, die herkömmlich und mit der Erfindung erreichbar sind.
Kurve 131 zeigt das Verhältnis zwischen der Bilddichte und der Anzahl von Kopien, das von herkömmlichen
Einrichtungen geliefert wird. Kurve 132 zeigt das Verhältnis zwischen der Durchlässigkeit und der Anzahl
der Kopien die die Flüssigkeitsdichte darstellt. Kurve 133 zeigt eine mit der Erfindung erhältliche Bilddichten-Kennlinie.
Kurve 134 zeigt die Kennlinie eines Stromes, der durch die Elektroden 37 fließt. Diese Zeichnung der
F i g. 6 beruht auf der Annahme, daß die programmierten Arbeitspunkte beispielsweise die Zeiten fi, f2 und /3
sind (die Zeiten können der Anzahl der Kopien entsprechen). Es ist ersichtlich, daß die Bilddichte mit
der Erfindung auf einen im wesentlichen konstanten Pegel geregelt werden kann.
Es wird erkannt werden, daß die Halterelais und die Verzögerungsschaltungen, die in der dargestellten
Ausführungsform zum Festsetzen eines Programms benutzt wurden, durch einen Mikrocomputer ersetzt
werden können. Gleichermaßen kann der Verstärker 103 mit einer Schwelienfunktion durch die Kombination
eines Verstärkers und einer bekannten Schmitt-Schaltung ersetzt werden, was eine bessere Arbeitsweise
fördern wird.
Zusammengefaßt ist die vorliegende Erfindung so entworfen, daß sie die Flüssigkeitsdichte gemäß einer
vorbestimmten Funktion des spezifischen Widerstands der Flüssigkeit und einer Durchlässigkeit der Flüssigkeit
regelt. Daher überwindet sie Unregelmäßigkeiten, die von den Arbeitsbedingungen abhängen, und die sonst
auftreten könnten, wenn die Bilddichte auf der Grundlage der Anzahl der Kopien gesteuert wird, und
beseitigt die Notwendigkeit der periodischen Untersuchung des Entwicklers und des Auswechselns der
Flüssigkeit oder dergleichen Wartung.
Ein Verfahren zum Entwickeln elektrostatischer latenter Bilder auf einem lichtempfindlichen Element in
einem Kopiergerät der beschriebenen Art kann im allgemeinen auf zwei Weisen erhalten werden: Ein
Trockenverfahren und ein Naß-Verfahren. Ein Naß-Verfahren benutzt einen Flüssigentwickler, der ein
dielektrisches Dispersionsmedium (Trägerflüssigkeit) und Tonerteilchen, die gewöhnlich mit der entgegengesetzten
Polarität der latenten Bilder aufgeladen sind, enthält. Wenn solch eine Entwicklermischung einem
lichtempfindlichen Element auf dem ein elektrostatisches latentes Bild ausgebildet ist. zugeführt wird,
werden die Tonerteilchen in der Flüssigkeit der Elektrophorese aufgrund der Anziehung durch die
Ladung des latenten Bildes unterworfen und haften an dem latenten Bild an um dieses dadurch zu entwickeln.
Die Werte des Entwicklers müssen innerhalb eines gewissen zulässigen Bereichs gehalten werden, damit
die Qualität, insbesondere die Dichte, des reproduzierten Bildes gut bleibt.
Am wichtigsten von den Werten des Entwicklers ist die Tonerdichte des Entwicklers, die direkt die Dichte
des verarbeiteten sichtbaren Bildes beeinflußt
Bei einem herkömmlichen Kopiergerät des Typs mit halbfeuchtem Verfahren wird die Tonerdichte im
Entwickler im allgemeinen durch Feststellen der Tonerdichte über die optische Durchlässigkeit des
Entwicklers und das Halten der Durchlässigkeit innerhalb eines vorbestimmten Bereichs geregelt.
Jedoch nimmt die Bilddichte des sichtbaren Bildes nach einer längeren Zeitspanne trotz einer solchen Tonerdichteregelung
fortschreitend ab. Dies kann einer Erscheinung, die Ermüdung des Entwicklers genannt
-.vird, zugeschrieben werden.
Daher kann die Qualität des sichtbaren Bildes nicht über einen langen Zeitraum stabil bleiben, wenn nicht
die Werte des Entwicklers unter gebührender Berück-
sichtigung der Ermüdung des Entwicklers zusätzlich zur Tonerdichte geregelt werden.
Um die Ermüdung des Entwicklers zu kennen, muß die Ermüdung in der einen oder anderen Form
gemessen werden. Von verschiedenen meßbaren Parametern des Entwicklers zeigt der Elektro-Abscheidestrom
ein Verhalten, das der Ermüdung des Toners gut entspricht.
Der Elektro-Abscheidestrom ist ein Strom, der über ein Elektrodenpaar fließen wird, wenn die Elektroden in
einen Entwickler eingetaucht sind und mit einer konstanten Spannung beaufschlagt werden. Der Wert
dieses Stromes neigt dazu, sich mit der Ermüdung des Entwicklers zu erhöhen.
Diese Art Verfahren versagt jedoch bei genauer Messung über einen langen Zeitraum. Wenn eine
Gleichspannung an das Elektrodenpaar angelegt wird, werden die Elektroden durch abgeschiedenen Toner in
Übereinstimmung mit dem Zeitablauf im Falle kontinuierlicher Messung oder bei wiederholter Messung im
Falle unterbrochener Messung, verschmutzt und diese Verschmutzung führt zu einem Irrtum beim Meßergebnis.
Um diesem Problem beizukommen wurde ein Verfahren vorgeschlagen, das den Elektro-Abscheidestrom
unter Anlegung einer Wechselspannung an die Elektrode mißt. Dieses Verfahren vermeidet die
Ablagerung bzw. das Abscheiden von Tonerteilchen auf den Plattenelektroden indem während der Messung die
Polarität der Wechselspannung mit einer Geschwindigkeit geändert wird, die höher ist als die Geschwindigkeit
des Toners der an den Plattenelektroden aufgrund der Elektrophorese ankommt. Da jedoch eine wirkungsvolle
Verhinderung der Tonerabscheidung versagt, wenn die Wechselspannung, die an das Elektrodenpaar
angelegt wird, nicht eine sehr hohe Frequenz hat, ist die Schaltung, und daher das Meßsystem selbst unverhältnismäßig
teuer.
Bei einem herkömmlichen Naß-Verfahren-Kopiergerät wird die Tonerdichte im Entwickler über die
Lichtdurchlässigkeit des Entwicklers festgestellt, und das Nachfüllen von Toner und Träger so geregelt, daß
die Durchlässigkeit innerhalb eines gewissen Bereiches gehalten wird, wodurch die Entwicklung stabil gemacht
wird. Da die Zuführung von zusätzlichem Träger nur hilfsweise zu der von Tonerteilchen geschieht, wird die
nachfolgende Beschreibung der Einfachheit halber unter der Annahme fortgeführt, daß die Entwicklung
nur die Tonerteilchen verbraucht. Diese Annahme ist erlaubt, da sie nicht die Allgemeinheit der Beschreibung
berührt und da die vorliegende Erfindung keine Abwandlung des vorhandenen Verfahrens im Hinblick
auf die Ergänzung von Träger erfordert
Das Nachfüllen von Toner auf der Basis der Lichtdurchlässigkeit wird hier nachfolgend umrissen.
Ein flüssiger Entwickler wird durch einen Lichtfühler unter speziellen Bedingungen zirkulieren lassen, damit
seine Durchlässigkeit gemessen wird. Es ist möglich, einen Durchlässigkeitsbereich zu bestimmen, der
wünschenswerte sichtbare Bilder liefert, indem man die Tonerdichte im Entwickler auf verschiedene Werte
ändert, während die Meßbedingungen gleich gehalten werden und latente Bilder mit solchen Tonerdichten
entwickelt werden. Es sei angenommen, daß der Durchlässigkeitsbereich durch eine Obergrenze //rund
eine untere Grenze LT begrenzt wird. Mit diesem
Durchlässigkeitsbereich geht die Steuerung der Tonerdichte wie folgt vor sich.
Ein Steuermechanismus, in dem die obere bzw. untere Grenze Ht bzw. Lt voreingestellt ist, betätigt eine
Tonerzuführvorrichtung, wenn der Ausgang des Fühlers eine Durchlässigkeit oberhalb der oberen Grenze Ht
anzeigt. Wenn die Durchlässigkeit niedriger als die untere Grenze Lt wird, wählt der Steuermechanismus
die Tonerzufuhr an. Dies hält die Tonerdichte im Entwickler innerhalb eines passenden Bereichs und
daher die Bilddichte in einem angemessenen Bereich.
ίο Fig. 11 und 12 zeigen die Veränderung der Durchlässigkeit des so geregelten Entwicklers und die Veränderung der Bilddichte auf einem lichtempfindlichen Teil.
ίο Fig. 11 und 12 zeigen die Veränderung der Durchlässigkeit des so geregelten Entwicklers und die Veränderung der Bilddichte auf einem lichtempfindlichen Teil.
In Fig. 11 und 12 bedeutet die Abszisse t die Zeit
(Kopierzeitperiode); in Fig. 12 bedeutet JD die Bilddichte. Δ JD in Fig. 12 stellt einen geeigneten
Bereich der Bilddichte dar. Auf der Abszisse in jeder
graphischen Darstellung zeigen fi, t2 und t3 die Zeiten an,
zu denen Toner zugeführt wird. Obwohl in der Praxis die Tonerzuführung während einer gewissen Zeitdauer
stattfindet, ist sie der Einfachheit halber als in einen Augenblick stattfindend dargestellt.
Eine solche Tonerdichteregelung ist recht wirksam und bringt beim praktischen Gebrauch kaum Probleme
mit sich, solange die Kopierzyklen bis zu einigen tausend Mal wiederholt werden.
Jedoch tritt das folgende Problem auf, wenn ein Kopierzyklus beispielsweise 20 000, 30 000, 50 000 oder
mehrmal wiederholt wird.
F i g. 13 ist eine Kurvendarstellung, die das Verhältnis zwischen der Anzahl wiederholten Kopierzyklen und
der mittleren Bilddichte zwischen aufeinanderfolgenden Zuführungen konzentrierter Tonerteilchen zeigt. Diese
Graphik basiert auf der Entwicklung mit einem Flüssigentwickler, der durch das Tonerdichteregelverfahren,
das oben erörtert wurde, geregelt wird. Wie gezeigt nimmt die mit IDM bezeichnete mittlere
Bilddichte fortschreitend ab, wenn die Zahl der wiederholten Kopierzyklen bis auf 20 000,30 000,50 000
usw. ansteigt. Schließlich versagt der Entwickler beim Erzeugen annehmbarer sichtbarer Bilder trotz der
Tonerdichteregelung.
Dieses Problem kann der Ermüdung des Toners zugeschrieben werden.
Bei einem Entwickler, der gerade aus frischem Toner und Träger zubereitet wurde, können alle Tonerteilchen
wirksam bei der Entwicklung benutzt werden. Unter diesen Bedingungen gilt eine Gleichung qt—Qc wobei Qt
die Dichte allen Toners im Entwickler und gedie Dichte
so des Teils des Toners, der wirksam zur Entwicklung beitragen kann, bedeutet. Wenn der Kopierzyklus
wiederholt wird, kann ein Teil des Toners im Entwickler aufgrund vor. Beschädigung, Ladungsverlust, .Aufladung
auf die entgegengesetzte Polarität und dgl. nicht mehr zur Entwicklung beitragen. Unter der Annahme, daß
dieser unwirksame Teil des Toners eine Dichte ρυ hat
wird die Dichte des gesamten Toners ρτ durch Qt= Qe+Qv ausgedrückt Die Tonerdichte qv wächst
einfach mit der Anzahl der wiederholten Kopienzyklen an.
Um das hier zugrundeliegende Problem deutlicher darzustellen, sei angenommen, daß die Tonerdichte im
Entwickler auf einem konstanten Pegel, durch Durchführen der Messung der Lichtdurchlässigkeit des
Entwicklers und der Ergänzung von Toner ohne Unterbrechung, gehalten wird.
Angenommen, die durch Messung der Durchlässigkeit festgestellte Tonerdichte ist g-r oder ge+Qu, ist die
oben erwähnte Tonerdichteregelung nichts anderes als eine Regelung um das Verhältnis dgrfdt Null zu machen,
wobei t die Zeit ist, die mit der wiederholten Anzahl von Kopienzyklen verge·.t. Da Qt=Qc+Qu. folgt aus der
obigen Beziehung
Da ρ,, einfach mit der Zeit t anwächst, gilt eine
Beziehung dQjdt>
0 und daher dQe/dt<0. Das bedeutet,
daß, solange die Regelung der Tonerdichte auf der Grundlage der Lichtdurchlässigkeit des Entwicklers
weitergeht, die wirksame Tonerdichte Qe im Entwickler
fortschreitend abnimmt Damit fällt auch die mittlere Bilddichte IDM des sichtbaren Bildes.
Die oben in Verbindung mit kontinuierlicher Tonerzuführung festgestellte Tatsache bleibt auch für
intermittierende Tonernachfüllung richtig. Wie in Fi g. 14 dargestellt nimmt die Dichte des unwirksamen
Toners, die Q11=O im frisch bereiteten Entwickler (f=0)
beträgt, mit dem Ablauf von Zeh oder Anzahl wiederholter Kopienzyklen fortschreitend zu, während
die wirksame Tonerdichte Qe aufgrund der Entwicklung
fortschreitend abnimmt. D.h. für f>0, gilt Qt= Qc+Qu-Eine
zusätzliche Tonermenge wird zur Zeit fi zugeführt. Jedoch wird diese Ergänzung auf der Grundlage der
Lichtdurchlässigkeit geregelt, so daß die wirksame Tonerdichte kleiner ist als die zur Zeit f=0 in einem
Verhältnis Δρα das gleich dem Wert ρ,, (U) der Dichte qu
zur Zeit U ist. Auf diese Weise nimmt die Fähigkeit des Entwicklers zur Entwicklung trotz der Ergänzung des
konzentrierten Toners fortschreitend ab.
Daher muß, um die Stabilität der Entwickelfähigkeit eines Entwicklers zu bewahren, die Ermüdung des
Entwicklers zusätzlich bei der Zuführung konzentrierten Toners in Rechnung gestellt werden.
Im Prinzip kann eine solche'Zuführung konzentrierten
Toners wie folgt durchgeführt werden. Wie in Fig. 15 gezeigt hat die optische Durchlässigkeit für die
Regelung der Tonerergänzung zuerst einen Bereich mit einer oberen Grenze Ht und einer unteren Grenze Lt-Zur
Zeit f(, wenn konzentrierter Toner zugeführt wird,
werden die obere bzw. untere Grenze des ursprünglich eingestellten Bereichs individuell auf Ητ\ und LT\
abgesenkt. Wenn eine weitere Ergänzungsmenge Toner zur Zeit t2 zugeführt wird, wird der zulässige Bereich
weiter auf einen solchen abgesenkt, der durch eine obere Grenze Ητ2 und eine untere Grenze Lt% begrenzt
ist. Diese Vorgehensweise wird danach wiederholt. Wenn der Betrag, um den der voreingestellte Bereich
bei jeder Ergänzung abgesenkt wird, so bestimmt wird, daß die Zunahme in der Dichte qu erfolgreich beseitigt
wird, kann jede Ergänzung die wirksame Tonerdichte Qe
innerhalb des richtigen Bereichs halten (F i g. 16). Jedoch
nimmt wie in F i g. 16 ersichtlich, die Gesamttonerdichte
qt des Entwicklers und die Dichte Q11 des unwirksamen
Toners fortschreitend zu.
In der Praxis ist die Geschwindigkeit der Zunahme der unwirksamen Dichte qu so klein, daß die Neueinstellung
des Durchlässigkeitsbereichs nicht bei jeder Nachfüllung durchgeführt werden muß, sondern nur
einmal alle 5000 bis 10 000 Kopierzyklen durchgeführt werden sollte.
Nun muß, um konzentrierten Toner unter Berücksichtigung der Ermüdung des Entwicklers zuzufügen, die
durch eine Zunahme in der Dichte qu dargestellte
Ermüdung in der einen oder anderen Weise gemessen werden. Verschiedene Versuche zeigten, daß, unier
verschiedenen meßbaren Parametern der Entwicklungsflüssigkeit, ein Elektro-Abscheidestrom ein Verhalten
hat, der gut der Ermüdung des Entwicklers entspricht
Der Elektro-Abscheidestrom in einem Entwickler ist ein Strom, der durch ein Elektrodenpaar fließt, wenn das
Elektrodenpaar in einen Entwickler mit einem vorgegebenen Abstand eingetaucht und mit einer konstanten
Spannung beaufschlagt ist Dieser Strom neigt dazu, mit der Ermüdung des Entwicklers zuzunehmen.
Unter Berücksichtigung dessen erlaubt das nachfolgende Verfahren der Tonerzuführung, die Entwicklerfähigkeit
eines Entwicklers innerhalb eines vorbestimmten Bereiches zu halten. Der Mechanismus zum
Nachfüllen von Toner ist so entworfen, daß eine Ergänzungsmenge Toner einem Entwickler zugeführt
wird, wenn die Durchlässigkeit des Entwicklers sich um einen vorgegebenen Betrag, der die Differenz zwischen
der oberen und der unteren Grenze des gegenwärtigen Bereichs ist, geändert hat Der Elektro-Abscheidestrom
im Entwickler wird als relativer Wert gemessen. Jedes Mal wenn der Elektro-Abscheidestrom sich um einen
vorbestimmten Betrag ändert, wird der voreingestellte Durchlässigkeitsbereich in Entsprechung zur Ermüdung
des Entwickler die durch die Änderung des Stromes
dargestellt wird, abgesenkt Als Alternative wird jedesmal, wenn eine vorbestimmte Anzahl von Kopierzyklen
erreicht ist, der voreingestellte Durchlässigkeitsbereich gemäß der Änderung des Stroms abgesenkt.
Auch die Durchlässigkeitssteuerung muß während des Betriebes des Kopiergerätes im Zusammenhang mit
der Wiederauffüliung des Toners fortlaufend durchgeführt werden. Es ist jedoch nicht immer nötig, den
Elektro-Abscheidestrom fortlaufend zu messen. Sogar dort, wo der Durchlässigkeitsbereich in Antwort auf
jedes vorbestimmte Ausmaß an Änderung beim Elektro-Abscheidestrom neu festgesetzt wird, muß die
Messung des Elektro-Abschoidestroms nur mit einer ungefähren Häufigkeit von 1 χ pro 50 Kopierzyklen
durchgeführt werden. Wenn der Durchlässigkeitsbereich gemäß der Änderung im Strom jedesmal, wenn
eine vorbestimmte Anzahl von Kopierzyklen erreicht ist, neu festgesetzt wird, reicht es aus, den Strom einmal
in einer vorbestimmten Anzahl von Kopierzyklen zu messen.
Wie allgemein bekannt, werden die Elektroden durch Tonerteilchen, die darauf abgeschieden werden und eine
Ursache für Irrtümer bei der nächsten Messung bilden, verschmutzt, wenn ein Gleichstrom an die Elektroden
angelegt wird, um den Elektro-Abscheidestrom zu messen.
Unter Bezugnahme auf Fig. 7 wird gezeigt, daß ein
Meßfühler für den Elektro-Abscheidestrom ober den spezifischen Widerstand im wesentlichen aus einem
äußeren Rohr bzw. Zylinder 201, einem inneren Rohr bzw. Zylinder 202, einem Gleit- bzw. Schabering 203 und
einer Stange 204 besteht.
Der äußere Zylinder 201 ist aus Kunststoff oder dgl elektrisch isolierendem Material gebildet und durch ihn
geht eine Bohrung hindurch. Ein Teil des Zylinders 201 ist mit einer elektrisch leitenden Platte 206 gebildet, so
daß die innere Umfangsfläche des Zylinders 201 an der Platte 206 elektrisch leitend ist. Diese leitende Platte 206
wird hier nachfolgend als eine Elektrode bezeichnet. Die Elektrode 206 ist an ihrer Oberfläche, die den äußeren
Umfang des Zylinders 201 berührt, mit einer Spannungsquelle verbunden.
Im äußeren Zylinder 201 ist an seinem innerer Umfang eine schraubenförmig gewundene Führungsnul
2C7 ausgebildet
Der innere Zylinder 202 ist auch in hohler Form aus einem elektrisch isolierendem Material gebildet und ein
Teil seiner Wand ist mit einer leitenden Platte 208 ausgebildet So ist die äuasre Umfangsfläche des
inneren Zylinders 202 an der Platte 208 elektrisch leitend; die Platte wird dementsprechend als eine
Elektrode bezeichnet
Der innere Zylinder 202 zusammen mit Anschlägen bzw. Flanschen 209 und 211, die an seinen gegenüberliegenden
Enden befestigt sind, ist an der Stange 204 koaxial zum äußeren Zylinder 201 befestigt Das
Verhältnis der Stellungen der Zylinder 201 und 202 ist derart daß die Elektroden 206 und 208 einander in den
in Fig. 7 gezeigten Stellungen gegenüberstehen. Die ι Stange 204 ist elektrisch leitend und die Elektrode 208
am inneren Zylinder 202 ist an die Spannungsquelle durch die Stange 204 in einem Bereich außerhalb des
inneren Umfangs angeschlossen.
Der äußere Zylinder 201 ist fest an einem starren Teil angebracht
wo hingegen der innere Zylinder 202 gemeinsam mit der Stange 204 axial hin- und
herbewegbar ist. Die Stange 204 ist an ihrem einen Ende mit einem Antriebsmechanismus, der jedoch nicht
gezeigt ist verbunden. Der Gleitring 203 ist gleitend am inneren Zylinder 202 angebracht und sein innerer
Umfang befindet sich schabend im Eingriff mit dem äußeren Umfang des Zylinders 202 und sein äußerer
Umfang befindet sich schabend im Eingriff mit dem inneren Umfang des Zylinders 201.
Ein Stift 212 ist an dem äußeren Umfang des Gleitrings 203 eingesetzt und in der Führungsnut oder
dem Kanal 207 des äußeren Zylinders 201 aufgenommen.
Eine Konstruktion des Gleitrings 203 aus der Praxis ist in F i g. 8 gezeigt. Der Gleitring 203 weist ein Paar
von ringförmigen Scheiben 213 und 214 aus einem isolierenden Material, wie Harz, und einen dünnen
elastischen Reinigungsring 216 aus einem isolierendem Material, das sich sandwichartig zwischen den ringförmigen
Scheiben 213 und 214 befindet, auf. Die Ringe 213, 214 und 216 sind miteinander durch Schrauben 217
verbunden. Der Stift 212 ragt radial auswärts von der Scheibe 213 ab.
Der Reinigungsring 216 hat einen inneren Durchmesser, der um ungefähr einen Millimeter kleiner ist als der
der Scheiben 213 und 214 und einen äußeren Durchmesser, der um ungefähr einen Millimeter größer
ist als der der Scheiben 213 und 214. Auf diese Weise sind d är äußere Umfang des inneren Zylinders 202 und
der innere Umfang des äußeren Zylinders 202 im schabenden Eingriff mit dem Reinigungsring 216 der
Gleitringanordnung.
Ein typisches Beispiel eines Materials für den Reinigungsring 216 ist Gummi oder MYLAR-FiIm
(Handelsname).
Der Fühler mit dem obigen Aufbau arbeitet wie folgt für das Messen des Elektro-Abscheidestroms.
F i g. 9a bis 9e zeigen den Fühler in einer fragmentarischen Seitenansicht, um dessen Arbeitsweise zu
erläutern.
F i g. 9a zeigt eine Ausgangs- bzw. Ruhestellung der Fühleranordnung, in der die Elektroden 206 und
einander gegenüberstehen. Diese Ruhestellung der Elektroden 206 und 208 stellt eine Meßstellung des
Fühlers dar. Eine konstante Gleichspannung wird an die Elektroden 206 angelegt. Natürlich ist der Fühler hierbei
in eine Entwicklungsflüssigkeit getaucht, deren Elektro-Abscheidestrom gemessen werden solL
Die Spandung wird so angelegt daß die Elektrode 206 eine Polarität hat, die der des Toners entgegengesetzt
ist Obwohl darin keinerlei Beschränkung liegen soll, ist > eine solche Art der Spannungsversorgung vorteilhaft,
wie klar werden wird.
Wenn nun eine konstante Gleichspannung an die Elektroden 206 und 208 angelegt wird, unterliegen die
Tonerteilchen im Entwickler der Elektrophorese und ι» dies entwickelt einen Elektro-Abscheidestrom. Der
Fühler mißt diesen Strom. Während der Messung haften die Tonerteilchen an der Elektrode 206 an. An der
anderen Elektrode 208 lagern sich auch Substanzen, die andere als der Toner sind, ab, und die Menge dieser
ii Ablagerungen wächst gemäß der Ermüdung des Entwicklers. Jedoch ist die Menge der Ablagerung auf
der Elektrode 208 normalerweise klein im Vergleich der Menge des Toners, die an der Elektrode 206 haftet Die
Tonerteilchen an der Elektrode 206 neigen dazu, ein Gel -'<
> zu bilden.
Dann wird der innere Zylinder 202 relativ zum äußeren Zylinder 201 nach rechts in eine Stellung
bewegt die in F i g. 9b gezeigt ist Diese Bewegung wird natürlich durch die Stange 204 verursacht Die
■""> Spannungsversorgung an die Elektroden 206 und 208
wird zu einer geeigneten Zeit unterbrochen. Während dieser Bewegung kommt der linke Flansch 209 des
inneren Zylinders 202 in Anlage an das Ende des Gleitrings 203 und verschiebt es zusammen mit dem
«' inneren Zylinder 202 nach rechte. Diese axiale Bewegung des Gleitrings 203 ist von einer Drehbewegung
aufgrund des Eingriffs des Stiftes 212 am Gleitring 203 in den Führungskanal 207 im äußeren Zylinder 201
begleitet. Der Gleitring 203, der sich unter Drehung nach rechts bewegt schabt an der inneren Wand des
äußeren Zylinders 201 und entfernt oder reinigt dadurch die Tonerteilchen von der Elektrode 206. Darüber
hinaus zwingt der Gleitring 203 während dieser Bewegung nach rechts den Entwickler aus dem
Meßbereich in Fig.9a, der der Raum zwischen dem
inneren und äußeren Zylinder 201 und 202 ist, und führt zur gleichen Zeit ein weiteres Volumen an Entwickler in
die Bohrung des äußeren Zylinders 201 von dessen linkem Ende her ein.
Als nächstes wird der innere Zylinder 202 nach links in eine Stellung, die in Fig.9c gezeigt ist, verschoben.
Der Stift 212, der sich im Führungskanal 207 im Eingriff befindet, wirkt auf den Gleitring 203 als Anschlag und
hindert in an axialer Bewegung. Indem sich so 'Or innere
Zylinder 202 relativ zum Gleitring 203 bewegt wird sein äußerer Umfang durch den Gleitring 203 geschabt und
daher wird seine Elektrode 208 gereinigt.
Die Elektroden 206 und 208 gewinnen nun ihre Normal- bzw. Ruhestellung zurück und führen eine
weitere Messung des Elektro-Abscheidestroms durch.
Während des oben beschriebenen Vorgangs hat sich der innere Zylinder 202 einmal im Bereich rechts der
Ruhestellung hin- und herbewegt und diese Hin- und Herbewegung hat den inneren Umfang des äußeren
Zylinders 201 und den äußeren Umfang des inneren Zylinders 202 gereinigt.
Nach der Messung in der Stellung der F i g. 9c werden der innere Zylinder 202 und der Gleitring 203
gemeinsam in eine in Fig.9d gezeigte Stellung nach links bewegt und dann wird nur der innere Zylinder
nach rechts in eine in Fig.9e gezeigte Stellung verschoben. Diese Hin- und Herbewegung des inneren
Zylinders 202 im Bereich links der Ruhestellung reinigt
die Elektroden 206 und 208 wiederum. Nach dieser Hin-
und Herbewegung nehmen die beweglichen Teile wieder die Meßstellungen, die in Fig.9a dargestellt
sind, ein.
Auf diese Weise werden die Elektroden 206 und 208 nach jedem wiederholten Meßvorgang gereinigt, so daß
der Abscheidestrom stabil über einen langen Zeitraum unter Benutzung von Gleichstrom unabhängig von der
Ablagerung von Tonerteilchen auf den Elektroden 206 und 208 gemessen werden kann.
Die Messung kann entweder durch zeitweises Anhalten der Bewegung des inneren Zylinders 202 oder
dadurch, daß er dauernd bewegt wird, bewirkt werden.
In dem Falle der fortdauernden Hin- und Herbewegung des inneren Zylinders 202 wird eine Spannung mit einer
vorgegebenen Zeitdauer an die Elektroden 206 und 208 angelegt, wenn die Elektrode 208 sich in der
Ruhestellung relativ zur Elektrode 206 vorbeibewegt.
Bei dem gezeigten Fühler reinigt der Gleitring 203 die Elektrode 206, wenn er sich relativ zum äußeren
Zylinder 201 bewegt, und renigt die Elektrode 208, wenn
er sich relativ zum inneren Zylinder 202 bewegt Nur die Bewegung des Gleitrings 203 relativ zum äußeren
Zylinder 201 ist von einer Drehbewegung des Gleitrings 203 begleitet. Der Reinigungseffekt, der mit dem
Gleitring 203 erzielbar ist, ist verhältnismäßig groß an der Elektrode 206 und verhältnismäßig klein an der
Elektrode 208. Es folgt, daß, durch Anlegen einer
Spannung an die Elektroden 206 und 208 derart, daß die Tonerteilchen an der Elektrode 206 anhaften. Ablagerungen,
die durch den Reinigungseffekt des Gleitrings 203 entfernt werden, noch vermehrt werden können.
F i g. 10a bis F i g. 1Od erläutern eine weitere Ausführungsform der Erfindung.
In Fig. 10a bis Fi g. 1Od ist ein äußerer Zylinder 20Γ,
der mit der Elektrode 206 ausgebildet ist, in seinen Abmessungen etwas länger als der äußere Zylinder 201
der ersten Ausführungsform, und mit einem radial nach innen gerichteten Anschlag odev einer Schulter 218 in
einem Bereich seines inneren Umfangs versehen, der etwas näher am linken Ende als am rechten Ende ist.
Der äußere Zylinder 20Γ wird in den Entwickler eingetaucht und fest an einem starren Teil angebracht.
Ein Gleitring 203' ist dem Gleitring 203 ähnlich, aber
hat keinen Stift 212. Der äußere Zylinder 20Γ hat
dementsprechend keinen Führungskanal 207.
Zugfedern 219 sind mit einem Ende am linken Ende des äußeren Zylinders 201' und mit dem anderen Ende
am linken Ende des Gleitrings 203' verankert. In den in Fig. 10a und 10b gezeigten Stellungen halten die
Federn 219 den Gleitring 203' in Anlage an der Schulter/Anschlag 218 am äußeren Zylinder 201'.
Fig. 10a stellt eine Meßstellung des Fühlers dar, in
der eine Gleichspannung an den Elektroden 206 und 208 angelegt ist, um den Elektro-Abscheidestrom im
Entwickler zu messen. Nach der Messung wird die Stange 204 nach links verschoben, bis der innere
Zylinder 202 die Stellung der Fig. 10b einnimmt. Während dieser Bewegung wird der äußere Umfang des
inneren Zylinders 202 durch den Gleitring 203' zur Reinigung der Elektrode 206 geschabt. Dann wird der
innere Zylinder 202 nach rechts bewegt, während der Gleitring 203' mit ihm zusammen mittels des Flansches
209 bis zum rechten Ende des äußeren Zylinders 201' verschoben wird. Diese Stellung ist in F i g. 10c gezeigt.
Bei der Bewegung nach rechts reinigt der Gleitring 203' die Elektrode 206 durch Schaben der inneren Oberfläche
des äußeren Zylinders 20Γ, und zur gleichen Zeit
reinigt er erneut die Elektrode 208 aufgrund der Bewegung des inneren Zylinders 202 relativ zum
Gleitring 203'. Die Bewegung des Gleitringa 203' nach rechts dient auch dazu, den Entwickler aus dem
Meßabschnitt hinauszutreiben.
Danach werden der Gleitring 203' und der innere Zylinder 202 gemeinsam durch die Wirkung der Federn
219 nach links verschoben, bis die Stellung der F i g. 1Od erreicht wird. Die Stellung der Fig. 1Od ist die
Meßstellung, die dieselbe wie die der Fig. 10a ist Der Gleitring 203' saugt bei der Bewegung nach links ein
frisches Volumen des Entwicklers in den Meßabschnitt und erlaubt eine weitere Messung. Während der
Verschiebung des Fühlers aus der Stellung der F i g. 10c in die Stellung der Fig. 1Od reinigt der Gleitring 203'
wiederum die Elektrode 206 am äußeren Zylinder 20Γ.
Der innere Zylinder 202 bewegt sich zweimal hin und
her, einmal im Bereich links der Ruhestellung und einmal im anderen Bereich rechts derselben. Während
eines Zeitraums zwischen den Messungen werden die Elektroden 206 und 208 durch diese zwei Hin- und
Herbewegungen des inneren Zylinders 202 gereinigt Obwohl die Bewegung des Gleitrings 203' eine
Translation ist und keine Rotation beinhaltet ist die damit erzielbare Reinigungswirkung, dank der zwei
Reinigungsvorgänge während des Intervalls zwischen der ersten und der zweiten Messung, nät der des in
F i g. 7 geneigten Fühlers vergleichbar. Die Spannungsversorgung an die Elektroden 206 und 208 kann in jeder
gewünschten Weise durchgeführt werden. Was den Meßwirkungsgrad für kontinuierliches Messen betrifft,
ist der Fühler der Fig.7 dem Fühler der Fig. 10a bis
1Od überlegen, da er eine Messung für jede Hin- und Herbewegung des inneren Zylinders 202 durchführen
kann.
Obwohl der äußere Zylinder 201' als feststehend gezeigt und beschrieben wurde und der innere Zylinder
202 als beweglich relativ zum feststehenden äußeren Zylinder 201', ist es klar, daß der innere Zylinder 202
feststehen und der äußere Zylinder 201' beweglich sein kann.
Aufbau und Wirkungsweise des kolbenartigen Fühlers werden aus obiger Beschreibung klar geworden
sein.
Fig. 18 ist ein Blockdiagramm, das ein Tonerdichte-Regelverfahren
gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt. Das Verfahren wird umrissen unter beispielsweise
Benutzung eines Falles, bei dem der Durchlässigkeitsbereich alle 10 000 Kopierzyklen verändert wird.
Zuerst werden die oberen und unteren Arbeitsgrenzen des lichtempfangenden Elements eines Dichtefühlers
221 auf die für eine frische Entwicklerflüssigkeit gesetzt. Dann werden ein Toner und ein Träger der
Entwicklungseinheit zugeführt, um einen Flüssigentwickler mit richtiger Tonerdichte aufgrund der oberen
und unteren Arbeitsgrenzen des lichtempfangenden Elements zu bereiten. Die Tonerzufuhr wird durchgeführt,
während der Fühler 221, eine Steuereinheit 222 und eine Tonerzuführeinheit 223 in Betrieb gesetzt
werden. Ein Fühler 226 der Kolbenbauart für den spezifischen Widerstand mißt den Elektro-Abscheidestrom
im so zubereiteten Entwickler unter Benutzung eines Gleichstroms. Die Steuereinheit 222 speichert das
Ergebnis der Messung.
Bis der lOOOOste Kopierzyklus erreicht ist, wird die
Tonerdichte auf der Grundlage der oberen und unteren Grenzen derart geregelt, daß die Gesamttonerdichte ρτ
im Entwickler, die Qe+Qu beträgt, innerhalb eines
vorbestimmten Bereiches bleibt Wenn der lOOOOste Kopierzyklus vollendet ist, wird der Elektro-Abscheidestrom
wiederum gemessen und das Ergebnis dieser Messung wird mit dem Stromwert, verglichen, der in der
Einheit 222 gespeichert ist, um das Ausmaß der s Änderung des Stroms zu bestimmen. Gemäß dem
Ausmaß der Änderung des Stroms wird ein neuer Arbeitsbereich des lichtempfangenden Elements des
Fühlers 221 bestimmt, so daß das lichtempfangende Element neue obere und untere Grenzen hat. Danach
wird, bis der 20 000ste Kopierzyklus erreicht ist, die Tonerdichte gemäß dem neu eingestellten Durchlässigkeitsbereich
so geregelt, daß die Gesamttonerdichte im Entwickler innerhalb des neuen vorbestimmten Bereichs
bleibt ι >
Beim 20 000sten Kopierzyklus wird der Arbeitsbereich des lichtempfangenden Elements wiederum in der
gleichen Weise geändert
In diesem Beispiel wird durch Versuche vorbestimmt und vorher in der Einheit 222 gespiechert, wieviel der >o
Arbeitsbereich des lichtempfangenden Elements entsprechend
der Änderung im Elektro-Abscheidestrom geändert werden muß.
Eine weitere Ausführungsform der Erfindung ist in Fig. 19 bis 21 gezeigt
In Fig. 19 bis 21 ist ein Fühler für den spezifischen
Widerstand gezeigt, der eine erste Elektrodenscheibe 301 und eine zweite Elektrodenscheibe 302 aufweist, die
einen vorgegebenen Abstand voneinander beabstandet sind und einander in ihren begrenzten Randbereichen in
gegenüberstehen. Sektorenartige Elektrodenblöcke 303 und 304 sind einzeln in die Scheiben 301 und 302
eingebettet In einer gemeinsamen Entfernung von den Drehmittelpunkten der zueinandergehörigen Scheiben
301 und 302 angeordnet, sind die Elektroden 303 und 304 J5 an den positiven Anschluß bzw. den negativen Anschluß
eii.er Spannungsquelle angeschlossen. Ein Teil der Scheibe 301, die die Elektrode 303 aufweist, steht einem
Teil einer benachbarten Schaber- oder Reinigungsscheibe 306 gegenüber. Ein Reinigungsteil 307 wird an einem
axialen Ende der Reinigungsscheibe 306 getragen und ragt leicht davon in axialer Richtung ab. Dieses
Reinigungsteil 307 ist aus flexiblem Material, wie Schwammgummi, gebildet und geeignet, die Oberfläche
der Elektroden 303 wie unten beschrieben werden wird ■<
> zu schaben. In gleicher Weise ist eine Schabe- oder Reinigungsscheibe 308 benachbart zur Scheibe 302 mit
der Elektrode 304, die darauf getragen wird, angeordnet und steht ihr teilweise gegenüber, und weist ein
Reinigungsteil 309 aus demselben Material wie das so
Reinigungsteil 307 auf.
Flossen bzw. Flügel 311 und 312 erstrecken sich radial
vom anderen axialen Ende der Scheiben 301 und 302 um den Flüssigentwickler umzurühren. In gleicher Weise
erstrecken sich Rührflügel 313 und 314 radial von den anderen axialen Enden der einzelnen Reinigungsscheiben
306 und 308. Die Flügel auf jeder der vier Scheiben wirken auch als Rippen zur Verstärkung der Scheiben.
Die Scheiben 301 und 302 sind aus einsm elektrisch isolierenden Material wie Polyacetal, Polyäthylen oder b0
Teflon (Handelsname) gefertigt.
In Fig.20 krallt sich eine Stahlkugel oder ein
ähnliches Druckelement 316 in das nachgiebige Teil 307 auf der Reinigungsscheibe 306, unter der Kraft einer
Druckfeder 317. In gleicher Weise wird ein Druckele- b5
ment 318 gegen das nachgiebige Teil 309 auf der anderen Reinigungsscheibe 308 durch eine Feder 319
penreßt. Diese Scheiben 301, 302, 306 und 308 sind in einem gemeinsamen Gehäuse 321 untergebracht
Wie am besten in Fig. 21 gezeigt, sind die Scheiben 301, 302, 306 und 308 einzeln auf Wellen 322, 323, 324
und 326 angebracht Auf diesen Wellen 322 bis 326 sind auch Zahnräder 327, 328, 329 und 33 angebracht Die
Welle 322 bildet eine Eingangswelle für die Antriebs kraft der Anordnung und wird in Verbindung mit einer
Antriebsquelle in der Form eines Motors 332 angetrieben. Die Drehung des Motors 332 wird auf die Wellen
322 bis 326 über die Zahnräder 327 bis 331 und freilaufende Zahnräder 333 und 334 übertragen, so daß
die Scheiben 301,302,306 und 308 sich wie durch Pfeile
in F i g. 19 angezeigt drehen.
Wie in F i g. 20 gezeigt, erstreckt sich eine axiale Nut
336 entlang der Welle 322 und nimmt einer, (nicht gezeigten) Leitungsdraht in sich auf. Der Leitungsdraht
ist an einem Ende mit der Elektrode 303 auf der Scheibe 301 und am anderen Ende mit einem Kupferring 337, der
sich starr auf dem Umfang eines Isolierrings 338 befindet der seinerseits starr auf der Welle 322 sitzt,
verbunden. Eine Bürste 339 aus Kohlenstoff oder Graphit z. B. wird in Kontakt mit dem Umfang des
Kupferrings 337 gehalten und an den positiven Anschluß einer Gleichstromquelle 341 angeschlossen.
Die Elektrode 303 auf der Scheibe 301 ist daher an den positiven Anschluß der Spannungsquelle 341 mittels der
erwähnten leitenden Teile angeschlossen.
In gleicher Weise ist die Elektrode 304 auf der Scheibe 302 mit einem Ende eines Leitungsdrahtes, der
in einer Axialnut 342 auf der Welle 323 eingebettet und seinerseits mit einem Kupferring 343 verbunden ist,
verbunden. Eine Bürste 344 steht im Eingriff mit dem Kupferring 343 und schließt an den negativen Anschluß
der Gleichstromquelle 341 an. Diese leitenden Teile verbinden so die Elektrode 304 auf der Scheibe 302 mit
dem negativen Anschluß der Spannungsquelle 341.
Zur Messung des Elektroden-Abscheidestromes kann das Gehäuse 321 des Gerätes in den Flüssigentwickler,
der in einem Entwicklertank gespeichert ist, eingetaucht werden, oder der Flüssigentwickler kann in das Gehäuse
321 aus dem Tank durch geeignete Rohrverbindungen eingeführt werden. Durch den Motor 332 angetrieben
drehen sich die einzelnen Scheiben 301,302,306 und 308
wie durch die Pfeile angezeigt, so daß ihre Flügel den Entwickler innerhalb des Gehäuses 321 umrühren und
Entwickler zuführen und abführen, um ihn daran zu hindern, innerhalb des Behälters 321 zu verbleiben.
Die Elektroden 303 und 304 stehen einander in Verlauf jeder Drehung der ersten und zweiten Scheibe
301 und 302 gegenüber. Zu dieser Zeit liefert die Gleichspannungsquelle 341 einen konstanten Gleichstrom
an die Elektroden 303 und 304. F i g. 20 zeigt ein Beispiel einer Einrichtung zum Anlegen der Spannung
wenn die Elektroden 303 und 304 gerade in die Stellung gelangen, in der sie einander gegenüberstehen. Diese
Einrichtung weist einen Generator 351 für ein Synchronisiersignal, wie er durch einen Impulsgenerator
oder einen magnetischen Schalter dargestellt wird, und eine Zeitsignalschaltung 3S2 auf. Ein Ausgangssignal
des Generators 351 für das Synchronisiersignal wird durch die Zeitsignalschaltung 352 zum Verstärken
und andere Maßnahmen verarbeitet und von dieser an die Gleichspannungsquelle 341 gegeben. Der Elektro-Abscheidestrom,
der durch den Entwickler fließt, wird durch eine Meßeinheit 353 gemessen.
Mehr im einzelnen heißt das: Wenn eine konstante Gleichspannung an die Elektroden 303 und 304 angelegt
wird, verursacht das sich ergebende Elektrische Feld
zwischen den Elektroden 303 und 304 die Elektrophorese
des Toners im Entwickler und erzeugt dadurch einen Elektro-Abscheidestrom im Entwickler. Dieser Strom
wird durch die Einheit 353 wie erwähnt gemessen. Tonerteilchen werden auf einer der Elektroden 303 und
304 aufgrund des Unterschieds in der Polarität abgeschieden. Andere Substanzen setzen sich auf der
anderen Elektrode 303 oder 304 ab, aber die Menge dieser Abscheidungen ist im allgemeinen klein im
Vergleich mit der Tonerabscheidung auf der besagten to einen Elektrode.
In jedem Fall nimmt die Menge von Abscheidungen auf den Elektroden 303 und 304 mit der Ermüdung des
Entwicklers zu und schafft die Ursache von Irrtümern beim Messen, wenn der Elektro-Abscheidestrom ge- is
messen werden soll, wenn eine Gleichspannung zwischen den Elektroden 303 und 304 angelegt ist. So
wird die Ermüdung des Entwicklers nicht über eine lange Gebrauchszeit mit Genauigkeit gemessen.
Die benachbarten Scheiben 301 und 306 drehen sich in der gleichen Richtung, während sich die Elektrode
303 auf der Scheibe 301 in Berührung mit dem nachgiebigen Reinigungsteil 307 bewegt. So schabt das
Teil 307 die Oberfläche der Elektrode 303 um abgelagerte Tonerteilchen von ihr zu entfernen. In
gleicher Weise entfernt das Reinigungsteil 309 auf der Scheibe 308 Tonerteilchen von der entsprechenden
Elektrode 304 auf der Scheibe 302 während der Drehung der Scheiben 302 und 308, die in der gleichen
Richtung stattfindet. Da jede Elektrode jedesmal gereinigt wird, wenn die entsprechende Scheibe eine
volle Umdrehung durchführt, d. h. wenn eine Messung gemacht wird, bleibt sie trotz einer langen Zeit
kontinuierlicher Messung sauber. Dies ermöglicht dem Gerät den Elektro-Abscheidestrom und daher die
Ermüdung des Entwicklers mit ausgezeichneter Genauigkeit kontinuierlich zu messen. Wenn gewünscht
braucht die Zuführung der Gleichspannung an die Elektroden nicht bei jeder Umdrehung der die
Elektrode tragenden Scheiben sondern nur bei einer von mehreren Umdrehungen derselben durchgeführt zu
werden.
Die Anpreßteile 316 und 318 veranlassen die zugehörigen Reinigungsteile 307 und 309, sich wiederholt
zusammenzuziehen und auszudehnen, wodurch der elektrisch auf den Reinigungsteilen 307 und 309
abgeschiedene Toner von ihnen getrennt wird und zurück in den Toner dispergiert bzw. verteilt wird. Die
Elektroden 303 und 304 auf den Scheiben 301 und 302 können durch Elektroden in der Form von Ringen, die in
die einander gegenüberstehenden Enden der Scheiben 301 und 302 mit einem gemeinsamen Durchmesser
eingebettet sind, ersetzt werden. In diesem Falle wird in
unterbrochener Weise ein Gleichstrom an die Ringelektroden angelegt, die einander in begrenzten Bereichen
dauernd gegenüberstehen. Es ist jedoch verständlich, daß die Elektroden 303 und 304 in der Form von
Blöcken wie dargestellt günstiger sind, was den Wirkungsgrad der Reinigung und den Wirkungsgrad
der Anlegung der Spannung betrifft, da sie eine verhältnismäßig kleine Fläche, die gereinigt werden
muß, haben.
Da die in F i g. 19 gezeigten Scheiben nur dazu dienen,
den Elektro-Abscheidestrom zu messen und die Elektroden zu reinigen, reichen verhältnismäßig kleine
Durchmesser aus, was zur Verminderung der Größe des Behälters 321 beiträgt. Demgemäß kann eine solche
Meßeinheit im Entwicklertank eingebaut werden, ohne unverhältnismäßig viel Raum zu brauchen.
Aus dem oben gesagtem wird klar, daß das Meßgerät für den Elektro-Abscheidestrom über einen langen
Zeitraum in kontinuierlicher Weise mit Gleichstrom betrieben werden kann und einfach im Aufbau und
kompakt im Äußeren ist
Hierzu 14 Blatt Zeichnungen
Claims (14)
1. Regelungsvorrichtung für die Tonerkonzentration des Entwicklers in einem elektrostatischen
Kopiergerät mit einem Behälter zum Aufnehmen eines flüssigen Entwicklers mit einem flüssigen
Träger und Tonerteilchen, die in dem Träger dispergiert sind; einer ersten Fühleinrichtung zum
Fühlen eines elektrischen Parameters des Entwicklers, einer zweiten Fühleinrichtung zum Fühlen der
optischen Durchlässigkeit des Entwicklers; einer Zuführeinrichtung zum Zuführen zusätzlicher
Tonerteilchen in den Entwickler; und einer Steuereinrichtung zum Steuern der Zuführeinrichtung, um
zusätzlichen Toner in den Entwickler zuzuführen, gekennzeichnet dadurch, daß die erste
Fühleinrichtung (37; 206,208; 303,304; 73; 226) zum
Fühlen eines elektrischen spezifischen Widerstandes des Entwicklers dient und daß die Steuereinrichtung
(74,72, 222) auf die erste (37; 206,208; 303,304; 73;
226) und auf die zweite (39; 71; 221) Fühleinrichtung
anspricht und die Zuführeinrichtung (56; 76; 223) derart steuert, daß die optische Durchlässigkeit auf
einem Wert gehalten wird, der eine vorbestimmte Funktion des spezifischen Widerstands ist.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinrichtung (72; 74; 222) so
aufgebaut ist, daß sie den Wert der optischen Durchlässigkeit vermindert, wenn der spezifische
Widerstand des Entwicklers sich vermindert.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 odei 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinrichtung so
aufgebaut ist, daß sie die Zuführeinrichtung in unterbrochener Weise steuert.
4. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinrichtung so
aufgebaut ist, daß sie die Zuführeinrichtung in kontinuierlicher Weise steuert.
5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1-4, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Fühleinrichtung
eine erste Elektrode (206; 303), eine zweite Elektrode (208; 304) und eine Spannungsquelle zum
Anlegen einer Wechselspannung an die erste und zweite Elektrode aufweist.
6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1—4, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Fühleinrichtung
eine erste Elektrode (206; 303), eine zweite Elektrode (208; 304) und eine Spannungsquelle zum
Anlegen einer Gleichspannung an die erste und zweite Elektrode aufweist.
7. Vorrichtung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Fühleinrichtung eine
Schabeeinrichtung (203; 203'; 307, 309) zum Abschaben angesammelten Toners von der ersten
(206; 303) und zweiten (208; 304) Elektrode und eine Betätigungseinrichtung (204; 332) zum Erzeugen
einer relativen Schabbewegung zwischen der Schabeeinrichtung und der ersten und zweiten Elektrode
aufweist.
8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Fühleinrichtung eine erste
(301) und zweite (302) Elektrodenscheibe aufweist, wobei die erste (303) und zweite (304) Elektrode auf
der ersten bzw. zweiten Elektrodenscheibe vorgesehen ist, wobei die Schabeeinrichtung eine erste (306)
und zweite (308) Schabescheibe aufweist, die in schabendem Eingriff mit der ersten bzw. zweiten
Elektrodenscheibe stehen, und wobei die Betätigungseinrichtung (332) so aufgebaut ist, daß sie die
erste und zweite Elektrodenscheibe und die erste und zweite Schabescheibe für eine Schabebewegung
relativ zueinander dreht
9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die erste und zweite Elektrodenscheibe
mit Flossen (311,312) zum Umrühren des Entwicklers
versehen sind.
ίο
10. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch
gekennzeichnet, daß die erste (306) und zweite (308)
Schabescheibe mit Flossen (313,314) zum Umrühren des Entwicklers versehen sind.
11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 —10,
dadurch gekennzeichnet, daß die erste (306) und zweite (308) Schabescheibe elastischen Materialien
(307, 309) aufweisen, die schabend mit der ersten (301) bzw. zweiten (302) Elektrodenscheibe in
Eingriff stehen, wobei die erste Fühleinrichtung ein erstes (316, 317) und zweites (318,319) Andrückteil
aufweist, um drückend mit den elastischen Materialien auf der ersten und zweiten Schabescheibe in
Eingriff zu gelangen, wobei sie (316, 317, 318, 319) veranlassen, daß die elastischen Materialien abwechselnd
elastisch zusammengepreßt und expandiert werden und dadurch angesammelte Tonerteilchen
von sich abschütteln.
12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 — 7, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Fühleinrichtung
ein äußeres Rohr (201, 201'), wobei die erste Elektrode (206) an einer inneren Oberfläche des
äußeren Rohrs vorgesehen ist ein inneres Rohr (202), das koaxial innerhalb des äußeren Rohrs für
eine relative Axialbewegung dazu vorgesehen ist, wobei die zweite Elektrode (208) auf einer äußeren
Oberfläche des inneren Rohres vorgesehen ist, aufweist, wobei die Schabeeinrichtung einen Schabring
(203, 203') aufweist, der gleitend und schabend zwischen dem inneren und äußeren Rohr angeordnet
ist, und wobei entgegengesetzte Enden des inneren Rohres mit Anschlägen (209, 211) zur
Anlage mit dem Schabring ausgebildet sind, und wobei die Betätigungseinrichtung (204) so aufgebaut
ist, daß sie das innere Rohr hin- und herbewegt
13. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß in der inneren Oberfläche des
äußeren Rohrs (201) eine schraubenförmige Nut (207) ausgebildet ist, wobei der Schaberring (203) mit
einem Stift (212) versehen ist, der in die Nut paßt.
14. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß am äußeren Rohr ein Anschlag
(218) ausgebildet ist wobei die erste Fühleinrichtung eine Feder (219) aufweist, um den Schaberring (203')
in Anlage mit dem Anschlag zu drängen.
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