DE3233190C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung des im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 angegebenen Art.

Aus der DE-OS 23 36 866 ist eine solche Vorrichtung be­ kannt, wobei die lichtdurchlässige Elektrode auf der Mantelfläche der fotoleitfähigen Aufzeichnungsmaterial­ trommel eines Kopiergerätes ausgebildet ist. Tonerteil­ chen, die sich auf der lichtdurchlässigen Elektrode anlagern, werden von dieser entfernt, wenn sich die­ ser Bereich der fotoleitfähigen Aufzeichnungstrommel durch eine Reinigungsstation bewegt. Infolgedessen wird einerseits die Reinigungsstation belastet und andererseits werden Tonerteilchen laufend aus der Entwicklermaterialmischung entfernt.

Eine andere Vorrichtung zur Steuerung der Tonermenge ist aus der DE-OS 24 25 060 bekannt und umfaßt einen drehbaren, elektrisch leitfähigen Glaszylinder, dessen Oberfläche mit einer Entwicklermaterial-Magnetbürste in Berührung kommt, nachdem sich diese an der fotoleit­ fähigen Aufzeichnungstrommel vorbeibewegt hat. Auf der Oberfläche des Glaszylinders lagern sich Tonerteilchen von der Entwicklermaterial-Magnetbürste ab. Da jedoch von der Entwicklermaterial-Magnetbürste bereits Toner­ teilchen auf die fotoleitfähige, ein latentes Ladungs­ bild tragende Aufzeichnungstrommel abgegeben worden sind, hängt die Menge an Tonerteilchen, die sich noch an der Entwicklermaterial-Magnetbürste befindet, wenn diese in Berührung mit dem elektrischleitfähigen Glas­ zylinder kommt, von dem auf der Aufzeichnungstrommel vorhandenen, latenten Ladungsbild ab. Die Dichte auf der auf dem elektrisch leitfähigen Glaszylinder abge­ lagerten Tonerteilchen wird im Durchlicht gemessen, wobei sich innerhalb des elektrisch leitfähigen Glas­ zylinders ein Fotowandler befindet, dem gegenüberlie­ gend eine Lichtquelle angeordnet ist.

In der DE-OS 24 56 936 ist eine Vorrichtung zur Steue­ rung der Tonermenge beschrieben, bei der eine sich drehende Walze mit einer Entwicklermaterial-Magnet­ bürste in Berührung gebracht wird, nachdem diese sich an der fotoleitfähigen Aufzeichnungstrommel vorbeibe­ wegt hat. Die Oberfläche der Walze ist elektrisch vor­ gespannt, so daß sich Tonerteilchen auf dieser abla­ gern. Von einer Lichtquelle ausgehendes Licht wird an der Oberfläche der Walze reflektiert und reflektier­ tes Licht wird von einem Fotowandler erfaßt. Die re­ flektierte Lichtmenge hängt davon ab, wieviel Toner­ teilchen sich auf der Oberfläche der Walze abgelagert haben. Die Walze kann auch so ausgebildet sein, daß mehrere voneinander elektrisch isolierte Umfangsring­ bereiche vorliegen, an die unterschiedliche elektrische Potentiale gelegt sind. Dadurch soll es möglich sein, auch einen Zustand simulieren zu können, der einem Hintergrundbereich eines sich auf der fotoleitfähigen Aufzeichnungstrommel befindenden Ladungsbildes ent­ spricht.

Bei einer aus der DE-OS 29 23 806 bekannten Vorrichtung zur Steuerung der Tonermenge wird die Entwicklermate­ rialmischung an einer Seite eines durchsichtigen Glas­ fensters vorbeigeführt. Auf der anderen Seite dieses Glasfensters sind eine Lichtquelle und ein Fotowand­ ler angeordnet. Von der Lichtquelle ausgehendes Licht trifft von einer Seite auf die Glasplatte auf, wird von der sich auf der anderen Seite befindenden Ent­ wicklermaterialmischung reflektiert und reflektiertes Licht wird von dem Fotowandler erfaßt. Die reflektierte Lichtmenge hängt von dem Anteil der Tonerteilchen in der Entwicklermaterialmischung ab.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vor­ richtung der eingangs genannten Art derart weiterzu­ bilden, daß die Tonermenge mit hoher Genauigkeit und großer Zuverlässigkeit gesteuert werden kann.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 aufgeführten Merkmale ge­ löst.

In vorteilhafter Weise durchläuft der Lichtstrahl bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung zweimal die auf der lichtdurchlässigen Elektrode abgelagerte Tonerschicht, so daß ein genauerer Meßwert wegen der dabei auftre­ tenden Mittelung erhalten wird. Insbesondere ist zu berücksichtigen, daß der Lichtstrahl die Tonerschicht im allgemeinen an zwei unterschiedlichen Stellen durchläuft, so daß zufällig auftretende, punktuelle besondere Dichteverhältnisse der Tonerschicht vernach­ lässigbar sind. Ferner ergibt sich eine einfache Bau­ weise, da sich die Lichtquelle und das lichtempfind­ liche Element auf derselben Seite der lichtdurch­ lässigen Elektrode befinden, obgleich im Durchlicht gemessen wird. Bei der Vorrichtung gemäß der DE-OS 24 56 936 ist auch eine ähnliche Anordung vorgesehen, jedoch wird dort im Auflicht gemessen.

Eine vorteilhafte Weiterbildung ist im Unteranspruch angegeben.

Die Erfindung wird im folgenden anhand eines Ausführungsbei­ spiels unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher er­ läutert. Es zeigt

Fig. 1 eine Schnittdarstellung einer Entwicklungsvor­ richtung nach dem Stand der Technik, bei der eine Vorrichtung nach der Erfindung vorgesehen ist,

Fig. 2 eine Schnittdarstellung, einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung, wie sie bei der Entwicklungsvorrichtung gemäß Fig. 1 eingesetzt ist, und

Fig. 3 eine Schnittdarstellung, wie Fig. 1, wobei eine Vorrichtung nach der Erfindung, an einer ande­ ren Stelle vorgesehen ist.

Die bevorzugten Ausführungsformen nach der Erfindung wer­ den nun unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben.

Fig. 1 zeigt eine Schnittdarstellung ei­ ner Ausführungsform nach der Erfindung.

Eine Magnetbürsten-Entwicklungseinheit A ist einer foto­ leitfähige Trommel 1 gegenüberliegend angeordnet. Die Magnetbürsten-Entwicklungseinheit A umfaßt ein Gehäuse 2, welches ein Entwicklermaterial 3 enthält, und eine Ent­ wicklungswalze 4, eine Höheneinstellplatte 5, eine Förder­ walze 6, eine Förderplatte 7 für das Entwicklermaterial und eine in dem Gehäuse 2 vorgesehene Abstreifplatte 8 für das Entwicklermaterial. Die Drehrichtung der Ent­ wicklungswalze 4 ist zu der Drehrichtung der fotoleit­ fähigen Trommel 1 entgegengesetzt. Ortsfeste Permanent­ magnete (diese sind nicht dargestellt) unterschiedlicher Polarität sind abwechselnd im Inneren der Entwickler­ walze 4 angeordnet, das Entwicklermaterial 3 wird in der Form einer Bürste auf der Außenfläche der Entwicklerwalze 4 gebildet, wodurch eine Magnet­ bürste erzeugt wird. Nachdem die Höhe der Magnetbürste auf einen konstanten Wert durch die Höheneinstellplatte 5 eingestellt worden ist, wird die Bürste zur Entwicklung des latenten Bildes mit der Oberfläche der fotoleit­ fähigen Trommel 1 in Berührung gebracht. Das zurückblei­ bende Entwicklermaterial wird durch Abstreifen mittels der Ab­ streifplatte 8 entfernt.

Das überschüssige Entwicklermaterial, welches durch die Höheneinstellplatte 5 eingestellt und entfernt wird, wird auf der Förderplatte 7 für das Entwicklermaterial zurückbewegt. Das Entwicklermaterial 3 und das abge­ streifte Entwicklermaterial werden dann erneut der Ent­ wicklungswalze 4 mittels der Förderwalze 6 zugeführt.

In Fig. 1 bezeichnet das Bezugszeichen 9 einen Tonerdichte­ fühler für das Entwicklermaterial. Der Dichtefühler 9 für das Entwicklermaterial ist derart positioniert, daß er mit der an der Entwicklungswalze 4 ausgebildeten Magnetbürste in Berührung steht.

Die Form des Tonerdichtefühlers 9 für das Entwickler­ material ist in Fig. 2 dargestellt und umfaßt eine Walze 14, welche in einer zu der Drehrichtung der Entwicklungs­ walze 4 entgegengesetzten Richtung gedreht wird, einen Permanentmagneten 13, welcher in einem Abschnitt der Walze 14 eingesetzt ist, eine elektrisch leitende Glasplatte 12, welche in Berührung mit der Magnetbürste des Entwicklermaterials 3 gebracht wird, die an dem Permanentmagneten 13 anhaftet, eine der rückwärtigen Oberfläche 12 b der elektrisch leitenden Glasplatte 12 gegenüberliegende Lampe 10, um die an der Oberfläche 12 a der Glasplatte 12 anhaftende Tonermenge festzustellen, und ein lichtempfindliches Element 11. An der Glasplatte 12 liegt eine Spannung an. Die Ober­ fläche 12 a der Glasplatte 12 weist die gleiche Krümmung wie die Außenfläche der Walze 14 auf.

Die Arbeitsweise der so ausgebildeten Dichtesteuerungs­ vorrichtung wird nun beschrieben. Wenn die fotoleitfä­ hige Trommel 1, auf der ein latentes Ladungsbild durch ein Kopierverfahren nach dem Stand der Technik hergestellt worden ist, im Uhrzeigersinn gedreht wird und sich die Ent­ wicklungswalze 4 im Gegenuhrzeigersinn dreht, wird das Entwicklermaterial 3 zu der Entwicklungswalze angezogen und an deren Oberfläche gehalten, d. h. eine sogenannte "Magnetbürste" wird erzeugt; die so hergestellte Magnet­ bürste wird im Gegenuhrzeigersinn zusammen mit der Ent­ wicklungswalze 4 gedreht.

Die Höhe oder Dicke der Magnetbürste wird auf einen zur Entwicklung geeigneten Wert durch die Höheneinstellplatte 5 eingestellt, und die derart behandelte Magnetbürste ge­ langt in Berührung mit der fotoleitfähigen Trommel 1, so daß das latente Ladungsbild sichtbar gemacht wird.

Andererseits wird Entwicklermaterial, welches zur Ent­ wicklung nicht verwandt wurde und auf der Oberfläche der Entwicklungswalze 4 zurückgehalten worden ist, von der Abstreifplatte 8 abgestreift.

Das so abgestreifte Entwicklermaterial wird in dem Gehäuse 2 aufgefangen. Das aufgefangene Entwicklermaterial wird erneut der Entwicklungswalze 4 mittels der Förderwalze 6 nach ausreichender Vermengung zugeführt, um erneut eine Magnetbürste zu bilden.

Das von der Magnetbürste durch die Höheneinstellplatte entfernte Entwicklermaterial wird auf der Förderplatte 7 für das Entwicklermaterial zurückbewegt.

Bevor die Magnetbürste die fotoempfindliche Trommel 1 berührt, berührt sie den Tonerdichtefühler 9 für das Ent­ wicklermaterial, welcher nahe der Entwicklungswalze 4 angeordnet ist und somit die Walze 14, welche im Uhr­ zeigersinn gedreht wird.

Bei diesem Vorgang bildet das Entwicklermaterial eine kleine Magnetbürste aufgrund der Anziehung von dem Permanentmagnet 13. Die so erzeugte Magnetbürste wird im Uhrzeigersinn zusammen mit der Walze 14 gedreht und in Berührung mit der Oberfläche der elektrisch lei­ tenden Glasplatte 12 gebracht, an der eine Spannung ange­ legt worden ist.

Zu diesem Zeitpunkt werden der Toner und das Trägerma­ terial, welche elektrostatisch einander anziehen, von­ einander getrennt, mit dem Ergebnis, daß der Toner auf der Oberfläche der elektrisch leitenden Glasplatte 12 anhaftet.

Nachdem die Magnetbürste an der Glasplatte 12 vorbei­ bewegt worden ist, wird die Lampe 10 eingeschaltet. Das ausgesandte Licht geht durch die Glasplatte 12, an der der Toner angelagert ist, hindurch und wird von der Oberfläche der Walze 14 re­ flektiert. Das reflektierte Licht geht dann durch die Glasplatte 12 hindurch und erreicht das Lichtempfangs­ element 11, welches die empfangene Lichtmenge feststellt.

Die so festgestellte Lichtmenge hängt von der Menge des Toners oder der Dichte des Toners an der Oberfläche der elektrisch leitenden Glasplatte 12 ab. Deshalb kann die Toner­ dichte des Entwicklermaterials so gesteuert werden, daß sie innerhalb eines vorbestimmten Bereiches liegt, wobei ein Toner­ zuführmechanismus (dieser ist nicht dargestellt) ent­ sprechend der festgestellten Lichtmenge gesteuert wird, um dadurch die dem Gehäuse 2 zugeführte Tonermenge zu erhöhen oder zu verringern.

Da nur Toner an der Oberfläche der elektrisch leitenden Glasplatte 12 anhaftet, kann die Dichte des Toners genau festgestellt werden. Somit kann eine Tonerdichtesteuerung des Entwicklermaterials mit hoher Genauigkeit und Zuverlässigkeit durchgeführt werden.

Bei der vorhergehend beschriebenen Ausführungsform ist der Tonerdichtefühler 9 für das Entwicklermaterial oberhalb der Entwicklungswalze 4 angeordnet. Jedoch ist die Er­ findung nicht darauf beschränkt. Das heißt, der Fühler 9 kann oberhalb der Förderplatte 7 für das Entwicklermaterial angeordnet werden, wie es in Fig. 3 gezeigt ist. Anders ausgedrückt bedeutet dies, daß der Fühler 9 irgendwo im Strömungspfad des Entwicklerma­ terials angeordnet werden kann.

Mit der vorhergehend beschriebenen Ausbildung der Dichte­ steuerungsvorrichtung nach der Erfindung kann die Tonerdichte des Entwicklermaterials innerhalb eines vorbestimmten Be­ reiches gehalten werden. Nur der Toner des Entwickler­ materials wird beeinflußt, an der elektrisch leitenden Glasplatte anzuhaften, wobei die Dichte des an der Glas­ platte 12 ausgebildeten Tonerbildes optisch festgestellt und die zuzuführende Tonermenge entsprechend dem fest­ gestellten Wert im Rahmen der Erfindung gesteuert wird. Deshalb kann die Dichte des Toners allein direkt gemessen werden. Es ergibt sich somit, daß die Vorrichtung zur Steuerung der Tonerdichte nach der Erfindung und mit großer Genauigkeit und Zuverlässigkeit erfolgt.

Claims (2)

1. Vorrichtung zur Steuerung der Tonermenge bei einem in einer Entwicklungsstation umlaufenden Ent­ wicklermaterial aus magnetisierbaren Trägerteilchen und Tonerteilchen, mit einer einen Permanentmagneten umfassenden, drehbaren Walze, die in dem Strömungspfad des Entwicklermaterials angeordnet und auf deren Oberfläche eine Magnetbürste aus Ent­ wicklermaterial ausbildbar ist, mit einer der drehbaren Walze gegenüberliegend angeordneten und von der Magnetbürste bestreichbaren lichtdurchlässigen Elektrode, an die ein Potential legbar ist, durch welches Tonerteilchen von der an der drehbaren Walze ausgebildeten Magnetbürste nach dem Bestreichen der lichtdurchlässigen Elektrode auf dieser haften bleiben, sowie einer Strahlungsquelle und einem lichtempfindlichen Element, welches mit von der Strahlungs­ quelle ausgesandter und durch die lichtdurchlässige Elektrode hindurchgegangener Strahlung beaufschlagbar ist, wobei durch das Ausgangssignal die auf der Elektrode abgelagerte Menge von Tonerteilchen erfaßbar und mit dem Ausgangssignal die von einer Tonerzuführvorrichtung dem Entwicklermaterial zuzuführende Tonermenge steuerbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß die lichtdurchlässige Elektrode (12) ortsfest und die Strahlungsquelle (10) und das lichtempfindliche Element (11) beide auf der von der drehbaren Walze (14) fortweisenden Seite der lichtdurchlässigen Elektrode (12) angeordnet sind, daß der Permanentmagnet (13) in einen Abschnitt der drehbaren Walze (14) eingesetzt ist, und daß auf der drehbaren Walze (14) ein reflektierender Oberflächenabschnitt, auf dem keine Magnetbürste ausbildbar ist, vorgesehen ist, durch den von der Strahlungsquelle (10) ausgesandte und durch die lichtdurchlässige Elektrode (12) hindurchgegangene Strahlung zu dem lichtempfindlichen Element (11) reflektier­ bar ist, wobei die reflektierte Strahlung durch die lichtdurch­ lässige Elektrode (12) hindurchgeht.

2. Vorrichtung, bei der die lichtdurchlässige Elektrode eine Glasplatte umfaßt, nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die zu der drehbaren Walze (14) weisende Oberfläche (12 a) der lichtdurchlässigen Elektrode (12) eine Krümmung aufweist, die derjenigen der drehbaren Walze (14) angepaßt ist.