DE3233190C2 - - Google Patents
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- G03G15/0848—Arrangements for testing or measuring developer properties or quality, e.g. charge, size, flowability
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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.
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