Устройство для регулирования концентрации тонера в копировальном аппарате

"4-Р 1)С 03 С 1 СУДАРСТВЕНН ИЗОБРЕТЕНИЯИ ГННТ СССР И НОМИТЕТ ОПИОАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ ЛЬСТВУ В ОРСКОМ коеппара АНИЯ АЛЬкт овано Фиг. 2 21) 4693527/1222) 17 05,89Й 6) 23.12.91, Бюл, 8 1771) Специальное конструктоюро электрофотографическихов, г.Грозный72) Н.В.Сердцов53) 722.93(088,8)56) Патент СССР Н 6191л, С 03 С 15/00, 1976.(5 Й) УСТРОКТВО ДЛЯ РЕГУЛИРО КОНЦЕНТРАЦИИ ТОНЕРА В КОПИРО НОИ АППАРАТЕ(57) Изобретение относится к фотографии и может быть испол 801700531 в электрофотографических аппаратах ссухим способом проявления. Цельюизобретения является повышение точности поддержания заданной концентрации тонера в проявляющей смеси путем обеспечения беспрерывности вфункции измерения, Устройство состоит из электронной системы управления и двух узлов проявления и очистки, работающих по способу магнитнойкисти, причем проявляющий магнитный валик 16 узла проявления своимвалом связан с первым электроприводом 5, а очистной магнитный валик17 узла очистки - с вторым электроприводом.6, Дифференциальный метод1700531 5 50 55 измерения концензрации тонера 23 проявляющей смеси 21 осуществляется за счет измерения разницы между потребляющими гоками электроприводов6 вслерствие Функциональной зависимости крутящего момента на валу проявляющего валика 16 от величины ( Изобретение огносится к электрофотографии и может быть использованов электрофотографицеских аппаратах ссухим способом проявления.Известно устройство для регулирования концентрации тонера в проявляющей смеси, в котором процентноесодержание проявляющего порошка-тонера контролируется по изменениюмагнитной проницаемости рвухкомпонентной проявляющ 1 ей смеси с помощьюиндуктивного датчика, и состоящееиз задающего генератора, двух блокировочных конденсаторов, индуктивного датчика концентрации тонера, амплитудного детектора усилителя сигнала отклонения концентрации отзаданной, генератора, управляемогонапряжением, второго усилителя иисполнительного механизма, необходимого для добавления тонера в прояв( ляющую смесь, При этом задающий генератор через последовательно вклю 1 ченные первый и второй конденсаторь 1,, амплитудный детектор, первый усили тель, генератор, управляемый напряжением, и второй усилитель связан свходом исполнительного механизма, азадатцик концентрации и индуктивныйдатцик включены в параллель и своейцепью церез первый конденсатор шунтируют выход задающего генератора, ачерез второй конденсатор - входпервого усилителя,1Однако, известное устройство длярегулирования концентрации тонера впроявляющей смеси ввиду применениятолько одного индуктивного датчикаконцентрации тонера (т.е. одногоколебательного контура) чувствительно к колебаниям температуры окружающей среды вследствие изменениядобротности колебательного контура,Наиболее существенным недостатком известного устройства являетсянарушение беспрерывной текучестипотока двухкомпонентного проявитеконцентрации тонера 13 в проявляющей смеси 21, Это позволяет полуцитьнепрерывный во времени сигнал управления на выходе сравнивающ 1 его узла потребляемых токов трансформатора тока,.имеющегося в электронной системеуправления, 2 ил. ля в проходном канале индуктивногодатчика. вследствие его засорения,что может быть вызвано комкованиемпроявляющей смеси вследствие ееслеживания при больших перерывах вработе копировального аппарата, атакже попаданием вовнутрь проявляющего узла частиц иного рода.20 Наиболее близким к предлагаемомуявляется устройство электрофотографического копировального аппарата, укоторого процентное содержание проявляющего порошка - тонера контролируется по изменению магнитной прони-,цаемости двухкомпонентной проявляющей смеси с помощью индуктивного датчика, и содержащее подклюценные к( (цепи питания электропривор узла прояв- ЗО ления электрофотогргфииеского изображения магнитной кистью и электропривод узла очистки, регулируемый ис"фтоцник напряжения, исполнительноеустройство подаци тонера.35 Однако, известное устройство электрофотографичес кого копировал ьногоаппарата для получения беспрерывнойтекучести потока проявляющей смесичерез рабочую зону индуктивного дат чика требует применения специальныхмеханических устройств, вибрационноевоздействие которых на индуктивныйдатчик мало эффективно.Целью изобретения является повы шение точности работы устройства. Указанная цель достигается тем, что в известное устройство для контроля концентрации тонера, содержащее подключенные к цепи питания электро- привод узла проявления электрофотографического изображения магнитной кистью и электропривод узла оцистки, регулируемь 1 й истоцник напряжения и исполнительное устройсгво подачи тонера, дополнительно введены узел сравнения потребляемых гоков электро- приводов и блок сравнения, причем узел сравнения потребляемых 1 оковэлектроприводов вклюцен в цепь питания электропривода узла проявленияэлектрофотографицеского изображениямагнитной кистью и электроприводаузла очистки, выход узла потребляемых токов электроприводов подключенк первому входу блока сравнения, второй вход которого соединен с выходомрегулируемого источника напряжения,а выход - с входом исполнительногоустройства подачи тонера.На фиг. 1 представлена схема устройства для регулирования концентрации тонера в копировальном аппарате, 15на фиг. 2 - пример конкретного расположения узлов проявления и очисткинеобходимого для Формирования сигналауправления на выходе трансформатора 1тока при дифференциальном способе 20его Формирования,Устройство для регулирования кон центрации тонера в копировальном аппарате содержит узел сра внения потреб ляемых токов электроприводов, выполненный в виде трансформатора 1 с двумя рабочими обмотками 2 и 3 и одной выходной обмоткой 4, электропривод 5 узла проявления, электропривод Ь 30 узла оцистки, усилитель 7 переменного тока, однофазный выпрямитель 8 со сглаживающими элементами, узел 9 сравнения, преобразователь 10 напря.жейия в частоту, исполнительное устройство 11, регулируемый источник 12 напряжения (Фиг,1), электрофотографицеский цилиндр 13, с одной стороны которого расположен узел проявления, содержащий кожух 14, два маг нитных валика 15 и 16, валик 17 накатки и зарядки магнитной кисти, ракель 18, задатчики 19 и 20 высот магнитных кистей, состоящих из частиц двухкомпонентной проявляющей сме си 21,узел подаци резервного тонера. включающий бункер 22, во внутренней полости которого расположен резервный тонер 23, а на дне - дозирующий,валик 24, с другой - узел очистки, 50 содержащий кожух 25, два магнитных валика 26 и 27, дополнительный очистной валик 28, два ракеля 29 и 30, задатчики 3 1 и 32 высот магнитных кистей, состоящих из цастиц Ферромагнитного носителя 33, бункер 34 для сбора утилизированного тонера 23. Причем выход исполнительного устройства 11 связан с валом дозирующего валика 24,электропривод 5 своим выходом связан с валом магнитного проявляющего валика 16 узла проявления иэлектропривод 6 - с валом магнитного очистного валика 27 узла очистки(фиг.2),Устройство работает следующим образом,Перед подклюцением устройства кклеммам питающей сети кожух 14 узлапроявления и кожух 25 узла очистки заполняются равными количествами Ферромагнитного носителя, выполненного ввидеметаллических шариков.При подключении устройства к клем"мам питающей сети проявляющий валик16 узла проявления приводится в движение от электропривода 5 и очистнойвалик 27 узла очистки от электропривода 6. Электрофотографический цилиндр 13 вместе с остальными валиками15, 17, 26 и 28 приводится в движение от третьего электропривода (непоказан). Поскольку узлы проявленияи очистки содержат по два магнитныхвалика 15, 16 и 26, 27, смонтированных один над другим и вращающихсяв одном направлении, то их нижние ва"лики 15 и 26 служат для перемешивания, притягивания и транспортировкиферромагнитного носителя со рна кожухов 14 и 25 к нижним частям боковых поверхностей средних магнитныхваликов 16 и 27 (Фиг.2).При этом количество частиц Ферромагнитного носителя, подаваемое имив единицу времени к нижним цастямбоковых поверхностей последних,строго стабилизируется задатчиками19 и 31 высот магнитных кистей. Врезультате этого на боковых поверхно"стях магнитных валиков 16 и 27 образуются магнитные кисти заданныхвысот, длина ворсинок которых по мере движения к рабочим зонам повторно ограничивается второй парой задатчиков 20 и 32 высот, Избытоцныечастицы Ферромагнитного носителя,отраженные от рабочих поверхностейзадатчиков 19 и 20 высот, вновь попадают на дно кожуха 14 узла проявления и аналогицно частицы ферромагнитного носителя, отраженные от рабочих поверхностей задатчиков высот31 и 32 попадают на дно кожуха 25 узла очистки. Вследствие того, чтозона контакта проявляющего валика16 узла проявления с электрофотогра 1700531фическим цилиндром 13 находится с правой стороны его боковой поверхности,а зона контакта очистного магнитноговалика 27 узле очистки - с левой сто 5Роны его боковой поверхности, то места окончания малых магнитных кистейна поверхностях магнитных валиков 16и 27 различны (Фиг.2), Поэтому дляоздания равных крутящих моментов на Орвлех послелних.плинв первой увелиенной магнитной кисти, образованнойа левой половине боковой поверхностимагнитного валика 16 до задатчика 20Высоты, выбирается несколько больше, 5чем на магнитном валике 27 узла очистки, вследствие того, что некотораяМасть второй малой магнитной кистиРасположенной на верхней правой половине боковой поверхности магнитного валика 16 узла проявления, работает на спуск, а следовательно, и нанекоторое уменьшение крутящего момента на его валу. При этом установкаРавных крутящих моментов на валахмагнитных валиков 16 и 27 при циркуляции на их боковых поверхностях тсль".ко частиц Ферромагнитного носителябудет соответствовать равенству потРебляющих токов электроприводами30и 6, а следовательно, и отсутствиюВыходных напряжений на выходах срав"нивающего устройства - трансйорматора 1 тока, усилителя 7 переменноготока и одноФазного выпрямителя 8(иг. 1 и 2), Отсутствию . выходныхнапряжений на выходах последних бу 4 ет соответствовать также нулеваяконцентрация проявляющего порошкатонера 23 в смеси однородных частиц 0ферромагнитного носителя, находящихся в узле проявления,При засыпке заданной величиныпроявляющего порошка - тонера 23,соответствующего по количеству заданной концентрации, в кожух 1проявляющего узла происходит егоперемешивание с частицами ферромагнитного носителя. В результате притрении частиц проявляющего по"рошка и частиц Ферромагнитногоносителя происходит электризациятонера 23 (красителя - полимерногопорошка) отрицательным зарядом, айосителя (оксидированных стальныхчастиц) - положительным. Таким обРазом в узле проявления образуетсядвухкомпонентная проявляющая смесь21, которая доставляется магнитным валиком 15 в зону проявления, гдеконтактирует со скрытым электроста-.тическим изображением, Под влияниемэлектрического поля этого изображения заряженные частицы тонера 23поитягиваются к противоположно заряженной поверхности селенового слояэлектройотографического цилиндра13 и образуют на йем видимое порошковое изображение, При этом появлению тонера 23 на поверхности проявляющего магнитного валика 16. сост"ветствует не столько уменьшениеудельного веса проявляющей смеси 21,сколько уменьшение суммарного сопротивления среза ф 1 ) магнитных кистей, создаваемого задатчиком 20 высоты и ракелем 18, Зто объясняетсятем, что заряженные частицы тонера23, располагаясь между металлическими частицами ферромагнитного носителя, главным образом уменьшают силы ихвзаимного магнитного притяжения, чтосоответствует более легкому разрушению (разрыву) ворсинок магнитныхкистей задатчиком 20 высоты и ракелем 18, 0 увеличением концентрациитонера 23 в проявляющей смеси 21 наблюдается существенное уменьшениекрутящего момента на валу магнитноговалика 16,Появление разницы между крутящими моментами на валах магнитных валиков 16 и 27 приводит к появлениюна выходе высокостабильного сра внивающего устройства - трансформатора1 тока переменного напряжения, которое затем усиливается до необходимой величины усилителем 7 переменного тока. При этом величина напряжения на выходе последнего пропорциональна концентрации тонера 23 впроявляющей смеси 21 и, следовательно, обратно пропорциональна отклонению концентрации от заданной. Усиленное переменное напряжение с выхода усилителя 7 поступает для выпрямления и сглаживания на входоднофазного выпрямителя 8, а затеми для сравнения на узле 9 сравненияс выходным напряжением регулируемогоисточника 12 напряжения.Поскольку частота генерируемыхимпульсов преобразователем 10 напряжения в частоту зависит от величиныприложенного на его вход с выходаузла 9 сравнения напряжения управления, то наличие последнего и регулируемого источника 12 напряжения в предлагаемом устройстве обьясняется тем, цто оператор, обслуживающий эпектрофотографический копировальный аппарат, может по своему усмотрению при необходимости путем изменения выходного напряжения на выходе регулируемого источника 12 напряжения изменять концентрацию 10 тонера 23 в проявляющей смеси 21(фиг.1).Выход преобразователя 10 напряжения в частоту подклюцен к входу исполнительного устройства 11, кото рое своим выходом связано с валом ро зирующего валика 21 (Фиг.1 и 2),при - чем каждый импульс на выходе преобразователя 1 О напряжения в цастоту вызывает разворот вокруг своей оси 20 на 360 дозирующего валика 24, а следовательно, и добавку в проявляющую смесь 21 небольшой порции резервного тонера 23 из бункера 22. Чем выше частота генерируемых импульсов. на выходе преобразователя 10 напряжения в частоту, тем чаще разворачивается вокруг своей оси дозирующий валик 21, и тем быстрее повышается концентрация тонера 23 в проявляю- З 0 щей смеси 21,Оставшееся после переноса набумагу слабое порошковое изображение на поверхности электрофотографического цилиндра 13 нейтрализуетсяотрицательным зарядом специальногоэлектризатора (не показан) и удаляется устройством очистки, работающим по принципу магнитной кисти 40(Фиг,2), Так, нейтрализованный тонер 23, вступая в контакт с магнитной кистью очистного магнитного валика 27, приобретает электрическийзаряд как от источника напряжения 45смещения (не показан), так и за счеттрибоэлектрического эффекта при взаимодействии с частицами металлицеского носителя 33 магнитной кисти,В результате электрического взаимодействия частицы носителя 33 уносятна себе остаточный тонер 23 с поверхности электрофотографицескогоцилиндра 13,После удаления снятого тонера 23 55и эоны оцистки с помощью дополнительного очисткого валика 28 и ракеля 30производится очистка от тонера 23самой магнитной кисти, а затем тран спортировка тонера 23 в бункер 31 для его вторичного использования. Для этого к дополнительному очистному валику 28, поверхность которого изготовлена из электропроводной резины, прикладывается высокое напряжение в положительной полярности,Измерение концентрации тонера 23 в проявляющей смеси 21 в предлагаемом устройстве осуществляется методом одновременного сравнения, Б результате этого все симметричные элементы узлов проявления и очистки одинаковы и имеют одинаковый дрейф при воздействии внешних возмущений. Так, уменьшение напряжения сети в равной степени вызывает уменьшение крутящих моментов как на валу магнитного валика 16, так и на валу магнитного валика 27. С целью исклюцения применения редукторов в электроприводах 5 и 6 целесообразно использование в предлагаемом устройстве тихоходных электродвигателей с электромагнитной редукцией, в которых отсутствует механический контакт между ротором и статором, и име" ют простую конструкцию, большой срок службы, синхроннУю механицескую скорость. При этом надежность электродвигателей с электромагнитной редукцией приближается к надежности статических трансформаторов.Предлагаемое устройство, благодаря измерению концентрации тонера в проявляющей смеси путем сравнения потребляющих токов двух электроприводое 5 и 6 позволяет получить беспре/рывный процесс измерения, а следовательно, и беспрерывную эксплуатацию электрофотографического аппарата,Формула изобретенияУстройство для регулирования концентрации тонера в копировальном аппарате, содержащее подключенные к цепи питания электропривод узла про" явления электрофотографицеского изображения магнитной кистью и электро- привод узла оцистки, регулируемый истоцник напряжения, исполнительное устройство подаци тонера, о т л и ц а ю щ е е с я тем, цто, с целью повышения точности устройства, в него введены узел сравнения потребляемых токов электроприводов, блок сравнения, прицем узел сравнения потреб1/00531 Составитель Н,Сердцев Редактор М,Янкович техред А,Кравчук Корректор Л.Пилипенко 4 Ю е в Ф Ф Заказ 4467 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета,по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, М, Раушская наб., д. 4/5Производственно-иэдательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина,101 ляемых гоков электропг 1 ияодов включен в цепь питания электроприводаузла проявления электрофотограйического изображения магнитной кистьюи электропривода узла очистки, выходузла сравнения потребляемых токов электроприводов подключен к первомувходу блока сравнения, второй входкоторого соединен с выходом регулиРуемого исгочника напряжения, а выход - с входом исполнительного уст"ройства подачи тонера,