Устройство для регулирования концентрации тонера в копировальном аппарате Советский патент 1991 года по МПК G03G15/09 

Изобретение относится к электроотографии и может быть использовано в электрофотографических аппаратах с ухим способом проявления.

Известно устройство для регулиования концентрации тонера в проявяющей смеси, в котором процентное содержание проявляющего порошка-тонера контролируется по изменению агнитной проницаемости двухкомпо- нентной проявляющей смеси с помощью индуктивного датчика, и состоящее из задающего генератора, двух блокировочных конденсаторов, индуктивного датчика концентрации тонера, амплитудного детектора, усилителя сигнала отклонения концентрации от заданной, генератора, управляемого напряжением, второго усилителя и исполнительного механизма, необходимого для добавления тонера в прояв- лякицую смесь. При этом задающий генератор через последовательно включенные первый и второй конденсаторы, амплитудный детектор, первый усилитель, генератор, управляемый напряжением, и второй усилитель связан с входом исполнительного механизма, а задатчик концентрации и индуктивный датчик включены в параллель и своей цепью через первый конденсатор шунтируют выход задающего генератора, а через второй конденсатор - вход первого усилителя. I

Однако, известное устройство для

регулирования концентрации тонера в проявляющей смеси ввиду применения только одного индуктивного датчика концентрации тонера (т.е. одного колебательного контура) чувствительно к колебаниям температуры окружающей среды вследствие изменения добротности колебательного контура. Наиболее существенным недостатком известного устройства является нарушение беспрерывной текучести потока двухкомпонентного проявите- .

5

0

5

0

5

0

5

0

5

ля в проходном канале индуктивного датчика вследствие его засорения, что может быть вызвано комкованием проявляющей смеси вследствие ее слеживания при больших перерывах в работе копировального аппарата, а также попаданием вовнутрь проявляющего узла частиц иного рода.

Наиболее близким к предлагаемому является устройство электрофотографического копировального аппарата, у которого процентное содержание проявляющего порошка - тонера контролируется по изменению магнитной проницаемости двухкомпонентной проявляющей смеси с помощью индуктивного датчика, и содержащее подключенные к цепи питания электропривод узла проявления электрофотографииеского изображения магнитной кистью и электропривод узла очистки, регулируемый источник напряжения,исполнительное устройство подачи .

Однако, известное устройство элек- трофотографического копировального аппарата для получения беспрерывной текучести потока проявляющей смеси через рабочую зону индуктивного датчика требует применения специальных механических устоойств, вибрационное воздействие которых на индуктивный датчик мало эффективно.

Целью изобретения является повышение точности работы устройства.

Указанная цель достигается тем, что в известное устройство для контроля концентрации тонера, содержащее подключенные к цепи питания электропривод узла проявления электрофотографического изображения магнитной кистью и электропривод узла очистки, регулируемый источник напряжения и исполнительное устройство подачи тонера, дополнительно введены узел сравнения потребляемых токов электроприводов и блок сравнения, причем узел сравнения потребляемых токов

электроприводов включен в цепь питания электропривода узла проявления электрофотографического изображения магнитной кистью и электропривода узла очистки, выход узла потребляеых токов электроприводов подключен к первому входу блока сравнения, второй вход которого соединен с выходом регулируемого источника напряжения, а выход - с входом исполнительного устройства подачи тонера.

На фиг. 1 представлена схема устройства для регулирования концентрации -тонера в копировальном аппарате, на фиг. 2 - пример конкретного расположения узлов проявления и очистки необходимого для формирования сигнала правления на выходе трансформатора 1 тока при дифференциальном способе го формирования.

Устройство для регулирования кон- центрации тонера в копировальном ап20 валик 27 узла очистки от электропривода 6. Электрофотографический цилиндр 13 вместе с остальными валикам 15, 17, 26 и 28 приводится в движение от третьего электропривода (не

парате содержит узел сравнения потреб- 25 показан). Поскольку узлы проявления

0П531ь

валика ,электропривод 5 своим выходом связан с валом магнитного проявляющего валика 16 узла проявления и электропривод 6 - с валом магнитного очистного валика 27 узла очистки (фиг.2).

Устройство работает следующим образом.

JQ Перед подключением устройства к клеммам питающей сети кожух 1 узла проявления и кожух 25 узла очистки заполняются равными количествами ферромагнитного носителя, выполненного в

15 виде-.металлических шариков.

При подключении устройства к клеммам питающей сети проявляющий валик 16 узла проявления приводится в движение от электропривода 5 и очистной

20 валик 27 узла очистки от электропривода 6. Электрофотографический цилиндр 13 вместе с остальными валиками 15, 17, 26 и 28 приводится в движение от третьего электропривода (не

Изобретение относится к электро- ЗютограЛии и может быть использовано в электрофотографических аппаратах с сухим способом проявления. Целью изобретения является повышение точности поддержания заданной концентрации тонера в проявляющей смеси путем обеспечения беспрерывности в функции измерения. Устройство состоит из электронной системы управления и двух узлов проявления и очистки, работающих по способу магнитной кисти, причем проявляющий магнитный валик 16 узла проявления своим валом связан с первым электроприводом 5, а очистной магнитный валик 17 узла очистки - с вторым электроприводом 6, Дифференциальный метод о

ляемых токов электроприводов, выполненный в виде трансформатора 1 с двумя рабочими обмотками 2 и 3 и одной выходной обмоткой Ь, электропривод 5 узла проявления, электропривод Ь узла очистки, усилитель 7 переменного тока, однофазный выпрямитель 8 со сглаживающими элементами, узел 9 сравнения, преобразователь 10 напряжения в частоту, исполнительное устройство 11, регулируемый источник 12 напряжения (фиг.1)г электрофотографический цилиндр 13, с одной стороны которого расположен узел проявления, содержащий кожух k, два магнитных 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 подачи резервного тонера включающий бункер 22, во внутренней полости которого расположен резервный тонер 23, а на дне - дозирующий / валик 2k, с другой - узел очистки, содержащий кожух 25, два магнитных валика 26 и 27, дополнительный очистной валик 28, два ракеля 29 и 30, задатчики 31 и 32 высот магнитных кистей, состоящих из частиц ферромагнитного носителя 33, бункер 3 для сбора утилизированного тонера 23. Причем выход исполнительного устрой- ства 11 связан с валом дозирующего

30

0

5

и очистки содержат по два магнитных валика 15, 16 и 26, 27, смонтированных один над другим и вращающихся в одном направлении, т.о их нижние валики 15 и 26 служат для перемешивания, притягивания и транспортировки ферромагнитного носителя со дна кожухов lk и 25 к нижним частям боковых поверхностей средних магнитных 35 валиков 16 и 27 (фиг.2).

При этом количество частиц ферромагнитного носителя, подаваемое ими в единицу времени к нижним частям боковых поверхностей последних, строго стабилизируется задатчиками 19 и 31 высот магнитных кистей. В результате этого на боковых поверхностях магнитных валиков 16 и 2 образуются магнитные кисти заданных высот, длина ворсинок которых по мере движения к рабочим зонам повторно ограничивается второй парой за- датчиков 20 и 32 высот. Избыточные частицы ферромагнитного носителя, отраженные от рабочих поверхностей задатчиков 19 и 20 высот, вновь попадают на дно кожуха Т4 узла проявления и аналогично частицы ферромагнитного носителя, отраженные от рабочих поверхностей задатчиков высот 31 и 32 попадают на дно кожуха 25 уз ла очистки. Вследствие того, что зона контакта проявляющего валика 16 узла проявления с электрофотогра0

5

фическим цилиндром 13 находится с првой стороны его боковой поверхности, д зона контакта очистного магнитного валика 27 узле очистки - с левой сто роны его боковой поверхности, то места окончания малых магнитных кистей на поверхностях магнитных валиков 16 и 27 различны (фиг.2). Поэтому для создания равных крутящих моментов на алах последних длина первой увеличенной магнитной кисти, образованной ifia левой половине боковой поверхност магнитного валика 16 до задатчика 20 Высоты, выбирается несколько больше, ч ем на магнитном валике 27 узла оиист- ки, вследствие того, что некоторая часть второй малой магнитной кисти, расположенной на верхней правой половине боковой поверхности магнитно- го валика 16 узла проявления, рабо- taeT на спуск, а следовательно, и на некоторое уменьшение крутящего момента на его валу. При этом установка равных крутящих моментов на валах магнитных валиков 16 и 27 при цирку- Ля ции на их боковых поверхностях только частиц ферромагнитного носителя будет соответствовать равенству потребляющих токов электроприводами 5 и 6, а следовательно, и отсутствию выходных напряжений на выходах сравнивающего устройства - трансформатора 1 тока,усилителя 7 переменного тока и однофазного выпрямителя 8 (фиг.1 и 2). Отсутствию выходных напряжений на вых одах последних будет соответствовать также нулевая концентрация проявляющего порошка - тонера 23 в смеси однородных частиц ферромагнитного носителя, находящихся в узле проявления,

При засыпке заданной величины проявляющего порошка - тонера 23, соответствующего по количеству за- данной концентрации, в кожух И проявляющего узла происходит его перемешивание с частицами ферромаг- нитного носителя. В результате при трении частиц проявляющего по- рошка и частиц ферромагнитного носителя происходит электризация тонера 23 (красителя - полимерного порошка) отрицательным зарядом, а носителя (оксидированных стальных частиц) - положительным. Таким образом в узле проявления образуется двухкомпонентная проявляющая смесь 21, которая доставляется магнитным

5

5 0 0 5 0

5 Q

валиком 15 в зону проявления, где контактирует со скрытым электростатическим изображением. Под влиянием электрического поля этого изображения заряженные частицы тонера 23 притягиваются к противоположно заряженной поверхности селенового слоя электрофотографического цилиндра 13 и образуют на нём видимое порошковое изображение. При этом появлению тонера 23 на поверхности проявляющего магнитного валика 16 соответствует не столько уменьшение удельного веса проявляющей смеси 21, сколько уменьшение суммарного сопротивления среза ) магнитных кистей, создаваемого задатчиком 20 высоты и ракелем 18. Это объясняется тем, что заряженные частицы тонера 23, располагаясь между металлическими частицами ферромагнитного носителя, главным образом уменьшают силы их взаимного магнитного притяжения, что соответствует более легкому разрушению (разрыву) ворсинок магнитных кистей задатчиком 2П высоты и ракелем 18. С увеличением концентрации тонера 23 в проявляющей смеси 21 наблюдается существенное уменьшение крутящего момента на валу магнитного валика 1б„

Появление разницы между крутящими моментами на валах магнитных валиков 16 и 27 приводит к появлению на выходе высокостабильного сравнивающего устройства - трансформатора 1 тока переменного напряжения, которое затем усиливается до необходимой величины усилителем 7 переменного тока. При этом величина напряжения на выходе последнего пропорциональна концентрации тонера 23 в проявляющей смеси 21 и, следовательно, обратно пропорциональна отклонению концентрации от заданной. Усиленное переменное напряжение с выхода усилителя 7 поступает для выпрямления и сглаживания на вход однофазного выпрямителя,8, а затем и для сравнения на узле 9 сравнения с выходным напряжением регулируемого источника 12 напряжения.

Поскольку частота генерируемых импульсов преобразователем 10 напряжения в частоту зависит от величины приложенного на его вход с выхода узла 9 сравнения напряжения управления, то наличие последнего и регулируемого источника 12 напряжения в предлагаемом устройстве объясняется тем, что оператор, обслуживающий электрофотографический копировальный аппарат, может по своему усмотрению при необходимости путем изменения выходного напряжения на выходе регулируемого источника 12 напряжения изменять концентрацию тонера 2-3 в проявляющей смеси 21 (фиг.1).

Выход преобразователя 10 напряжения в частоту подключен к входу исполнительного устройства 11, которое своим выходом связано с валом до зирующего валика (фиг.1 и 2),примем каждый импульс на выходе преобразователя 10 напряжения в частоту вызывает разворот вокруг своей оси на 360° дозирующего валика 2, 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 2, и тем быстрее повышается концентрация тонера 23 в проявляющей смеси 21.

Оставшееся после переноса на бумагу слабое порошковое изображение на поверхности электрофотографического цилиндра 13 нейтрализуется отрицательным зарядом специального электризатора (не показан) и удаляется устройством очистки, работающим по принципу магнитной кисти (фиг.2). Так, нейтрализованный -тонер 23, вступая в контакт с магнитной кистью очистного магнитного валика 27, приобретает электрический заряд как от источника напряжения смещения (не показан), так и за счет трибоэлектрического эффекта при взаимодействии с частицами металлического носителя 33 магнитной кисти, В результате электрического взаимодействия частицы носителя 33 уносят на себе остаточный тонер 23 с поверхности электрофотографического цилиндра 13.

После удаления снятого тонера 23 и зоны очистки с помощью дополнительного очисткого валика 28 и ракеля 30 производится очистка от тонера 23 самой магнитной кисти, а затем транспортировка тонера 23 в бункер 3 для его вторичного использования. Лля этого к дополнительному очист- ному валику 28, поверхность которого изготовлена из электропроводной резины, прикладывается высокое напряжение в положительной полярности.

Измерение концентрации тонера 0 23 в проявляющей смеси 21 в предлагаемом устройстве осуществляется методом одновременного сравнения. Б результате этого все симметричные элементы узлов проявления и очистки 5 одинаковы и имеют одинаковый дрейф при воздействии внешних возмущений. Так, уменьшение напряжения сети в равной степени вызывает уменьшение крутящих моментов как на валу маг- 0 нитного валика 16, так и на валу магнитного валика 27. С целью исключения применения редукторов в электроприводах 5 и С целесообразно использование в предлагаемом устрой- 5 стве тихоходных электродвигателей с электромагнитной редукцией, в которых отсутствует механический контакт между ротором и статором, и имеют простую конструкцию, большой 0 срок службы,синхронную механическую скорость. При этом надежность электродвигателей с электромагнитной редукцией приближается к надежности статических трансформаторов. 5 Предлагаемое устройство, благодаря измерению концентрации тонера в проявляющей смеси путем сравнения потребляющих токов двух электроприводов 5 и 6 позволяет получить беспре- 0 рывный процесс измерения, а следовательно, и беспрерывную эксплуатацию электрофотографического аппарата.

Формула изобретения

45

Устройство для регулирования концентрации тонера в копировальном аппарате, содержащее подключенные к цепи питания электропривод узла проявления электрофотографического изображения магнитной кистью и электропривод узла очистки, регулируемый источник напряжения, исполнительное устройство подачи тонера, о т л и чающееся тем, что, с целью повышения точности устройства, в него введены узел сравнения потребляемых токов электроприводов, блок сравнения, причем узел сравнения потребляемых гоков злек роприводов вкяю- мен н цепь питания электропривода узла проявления электрофотограЛиче- Ского изображения магнитной кистью и электропривода узла очистки, выход узла сравнения потребляемых токов

Ч

7

электроприводов подключен к первому входу блока сравнения, второй вход которого соединен с выходом регулируемого источника напряжения, а выход - с входом исполнительного устройства подачи тонера.

Ю

72

;;