DE3205531C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung zur Rege­ lung der Entwicklerkonzentration in der Entwicklungssta­ tion eines elektrografischen Aufzeichnungsgeräts gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Eine Regelungseinrichtung dieser Art ist in der GB-PS 13 60 096 beschrieben. Bei dieser bekannten Regelungseinrich­ tung wird die Konzentration des für ein elektrografisches Aufzeichnungsgerät verwendeten Entwicklers mittels einer Meßeinrichtung erfaßt, die anhand des von einer Rührvor­ richtung ausgeübten Drehmoments die Viskosität des Ent­ wicklers bestimmt, welche über eine empirisch ermittelte Kennlinie in einen entsprechenden Konzentrationswert umge­ rechnet wird. Eine Steuereinrichtung steuert daraufhin in Übereinstimmung mit der derart ermittelten Entwicklerkon­ zentration eine Nachfüllvorrichtung in der Weise an, daß durch Ergänzung von Entwickler dessen Konzentration kon­ stant gehalten wird.

In der US-PS 37 39 800 ist eine Regelungseinrichtung die­ ser Art beschrieben, bei der die nachzufüllende Entwick­ lermenge aus dem Ausgangssignal eines Fotosensors bestimmt wird, der die Lichtdurchlässigkeit des durch ein durch­ sichtiges Versorgungsrohr geleiteten Entwicklers optisch erfaßt. Die Lichtdurchlässigkeit des Entwicklers ist ein ungefähres Maß für dessen augenblickliche Konzentration, so daß die Steuereinrichtung durch Zufuhr der richtigen Ergänzungsmenge die Entwicklerkonzentration konstant hal­ ten kann.

Obgleich mit diesen bekannten Regelungseinrichtungen die Konzentration des Entwicklers auch bei einem stark schwan­ kenden Verbrauch an Entwickler in relativ engen Grenzen konstant gehalten werden kann, hat es sich gleichwohl ge­ zeigt, daß langzeitlich keine gleichmäßig gute Entwicklung erzielbar ist, so daß die Dichte der erzeugten Bilder all­ mählich zu groß oder zu gering wird.

Aus der CH-PS 5 79 795 ist eine Entwicklungsvorrichtung be­ kannt, bei der belichtete Diazomaterialien in einer chemi­ schen Farbstoff-Kupplungsreaktion zu sichtbaren Bildern entwickelt werden. Die Konzentration des flüssigen Azokom­ ponenten-Entwicklers wird mit Hilfe eines Tauchkörpers er­ faßt, der in einem Vorratsbehälter schwebend angeordnet ist und seine Lage entsprechend der jeweiligen Dichte des Entwicklers ändert, so daß über eine mit dem Tauchkörper gekoppelte Dosiereinrichtung jedesmal dann frischer Ent­ wickler nachgefüllt wird, wenn die Entwicklerkonzentration und damit die Dichte abnimmt.

Die US-PS 40 31 912 und die US-RE 30 123 offenbaren schließlich Regelungseinrichtungen für chemische Entwick­ lungslösungen, die sich aus mehreren Komponenten zusammen­ setzen. Zur Konstanthaltung der Zusammensetzung der Ent­ wicklerlösung wird vorgeschlagen, für jede chemische Kom­ ponente einen eigenen Vorratsbehälter vorzusehen, aus dem eine dem jeweiligen Verbrauchsanteil entsprechende Menge dieser Komponente in der Entwicklerlösung ergänzt werden kann.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Regelungs­ einrichtung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 derart weiterzubilden, daß auch langzeitlich eine gleichmäßig gu­ te Entwicklung erzielbar ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den im kennzeich­ nenden Teil des Anspruchs 1 angegebenen Merkmalen gelöst.

Hierdurch wird erreicht, daß die Konzentration des Ent­ wicklers immer auf den Wert eingeregelt wird, der unter Ausschaltung von Einflüssen, die auf Änderungen in den Um­ gebungsbedingungen oder in Materialeigenschaften zurückzu­ führen sind, eine beständig gute Entwicklung erzielen läßt. Die entwickelten Bilder haben daher stets eine Dich­ te, die dem korrekten Wert sehr nahe kommt und sich auch langzeitlich nicht ändert.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.

Die Erfindung wird nachstehend anhand der Beschreibung von Ausführungsbei­ spielen unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläu­ tert. Es zeigt

Fig. 1 den schematischen Aufbau eines Aufzeichnungsgeräts in Form eines Laserstrahldruckers,

Fig. 2 schematisch die Anordnung einer Entwicklerkonzentration-Re­ geleinrichtung,

Fig. 3 ein Blockschaltbild der Entwicklerkonzentra­ tion-Regeleinrichtung,

Fig. 4 in einer perspektivischen Ansicht Einzelheiten des in Fig. 2 gezeigten Geräts,

Fig. 5 den Aufbau einer Reflexions-Dichtemeßeinrichtung,

Fig. 6 das Blockschaltbild der Steuereinrichtung des in Fig. 2 gezeigten Geräts,

Fig. 7 in einem Ablaufdiagramm die Funktion der Regeleinrichtung,

Fig. 8A und 8B die Anordnung von Meßfühlern der Regeleinrichtung,

Fig. 9 das Blockschaltbild einer induktiv arbeitenden Entwicklervolumen- Meßeinrichtung,

Fig. 10 in einem Ablaufdiagramm die Funktion einer anderen Ausführungsform der Regeleinrichtung,

Fig. 11, 12A, 12B und 13 weitere Ausführungsformen von Meßfühlern,

Fig. 14 in einer schematischen Ansicht den Aufbau eines Laserstrahldruckers und eines weiteren Aus­ führungsbeispiels der Regeleinrichtung,

Fig. 15A und 15B die Anordnung von Meßfühlern der in Fig. 14 gezeigten Regeleinrichtung,

Fig. 16 das Blockschaltbild einer Meßeinrichtung, die der in Fig. 9 gezeigten ähnlich ist,

Fig. 17 in einer perspektivischen Ansicht Einzelheiten des in Fig. 14 gezeigten Geräts,

Fig. 18 das Blockschaltbild einer in Fig. 14 gezeigten Steuereinrichtung, und

Fig. 19 und 20 Ablaufdiagramme, die die Funktion einer weiteren Ausführungsform der Regeleinrichtung zeigen.

Die Fig. 1 und 2 zeigen den Aufbau eines elektrografischen Aufzeichnungsgeräts in Form eines Laserstrahldruckers, wobei sich das in Fig. 2 gezeigte Gerät von dem in Fig. 1 gezeigten dadurch unterscheidet, daß es eine Steuereinrichtung 61 aufweist.

Fig. 3 zeigt den Aufbau einer Entwicklerkonzentrations- Meßeinrichtung 67 mit einem magnetischen Permeabilitäts-Meß­ fühler 63, der als eine flache Platte mit einer vorbestimmten Flä­ che ausgebildet ist, die in ständiger Berührung mit dem Entwickler 45 in einer Entwicklungsstation 43 gehalten ist, und dessen äquivalente Leitfähigkeit sich entsprechend einer Änderung der magnetischen Permeabilität des Ent­ wicklers 45 ändert.

Eine Wechselspannungsquelle 101 führt dem Meßfühler 63 sowie über einen Kondensator 102 einem Wechselspan­ nungsverstärker 103 eine Wechselspannung mit einer vorbe­ stimmten Winkelfrequenz ω zu. Ein Ausgangssignal 105 des Verstärkers 103 wird einer Gleichrichter/Glättungs­ schaltung 107 aus beispielsweise einer Diode und einem Kondensator zugeführt, um ein Signal 109 mit einer Gleich­ spannung Vd zu erzielen, das zusammen mit einer Bezugs­ spannung Vr aus einer veränderbaren Spannungsquelle 111 einem Vergleicher 113 zugeführt wird, der daraus ein Konzentrations-Meßsignal 69 bildet.

Fig. 4 zeigt in einem Ausschnitt Einzelheiten eines Teils des in Fig. 2 gezeigten Geräts, wobei eine Reflexions-Dichtemeßein­ heit 143 in der Nähe eines leitfähigen Materials 33 , welches als Aufzeichnungsmaterial dient, angeordnet ist, um die optische Dichte eines aus einem Ladungsbild entwickelten Bilds zu messen, welches in einem Bezugsbildbereich 141 auf dem fotoleitfähigen Material 33 erzeugt wird. Gemäß Fig. 5 sendet in der Reflexions-Dich­ temeßeinrichtung 143 eine in einem Gehäuse 201 angeordnete Leuchtdiode 203 einen Lichtstrahl 205 zu dem fotoleitfähigen Material 33, während reflektiertes Licht 207 von einer Fotodiode 209 empfangen wird.

Ein äußeres Gehäuse 301 der Entwicklungsstation 43 ist mit einer Öffnung 303 versehen; ein Tonervorratsbehäl­ ter 431 ist derart an der Entwicklungsstation 43 angebracht, daß eine Tonerzufuhröffnung 313 des Behälters 431 mit der Öffnung 303 übereinstimmt.

Im folgenden wird nun anhand der Fig. 2 bis 4 die Arbeitsweise des vorstehend beschriebenen Geräts erläutert. Wenn die Tonerkonzentration in dem Entwickler 45 absinkt, und der Proportionalanteil des magnetischen Trägermittels entsprechend ansteigt, steigt die äquivalente Leitfähigkeit L des Meß­ fühlers 33 entsprechend der Tonerkonzentration an, wodurch sich das auf dem Signal einer bestimmten Frequenz aus der Wechselspannungsquelle 101 beruhende Ausgangssignal des Verstärkers 113 verändert, was eine beträchtliche Änderung der dem Vergleicher 113 zugeführten Gleichspan­ nung Vd hervorruft. Wenn die Spannung Vd die Bezugsspan­ nung Vr übersteigt, schaltet das von dem Vergleicher 113 abgegebene Meßsignal 69 eine Tonervorratsbehälter-Treiber­ schaltung 121 in der Steuereinrichtung 61 ein, wodurch über ein Antriebssignal 135 der Tonervorratsbehälter 431 derart betätigt wird, daß die Entwicklungsstation 43 über die Öffnung 313 mit einem Ergänzungsentwickler nachgefüllt wird, der ausschließlich aus Toner besteht oder das Trä­ germittel in einem vorbestimmten Anteil enthält. Bei fortgesetzter Tonerergänzung wird die Tonerkonzentration in dem Entwickler 45 allmählich angehoben, wodurch sich die Gleichspannung Vd der Bezugsspannung Vr annähert. Wenn die Gleichspannung Vd gleich der Bezugsspannung Vr ist, wird die Treibereinheit 121 abgeschaltet, um die Tonernachfüllung zu beenden; dadurch wird die Tonerkonzentration in dem Entwickler 45 auf einem konstanten Wert gehalten, der durch die Einstellung der veränderbaren Spannungsquelle 111 bestimmt ist.

Mit dem vorstehend beschriebenen Aufbau wird jedoch ledig­ lich die Tonerkonzentration unter Einschluß des verbrauchten Toners erfaßt, der nicht zur Bildentwicklung beiträgt; der Aufbau ist daher nicht ge­ eignet, einen Zustand ausreichender Bilddichte von einem aufgrund einer fehlerhaft erkannten Bilddichte beruhenden Zustand einer aussetzenden Tonerergänzung zu unterschei­ den. Ferner ist keine Kompensation einer zeitabhängigen Änderung der Fotoleitfähigkeit des Aufzeichnungsmate­ rials möglich.

Daher wird der Meßpegel der Toner­ konzentration im Ansprechen auf das Ausgangssignal einer Meßeinrichtung zum optischen Messen der Bilddichte verän­ dert.

Die Fig. 6 zeigt den Aufbau der Steuereinrichtung 61, die beispielsweise ein Mikroprozessor sein kann, und ihrer zugeordneten Steuereinheiten. Im fol­ genden wird unter Bezugnahme auf die Fig. 2 bis 6 eine in Fig. 7 gezeigte Steuerungsablauffolge erläutert.

Im folgenden wird angenommen, daß die Regelung der Entwicklerkonzentration während einer Vordrehung des trommelförmigen Aufzeichnungsmaterials 31 vor dem eigentlichen Aufzeichnungsvorgang durchge­ führt wird. Hierzu wird mittels eines Steuersignals 401 der Steuereinrichtung 61 ein Modulator 16 so gesteuert, daß ein Laserstrahl 17 nicht auf einen Spiegel 25 gerichtet wird; dadurch wird das Aufzeichnungsmaterial 33 keiner Entladung durch den Laserstrahl 17 unterzogen, so daß ein elektrostatisches Potential E erzielt wird, das mittels eines nahe dem Aufzeichnungsmaterial 33 ange­ ordneten Potentialmeßfühlers 405 erfaßt wird. Ein auf diese Weise erzieltes Meßsignal 407 wird nach Digitalisie­ rung in einem Analog/Digital-Umsetzer 501 der Steuereinrichtung 61 zugeführt, um das Potential E ₁ zu speichern. Da­ rauffolgend wird Modulator 16 in der Weise angesteuert, daß der Laserstrahl 17 über den Spiegel 25 auf das Aufzeichnungsmaterial 33 gerichtet wird, wodurch dieses entladen wird und sich ein elek­ trostatisches Potential E ₂ einstellt, das gleichermaßen mittels des Potentialmeßfühlers 405 erfaßt wird (Schritt 701). Danach gibt die Zentraleinheit 61 ein Ladesteuersi­ gnal 411 ab, um die Ladespannung eines Primärladers 41 in der Weise zu regeln, daß die Potentiale E ₁ und E ₂ auf vorbestimmten konstanten Pegeln verbleiben (Schritte 703 und 705). Es ist anzumerken, daß eine derartige Steuerung der Ladespanung aber auch an einem Sekundärlader 42 oder an beiden ausgeführt werden kann.

Darauffolgend steuert die Steuereinrichtung 61 den akustisch- optischen Modulator 16 so, daß der Laserstrahl auf den Spiegel 25 gerichtet wird, wobei eine Hauptabtastung (Richtung a) und eine Nebenabtastung (Richtung b) in geeigneter Weise so ausgeführt werden, daß in dem Bezugsbildbereich 141 ein Ladungsbild erzeugt wird. Danach wird mittels eines Si­ gnals 437 eine Entwicklungsantriebseinheit 435 für die Entwicklungsstation 340 eingeschaltet, um das Ladungs­ bild an dem Bezugsbildbereich 141 zu entwickeln. Die Dich­ te des auf diese Weise entwickelten Bildes wird mittels der Reflexions-Dichtemeßeinrichtung 143 gemessen und das er­ zielte Meßsignal 441 wird mittels eines Analog/Digital-Um­ setzers 502 digitalisiert, um eine Bezugsbilddichte D _p zu speichern. Danach wird der Modulator 16 in geeigneter Weise gesteu­ ert und eine Hinter­ grund-Dichte D _o nach der Bildentwicklung auf gleichartige Weise gemessen (Schritt 707). Dann wird ermittelt, ob die Dichten D _p und D _o einen abnormalen Wert außerhalb eines vorbestimmten Bereichs haben (Schritt 709). Falls derartige abnormale Werte gefunden werden, wird zur Anzei­ ge, wie z. B. mittels einer Lampe, ein Abnormalitäts­ signal erzeugt, und der Meßpegel auf einen Nor­ malwert verschoben (Schritt 711), wonach die Aufzeichnung beginnt (Schritt 713).

Wenn bei dem Schritt 709 die Dichten als normal erkannt wurden, wird im weiteren ermittelt, ob die Dichten D _p und D _o einer erwünschten Beziehung entsprechen, wie bei­ spielsweise einem vorbestimmten Dichteverhältnis oder einem vorbestimmten Dichteunterschied (Schritt 721). Wenn ein korrektes Dichteverhältnis und damit eine geeignete Entwicklerkonzentration festgestellt wird, wird die Aufzeichnung begonnen (Schritt 713). Wenn das Dichteverhältnis hingegen ungeeignet ist, wird weiter ermittelt, ob die Reflexionsdichte übermäßig hoch ist (zu dunkles Bild) oder übermäßig gering ist (zu helles Bild) (Schritt 723); dementsprechend wird der Ermittlungs-Bezugspegel Vr der Entwicklerkonzentration-Meßeinrichtung 67 angehoben (Schritt 725) obere abgesenkt (Schritt 727). Es wird nun die Einrichtung zur Steuerung des Meßpegels bzw. des Be­ zugssignals Vr erläutert.

Entsprechend den Bilddichten D _p und D _o , die gemäß dem Meßsignal 441 der Reflexions-Dichtemeßeinrichtung 143 in der Steuereinrichtung 61 gespeichert sind, gibt die Steuereinrichtung 61 ein Steuersignal 95 ab, um das Bezugssignal Vr der veränderbaren Spannungsquelle 111 geeignet zu steuern. Beispielsweise wird das Steuersignal 95 durch ein codiertes digitales Signal ge­ bildet, das in ein analoges Bezugssignal Vr umgesetzt wird. Alternativ kann die veränderbare Spannungsquelle 111 aus mehreren Konstantspannungsquellen gebildet sein, aus denen eine gewünschte Spannung gewählt wird. Es ist ferner möglich, das Meßsignal 69 durch Wahl eines von mehreren Vergleichern zu erhalten, die jeweils unterschiedliche Bezugssignale haben.

Während des Schritts 713 erfolgt das Nachfüllen von Entwickler aus dem Tonervorratsbehälter 431 entsprechend dem auf diese Weise neu festgelegten Meßpegel Vr.

Der vorangehend genannte Einfluß des verbrauchten Toners wird auf diese Weise vermieden, da im direkten Ansprechen auf die gemessene Dichte des entwickelten Bilds die Toner­ konzentration in dem Entwickler so gesteuert wird, daß eine optimale Bilddichte erzielt wird.

Die Reflexions-Dichtemeßeinrichtung 143 kann jedoch beispiels­ weise mit Toner verschmutzt sein, so daß eine normale Meßfunktion verhindert ist, und zwar insbesondere dann, wenn die Lichtempfangsfläche der Foto­ diode 209 verschmutzt ist. Ferner kann auch in der Dich­ temeßeinrichtung 143 selbst ein Funktionsfehler auftreten. Ein derartiger Fehler kann durch eine abnormale Einstel­ lung des Meßpegels Vr für die magnetische Permeabilität zu einer beträchtlichen Änderung der Tonerkonzentration führen. Zur Vermeidung eines derartigen unerwünschten Zustands wird auf die Ermittlung einer abnormalen Bild­ dichte hin der Meßpegel auf einen Normal­ wert verschoben, wodurch die Steuerung der Tonerkonzentra­ tion mit diesem Normal-Meßpegel ausgeführt wird, um den fortgesetzten Gebrauch des Aufzeichnungsgeräts ohne Unter­ brechung zu ermöglichen, obgleich die zu erzielende Bild­ dichte bis zur Reparatur der Dichtemeßeinrichtung 143 nicht optimal ist.

Der vorstehend beschriebene Vorgang der Entwicklerkonzentrations­ regelung kann einmal an jedem Tag unmittelbar vor dem ersten Aufzeichnungsvorgang nach dem Einschalten der Stromversorgung, jedesmal vor dem Beginn eines neuen Aufzeichnungsvorgangs, nach dessen Unterbrechung oder in regelmäßigen Intervallen unter Verwendung eines Zeitge­ bers durchgeführt werden.

Es ist ferner möglich, entsprechend der optisch gemessenen Dichte eines auf dem Aufzeichnungsmaterial ausgebil­ deten Bezugsbilds einen von mehreren Meßpegeln für die Erfassung des Volumens des Entwicklers in der Entwick­ lungsvorrichtung zu wählen und das Nachfüllen des Entwick­ lers entsprechend dem auf diese Weise gewählten Meßpegels zu steuern. Dieses Verfahren wird bei einem weiteren Aus­ führungsbeispiel angewandt, das im folgenden beschrieben wird.

Die Fig. 8A und 8B zeigen zwei Ausführungsformen der Entwicklungsstation 43, wobei ein Behälter 71 drei Meßfühler 631, 632 und 633 aufweist, die zusammen einen Entwicklervolumen-Meßfühler 63 bilden.

Es wird angenommen, daß ein Bezugsmeßpegel bei einem Pegelstand 82 gewählt wird, der dem Meßfühler 632 entspricht. Eine Abnahme des Entwicklervolumens unter den Bezugspegel 82, die durch den Verbrauch des Toners verursacht ist, kann daher mittels des Meßfühlers 632 erfaßt werden, so daß auf das entsprechende Meßsignal 69 hin der Tonervorratsbehälter in Betrieb genommen wird, um die Entwicklungsstation 43 mit Entwick­ ler nachzufüllen, der ein vorbestimmtes Verhältnis von Toner zu Trägermittel aufweist; dadurch wird das Ent­ wicklervolumen in der Entwicklungsstation 43 auf den Pegel 82 zurückgeführt. Eine gleichartige Funktion wird auch dann erzielt, wenn als Bezugsmeßpegel ein ande­ rer Pegelstand 81 oder 83 entsprechend einem anderen Meß­ fühler gewählt wird. Dabei kann zur Erzielung einer kon­ stanten Entwicklerkonzentration ein konstantes Entwickler­ volumen bezüglich einem dieser Meßpegel aufrechterhal­ ten werden. Dieses Verfahren ist in der Praxis dafür geeignet, eine konstante Tonerkonzentration in dem Ent­ wickler für eine verhältnismäßig kurze Zeitdauer aufrecht­ zuerhalten, die 100 000 bis 200 000 Kopien im Format A4 entspricht.

Die Fig. 9 zeigt eine Entwicklervolumen-Meßeinrichtung 67 mit den drei Meßfühlern 631, 632 und 633 in der Entwick­ lungsstation 43, deren äquivalente Induktivitäten 631 L, 632 L bzw. 633 L sich entsprechend der magnetischen Eigenschaft des in dem Entwickler 45 enthaltenden Träger­ mittels ändern. Die Induktivität 631 L, 632 L oder 633 L erhöht sich, wenn an dem Pegelstand 81, 82 bzw. 83 Entwickler 45 vorhanden ist. Zur Wahl eines der Meßfühler 631, 632 oder 633 ist ein Schalter 91 vorge­ sehen. Es sei nun angenommen, daß entsprechend einem Wählsignal 95 aus der Steuereinrichtung 61 der Schalter 91 auf einen Kontakt b zur Wahl des Meßfühlers 632 geschaltet wird. Die Wechselspannungsquelle 101 führt dem Meßfühler 632 und über den Kondensator 102 dem Verstärker 103 eine Wechselspannung einer vorbestimm­ ten Winkelfrequenz ω zu. Das verstärkte Ausgangssignal 105 des Verstärkers 103 wird der Gleichrichter/Glättungs­ schaltung 107 zugeführt. Dadurch wird das Signal 109 in Form der Gleichspannung Vd gewonnen, die zusammen mit der Bezugsspannung Vr aus der veränderba­ ren Spannungsquelle 111 dem Vergleicher 113 zugeführt wird.

Durch den Meßfühler 632 und den Kondensator 102 wird eine Resonanzschaltung gebildet. Wenn Entwickler 45 an dem Pegel 82 vorhanden ist, zeigt der Meßfühler eine gesteigerte Induktivität 632 L, die eine Resonanz bei der Winkelfrequenz l der Gleichpannungsquelle 101 her­ vorruft. Andererseits tritt eine derartige Resonanz nicht auf, wenn sich der Entwickler 45 unterhalb des Meßpegels 82 befindet.

Falls der Schalter 91 auf den Kontakt a oder c geschaltet ist, tritt eine gleichartige Resonanz nur dann auf, wenn das Entwicklervolumen den Pegel 81 bzw. 83 erreicht.

Eine derartige Resonanz ergibt eine beträchtliche Änderung der Gleichspannung Vd, so daß das Vorhandensein von Ent­ wickler an dem Pegel 81, 82 oder 83 durch Vergleich mit einem geeignet gewählten Bezugssignal Vr erfaßt werden kann. Das aus dem Vergleicher 113 gewonnene Volu­ men-Meßsignal 69 wird der Tonervorratsbehälter-Antriebs­ einheit 121 zugeführt, um das Ansteuerungssignal 125 für den Tonervorratsbehälter zu erzeugen. Auf diese Weise kann durch die Wahl des dem Meßfühler 631, 632 oder 633 entsprechenden Meßpegels 81, 82 oder 83 die im Zusam­ menhang mit Fig. 8 erläuterte Entwicklerkonzentrationregelung mit einer Empfindlichkeit durchgeführt werden, die durch die Reso­ nanz verbessert ist.

Die Fig. 8B zeigt eine weitere Ausführungsform der Ent­ wicklungsstation 43, die sich von der der Fig. 8A dadurch unterscheidet, daß bei der Messung des Entwicklervolumens eine Förder­ schnecke 131 in Umlauf versetzt wird, um den Entwickler 45 an derjenigen Innenwand des Behälters 71 zu sammeln, an der die Meßfühler 631, 632 und 633 angeordnet sind; dies ermöglicht eine genauere Erfassung des Entwicklervolumens.

Die Fig. 10 zeigt die Steuerungsablauffolge bei diesem Ausführungsbeispiel, wobei die Messung der Dichte des Bezugsbilds auf die gleiche Weise wie bei dem in den Fig. 4 und 5 gezeigten Ausführungsbeispiel vorgenommen wird, und die Steuereinrichtung in der in Fig. 6 gezeigten Weise aufgebaut ist. Diese Steuerungsablauffolge wird nachstehend anhand der Fig. 2, 4 bis 6 und 8 bis 10 erläutert.

Schritte 801 bis 807 sind den in Fig. 7 gezeigten Schrit­ ten 701 bis 707 gleichartig, so daß auf deren erneute Erläuterung verzichtet wird.

Bei einem Schritt 809 wird überprüft, ob die Dichten D _p und D _o einem vorbestimmtenZusammenhang genügen, näm­ lich beispielsweise einem vorbestimmten Dichteverhält­ nis oder Dichteunterschied entsprechen. Falls das Ergebnis dieser Überprüfung positiv ist, was eine geeignete Entwick­ lerkonzentration anzeigt, wird zu der Aufzeichnungsbetriebsart verzweigt (Schritt 811).

Falls das Ergebnis hingegen negativ ist, was eine ungeeignete Bilddichte anzeigt, wird die Entwicklerkonzen­ tration unter Verwendung von drei Meßpegeln für das Entwicklervolumen korrigiert.

Die Steuereinrichtung 61 kann aus dem logischen Zustand des Wählsignals 95 für den Schalter 91 erfassen, ob der Bezugs-Meßpegel an dem Pegelstand 81, 82 oder 83 liegt.

Nach dem Schritt 809 wird bei einem Schritt 813 geprüft, ob die Dichte des entwickelten Bildes abnormal ist. Falls die Dichte als abnormal erkannt wird, wird der Meßpegel auf einen Normalpegel, wie beispielsweise den Pegelstand 82 verschoben (Schritt 815), wonach ein Abnormalitäts­ signal beispielsweise für eine Anzeige mittels einer Lampe erzeugt wird (Schritt 817).

Falls das Ergebnis bei dem Schritt 813 negativ ist, wird ermittelt, ob die Reflexionsdichte übermäßig hoch ist (Schritt 821); wenn dies der Fall ist, schaltet die Steuereinrichtung 61 den Schalter 91 zur Wahl eines niedrigeren Meßpegels um (Schritt 823). Das Aufzeichnungsgerät liefert in diesem Zustand eine geeigne­ te Bilddichte, da kein Auffrischungs-Entwickler zugeführt wird, bis das Entwicklervolumen den auf diese Weise abge­ senkten Meßpegel erreicht.

Wenn bei dem Schritt 821 eine zu geringe Dichte erfaßt wird, wird der Meßpegel angehoben, (Schritt 825) und zur Aufzeichnungsbetriebsart verzweigt (Schritt 811). In diesem Zustand wird von dem Tonervorratsbehälter 431 her solange Auffrischungs- Entwickler zugeführt, bis das Entwicklervolumen den angehobenen Meßpegel erreicht; dadurch wird die Toner­ konzentration in dem Entwickler auf einen Wert angehoben, der eine geeignete Bilddichte erzielen läßt.

Während der Aufzeichnung wird ständig das Entwicklervolumen in der Entwicklungsstation 43 nach einem Prinzip gemessen, wie es z. B. in den JP-OS ShO 50 19 459 und Sho 51 78 343 beschrieben ist. Bei Erfassung einer Abnahme des Entwicklervolumens wird nur dann der Motor des Tonervorratsbehälters 431 eingeschaltet, wenn die Entwick­ lungsstation 43 in Betrieb ist, um dieser über die Öffnung 313 so lange Auffrischungs-Entwickler zuzuführen, bis die Meßeinrichtung 67 keine Abnahme von Entwickler mehr erfaßt.

Wie schon im Zusammenhang mit dem vorangehenden Ausfüh­ rungsbeispiel erläutert wurde, kann diese Konzentrations­ regelung einmal an jedem Tag unmittelbar vor der ersten Aufzeichnung nach dem Einschalten der Stromversor­ gung, jedesmal vor einer erneuten Aufzeichnung nach der zeitweiligen Unterbrechung oder unter Verwendung eines Zeitgebers in regelmäßigen Abständen durchgeführt werden.

Wie schon anhand der Fig. 10 erläutert wurde, wählt die Steuereinrichtung 61 einen Normal-Meßpegel (Schritt 815) entsprechend einem bei dem Schritt 817 erzeugten Abwei­ chungssignal. Im einzelnen wird der Schalter 91 entsprechend einem Wähl­ signal 95 auf den Kontakt b zur Wahl des Meßfühlers 632 angeschaltet, wodurch der Meßpegel 82 gewählt wird, so daß die Tonerkon­ zentrationsregelung während der Aufzeichnung (Schritt 811) mit diesem Normal-Meßpegel fortgesetzt wird. Hierdurch läßt sich vermeiden, daß eine sich aus einem beispielsweise durch eine Ver­ schmutzung der Fotodiode 209 verursachten Meßfehler ergebende beträchtliche Ände­ rung der Tonerkonzentration in dem Entwickler auftritt. Darüber hinaus läßt sich eine sofortige Reinigung der Meßeinrichtung 143 vermeiden.

Bei dem beschriebenen Ausführungsbeispiel ist der Volumen-Meßfühler 63 zwar aus drei Meßfühlern 631, 632 und 633 gebildet, die mittels eines Schalters anwählbar sind, jedoch ist es auch mög­ lich, diesen Meßfühler mit einem einzigen Meßelement aufzubauen.

Die Fig. 11 zeigt eine Ausführungsform eines derartigen Einzelelement-Meßfühlers 63, der eine bestimmte Länge 1 hat und an der Innenwand des Behälters 71 derart ange­ ordnet ist, daß er mit seiner Längsrichtung sämtliche mögliche Pegelstände des Entwicklers 45 überdeckt. Der Meßfüh­ ler 63 zeigt eine entsprechend der mit Entwickler 45 abgedeckten Meßfühlerfläche veränderbare äquivalente Induktivität und ergibt unterschiedliche Induktivitätswer­ te, wenn das Entwicklervolumen einen Pegel 81 a oder einen anderen Pegel 82 A erreicht, dement­ sprechend wird die Gleichspannung Vd in der in Fig. 4 gezeigten Meßeinrichtung 67 eingestellt. Demzufolge ist ein gleichartiger Meßvorgang unter veränderbarer Wahl des Bezugssignals Vr für die veränderbare Spannungsquelle 111 entsprechend dem erforderlichen Meßpe­ gelstand möglich. Weiterhin ist es in diesem Fall möglich, eine von mehreren Bezugsspannungsquellen zu wählen oder einen von mehreren Vergleichern zu wählen, an denen jeweils unterschiedliche Bezugssignale anliegen.

Fig. 12 zeigt eine weitere Ausführungsform, bei der der Meßpegelstand verändert wird, indem der Meßfüh­ ler 63 verschoben wird. Der auf die Mitte des Meßfühlers 63 gelegte Meßpegel wird durch eine Aufwärtsverschiebung des Meßfühlers 63 von einem Pegel 81 B bis zu einem Pegel 82 B erhalten, wie es in Fig. 12A gezeigt ist, oder durch eine Abwärtsversetzung des Meßfühlers 63 zu einem Pegel 83 B, wie es in Fig. 12B gezeigt ist. Auf diese Weise können drei verschie­ dene Meßpegelstände eingestellt werden.

Fig. 13 zeigt eine weitere Ausführungsform, bei der der Meßfühler 63 aus mehreren Elementen zusammengesetzt ist, die anstelle der in Fig. 8 gezeigten vertikalen Anordnung horizontal angeordnet sind. Bei dieser Ausfüh­ rungsform werden die Meßfühler 631, 632 und 633, die jeweils den Meßpegeln 81, 82 bzw. 83 entsprechen, mittels eines Schalters gewählt, wie es in Fig. 9 gezeigt ist, wobei der Entwickler zur Volu­ men-Messung gemäß der Darstellung in Fig. 8B mittels der Schnecke 131 angehäuft wird.

Die Anzahl der in Verbindung mit den Fig. 8A und 8B erläu­ terten Meßpegel für das Entwicklervolumen ist nicht unbe­ dingt auf zwei oder drei beschränkt; vielmehr kann die Anzahl gesteigert werden, falls es notwendig oder er­ wünscht ist. Falls die Bilddichte äußerst gering ist, hebt die Steuereinrichtung 61 den Meßpegel stufenweise an, bis er das gegenwärtig bestehende Entwicklervolumen übersteigt. Hierdurch bewirkt die Steuereinrichtung eine Tonernachfüllung bis zu diesem Meßpegel. Falls andererseits die Bilddichte übermäßig hoch ist, wird der Meßpegel um eine Stufe abgesenkt und die Tonernachfüllung unterbrochen, bis das Entwicklervolu­ men diesen Meßpegel erreicht. Der Meßpegel wird weiter abgesenkt, falls die Bilddichte immer noch übermäßig hoch ist.

Es ist ferner möglich, einen von mehreren Meßpegeln für die Erfassung des Entwicklervolumens in der Entwicklungs­ station in Abhängigkeit von der optisch gemessenen Dichte eines auf dem Aufzeichnungsmaterial erzeugten ent­ wickelten Bezugsbilds oder eines Vorlagenbilds zu wählen und die Entwicklerkonzentration durch das Nachfüllen von Toner oder Trägermittel in den Entwick­ ler zu steuern.

Ein derartiges Verfahren wird bei einem weiteren, in Fig. 14 gezeigten Ausführungsbeispiel des Laserstrahl­ druckers angewandt.

Gemäß Fig. 14 führt die Entwicklervolumen-Meßeinrichtung 67 im Ansprechen auf das Meßsignal 65 des Meßfühlers 63 der Zentraleinheit 61 ein Meßsignal 69 zu, die daraus ein Steuersignal 437 für die Entwicklungsstation und ein Trägermittel-Steuersignal 451 erzeugt.

Die Fig. 15A und 15B zeigten zwei Ausführungsformen der Entwicklungsstation 43, bei denen der Behälter 71 an der Innenseite zwei Meßfühler 631 und 632 aufweist, die den Entwicklervolumen-Meßfühler 63 bilden. Es sei angenommen, daß die Volumenermittlung an dem unteren Meßpegelstand 81 erfolgt, der dem Fühlerelement 631 entspricht. Wenn durch den Verbrauch von Toner das Entwickler­ volumen unter den Pegel 81 absinkt, erzeugt der Meßfühler 631 das Meßsignal 69, aufgrund dessen die Steuereinrichtung 61 den Tonervorratsbehälter in Betrieb setzt, um Auffrischungs-Entwickler nachzufüllen, der allein aus Toner besteht oder das Trägermittel in einem vorbe­ stimmten Anteil enthält, dadurch wird das Entwickler­ volumen in der Entwicklungsstation 43 auf den Pegel 81 zurückgebracht. Ein gleichartiger Betriebsablauf wird auch dann durchgeführt, wenn für die Entwicklervolumen- Erfassung der höhere Meßpegel 82 gewählt wird, der dem anderen Meßfühler 632 entspricht. Wie schon ausgeführt wurde, ist es auf diese Weise möglich, durch die Steuerung des Entwicklervolumens auf einen konstanten Meßpegel eine konstante Tonerkonzentration im Entwickler für eine verhältnismäßig kurze Zeitdauer aufrechtzuerhalten, die 100 000 bis 200 000 Kopien in dem Format A4 ent­ spricht. In der Praxis ist der Verbrauch jedoch nicht auf den Toner beschränkt, sondern tritt auch bei dem Trägermittel auf.

Da sich das Verhältnis des Verbrauchs an Toner und Träger­ mittel in Abhängigkeit von der Aufzeichnungsfläche verän­ dert, schwankt die Tonerkonzentration in dem Entwickler 45 während einer längeren Zeitdauer, falls ein Auffri­ schungs-Entwickler verwendet wird, der nur aus Toner besteht oder das Trägermittel in einem vorbestimmten Anteil enthält. Die Tonerkonzentration in dem Entwickler nimmt jedoch immer zu, wenn die in dem Auffrischungs-Entwickler enthaltene Trägermittelmenge geringer ist als die verbrauchte Trägermittelmenge.

Fig. 16 zeigt eine Entwicklervolumen-Meßeinrichtung 67, bei der die in der Entwicklungsstation 43 angeordneten Meßfühler 631 und 632 infolge der magnetischen Eigenschaften des in dem Entwickler 45 vorhandenen Trägermittels eine Änderung in ihren äquivalenten Induk­ tivitäten 631 L bzw. 632 L aufweisen. Im einzelnen nimmt die Indukti­ vität 631 L oder 632 L jeweils zu, wenn der Entwickler 45 an dem Pegel 81 bzw. dem Pegel 82 vorhanden ist. Mit dem Schalter 91 wird entweder der Meßfühler 631 oder der Meßfühler 632 angewählt. Wenn der Schalter 91 im Ansprechen auf das Wählsignal 95 auf einen Kontakt a geschaltet ist, führt die Wechselspannungsquelle 101 dem Element 631 sowie über den Kondensator 102 dem Verstärker 103 eine Wechselspannung mit einer vorbestimm­ ten Winkelfrequenz ω zu. Das Ausgangssignal 105 des Verstärkers 103 wird der Gleichrichter/Glättungsschaltung 107 zugeführt und in das Gleichspannungssignal 109 mit der Spannung Vd umgewandelt, die zusammen mit dem Bezugssignal Vr aus der veränderbaren Spannungsquelle 111 dem Vergleicher 113 zugeführt wird.

Der Meßfühler 631 und der Kondensator 102 bilden einen Resonanzkreis. Wenn an dem unteren Meßpegel 81 Entwickler 45 vorhanden ist, zeigt der Meßfühler 631 eine erhöhte Induktivität 631 L, die eine Resonanz mit der von der Wechselspannungsquelle 101 gelie­ ferten Winkelfrequenz ω hervorruft. Eine derartige Reso­ nanz tritt jedoch nicht auf, wenn der Entwickler 45 unter­ halb des Meßpegels 81 steht.

Wenn der Schalter 91 auf den Kontakt b geschaltet wird, tritt eine Resonanz auf bzw. nicht auf, wenn der Entwickler 45 am Meßpegel 82 steht bzw. unter dem Meßpegel steht.

Diese Resonanz bewirkt eine beträchtliche Änderung der Gleichspannung Vd, was es ermöglicht, das Vorhandensein von Entwickler 45 an dem Meßpegel 81 oder 82 durch Ver­ gleich mit einem geeignet gewählten Bezugssignal Vr zu erfassen. Das Volu­ men-Meßsignal 69 des Vergleichers 113 wird der Tonervorratsbehälter-Antriebs­ einheit 121 zugeführt, welche das Ansteuerungssignal 125 für den Tonervorratsbehälter 431 erzeugt. Auf diese Weise kann durch die Wahl des Meßpegels 81 bzw. 82 die anhand von Fig. 15 erläuterte Tonerkonzentra­ tionsregelung mit durch die Resonanz verbesserter Empfindlichkeit durchgeführt werden.

Fig. 15B zeigt eine weitere Ausführungsform der Entwick­ lungsstation 43, die sich von derjenigen der Fig. 15A darin unterscheidet, daß bei der Messung des Volumens des Entwicklers 45 eine Schnecke 131 in Umlauf versetzt wird, um den Entwickler 45 an derjenigen Innenwand des Behälters 71 anzuhäufen, an der die Meßfühler 631 und 632 angeordnet sind; dadurch wird eine genauere Volumenmessung möglich.

Fig. 17 zeigt Einzelheiten des in Fig. 14 gezeigten Aufbaus, wobei die Reflexions-Dichtemeßein­ richtung 143 nahe dem Aufzeichnungsmaterial 33 angeordnet ist, um die Bilddichte eines in dem Bezugsbildbereich 141 erzeugten Bilds optisch zu messen. Wie schon erläutert wurde, strahlt die Reflexions-Dichtemeßeinrichtung 143 den von dem Lichtsendeelement in Form der Leuchtdio­ de 203 abgegebenen Lichtstrahl 205 auf das Aufzeichnungs­ material 33, während das reflektierte Licht 207 mit­ tels des Empfangselements in Form der Fotodiode 207 empfangen wird, wie es in der Fig. 5 gezeigt ist.

Die Entwicklungsstation 43 mit dem in Fig. 15B gezeig­ ten Aufbau weist an ihrem Außengehäuse 301 zwei Öffnun­ gen 303 und 305 auf, die mit dem Behälter 71 in Verbindung stehen. Auf das Gehäuse 301 werden ein Toner­ vorratsbehälter 431 und ein Trägermittelvorratsbehälter 433 derart aufgesetzt, daß eine Tonerzufuhröffnung 313 des Tonervorratsbehälters 431 mit der Öffnung 303 überein­ stimmt und eine Trägermittelzufuhröffnung 317 des Träger­ mittelvorratsbehälters 433 mit der Öffnung 305 überein­ stimmt.

Fig. 18 zeigt die Steuereinrichtung 61 und die zugeordne­ ten Steuereinheiten, während die Fig. 19 eine entsprechende Steuerungsablauffolge veranschaulicht, die nachstehend unter Bezugnahme auf Fig. 18 erläutert wird.

Schritte 901 bis 907 sind den in Fig. 7 gezeigten Schrit­ ten 701 bis 707 gleichartig, so daß sie in der folgenden Erläuterung weggelassen sind.

Bei einem Schritt 909 wird ermittelt, ob die Dichten D _p und D _o einem erwünschten Zusammenhang genügen, nämlich beispielsweise einem bestimmten Dichteverhältnis oder Dichteunterschied entsprechen. Falls das Ergebnis dieser Ermittlung positiv ist, was eine geeignete Entwicklerkon­ zentration anzeigt, wird die Aufzeichnung begonnen (Schritt 911).

Falls das Ergebnis hingegen negativ ist, was eine ungeeignete Bilddichte anzeigt, wird die Entwicklerkonzen­ tration in dem nachfolgenden Verfahrensablauf korrigiert, bei welchem zwei Meßpegel für das Entwicklervolumen vorge­ sehen sind, wie es schon im Zusammenhang mit der Fig. 15 erläutert wurde.

Die Steuereinrichtung 61 kann aus dem logischen Zustand des Wählsignals 95 für den Schalter 91 erkennen, ob der Meßpegel der Pegel 81 oder der Pegel 82 ist.

Nach dem vorstehend genannten Schritt 909 wird bei einem Schritt 921 ermittelt, ob die Dichte des entwickelten Bilds abnormal ist. Falls die Dichte zu niedrig ist, wird die Lage des Meßpegels ermittelt (Schritt 923) und der Meßpegel von dem niedrigeren Pegel 81 auf den höheren Pegel 82 dadurch verschoben, daß ent­ sprechend dem Wählsignal 95 der Schalter 91 auf den Kon­ takt b umgeschaltet wird (Schritt 925). Danach wird aus dem Tonervorratsbehälter 431 solange Toner zugeführt, bis das Entwicklervolumen den auf diese Weise erhöh­ ten Pegel 82 erreicht; dadurch wird die Tonerkonzentration in dem Entwickler auf einen Wert angehoben, mit dem eine geeignete Bilddichte erzielbar ist.

Wenn bei dem Schritt 923 der Meßpegel auf dem höheren Pegel 82 liegt, wird bei einem Schritt 931 ein Abnormalitätssignal erzeugt.

Wenn bei dem Schritt 921 eine außerordentlich niedrige Reflexions-Dichte ermittelt wird, wird bei einem Schritt 941 anhand des Wählsignals 95 ermittelt, ob der Schalter 91 auf den Kontakt a geschaltet ist, der dem niedrigeren Meßpegel entspricht. Falls das Ermitt­ lungsergebnis negativ ist, was angibt, daß der Schalter 91 auf den Kontakt b geschaltet ist, wird das Wählsignal 95 so gesteuert, daß der Schalter 91 auf den Kontakt a geschaltet wird, wodurch der dem Meßfühler 631 entsprechende niedrigere Meßpegel 81 gewählt wird (Schritt 943). Die Tonernachfüllung wird hierbei solange unterbrochen, bis das Entwick­ lervolumen durch den Verbrauch bis zu dem Meßpegel 81 verringert ist. Somit wird die Tonerkonzentration während des Gebrauchs des Aufzeichnungsgeräts allmählich verringert, um eine geeignete Bilddichte aufrecht­ zuerhalten.

Falls andererseits bei dem Schritt 941 ermittelt wird, daß der Meßpegel schon auf den niedrigeren Pegel 81 einge­ stellt ist, wird ein Trägermittel- Steuersignal 451 erzeugt, um eine vorbestimmte Menge an Träger­ mittel aus dem Trägermittelvorratsbehälter 433 zuzuführen (Schritt 947) und dadurch unter Steigerung des Entwickler­ volumens die Tonerkonzentration zu verringern.

Während der Aufzeichnung wird das Entwicklervolumen in der Entwicklungs­ vorrichtung 43 somit ständig gemessen. Auf eine Ermittlung einer Vermin­ derung des Entwicklervolumens wird nur dann, wenn die Entwicklungsstation 43 in Betrieb ist, der Motor des Tonervorratsbe­ hälters 431 gespeist, um über die Öffnung 313 die Entwick­ lungsstation 343 mit Auffrischungs-Entwickler, der nur aus Toner gebildet ist, oder ein vorbestimmtes Trägermittel-Verhältnis hat, so lange nachzufüllen, bis die Meßeinrichtung 67 keine Verminderung des Entwicklers mehr erfaßt.

Bei bestimmten Zuständen, wie beispielsweise nach dem Einschalten des Aufzeichnungsgeräts, wird der Zustand des Wählsignals 95, welches den Meßpegel anzeigt, von der Steuereinrichtung 61 nicht gespeichert. Fig. 20 zeigt eine Steuerungsablauffolge für die Konzentrations­ regelung in einem solchen Fall. In der folgenden Beschreibung ist die Ablauffolge bis zu dem Schritt 909 weggelassen, da sie der in Fig. 19 gezeig­ ten entspricht.

Wenn bei dem Schritt 909 festgestellt wird, daß die Refle­ xions-Dichte des entwickelten Bilds nicht richtig ist, wird diese Dichte bei einem Schritt 951 weiter untersucht. Falls die Dichte zu gering ist, ändert die Steuereinrichtung 61 das Wählsignal 95 so, daß der Schal­ ter 91 auf den Kontakt b geschaltet wird, wodurch der dem höheren Meßpegel 82 entsprechende Meßfühler 632 gewählt wird (Schritt 953). Dann wird in einem Schritt 955 ermittelt, ob das Entwicklervolumen den auf diese Weise angehobenen Meßpegel 82 erreicht. Wenn dies nicht der Fall ist, wird der Aufzeichnungs­ betrieb eingeleitet (Schritt 961). Andernfalls wird ein Abnormalitäts­ signal erzeugt (Schritt 971).

Wenn bei dem Schritt 951 eine zu hohe Bilddichte erfaßt wird, ändert die Steuereinrichtung 61 das Wählsignal 95 so, daß der Schalter 91 auf den Kontakt a geschaltet wird, wodurch der niedrigere Meßpegel 81 gewählt wird, der dem Meßfühler 631 entspricht (Schritt 981). Danach wird bei einem Schritt 183 geprüft, ob das Entwicklervolumen den abgesenkten Meßpegel 81 erreicht. Wenn dies der Fall ist, wird der Aufzeichnungsbetrieb begonnen. Andernfalls wird der Motor des Trägermittelvor­ ratsbehälters 433 in Betrieb gesetzt, um die Entwicklungs­ vorrichtung 43 über die Trägermittelzufuhröffnung 317 mit einer vorbestimmten Menge an Trägermittel nachzufüllen und dadurch die Tonerkonzentration zu verringern (Schritt 985).

Während eines Aufzeichnungsvorgangs werden die anhand der Fig. 15 erläuterte Entwicklervolumen-Mes­ sung und die Tonernachfüllung auf die gleiche Weise be­ werkstelligt, wie es hinsichtlich des Schritts 911 in Fig. 19 erläutert wurde.

Falls bei dem Schritt 931 der Fig. 19 oder dem Schritt 971 der Fig. 20 das Abnormalitätssignal erzeugt wird, wählt die Steuereinrichtung 61 einen Normal- Meßpegel für die Entwicklervolumen-Erfassung dadurch, daß sie den Schal­ ter 91 beispielsweise auf den Kontakt a umschaltet, wodurch der dem Meßfühler 631 entsprechende niedrigere Meßpe­ gel 81 gewählt wird; danach wird bei dem Schritt 911 oder 961 die Aufzeichnung eingeleitet, wobei die Tonerkonzentrationsregelung mit diesem Normal-Meßpegel fortgesetzt wird. Hierdurch wird vermieden, daß sich die Toner­ konzentration in dem Entwickler beträchtlich ändert, was bei einer fehlerhaften Messung passieren kann, wenn beispielswei­ se eine Verschmutzung der Fotodiode 209 auftritt.

Bei dem vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel besteht der Volumen-Meßfühler 63 zwar aus zwei Elementen 631 und 632, die mittels eines Schalters wählbar sind, es ist jedoch auch möglich, den Meßfühler mittels eines einzigen Fühlerelements aufzubauen.

Die Anzahl der Meßpegel für das Entwickler-Volumen ist nicht unbedingt auf zwei begrenzt, sondern kann auf drei oder mehr gesteigert werden, falls es notwendig oder erwünscht ist. Beispielsweise kann der Meßfühler 63 aus drei Fühlerelementen zusammengesetzt sein, die mittels der Steuereinrichtung 61 wählbar sind. Falls die Bilddichte zu gering ist, hebt die Steuereinrichtung 61 den Meßpegel stufenweise an, bis er das gegen­ wärtig vorhandene Entwicklervolumen übersteigt, und führt die Tonernachfüllung bis zu diesem Meßpegel aus. Wenn hingegen die Bilddichte zu hoch ist, wird der Meßpegel um eine Stufe herabgesetzt und die Tonernach­ füllung unterbrochen, bis das Entwicklervolumen diesen herabgesetzten Meßpegel erreicht. Falls die Bilddichte immer noch zu hoch ist, wird der Meßpegel weiter herab­ gesetzt; falls die Bilddichte bei dem niedrigsten Meßpegel immer noch zu hoch ist, wird eine vorbestimmte Menge an Trägermittel zugeführt, die Trägermittel-Nachfüllmenge braucht nicht unter Anwendung verschiedener Meßpegel genau gesteuert zu werden, da die Tonerkonzentration in dem Entwickler durch eine geeignete Änderung des Meßpe­ gels neu eingeregelt werden kann.

Gemäß der vorangehenden Beschreibung wird mit der Refle­ xions-Dichtemeßeinrichtung 143 die Dichte eines entwickelten Ladungsbilds erfaßt, das in dem Bezugsbildbereich 141 auf dem Aufzeichnungsmaterial 33 erzeugt wird. Darüber hinaus ist es auch möglich, das entwickelte Bild auf ein Bildempfangsblatt 49 zu übertragen und die optische Dichte des auf diese Weise aufgezeichneten Bilds mittels einer optischen Vorrichtung zu messen, die der Dichtemeßeinrichtung 143 gleichartig ist. Ferner ist es möglich, den Toner an einem gesonderten Meßkopf abzulagern, der durch eine durchsichtige Elektrode oder eine Metallelektrode gebildet ist, und die Durchlaß- oder Reflexionsdichte des auf diese Weise abgelagerten Toners mittels einer gleichartigen optischen Vorrichtung zu messen. In Zusammenfassung gesehen, kann die Dichte des entwickelten Bilds direkt oder indirekt mittels einer geeigneten optischen Vorrichtung gemessen werden.

Die Regeleinrichtung ist nicht nur bei dem Laserstrahl­ drucker, sondern auch bei anderen elektrografischen Aufzeichnungsgeräten einsetzbar, bei denen ein auf einem fotoleitfähigen Mate­ rial erzeugtes Ladungsbild mittels eines Entwicklers entwickelt wird, der Toner und Trägermittel enthält. Beispielsweise kann bei einem Kopiergerät, bei dem mit einer Schlitzbelichtung ein Ladungsbild erzeugt wird, in dem Bezugsbildbereich 141 dadurch ein Bezugs-Ladungsbild erhalten werden, daß ein Bezugsdichtemuster abgetastet wird, welches in einem bildfreien Bereich einer Vorlagenauflage angeordnet ist.

Claims (15)

1. Einrichtung zur Regelung der Entwicklerkonzentration in der Entwicklungsstation eines elektrografischen Aufzeich­ nungsgerätes, bei dem eine Steuereinrichtung eine Nachfüll­ vorrichtung nach Maßgabe einer Entwicklerkonzentration- Meßeinrichtung derart ansteuert, daß durch Ergänzung von Entwickler dessen Konzentration konstant gehalten wird, dadurch gekennzeichnet, daß eine Dichte-Meßeinrichtung (143) vorgesehen ist, mit der die Dichte eines auf einem Aufzeichnungsmaterial (33) entwickelten Ladungsbildes er­ faßbar ist, daß die Entwicklerkonzentration-Meßeinrichtung (63; 631 bis 633) mehrere Meßpegel aufweist, und daß die Steuereinrichtung (61) in Abhängigkeit von der erfaßten Bilddichte einen dieser Meßpegel wählt.

2. Regelungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Steuereinrichtung (61) den Meßpegel der Entwicklerkonzentration-Meßeinrichtung (63) durch Änderung eines das Ausgangssignal derselben beeinflussenden Bezugs­ signals (Vr) wählt.

3. Regelungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Entwicklerkonzentration-Meßeinrichtung (63; 631 bis 633) derart ausgebildet ist, daß sie auf ein­ stellbare Volumina des Entwicklers anspricht, wobei die Steuereinrichtung (61) den Meßpegel durch Einstellung des geeigneten Volumens wählt.

4. Regelungseinrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Entwicklerkonzentration-Meßeinrichtung mehrere, entsprechend dem jeweils zu erfassenden Volumen unterschiedlich plazierte Meßfühler (631 bis 633) auf­ weist, wobei die Steuereinrichtung (61) den Meßpegel durch Auswahl eines dieser Meßfühler wählt (Fig. 8A, 8B, 13, 15A, 15B).

5. Regelungseinrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Entwicklerkonzentration-Meßeinrichtung einen entsprechend dem jeweils zu erfassenden Volumen la­ geverstellbaren Meßfühler (63) aufweist, wobei die Steuer­ einrichtung (61) den Meßpegel durch Verschieben dieses Meßfühlers wählt (Fig. 12A, 12B).

6. Regelungseinrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Entwicklerkonzentration-Meßeinrichtung einen Meßfühler (63) mit einer zur Erfassung mehrerer Vo­ lumina geeigneten Länge (1) aufweist, wobei die Steuerein­ richtung (61) den Meßpegel durch Änderung eines das Aus­ gangssignal der Meßeinrichtung beeinflussenden Bezugssi­ gnals (Vr) wählt (Fig. 11).

7. Regelungseinrichtung nach einem der vorangehenden An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinrichtung (61) bei hoher Bilddichte einen niedrigen Meßpegel und bei niedriger Bilddichte einen hohen Meßpegel wählt.

8. Regelungseinrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekenn­ zeichnet, daß sich der in der Entwicklungsstation (43) verwendete Entwickler aus Toner und Trägermaterial zusam­ mensetzt, daß eine Nachfüllvorrichtung (433) zur Ergänzung von Trägermaterial vorgesehen ist und daß die Steuerein­ richtung (61) dann Trägermaterial mittels der Nachfüllvor­ richtung (433) ergänzt, wenn die Dichte-Meßeinrichtung (143) eine zu hohe Bilddichte erfaßt und bereits der kleinste realisierbare Meßpegel eingestellt ist (Fig. 17 bis 20).

9. Regelungseinrichtung nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinrichtung (61) die Konzen­ tration des Entwicklers unter Einstellung auf einen vorbe­ stimmten Normalwert regelt, wenn die mittels der Entwick­ lerkonzentration-Meßeinrichtung (63; 631 bis 633) erfaßte Konzentration außerhalb eines zulässigen Bereichs liegt, und den Aufzeichnungsbetrieb unter gleichzeitiger Ausgabe einer Warnanzeige fortsetzt.

10. Regelungseinrichtung nach einem der vorangehenden An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Aufzeichnungsma­ terial (33) fortoleitfähig ist und daß die Dichte-Meßein­ richtung (143) die Bilddichte anhand eines auf dem Auf­ zeichnungsmaterial ausgebildeten und entwickelten Bezugs­ bilds (141) erfaßt.

11. Regelungseinrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Steuereinrichtung (61) auf dem Aufzeich­ nungsmaterial (33) jeweils ein einem Hell- und einem Dun­ kelbereich entsprechendes Ladungsbild erzeugt, deren je­ weilige Potentiale (E 1 bzw. E 2 ) mittels einer Potential- Meßeinrichtung (405) erfaßt und auf vorbestimmte Sollwerte korrigiert, bei korrigierten Potentialen erneut das dem Hellbereich und das dem Dunkelbereich entsprechende La­ dungsbild erzeugt, diese entwickelt und schließlich mit­ tels der Dichte-Meßeinrichtung (143) die Bilddichte aus der Dichte des Hellbereich- und des Dunkelbereich-Bezugs­ bilds bestimmt.

12. Regelungseinrichtung nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichte-Meßeinrichtung (143) die Bilddichte mittels eines Lichtsendeelements (203) und ei­ nes Lichtempfangselements (209) durch Reflexion am Auf­ zeichnungsmaterial (33) optisch erfaßt.

13. Regelungseinrichtung nach einem der vorangehenden An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Entwicklerkonzen­ tration-Meßeinrichtung (63; 631 bis 633) die Konzentration des Entwicklers anhand der magnetischen Permeabilität des­ selben erfaßt.

14. Regelungseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Entwicklerkonzentra­ tion-Meßeinrichtung (63; 631 bis 633) die Konzentration des Entwicklers anhand der Dielektrizitätskonstante des­ selben erfaßt.

15. Regelungseinrichtung nach einem der vorangehenden An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinrichtung (61) die Regelung der Entwicklerkonzentration während ei­ ner Vorbereitungsphase nach dem Einschalten des Aufzeich­ nungsgeräts durchführt.