DE2347306A1

DE2347306A1 - PROCESS AND DEVICE FOR CIRCULATING DEVELOPER FLUID

Info

Publication number: DE2347306A1
Application number: DE19732347306
Authority: DE
Inventors: Dennis I Scroggs; Ian E Smith
Original assignee: Savin Business Machines Corp
Current assignee: Savin Business Machines Corp
Priority date: 1972-10-05
Filing date: 1973-09-20
Publication date: 1974-04-11
Also published as: IT993972B; DE2347306C3; FR2202314A1; JPS4974035A; US3825191A; DE2347306B2

Description

DR.-INQ. DIPI—ING. M. ic. DIP...-PHYS. OR. ■ DIRI PHVS.DR.-INQ. DIPI-ING. M. ic. DIP ...- PHYS. OR. ■ DIRI PHVS.

HÖGER - STELLRECHT-GRIESSBACH - HAECKERHÖGER - LEGAL RIGHT-GRIESSBACH - HAECKER

PATENTANWÄLTE IN STUTTGART 2 3 A V 3 0 6PATENT LAWYERS IN STUTTGART 2 3 A V 3 0 6

USSN 295,115USSN 295,115

A 40 329 h
12.9.73
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h - 153

SAVIN BUSINESS MACHINES CORPORATION Valhalla, N.Y., U.S.A.SAVIN BUSINESS MACHINES CORPORATION Valhalla, N.Y., U.S.A.

Verfahren und Einrichtung zum Inumlaufbringen von EntwicklerflüssigkeitMethod and device for circulating developer liquid

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Einrichtung zum Inumlaufbringen von Entwicklerflüssigkeit, in deren Trägerflüssigkeit Tonerteilchen suspendiert sind, zur Entwickleraufbringvorrichtung einer Kopiermaschine.The invention relates to a method and a device for circulating developer liquid in its carrier liquid Toner particles are suspended, to the developer application device of a copying machine.

Vorzugsweise hat der flüssige Entwickler einen klebrigen Toner zur Entwicklung von Bildern auf einer photoleitenden Oberfläche. Die Eigenschaften eines solchen flüssigen Entwicklers sind in der DT-OS 2 260 869 sowie der DT-OS 2 229 044 beschrieben. Der flüssige Entwickler besteht aus zwei Bestandteilen, einer Tonerpaste und einer flüchtigen, leichte Kohlenwasserstoffe enthaltenden Trägerflüssigkeit. Die Tonerpaste ist eine Mischung aus einem haftenden Harz, einem Pigment und Lösungsmitteln und kann ein Entflockungsmittel enthalten. Der Toner hat die Form eines pastenartigen Organosols, das in der Träger-Preferably the liquid developer has a sticky toner for developing images on a photoconductive surface. The properties of such a liquid developer are described in DT-OS 2 260 869 and DT-OS 2 229 044. The liquid developer consists of two components, a toner paste and a volatile carrier liquid containing light hydrocarbons. The toner paste is one Mixture of an adhesive resin, a pigment and solvents and may contain a deflocculant. The toner has the form of a paste-like organosol, which in the carrier

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12.9.73 "^4/OUO 9/12/73 " ^{4 / OUO}

flüssigkeit nicht lösbar ist. Zur befriedigenden Entwicklung des latenten elektrostatischen Bildes und zur nachfolgenden ' Übertragung auf ein Kopiermedium muss das Organosol oder die Tonerpaste in der Trägerflüssigkeit suspendiert werden. Die feinen Partikel der Tonerpaste wandern in die geladenen Bereiche des latenten elektrostatischen Bildes unter dem Einfluss der elektrischen Felder. Die Tonerpartikel haften an diesen Bildbereichen der photoleitenden Oberfläche und werden später durch Berührung auf ein Kopiermedium übertragen, zu dem sie eine grössere Affinität aufweisen, so dass dann das entwickelte elektrostatische Bild von der photoleitenden Oberfläche auf das Kopiermedium übertragen wird, überschüssige Entwicklerflüssigkeit wird von der photoleitenden Oberfläche durch Quetschwalzen, ein Luftmesser oder andere Mittel entfernt und dem Entwicklertrog wieder zugeführt. Es treten kleine Verluste an Trägerflüssigkeit dadurch auf, dass diese an den photoleitenden Oberflächen haftet und sich verflüchtigt, doch sind diese Verluste durch Anhaften dieser Paste an den geladenen Bereichen der photoleitenden Oberfläche äusserst gering im Verhältnis zur Menge der Tonerpaste, die während vieler Kopierarbeitsgänge verwendet wird. Doch muss der Trägerflüssigkeit regelmässig Tonerpaste zugeführt werden entsprechend dem Grade der Erschöpfung des Entwicklers an Tonerpartikeln oder je nach der Verwendung, beispielsweise um den Bildkopien einen dunkleren Ton zu verleihen. Da sich die Tonerpaste nicht in der Trägerflüssigkeit löst, genügt ein einfaches Mischen der Paste mit dieser nicht, um einen geeigneten Entwickler zu erhalten. Es ist bereits für flüssigen Entwickler eine Mischvorrichtung und ein Umlaufsystem vorgeschlagen worden, die dazu dienen, der Entwicklungszone einen einen klebrigen Toner enthaltenden, flüssigen Entwickler in gut dispergiertem Zustand zuzuführen. Bei diesem Umlaufsystem werden zwei Umlaufkreiseliquid is not soluble. For the satisfactory development of the latent electrostatic image and for the subsequent transfer to a copying medium, the organosol or the toner paste must be suspended in the carrier liquid. The fine particles of the toner paste migrate into the charged areas of the latent electrostatic image under the influence of the electric fields. The toner particles adhere to these image areas of the photoconductive surface and are later transferred by touch to a copy medium to which they have a greater affinity, so that the developed electrostatic image is then transferred from the photoconductive surface to the copy medium, excess developer liquid is removed from the photoconductive Surface removed by nip rollers, an air knife or other means and fed back to the developer trough. There are small losses of carrier liquid due to the fact that it adheres to the photoconductive surfaces and evaporates, but these losses due to the adherence of this paste to the charged areas of the photoconductive surface are extremely small in relation to the amount of toner paste that is used during many copying operations . However, toner paste must be regularly added to the carrier liquid according to the degree of exhaustion of the developer in terms of toner particles or depending on the use, for example to give the image copies a darker tone. Since the toner paste does not dissolve in the carrier liquid, simply mixing the paste with it is not sufficient to obtain a suitable developer. A mixing device and a circulation system have already been proposed for liquid developers, which are used to supply a sticky toner-containing liquid developer in a well-dispersed state to the developing zone. In this circulating system, there are two orbiting circles

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verwendet, und zwar einer aus.einem Tonerzwischentank zur Entwicklungszone und zurück, und der andere von einem Tonerzwischentank zu einem Emulgator und Mischer und zurück. Dabei werden die beiden ümlaufkreise von zwei getrennt angetriebenen Pumpen bewirkt. Auf einen Befehl von Prüfeinrichtungen im Tonervorratstank und in der diesem Tank nachfolgenden Entwicklungszone wird der Mischvorrichtung mehr Trägerflüssigkeit oder Paste zugeführt, die mit dem im Innenraum des Mischgehäuses vorhandenen flüssigen Entwickler emulgiert wird. Die Emulgierung wird in der Mischvorrichtung dadurch bewirkt, dass die Tonerpaste starken Scherkräften unterworfen wird, die in einer Reihe von konzentrischen, zwischen rotierenden und stationären Flügeln angeordneten Zwischenräumen erzeugt werden, in welche der Toner eingesprüht wird. Die sich so ergebende, ausfliessende Mischung wird mit der im Innenraum der Mischvorrichtung vorhandenen Entwicklerflüssigkeit gemischt. Die konstruktive Ausbildung dieser Mischvorrichtung ist so getroffen, dass die Rotor- und Statorflügel in der Nähe des Oberteils des Mischgehäuses vorgesehen sind und dass der emulgierte flüssige Entwickler aus einer Bddenöffnung der Mischvorrichtung abgezogen wird, von wo .er der Entwicklungszöne zugepumpt wird. Die ganze Mischvorrichtung ist höher angeordnet als die Entwicklungszone. Bei der Betätigung dieser Vorrichtung hat sich gezeigt, dass trotz Erreichen des gewünschten Zieles die Vorrichtung zwei grosse Nachteile aufweist. Bei ihrer Betätigung schliesst die Mischvorrichtung Luftblasen in der Entwicklerflüssigkeit ein, die durch die Anordnung des Rotors dort festgehalten bleiben. Diese Luftblasen verhindern ein wirksames Pumpen der Entwicklerflüssigkeit in die Entwicklungszone und beeinträchtigen die Entwicklungseigenschaften der Flüssigkeit. Ferner hat es sich gezeigt, dass in Zeiten des Stillstandes des Apparates überschüssiger, darin vorhandener Entwickler der Entwicklungszone zufloss, wo während dieser Zeit infolge deris used, namely one from a toner intermediate tank to the development zone and back, and the other from an intermediate toner tank to an emulsifier and mixer and back. Included the two circulation circuits are effected by two separately driven pumps. At the request of testing facilities in the toner supply tank and in the development zone following this tank If more carrier liquid or paste is fed to the mixing device, the same as in the interior of the mixing housing existing liquid developer is emulsified. The emulsification is effected in the mixing device by the toner paste subjected to strong shear forces, in a series of concentric, between rotating and stationary Wings arranged spaces are generated, in which the toner is sprayed. The resulting mixture flowing out is combined with that present in the interior of the mixing device Mixed developer liquid. The design of this mixing device is made so that the Rotor and stator vanes near the top of the mixer housing are provided and that the emulsified liquid developer is drawn from a floor opening of the mixing device from where. it is pumped to the development zone. The entire mixing device is arranged higher than the development zone. When operating this device, it has been shown that, despite achieving the desired goal, the device has two major disadvantages. In their operation the mixing device includes air bubbles in the developer liquid, which are held there by the arrangement of the rotor stay. These air bubbles prevent the developer liquid from being effectively pumped into the development zone and affect the development properties of the liquid. It has also been shown that in times of standstill of the apparatus, excess developer present therein flowed into the development zone, where during this time as a result of the

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Schwerkraft die Tonerpartikel anfingen zu gelieren und sich abzusetzen. In einem Fall konnte dadurch eine agglomerierte Masse nicht vollständig in die Mischvorrichtung zur weiteren Mischung ung zum Umrühren zurückgepumpt werden.Gravity the toner particles began to gel and settle. In one case, as a result, an agglomerated mass could not completely enter the mixing device for further mixing pumped back to stir.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Einrichtung ζμ schaffen, die verhältnismässig einfach im Aufbau ist und eine Trennung in Entwicklerflüssigkeiten nach dem Grad der Brauchbarkeit durchführt, wobei nur die verwendbare Entwicklerflüssigkeit abgezogen wird. Diese Aufgabe wird gemäss dem erfindungsgemässen Verfahren dadurch gelöst, dass eine Menge an Entwicklerflüssigkeit, die durch Zulauf von gebrauchter Entwicklerflüssigkeit ergänzt wird, unter Zentrifugalwirkung in einen'ersten Bereich mit vorwiegend feinen Tonerteilchen und einen zweiten Bereich mit vorwiegend groben Tonerteilchen getrennt wird und dass Entwicklerflüssigkeit aus dem ersten Bereich zum Zuführen zur Entwickleraufbringvorrichtung abgezogen wird. Damit ist ein Mittel zum Filtrieren und Pumpen des Teils der sich ergebenden Emulsion in die Entwicklungszone geschaffen, der die feinsten und am gleichmässigsten dispergierten Tonerpartikel enthält. Ferner sind Mittel zur wahlweisen Abziehung der grösseren Tonerpartikel zwecks weiterer Zerkleinerung und nochmaliger Dispersion derselben in dem Volumen der im Innenraum des Mischgehäuses befindlichen Trägerflüssigkeit vorgesehen.The invention is therefore based on the object of creating a method and a device which are relatively simple is under construction and performs separation into developing liquids according to the degree of usability, with only the usable Developer liquid is withdrawn. According to the method according to the invention, this object is achieved in that an amount of developer liquid, which is replenished by supplying used developer liquid, under centrifugal action into a first area with predominantly fine toner particles and a second area with predominantly coarse Toner particles is separated and that developer liquid from the first region for supply to the developer application device is deducted. This provides a means of filtering and pumping the portion of the resulting emulsion into the development zone created, which contains the finest and most evenly dispersed toner particles. Furthermore are means for optional removal of the larger toner particles for the purpose of further comminution and re-dispersion of the same in the volume of the carrier liquid located in the interior of the mixing housing intended.

Die Anordnung ist ferner vorteilhaft so getroffen, dass Luftblasen aus der im Innenraum der Mischeinrichtung vorhandenen Emulsion aufsteigen und durch eine Öffnung in die Atmosphäre entweichen können. Die Mischeinrichtung ist ausserdem so angeordnet, dass sie den Entwickler aufnimmt, der in Zeiten des Stillstandes unter Schwerkraftwirkung aus der Entwicklungszone abfliesst. So befinden sich gelierende Tonerpartikel, die sichThe arrangement is also advantageously made so that air bubbles rise from the emulsion present in the interior of the mixing device and through an opening into the atmosphere can escape. The mixing device is also arranged in such a way that that it picks up the developer, who in times of standstill under the effect of gravity from the development zone drains. So there are gelling toner particles that are

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im flüssigen Entwickler absetzen, im Innenraum der Mischeinrichtung und nicht im Tank der Entwicklungszone. Bei Wiedereinschalten der Maschine wird die Mischeinrichtung in Gang gesetzt, und ein dort angesammeltes Sediment -wird emulgiert und in der Trägerflüssigkeit verteilt. Damit ist in vorteilhafter Weise eine kontinuierliche Zufuhr eines gut gemischten, einen klebrigen Toner aufweisenden flüssigen Entwicklers erreicht, der frei von Flocken und Luftblasen ist.settle in the liquid developer in the interior of the mixing device and not in the tank of the development zone. When switched on again The mixer is set in motion in the machine, and any sediment that has accumulated there is emulsified and distributed in the carrier liquid. This is more advantageous Way achieves a continuous supply of a well mixed, sticky toner containing liquid developer, which is free from flakes and air bubbles.

Ferner werden in günstiger Weise die verbrauchten Bestandteile eines einen klebrigen Toner enthaltenden flüssigen Entwicklers ergänzt.Furthermore, the used components of a sticky toner-containing liquid developer are favorably used added.

Schliesslich werden die erwünschten Eigenschaften eines einen klebrigen Toner enthaltenden flüssigen Entwicklers wiederhergestellt, nachdem während eines Stillstands der Kopiermaschine ungünstige Veränderungen eingetreten sind.Ultimately, the desired characteristics of one become Recovered liquid developer containing sticky toner, after unfavorable changes have occurred while the copier was at a standstill.

Zusammenfassend ist also ein sich völlig selbst regulierendes Entwicklerzufuhrsystem geschaffen worden, das in der Lage ist,, kontinuierlich Entwicklerflüssigkeit in der richtigen Zusammensetzung einer Entwicklungszone zuzuführen.In summary, a completely self-regulating developer delivery system has been created which is capable of continuously developing liquid in the correct composition to be fed to a development zone.

Eine vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung sieht die kontinuierliche und homogene Zufuhr von einen klebrigen Toner enthaltendem flüssigem Entwickler zu einer Entwicklungszone mit Hilfe einer einzigen geschlossenen Umlaufbahn zwischen der Entwicklungszone und dem erfindungsgemässen Schlagmischer vor. Die Entwicklungszone weist dabei einen Trog auf, in den die Entwicklerflüssigkeit gepumpt wird, und Auftragmittel, die den Entwickler aus dem Behälter auf das latente elektrostatische Bild der photoleitenden Oberfläche auftragen. Solche Auftragmittel können beispielsweise endlose Riemen, Polyurethanwalzen und Aufsprühvorrichtungen sein. Der erfindungsgemässe SchlagmischerAn advantageous embodiment of the invention provides the continuous and homogeneously supplying a liquid developer containing a sticky toner to a developing zone With the help of a single closed orbit between the development zone and the beater mixer according to the invention. the The development zone has a trough into which the developer liquid is pumped, and application means that apply the developer from the container to the electrostatic latent image the photoconductive surface. Such application means can, for example, endless belts, polyurethane rollers and Be spray devices. The beater mixer according to the invention

409815-/1025 -6-409815- / 1025 -6-

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übt drei Funktionen aus. Er dient als Vorratstank für den einen klebrigen Toner aufweisenden flüssigen Entwickler. Ausserdem dient er als EmulgiereinriGhtung für den flüssigen Entwickler. Ferner dient er als Umlaufmittel zur kontinuierlichen Zirkulation des flüssigen Entwicklers zwischen der Entwicklungszone und dem Schlagmischer. Bei der gezeigten Ausführungsform wird gut gemischter, einen klebrigen Toner aufweisender flüssiger Entwickler der richtigen Zusammensetzung in die Entwicklungszone hinaufgepumpt und fliesst von dort unter der Wirkung der Schwerkraft in den Schlagmischer zurück.Has three functions. It serves as a storage tank for the liquid developer containing a sticky toner. Besides that it serves as an emulsifying device for the liquid developer. It also serves as a circulating medium for continuous circulation of the liquid developer between the development zone and the beater mixer. In the embodiment shown, well mixed, sticky toner containing liquid developer of the correct composition is pumped up into the development zone and flows from there under the action of the Gravity back into the beater mixer.

Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung im Zusammenhang mit der Zeichnung, die ein Ausführungsbeispiel der Erfindung darstellt. Es zeigen:Further advantages and features of the invention emerge from the following description in conjunction with the drawing, which represents an embodiment of the invention. It demonstrate:

Fig. 1 eine schematische Ansicht einer Entwicklungsstation eines elektrostatischen Kopierapparats unter Verwendung einer Mischeinrichtung gemäss der Erfindung,Fig. 1 is a schematic view of a development station of an electrostatic copier using a mixing device according to the invention,

Fig. 2 einen Teilschnitt durch die Mischeinrichtung nach Fig. 1.FIG. 2 shows a partial section through the mixing device according to FIG. 1.

Fig. 1 zeigt eine schematische Ansicht des Umlaufsystems für flüssigen Entwickler und einer als Zentrifugal-Schlagmischer ausgebildeten Mischeinrichtung. In dieser Ausführungsform bewegt sich eine auf einer sich drehenden trommel 4 angeordnete photoleitende Oberfläche 2 einer als Ganzes mit 6 bezeichneten Entwicklungsstation zu. Die Trommel 4 und die Entwicklungsstation 6 sind zwei Baueinheiten einer Kopiermaschine, deren übrige Baueinheiten in Fig. 1 nicht dargestellt sind, da sie an sich keinen Teil der Erfindung bilden. Die EntwicklungsstationFig. 1 shows a schematic view of the circulating system for liquid developer and one as a centrifugal beater mixer trained mixing device. Moved in this embodiment a photoconductive surface 2 arranged on a rotating drum 4 of a photoconductive surface 2 designated as a whole by 6 Development station too. The drum 4 and the development station 6 are two structural units of a copying machine, the rest of them Structural units are not shown in Fig. 1, since they do not form part of the invention per se. The development station

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A 40 329 h - 7 -A 40 329 h - 7 -

umfasst einen Auftragtank 8 und einen Überlauftrog 10. Der Entwickler fliesst dem Auftragtank 8 über ein Zuführrohr 12 zu und wird auf das latente elektrostatische Bild, das sich auf der photoleitenden Oberfläche gebildet hat, durch nicht gezeigte, an sich bekannte Mittel aufgetragen. Etwaiger überschüssiger, auf der photoleitenden Oberfläche vorhandener flüssiger Entwickler wird vom Überlauftrog 10 aufgenommen und fliesst über ein Rückführrohr 14 einer Zuführöffnung 15 dem als Ganzes niit 16 bezeichneten Zentrifugal-Schlagmischer zu. Ein Elektromotor dient zum Antrieb einer Schlagwelle 20. Die Schlagwelle 20, die konzentrisch innerhalb eines kugeligen, birnenförmigen Mischgehäuses 22, beispielsweise aus verformtem Aluminiumblech, untergebracht ist, ist frei drehbar in Lagern 23 gelagert. Die Schlagwelle 2O ist mit einem Rotor 24 verbunden, der. den Sockel einer konzentrisch gelagerten Hohlspindel 28 bildet. Der rotationssymmetrische Rotor 24 ist innerhalb der Wände einer Aussparung angebracht, die in einem entsprechend geformten Bodenstück 26 des Mischgehäuse.s ist. Der Statorkörper 26 hat eine Ventilkammer 30 und eine Rückflusskammer 32 zur Aufnahme der "groben" Flüssigkeit. Diese Kammern erstrecken sich durch das Bodenstück 26 und öffnen sich in einen Raum 33 zwischen dem Rotor 24 und dem Bodenstück 26. Auf dem Umfang der Hohlspindel 28 ist ein radialer Flügel 34 in Form eines dünnen Ringes vorgesehen, der einen Verwirbler bildet.comprises an application tank 8 and an overflow trough 10. The developer flows to the application tank 8 via a feed pipe 12 and is applied to the latent electrostatic image that has formed on the photoconductive surface, by not shown, means known per se applied. Any excess liquid developer present on the photoconductive surface is taken up by the overflow trough 10 and flows over a Return pipe 14 of a feed opening 15 as a whole with 16 designated centrifugal beater mixer. An electric motor is used to drive an impact shaft 20. The impact shaft 20, which are concentric within a spherical, pear-shaped mixing housing 22, for example made of deformed aluminum sheet, is housed, is freely rotatably mounted in bearings 23. The impact shaft 2O is connected to a rotor 24, the. the base a concentrically mounted hollow spindle 28 forms. The rotationally symmetrical rotor 24 is within the walls of a recess attached, which is in a correspondingly shaped bottom piece 26 of the mixer housing. The stator body 26 has a Valve chamber 30 and a backflow chamber 32 for receiving the "coarse" liquid. These chambers extend through the Bottom piece 26 and open into a space 33 between the rotor 24 and the bottom piece 26. On the circumference of the hollow spindle 28, a radial wing 34 in the form of a thin ring is provided, which forms a swirler.

Wie nachstehend noch im einzelnen erklärt wird, dient der Innenraum des Mischgehäuses als Vorratstank für die klebrigen Toner enthaltende Entwicklerflüssigkeit. Die Mischeinrichtung emulgiert und filtriert kontinuierlich den in ihr vorhandenen flüssigen Entwickler und pumpt einen feine und gleichmässig dispergierte Tonerpartikel enthaltenden flüssigen Entwickler zurück zur Entwicklungsstation.As will be explained in detail below, the interior is used of the mixer housing as a storage tank for the sticky toner containing developer liquid. The mixing device emulsifies and continuously filters the liquid developer present in it and pumps a fine and even developer liquid developer containing dispersed toner particles back to the development station.

— 8 —- 8th -

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Fig. 1 zeigt einen Aufnahmebehälter 36 mit einem Vorrat von Tonerpaste oder -konzentrat. Ein mit Aussengewinde versehener Stutzen 40 oder dergleichen kann in ein Ende 42 des Aufnahmebehälters 36 zur Einstellung der Lage eines Kolbens 43 eingeschraubt werden, der das Tonerkonzentrat unter Druck setzt, welches über ein Rohr 44 der Ventilkammer 3O zufliesst. Das Rohr 44 ist normalerweise durch ein von einem Elektromagneten 47 betätigtes Ventil 46 geschlossen. Ein Ventilschaft 50 drückt normalerweise auf einen Sitz 48 zum Schliessen des Ventils und wird durch einen Anker 49 des mit diesem verbundenen Elektromagneten 47 betätigt. Die Betätigung des Elektromagneten steuert durch Hebung des Ventilschafts 50 von seinem Sitz den Zufluss von Tonerpaste in die Mischeinrichtung. Die Betätigung des Elektromagneten 47 erfolgt durch ein als Ganzes mit 52 bezeichnetes Prüfsystem für die Tonerdichte. Bei entsprechender Betätigung fliesst die Paste 38 aus der Ventilkammer 30 in den Raum 33.Fig. 1 shows a receptacle 36 with a supply of toner paste or concentrate. An externally threaded connector 40 or the like can be screwed into one end 42 of the receptacle 36 to adjust the position of a piston 43 which pressurizes the toner concentrate which flows through a pipe 44 to the valve chamber 30. The tube 44 is normally closed by a valve 46 actuated by a solenoid 47. A valve stem 50 normally presses on a seat 48 to close the valve and is actuated by an armature 49 of the electromagnet 47 connected to it. The actuation of the electromagnet controls the flow of toner paste into the mixing device by lifting the valve stem 50 from its seat. The electromagnet 47 is actuated by a test system, designated as a whole by 52, for the toner density. When actuated accordingly, the paste 38 flows out of the valve chamber 30 into the space 33.

Die Hohlspindel 28 und der sich radial erstreckende Flügel 34 drehen sich mit einer Geschwindigkeit von etwa 2800 Upm und verursachen so innerhalb der Mischeinrichtung eine Verwirbelung von Entwicklerflüssigkeit. Dabei schleudern die sich innerhalb der Verwirbelung entwickelnden Zentrifugalkräfte die suspendierten Tonerpartikel nach aussen gegen die Wände des Mischgehäuses. Die schwereren Tonerpartikel und -flocken neigen dazu, sich in der Nähe der Wände des Mischgehäuses zu sammeln, während die leichteren und feineren Tonerpartikel in der Nähe der Spindel bleiben. Die Wände des Mischgehäuses sind so geformt, dass sie sich diesen Auswählvorgang und den durch die Zentrifugalkräfte hervorgerufenen Filtriervorgang zunutze machen. Das Mischgehäuse ist birnenförmig, in der Nähe des Flügels 34 nach aussen gewölbt und nach oben zu verjüngt. Eine Abziehöffnung ist oberhalb des grössten Durchmessers dieses Mischgehäuses anThe hollow spindle 28 and the radially extending wing 34 rotate at a speed of about 2800 rpm and thus cause turbulence within the mixing device of developer liquid. The centrifugal forces developing within the turbulence fling the suspended ones Toner particles out against the walls of the mixer housing. The heavier toner particles and flakes tend to stand up collect near the walls of the mixer housing, while the lighter and finer toner particles near the spindle stay. The walls of the mixer housing are shaped so that they can accommodate this selection process and the centrifugal forces take advantage of the filtering process. The mixer housing is pear-shaped, in the vicinity of the wing 34 according to arched on the outside and tapering towards the top. A withdrawal opening is above the largest diameter of this mixer housing

409815/1025 ~⁹~409815/1025 ~ ⁹ ~

A 40 329 h - 9 -A 40 329 h - 9 -

einer Stelle vorgesehen, an der die Wände des Mischgehäuses nach innen gegen den konischen Scheitelpunkt der Spindel geneigt sind, um den Teil der flüssigen Verwirbelung abzuziehen, der die feineren und leichteren Tonerpartikel enthält. Diese Stelle kann empirisch durch Festlegung der Parameter, wie der Zusammensetzung des flüssigen Entwicklers, der Rotationsgeschwindigkeit und des Durchmessers des Flügels, bestimmt werden. Die Lage der Abziehöffnung .55 stellt das Gleichgewicht dar zv/ischen der Feinheit der abgezogenen Tonerpartikel und dem Druck, der erforderlich ist, um diesen Teil des flüssigen Entwicklers durch das Zuführrohr 12 zu pumpen. Während sich feinere Tonerpartikel in der Nähe der kleineren Radien des Mischgehäuses ansammeln, nimmt der Druck der Verwirbelung mit abnehmendem Radius ab. Der Verwirbelungsdruck pumpt die optimale klebrige Tonereraulsion der Entwicklungsstatxon über das Zuführrohr 12 zu. An einer Stelle des Mischgehäuses in der Nähe seines grössten Durchmessers und auf der sich nach aussen wölbenden Oberfläche nahe des Flügels 34 ist ein Auslass 53 zum Abzug der verwirbelten Flüssigkeit vorgesehen, der die schwereren Tonerpartikel und -flocken enthält. Diese schwereren Tonerpartikel werden durch den durch die Verwirbelung erzeugten Druck einem Rückführrohr 56 zugepumpt, das mit der im Bodenstück 26 vorgesehenen Rückflusskammer 32 kommuniziert. Die in die Rückflusskammer 32 eintretenden schwereren Partikel werden der Mischzone 54 zugeführt, wo sie durch die darin erzeugten Scherkräfte nochmals zerkleinert werden, worauf sie wieder in die im Gehäuseinnenraum vorhandene Flüssigkeit eingesprüht werden. Dieser Strahl von hochemulgierten, feinen Tonerpartikeln verteilt sich und zerstreut TonerSedimente, die sich am Rotor während eines Stillstands angesammelt haben könnten. Dieses Sediment wird durch die Verwirbelungskräfte gegen den Auslass 53 geschleudert und tritt in das Rückführrohr 56 ein, um nochmals zerkleinert und in die Flüssigkeit im Gehäuseinnenraum eingesprüht zu werden. ' - 10 -a location where the walls of the mixer housing are inclined inwardly towards the conical apex of the spindle to draw off the portion of the liquid vortex which contains the finer and lighter toner particles. This location can be determined empirically by setting parameters such as the composition of the liquid developer, the speed of rotation and the diameter of the blade. The position of the withdrawal opening 55 represents the balance between the fineness of the withdrawn toner particles and the pressure which is required to pump this part of the liquid developer through the supply tube 12. As finer toner particles collect near the smaller radii of the mixer housing, the pressure of the turbulence decreases as the radius decreases. The turbulence pressure pumps the optimal sticky toner emulsion to the developing station via the feed tube 12. At a point on the mixing housing in the vicinity of its largest diameter and on the outwardly bulging surface near the wing 34, an outlet 53 is provided for drawing off the swirled liquid, which contains the heavier toner particles and flakes. These heavier toner particles are pumped by the pressure generated by the turbulence to a return pipe 56 which communicates with the return flow chamber 32 provided in the base piece 26. The heavier particles entering the reflux chamber 32 are fed to the mixing zone 54, where they are comminuted again by the shear forces generated therein, whereupon they are sprayed back into the liquid present in the interior of the housing. This jet of highly emulsified, fine toner particles spreads and disperses toner sediments that may have accumulated on the rotor during a standstill. This sediment is thrown against the outlet 53 by the turbulence forces and enters the return pipe 56 in order to be comminuted again and sprayed into the liquid in the interior of the housing. '- 10 -

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Auf diese Weise werden grobe Tonerpartikel und-flocken kontinuierlich aus der verwirbelten Flüssigkeit im Gehäuseinnenraum entferntund der Zerkleinerungszone zwischen dem Rotor und dem Gehäusebodenstück wieder zugeführt, wo sie nochmals zerkleinert und in feinerem Zustand wieder in die Flüssigkeit eingesprüht werden. Gleichzeitig wird gleichmässig dispergierter, feine Tonerpartikel enthaltender flüssiger Entwickler gleichmässig in das Zuführrohr 12 durch den durch die Verwirbelung erzeugten Druck der Entwicklungsstation zugepumpt.In this way, coarse toner particles and flakes become continuous removed from the swirled liquid in the housing interior and the crushing zone between the rotor and fed back to the bottom of the housing, where it is crushed again and returned to the liquid in a finer state be sprayed. At the same time, evenly dispersed liquid developer containing fine toner particles is produced evenly pumped into the feed pipe 12 by the pressure generated by the turbulence of the development station.

Die Erfahrungen mit anderen bekannten Emulgatoren haben gelehrt, dass häufig Luft in dem im Inneren der Mischeinrichtung enthaltenen flüssigen Entwickler eingeschlossen wird. Die eingeschlossene Luft steigt dann in Form von Blasen in der verwirbelten Flüssigkeit bis oberhalb der Flüssigkeitskuppe auf und entweicht durch eine oben in der Mischeinrichtung vorgesehene Luftauslassöffnung 58, die mit der Atmosphäre kommuniziert.Experience with other known emulsifiers has shown that air is often contained in the inside of the mixing device liquid developer is included. The trapped air then rises in the form of bubbles in the swirled one Liquid up to above the liquid dome and escapes through an air outlet opening provided at the top of the mixing device 58 that communicates with the atmosphere.

Die Konzentration der Tonerpartikel wird laufend überprüft, indem die Lichtdurchlässigkeit der Flüssigkeit an entsprechenden Stellen gemessen wird, beispielsweise an der Stelle, an der der flüssige Entwickler die Entwicklungsstation verlässt, oder an der Auslassöffnung 55 des Mischgehäuses. Ist die Tonerpartikelkonzentration entsprechend niedrig, so erhält ein Photofühler einen grösseren Zustrom von Licht infolge der grösseren Lichtdurchlässigkeit der Entwicklerflüssigkeit. Wenn eine vorbestimmte Lichtmenge auf den Photofühler auftrifft, so wird der Anker 49 des Elektromagneten 47 betätigt und hebt das Ventil 46 von seinem Sitz 48 ab und lässt Tonerpaste in die Emulgierzone des Schlagmischers eintreten. Die Einzelheiten der Schaltung des Prüfsystems sind in der DT-OS 2 260 869 beschrieben.The concentration of the toner particles is continuously checked by the light permeability of the liquid on the appropriate Points is measured, for example at the point at which the liquid developer leaves the development station, or at the outlet opening 55 of the mixer housing. Is the toner particle concentration correspondingly low, a photo sensor receives a greater flow of light due to the greater light permeability the developer liquid. When a predetermined amount of light is incident on the photo sensor, the Armature 49 of electromagnet 47 actuates and lifts valve 46 from its seat 48 and allows toner paste into the emulsifying zone of the beater mixer. The details of the circuitry of the test system are described in DT-OS 2 260 869.

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Bei der bevorzugten Ausführungsform gemäss Fig. 1 dient die Mischeinrichtung als Behälter für die leichten Kohlenwasserstoff enthaltende Trägerflüssigkeit, in der die Tonerpaste emulgiert ist. Das Innere der Mischeinrichtung 16 ist normalerweise bis zu einer solchen Höhe mit Trägerflüssigkeit gefüllt, die etwas über dem konischen Scheitelpunkt der Hohlspindel 28 liegt. Wenn der elektrostatische Kopierapparat an Spannung gelegt wird, so dreht der Elektromotor 18 den Rotor 24 und den Flügel 34. Die durch diese Drehung hervorgerufene Flüssigkeitsverwirbelung fängt nun an, den flüssigen Entwickler der Entwicklungsstation in Richtung des Pfeiles G durch das Zuführrohr 12 zuzupumpen. Gleichzeitig wird, wie vorbeschrieben, der Umlauf für die Filtrierung der groben Tonerpartikel in Gang gesetzt, und ein Strom feiner Tonerpartikel, der sich nach oben in Richtung dar Pfeile B und C von der Emulgierzone weg bewegt, bricht etwaige Tonersedimente auseinander, die sich oberhalb am Rotor während des Stillstands angesammelt haben könnten. Der überlaufende flüssige Entwickler, der arm an Tonerpartikeln ist, kehrt nun vom Oberlauftrog 10 -der Entwicklungsstation durch das Rückführrohr 14 und die Öffnung 15 in den Innenraum der Mischeinrichtung zurück (siehe Pfeil H der Fig. 2). Hierbei werden etwaige Blasen, die sich im flüssigen Entwickler gebildet haben können, nach oben in den Luftbereich oberhalb der Flüssigkeitskuppe abgetrieben und entweichen in die Atmosphäre durch die Luftauslassöffnung 58, siehe Pfeil F in Fig. 2. Die Mischeinrichtung vermeidet eine Verschlechterung der übertragungseigenschaften des flüssigen Entwicklers durch übermässiges Mischen. In seinem optimalen Zustand weist ein einen klebrigen Toner enthaltender flüssiger Entwickler ein grosses Kohäsionsvermögen und Trennfestigkeit auf, während er gegen die photoleitende Oberfläche, auf die er aufgebracht wird, eine geringe Adhäsionsaffinität aufweist. In diesem Zustand wird der den klebrigen Toner enthaltende flüssige Entwickler auf das Kopiermedium,In the preferred embodiment according to FIG. 1, the Mixing device as a container for the light hydrocarbon-containing carrier liquid in which the toner paste is emulsified. The interior of the mixing device 16 is normally filled with carrier liquid to such a height that which lies slightly above the conical apex of the hollow spindle 28. When power is applied to the electrostatic copier is, the electric motor 18 rotates the rotor 24 and the vane 34. The fluid turbulence caused by this rotation Now begins the liquid developer of the development station in the direction of arrow G through the feed tube 12 to pump up. At the same time, as described above, the circulation for filtering the coarse toner particles is set in motion, and a stream of fine toner particles moving upwards towards when arrows B and C are moved away from the emulsification zone, breaks any toner sediments that may have accumulated above the rotor during the standstill. The overflowing one Liquid developer, which is poor in toner particles, now returns from the upper run trough 10 of the development station through the return pipe 14 and the opening 15 in the interior of the mixing device back (see arrow H of Fig. 2). This removes any bubbles that may have formed in the liquid developer can be driven up into the air area above the liquid dome and escape into the atmosphere through the Air outlet opening 58, see arrow F in FIG. 2. The mixing device avoids a deterioration in the transmission properties of the liquid developer due to excessive mixing. In its optimal condition, it has a sticky toner containing liquid developer has a great cohesiveness and separation strength, while against the photoconductive Surface to which it is applied has a low affinity for adhesion. In this state, it becomes the sticky one Liquid developers containing toner on the copy medium,

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mit welchem er in Berührung gebracht wurde, gleichmässig und vollständig übertragen, ohne auf der photoleitenden Oberfläche einen Rückstand zu hinterlassen. Die Übertragungseigenschaften eines solchen flüssigen Entwicklers weichen nach vielen Mischvorgängen vom optimalen Zustand ab, und der Toner beginnt dann zu gelieren. Der einer übermässigen Mischung unterworfene Entwickler verliert sein Kohäsionsvermögen und wird zunehmend adhäsiver. Diese Verschlechterung der Übertragungseigenschaften zeigt sich durch verwischte oder fleckige Kopien. Um diese unerwünschten Wirkungen einer übermässigen Mischung zu vermeiden, kann die Form der Mischzone zwischen dem Bodenstück 26 und dem Rotor 24 so verändert werden, dass die Entwicklerflüssigkeit weniger Emulgierungsstufen durchläuft. Gegebenenfalls kann auch der Radius des Flügels durch Anbringung von auswechselbaren Flügeln mit kleineren Radien verringert v/erden, die auf der Hohlspindel 28 befestigt werden können. Zusätzlich hierzu kann innerhalb gewisser Grenzen die Drehzahl des Rotors zusammen mit dem .Spindel-Flügel-Aufsatz herabgesetzt werden.with which he was brought into contact, evenly and completely transferred without leaving a residue on the photoconductive surface. The transmission properties of such a liquid developer will deviate from the optimal state after many mixing operations, and the toner will then start to gel. The developer subjected to excessive mixing loses its cohesiveness and becomes increasingly adhesive. This deterioration in transmission properties shows up as smudged or blotchy copies. To avoid these undesirable effects of excessive mixing, the shape of the mixing zone between the base piece 26 and the rotor 24 can be changed so that the developer liquid goes through fewer emulsification stages. If necessary, the radius of the wing can also be changed by attaching interchangeable Vanes with smaller radii that can be attached to the hollow spindle 28 are reduced. In addition to this, Within certain limits, the speed of the rotor can be reduced together with the .Spindle-wing attachment.

Aus Vorstehendem ergibt sich, dass die Aufgabe der Erfindung gelöst wurde. Es wurde ein äusserst einfaches und anpassungsfähiges System zur Aufrechterhaltung und Zufuhr eines flüssigen Entwicklers der richtigen Art zur Entwicklung elektrostatischer Bilder geschaffen. Die Notwendigkeit der Verwendung von zwei Umlaufbahnen zwischen der Emulgierstation, der Entwicklungsstation und dem Zwischentank zur Aufnahme des flüssigen Entwicklers, wie sie in der DT-OS 2 229 044 beschrieben wurde, wurde ausgeschaltet.It follows from the above that the object of the invention has been achieved. It became extremely simple and adaptable System for maintaining and supplying a liquid developer of the correct type for developing electrostatic ones Images created. The need to use two orbits between the emulsifying station, the developing station and the intermediate tank to hold the liquid developer, as described in DT-OS 2 229 044, was switched off.

Durch die erfindungsgemässe Einrichtung wurde die Notwendigkeit von Pumpen zur Aufrechterhaltung der Flüssigkeitszirkulation in diesen Umlaufbahnen ausgeschaltet. Die MischeinrichtungThe device according to the invention made the necessity turned off by pumps to maintain fluid circulation in these orbits. The mixing device

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dient als Flüssigkeitsvorratsbehälter und bringt selbst die Pumpwirkung hervor, die erforderlich ist, um den Flüssigkeitsstrom in einer einzigen Umlaufbahn zu bewirken. Die erfindungsgemässe Einrichtung kann selbstverständlich in einem System mit zwei oder mehr Umlaufbahnen verwendet werden und einen äusserst gut gemischten flüssigen Entwickler liefern. Der Elektromotor 18 lässt sich auf mehrfache Art anordnen, um den Rotor 24 und den Flügel 34 zu bewegen. Beispielsweise kann der Motor oberhalb der Mischeinrichtung vorgesehen sein, um den Rotor 24 und den Flügel 34 durch eine am. Scheitelpunkt der Hohlspindel 28 befestigte Welle anzutreiben, auch kann der Motor in einer gewissen Entfernung angebracht und der Antrieb durch eine Kette bewirkt werden.serves as a liquid storage container and itself produces the pumping action that is required to regulate the flow of liquid to effect in a single orbit. The device according to the invention can of course be used in a system can be used with two or more orbits and provide an extremely well mixed liquid developer. Of the Electric motor 18 can be arranged in a number of ways to move rotor 24 and vane 34. For example, the Motor may be provided above the mixing device, around the rotor 24 and the vane 34 through an at. Apex of the hollow spindle 28 fixed shaft to drive, the motor and the drive can be attached at a certain distance be effected by a chain.

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Claims

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Claims

1. Method for applying developer fluid to the fluid, toner particles are suspended in the carrier liquid,

. for the developer application device of a copier machine, characterized in that an amount of developer liquid, which is used by the supply of Developer liquid is replenished, under centrifugal action in a first area with predominantly fine Toner particles and a second area with predominantly coarse toner particles is separated and that developer liquid is withdrawn from the first area for supply to the developer applicator.

Facility

2. Mixer / · for mixing developer liquid, in particular according to claim 1, characterized in that a Mixing housing (22) is provided which has a bulbous shape with a main diameter and in which a swirling device (28, 34) is arranged for swirling the developer liquid, and that a draw-off opening (55) is provided for drawing off the swirled liquid on the mixing housing (22).

3. Mixing device according to claim 2, characterized in that a feed opening (15) on the mixing housing (22) for feeding of developer liquid is provided.

4. Mixing device according to claim 2 or 3 for a developer liquid, in the carrier liquid of which toner particles, preferably of the sticky type, are suspended, characterized in that that below the cavity of the mixing housing (22) a comminuting device (20, 24, 54) is arranged and that in the vicinity of the main diameter of the mixing housing (22) a return line (56) for returning

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- Developer liquid to this shredding device (20, 24/54) is provided.

5. Mixing device according to one of claims 2 to 4, characterized characterized in that the swirling device (28, 34) is a carrier shaft preferably designed as a hollow spindle (28) which is arranged in the mixer housing (22) and carries at least one wing (34).

6. Mixing device according to claim 5, characterized in that that the wing (34) is annular and radially arranged and approximately at the point of the main diameter of the mixer housing (22) is provided.

7. Mixing device according to one of claims 2 to 6, characterized in that the shape of the mixing housing (22) is pear-shaped is.

8. Mixing device according to one of claims 5 to 7, characterized in that the mixing housing (22) is rotationally symmetrical and has a variable radius such that the mixing housing (22) in the vicinity of the wing (34) expands and decreases towards the inside in the area of a preferably conical spindle end and the housing base.

9. Mixing device according to one of claims 5 to 8, characterized characterized in that the swirling device (28, 34) is such that approximately around the carrier shaft (28) around inner, annular zone of developer liquid with predominantly fine toner particles and approximately corresponding to the Inner wall of the housing creates an outer zone, which is predominantly contains coarse toner particles.

10. Mixing device according to one of claims 2 to 9, characterized characterized in that the extraction opening (55) to the developer application device is above the diameter of the mixer housing (22) is attached.

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11. Mixing device according to one of claims 2 to 1O _1, characterized in that the supply opening (15) is provided for developer liquid on the upper part of the mixer housing (22), which is provided by the developer application device

. is fed.

12. Mixing device according to one of claims 2 to 11, characterized characterized in that an air vent (58) is provided on the upper part of the mixer housing (22).

13. Mixing device according to one of claims 4 to 12, characterized in that the comminuting device (20, 24, 54) has a cylindrical recess below the housing cavity in which a cylindrical, driven rotor (24) is arranged leaving an annular gap (54).

14. Mixing device according to claim 13, characterized in that the rotor (24) sits on a drive shaft (20).

15. Mixing device according to claim 14, characterized in that the rotationally symmetrical hollow spindle (28) the drive shaft (20) or the rotor (24) is attached ..

16. Mixing device according to one of claims 13 to 15, characterized in that below the carrier shaft (28) there is a relatively wide base of the rotor (24) which is located within the cylindrical recess a bottom piece (26) of the mixing housing (22) is arranged leaving the annular gap (5.4) free.

17. Mixing device according to one of claims 13 to 16, characterized in that the return line (56) is opens into the annular gap (54).

18. Mixing device according to one of claims 13 to 17, characterized characterized in that a feed device (36, 43, 44) is provided for feeding toner concentrate to the annular gap (54) is.

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19. Mixing device according to claim 18, characterized in that that the supply device (36, 43, 44) for toner concentrate has a valve chamber (30), the adjustable opening of which opens into the annular gap (54).

20. Mixing device according to claim 18 or 19, characterized in that that a free space is provided above the bottom piece (26) and the rotor base, to which the concentrate feed line (44) and the return line (56) are connected.

21. Mixing device according to one of claims 2 to 20, characterized in that the developer application device leading lines (14, 12) are directed upwards.

22. Mixing device according to one of claims 2 to 21, characterized in that it is part of a development station (6) which has a developer applicator.

23. Mixing device according to claim 22, characterized in that the developer application device is located above this Mixing device is located.

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