DE2347306C3

DE2347306C3 - Method and device for circulating developer liquid

Info

Publication number: DE2347306C3
Application number: DE2347306A
Authority: DE
Inventors: Dennis I. Para Hills Scroggs; Ian E. Lockleys Smith
Original assignee: Savin Corp
Current assignee: Savin Corp
Priority date: 1972-10-05
Filing date: 1973-09-20
Publication date: 1975-10-30
Also published as: FR2202314A1; DE2347306A1; DE2347306B2; JPS4974035A; IT993972B; US3825191A

Description

13. Mischeinrichtung nach Anspruch 12. dadurch gekennzeichnet, daß der Rotor (24) auf einer Antriebswelle (20) sitzt.13. Mixing device according to claim 12, characterized in that the rotor (24) on a drive shaft (20) sits.

!4. Mischeinrichtung nach Anspruch 13. dadurch gekennzeichnet, daß die rotalionssymmetrische Hohlspindel (28) auf der Antriebswelle (20) bzw. dem Rotor (24) befestigt ist.! 4. Mixing device according to claim 13 characterized in that the rotationally symmetrical hollow spindle (28) on the drive shaft (20) or the rotor (24) is attached.

15. Mischeinrichtung nach einem der Ansprüche 12 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dali unterhalb der Trägerwelle (28) eine verhältnismäßig breite Bash des Rotors (24) vorhanden ist, die innerhalb der zylindrischen Ausnehmung eines Bodenstücks (26) des Mischgehäuses (22) unter Freilassen des Ringspalts (54) angeordnet ist.15. Mixing device according to one of claims 12 to 14, characterized in that below of the support shaft (28) a relatively wide bash of the rotor (24) is present, which is inside the cylindrical recess of a base piece (26) of the mixing housing (22) leaving the Annular gap (54) is arranged.

16. Mischeinrichtung nach einem der Ansprüche 12 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Rückführleitung (56) sich in den Ringspalt (54) öffnet.16. Mixing device according to one of claims 12 to 15, characterized in that the return line (56) opens into the annular gap (54).

17. Mischeinrichtung nach einem der Ansprüche 12 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß eine Zufuhrvorrichtung (36, 43, 44) zum Zuführen von Tonerkonzentrat zum Ringspalt (54) vorgesehen ist.17. Mixing device according to one of claims 12 to 16, characterized in that a feed device (36, 43, 44) is provided for feeding toner concentrate to the annular gap (54).

18. Mischeinrichtung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Zufuhrvorrichtung (36, 43, 44) für Tonerkonzentrat eine Ventilkammer (30) hat, deren verstellbare öffnung sich in den Ringspalt (54) öffnet.18. Mixing device according to claim 17, characterized in that the feed device (36, 43, 44) has a valve chamber (30) for toner concentrate, the adjustable opening of which extends into the annular gap (54) opens.

19. Mischeinrichtung nach Anspruch 17 oder 18. dadurch gekennzeichnet, daß oberhalb des Bodenstücks (26) und der Rotorbasis ein freier Raum vorgesehen ist, an den die Konzemratzufuhrleitung (44) und die Rückführleilung (56) angeschlossen sind.19. Mixing device according to claim 17 or 18, characterized in that above the bottom piece (26) and the rotor base a free space is provided to which the concentrate feed line (44) and the return line (56) are connected.

20. Mischeinrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß die zu der Entwickleraufbringvorrichtung führenden Leitungen (14,12) nach oben gerichtet sind.20. Mixing device according to one of claims 2 to 19, characterized in that the developer application device leading lines (14,12) are directed upwards.

21. Mischeinrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 20, dadurch gekennzeichnet, daß diese einen Teil einer Entwicklungsstation (6) bildet, die eine Entwickleraufbringvorrichtung aufweist.21. Mixing device according to one of claims 2 to 20, characterized in that it is a part a development station (6) having a developer application device.

22. Mischeinrichtung nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, daß die Entwickleraufbringvorrichtung sich oberhalb dieser Mischeinrichtung befindet. 22. Mixing device according to claim 21, characterized in that the developer application device is located above this mixing device.

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 the carrier liquid of which toner particles are suspended, for the developer application device of a copying machine.

Vorzugsweise hat der flüssige Entwickler einen klebrigen Toner zur Entwicklung von Bildern auf einer pho-Preferably, the liquid developer has a tacky toner for developing images on a photographic

gleitenden Oberfläche. Die Eigenschaften eines solchen flüssigen Entwicklers sind in der DT-OS 22 bO 869 _sowie der DT-OS 22 29 044 beschrieben. Der flüssige Entwickler besieht aus zwei Bestandteilen, einer Tonerpaste und einer flüchtigen, leichte Kohlenwasserstoffe einhaltenden Trägerflüssigkeit. Die Tonerpaste ist eine Mischung aus einem haftenden Harz, einem pigment und Lösungsmitteln und kann ein Entflokkungsmittel enthalten. Der Toner hat die Run eines pastenariigen Organosols, das in der Trägerflüssigkeil nicht lesbar 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 Partikeln der Tonerpaste wandern in die geladenen Bereiche des latenten elektrostatischen Bildes unter dem Einfluß der elektrischen Felder. Die Tonerpartikeln haften an iiesen 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 venlüchtigt, 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 Umlaufkreise 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 Umlaufkreise 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 stärken 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 Mischsliding surface. The properties of such a liquid developer are described in DT-OS 22 bO 869 _{as well} as DT-OS 22 29 044. The liquid developer consists of two components, a toner paste and a volatile, light hydrocarbon-containing carrier liquid. The toner paste is a mixture of an adhesive resin, a pigment and solvents and may contain a deflocculant. The toner has the shape of a pasty organosol that cannot be read in the liquid carrier. 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 for 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 by nip rollers, an air knife or other means and returned to the developer trough. There are small losses of carrier liquid from adhering and volatilizing to the photoconductive surfaces, but these losses from adherence of this paste to the charged areas of the photoconductive surface are extremely small in relation to the amount of toner paste used during many copying operations . However, toner paste must be added regularly 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. This circulation system uses two circulation circuits, one from an intermediate toner tank to the development zone and back, and the other from an intermediate toner tank to an emulsifier and mixer and back. The two circulating circuits are created by two separately driven pumps. In response to a command from test devices in the toner storage tank and in the development zone following this tank, the mixing device is supplied with more carrier liquid or paste, which is emulsified with the liquid developer present in the interior of the mixing housing. Emulsification is effected in the mixing device by subjecting the toner paste to strong shear forces which are generated in a series of concentric spaces between rotating and stationary blades into which the toner is sprayed. The resulting mixture flowing out is mixed with the developer liquid present in the interior of the mixing device. The design of this mixing device is such that the rotor and stator blades are in the vicinity of the upper part of the mixer

gehäuses vorgesehen sind und daß der emulgierte flüssige Entwickler aus einer Bodenöffnung der Mischvorrichtung abgezogen wird, von wo er der Entwicklungs-/one zugepumpt wird. Die ganze Mischvorrichtung ist höher angeordnet als die Entwicklungszone. Bei der Betätigung dieser Vorrichtung hat sich gezeigt, daß trotz Erreichen des gewünschten Ziels 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 Entwicklerflüssigkeil in die Entwicklungszone und beeinträchtigen uie Entvvicklungseigenschaften der Flüssigkeit. Ferner hat es sich gezeigt, daß in Zeiten des Stillstands des Apparats überschüssiger, darin vorhandener Entwickler der Entwicklungszone zufloß, wo während dieser Zeit infolge der 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 und zum Umrühren zurückgepumpt werden.housing are provided and that the emulsified liquid Developer is withdrawn from a bottom opening of the mixing device, from where the developer / one is pumped in. The entire mixing device is arranged higher than the development zone. In the Operation of this device has been shown that, despite achieving the desired goal, the device has two major drawbacks. When actuated, the mixing device closes air bubbles in the developer liquid a, which remain held there by the arrangement of the rotor. Prevent these air bubbles efficient pumping of the wedge of developer liquid into the development zone and adversely affect development properties 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 Under the force of gravity, the toner particles began to gel and settle. In one case it could an agglomerated mass is not completely fed into the mixer for further mixing and stirring be pumped back.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Einrichtung zu schaffen, die verhältniiinäßig 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 /um Filtrieren und Pumpen des Teils der sich ergebenden Emulsion in die Entwicklungszone geschaffen, der die feinsten und am gleichmäßigsten dispcrgierten Tonerpartikeln enthält. Ferner sind Mittel zur wahlweiscn Abziehung der größeren Tonerpartikeln zwecks weiterer Zerkleinerung und nochmaliger Dispersion derselben in dem Volumen der im Innenraum des Mischgehäuses befindlichen Trägerflüssigkeil vorgesehen.The invention is therefore based on the object Procedure and a facility to create the proportionate is simple in construction and separated into developing liquids according to the degree of usability carried out, with only the usable developer liquid being withdrawn. This task will solved according to the method according to the invention in that an amount of developer liquid through Inflow of used developer liquid is supplemented, under centrifugal action in a first area with predominantly fine toner particles and a second area with predominantly coarse toner particles and that developer liquid from the first region for supply to the developer application device is deducted. So that is a means of filtering and pumping the portion of the resulting Emulsion created in the development zone, which contains the finest and most evenly dispersed toner particles contains. Furthermore, means for the optional removal of the larger toner particles for the purpose of further Comminution and redispersion of the same in the volume in the interior of the mixer housing located carrier liquid wedge provided.

Die Anordnung ist ferner vorteilhafterweise 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 Stillstands unter Schwerkraftwirkung aus der Entwicklungszone abfließt. So befinden sich gelierende Tonerpartikeln, die sich 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.The arrangement is also advantageously made so that air bubbles from the interior of the Mixing device ascend existing emulsion and escape through an opening into the atmosphere can. The mixing device is also arranged so that it receives the developer that in times of the standstill flows out of the development zone under the effect of gravity. So there are gelling Toner particles that settle in the liquid developer in the interior of the mixing device and not in the Development zone tank. When the machine is switched on again, the mixing device is set in motion, and any sediment accumulated there is emulsified and dispersed in the carrier liquid. This is more advantageous Mode of a continuous supply of a well mixed sticky toner containing liquid Developer that is free of flakes and air bubbles.

Ferner werden in günstiger Weise die verbrauchten Bestandteile eines einen klebrigen Toner enthaltenden flüssigen Entwicklers ergänzt.Further, the consumed ingredients of a sticky toner containing are favorably used liquid developer supplements.

Schließlich werden die erwünschten Eigenschaften eines einen klebrigen Toner enthaltenden flüssigen Ent-Ultimately, the desired properties of a sticky toner containing liquid developer

wicklers wiederhergestellt, nachdem während eines Stillstands der Kopiermaschine ungünstige Veränderungen eingetreten sind.winder recovered after during a Unfavorable changes have occurred when the copier has stopped.

Zusammenfassend ist also ein sich völlig selbst regulierendes Enlwicklerzufuhrsystem geschaffen worden, das in der Lage ist, kontinuierlich Entwicklerflüssigkeil in der richtigen Zusammensetzung einer Entwicklungszone zuzuführen. In summary, a completely self-regulating developer feed system has been created, which is able to continuously supply wedge of developer liquid in the correct composition 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 Schlagmischer übt drei Funktionen aus. Er dient als Vorratstank für den einen klebrigen Toner aufweisenden flüssigen Entwickler. Außerdem dient er als Emulgiereinrichtung für den flüssigen Entwickler. Ferner dient er als Umlaufmittel zur Kontinuierlichen Zirkulation des flüssigen Entwicklers zwischen der EnI-wicklungszone 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.An advantageous embodiment of the invention provides for the continuous and homogeneous supply of a liquid developer containing a sticky toner to a development zone by means of a single one closed orbit between the development zone and the beater mixer according to the invention before. The development zone has a trough into which the developer liquid is pumped is, and application means that the developer from the container on the latent electrostatic image of the photoconductive Apply surface. Such application means can, for example, be endless belts or polyurethane rollers and sprayers. The beater mixer according to the invention has three functions. It serves as a storage tank for the liquid developer containing a sticky toner. He also serves as an emulsifying device for the liquid developer. It also serves as a circulating fluid for the continuous Circulation of the liquid developer between the developing zone and the beater mixer. In the embodiment shown, it becomes more well mixed, a sticky one Liquid developer containing toner of the correct composition is pumped up into the development zone and from there flows back into the beater mixer under the action of gravity.

Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung im Zusammenhang mit der Zeichnung, die ein Ausführungsbeispiel der Erfindung darstellt. Es zeigt Further advantages and features of the invention emerge from the following description in context with the drawing illustrating an embodiment of the invention. It shows

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

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

F i g. 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 EnI-wicklungsstation zu. Die Trommel 4 und die Entwicklungsstation 6 sind zwei Baueinheiten einer Kopiermaschine, deren übrige Baueinheiten in F i g. 1 nicht dargestellt sind, da sie an sich keinen Teil der Erfindung bilden. Die Entwicklungsstation 6 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 mit 16 bezeichneten Zentrifugal-Schlagmisoher zu. Ein Elektromotor 18 dient zum Antrieb einer Schlagwellc 20. Die Schlagwcllc 20, die konzentrisch innerhalb eines kugeligen, birnenförmigen Mischgehäuses 22. beispielsweise aus vcrformtcm Aluminiumblech, untergebracht ist, ist frei drehbar in Lagern 23 gehaltert. Die Schlagwelle 20 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 Mischgehäuses ist. Der Statorkörper 26 hat eine Ventilkammer 30 und eine Rückflußkammer 32 zur Aufnahme der »groben« Flüssigkeit. Diese Kammern erstrecken sich durch dasF i g. Fig. 1 is a schematic view of the circulating system for liquid developer and one as a centrifugal beater mixer trained mixing device. In this embodiment, one moves on top of one Rotating drum 4 arranged photoconductive surface 2 of a designated as a whole with 6 EnI-winding station to. The drum 4 and the development station 6 are two structural units of a copier machine, the remaining structural units in FIG. 1 are not shown since they do not per se form part of the invention form. The development station 6 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 is on of the photoconductive surface formed by means not shown per se known. Any excess liquid developer on the photoconductive surface is drained from the overflow tray 10 and flows through a return pipe 14 of a feed opening 15 denoted as a whole by 16 Centrifugal impact misoher closed. An electric motor 18 is used to drive an impact shaft 20. The impact shaft 20, which are concentric within a spherical, pear-shaped mixer housing 22, for example vcrformtcm aluminum sheet that is housed is free rotatably supported in bearings 23. The impact shaft 20 is connected to a rotor 24, the base of a concentrically mounted hollow spindle 28 forms. The rotationally symmetrical rotor 24 is within the walls attached to a recess which is in a correspondingly shaped bottom piece 26 of the mixer housing. The stator body 26 has a valve chamber 30 and a return flow chamber 32 for receiving the "coarse" Liquid. These chambers extend through the

ίο 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 Rings vorgesehen, der einen Verwirbler bildet.ίο bottom piece 26 and open into a space 33 between the rotor 24 and the base piece 26. On the circumference of the hollow spindle 28 is a radial wing 34 in Provided in the form of a thin ring, which forms a swirler.

is 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 Tonerpartikeln enthaltenden flüssigen Entwickler zurück zur Entwicklungsstation.is As will be explained in detail below, the interior of the mixer housing serves as a storage tank for the developer liquid containing the sticky toner. The mixing device continuously emulsifies and filters the liquid developer present in it and pumps a liquid developer containing fine and uniformly dispersed toner particles back to the development station.

F i g. 1 zeigt einen Aufnahmebehälter 36 mit einem Vorrat von Tonerpaste oder -konzentrat. Ein mit Außengewinde versehener Stutzen 40 od. dgl. 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 30 zufließt. Das Rohr 44 ist normalerweise durch ein von einem Elektromagneten 47 betätigtes Ventil 46 geschlossen (F i g. 2). 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 (F i g. 1) bezeichnetes Prüfsystem für die Tonerdichte. Bei entsprechender Betätigung fließt die Paste aus der Ventilkammer 30 in den Raum 33.F i g. Figure 1 shows a receptacle 36 with a supply of toner paste or concentrate. One with A connector 40 or the like provided with an external thread can be inserted into one end 42 of the receptacle 36 for adjustment the position of a piston 43 are screwed, which puts the toner concentrate under pressure, which over a pipe 44 flows to the valve chamber 30. The tube 44 is normally driven by one of an electromagnet 47 actuated valve 46 closed (FIG. 2). A valve stem 50 normally presses on a seat 48 to close the valve and is activated by an armature 49 of the electromagnet 47 connected to it actuated. The actuation of the solenoid controls by lifting the valve stem 50 from its seat Flow of toner paste into the mixing device. The actuation of the electromagnet 47 is carried out by an as Entire test system for the toner density, designated 52 (FIG. 1). When actuated accordingly, the flows Paste from valve chamber 30 into 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 Vcr wirbelung entwickelnden Zentrifugalkräfte die suspcn dicrten Tonerpartikeln nach außen gegen die Wand« des Mischgehäuses. Die schwereren Tonerpartikelr und -flocken neigen dazu, sich in der Nähe der Wänd( des Mischgehäuses zu sammeln, während die leichterer und feineren Tonerpartikeln in der Nähe der Spinde bleiben. Die Wände des Mischgehäuses sind so ge formt, daß sie sich diesen Auswählvorgang und dei durch die Zentrifugalkräfte hervorgerufenen Filtrier Vorgang zunutze machen. Das Mischgehäuse ist birnen förmig, in der Nähe des Flügels 34 nach außen gewölb und nach oben zu verjüngt. Eine Abziehöffnung 55 is oberhalb des größten Durchmessers dieses MischgeThe hollow spindle 28 and the radially extending vane 34 rotate at a speed of about 2800 rpm and thus cause a turbulence of developer liquid within the mixing device. The centrifugal forces developing within the vortex hurl the suspensions dicrte toner particles outwards against the wall " of the mixer housing. The heavier toner particles and flakes tend to build up near the walls ( of the mixer housing, while the lighter and finer toner particles near the lockers stay. The walls of the mixer housing are shaped so that they can accommodate this selection process and dei Take advantage of the filtration process caused by centrifugal forces. The mixing case is pear shaped, arching outwards in the vicinity of the wing 34 and tapering upwards. A peel opening 55 is above the largest diameter of this mixture

ho häuses an einer Stelle vorgesehen, an der die Wändi des Mischgehäuses nach innen gegen den konischci Scheitelpunkt der Spindel geneigt sind, um den Teil de flüssigen Verwirbelung abzuziehen, der die feinere und leichteren Tonerpartikeln enthält. Diese Stell ft5 kann empirisch durch Festlegung .'er Parameter, wi der Zusammensetzung des flüssigen Entwicklers, de Rotationsgeschwindigkeit und des Durchmessers de Flügels, bestimmt werden. Die Lage der Ab/iehöffminho häuses provided at a point where the wall of the mixing housing are inclined inwards towards the conical vertex of the spindle to de part to withdraw liquid turbulence that contains the finer and lighter toner particles. This position ft5 can be empirically determined by setting parameters such as the composition of the liquid developer, de rotation speed and the diameter de Wing, to be determined. The location of the Ab / iehöffmin

55 stellt das Gleichgewicht dar zwischen der Feinheit der abgezogenen Tonerpartikeln und dem Druck, der erforderlich ist, um diesen Teil des flüssigen Entwicklers durch das Zuführrohr 12 zu pumpen. Während sich feinere Tonerpartikeln in der Nähe der kleineren Radien des Mischgehäuses ansammeln, nimmt der Druck der Verwirbelung mit abnehmendem Radius ab. Der Verwirbelungsdruck pumpt die optimale klebrige Toneremulsion der Entwicklungsstation 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 Tonerpartikeln und -flocken enthält. Diese schwereren Tonerpartikeln 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 Partikeln 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 dh 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.55 represents the balance between delicacy the withdrawn toner particles and the pressure required to produce this part of the liquid developer to pump through the feed pipe 12. While finer toner particles are near the smaller radii of the mixer housing, the pressure of the turbulence decreases as the radius decreases. Of the Turbulence pressure pumps the optimal sticky toner emulsion from the development station through the feed tube 12 to. At one point on the mixer housing near its largest diameter and on top of it outwardly bulging surface near the wing 34 is an outlet 53 for withdrawing 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 with the in the bottom piece 26 provided backflow chamber 32 communicates. Those entering the reflux chamber 32 heavier particles are fed to the mixing zone 54, where they are removed by the shear forces generated therein are crushed again, whereupon they are sprayed back into the liquid present in the interior of the housing will. This jet of highly emulsified, fine toner particles spreads and disperses toner sediments, that could have accumulated on the rotor during a standstill. This sediment will thrown by ie turbulence forces against the outlet 53 and enters the return pipe 56 to crushed again and into the liquid inside the housing to be sprayed.

Auf diese Weise werden grobe Tonerpartikeln und -flocken kontinuierlich aus verwirbelten Flüssigkeit im Gehäuseinnenraum entfernt und 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 Tonerpartikeln 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 are continuously formed from fluidized fluid in the Housing interior removed and the crushing zone between the rotor and the housing base fed back, where it is crushed again and sprayed back into the liquid in a finer state will. At the same time, a liquid developer containing fine toner particles is uniformly dispersed uniformly into the feed tube 12 by the pressure of the development station generated by the turbulence pumped in.

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 there is often air in the inside the mixing device contained liquid developer is included. The trapped air rises then in the form of bubbles in the swirled liquid up to above the liquid dome and escapes through an air outlet port 58 provided in the top of the mixer which communicates with the atmosphere communicates.

Die Konzentration der Tonerpartikeln 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 l.ichtmenge 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 22 60 869 beschrieben.The concentration of the toner particles is continuously checked by the light permeability of the liquid is measured at appropriate points, for example at the point where 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 as a result of the greater light permeability of the developer liquid. When a predetermined amount of oil is applied to the Photo sensor strikes, the armature 49 of the electromagnet 47 is actuated and lifts the valve 46 from his Seat 48 and allow toner paste to enter the emulsification zone of the beater. The details of the The circuit of the test system is described in DT-OS 22 60 869.

Bei der bevorzugten Ausführungsform gemäß F i g. 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 Pfeils G durch das Zuführrohr 12 zuzupumpen. Gleichzeitig wird, wie vorbeschrieben, der Umlauf für die Filtrierung der groben Tonerpartikeln in Gang gesetzt, und ein Strom feiner Tonerpartikeln, der sich nach oben in Richtung der 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 Überlauftrog 10 der Entwicklungsstation durch das Rückführrohr 14 und die Öffnung 15 in den Innenraum der Mischeinrichtung zurück (s. Pfeil H der F i g. 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 (s. 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. mit welchem er in Berührung gebracht wurde, gleichmäßig und vollständig übertragen, ohne auf der photoarbeitenden 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 zweigt sich durch verwischte oder fleckige Kopien. Um diese unerwünschten Wirkungen einer übermäßigen Mischung zu vermeiden, kann die Form der Mischzone zwischen dem Bodenstück 28 und den· Rotor 24 so verändert werden, daß die Entwicklerflüs sigkeit weniger Emulgierungsstufen durchläuft. Gege benenfalls kann auch der Radius des Flügels durch An bringung von auswechselbaren Flügeln mit kleinerer Radien verringert werden, die auf der Hohlspindel 21 befestigt werden können. Zusätzlich hierzu kann inner halb gewisser Grenzen die Drehzahl des Rotors zusam men mit dem Spindel-Flügel-Aufsatz herabgesetzt wer den.In the preferred embodiment according to FIG. 1, the mixing device serves 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 up to a height which is somewhat above the conical vertex of the hollow spindle 28. When voltage is applied to the electrostatic copier, the electric motor 18 rotates the rotor 24 and the vane 34. The fluid turbulence caused by this rotation now begins to pump the liquid developer into the development station in the direction of arrow G through the feed tube 12. At the same time, as described above, the circulation for the filtration of the coarse toner particles is set in motion, and a stream of fine toner particles, which moves upwards in the direction of arrows B and C away from the emulsification zone, breaks up any toner sediments that are above May have accumulated while the rotor was at a standstill. The overflowing liquid developer, which is poor in toner particles, now returns from the overflow trough 10 of the development station through the return pipe 14 and the opening 15 into the interior of the mixing device (see arrow H in FIG. 2). Any bubbles that may have formed in the liquid developer are driven upwards 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 prevents the transfer properties of the liquid developer from deteriorating due to excessive mixing. In its optimal state, a liquid developer containing a sticky toner has great cohesiveness and release strength, while it has a low affinity for adhesion to the photoconductive surface to which it is applied. In this state, the liquid developer containing the sticky toner is applied to the copying medium. with which it was brought into contact, evenly and completely transferred without leaving a residue on the photographic surface. The transfer properties of such a liquid developer deviate from the optimal state after many mixing operations, and the toner then begins to gel. The developer subjected to excessive mixing loses its cohesiveness and becomes increasingly adhesive. This deterioration in transfer properties is divided into smeared or blotchy copies. In order to avoid these undesirable effects of excessive mixing, the shape of the mixing zone between the bottom piece 28 and the rotor 24 can be changed so that the developer liquid undergoes fewer emulsification stages. If necessary, the radius of the wing can also be reduced by attaching exchangeable wings with smaller radii that can be attached to the hollow spindle 21. In addition, within certain limits, the speed of the rotor can be reduced together with the spindle-wing attachment.

Aus Vorstehendem ergibt sich, daß die Aufgabe de Erfindung gelöst wurde. Es wurde ein äußerst einfache und anpassungsfähiges System zur Aufrechterhaltuni und Zufuhr eines flüssigen Entwicklers der richtige! Art zur Entwicklung elektrostatischer Bilder geschal fen. Die Notwendigkeit der Verw ^ndung von zwei Um laufbahnen zwischen der Emulgierstation, der Entwick lungsstation und dem Zwischentank zur Aufnahme deFrom the foregoing it can be seen that the object of the invention has been achieved. It became an extremely simple one and adaptable system for maintaining and supplying a liquid developer the right one! Art created to develop electrostatic images. The need to use two um tracks between the emulsifying station, the development station and the intermediate tank for receiving de

flüssigen Entwicklers, wie sie in der DT-OS 22 29 044 beschrieben wurde, wurde ausgeschaltet.liquid developer, as described in DT-OS 22 29 044, was turned off.

Durch die erfindungsgemäße Einrichtung wurde die Notwendigkeit von Pumpen zur Aufrechterhaltung der Flüssigkeitszirkulation in diesen Umlaufbahnen ausgeschaltet. Die Mischeinrichtung 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 ver-The inventive device, the need for pumps to maintain the Liquid circulation in these orbits switched off. The mixing device serves as a liquid storage container and itself produces the pumping action required to flow the liquid in a single orbit. The device according to the invention can of course in a system with two or more orbits

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wendet werden und einen äußerst gut gemischten flüssigen Entwickler liefern. Der Elektromotor 18 läßt sich auf mehrfache Art anordnen, um den Rotor 24 und der Flügel 34 zu bewegen. Beispielsweise kann der Motoi oberhalb der Mischeinrichtung vorgesehen sein, urr den Rotor 24 und den Flügel 34 durch eine am Scheitel punkt der Hohlspindel 28 befestigte Welle anzutreiben auch kann der Motor in einer gewissen Entfernung an gebracht und der Antrieb durch eine Kette bewirk werden.and provide an extremely well mixed liquid developer. The electric motor 18 can in multiple ways to move the rotor 24 and vane 34. For example, the Motoi be provided above the mixing device, urr the rotor 24 and the wing 34 by one at the apex Point of the hollow spindle 28 attached shaft to drive the motor can also be at a certain distance brought and the drive caused by a chain.

Hierzu 2 Blatt ZeichnungenFor this purpose 2 sheets of drawings

Claims

Patent claims:

1. Method of circulating developer liquid, in whose carrier liquid toner particles are suspended, to the developer application device a copying machine, characterized in that a quantity of developer liquid, which is supplemented by the inflow of used developing liquid, under centrifugal action into a first area with predominantly fine toner particles and a second area with predominantly coarse toner particles are separated and that developer liquid from the first area is withdrawn for feeding to the Entivickleraufbringvorrichtung.

2. Mixing device for mixing developer liquid according to claim 1, characterized in that a mixer housing (22) is provided which has a bulbous shape with a major diameter and in which a swirler (28, 34) is arranged for swirling the developer liquid, and that a withdrawal opening (55) for withdrawing the swirled Liquid is provided on the mixer housing (22). -25

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

4. Mixing device according to claim 2 or 3 for a developer liquid in its carrier liquid Toner particles, preferably of the sticky type, are suspended, characterized in that underneath A comminuting device (20, 24, 54) is arranged in the cavity of the mixing housing (22) is and that in the vicinity of the main diameter of the mixing housing (22) a return line (56) to Return of developer liquid to this comminution device (20,24,54) is provided.

5. Mixing device according to one of claims 2 to 4, characterized in that the swirling device (28, 34) has 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 the wing (34) is annular and is arranged radially and provided approximately at the point of the main diameter of the mixer housing (22) is.

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

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 mixer housing (22) in the vicinity of the wing (34) widens and in the area of a preferably conical spindle end and the housing base decreases towards the inside.

9. Mixing device according to one of claims 2 to 8, characterized in that the extraction opening (55) to the developer application device above the diameter of the mixing housing (22) is brought to ^{ft 5.}

10. Mixing device according to one of claims 2 to 9, characterized in that the upper part of the Mixing housing (22) the supply opening (15) is provided for developer liquid, which is from the developer application device is fed.

1!. Mixing device according to one of Claims 2 to 10, characterized in that on the upper part of the mixing housing (22) there is an air vent (58).

12. Mixing device according to one of claims 4 to 11, 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) free is.