DE4008511A1

DE4008511A1 - Elektrostatische druckeinrichtung

Info

Publication number: DE4008511A1
Application number: DE4008511A
Authority: DE
Inventors: Ikuo Shimokoube; Nobuyoshi Hoshi
Original assignee: Hitachi Ltd; Hitachi Koki Co Ltd
Current assignee: Koki Holdings Co Ltd; Hitachi Ltd
Priority date: 1989-03-18
Filing date: 1990-03-16
Publication date: 1990-09-20
Also published as: GB2230112A; GB9006178D0; JPH02245770A

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine elektrostatische Druckeinrichtung bzw. Kopiereinrichtung, die für die Elektro fotografie, die elektrostatische Aufzeichnung o. dgl. verwen det wird, und ferner eine Entwickler-Zuführeinrichtung hier für, sowie eine Pulver-Mischeinrichtung, die für die Entwick ler-Zuführeinrichtung geeignet ist.

Im allgemeinen wird ein trockenes Pulvergemisch als Ent wickler zum Entwickeln eines latenten Bildes bei der Elektro fotografie, elektrostatischen Aufzeichnung o. dgl. verwendet. Diese Art von Entwickler ist ein Gemisch, das beispielsweise aus einem Toner zusammengesetzt ist, der in Form feiner Parti kel vorliegt, um ein latentes Bild zu entwickeln, sowie einem Träger, der ebenfalls in Form feiner Partikel vorliegt, die aber eine magnetische Eigenschaft aufweisen und die Funktion haben, imstande zu sein, den oben erwähnten Toner aufzunehmen, um den Toner in eine Lage zu tragen, wo das latente Bild geformt wird. Im übrigen haben Toner und Träger Polaritäten, die voneinander unterschieden sind.

Bei einer Einrichtung zum Entwickeln eines elektrostati schen, latenten Bildes, die den oben erwähnten Entwickler ver wendet, wird der Entwickler ständig in einem Kanal in Umlauf gehalten, wie in Fig. 19 gezeigt, worin ein Entwicklungsab schnitt A einen Toner verwendet, der als Entwickler an einem Träger haftet, einen Rührabschnitt B, der den Toner nachfüllt, wenn die Menge am Toner unzulänglich wird, sowie einen Förder abschnitt, der den Toner gemeinsam mit dem Träger fördert.

D.h., der Träger wird durch das System in Umlauf gehalten, und dementsprechend wird der Toner, der vom Rührabschnitt B in das System eingespeist wird, vom Träger zum Entwicklungsabschnitt A getragen.

Bei dem oben erwähnten Entwicklungsabschnitt A fällt der Entwickler, der den Toner auf die Außenfläche eines elektro fotosensitiven Mediums aufgebracht hat, um ein latentes Bild zu entwickeln, in einen Zustand mit fehlendem Toner (der auch als "Toner-Abreicherungszustand" bezeichnet wird) ab. Er wird dementsprechend mit neuem Toner aufgefüllt, um die Dichte des Toners im Entwickler bei einem konstanten Wert zu halten. Wäh rend des Toner-Nachfüllvorganges müssen der neue Toner und der Entwickler, der sich im Zustand fehlenden Toners befindet, in kurzer Zeit so vermischt werden, daß sie eine gleichförmige Dichte aufweisen. D.h., jede Gruppe feiner Partikel im Ent wickler muß eine gleichförmige Tonerdichte aufweisen. In ande ren Worten, es darf keine Ungleichmäßigkeit auftreten.

Es ist mindestens aus den beiden folgenden Gründen we sentlich, einen solchen, ausreichend vermischten Entwickler zu erhalten. Der erste Grund ist der Einfluß auf die optische Dichte des Druckes, d.h., eine Ungleichmäßigkeit in der Toner dichte verursacht unmittelbar die Ungleichmäßigkeit in der optischen Dichte des Drucks. Der zweite Grund ist der Einfluß auf den Toner. Es kann dem Toner keine stabile Aufladung ver mittelt werden, ohne daß man ihn gleichförmig vermischt.

Es ist, um den oben erwähnten Mischzustand zu erhalten, erforderlich, daß das Volumenverhältnis unter zwei oder mehr Arten von Bestandteilen, die das Gemisch aus feinen Partikeln bilden, in jedem Teil des Gemischs identisch ist.

Die Vermischung mehrerer Bestandteile kann dadurch vorge nommen werden, daß man den Bestandteilen unterschiedliche Ge schwindigkeiten verleiht. Herkömmlicherweise wurde die Rührung durch erzwungene Drehung benutzt, um einen Entwickler durchzu mischen, der aus einem Toner und aus einem Träger zusammenge setzt ist.

Bei dem herkömmlichen, erzwungenen Rührvorgang werden Schaufeln, die typischerweise Paddel sind, zum Rühren gedreht. D.h., die in Drehung befindlichen Schaufeln bzw. Klingen ver mischen das spezielle Gemisch mit der Wiederholung des Abkrat zen und Erschütterns unter Fliehkrafteinwirkung. Fig. 20 zeigt Beispiele der oben erwähnten Drehschaufeln.

Bei der oben erwähnten, herkömmlichen Technologie wurde allerdings kein Betracht auf die Entfernung jenes Gewichts verwendet, das auf die feinen Partikel im Entwickler aufge bracht wird, der aus einem Toner und aus einem Träger zusam mengesetzt ist.

D.h., die oben erwähnte erzwungene Rührbewegung verleiht den feinen Partikeln eine große kinetische Energie, welche sich dementsprechend mit hoher Geschwindigkeit bewegen. Die Relativgeschwindigkeiten unter den Partikeln sind jedoch nicht so hoch, was zu einer niedrigen Vermischungsgeschwindigkeit führt. Ferner erhebt, wie noch später beschrieben wird, diese Rührung ein solches Problem, daß die Lebensdauer des Entwick lers kürzer geworden ist.

Es in ein solches Phänomen aufgetreten, das der Lebens dauer des Entwicklers eng zugeordnet ist, daß ein Film aus einem Tonerbestandteil auf der Außenfläche des Trägers erzeugt wird. Es hat sich herausgestellt, daß dies durch eine Spannung infolge des erzwungenen Rührvorgangs verursacht ist.

D.h., wenn das Partikelgemisch abgeschabt wird, dann wer den Toner und Träger gemeinsam bewegt, und sie werden dement sprechend nicht miteinander vermischt. Wenn jedoch Reibungs wärme durch eine Auftreffkraft bzw. Schubkraft erzeugt wird, die von der Fliehkraft verliehen wird, dann tritt eine Gleit berührung zwischen einem Teil des partikelförmigen Materials, das abgerieben wird, und einem anderen Teil hiervon auf, das nicht abgerieben wird usw. Diese Wärme bringt den Toner zum Schmelzen, obwohl er nur als Bestandteil vorliegt. Somit wird der geschmolzene Teil des Toners mit der Außenoberfläche des Trägers verschweißt bzw. verschmolzen, was dazu führt, daß ein Film aus dem Tonerbestandteil auf der Außenfläche des Trägers gebildet wird. Die Außenfläche des Trägers ist somit mit dem Tonerbestandteil so bedeckt, daß die elektrostatische Eigen schaft des Trägers verschwindet.

Als Ergebnis kann der Entwickler nicht den Toner zum elektrostatischen Haften am Träger bringen, und dementspre chend kann kein Toner einem lichtempfindlichen Medium während der Entwicklung eines latenten Bildes zugeführt werden, und zwar kann er seine Funktion nicht ausführen. D.h., er fällt in einen Zustand auslaufender Lebensdauer.

Ferner hat das oben erwähnte Rührsystem zum erzwungenen Verrühren auch den Nachteil, daß es bei diesem wahrscheinlich ist, daß es in der Dichte eine Ungleichförmigkeit erzeugt. Obwohl der Grund, warum die Ungleichmäßigkeit der Dichte auf tritt, noch nicht klar zum Verständnis gebracht wurde, wur de jedoch schon in Betracht gezogen, daß eine große Energie wie eine Fliehkraft o. dgl. auf den Entwickler aufgebracht wird und dementsprechend der Toner nicht gleichförmig an der Außenfläche des Trägers haften kann.

Ferner offenbart die Veröffentlichung der ungeprüften japanischen Patentanmeldung Nr. 54-5 688 einen anderen techni schen Hintergrund, der von einer Quervermischungs-Mischvor richtung gebildet ist, die eine Verteilungsfunktion als Hilfs maßnahme bietet, um die sanfte, erzwungene Rührtätigkeit aus zuführen, d.h., die Vorrichtung verteilt den Entwickler in Richtung ihrer Drehachse. Obwohl es möglich ist, den Entwick ler selbst daran zu hindern, ungleichmäßig verteilt zu werden, kann diese Technologie jedoch keine Wirkung auf die Gleichför migkeit der Dichte des Entwicklers ausüben. Dementsprechend hängt die Mischung der Bestandteile noch immer ab von der ro tierenden Rührtätigkeit.

Ein Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, eine Entwick ler-Zuführeinrichtung vorzusehen, die eine Lösung für die obi gen Probleme bieten kann, bei denen man bisher nicht imstande war, sie zu lösen, nämlich die Herstellung eines gleichförmi gen Gemisches eines Entwicklers, und die Erfindung zielt auch auf die Verlängerung der Lebensdauer des Entwicklers ab.

Ein anderes Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, einen elektrostatischen Drucker vorzusehen, der die oben erwähnte Entwickler-Zuführeinrichtung enthält und eine hervorragende Druckqualität aufweist.

Ferner ist es ein anderes Ziel der vorliegenden Erfin dung, eine Einrichtung zum Vermischen feiner Partikel vorzu sehen, die zur gleichförmigen Vermischung eines Entwicklers und zur Gewährleistung seiner langen Lebensdauer geeignet ist.

Zu diesem Zweck ist gemäß einem ersten Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung zum Erreichen des oben erwähnten Zieles eine Entwickler-Zuführeinrichtung vorgesehen, um einem Ent wickler, der als seine Bestandteile einen Toner und einen Trä ger aufweist, eine Einrichtung zum Entwickeln eines latenten Bildes zuzuführen, wobei der Fluß des Toners wahlweise inner halb des Flusses des Entwicklers, der den Toner und den Träger enthält, so gehemmt wird, daß eine Relativgeschwindigkeit zwi schen dem Toner und dem Träger erreicht wird, um sie hierdurch zusammenzumischen.

Den ersten Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung kann bevorzugt das folgende Verfahren vorsehen.

1) Ein Verfahren, bei dem der Toner innerhalb des Flus ses des Trägers eine Zusammenballung bildet und es dem Träger ermöglicht ist, durch den sich in einer Zusammenballung be findlichen Toner hindurchzutreten, so daß der Toner am Träger anhaftet, oder
2) ein Verfahren, bei dem es dem Toner und dem Träger erlaubt ist, durch eine Gruppe von mehreren Durchlaßlöchern hindurchzutreten, die parallel angeordnet sind, um diese Be standteile zu vermischen.

Ferner ist zum Erreichen der oben erwähnten Ziele gemäß einem zweiten Gesichtspuntk der vorliegenden Erfindung eine Entwickler-Zuführeinrichtung zum Zuführen eines Entwicklers, der einen Toner und einen Träger enthält, zu einer Einrichtung zum Entwickeln eines latenten Bildes vorgesehen, wobei eine Einrichtung zum wahlweisen Hemmen des Flusses des Toners im Fluß des Entwicklers angeordnet ist, der den Toner und den Träger enthält.

Den zweiten Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung kann bevorzugt die vorliegende Einrichtung liefern:

1) eine Einrichtung, bei der eine oder mehrere Durchläs se mit jeweils einer Querschnittsform und einer Weglänge, die so ausgewählt sind, daß sie beim Toner eine Zusammenballung verursachen, in einem Strömungskanal für den Entwickler ange ordnet sind, der den Toner und den Träger enthält, um den Toner und den Träger zu vermischen, oder
2) eine Einrichtung mit einer Gruppe von mehreren Durch laßlöchern, die parallel und in der Strömung eines Entwicklers angeordnet sind, der einen Toner und einen Träger enthält.

D.h., die vorliegende Erfindung sieht ein Verfahren zum Erzeugen eines Entwicklers vor, der eine gewünschte Dichte aufweist, durch Nachfüllen des Entwicklers im Zustand der Toner-Abreicherung mit einem Toner, mit den Schritten, den Toner in einem Fluß des Entwicklers im Zustand des abgerei cherten Toners und freien Toners zusammenzuklumpen und den Träger durch den somit zusammemgeklumpten Toner hindurchzufüh ren, um es dem Toner zu ermöglichen, an der Außenoberfläche des Trägers anzuhaften, wodurch der Entwickler mit der ge wünschten Dichte hergestellt wird.

Ferner ist zur Durchführung des oben erwähnten Verfahrens eine Vorrichtung zum Herstellen eines Entwicklers vorgesehen, mit einer Toner-Zuführeinrichtung zum Nachfüllen eines Ent wicklers im Zustand des abgereicherten Toners mit einem Toner, einer Einrichtung zum Erzeugen eines Flusses, um es dem zuge führten Toner und dem Entwickler im Zustand abgereicherten Toners zu gestatten, durch einen gemeinsamen Förderkanal zu fließen, und einer Einrichtung zum Erzeugen einer Zusammen klumpung, um den Toner im Fluß des zugeführten Toners sowie des Entwicklers im Zustand abgereicherten Toners in einem solchen Zustand zusammenzuklumpen, daß der Entwickler im Zustand abgereicherten Toners hindurchtreten kann.

Was die Mischvorrichtung angeht, die in der vorliegenden Erfindung bevorzugt verwendet wird, um einen Toner und einen Träger zu vermischen, ist eine solche Anordnung vorgesehen, daß einer oder mehrere Kanäle mit jeweils einer solchen Quer schnittsform und Wegstreckenlänge, die ausgewählt sind, um den Toner zusammenzuklumpen, in einem Strömungskanal angeordnet sind, durch welchen der Toner und der Träger hindurchtreten. Ferner ist, was eine Mischvorrichtung zum Vermischen eines Entwicklers im Zustand abgereicherten Toners mit einem zuge führten Toner angeht, eine solche Anordnung vorgesehen, daß einer oder mehrere Kanäle mit jeweils einer Querschnittsform und einer Wegstreckenlänge, die so ausgewählt sind, daß der Toner zusammengeklumpt wird, im Strom des zugeführten Toners und des Entwicklers im Zustand abgereicherten Toners angeord net sind, und zwar in einem solchen Zustand, in welchem der Entwickler im Zustand abgereicherten Toners hindurchtreten kann.

Ferner liefert die vorliegende Erfindung ein Verfahren, um ein elektrostatisches, latentes Bild zu entwickeln, das auf einem fotosensitiven Medium gebildet ist, durch Verwendung eines Entwicklers, der aus der oben erwähnten Entwickler-Zu führeinrichtung zugeführt oder durch das oben erwähnte Verfah ren zum Herstellen eines Entwicklers hergestellt ist.

In ähnlicher Weise sieht die vorliegende Erfindung eine Vorrichtung zum Entwickeln eines latenten elektrostatischen Bildes vor, mit der o.g. Entwickler-Zuführeinrichtung oder einer Entwickler-Zuführvorrichtung wie etwa Mitteln zum Zufüh ren eines Entwicklers, um das elektrostatische, latente Bild zu entwickeln, das auf einem fotosensitiven Medium gebildet ist, durch die Verwendung eines Entwicklers, der als Bestand teile einen Toner und einen Träger enthält.

Ferner ist gemäß der vorliegenden Erfindung ein elektro statisches Aufzeichnungssystem vorgesehen, bei welchem ein zu druckendes Bild optisch auf einem aufgeladenen, fotosensitiven Medium gebildet wird, um ein elektrostatisches, latentes Bild zu bilden, und bei welchem das so erzeugte latente Bild unter Verwendung des o.g. Verfahrens zum Entwickeln eines latenten elektrostatischen Bildes entwickelt wird.

In ähnlicher Weise ist gemäß der vorliegenden Erfindung eine elektrostatische Druckvorrichtung vorgesehen, mit Mitteln zum optischen Erzeugen eines zu druckenden Bildes auf einem geladenen, fotosensitiven Medium, um ein latentes, elektro statisches Bild zu bilden, sowie die oben erwähnte Vorrich tung zum Entwickeln eines latenten elektrostatischen Bildes als Vorrichtung zum Entwickeln des latenten Bildes.

Gemäß einer speziellen Form der vorliegenden Erfindung weist die oben erwähnte Vorrichtung zum elektrostatischen Drucken ein Medium auf, auf welchem ein latentes Bild erzeugt wird, sowie eine Entwickler-Zuführeinrichtung, um dem Medium einen Entwickler zuzuführen, welche gemeinsam mit dem Medium in einem Behälter angeordnet ist, wobei die Entwickler-Zuführ einrichtung eine Toner-Zuführeinrichtung aufweist, um den Ent wickler in einem Zustand mit abgereichertem Toner mit einem Toner während des Entwicklungsvorganges nachzufüllen, eine Einrichtung zum Erzeugen eines Flusses, um es dem somit zuge führten Toner und Entwickler im Zustand abgereicherten Toners zu ermöglichen, in einen gemeinsamen Förderkanal zu fließen, und eine Verklumpungseinrichtung, um den Toner im Fluß des zugeführten Toners und des Entwicklers im Zustand abgereicher ten Toners zusammenzuklumpen.

Verschiedenartige Ausführungsbeispiele können für ein elektrostatisches Drucksystem in Betracht gezogen werden, das von der vorliegenden Erfindung vorgeschlagen wird, etwa bei spielsweise einen elektronischen Fotoapparat, der eine Ein richtung aufweist, um ein zu kopierendes Bild auf ein aufge ladenes fotosensitives Medium zu projizieren, um ein latentes, elektrostatisches Bild vorzusehen, sowie eine Einrichtung zum Entwickeln des latenten Bildes, um das latente elektrostati sche Bild zu entwickeln, und ein optischer Printer mit einer Einrichtung zum Drucken bzw. Abziehen eines zu druckenden Bil des auf einem aufgeladenen, fotosensitiven Medium, um ein la tentes, elektrostatisches Bild zu bilden, sowie Mitteln zum Entwickeln des latenten Bildes, um das latente elektrostati sche Bild zu entwickeln.

Dem Grunde nach kann die Erfindung nicht nur zum Mischen eines Entwicklers angewandt werden, sondern auch zum Mischen verschiedenartiger feiner Partikel. Beispiele hiervon sind die folgenden:

1) Vermischen feiner Partikel, in welchen es zwei oder mehr Arten feiner Partikel mit unterschiedlichen spezifischen Gewichten und Partikelgrößen ermöglicht wird, durch einen Strömungskanal hindurchzutreten, der die Funktion aufweist, daß er die Bewegung der Partikel in Strömungsrichtung hemmt und diese Funktion in verhältnismäßig hohem Umfang auf jene Partikel ausübt, die ein geringes spezifisches Gewicht sowie eine geringe Partikelgröße aufweisen, um Unterschiede in der Geschwindigkeit zwischen den feinen Partikeln, die unter schiedliche spezifische Gewichte und Partikelgrößen aufweisen, zu bewirken, um hierbei die beiden oder mehr Arten feiner Par tikel zu vermischen, wenn sie durch den oben erwähnten Kanal hindurchtreten.
2) Eine Einrichtung zum Vermischen feiner Partikel, in der mehrere Kanäle parallel angeordnet sind und jeder Kanal eine Querschnittsfläche und eine Wegstreckenlänge aufweist, die so ausgewählt sind, daß es jeder der beiden oder mehr Arten feiner Partikel, die unterschiedliche spezifische Ge wichte und Partikelgrößen aufweisen, ermöglicht ist, hierdurch hindurchzutreten, während die Bewegung der feinen Partikel in dieser Strömungsrichtung gehemmt wird, und die Hemmfunktion verursacht wird, solche Partikel verhältnismäßig erheblich zu beeinflussen, die ein niedriges spezifisches Gewicht und eine kleine Partikelgröße aufweisen.
3) Eine Einrichtung zum Mischen feiner Partikel, in welcher eine Zusammenklumpung während des Durchtritts feiner Partikel, die ein niedriges spezifisches Gewicht und eine geringe Partikelgröße aufweisen, in einer Strömung zweier oder mehrerer Arten feiner Partikel mit unterschiedlichen spezifi schen Gewichten und Partikelgrößen bewirkt wird, und es feinen Partikeln, die ein hohes spezifisches Gewicht und eine große Partikelgröße aufweisen, ermöglicht ist, durch die zusammenge klumpten Partikel hindurchzutreten, wobei es den Partikeln mit dem niedrigen spezifischen Gewicht und den kleinen Partikel größen ermöglicht wird, an den Außenflächen jener Partikel an zuhaften, die das hohe spezifische Gewicht und die große Par tikelgröße aufweisen.
4) Eine Einrichtung zum Mischen feiner Partikel, in wel cher ein oder mehrere Kanäle mit jeweils einer Querschnitts form und einer Wegstreckenlänge, die so ausgewählt sind, daß Partikel mit einem hohen spezifischen Gewicht und einer großen Partikelgröße frei hierdurch hindurchtreten, aber Partikel mit einem niedrigen spezifischen Gewicht und einer kleiner Partikelgröße sich zusammenballen, im Förderkanal für die Par tikel angeordnet sind.

Der Mischvorgang gemäß der vorliegenden Erfindung, das ist im einzelnen, die Vermischung eines Toners und eines Trä gers, ist dadurch gekennzeichnet, daß, wie oben erwähnt, der Toner gleichförmig an der Außenoberfläche des Trägers haftet bzw. klebt.

Dementsprechend wird beim Vermischen von Toner und Trä ger gemäß der vorliegenden Erfindung die Tatsache in Betracht gezogen, daß die spezifischen Gewichte und Partikelgrößen von Träger und Toner sich weit voneinander unterscheiden. D.h., durch Nutzung einer solchen Erscheinung, daß sich die Ober flächenenergie in hohem Umfang unterscheidet, wenn die spezi fischen Gewichte und Partikelgrößen voneinander unterschied lich sind, sind Strömungskanäle wie etwa Löcher o. dgl. vor gesehen, die eine große Wirkung der Hemmung der Bewegung des Toners in Flußrichtung liefern, der ein geringes Gewicht und Mikrokorngröße aufweist, und einer Gruppe aus feinen Parti keln, die aus dem Träger und dem Toner bestehen, ist es ge stattet, durch diese Kanäle hindurchzutreten, um gegenüber einander eine Relativgeschwindigkeit zu erhalten, die die Mischwirkung bewirkt.

Der Mechanismus der Hemmung der Bewegung des Toners durch die oben erwähnten Löcher war bisher noch nicht bekannt, aber er wird so angesehen, daß der Toner infolge der Tatsache zu sammengeklumpt wird, daß die Oberflächenerergie des Toners hoch ist, und der Fluß der Gruppe aus feinen Partikeln in einem großen Volumen wird durch eine vorgegebene Kanal-Quer schnittsfläche u. dgl. gehemmt. Wenn die Zusammemklumpung des Toners stattfindet, dann verstopfen die Klumpen die Löcher, was die Partikel des Toners in den Gruppen veranlaßt, auf einen Zustand mit der Geschwindigkeit Null zurückzufallen. Inzwischen hat der Träger, der aus Eisen o. dgl. hergestellt ist, ein hohes spezifisches Gewicht und eine große Partikel größe, und seine Zusammenklumpung ist schwierig, verglichen mit dem Toner. Ferner wird eine hohe, auf die Schwerkraft zu rückzuführende Kraft bewirkt, wenn der Träger fallengelassen wird, weil er ein hohes spezifisches Gewicht aufweist, und dementsprechend kann sich der Träger gewaltsam durch die To nergruppen in dem oben erwähnten zusammengeklumpten Zustand hindurchbewegen.

Dementsprechend dringt der Träger durch den angesammelten Toner mit einer Relativgeschwindigkeit hindurch, so daß er in Gleitkontakt mit dem Toner gelangt, der deshalb in der Bewe gung verrutscht, um den Toner elektrisch aufzuladen, was dazu führt, daß der Toner elektrostatisch an der Außenfläche des Trägers haftet. Dementsprechend wird ein befriedigender Ver mischungszustand erreicht, in den der Toner in ausreichendem Ausmaß an der Außenfläche des Trägers haftet.

Ferner breitet sich in dem oben erwähnten Feld der Toner in den Löchern nicht radial aus, obwohl eine große Anzahl von Partikeln des Trägers durch die Löcher hindurchtritt, so daß eine ausreichende Menge des Toners an jedem der Partikel des Trägers anhaften kann.

Der oben erwähnte Zustand findet in ähnlicher Weise sogar mit einem Entwickler statt, der sich nach dem Entwickeln in einen Zustand mit abgereichertem Toner befindet, und dement sprechend wird der Toner ausreichend auf die Außenoberfläche des Trägers zugeführt.

Somit kann gemäß der vorliegenden Erfindung ein Entwick ler mit einer gleichförmigen Tonerdichte zugeführt werden, wobei es möglich ist, einen elektrostatischen Drucker vorzu sehen, der eine hervorragende Druckqualität aufweist.

Da ferner in der vorliegenden Erfindung der Toner und der Träger lediglich in Gleitberührung miteinander gebracht wur den, wird keine große Stoßkraft auf den Toner ausgeübt, wo durch es möglich ist, den Toner daran zu hindern, an der Außenoberfläche des Trägers aufgeschmolzen zu werden.

Andere Ziele und Vorzüge, die von der vorliegenden Erfin dung erreicht werden, werden aus der nachfolgend vorgelegten, detaillierten Beschreibung ersichtlich.

Die vorliegende Erfindung wird noch eingehender aus der detaillierten Beschreibung verständlich, die nachfolgend vor gelegt wird, sowie aus den beigefügten Zeichnungen des bevor zugten Ausführungsbeispiels der Erfindung, das jedoch nicht als Einschränkung der Erfindung auf spezielle Ausführungsbei spiele angesehen werden sollte, sondern lediglich der Erläu terung und dem besseren Verständnis dient.

In der Zeichnung ist:

Fig. 1 eine Perspektivansicht, die einen wesentlichen Teil eines Beispiels einer Mischvorrichtung darstellt, die in einem ersten Ausführungsbeispiel einer Entwickler-Zuführein richtung gemäß der vorliegenden Erfindung benutzt wurde,

Fig. 2 ein Querschnitt, der einen wesentlichen Teil der Anordnung der Entwickler-Zuführeinrichtung und eine Umriß linie eines elektrostatischen Druckers darstellt, der diese Einrichtung verwendet,

Fig. 3 ein Diagramm, das die Zuordnung zwischen der elek trischen Ladungsmenge und einem Toner zeigt, der in der erfin dungsgemäßen Einrichtung verwendet ist,

Fig. 4 und 5 jeweils ein Diagramm, das die Zuordnungen zwischen den Flußmengen eines Toners und eines Trägers sowie dem Durchmesser und der Wegstreckenlänge eines Lochs zeigt,

Fig. 6 ein Diagramm, das die Zuordnung zwischen der Fluß menge und der Dichteverteilung und dem Durchmesser des Lochs zeigt,

Fig. 7 eine Perspektivansicht, die einen wesentlichen Teil eines anderen Ausführungsbeispiels einer Mischvorrichtung darstellt, die in einem dritten Ausführungsbeispiel der vor liegenden Erfindung verwendet ist,

Fig. 8(a) ein Querschnitt, der einen wesentlichen Teil der in Fig. 7 gezeigten Mischvorrichtung darstellt, und zwar in einem Zustand, in dem die Mischvorrichtung an einem elek trostatischen Drucker angebracht ist,

Fig. 8(b) eine Perspektivansicht, die die oben erwähnte Mischvorrichtung in montiertem Zustand darstellt,

Fig. 9 eine erläuternde Ansicht, die ein Beispiel von Löchern darstellt, die für ein Verfahren zum Mischen eines Entwicklers gemäß der vorliegenden Erfindung benützt werden können,

Fig. 10 ein Diagramm, das die Dispersion der Tonerdichte in einem solchen Fall zeigt, in welchem die Löcher zum Mischen eines Entwicklers vielstufig angeordnet sind,

Fig. 11 bis 18 jeweils ein Diagramm, das die technischen Auswirkungen und Vorzüge der vorliegenden Erfindung im Ver gleich mit dem Stand der Technik zeigt,

Fig. 19 ein Blockdiagramm, das den Fluß den Entwicklers in einem elektrostatischen Drucker zeigt, und

Fig. 20 eine erläuternde Ansicht, die ein Beispiel von Rippen zeigt, die bei einer herkömmlichen Einrichtung zum erzwungenen Rühren verwendet sind.

Es folgt nun die Beschreibung bevorzugter Ausführungsbei spiele.

Ein Entwickler, und zwar ein Gemisch aus einem Träger und einem Toner, der zur Ausführung der vorliegenden Erfindung verwendet wird, ist jener, der ganz allgemein verwendet wird, und ist auf die folgende Weise zusammengesetzt:

Der Toner ist aus einem Styrol-Acryl-Copolymer als Mut termaterial, Kohlenstoff-Schwarz u. dgl. zusammengesetzt. Der Träger ist ein magnetisches Pulver, das aus Ferrit hergestellt ist, das als Hauptbestandteil aus Eisenoxid zusammengesetzt ist.

Erstes Ausführungsbeispiel

Fig. 1 zeigt ein Beispiel einer Mischvorrichtung, die in einem ersten Ausführungsbeispiel einer Entwickler-Zuführein richtung gemäß der vorliegenden Erfindung verwendet ist. Fig. 2 zeigt die Anordnung des ersten Ausführungsbeispiels der Ent wickler-Zuführeinrichtung, in welcher die Mischvorrichtung an geordnet ist, sowie eine Umrißlinie eines elektrostatischen Druckers, der die Entwickler-Zuführeinrichtung verwendet.

Die Mischvorrichtung, die in Fig. 1 gezeigt ist, ist zusammengesetzt aus einem Block 10, in dem mehrere Löcher 11 ausgebildet sind. Dieser Block 10 ist aus Metall hergestellt, wie etwa Aluminium, rostfreiem Stahl o. dgl. Er kann jedoch aus anderen, nicht-metallischen Materialien hergestellt sein, etwa aus einem Keramikmaterial, Holz, Kunststoff o. dgl.

Die oben erwähnten Löcher 11 haben einen Durchmesser, der hinlänglich größer ist als die Korngröße des Trägers 13. Dieser Durchmesser ist jedoch so ausgewählt, daß er auf einen Wert eingestellt ist, der die Funktion aufweist, die Bewegung des Toners 12 wirksam zu behindern. D.h., dieser Durchmesser gestattet es dem Toner, zusammenzuklumpen. Ferner ist in ähn licher Weise die Wegstreckenlänge der Löcher ausgewählt.

Der in Fig. 2 gezeigte elektrostatische Drucker weist einen Trichter 2 a auf, der den Toner 2 aufnimmt, der rund um den Umfang eines fotosensitiven Mediums 6 zugeführt werden soll, eine Mischvorrichtung 1, um den vom Trichter 2 a zuge führten Toner zu mischen, und einen Entwickler, eine Entwick lerwalze 3 zum Fördern des Entwicklers, der durch die Misch vorrichtung 1 vermischt wurde, eine Entwicklerwalze 4, die es dem Entwickler, der von der Walze 3 herangefördert wurde, er möglicht, sich dem Umfang des fotosensitiven Mediums 6 zu nä hern, um ein Bild unter Verwendung des Toners zu entwickeln, und eine Abstreifkline 5, um gleichförmig eine magnetische Bürste des Entwicklers auf der Entwicklungswalze 4 zu bilden.

Die oben erwähnte Anordnung enthält alle Bestandteile, die für ein System zum Zufügen eines Entwicklers notwendig sind. Zusätzlich zu diesem Ausführungsbeispiel sind jedoch in einem elektrostatischen Drucker auch noch eine Einrichtung zum elektrischen Aufladen des fotosensitiven Mediums, eine Ein richtung zum Erzeugen eines optischen Bildes, eine Einrichtung zum Zuführung von Papierbogen, eine Einrichtung zum Übertragen eines Toners, durch welchen das optische Bild entwickelt wer den soll, auf einen Papierbogen, eine Einrichtung zum Befesti gen des übertragenen Toners sowie eine Einrichtung zum Reini gen des fotosensitiven Mediums vorgesehen.

Im übrigen können Bestandteile, die schon bisher her kömmlich benutzt wurden, in der obigen Anordnung verwendet werden, mit Ausnahme der Mischeinrichtung.

Nun wird die oben erwähnte Mischeinrichtung nachfolgend im einzelnen beschrieben:

Wenn eine große Menge des Toners mit einer Partikelgröße von 10 µm in die Mischvorrichtung dieses Ausführungsbeispiels eingebracht wird, dann klumpt der Toner aus dem oben erwähnten Grunde zusammen. In anderen Worten, die Bewegung oder Vor wärtsbewegung des Toners wird Null.

Dann wird der Träger mit einer Partikelgröße von 100 µm, der Eisen als Hauptbestandteil enthält, eingebracht. Das spe zifische Gewicht des Trägers liegt im Bereich von 5 bis 7. Der Träger fällt nach unten, wobei er sich unter Schwerkraftwir kung zwangsweise durch das Tonerpulver bewegt. Zu diesem Zeit punkt tritt eine Relativgeschwindigkeit so auf, daß der Träger mit Toner bedeckt wird. Diese Schritte werden wiederholt, wäh rend der Träger durch die Löcher 11 hindurchtritt, und dement sprechend sind der Toner und der Träger vollständig miteinan der vermischt. Gleichzeitig wird die Verklumpung des Toners aufgehoben.

Inzwischen wird die Aufmerksamkeit auf den Toner selbst gerichtet; der Toner wird durch die Haftkraft auf eine Wand fläche und die schwerkraftbedingte Fallkraft dispergiert, was einen Schlupf erzeugt, der zur Erzeugung einer elektrostati schen Ladung führt. Ferner wird, obwohl der Toner infolge der sekundären Verklumpung verfestigt ist, der verfestigte Toner pulverisiert, und dementsprechend gibt es eine solche techni sche Wirkung, daß die Funktion, die den feinen Partikeln in herent ist, wiederum aufgewiesen werden kann.

Zweites Ausführungsbeispiel

Obwohl die Mischvorrichtung im zweiten Ausführungsbei spiel in den Zeichnungen nicht gezeigt ist, ist diese Misch vorrichtung aus mehreren Rohren zusammengesetzt, die zusammen gefügt sind. Der Bohrungsdurchmesser dieser Rohre kann in einem weiten Bereich gewählt werden.

Das Ergebnis eines Versuches in Bezug auf den Bohrungs durchmesser des Entwicklerkanals und die elektrische Aufladung des Toners ist in Fig. 3 gezeigt.

In diesem Versuch wurde die Fläche der Bohrungen der Ent wicklerlöcher kostant gehalten, und die Strömungsgeschwindig keit des Entwicklers wurde festgelegt. D.h., wenn der Durch messer der Bohrungen auf einen kleinen Wert eingestellt wurde, dann wurde die Anzahl der Löcher erhöht. Die Zuordnung hiervon kann durch die folgende Formel gezeigt werden:

S = (z _* D²_* n)/4 (1)

wobei
S: die Lochfläche
z: das Verhältnis zwischen Umfang und Durchmesser
D: der Bohrungsdurchmesser, und
n: die Anzahl von Löchern ist.

Aus Fig. 3 wurde herausgefunden, daß, je kleiner der Boh rungsdurchmesser ist, umso höher die Toner-Aufladefähigkeit wird. Inzwischen sinkt jedoch die Strömungsgeschwindigkeit des Entwicklers ab, da das Festsetzen durch den Träger stattfin det.

Dann werden die Flächen der Löcher, an welchen der Toner anhaftet, durch die folgende Formel aufgezeigt, und im Ver gleich der Formel 1 mit der Formel 2 kann die nachfolgende Formel 3 erhalten werden. Es wird herausgefunden, daß der äußere Oberflächenbereich umgekehrt proportional ist zum Boh rungsdurchmesser der Löcher, was zu einer befriedigenden Über einstimmung mit dem Ergebnis des Versuchs wird:

A = z _* D _* n _* h (2)

A = 4_* S _* h/D (3)

Die Fig. 4 bis 6 zeigen Versuchsdaten, durch die das Ver suchsergebnis erhalten wurde, das in Fig. 3 gezeigt ist. Um die Versuchsdaten zu erhalten, wurde das oben erwähnte Verfah ren ausgeführt.

Fig. 4 zeigt die Zuordnung zwischen dem Bohrungsdurchmes ser der Löcher und den Strömungsraten des Trägers und des Toners. Fig. 5 zeigt die Zuordnung zwischen der Weglänge der Löcher und den Strömungsraten der feinen Partikel.

Es sollte wesentlich sein, daß die Bewegung des Toners (etwa 10 µm in seiner Flußrichtung) merklich abgebremst wird. Es wird in Betracht gezogen, daß die Ursache der Abbremsung in der physikalisch-chemischen Affinität hinsichtlich der Ober flächen der Löcher, der elektrostatischen Kraft, der Rauhig keit der Oberflächen der Löcher u. dgl. liegt. Inzwischen ist klar, daß die feinen Trägerpartikel bei äußerst hoher Ge schwindigkeit ausfallen.

Fig. 6 ist das Ergebnis des Versuches, in welchem der Toner und der Träger gleichzeitig eingebracht wurden (d.h. die Dichte des Toners, der enthalten war, betrug 3%). Die Fluß geschwindigkeit ist im wesentlichen gleich dem in Fig. 4 ge zeigten Ergebnis. In anderen Worten, es kann gesagt werden, daß die Trägerpartikel dominant sind. Dementsprechend wurde die Dichte des Toners gemessen (der Toner in den vermischten feinen Partikeln wurde durch Dichlormethan aufgelöst und sein Gewicht wurde gemessen), und wurde in Form einer Funktion σ ² gezeigt, die durch die folgende Formel (4) mit der Verwendng einer statistischen Technik erhalten wurde. Aus diesem Ergeb bis ist es deutlich, daß der durch die vorliegende Erfindung erhaltene Entwickler in der Vermischungsfähigkeit außerordent lich gut ist.

wobei
C₀: enthaltene Dichte (3%),
C _i: gemessener Wert
i: Anzahl der Messungen

Mit Formel (4) kann herausgefunden werden, daß C _i = C₀ der die enthaltene Dichte gleich dem gemessenen Wert ist, wobei die Dispersion s ² Null wird.

Drittes Ausführungsbeispiel

Fig. 7 ist eine Perspektivansicht, die ein Beispiel einer Mischvorrichtung darstellt, welche in der durch ein anderes Ausführungsbeispiel verkörperten Form der vorliegenden Erfin dung eine Mischeinrichtung bildet.

Die Mischvorrichtung 1 ist aus Löchern 11 zusammenge setzt, die durch Wandflächen 14 voneinander getrennt sind, und ist dazu eingerichtet, in der in Fig. 2 gezeigten Lage inner halb eines elektrostatischen Druckers oder eines Kooierers an gebracht zu werden.

Bei einem Verfahren der Anbringung der Mischvorrichtung 1 werden Montagesäulen 15 a durch einige der Anzahl von Löchern 11 gesteckt, wie in Fig. 8 gezeigt, um das wesentliche Merkmal der vorliegenden Erfindung zu bieten. Es wird vermerkt, daß Montagestäbe 15 beweglich mittels Montageachsen 8 getragen sind, die an einer Gehäuseabdeckung 7 angebracht sind, und deshalb kann die Mischvorrichtung 1 mühelos durch eine andere ersetzt werden.

Die Wandflächen 14 sind aus Papier, Keramikmeterial, Kunststoff, Metall o. dgl. hergestellt. Eine Kombination dieser Materialien ist ebenfalls wirksam.

Es ist ferner auch die Beschichtung der Wandflächen 14 wirksam. Wie in Tabelle 1 gezeigt, die die Elektrifizierungs einreihung liefert, die bereits bekannt ist, hat sich heraus gestellt, daß dann, wenn Polyethylentetrafluorid als Beschich tung auf die Wandflächen 14 aufgetragen ist, die elektrische Ladung im Fall eines positiv aufgeladenen Toners stabilisiert werden kann.

Ferner können statt der Beschichtung die Wandflächen auch aus den in Tabelle 1 gezeigten Materialien gebildet sein.

Einstufung der Elektrifizierung (aus einem elektrostatischen Handbuch)
+ Anilin-Formalinharz
↑ Ethylcellulose @	Polyamid	(Nylon)
Epoxidharz @	↓ Polystyrol @	- Polyethylentetrafluorid	(Teflon)

In Fig. 7 ist ein typisches Beispiel außerordentlich re gelmäßiger Löcher gezeigt. Es können jedoch auch unregelmäßige Formen und Ausbildungen verwendet werden, ohne daß man die Wirkung der vorliegenden Erfindung ändert. Fig. 9 ist eine Draufsicht, die typische Beispiele von Lochformen darstellt, um die gesamte Anordnung klarzustellen.

Aus einem Versuchsergebnis hat sich ergeben, daß die Flä che des Flußkanals für die Partikel dem Grunde nach wesentlich ist, weniger als die Form und Anordnung der Löcher. Die Dicke der Oberfläche ist vorzugsweise in Übereinstimmung mit dem Durchsatz des Entwicklers festgesetzt, obwohl auch sie eine gewisse Zuordnung zu den Löchern hat. Es ist jedoch wesent lich, daß man seine Auswahl in einem Bereich trifft, der sich von jenen Löchern, die aus dünnen Materialien wie Blechen oder Folien gebildet sind, bis zu jenen erstreckt, die durch Bohren eines Blocks o. dgl. gebildet sind.

Der Entwickler tritt durch die Löcher in der Mischvor richtung 1 bei irgendeinem der oben erwähnten Ausführungsbei spiele unter Wirkung der Schwerkraft hindurch. Dementsprechend ist die Richtung der Löcher 11 grundsätzlich vertikal. Aller dings können, obwohl dies nicht wesentlich ist, die von den Löchern gebildeten Durchlässe längs des Umfangs einer Förder rolle in Drehrichtung gekrümmt sein, und es ist auch wirksam, die von den Löchern gebildeten Kanäle umgekehrt zu krümmen.

Es wird allerdings vermerkt, daß es nicht notwendig ist, die Strömung in zwei Richtungen aufzuteilen.

Die Weglänge der Löcher 11 wirkt sich erheblich auf den Mischvorgang aus. Fig. 10 zeigt die Zuordnung zwischen der Weglänge und der Mischfähigkeit (durch die Dispersion σ ² be zeichnet).

Bei dieser Figur bezeichnet die Markierung "Δ" die Mischfähigkeit in einem solchen Fall, in welchem der Toner und der Träger gemeinsam mit unterschiedlichen Weglängen vermischt sind, während der Bohrungsdurchmesser der Löcher festgelegt ist. Ferner bezeichnet die Markierung "O" in der Figur die Mischfähigkeit, die gemessen ist am Endteil und am mittleren Teil einer solchen Anordnung, bei welcher mehrere Mischvor richtungen, die einen gleichen Bohrungsdurchmesser und eine gleiche Wegstreckenlänge aufweisen, in Reihe angeordnet sind. Wie gezeigt, kann herausgefunden werden, daß die Weglänge die Wirkung des Mischvorganges steigert. Ferner hat sich herausge stellt, daß die Wiederholungen der Freigabe von Partikeln aus den Löchern und deren Einleitung in die Löcher ebenfalls wirk sam ist. Es ist ferner auch wirksam, die Richtung der Löcher in jeder Stufe zu ändern.

Die Bohrungsdurchmesser können, und zwar nicht immer beschränkt auf die oben erwähnten Ausführungsbeispiele, auf einen Wert eingestellt weden, der 20- bis 100-mal so groß ist wie die Partikelgröße des Trägers, was sowohl für die Misch fähigkeit als auch für die Fließfähigkeit vorzusehen ist. Fer ner ist die Wirkung bzw. der Wirkungsgrad umso größer, je län ger die Wegstrecke der Löcher ist. Inzwischen gilt, je gerin ger der Bohrungsdurchmesser, desto geringer auch die Misch fähigkeit.

Ferner kann die folgende Wirkung dadurch erhalten werden, daß man die Wegstrecke auf einen Wert größer als 20 mm ein stellt. Ferner bewirkt eine solche Anordnung auch, daß die Partikel, wenn sie vom Loch erst einmal freigegeben sind, wie der in die Löcher eingeführt werden, die einen rückwärtigen Weg aufweisen, der bezüglich der vertikalen Richtung gebogen ist.

Als nächstes werden die technischen Wirkungen und Vor züge, die durch eine Entwicklungseinheit erreicht werden, in welcher eines oder mehrere der oben erwähnten Ausführungsbei spiele und im speziellen das dritte Ausführungsbeispiel der Entwickler-Zuführeinrichtung verwendet wird, auf der Grundlage der Ergebnisse von Versuchen erläutert, und zwar in Vergleich mit einer Entwicklungseinheit, an welcher eine herkömmliche Entwickler-Zuführeinrichtung angeordnet ist, die mit dem oben erwähnten Entwickler identisch ist, ausgenommen die Verwendung eines Mischvorgangs durch einen herkömmlichen Drehrührer.

Es wird vermerkt, daß eine herkömmliche Mischvorrichtung, die bei dem oben erwähnten Vergleich benutzt wird, C-artige Flossen als Drehschaufeln aufweist, die unter jenen ausgewählt sind, die in Fig. 20 gezeigt sind, welche Art eine verhältnis mäßig geringere Beschädigung liefert.

Versuchsbeispiel 1

Die Fig. 11 und 12 zeigen das Ergebnis eines Versuches, der die elektrische Ladungsmenge betrifft. Es ist bereits bekannt, daß der Toner durch Reibung aufgeladen wird, und daß die somit erhaltene elektrische Aufladung ein sichtbares Bild auf einem fotosensitiven Bild liefert. Wenn die Fig. 11 und 12 mit Fig. 14 verglichen werden, die die optische Dichte des Drucks zeigt, dann ist die Zuordnung zwischen diesen klar. D.h., im herkömmlichen Fall wird die Dichte instabil, wenn die Anzahl ausgedruckter Bogen zunimmt. Im Gegensatz hierzu zeigt die Anordnung gemäß der vorliegenden Erfindung einen stabilen Betrieb von Anfang bis Ende. Ferner zeigt Fig. 12 die Ergeb nisse der Beobachtung in einem kurzen Zeitraum während des An laufbetriebs, welche zeigt, daß ein stabilisierter Wert bald erreicht wird.

Im übrigen wurde die elektrische Ladungsmenge durch eine Ausblas-Meßeinheit gemessen, die durch Toshiba Chemical Co., Ltd. erzeugt wurde.

Die Fig. 13 und 14 zeigen die Beeinflussung durch die An zahl ausgedruckter Bogen. Insbesondere zeigt Fig. 13 die Zu ordnung zwischen der verbrauchten Erzeugungsrate (spent generation rate) und der Anzahl bedruckter Seiten (Einheit: 1000 Seiten), während Fig. 14 die Zuordnung der Dichte des optischen Drucks (-) und die Anzahl bedruckter Seiten zeigt.

Die Verbrauchs-Erzeugungsrate wird durch die folgende Formel definiert:
Verbrauchs-Erzeugungsrate = ((Gewicht des Toneranteils)/(Gewicht des Trägeranteils)) * 100 (%)

Im herkömmlichen System nimmt der Wert für die verbrauch te Erzeugungsrate zu, wenn die Anzahl bedruckter Bogen zu nimmt. Diese Erscheinung kann durch die oben erwähnte Spannung bzw. Belastung erklärt werden, und die Druckdichte wird un stabil, wie in Fig. 14 gezeigt ist, d.h., die Lebensdauer des Entwicklers erreicht ein Ende.

In der Mischvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung wurde im wesentlichen keine Verbrauchs-Erzeugungsrate gefun den und man war imstande, eine stabile Druckqualität aufrecht zuerhalten.

Versuchsbeispiel 3

Die Fig. 15 und 17 zeigen Ergebnisse von Messungen der Dichte eines Toners am Mittelpunkt einer Entwicklungswälze (Magnetwalze) unmittelbar nach dem Nachfüllen des Toners. Es wird vermerkt, daß Fig. 17 Versuchsbeispiele verschiedenarti ger herkömmlicher Systeme zeigt, d.h. die Figur zeigt Ergeb nisse von Versuchen bei der Benutzung nicht nur von Schaufeln des C-Typs, sondern auch von Schaufeln des A-Typs, B-Typs und D-Typs, wie in Fig. 20 gezeigt. In dieser Fig. bezeichnen die Buchstaben A bis D die Art der Schaufeln.

Wie deutlich aus Fig. 17 verständlich ist, ist bei den herkömmlichen Systemen ein unstabiler Zustand nach dem Beginn der Nachfüllung mit dem Toner aufrechterhalten, und die Dichte erreicht einen festgesetzten Wert nicht in kurzer Zeit. Im Ge gensatz hierzu erreicht bei der erfindungsgemäßen Anordnung die Dichte einen festgesetzten Wert innerhalb etwa 4 s nach Beginn der Nachfüllung mit dem Toner und ist nachfolgend sta bil. Es ist ersichtlich, daß ein neu nachgefüllter Toner gleichförmig im Träger innerhalb einer kurzen Zeit verteilt wird. Aus dieser Tatsache ist ersichtlich, daß das erfindungs gemäße System die Ungleichmäßigkeit des Drucks mindern kann.

Versuchsbeispiel 4

Die Fig. 16 und 18 zeigen die Tonerdichte längs der Längsrichtung der Entwicklungswalze. Die Messungen wurden zum Zeitpunkt vorgenommen, wenn fünf Minuten nach dem Nachfüllen des Toners verstrichen waren.

Im Vergleich von Fig. 16, die das Versuchsergebnis bei dem erfindungsgemäßen System zeigt, mit Fig. 18, die das Ver suchsergebnis bei einem herkömmlichen System zeigt, liefert das herkömmliche System ein solches Ergebnis, daß die Toner dichte an verschiedenartigen Punkten längs der Längenerstrec kung in Richtung der Entwicklungswalze ungleichmäßig ist, wäh rend das erfindungsgemäße System ein solches Ergebnis liefert, daß die Dichte unabhängig von den Lagen gleichförmig ist. Es muß hier vermerkt werden, daß die Ungleichmäßigkeit der Toner dichte nicht Ungleichmäßigkeit in der mengenmäßigen Verteilung des Entwicklers bedeutet, sondern die Tonerdichten im Entwick ler bezeichnet, erhalten an verschiedenartigen Lagen. Dement sprechend beeinträchtigt dieser Faktor unmittelbar die Druck dichte.

Vorangehend wurden die verschiedenen Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung erläutert. Es ist jedoch ersicht lich, daß die vorliegende Erfindung auf diese Ausführungsbei spiele nicht beschränkt ist. Verschiedenartige Abwandlungen der oben erwähnten Ausführungsbeispiele können ebenfalls unter den Umfang der vorliegenden Erfindung fallen, wovon nun einige Beispiele beschrieben werden:

Netzartige Teile, gitterartige Teile, poröse Teile o. dgl. können auch als ein Teil verwendet werden, das die Bewe gung eines Toners hemmt und diesen mit dem Träger vermischt. Die Kombination hiervon kann ebenfalls verwendet werden. Außerdem kann im Fall netzartiger Teile eine solche Anordnung so angesehen werden, daß eine Vielzahl netzartiger Teile in vie len Stufen angeordnet sind.

Ferner ist es möglich, eine Schwingbewegung oder eine Oszillationsbewegung mit ultrahoher Frequenz der Mischvor richtung mitzuteilen. Hierbei ist es möglich, auf die Einstel lung der Vermischungsgeschwindigkeit abzuzielen.

Es kann ferner in Betracht gezogen werden, daß die Misch vorrichtung bei einem geeigneten elektrischen Potential gehal ten wird. In diesem Fall wird das Potential angesichts der Polarität des Toners o. dgl. festgesetzt. Es kann beispiels weise die Grundspannung, eine positive oder negative Gleich spannung, eine Wechselspannung mit niedriger oder hoher Fre quenz oder die Kombination hiervon verwendet werden.

Zusätzlich kann die Einlaßseite der Entwickler-Mischvor richtung verschiedenartige Oberflächenformen wie etwa eine ebene Fläche, eine konvex gekrümmte Fläche, eine konkav ge krümmte Fläche o. dgl. aufweisen.

Die oben beschriebenen Ausführungsbeispiele wurden an hand der Mischeinrichtung für einen Toner und einen Träger, der Zuführeinrichtung für einen Entwickler und des Druckers (Entwicklungseinheit) beschrieben. Die vorliegende Erfindung sollte jedoch nicht auf diese Gegenstände begrenzt sein, son dern ein Verfahren zum Erzeugen eines Entwicklers und eine Vorrichtung zu dessen Herstellung kann ebenfalls unter die vorliegende Erfindung fallen.

Ferner können auch verschiedenartige Systeme, die die oben erwähnte Entwickler-Zuführeinrichtung verkörpern, eben falls in den Umfang der vorliegenden Erfindung fallen. Bei spielsweise kann eine Kopiermaschine, ein Drucker o. dgl. dadurch gebildet werden, daß man für ein fotosensitives Medium irgendeines aus einer Anzahl unterschiedlicher optischer Bild erzeugungssysteme auswählt.

Es muß vermerkt werden, daß die vorliegende Erfindung nicht nur auf das Vermischen eines Entwicklers angewandt wer den kann, sonder auch auf das Vermischen feiner Partikel mit unterschiedlichen spezifischen Gewichten oder Partikelgrößen. Ferner umfaßt die Erfindung nicht nur die Vermischung einer Art eines Toners und einer Art eines Trägers, sondern auch die Vermischung verschiedenartiger Arten von Tonern und verschie denartiger Arten von Trägern.

Gemäß der vorliegenden Erfindung können die folgenden Vorzüge erreicht werden

1) Ein Entwickler kann rasch gemischt werden, so daß man die festgesetzte Tonerdichte in kurzer Zeit erreicht.
2) Ein Toner wird in kurzer Zeit elektrisch aufgeladen und ist für lange Zeit stabil.
3) Es besteht im wesentlichen keine Verschmutzung im Entwickler.
4) Anhand der obigen Tatsachen kann ein Druck mit hoher Qualität ohne jegliche Ungleichmäßigkeit beim Druck erhalten werden.

Da ferner keine Rührbewegung mit erzwungener Drehung be nutzt wird, können die Kosten der Antriebskraft verringert werden und die Vorrichtung kann in der Abmessung klein werden.

Insgesamt sind ein Verfahren und eine Einrichtung zum Vermischen feiner Partikel mit unterschiedlichen spezifischen Gewichten und unterschiedlichen Partikelgrößen vorgesehen. Die Bewegung der Partikel mit einem niedrigen spezifischen Gewicht und einer kleinen Partikelgröße wird gehemmt, um Relativge schwindigkeiten unter den Partikeln zu ergeben, die unter schiedliche spezifische Gewichte und unterschiedliche Parti kelgrößen aufweisen, und zwar innerhalb ihrer Strömung, wobei die Partikel hinreichend vermischt werden.

Claims

1. Entwickler-Zuführverfahren zum Zuführen eines Entwick lers, der einen Toner und einen Träger enthält, zu einer Ein richtung zum Entwickeln eines latenten Bildes, dadurch gekenn zeichnet, daß der Strom des Toners selektiv im Strom des Ent wicklers gehemmt wird, der den Toner und den Träger enthält, um eine Relativgeschwindigkeit zwischen dem Toner und dem Trä ger zu erzeugen und hierbei den Toner und den Träger zu ver mischen.

2. Entwickler-Zuführeinrichtung zum Zuführen eines Entwick lers, der einen Toner und einen Träger enthält, zu einer Ein richtung zum Entwickeln eines latenten Bildes, gekennzeichnet durch eine Einrichtung (10, 11) zum selektiven Hemmen der Strömung des Toners, welche in der Strömung des Entwicklers vorgesehen ist, der den Toner (12) und den Träger (13) enthält.

3. Entwickler-Zuführverfahren zum Zuführen eines Entwick lers, der einen Toner und einen Träger enthält, zu einer Ein richtung zum Entwickeln eines latenten Bildes, dadurch gekenn zeichnet, daß es dem Toner ermöglicht ist, sich in der Strö mung des Trägers zu verklumpen, und daß es dem Träger gestat tet ist, durch die Klumpen des Toners hindurchzutreten, wobei der Toner am Träger haftet.

4. Entwickler-Zuführeinrichtung zum Zuführen eines Entwick lers, der einen Toner und einen Träger enthält, zu einer Ein richtung zum Entwickeln eines latenten Bildes, gekennzeichnet durch eine oder mehrere Kanäle (11), die eine Querschnitts form und eine Weglänge aufweisen, die so gewählt sind, daß sie den Toner (12) zusammenklumpen, und daß ein Kanal oder mehrere Kanäle im Strom des Entwicklers vorgesehen sind, der den Toner und den Träger (13) enthält, wobei der Toner und der Träger vermischt werden.

5. Verfahren zum Herstellen eines Entwicklers mit einer ge wünschten Dichte durch Auffüllen des Entwicklers in einem Zustand mit abgereichertem Toner mit Toner, dadurch gekenn zeichnet, daß es dem Toner gestattet ist, im Strom des Entwicklers im Toner-Abreicherungszustand und in einem freien Toner Klumpen zu bilden, und daß es dem Entwickler im Toner- Abreicherungszustand gestattet ist, durch die Klumpen des Toners hindurchzutreten, um den Toner zu veranlassen, am Ent wickler anzuhaften, wobei der Entwickler mit dem Toner nachge füllt wird, um die Dichte des Entwicklers auf einen gewünsch ten Wert nachzustellen.

6. Vorrichtung zum Herstellen eines Entwicklers, worin ein Entwickler in einem Toner-Abreicherungszustand mit einem Toner nachgefüllt wird, um einen Entwickler mit einer gewünschten Dichte zu erzeugen, gekennzeichnet durch die folgenden Merk male

- eine Toner-Zuführeinrichtung zum Zuführen des Toners (12) zum Entwickler im Toner-Abreicherungszustand,
- eine Strömungs-Erzeugungseinrichtung, um es dem zuge führten Toner und dem Entwickler im zugeführten Toner-Abrei cherungszustand zu ermöglichen, in einen gemeinsamen Förder- Durchlaß zu strömen, und
- eine Einrichtung (11) zur Klumpenbildung, um es dem Toner zu gestatten, im Strom des zugeführten Toners und des Entwicklers im Toner-Abreicherungszustand Klumpen zu bilden, während es dem Entwickler gestattet wird, im Toner-Abreiche rungszustand hierdurch hindurchzutreten.

7. Entwickler-Zuführeinrichtung zum Zuführen eines Entwick lers, der einen Toner und einen Träger enthält, zu einer Ein richtung zum Entwickeln eines latenten Bildes, dadurch gekenn zeichnet, daß es dem Toner (12) und dem Träger (13) gestattet ist, durch eine Anzahl von Durchgangslöchern (11) hindurchzu treten, die parallel angeordnet sind.

8. Entwickler-Zuführeinrichtung zum Zuführen eines Entwick lers, der einen Toner und einen Träger enthält, zu einer Ein richtung zum Entwickeln eines latenten Bildes, gekennzeichnet durch eine Gruppe von schwereren Durchgangslöchern (11), die parallel angeordnet sind, wobei die Gruppe im Strom des Ent wicklers angeordnet ist, der den Toner (12) und den Träger (13) enthält.

9. Verfahren zum Entwickeln eines latenten Bildes, zum Entwickeln eines latenten Bildes, das auf einem fotosensitiven Medium erzeugt würde, unter Verwendung eines Entwicklers, der einen Toner und einen Träger enthält, dadurch gekennzeichnet, daß der Entwickler von einer Entwickler-Zuführeinrichtung (1, 2) zugeführt ist, wie sie in den Ansprüchen 1, 3 oder 7 bean sprucht ist, oder durch ein Entwickler-Herstellungsverfahren, wie es in Anspruch 5 beansprucht ist.

10. Verfahren zum Entwickeln eines latenten Bildes zum Ent wickeln eines latenten Bildes, das auf einem fotosensitiven Medium erzeugt wurde, mit Verwendung eines Entwicklers, der einen Toner und einen Träger enthält, zugeführt unter Verwen dung von Entwickler-Zuführmitteln, dadurch gekennzeichnet, daß eine Entwickler-Zuführeinrichtung, wie sie in den Ansprüchen 2, 4 oder 8 beansprucht ist, oder eine Vorrichtung zum Her stellen eines Entwicklers, wie sie im Anspruch 6 beansprucht ist, in den Entwickler-Zuführmitteln enthalten ist.

11. Elektrostatisches Aufzeichnungssystem, bei welchem ein auszudruckendes Bild optisch auf einem fotosensitiven Medium erzeugt wird, das elektrisch aufgeladen ist, um ein latentes elektrostatisches Bild zu erhalten, dadurch gekennzeichnet, daß das latente elektrostatische Bild durch ein Verfahren zum Entwickeln eines latenten Bildes entwickelt wird, wie es in Anspruch 9 beansprucht ist.

12. Elektrostatische Druckeinrichtung mit einer Einrichtung zum optischen Erzeugen eines zu druckenden Bildes auf einem fotosensitiven Medium, das elektrisch geladen ist, um ein latentes, elektrostatisches Bild vorzusehen, und mit einer Einrichtung zum Entwickeln des latenten Bildes, dadurch ge kennzeichnet, daß eine Vorrichtung zum Entwickeln eines laten ten Bildes, wie sie im Anspruch 10 beansprucht ist, als die Einrichtung zum Entwickeln des latenten elektrostatischen Bil des verwendet ist.

13. Elektrofotografische Vorrichtung mit einer Einrichtung zum Projizieren eines zu kopierenden Bildes auf ein fotosen sitives Medium, das elektrisch aufgeladen ist, um ein latentes elektrostatisches Bild zu erzeugen, und Einrichtung zum Ent wickeln des latenten Bildes, dadurch gekennzeichnet, daß eine Vorrichtung zum Entwickeln eines latenten Bildes, wie sie in Anspruch 10 beansprucht ist, als die Einrichtung zum Ent wickeln des latenten elektrostatischen Bildes enthalten ist.

14. Optischer Drucker mit einer Einrichtung zum optischen Erzeugen eines zu druckenden Bildes auf einem fotosensitiven Medium das elektrisch aufgeladen ist, um ein latentes elek trostatisches Bild zu erhalten, und eine Einrichtung zum Ent wickeln des latenten elektrostatischen Bildes, dadurch gekenn zeichnet, daß eine Vorrichtung zum Entwickeln des latenten elektrostatischen Bildes, wie sie in Anspruch 10 beansprucht ist, als Einrichtung zum Entwickeln des latenten elektrostati schen Bildes enthalten ist.

15. Elektrostatische Druckvorrichtung mit einem Medium zum Erzeugen eines latenten Bildes, und einer Entwickler-Zuführ einrichtung zum Zuführen eines Entwicklers zum Medium, wobei das Medium und die Entwickler-Zuführeinrichtung in einem Be hälter integriert sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Ent wickler-Zuführeinrichtung die folgenden Merkmale aufweist:

- eine Toner-Zuführeinrichtung zum Zuführen eines Toners zu einem Entwickler in einem Toner-Abreicherungszustand,
- eine Strömungserzeugungseinrichtung, um es dem zugeführten Toner und dem Entwickler im Toner-Abreicherungszustand zu er möglichen, durch einen gemeinsamen Förderdurchlaß zu fließen, und
- eine Verklumpungseinrichtung, um es dem Toner zu er möglichen, in einem Strom zu verklumpen, der den zugeführten Toner und den Entwickler im Toner-Abreicherungszustand ent hält.

16. Einrichtung zum Mischen feiner Partikel, dadurch gekenn zeichnet, daß es zwei oder mehr Arten feiner Partikel mit unterschiedlichem spezifischen Gewicht und unterschiedlichen Partikelgrößen ermöglicht ist, durch einen Kanal hindurchzu treten, der die Eigenschaft hat, die Partikel in Flußrichtung zu hemmen, und daß die Eigenschaft in weitem Umfang für Par tikel wirksam ist, die ein niedriges spezifisches Gewicht und eine geringe Partikelgröße aufweisen, um unter den feinen Par tikeln mit unterschiedlichen spezifischen Gewichten und Parti kelgrößen in dem Fluß der Partikel Relativgeschwindigkeiten zu erzeugen, wodurch zwei oder mehr Arten feiner Partikel durch den Kanal hindurch vermischt werden.

17. Einrichtung zum Vermischen feiner Partikel, dadurch ge kennzeichnet, daß mehrere Kanäle parallel angeordnet sind, daß jeder Kanal es zwei oder mehr Arten von Partikeln, die unter schiedliche spezifische Gewichte und unterschiedliche Parti kelgrößen aufweisen, gestattet, hierdurch hindurchzutreten, aber auf die Bewegung der Partikel eine hemmende Wirkung aus übt, wenn sie hierdurch hindurchtreten, und daß jeder Kanal eine Querschnittsfläche und eine Weglänge aufweist, die so gewählt sind, daß die hemmende Wirkung in verhältnismäßig hohem Umfang jene Partikel beeinflußt, die ein niedriges spe zifisches Gewicht und eine geringe Partikelgröße aufweisen.

18. Einrichtung zum Mischen feiner Partikel, dadurch gekenn zeichnet, daß es den Partikeln, die ein niedriges spezifisches Gewicht und eine kleine Partikelgröße aufweisen, gestattet ist, in einem Strom der zwei oder mehr Arten feiner Partikel Klumpen zu bilden, die unterschiedliche spezifische Gewichte und unterschiedliche Partikelgrößen aufweisen, und daß es Par tikeln mit einem hohen spezifischen Gewicht und einer großen Partikelgröße gestattet ist, durch die Klumpen der Partikel, die ein niedriges spezifisches Gewicht und eine kleine Parti kelgröße aufweisen, hindurchzutreten, wobei es den Partikeln mit dem niedrigen spezifischen Gewicht und der kleinen Parti kelgröße gestattet ist, an den Außenflächen der Partikel, die das hohe spezifische Gewicht und die große Partikelgröße auf weisen, anzuhaften.

19. Einrichtung zum Vermischen feiner Partikel, dadurch ge kennzeichnet, daß ein Kanal oder mehrere Kanäle mit jeweils einer solchen Querschnittsform und einer Weglänge, die so aus gewählt sind, daß es Partikeln mit einem hohen spezifischen Gewicht und einer hohen Partikelgröße gestattet ist, frei hin durchzutreten, aber Partikeln, die ein niedriges spezifisches Gewicht und eine kleine Partikelgröße aufweisen, es gestattet ist, Klumpen zu bilden, in einem Förderkanal für die Partikel angeordnet ist bzw. sind.

20. Mischvorrichtung zum Mischen eines Toners und eines Trä gers, dadurch gekennzeichnet, daß ein oder mehrere Kanäle mit jeweils einer Querschnittsform und einer Wegstrecke, die so ausgewählt sind, um es dem Toner gestatten, Klumpen zu bil den, parallel in einem Durchlaß angeordnet sind, durch welchen der Toner und der Träger strömen.

21. Mischvorrichtung zum Mischen eines Entwicklers in einem Toner-Abreicherungszustand mit einem Toner, der nachgeführt wird, dadurch gekennzeichnet, daß ein Kanal oder mehrere Kanäle mit jeweils einer solchen Querschnittsform und Weg länge, die so gewählt sind, daß es dem Toner gestattet ist, Klumpen zu bilden, während es dem Entwickler im Toner-Abrei cherungszustand gestattet ist, durch jeden Kanal hindurchzu treten, in einem Fluß des zugeführten Toners und des Entwick lers im Toner-Abreicherungszustand angeordnet sind.