DE69631125T2

DE69631125T2 - Device for developing a latent electrostatic image

Info

Publication number: DE69631125T2
Application number: DE1996631125
Authority: DE
Inventors: Luc Van Goethem; Robert Janssens; William Waterschoot; Erik Van Echelpoel
Original assignee: Xeikon International NV
Current assignee: Xeikon Manufacturing NV
Priority date: 1996-07-01
Filing date: 1996-07-01
Publication date: 2004-08-26
Anticipated expiration: 2016-07-02
Also published as: EP0816935B1; EP0816935A1; DE69631125D1; JPH1069169A

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNGBACKGROUND OF THE INVENTION

1. Bereich der Erfindung1. Field of the Invention

Diese Erfindung betrifft Elektrostatografie, insbesonders Entwicklungsvorrichtung zum Entwickeln eines elektrostatischen Latentbildes, in welchem frischer Toner mit einem Entwickler gemischt wird, welcher Tonerpartikel und Trägerpartikel enthält.This invention relates in particular to electrostatography Developing device for developing an electrostatic latent image, in which fresh toner is mixed with a developer which Toner particles and carrier particles contains.

2. Beschreibung des Standes der Technik2. Description of the stand of the technique

In der Elektrostatografie wird ein Latentbild gebildet, indem (i) eine bildabhängige Ladungsverteilung auf ein Dielektrikum aufgebracht wird, (ii) dieses Latentbild entwickelt wird, das heißt, es wird in ein sichtbares Bild umgewandelt, indem darauf ausgewählte Licht absorbierende Partikel, sogenannte Tonerpartikel, abgelagert werden. Die Tonerpartikel sind im Wesentlichen elektrisch geladen. Das Bild, welches durch die Ablagerung von Tonerpartikeln auf dem Latentbild, das auf dem Dielektrikum vorhanden war, sichtbar gemacht worden ist, wird dann auf eine Unterlage übertragen und darauf fixiert, um die endgültige Kopie zu liefern. In der Elektrofotografie, welche eine besondere Ausführungsform von Elektrostatografie ist, ist das Dielektrikum ein Fotoleiter, und ein Bild wird gebildet durch (i) gleichmäßiges Aufladen eines Fotoleiters, (ii) Entwickeln des Latentbildes, das heißt es wird in ein sichtbares Bild umgewandelt, indem Tonerpartikel auf dem Latentbild abgelagert werden. Das Bild, welches durch die Ablagerung von Tonerpartikeln auf dem Latentbild, das auf dem Dielektrikum vorhanden war, sichtbar gemacht worden ist, wird Ablagerung von Tonerpartikeln auf dem Latentbild, das auf dem Dielektrikum vorhanden war, sichtbar gemacht worden ist, wird dann auf eine Unterlage übertragen und darauf fixiert, um die endgültige Kopie zu liefern.In electrostatography, a Latent image formed by (i) an image-dependent charge distribution a dielectric is applied, (ii) develops this latent image will, that is, it is converted into a visible image by light selected on it absorbent particles, so-called toner particles, are deposited. The toner particles are essentially electrically charged. The picture which due to the deposition of toner particles on the latent image on the dielectric was made visible, is then transferred to a document and pinned to the final one Deliver a copy. In electrophotography, which is a special one embodiment of electrostatography, the dielectric is a photoconductor, and an image is formed by (i) evenly charging a photoconductor, (ii) Developing the latent image, that is, it becomes visible Image converted by depositing toner particles on the latent image become. The image caused by the deposition of toner particles visible on the latent image that was present on the dielectric deposit of toner particles on the latent image, that was present on the dielectric was made visible is then transferred to a base and fixed on it, to the final Deliver a copy.

Zur Anwendung von Tonerentwicklung sind zwei Verfahren bekannt: „Trockenpuder"- und „Flüssigkeitsverteilungs"- beziehungsweise „Liquid Dispersions"-Entwicklung. Zur Zeit ist das Trockenpuder-Verfahren das am meisten gebräuchliche. Weitere Details zur Trockenpuder-Entwicklung sind zu finden u. a. in IEEE Transactions on Electron Devices, Vol. ED-19, no. 4, April 1972, pp. 495–511.For the application of toner development two methods are known: “dry powder” and “liquid distribution” or “liquid Dispersion "development. The dry powder method is currently the most common. More details on dry powder development can be found u. a. in IEEE Transactions on Electron Devices, Vol. ED-19, no. 4, April 1972, pp. 495-511.

Beim Trockenpuder-Verfahren werden die Tonerpartikel triboelektrisch geladen, indem sie gemischt werden, nämlich, indem sie mit den Trägerpartikeln (Toner- und Trägerpartikel haben eine gegensätzliche Ladung) geschüttelt werden. Die Mischung aus Trägerpartikeln und Tonerpartikeln, welche elektrostatisch von den Trägerpartikeln angezogen werden, ist der Entwickler.In the dry powder process the toner particles are triboelectrically charged by mixing them namely, by working with the carrier particles (Toner and carrier particles have an opposite Charge) shaken become. The mixture of carrier particles and toner particles which are electrostatic from the carrier particles to be attracted is the developer.

Während der Entwicklung werden die Tonerpartikel von den Trägerpartikeln befreit und auf dem Latentbild abgelagert, welches auf einem Dielektrikum aufgebracht wurde. Die Tonerpartikel sind somit das Verbrauchsmaterial in dem Entwickler. Daraus folgt, dass der Entwickler durch die Verwendung erschöpft wird, das heißt, es bleiben wenig Tonerpartikel in der Mischung mit den Trägerpartikeln übrig. Um das Entwickeln des Latentbildes fortsetzen zu können, muss Toner hinzugefügt werden. Diese frischen Tonerpartikel sind noch ungeladen und müssen wiederum in der Vorrichtung mit den Trägerpartikeln gemischt (geschüttelt) werden, um triboelektrisch aufgeladen zu werden.While During development, the toner particles become the carrier particles freed and deposited on the latent image, which is on a dielectric was applied. The toner particles are therefore the consumable in the developer. It follows that the developer through the use exhausted will, that is, little toner particles remain in the mixture with the carrier particles. To do that To continue developing the latent image, toner must be added. These fresh toner particles are still uncharged and in turn have to in the device with the carrier particles mixed (shaken) to be charged triboelectrically.

In einem elektrostatografischen Prozess ist es von großer Bedeutung, dass die Aufladung aller Tonerpartikel so gleichmäßig wie möglich ist, das heißt, dass die Ladungsverteilung auf den Tonerpartikeln gering ist. Es muss mittels der Toner-Zusammensetzung dafür gesorgt werden, dass die Tonerpartikel auch eine geringe Ladung besitzen, wenn sie auf gleiche Weise behandelt werden, siehe beispielsweise EP-A 0 488 741, EP-A 0 488 742. Damit alle Tonerpartikel annähernd die gleiche Ladung erhalten, ist es wichtig, dass sie der gleichen Behandlung unterzogen werden, nämlich, dass sie auf gleiche Weise mit den Trägerpartikeln in Kontakt kommen, das heißt, so intensiv wie häufig während des Mischprozesses von frischem Toner mit dem erschöpften Entwickler.In an electrostatographic process it is of great Meaning that the charging of all toner particles is as even as possible is, that is, that the charge distribution on the toner particles is small. It must be ensured by means of the toner composition that the Toner particles also have a low charge when they are on the same Treated in this way, see for example EP-A 0 488 741, EP-A 0 488 742. So that all toner particles receive approximately the same charge, it is important that they are given the same treatment, namely, that they come into contact with the carrier particles in the same way is called, as intense as often while the process of mixing fresh toner with the exhausted developer.

Vom Gesichtspunkt der heutigen Standards her, die für die Kopie oder den Druck gelten, ist es wünschenswert, Entwicklungstechniken wie Staubwolken- beziehungsweise Puderwolken-Entwicklung oder Kaskaden-Entwicklung nicht zu benutzen, aber stattdessen Magnetbürsten-Entwicklung anzuwenden. Für die Verwendung eines solchen Entwicklungssystems ist es notwendig, ein optimales Mischsystem für Trägerpartikel und Tonerpartikel zu verwirklichen, und dieses Mischsystem mit einem Magnetbürstensystem zu koppeln. Es sind für die Aufladung der Tonerpartikel verschiedene Systeme bekannt, die meisten davon jedoch üben eine mechanische Kraft auf die Tonerpartikel und Trägerpartikel aus. So wird in der US-P 4,456,364 das Mischen des Entwicklers (Tonerpartikel und Trägerpartikel) vorgeschlagen, indem eine Art Gewindegang mit Wendeln versehen in dem Entwicklerbehälter rotieren kann. Die EP-A 161 795 sieht eine spezielle Welle vor, die mit Mischflügeln ausgerüstet in dem Entwickler rotiert, und die US-P 4,583,842 beschreibt Schneckenräder zum Mischen des Entwicklers. Obwohl es gemäß der angegebenen Ausführungen möglich ist, die ergänzten Tonerpartikel in der gewünschten gleichmäßigen Weise und auf die erwünschte Ladungshöhe aufzuladen, gibt es immer noch das Problem des mechanischen Drucks, welcher auf die Toner- und Trägerpartikel ausgeübt wird, wodurch diese verklumpen und somit große Partikel bilden, die für eine qualitative akzeptable Entwicklung des elektrostatischen Latentbildes ungeeignet sind.From today's point of view, the for To apply the copy or print, it is desirable to use development techniques such as dust cloud or powder cloud development or cascade development not to use, but to use magnetic brush development instead. For the Using such a development system it is necessary to optimal mixing system for carrier particles and to realize toner particles, and this mixing system with a Magnetic brush system to couple. It is for the charging of the toner particles known to various systems however, most of them practice a mechanical force on the toner particles and carrier particles. For example, US Pat. No. 4,456,364 describes the mixing of the developer (toner particles and carrier particles) proposed by adding a kind of thread with helices the developer container can rotate. EP-A 161 795 provides a special shaft the one with mixing blades equipped rotates in the developer, and US-P 4,583,842 describes worm gears for Mixing the developer. Although it is according to the stated designs possible is, the added Toner particles in the desired evenly and to the desired one Charge height, there is still the problem of mechanical pressure which on the toner and carrier particles exercised which causes them to clump together and thus form large particles which are necessary for a qualitative acceptable development of the electrostatic latent image unsuitable are.

Patent Abstract aus Japan, Vol. 9, No. 296 (P-407) [2019] und die JP-A-60 133 484 offenbaren eine Entwicklungsvorrichtung einer Kopiermaschine, welche eine Rührwalze zum Umrühren des Entwicklers aufweist. Die Welle der Rührwalze ist vertikal angeordnet, und zwar in einer verdrehten Stellung relativ zu der Welle der Magnetwalze der Entwicklungsvorrichtung.Patent Abstract from Japan, Vol. 9, No. 296 (P-407) [2019] and JP-A-60 133 484 disclose a developing device of a copying machine which has a stirring roller for stirring the developer. The shaft of the agitator roller is arranged vertically, in a rotated position relative to the shaft of the magnetic roller of the developing device.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNGSUMMARY OF THE INVENTION

3. Ziele der Erfindung3. Objectives of invention

Es ist ein Ziel dieser Erfindung, ein verlässliches, preiswertes, kleines und einfaches System für das wirksame Umrühren eines Zwei-Komponenten-Entwicklers zu schaffen.It is an object of this invention a reliable, inexpensive, small and simple system for the effective stirring of a To create two-component developers.

Es ist weiterhin ein Ziel der Erfindung, ein System zu Umrühren zu schaffen, welches zum Durchmischen eines solchen Entwicklers verwendet werden kann, um eine gleichmäßige Verteilung von Toner und Träger zu erhalten, ebenso wie für das triboelektrische Aufladen des Toners einer solchen Mischung.It is a further object of the invention a stirring system to create what to mix such a developer can be used to ensure even distribution of toner and carrier to get, as well as for the triboelectric charging of the toner of such a mixture.

Beschreibung der Erfindungdescription the invention

In Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung ist eine Entwicklungsvorrichtung festgelegt wie im Anspruch 1 beansprucht.In accordance with the present Invention is a developing device as defined in the claim 1 claimed.

Der Begriff „Zwei-Komponenten"-Entwickler wie in der vorliegenden Beschreibung benutzt steht für eine Mischung von Träger- und Tonerpartikeln, welche jedoch noch weitere Komponenten wie zum Beispiel Fließeigenschaft-Verbesserer wie beispielsweise Silikon oder Titandioxide oder andere Polymerpartikel enthalten kann.The term "two-component" developer as in The present description used stands for a mixture of carrier and Toner particles, which, however, other components such as Fluidity improver such as silicone or titanium dioxide or other polymer particles may contain.

Es hat sich gezeigt, dass die erfinderische Umrühreinrichtung eine extrem wirksame und schnelle Mischung von Toner mit Entwickler ermöglicht. Mischungszeiten kleiner als 5 s wurden erreicht, um eine zufriedenstellende Gleichmäßigkeit der Mischung zu erhalten.It has been shown that the inventive stirring device an extremely effective and quick blend of toner and developer allows. Mixing times less than 5 s have been achieved to a satisfactory level uniformity to get the mixture.

Obwohl die erfinderische Umrühreinrichtung grundsätzlich eigenständig betrieben werden kann, um die gewünschte Mischung und triboelektrische Aufladung eines Zwei-Komponenten-Entwicklers zu erhalten, versteht es sich, dass diese zwei Arbeitsvorgänge auch von anderen beweglichen Bauelementen einer Entwicklerstation durchgeführt werden können, zum Beispiel durch eine helixförmige Schraube zum Fördern und zur Versorgung, die in den zugehörigen Fördergängen für den Umlauf des Entwicklers durch die Entwicklerstation vorgesehen ist und diesen auf die Magnetwalze aufbringt. Dieses bedeutet, dass die erfindungsgemäße Umrühreinrichtung vorteilhaft das Mischen und triboelektrische Aufladen von Entwicklervorrichtungen des Standes der Technik verbessern kann.Although the inventive stirring device basically operated independently can be the one you want To obtain mixing and triboelectric charging of a two-component developer, it is understood that these two operations can also be moved by other Components of a developer station can be carried out to Example with a helical screw to promote and to supply that in the associated funding programs for the circulation of the developer is provided by the developer station and this on the magnetic roller applies. This means that the stirring device according to the invention advantageous the mixing and triboelectric charging of developer devices of the prior art can improve.

Geeignete Ausgestaltungsformen der Erfindung sind die folgenden.Suitable designs of the Invention are the following.

Die erwähnte Wandeinrichtung weist eine Länge auf, die kürzer ist als die Länge der Förderschraube, wobei sich das untere und obere Ende der Förderschraube über die Wandeinrichtung erstrecken.The wall device mentioned points a length on that shorter is as the length the feed screw, the lower and upper ends of the feed screw over the Extend wall device.

Der ringförmige Zwischenraum erstreckt sich über 360 Winkelgrade.The annular space extends yourself about 360 degrees of angle.

Die Einrichtung zum Befördern eines Teils des Entwicklers zur Auslassöffnung der Umrühreinrichtung weist eine Gleitoberfläche auf, welche einen Teil des Entwicklers auffängt, der über den oberen Rand der Wandeinrichtung überläuft. Diese Wandeinrichtung kann geeigneterweise die Form einer zylindrischen Buchse aufweisen.The device for conveying a Part of the developer for the outlet opening of the stirring device has a sliding surface which catches a portion of the developer that overflows over the top of the wall device. This Wall device can suitably take the form of a cylindrical Have socket.

Die erwähnte Gleitoberfläche kann durch eine schräge Plattform gebildet sein, welche die Buchse in einem bestimmten Winkelausmaß winklig umgibt, aber diese Gleitoberfläche kann ebenso von einem Teil des oberen Rands einer solchen Buchse gebildet sein, in dem Fall, dass die Buchse und die Förderschraube geneigt angeordnet angebracht sind.The mentioned sliding surface can through an oblique Be formed platform which angularly surrounds the bushing at a certain angular extent, but this sliding surface can also be formed by part of the upper edge of such a socket be in the case that the bushing and the screw are arranged inclined are attached.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGENSHORT DESCRIPTION THE DRAWINGS

Die Erfindung wird hiernach in beispielhafter Weise mit Bezug auf die beiliegenden Zeichnungen beschrieben ohne sie auf diese einzuschränken. Hierbei zeigtThe invention will hereinafter be exemplified described with reference to the accompanying drawings without them limit to this. in this connection shows

1 eine schematische Ansicht eines vertikalen Mischers, wobei das Prinzip der Erfindung dargestellt wird, 1 1 shows a schematic view of a vertical mixer, the principle of the invention being illustrated,

2 eine isometrische Darstellung einer erfindungsgemäßen elektrostatischen Entwicklungsvorrichtung, 2 an isometric view of an electrostatic development device according to the invention,

3 eine Rückansicht gemäß Pfeil 3 aus 2, 3 a rear view according to arrow 3 2 .

4 eine Seitenansicht gemäß Pfeil 4 aus 2, 4 a side view according to arrow 4 2 .

5 eine Draufsicht der Vorrichtung gemäß 2, 5 a plan view of the device according to 2 .

6 eine isometrische teilweise gebrochene Schnittansicht gemäß Linie 6-6 aus 5, 6 an isometric partially broken sectional view taken along line 6-6 5 .

7 eine isometrische teilweise gebrochene Schnittansicht gemäß Linie 7-7 aus 5, 7 an isometric partially broken sectional view taken along line 7-7 5 .

8 eine isometrische teilweise gebrochene Schnittansicht gemäß Linie 8-8 aus 4, und 8th an isometric partially broken sectional view taken along line 8-8 4 , and

9 eine horizontale Schnittansicht gemäß Linie 9-9 aus 3. 9 a horizontal sectional view according to line 9-9 3 ,

Der in 1 dargestellte Mischer besteht aus einem vertikalen zylindrischen Gehäuse 20 mit einem Boden 21 und einem Träger 23 auf seinem oberen offenen Ende 24. Das Gehäuse ist aus einem transparenten Werkstoff hergestellt, im vorliegenden Fall aus Plexiglas (Registrierte Marke). Eine metallische zylindrische Buchse 25 mit abgeschrägtem oberen und unteren Rand 26 und 27 ist konzentrisch innerhalb des Gehäuses mittels zwei gegenüberliegenden Paaren von Schrauben 28 und 29 montiert. Eine helixförmige Transportschraube 30 ist verdrehbar in dem Gehäuse mittels Lager 31 und 32 angeordnet. Eine nicht gezeigte Antriebseinrichtung ist zum Antrieb der Schraube 30 in einer Richtung vorgesehen, so dass ihre helixförmige Schaufel beziehungsweise Flügel eine nach oben gerichtete Förderbewegung durchführt. Die Mittellinie der Schraube stimmt mit der Mittellinie des Gehäuses 20 und der Buchse 25 überein. Der Durchmesser der Schraube betrug 30 mm. Der Spalt zwischen der Schraube und der Buchse betrug annähernd 2 mm.The in 1 shown mixer consists of a vertical cylindrical housing 20 with a bottom 21 and a carrier 23 on its upper open end 24 , The housing is made of a transparent material, in the present case of plexiglass (registered trademark). A metallic cylindrical socket 25 with bevelled upper and lower edges 26 and 27 is concentric within the housing by means of two opposite pairs of screws 28 and 29 assembled. A helical transport screw 30 is twisted bar in the housing by means of bearings 31 and 32 arranged. A drive device, not shown, is for driving the screw 30 provided in one direction so that its helical blade or wing performs an upward conveying movement. The center line of the screw coincides with the center line of the housing 20 and the socket 25 match. The diameter of the screw was 30 mm. The gap between the screw and the bushing was approximately 2 mm.

Die Schraube 30 wurde aus einem Plastikzylinder hergestellt, welcher auf einer Edelstahlwelle 34 aufgebracht war.The screw 30 was made from a plastic cylinder, which is on a stainless steel shaft 34 was upset.

Die Wirksamkeit des Mischers wurde mit einer Füllung von 400 g von schwarz gefärbten Entwickler getestet, der 4% Toner enthielt, wobei dieser einen Füllstand ausmachte, der durch eine Strichpunktlinie 35 bezeichnet ist. Als nächstes wurde eine Menge von 0,5 g von gelb gefärbten Toner in die Vorrichtung an der Stelle des Pfeils 24 hineingeschüttet. Es war zu erkennen, dass der Entwickler, welcher radial nach außen durch die sich mit 500 U/min drehende Schraube 30 geworfen wurde, siehe Pfeil 36, rasch den in das Gehäuse strömenden Toner auffing und dessen Menge durchsetzte, als wäre es mit einer großen Vielzahl von Blättern von Entwickler. Die so durchmischte Masse strömte nach unten durch einen ringförmigen Zwischenraum 38 zwischen Buchse 25 und Gehäuse 20 und wurde als nächstes von der helixförmigen Schraube aufgefangen, siehe Pfeil 37, und aufwärts bewegt, während sie sich Scher- und Kompressionskräfte unterzog. Der Teil der Entwicklermenge in dem Raum zwischen Schraube 30 und Buchse 25 wird von der Schraube nicht direkt erreicht und bleibt daher für eine längere Zeit innerhalb der Buchse, wobei er ansteigenden Reibungskräften ausgesetzt ist. Eine bloße visuelle Untersuchung dieses Tests zeigt, dass eine sehr gute Durchmischung des gelben Toners mit dem schwarzen Entwickler in weniger als 5 Sekunden erhalten wurde.The effectiveness of the mixer was tested with a 400g fill of black colored developer containing 4% toner, which was a fill level indicated by a chain line 35 is designated. Next, a 0.5 g amount of yellow colored toner was placed in the device at the arrow location 24 poured. It could be seen that the developer, which is radially outward through the screw rotating at 500 rpm 30 was thrown, see arrow 36 , quickly caught the toner flowing into the case and penetrated its amount as if it were a large variety of developer sheets. The mass mixed in this way flowed down through an annular space 38 between socket 25 and housing 20 and was next caught by the helical screw, see arrow 37 , and moved upward while undergoing shear and compression forces. The part of the developer amount in the space between screw 30 and socket 25 is not directly reached by the screw and therefore remains inside the bush for a long time, being exposed to increasing frictional forces. A mere visual inspection of this test shows that very good mixing of the yellow toner with the black developer was obtained in less than 5 seconds.

Ein Mischer wie oben erläutert wurde in eine elektrofotografische Entwicklungsmaschine eingebaut, und diese Vorrichtung wird hiernach mit Bezug auf die 2 bis 9 beschrieben.A mixer as explained above has been installed in an electrophotographic processor, and this device will be described hereinafter with reference to FIG 2 to 9 described.

2 ist eine isometrische Ansicht der Vorrichtung 40, welche an ihrer Vorderseite eine sogenannte Magnetwalze 41 aufweist, die aus einer nicht ferromagnetischen, um eine Magnetanordnung herum drehbaren Buchse besteht, und die von der Vorrichtung hervorsteht, um eine Schicht von Entwickler, welche bürstenförmig auf ihrer äußeren Oberfläche anhaftet, auf eine Fotoleiter-Trommel aufzubringen. Die Trommel dreht sich dicht an einer solchen Magnetwalze anliegend und trägt auf ihrer Oberfläche eine bildabhängige Ladungsverteilung, die entwickelt werden muss. Dieses Entwicklungssystem ist bekannt als „Magnetbürsten-Entwicklung". Typischerweise gebraucht ein Magnetbürsten-Entwicklungssystem ein magnetisierbares Entwicklermaterial inklusive magnetischem Trägergranulat, an welchem Tonerpartikel triboelektrisch anhaften. Das Entwicklermaterial wird kontinuierlich durch ein horizontales Kraftfeld transportiert, um eine Bürste von Entwicklermaterial zu bilden. Die Entwicklerpartikel werden kontinuierlich so bewegt, dass sie die Bürste beständig mit frischem Entwicklermaterial versorgen. Das aus einer solchen Entwicklung herrührende Tonerbild wird dann von der Fotoleiter-Trommel auf ein blanko Empfänger-Blatt Papier übertragen und daraufhin fixiert, wie es aus dem Stand der Technik bekannt ist. Die Vorrichtung ist mit seitlichen Tragelementen 18 und 19 versehen, um ein leichtes und reproduzierbares Einsetzen in eine elektrofotografische Maschine zu ermöglichen. 2 is an isometric view of the device 40 , which has a so-called magnetic roller on its front 41 which consists of a non-ferromagnetic sleeve rotatable around a magnet assembly and which protrudes from the device to apply a layer of developer which is brush-like adhered to its outer surface on a photoconductor drum. The drum rotates close to such a magnetic roller and carries an image-dependent charge distribution on its surface that has to be developed. This development system is known as "magnetic brush development". Typically, a magnetic brush development system uses a magnetizable developer material including magnetic carrier granules to which toner particles adhere triboelectrically. The developer material is continuously transported by a horizontal force field to form a brush of developer material. The developer particles are continuously moved so that they constantly supply the brush with fresh developer material, and the toner image resulting from such a development is then transferred from the photoconductor drum onto a blank receiver sheet of paper and then fixed, as is known from the prior art The device is with lateral support elements 18 and 19 provided to enable easy and reproducible insertion in an electrophotographic machine.

Der linksseitige Teil der Figur zeigt die Mischeranordnung 42 mit einem Tonertrichter 43, wohingegen der rechtsseitige Teil der Antriebsmechanismus mit ineinandergreifenden Zahnrädern für den Antrieb der drehbaren Walzen der Vorrichtung ist. Die Magnetwalze 41 dreht sich in der Richtung des Pfeils 46, und die Dicke der auf ihrer Oberfläche aufgebrachten Entwicklerschicht wird durch eine einstellbare Abstreifklinge 47 dosiert. Die Darstellung des Tonertrichters 43 ist nur schematisch, und es ist verständlich, dass das Tonerversorgungssystem in der Praxis eine Tonerkartusche oder eine geeignete Flasche beinhaltet und abnehmbar mit der Vorrichtung verbunden ist, sowie eine Dosiereinrichtung für die der Entwicklervorrichtung zugeführte Menge an Toner aufweist.The left part of the figure shows the mixer arrangement 42 with a toner hopper 43 , whereas the right-hand part is the drive mechanism with intermeshing gears for driving the rotatable rollers of the device. The magnetic roller 41 turns in the direction of the arrow 46 , and the thickness of the developer layer applied to its surface is determined by an adjustable doctor blade 47 dosed. The appearance of the toner hopper 43 is only schematic, and it is understood that the toner supply system in practice includes a toner cartridge or a suitable bottle and is detachably connected to the device, and has a metering device for the amount of toner supplied to the developer device.

3 zeigt die Rückseite der Vorrichtung mit Motor 48 zum Antrieb der helixförmigen Förder- und Versorgungsschraube 49 beziehungsweise 50 der Vorrichtung, Motor 51 zum Antrieb der Magnetwalze 41 und Motor 52 zum Antrieb der helixförmigen Mischschraube des Mischers 42, wobei 4 eine Seitenansicht des Getriebes darstellt, siehe Pfeile 3 und 4 der 2. 5 ist eine Draufsicht der Vorrichtung. Diese Figuren ermöglichen es, die verschiedenen isometrischen Schnittansichten in den 6, 7 und 8 zu unterscheiden. 3 shows the back of the device with motor 48 for driving the helical feed and supply screw 49 respectively 50 the device, engine 51 to drive the magnetic roller 41 and engine 52 to drive the helical mixing screw of the mixer 42 , in which 4 is a side view of the transmission, see arrows 3 and 4 of the 2 , 5 is a top view of the device. These figures allow the different isometric sectional views in the 6 . 7 and 8th to distinguish.

9 ist ein horizontaler Teilschnitt entlang Linie 9-9 der 3, welcher den Umlauf des Entwicklers durch die Vorrichtung darstellt. Förderschraube 49 dreht sich in einem ersten sich längs erstreckenden Fördergang 54 zur Beförderung von Entwickler, der vom Mischer 42 kommt, in die Richtung des Pfeils 56 zu der gegenüberliegenden seitlichen Endwand der Vorrichtung. Die Förderschraube wurde komplett geschnitten dargestellt, aber es ist klar, dass eine solche Schraube tatsächlich eine Welle mit einem helixförmigen Blatt ist und sich so in einer Richtung dreht, dass der Tonertransport in die angezeigte Richtung erfolgt. Fördergang 54 ist ein sich längs erstreckender rinnenförmiger Kanal, halbkreisförmig im Querschnitt. Eine Trennwand 57, die den Fördergang 54 vom nebenan liegenden Fördergang 58 trennt, besitzt nahe ihrem Ende eine Öffnung 59, durch welche der Entwickler vom Fördergang 54 hindurch in den Durchgang 58 gelangen kann, in welchem die Förderschraube 50 den Entwickler in die gegenläufige Richtung befördert, siehe Pfeil 55. Beide Fördergänge 54 und 55 verlaufen horizontal und sind auf gleicher Höhe angeordnet, wie auch die zugehörigen Förderschrauben 49 und 50. 9 is a partial horizontal section along line 9-9 of FIG 3 representing the circulation of the developer through the device. feed screw 49 rotates in a first longitudinal conveyor 54 to carry developer from the mixer 42 comes in the direction of the arrow 56 to the opposite side end wall of the device. The feed screw has been shown completely cut, but it is clear that such a screw is actually a shaft with a helical blade and rotates in one direction so that the toner is transported in the indicated direction. transportation thread 54 is a longitudinally extending channel-shaped channel, semicircular in cross-section. A partition 57 that the funding course 54 from the adjacent conveyor 58 separates, has an opening near its end 59 , through which the developer of the funding cycle 54 through into the passage 58 can get in which the För of the screw 50 moves the developer in the opposite direction, see arrow 55 , Both funding programs 54 and 55 run horizontally and are arranged at the same height, as are the associated conveyor screws 49 and 50 ,

Die Mangnetwalze 41 ist in der Ansicht von 9 nicht zu sehen, da sie höher als die Schnittebene angeordnet ist, und weist eine Lage auf, die praktisch mit der des offenen Raums 60 in der Figur übereinstimmt. Die Magnetwalze zieht über ihre gesamte Länge Entwickler von der Förderschraube 50 an, und die Dicke dieser Schicht von aufgenommenem Entwickler wird durch die schon erwähnte Abstreifklinge 47 dosiert.The Mangnet roller 41 is in the view of 9 not seen because it is higher than the section plane and has a position that is practically the same as that of the open space 60 matches in the figure. The magnetic roller pulls the developer from the screw along its entire length 50 and the thickness of this layer of absorbed developer is determined by the scraper blade already mentioned 47 dosed.

Förderschraube 50 erstreckt sich durch die Einlassöffnung 44 tangential zur Schraube 63 des Mischers 42 und weist einen Endabschnitt 61 mit reduziertem Durchmesser auf.feed screw 50 extends through the inlet opening 44 tangential to the screw 63 the mixer 42 and has an end portion 61 with a reduced diameter.

Der Betrieb dieser Förder- und Versorgungsschraube in den zugehörigen Fördergängen, welcher Mischen, elektrostatisches Aufladen und Umlauf des Entwicklers bewirkt, ist bekannt aus dem Stand der Technik und benötigt daher keine weitere Erläuterung. Falls gewünscht, kann eine detailliertere Beschreibung in unserer EP 0 437 864 aufgefunden werden, die sich auf eine Entwicklungsvorrichtung eines elektrostatischen Latenzbildes bezieht.The operation of this conveying and supply screw in the associated conveying passages, which causes mixing, electrostatic charging and circulation of the developer, is known from the prior art and therefore requires no further explanation. If desired, a more detailed description can be found in our EP 0 437 864 can be found relating to an electrostatic latent image developing device.

Der Aufbau des Mischers 42 wird im Folgenden mit Bezug auf die 6 bis 8 beschrieben.The construction of the mixer 42 is discussed below with reference to the 6 to 8th described.

Der Mischer besteht hauptsächlich aus einem Gehäuse mit einem vertikalen zylindrischen Hohlraum 62, in welchem eine drehbare helixförmige Mischschraube 63 antriebsmäßig mit Motor 52 verbunden ist. Ein zylindrische Buchse 65 mit angeschrägtem oberen Rand 66 ist konzentrisch und stationär in dem Hohlraum 62 mittels gegenüberliegender, durch die Gehäusewand hindurch gehenden Schrauben wie 67 und 68 angebracht. Die Länge der Buchse ist kürzer als die Länge der Schraube 63, und das obere und das untere Ende dieser Schraube erstrecken sich über die Buchse hinaus. Ein Kegelring 70 am Boden des Hohlraums bildet einen weichen Übergang von dem ringförmigen Raum 62 zu dem unteren Ende der Schraube.The mixer mainly consists of a housing with a vertical cylindrical cavity 62 , in which a rotatable helical mixing screw 63 driven by motor 52 connected is. A cylindrical socket 65 with angled upper edge 66 is concentric and stationary in the cavity 62 by means of opposite screws, such as through the housing wall 67 and 68 appropriate. The length of the socket is shorter than the length of the screw 63 , and the upper and lower ends of this screw extend beyond the socket. A cone ring 70 at the bottom of the cavity forms a smooth transition from the annular space 62 to the lower end of the screw.

Der ringförmige Raum ist an seinem oberen Ende mit einer angeschrägten Wand 71 versehen, welche eine Gleitfläche bildet, die mit den Oberflächen des Hohlraums 62 und der Buchse 66 in verbunden ist. Die Wand 71 weist eine anfängliche Breite auf, die gleich dem Durchmesser des Hohlraums 62 ist, und eine Breite am Boden, die gleich der Breite des Fördergangs 54 ist. Das untere Ende dieser Wand 71 besitzt eine Öffnung 72, durch welche sich das Ende der Förderschraube 49 hindurch bis zu ihrem Zapfen 73 erstreckt, siehe 6. Die Mittellinie der Förderschraube 49 schneidet die Mittellinie der Mischschraube 63.The annular space is at its upper end with a beveled wall 71 provided, which forms a sliding surface that with the surfaces of the cavity 62 and the socket 66 is connected in. The wall 71 has an initial width equal to the diameter of the cavity 62 and a width at the bottom that is equal to the width of the conveyor 54 is. The bottom of this wall 71 has an opening 72 , through which the end of the screw 49 through to their spigot 73 extends, see 6 , The center line of the screw 49 cuts the center line of the mixing screw 63 ,

Abschnitt 74 der Buchse 65 in 7 ergibt sich aus dem Schnitt dieser Buchse entlang der Linie 7-7 der 3. Die beschriebene Gleitfläche 71 liegt komplett unter dieser Schnittfläche in 3 und ist daher nicht in der 7 geschnitten.section 74 the socket 65 in 7 results from the section of this bushing along the line 7-7 of the 3 , The sliding surface described 71 lies completely below this cut surface in 3 and is therefore not in the 7 cut.

Die Förderschraube 50 erstreckt sich weiter in die Mischvorrichtung hinein als die Förderschraube 49. Tatsächlich erstreckt sich die Schraube 50 tangential zu dem unteren Ende der Mischschraube 63, siehe 8 und 9.The feed screw 50 extends further into the mixing device than the feed screw 49 , The screw actually extends 50 tangential to the lower end of the mixing screw 63 , please refer 8th and 9 ,

Bei Betrieb der Vorrichtung, wenn die Vorrichtung mit einer Entwicklermischung von geeigneter Tonerkonzentration gefüllt ist, befördert die sich drehende Mischschraube 63 den Entwickler im Mischer 42 aufwärt, bis dass er über den oberen Rand der Buchse 65 strömt. Der über die äußere Hälfte (180 Winkelgrade) dieses Randes überströmende Entwickler fällt nach unten durch den ringförmigen Raum 69 auf den Boden des Mischers, wo er durch die Schraube aufgenommen und wieder nach oben befördert wird. Der über die innere Hälfte (ebenfalls 180 Winkelgrade) der oberen Kante der Buchse 65 überströmende Entwickler fällt nicht in den ringförmigen Raum, sonder im Gegenteil, strömt über die Gleitfläche 71 zu der Förderschraube 49 im Fördergang 54. Schraube 49 befördert den Entwickler zu ihrem gegenüberliegenden Ende bis zur Öffnung 59 in der Trennwand 57, wo er in den daneben liegenden Fördergang 58 eintritt. Die Förderschraube 50 in dem letzteren Fördergang befördert den Entwickler zurück in den Mischer 42 und vervollständigt so den Umlauf des Entwicklers.When the device is operating, when the device is filled with a developer mixture of suitable toner concentration, the rotating mixing screw conveys 63 the developer in the mixer 42 upwards until it is over the top of the jack 65 flows. The over the outer half ( 180 Developer) overflowing this edge falls down through the annular space 69 to the bottom of the mixer, where it is picked up by the screw and transported up again. The over the inner half (also 180 degrees) of the upper edge of the socket 65 Developer overflowing does not fall into the annular space, on the contrary, flows over the sliding surface 71 to the feed screw 49 in the funding program 54 , screw 49 conveys the developer to its opposite end to the opening 59 in the partition 57 where he is in the adjacent conveyor 58 entry. The feed screw 50 in the latter conveyor, the developer is returned to the mixer 42 and thus completes the circulation of the developer.

Der durch die Förderschraube 50 auf den Boden des Mischers zurück beförderte Entwickler wird mit dem Entwickler gemischt, welcher durch den ringförmigen Raum nach unten strömt, wird intensiv umgerührt und läuft mehrmals durch den Mischer um, bevor er an der Gleitfläche 71 ankommt und wieder zur Förderschraube 49 gelangt.The through the screw 50 Developer returned to the bottom of the mixer is mixed with the developer flowing down through the annular space, is stirred vigorously, and circulates through the mixer several times before touching the sliding surface 71 arrives and back to the screw 49 arrives.

Förderschraube 50 bringt Entwickler auf die Magnetwalze 41 und da die letztere Walze das elektrostatische Latenzbild wie schon beschrieben entwickelt, nimmt die Tonerkonzentration im Entwickler ab. Die Tonerkonzentration des Entwicklers kann auf jegliche weise nach dem Stand der Technik ermittelt werden, um ein Dosiersystem im Verlauf des Trichters 43 zu steuern, so dass geeignete Tonermengen rechtzeitig dem Mischer zugeführt werden, um mit dem darin befindlichen erschöpften Entwickler durchmischt zu werden.feed screw 50 brings developers to the magnetic roller 41 and since the latter roller develops the electrostatic latency image as previously described, the toner concentration in the developer decreases. The toner concentration of the developer can be determined in any way according to the state of the art, to a dosing system in the course of the funnel 43 to control so that suitable amounts of toner are supplied to the mixer in good time in order to be mixed with the exhausted developer therein.

Ein Entwicklungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung ist nicht beschränkt auf die hier oben beschriebenen Ausführungsformen, sondern nur durch die Ansprüche beschränkt.A developing device according to the present Invention is not limited to the embodiments described above, but only by the requirements limited.

Die Förderschraube und die Versorgungsschraube müssen nicht notwendigerweise in einer Ebene liegen, sondern können auf unterschiedlichen Höhen angeordnet sein. Die Förderschraube kann ebenfalls eine schräge Lage einnehmen, wie aus dem Stand der Technik bekannt.The feed screw and the supply screw have to do not necessarily lie in one plane, but can be on different heights be arranged. The feed screw can also be an oblique Take position, as known from the prior art.

Weiterhin kann die Vorrichtung zwei oder auch mehr Förderschrauben aufweisen.Furthermore, the device can two or more feed screws exhibit.

Die Förder- und Versorgungsschrauben bestehen hauptsächlich aus einem Wellenabschnitt und einem helixförmigen Blatt beziehungsweise Schneide, welches/welche darauf wie schon beschrieben aufgebracht ist. Die Steigung des helixförmigen Blatts kann gleichförmig über der Länge der Schraube sein, aber sie kann auch variieren, um eine geeignete Steuerung der Transport-, der Misch- und der elektrostatischen Aufladefunktionen für den Entwickler zu erhalten. Eine Förderschraube kann weiterhin kleine, regelmäßige axiale Bereiche aufweisen, in denen die Steigung des helixförmigen Blatts umgekehrt ausgebildet ist, so dass eine lokale Rückförderung anstelle einer Vorwärtsbewegung erhalten wird. Diese Anordnung erzeugt lokales Blockieren des Entwicklers in der Förderpassage, was zu einem besseren Durchmischen und/oder Aufladen führt. Auch das stromabwärts liegende Ende der Förder- und/oder Versorgungsschraube kann eine umgekehrte Steigung aufweisen, um den Druck des Entwicklers auf die abgedichteten Lager der Schraube(n) zu vermindern.The conveyor and supply screws be mainly consist of a shaft section and a helical blade or cutting edge which is applied to it as already described. The pitch of the helical blade can be uniform across the length of the screw, but it can also vary to provide proper control of the transport, mixing, and electrostatic charging functions for the developer. A feed screw can also have small, regular axial areas in which the pitch of the helical blade is reversed, so that a local return instead of a forward movement is obtained. This arrangement creates local blocking of the developer in the conveyor passage, which leads to better mixing and / or charging. The downstream end of the feed and / or supply screw may also have a reverse slope to reduce the pressure of the developer on the sealed bearings of the screw (s).

Der Antriebsmechanismus der Förder- und Versorgungsschrauben, der Magnetwalze und des Mischers kann einen anstelle von drei Motoren aufweisen.The drive mechanism of the feed and supply screws, the magnetic roller and the mixer can use one instead of three motors exhibit.

Schließlich können die helixförmige Mischschraube und ihre zugehörige Buchse und Gehäuse auch eine geneigte Position anstelle einer exakten vertikalen einnehmen. Der auf diese Weise über den untersten Punkt des zugehörigen geneigten Randes der Buchse überströmende gemischte Entwickler kann direkt in einen korrespondierenden Fördergang strömen, ohne dass eine Gleitfläche erforderlich ist.Finally, the helical mixing screw and their associated Socket and housing too take an inclined position instead of an exact vertical one. The over in this way the lowest point of the associated inclined edge of the socket overflowing mixed Developer can flow directly into a corresponding funding channel without that a sliding surface is required.

Claims

Development device for developing an electrostatic latent image, the development device comprising a chamber for a two-component developer, a magnetic roller ( 46 ), a feed passage ( 58 ) for the two-component developer, a facility ( 49 . 50 ) in the chamber for applying the developer to the magnetic scooter, a device ( 43 ) for adding fresh toner to the developer to maintain the toner concentration at a desired level, and means for stirring the developer, the stirring means ( 42 ) a helical mixing screw ( 63 ) which is inclined with respect to the horizontal, characterized in that the helical mixing screw ( 63 ) is rotatably mounted in a stationary housing with, in use, a developer inlet ( 44 ) near the floor and a developer outlet ( 66 ) at a level above that of the inlet, and a stationary wall device ( 65 ), which surrounds the screw in the housing, with an annular space ( 69 ) is left between the wall device and the housing, which enables developers transported upwards by the mixing screw within the wall device to return via the intermediate space to the lower end of the screw and then be transported up again, and a device for conveying a part of the developer transported upwards to the outlet opening.

Development device according to claim 1, characterized in that the annular space ( 69 ) extends over 360 degrees.

Development device according to claim 1 or 2, characterized characterized in that the wall device has a length that is shorter than the length the mixing screw.

Development device according to claim 3, characterized characterized that the lower and upper ends of the mixing screw yourself about extend the wall device.

Development device according to one of claims 1 to 4, characterized in that the stationary wall device by a cylindrical socket ( 65 ) is formed.

Development device according to one of claims 1 to 5, characterized in that the device for conveying a part of the developer transported upwards to the outlet opening has a sliding surface ( 71 ) having.

Development device according to claim 6, characterized characterized that the sliding surface has an angular dimension of 180 Degrees around the socket.

Development device according to one of claims 1 to 7, characterized in that the mixing screw ( 63 ) runs vertically.

Development device according to one of claims 1 to 7, characterized in that the mixing screw is inclined.

Development device according to claim 5, characterized in that the sleeve ( 65 ) a bevelled upper edge ( 66 ) having.

Development device according to claim 1, characterized in that the device for applying the developer to the magnetic roller has a feed screw ( 49 ) and a supply screw ( 50 ), the feed screw being radial and the supply screw tangent to the mixing screw ( 63 ) extends in the mixer housing.