DE2631690A1

DE2631690A1 - Vorrichtung zum entfernen ueberschuessigen magnetischen tonermaterials von einem ein latentes magnetisches bild tragenden element

Info

Publication number: DE2631690A1
Application number: DE19762631690
Authority: DE
Inventors: Frederick William Hudson; Stephen Fullerton Pond
Original assignee: Xerox Corp
Current assignee: Xerox Corp
Priority date: 1975-08-27
Filing date: 1976-07-14
Publication date: 1977-03-10
Also published as: NL7609569A; JPS5229222A; FR2322393A1; GB1555659A

Description

PATENTANWÄLTE A. CaRUr-¹ECKER

H. KINKELDEY

BR-ING.

W. STOCKMAIR

ICO 1CQfI DR-INO-AaE(CALTBM

169 Q

K. SCHUMANN

CHRER NAT. · DIPL-PHYS

P. H. JAKOB

DlPL-ING

G. BEZOLD

DR RERNAT: aPL-CHEM;

8 MÜNCHEN 22

MAXIMILIANSTRASSE 43

1Λ. Juli Ί976 P 10 503

D/75167/75167Q

XEROX COEPOEATION

Xerox Square, Rochester, Hew York 14-644-, USA

Vorrichtung zum Entfernen überschüssigen
magnetischen Tonermaterials von einem ein
latentes magnetisches Bild tragenden Element

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Entfernen über schüssigen magnetischen Tonermaterials von einem ein laten tes magnetisches Bild tragenden Element, auf dem magnetisches Tonermaterial sowohl in bildmäßiger Anordnung als auch auf den Hintergrundbereichen lagert.

Die Erfindung bezieht sich somit auf das Entfernen von überschüssigem magnetischem Entwicklermaterial von einem entwickelten, ein latentes magnetisches Bild tragenden Element.

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TELEFON (Ο8Θ) 022862 TELEX Ο5-29 38Ο TELEGRAMME MONAPAT TELEKOPIEREER

Mit einem latenten Bild versehene Elemente, beispielsweise mit einem latenten elektrostatischen Bild versehene xerographische, photoleitende Elemente und mit einem latenten magnetischen Bild versehene rnagnetophotographische Abbildungselemente werden im typischen Fall dadurch entwickelt, daß ein Entwicklermaterial auf das Abbildungselement abgesetzt wird. Bei der magnetischen Abbildung ist das Entwicklermaterial "magnetisch und wird das Entwicklermaterial durch magnetische Felder auf das latente magnetische Bild angezogen, die in einem magnetisierbaren Abbildungselement, beispielsweise einem gewöhnlichen Magnetaufzeichnungsband erzeugt v/erden. Bei elektro stat ο graphischen Abbildungssystemen, beispielsweise bei der Xerographie, besteht das Entwicklermaterial im typischen Fall aus den zwei Trägermaterial- und Tonermaterialbestandteilen. Das Tonermaterial kann im typischen Fall reibungselektrisch aufgeladen werden und wird aufgrund dieser Ladung auf das Ladungsmuster- auf dem photoleitenden Abbildungselement angezogen. In der Praxis wird in beiden Fällen das Entwicklermaterial auf das Abbildungselement nicht nur in der bildgemäßen Anordnung in den Bereichen des Elementes, die dem latenten Bild entsprechen, angezogen und abgesetzt, sondern wird das Entwicklermaterial auch auf den bildfreien oder nicht zum Bild gehörenden Bereichen des Abbildungselementes abgesetzt. Die Größe der Hintergrundanziehungskraft bei der magnetischen Abbildung ist im typischen Fall bei weitem geringer als bei der xerographysehen Abbildung. Beispielsweise liegen im ti'pischen Fall die xerographischen Hintergrundkräfte, die auf ein xerographisches Tonermaterial wirken, zwischen etwa 1 bis etwa 2 mdyn. Diese Größe haben die magnetischen Kräfte, die auf die latenten magnetischen Bildbereiche wirken. Die Hintergrundkräfte,-die durch mit einem latenten magnetischen Bild versehene Elemente ausgeübt werden, sind bei weitem geringer als die

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der Bildbereiche des latenten magnetischen Bildes und als die Hintergrundkräfte, die durch mit einem latenten elektrostatischen Bild versehene Elemente ausgeübt werden.

Diese bildfreien oder Hintergrundbereiche des Abbildungselementes, die Entwicklermaterial tragen, übertragen dieses Entwicklermaterial auf die Kopierunterlage, die während der Übertragung des bildgemäß angeordneten abgesetzten Entwicklermaterials auf die Kopierunterlage verwandt wird. Eine derartige Übertragung führt zu einem verringerten Kontrast zwischen dem übertragenen Bild und der Kopierunterlage und ist daher im allgemeinen nicht erwünscht.

Beim Entwiekeln von latenten magnetischen Bildern auf-einem magnetisierbaren Element ist es infolge der kurzen Reichweite der magnetischen Kräfte, d.h. dem mit zunehmender Entfernung schnellen Absinken der Kräfte darüberhinaus erforderlich, das Entwicklermaterial in einem sehr geringen Abstand vom latenten magnetischen Bild, im typischen Fall innerhalb eines Abstande.s von etwa 10 μπι vom Bild einzuleiten, um die Entwicklung des latenten Bildes sicherzustellen. Diese außerordentlich geringe Entfernung führt im allgemeinen dazu, daß das Entwicklermaterial sich auf den Hintergrundbereichen absetzt, und daß zusätzlich die Gefahr besteht, daß das latente magnetische Bild überentwickelt wird. Unter dem verwandten Begriff der Überentwicklung werden mehrere Schichten des magnetischen Entwicklermaterials verstanden. Eine Überentwicklung des latenten magnetischen Bildes ist unerwünscht, da bei der Übertragung des Bildes auf die Kopierunterlage die Gefahr besteht, daß das bildgemäß angeordnete Entwicklermaterial verschmiert, und es schwierig ist, mehrere übertragene Schichten von Entwicklermaterial auf der Kopierunterlage zu be-

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festigen bzw. zu fixieren. Daher ist die Dauerhaftigkeit des Bildes auf der endgültigen Kopie beeinträchtigt, und die Wahrscheinlichkeit, daß unerwünschte Pulverwolken aus Entwicklermaterial innerhalb der Anlage erz engt, werden, wem das latente Bild überentwickelt ist, wird größer. Diese Pulverwolken ihrerseits wirken an der Ausbildung des Hintergrundes mit und tragen zu Störungen der Abbildungsvorrichtung bei.

Wie es im Bereich der Xerographie bekannt ist, ist es wünschenswert, überschüssiges xerographisches Entwicklermaterial zu entfernen. Gleiches wird beispielsweise in der US-PS 3 120 806 für die magnetische Abbildung angegeben. Dabei folgt auf eine direkte Schwemmentwicklung der Kopierunterlage unter dem Einfluß von, jedoch ohne Berührung mit dem latenten magnetischen Bild ein Entfernen des überschüssigen Eritwicklerinaterials mit einer Luftbürste.

Ziel der Erfindung ist eine Vorrichtung der eingangs genannten Art, mit der das magnetische Entwicklermaterial von den Hintergrundbereichen eines Abbildungselementes entfernt werden kann.

Dazu ist die erfindungsgemäße Vorrichtung gekennzeichnet durch eine Einrichtung zum Bewegen des Elementes und durch eine Beschleunigungseinrichtung zum Anlegen einer Beschleunigung in einer Größe, die ausreicht, das magnetische Tonermaterial von den Hintergrundbereichen zu lösen, jedoch nicht ausreicht, um das gesamte Tonermaterial in bildgemäßer Anordnung zu lösen.

Gegenstand der Erfindung ist weiterhin ein Verfahren zum Entfernen des magnetischen Entwicklermaterials von den Hintergrundbereichen eines Abbildungselementes. Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren und der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist es möglich, überentwickelte, auf einem Abbil-

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dungselement liegende latente magnetische Bilder zu säubern. Weiterhin ist es möglich, überschüssiges magnetisches Entwicklermaterial von mit einem latenten magnetischen Bild versehenen Elementen zu entfernen. Das Entfernen des überschüssigen magnetischen Entwicklermaterials von einem mit einem latenten magnetischen Bild versehenen Element kann mit einer hohen Geschwindigkeit und von einem mit einem latenten magnetischen Bild versehenen Element erfolgen, das sich mit einer großen Geschwindigkeit bewegt.

Erfindungsgemäß wird somit das entwickelte, ein latentes Bild tragende Element absichtlich einer Beschleunigung in einer bestimmten Größe ausgesetzt. Diese bestimmte Größe der Beschleunigung kann die das überschüssige Entwicklermaterial zurückhaltenden Kräfte überwinden, wodurch das überschüssige Entwicklermaterial vom Abbildungselement gelöst wird, ist jedoch nicht ausreichend, um die gewünschte optische Dichte des entwickelten latenten Bildes nachteilig zu beeinflußen. Das bedeutet, daß zwar ein Teil des Entwicklermaterials in bildgemäßer Anordnung entfernt wird, was dann wünschenswert ist, wenn das latente Bild überentwickelt ist, daß aber die bestimmte Größe der Beschleunigung nicht ausreicht, um das gesamte Entwicklermaterial mehrerer Schichten an Entwicklermaterial eines überentwickelten Bildes abzulösen, so daß vorzugsweise wenigstens eine Einfachschicht und optimal eineinhalb Einfachschichten übrigbleiben. Luftströme werden vorzugsweise entlang derjenigen Bereiche des Abbildungselementes geleitet, die der Beschleunigung unterworfen sind, um das gelöste Entwicklermaterial aus der unmittelbaren Nähe des Abbildungselementes zu entfernen und dadurch ein willkürliches Wiederabsetzen des Entv/icklermaterials auf das Abbildungs element zu verhindern.

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Entwickelte, ein latentes magnetisches Bild tragende Elemente, die magnetisches Entwicklermaterial in einer dem latenten Bild entsprechenden bildgemäßen Anordnung und zusätzliches magnetisches Entwicklermaterial auf den Hintergrundbereichen aufweisen, werden somit dadurch von überschüssigem magnetischem Entwicklermaterial nahezu befreit, daß sie einer Beschleunigung in einer Größe ausgesetzt werden, die ausreicht, um das überschüssige Entwicklermaterial auf dem Hintergrund und den Bildbereichen vom Element zu lösen, die jedoch nicht ausreicht, um die optische Dichte der bildgemäßen Ausbildung des Niederschlags an Entwicklermaterial nachteilig zu beeinflußen. Vorzugsweise wird das vom Element gelöste überschüssige Entwicklermaterial aus der unmittelbaren Nähe des Elementes dadurch entfernt, daß entlang der entwickelten Oberfläche des Elementes gerichtete Luftströme eingesetzt werden.

Im folgenden werden bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der zugehörigen Zeichnung näher erläutert.

Fig. 1 zeigt in einer schematischen Darstellung eine typische Vorrichtung, die entsprechend einer praktischen Verwirklichung der vorliegenden Erfindung sowohl die Beschleunigung als auch die gewünschten Luftströme erzeugt.

Fig. 2 zeigt die schematische Darstellung einer aus einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung und einer Abbildungsvorrichtung kombinierten Anordnung, bei der ein latentes magnetisches Bild auf einem Element erzeugt, entwickelt, auf eine Kopierunterlagen übertragen und gelöscht wird.

Fig. 3 zeigt schematisch das Lösen des überschüssigen Entwicklermaterials von einem ein latentes Bild tragenden Abbildungelement durch das Anlegen einer Zentrifugalkraft.

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Während bei dem im folgenden im einzelnen beschriebenen bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung die zentrifugale Beschleunigung ausgenutzt wird, versteht sich jedoch, daß jede Beschleunigungsrichtung außer der Richtung auf das Bildabbildungsband herangezogen werden kann.

In Fig. 1 ist ein bandförmiges, magnetisches Abbildungselement 3 dargestellt, das von nicht gezeigten Rollen angetrieben wird und über eine Rolle 1 mit kleinem Radius läuft. Die Rolle 1 wird durch eine Rolle 2 mit großem Radius gestützt. Die Drehung der Rolle 2 in eine Richtung hat eine Drehung der Rolle 1 in die andere Richtung, beispielsweise im Uhrzeigersinn oder entgegen dem Uhrzeigersinn, und daher eine synohrone Bewegung der Rollenoberfläche und des Bandes 3 in diese Richtung zur Folge. Eine Unterdruckeinrichtung 6 umfaßt ein Gebläse 7, ein Filter 8, ein Filter 9> eine vorzugsweise venturirohrförmig ausgebildete Kammer 10, die die Verbindung zwischen der Unterdruckseite des Gebläses 7 und der das Band 3 umgebenden Außenluft längs der Bereiche des Bandes 3 liefert, die mit.der Rolle 1 in Berührung stehen, eine Kammer 11, die die Verbindung zwischen der Überdruckseite des Gebläses 7 und den Filtern 9 und 8 liefert, eine Kammer 12, die die Verbindung zwischen dem Filter 9 und der das Band 3 umgebenden Außenluft an einer Stelle direkt vor dem Ablösepunkt 13 liefert, an dem das Band 3 sich aus der Berührung mit der Rolle 1 bewegt, und eine Öffnung 14 der Kammer 12, die so ausgerichtet ist, daß ein Überdruckstrom von der Kammer 12 zur venturirohrförmigen Kammer 10 fließen kann. Der unter Überdruck stehende Luftstrom wird selektiv in das Filter 8 und durch das Ventil 15 aus der Leitung 16 und zur Außenluft abströmen gelassen.

Das Band 3 wird mit einer konstanten Geschwindigkeit V bewegt, und die einzelnen Teilchen 17 des Entwicklermaterials werden

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einer Zentrifugalkraft F ausgesetzt, die gleich m(V /R) ist, wobei R der Radius der RoIIe^-I, πι die Masse eines einzelnen Teilchens des Entwicklermaterials und V die Geschwindigkeit des Bandes 3 sind. Wenn die Zentrifugalkraft F die Kräfte übersteigt, die die einzelnen Teilchen 17 auf dem Band 3 zurückhalten, werden die einzelnen Teilchen 17 vom Band 3 oder von anderen Teilchen des Entwicklermaterials, auf denen sie liegen, gelöst. Obwohl auch andere Zwischenteilchenkräfte auftreten, ist die Haupthaltekraft bei magnetischen Abbildungssystemen die auf die Teilchen 17 durch das latente magnetische Bild ausgeübte magnetische Kraft. Wenn ein Teilchen 17 vom Band 3 gelöst ist, wird es anschließend durch die Luftströme 18 und 19 sowie durch den unter Überdruck stehenden Luftstrom durch die Kammer 12 und die Öffnung 14 entfernt, die alle in die Kammer 10 eintreten. Die teilchenhaltige Luft in der Kammer 10 strömt durch die Unterdruckseite des Gebläses 7 und in die Kammer 11, wo sie, wenn das Ventil 15 geschlossen ist, durch das Filter 8, oder, wenn das Ventil 15 offen ist, durch die Filter 9 und 8 geschickt wird. Das Filter 8 dient dazu, die Luft von den Entwicklermaterialteilchen zu befreien, um zu verhindern, daß sie sich nochmals auf dem Band 3 niederschlagen, wenn dieses unter der Öffnung 14 der Kammer 12 hindurchläuft. In ähnlicher Weise werden durch das Filter 9 die Entwicklermaterialteilchen von der Luft abgeschieden und entfernt, die durch die Ausströmleitung 16 zur Außenluft abgeführt wird. Die Leitplatten 4 und 5 sind dicht neben dem Band 3 und etwa parallel zum Band 3 längs seiner Bewegungsbahn im Bereich der Unterdruckeinrichtung 6 angeordnet. Die Leitplatten 4 und 5 halten die Turbulenz der Luftströme 18 und 19 so klein wie möglich und stellen sicher, daß diese Luftströme nahezu parallel zur Bewegungsbahn des Bandes 3 und mit einer Geschwindigkeit strömen, die ausreicht, um die einzelnen gelösten Teilchen 17 des Entwicklermaterials zu entfernen.

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In Fig. 2 ist schematisch die Anordnung der erfindungsgemäßen Vorrichtung bei einem typischen zyklischen Magnetabbildungssystem dargestellt. Während die zyklische Bildabbildung eine bevorzugte Ausbildungsform der meisten Abbildungssysteme infolge der hohen Ausgangsgeschwindigkeit des Systems, gemessen in der Anzahl der Kopien im Vergleich zu stationären Abbildungssystemen mit einer flachen Unterlage ist, kann die vorliegende Erfindung bei jedem beliebigen Abbildungssystem verwirklicht werden, bei dem ein latentes Bild mit einem Entwicklermaterial entwickelt wird. Bei einem zyklischen Magnetabbildungssystem, wie es beispielsweise in der US-PS 3 804 511 dargestellt ist, auf die Bezug genommen wird, werden latente magnetische Bilder 21 auf magnetisierbaren Elementen 20 mit Hilfe von mehreren bekannten Einrichtungen erzeugt. In Fig. 2 wird das latente magnetische Bild 21 auf das magnetische Band 3 mit Hilfe von Curiepunkt-Übertragungsverfahren übertragen, die an sich beispielsweise aus der US-PS 3 803 633, der US-PS 3 496 304 und der US-PS 3 364 496 bekannt sind. Auf diese drei Druckschriften wird ausdrücklich Bezug genommen. Die Curiepunkt-Übertragungsmethode wird auch als thermoremanente Übertragung bezeichnet.

Wie es in Fig. 2 dargestellt ist, wird das magnetische Band 3 durch einen Heißschuh 22 über seinen Curiepunkt aufgeheizt und wird das Band 20 durch kalte Rollen 23 und 24 mit dem Band 3 in Berührung gebracht. Dadurch wird die Temperatur des Bandes 3 unter seinen Curiepunkt abgesenkt, während sich das Band 3 in sehr engem Kontakt mit dem Band 20 befindet. Das Ergebnis dieses Vorganges ist eine Kopie des latenten Bildes 21 auf dem Band 3» die in Fig. 2 als latentes magnetisches Bild 26 dargestellt ist. Das Band 3 läuft durch eine Entwicklungsvorrichtung 25, die teilchenförmiges magnetisches Entv/icklermaterial enthält, und tritt Entwicklermaterial 27 tragend aus der Entwicklungsvorrichtung aus. Es kann eine beliebige herkömmliche Entwicklungsanlage verwandt

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werden. Ein Teil des Entwicklermaterials 27 befindet sich in einer bildgerechten Anordnung,-während sich der andere Teil des Entwicklermaterials 27 willkürlich in den Hintergrundbereichen auf das Band 3 abgesetzt hat. Wenn das Band 3 um die Rolle 1 läuft, wird das überschüssige Entwicklermaterial einer senkrecht zum Band 3 gerichteten Beschleunigung ausgesetzt, wodurch es vom Band gelöst und schließlich durch die Unterdruckeinrichtung 6 entfernt wird. Das verbleibende entwickelte Bild auf dem Band 3 läuft dann durch Treibrollen 31 und 32, die das Band 3 in sehr engen Kontakt mit der Kopierunterlage 33 bringen, woraufhin das verbliebene bildgemäß angeordnete Entwicklermaterial unter Druck auf die Kopierunterlage 33 übertragen wird. Anschließend an die Übertragung wird das Band 3 durch die Rolle 28 an einer Löschstation 34- vorbei bewegt, woraufhin das latente magnetische Bild 26 auf dem Band 3 gelöscht wird.

Fig. 3 zeigt schematisch mehr im einzelnen die Beziehung zwischen den Rollen 2 und 1 und dem magnetischen Band 3· Insbesondere ist ersichtlich, daß die einzelnen Teilchen 17 des überschüssigen Entwicklermaterials vom Band 3 gelöst werden, wenn es über die Rolle 1 getreiben wird. Aus Fig. 3 ist ersichtlich, daß in Laufrichtung der erste Teil des Buchstabens X überentwicklungs- und hintergrundfrei ist, während ein hinterer Teil dieses Buchstabens dem Vorgang der Reinigung unterworfen ist, wenn er der Zentrifugalbeschleunigung ausgesetzt ist.

Die Tabellen 1 bis 4 zeigen das Verhalten eines bestimmten Entwicklermaterials als Funktion veränderlicher Parameter bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung und tragen zum Verständnis der praktischen Verwirklichung der Erfindung bei. Obwohl die in diesen Tabellen angegebenen Zahlen für ein bestimmtes Entwicklermaterial stehen, ist das

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Verhalten für Entwicklermaterialien allgemein kennzeichnend. Bei allen Tabellen 1 bis 4 war das magnetische Abbildungselement CROLYN, eine Handelsbezeichnung der E.I.Dupont de Nemours Inc. für Chromidoxid-Videobänder. Das Entwicklermaterial wurde elektrisch neutralisiert, bevor es der Beschleunigung ausgesetzt wurde, um elektrostatische" Haltekräfte so klein wie möglich zu halten. Die Erfindung kann jedoch auch erfolgreich dann in die Praxis umgesetzt v/erden," wenn die elektrostatischen Hintergrund- oder Störkräfte im Vergleich zu den magnetischen Bildkräften klein sind. In allen Fällen war das Entwicklermaterial, das unter der Bezeichnung MAGNAFAX 611 von Surface Processes, Inc. erhältliche Entwicklerinaterial, das für die Vierte in Tabelle 1 anschließend mit etwa 0,4 Gew.-^ό einer feinkörnigen Kieselsäure behandelt wurde, die unter der Bezeichnung CAB-O-SIL für colloidale pyrogene Kieselsäurepigmente von Cabot Corporation erhältlich ist, und das für die Tabellen 2 bis 4 mit etwa 1 Gew.-# SILANOX behandelt wurde, ein geglühtes Silikat, das unter dieser Handelsbezeichnung von Cabot Corporation erhältlich ist. Das Behandlungsverfahren ist einfach eine beliebige Heißmischungsbehandlung oder dry-blend-Behandlung, bei der ein sehr enger Kontakt und eine im wesentlichen gleichmäßige Verteilung der beiden Komponenten beispielsweise durch ein Walzen in einem Walzwerk erreicht werden. Die bei den Tabellen 1 bis 3 verwar.. te Magnetisierungswellenlänge zum Erzeugen der latenten magne „ischen Bilder betrug etwa 50 μπι.

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	Tabelle 1	Optisch Durch
	Optische Durchläs	lässigkeitsdichte
Zentrifugalbe-	sigkeitsdichte der	des Jlinter _f^r;ande":r
schleümgunpc in g	Kontrastbereiche	.0115
1	2,4	,0067
22	2,5	-0055
50	: 2^5	,0032
89	2,5	,0028
200	2,45	,0018
360	·. 2,3	,0008
800	2;i	,0013
1420	1,35	,0008
' 3200	3	,0013
7200	>2

Tabelle 1 zeigt die Änderung der optischen Dichten im Kon-,trastbereich und im Hintergrund als Funktion der Zentrifugalbeschleunigung, die an dem magnetischen Abbildungselement liegt. Die in Tabelle 1 aufgeführten Zahlenwerte zeigen, daß -für diese Magnetisierungswellenlänge und diesen speziellen, behandelten Toner die optische Dichte des Kontrastbereiches oder die optische Dichte des Bildes bei etwa 360 g abzunehmen beginnt, daß jedoch die optische Dichte des Hintergrundes über den gesamten Bereich von etwa 20 bis etwa 3000 g fortlaufend absinkt. Da die Änderungen in den optischen Dichten zu Änderungen in der Menge an Entwicklermaterial pro Flächeneinheit der entwickelten Oberfläche in Beziehung stehen, ist es ersichtlich, daß das Anlegen einer höheren Zentrifugalbeschleunigung zum Beseitigen des Entwicklermaterials sowohl vom Hintergrund als auch von den Kontrast- oder Bildbereichen führt. Die optischen Dichten der Kontrastbereiche wurden in Form der Durchlässigkeit gemessen, während die optischen Dichten des Hintergrundes durch Zählen der Teilchen auf photographischen Mikroskopaufnahmen erhalten wurden.

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Beispielsweise gibt eine Dichte der Kontrastbereiche von etwa 2 an, daß nur etwa V/a des Lichtes reflektiert oder absorbiert und 99% durchgelassen wird, während eine optische Dichte des Hintergrundes von etwa 10 χ ΛΟ"^ angibt, daß etwa 2,3% der untersuchten Hintergrundfläche mit Entwicklermaterial bedeckt ist.

Was mehrfache Schichten aus Entwicklermaterial anbetrifft, die übereinander liegen, so wurde durch die Messungen der optischen Dichte festgestellt, daß eine Höhe des Entwickler- ' materials von etwa dem 1 i/2fachen des mittleren Durchmessers des Entwicklermaterials optimal ist, und daß wenigstens eine einzige Einfachschicht aus Gründen der Materialersparnis und der Leichtigkeitäer Übertragung auf die Kopierunterlage ohne eine merkliche nachteilige Beeinflußung der gewünschten optischen Dichte des sichtbaren Bildes bevorzugt ist. In diesem Zusammenhang zeigt Tabelle 2 die Zentrifugalbeschleunigung, die erforderlich ist, um eine erste und eine zweite Einfachschicht aus Entwicklermaterial zu trennen, sowie die Änderung der optischen Durchlässigkeitsdichte des auf dem latenten magnetischen Bild verbleibenden Entwicklermaterials als Funktion der Zentrifugalbeschleunigung.

Optische Durchläs-

Zentrifugalbe- · sigkeitsdichte im

schleunigung in g- . ; ■- ;" Kontaktbereich..

22 . 2,10

89 ■-* '__. ■ 2jO5

200 (mikroskopisch beobachteter - · ' ,Beginn-ds. Auf brechens de'i*. •zweiten Einfachschicht)

360 . 1,40

800 (mikroskopisch beobachteter -80

. Bgginn ds.Aufbrechens der ersten .Einfachschicht)

1090 _ ~ "__: - ,50

1420 . ■ ■ ■- - - _?6

2225 * -~·. * -■--·■ ,12

3200 , - ,07

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Tabelle 2 zeigt, daß bei einer Zentrifugalbeschleunigung von etwa 200 g das überschüssige ·Entwicklermaterial der zweiten Einfachschicht entfernt wird, während eine Zentrifugalbeschleunigung von etwa 800 g das überschüssige Entwicklermaterial der ersten Einfachschicht beseitigt. Die optimale optische Dichte liegt im Bereich von etwa 1,4 bis 1,5, so daß sich somit zeigt, daß eine Zentrifugalbeschleunigung von etwa 350 g am besten ist, um überschüssige Mengen an Entwicklermaterial vom entwickelten latenten magnetischen Bild mit einer Magnetisierungswellenlänge von etwa 50 μΐη zu entfernen.

Zu Tabelle 3 ist zu sagen, daß vor der Messung der optischen Dichte das entwickelte Bild, das einem praktischen Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ausgesetzt wurde, auf ein Papier übertragen und thermofixiert wurde. Die in Tabelle 3 aufgeführte optische Dichte ist die optische Reflektionsdichte, die bei etwa 1,3 einem Sättigungswert zustrebt, von dem anzunehmen ist, daß er zur Vorderflächenreflektion gehört.

Tabelle 3

Zentrifugalbeschleunigung	optische Reflektions
in g	dicht dergXontrastbereiche
	auf Xero3eöh024© Papier
35	1,37
140	1,38
315	* 1,38
. . 550	1,35
870	1,13
1240	.92

Tabelle· 4 zeigt, daß für einen bestimmten magnetischen Toner und eine bestimmte Zentrifugalbeschleunigung die opti-

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sehe Dichte bei großen Magnetisierungswellenlängen und einer mittleren Zentrifugalbeschleunigung abfällt, da die magnetischen Kräfte, schwach sind. Die optische Dichte fällt für kurze Magnetisierungswellenlängen ab, da die magnetische Kraft keine ausreichende Reichweite hat, um genügend Tonerpartikel mit einem mittleren Durchmesser von etwa 10 μΐη festzuhalten. Im mittleren Bereich der Magnetisierungswellenlängen von etwa 30 μπι bis etwa 60 μΐη verschiebt sich das Maximum der optischen Dichte von etwa 30 μΐη zii~~etwa 60 pm, wenn die Zentrifugalbeschleunigung abnimmt.

	Tabelle 4
-	Magnetisie
Zentrifugalbe-	rungswellen
schleunigung in g	länge in g.
140	20
140	25
• 140	30
140	40
140	50
140	60
.140	80
140	100
• . 550	20 ^!
550	. 25
550	30.
550	40 -
550	50
.550	60
■ 550	80
550	100
1240	20
1240	25
1240	30
1240	40 .
; 1240	50
1240	60
• 1240	80
1240	100

Optische Refle'xionsdichte d.Kontrastbereicheauf. Xerox · 1024 Papier

'. 1,17 1,35 1,35 1,36 1,38 1,42 1.40 1,39

1,22 1,30 1,31 1,32 1,29 1,40

,78

··:· l'i⁵

1^22

. 1,05

.52

Zusammengenommen zeigen die Tabellen 1 bis 4, daß die Kräfte, die überschüssiges Entwicklermaterial auf dem Hin-

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COPY

tergrund und auf den Kontrast- oder Bildbereichen festhalten, im ausreichenden Maße verschieden- sind, daß an das Abbildungselement eine Beschleunigung angelegt werden kann, um das überschüssige Entwicklermaterial auf dem Hintergrund und das überschüssige Entwicklermaterial von überentwickelten Bild- oder K_ontrastbereichen zu entfernen, ohne die optische Dichte.des zurückbleibenden entwickelten Bildes nachteilig zu beeinflußen.

Ersichtlich können weitere Änderungen und Abwandlungen im Rahmen der vorliegenden Erfindung vorgenommen werden.

Beispielsweise muß die in Fig. 1 dargestellte Rolle 1, die dazu verwandt wird, das Band 3 der gewünschten Zentrifugalkraft auszusetzen, nicht unbedingt eine Rolle sein. Sie kann auch aus einem gebogenen oder kantigen Teil eines Elementes, beispielsweise einer metallischen Führung, bestehen, über die das Band 3 in seiner Bewegungsbahn läuft. Um die passenden Krümmungsradien zu erhalten, können Rollen, klingenförmige Elemente oder Kanten benutzt werden. Es ist weiterhin ersichtlich, daß die Unterdruckeinrichtung 6 nicht auf die Anordnung und den Aufbau der in Fig. 1 dargestellten Einrichtung beschränkt ist, sondern daß eine beliebige geeignete Einrichtung verwandt werden kann, die Luftströme in der Nähe der Rolle 1 mit einer Geschwindigkeit erzeugt, die ausreicht, um die gelösten Teilchen 17 von der unmittelbaren Nähe des Bandes 3 zu entfernen«,

Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung können beliebige Einrichtungen umfassen, die das das Entwicklermaterial tragende Element der gewünschten Beschleunigung aussetzen. Diese Einrichtungen können im allgemeinen bequem in zwei Klassen unterteilt werden, nämlich in Einrichtungen, die die Richtung des Elementes ändern, beispielsweise Führungseinrichtungen, die ein sich bewegendes Element einer Richtungsänderung und damit einer Beschleunigung aussetzen, und in

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Einrichtungen , .die .die Geschwindigkeit des Elementes
ohne eine Richtungsänderung erhöhen, wie beispielsweise
Schrittmotoren, Rutschantriebe oder Rutschkupplungen oder
Ratschen-oder Schaltklinkenantriebe, deren Arbeitsfrequenz
zur Beschleunigung des Elementes erhöht wird.

Ausführungsbeispiele mit der ersten Art von Einrichtungen sind allgemein bevorzugt, da das Entwicklermaterial vom Element
entfernt wird, und daher Probleme, wie beispielsweise ein
Schleifen zwischen dem Element und dem Entwickler, ein Verschmieren und Verschmutzen usw. nicht auftreten. Bei bevorzugten Ausführungsbeispielen mit Geschwindigkeiten von etwa 50 bis 250 cm/s und bei den gegenwärtig bekannten Entwickler- und Bandmaterialien wird durch Beschleunigungen von etwa 10 bis etwa 3000 g in ausreichender Weise das Entwicklermaterial von den Hintergrundbereichen des Bandes entfernt und wird das Entwicklermaterial in den Bildbereichen bis auf eine einzige Einfachschicht entfernt, die auf dem Band über dem latenten magnetischen Bild liegt. Ein Krümmungsradius des gebogenen Führungsteils zwischen 0,1 bis etwa 10 mm liefert die obengenannten Beschleunigungen bei Geschwindigkeiten zwischen 50 bis etwa 250 cm/s.

Während die obengenannten Parameter der Beschleunigung Funktionen der Materialien sind und für eine bestimmte Kombination der Band- und Entwicklermaterialien und der Magnetisierungswellenlängen festliegen, ist es ersichtlich, daß der
erforderliche Krümmungsradius eine Funktion der gewünschten Geschwindigkeit des Elementes ist. Daher dienen die obengenannten Bereiche der Parameter nur zur Erläuterung und sind nicht einschränkend auszulegen. Beispielsweise kann bei
extrem hohen oder extrem niedrigen Geschwindigkeiten oder
bei Materialien, die möglicherweise erst in der Zukunft ent-

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wickelt werden, eine Zentrifugalbeschleunigung von weniger als 10 g ausreichen, um den Entwickler vom Band zu lösen, oder es ist möglicherweise eine Beschleunigung von mehr als 3000 g erforderlich. Weiterhin können Geschwindigkeiten des Elementes von über 250 cm/s für eine Duplizierung mit sehr hoher Geschwindigkeit in Betracht gezogen werden. Alle diese Erwägungen beeinflußen den erforderlichen Krümmungsradius bei den bevorzugten Ausführungsbeispielen der Erfindung.

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Claims

Patentansprüche

1.) Vorrichtung zum Entfernen magnetischen Tonermaterials von einem ein latentes magnetisches Bild tragenden Element, auf dem magnetisches Tonermaterial sowohl in bildgemäßer Anordnung als auch auf den Hintergrundbereichen lagert, gekennzeichnet durch eine Einrichtung zum Bewegen des Elementes und durch eine Beschleunigungseinrichtung zum Anlegen einer Beschleunigung in einer Größe, die ausreicht, das magnetische Tonermaterial von den Hintergrundbereichen zu lossen, jedoch nicht ausreicht, um das gesamte Tonermaterial in bildgemäßer Anordnung zu lösen.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,

daß die Beschleunigungseinrichtung aus einer Führungseinrichtung zum Ändern der Bewegungsrichtung des Elementes besteht.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungseinrichtung einen gebogenen Teil aufweist, über den das Element läuft.

4. Magnetische Abbildungsvorrichtung, gekennzeichnet durch eine Einrichtung zum Ausbilden eines latenten magnetischen Bildes auf einem Element, durch eine Einrichtung zum Bewegen des Elementes mit einer bestimmten Geschwindigkeit längs einer Bewegungsbahn und durch eine Führungseinrichtung, die in der Bewegungsbahn einen ge-

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bogenen Teil mit einem Krümmungsradius aufweist, der ausreicht, um das Element bei dieser Geschwindigkeit einer ZentrifugaJLbeschleunigung in einer zum Element normalen Richtung und mit einer Größe auszusetzen, die genügt, um das magnetische Tonermaterial von den Hintergrundbereichen des mit einem latenten Bild versehenen Elementes zu lösen, jedoch nicht ausreicht, um das gesamte Tonermaterial von den Bildbereichen des mit einem latenten Bild versehenen Elementes abzulösen.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, gekennzeichnet durch eine entlang der Bewegungsbahn befindliche Einrichtung zum Übertragen des magnetischen Tonermaterials vom Element auf eine Kopierunterlage.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, gekennzeichnet durch eine entlang der Bewegungsbahn befindliche Einrichtung zum Absetzen des magnetischen Tonermaterials auf das Element.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungseinrichtung zwischen der Einrichtung zum Absetzen des magnetischen Tonermaterials und der Einrichtung zum Übertragen des magnetischen Tonermaterials angeordnet ist.

8. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zum Ausbilden eines latenten magnetischen Bildes auf dem Element eine Einrichtung zum Erhitzen des Elementes enthält.

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zur Ausbildung des latenten magnetischen Bildes auf dem Element eine Einrichtung zum Herstellen

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eines innigen Kontaktes zwischen dem Element und einem anderen ein latentes magnetisches Bild tragenden Element enthält.

10. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Krümmungsradius des gebogenen Teils zwischen etwa 0,1 und etxya 10 mm liegt.

11. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die bestimmte Geschwindigkeit zwischen - etwa 10 und etwa 250 cm/s liegt.

12. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Zentrifugalbeschleunigung etwa 10 bis etwa 3000 g beträgt.

13. Magnetisches Abbildungsverfahren, dadurch gekennzeichnet, daß ein mit einem latenten magnetischen Bild versehenes Element erzeugt wird, das magnetisches Tonermaterial in den Bildbereichen des latenten Bildes entsprechender bildgemäßer Anordnung und auf den Hintergrundbereichen des latenten Bildes trägt, und daß das Element einer Beschleunigung bestimmter Größe unterworfen wird, die ausreicht, um das magnetische Tonermaterial von den Hintergrundbereichen des latenten Bildes zu lösen, die jedoch nicht ausreicht, um das gesamte Tonermaterial in bildgemäßer Anordnung abzulösen.

14. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß das Element dadurch der Beschleunigung ausgesetzt wird, daß es längs einer Bewegungsbahn mit einer bestimmten Geschwindigkeit bewegt wird, wobei ein Teil der Bewegungsbahn mit einem Krümmungsradius gebogen ist, der ausreicht, um das Element auf dieser Geschwindigkeit

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einer Zentrifugalbeschleunigung in dieser Höhe auszusetzen.

15. Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Zentrifugalbeschleunigung zwischen etwa 10 und etwa 3000 g liegt.

16. Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die bestimmte Geschwindigkeit bis zu 250 cm/s beträgt.

17. Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß der gebogene Teil der Bewegungsbahn einen Krümmungsradius von etwa 0,1 bis etwa 10 mm hat.

18. Magnetische Abbildungsvorrichtung, bei der ein mit einem latenten magnetischen Bild versehenes Element derart entwickelt wird, daß das Element Entwicklermaterial sowohl in bildgemäßer Anordnung als auch auf den Hintergrundbereichen trägt, gekennzeichnet durch eine Einrichtung zum Anlegen einer Beschleunigung in einer Größe an das Element, die ausreicht, um den magnetischen Entwickler von den Hintergrundbereichen zu lösen, die jedoch nicht ausreicht, um das gesamte magnetische Tonermaterial in der bildgemäßen Anordnung abzulösen.

19. Vorrichtung nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß die Beschleunigungseinrichtung eine Einrichtung zum Bewegen des Elementes längs einer Bewegungsbahn mit einer bestimmten Geschwindigkeit und eine Führungseinrichtung umfaßt, die in der Bewegungsbahn einen gebogenen Teil mit einem Krümmungsradius aufweist, der ausreicht, um das sich auf der bestimmten Geschwindigkeit befindliche Element.einer. Zentrifugalbeschleunigung in einer Größe auszusetzen, die ausreicht, um das magnetische Entwicklermaterial in den Hintergrundbereichen zu lösen, die jedoch nicht ausreicht, um das gesamte Entwicklermaterial

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in bildgemäßer Anordnung abzulösen.

20. Magnetisches Abbildungsverfahren, bei dem ein mit einem latenten magnetischen Bild versehenes.Element so entwickelt wird, daß das Element magnetisches Entwicklermaterial sowohl in bildgemäßer Anordnung als auch auf den Hintergrundbereichen trägt, dadurch gekennzeichnet, daß das Element einer Beschleunigung in einer Größe ausgesetzt wird, die ausreicht, um das magnetische Entwicklermaterial auf den Hintergrundbereichen zu lösen, jedoch nicht ausreicht, um das gesamte Entwicklermaterial in bildgemäßer Anordnung abzulösen.

21. Verfahren nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß das Element der Beschleunigung dadurch ausgesetzt wird, daß es mit einer bestimmten Geschwindigkeit längs einer Bewegungsbahn bewegt wird, und daß das Element, das sich auf der bestimmten Geschwindigkeit befindet, einer normal zum Element gerichteten Zentrifugalbeschleunigung in einer Größe ausgesetzt wird, die ausreicht, um das magnetische Entwicklermaterial auf den Hintergrundbereichen zu lösen, die jedoch nicht ausreicht, um das gesamte Entwicklermaterial in bildgemäßer Anordnung abzulösen.

22. Vorrichtung zum Entfernen von überschüssigem magnetischen Tonermaterial von einem mit einem latenten magnetischen Bild versehenen Element, das magnetisches Tonermaterial sowohl in bildgemäßer Anordnung als auch auf ■ den Hintergrundbereichen trägt, gekennzeichnet durch eine Einrichtung zum Bewegen des Elementes, durch eine Beschleunigungseinrichtung zum Anlegen einer Beschleunigung

* in einer Größe an das Element, die ausreicht, um das magnetische Tonermaterial von den Hintergrundbereichen zu

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lösen, die jedoch nicht ausreicht, um das gesamte magnetische Tonermaterial in bildgemäßer Anordnung abzulösen, und durch eine Einrichtung zum Entfernen des abgelösten magnetischen Tonermaterials aus der unmittelbaren Nähe des Elementes.

23. Vorrichtung nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zum Entfernen des gelösten magnetischen Tonermaterials aus der unmittelbaren Nähe des Elementes

• ein Gehäuse mit einem Luftdurchgang auf v/eist, der mit der Außenluft in der Nähe des gebogenen Teils der Füh~ ringseinrichtung und mit einer Unterdruckquelle in Verbindung steht.

24. Vorrichtung nach Anspruch 23» dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse eine Leitung enthält, die mit einer Überdruckquelle und mit der Außenluft in Verbindung steht und den Luftstrom von der Überdruckquelle über die Führungseinrichtung und in den Luftdurchgang leiten kann_o

Vorrichtung nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet_s daß die Unterdruckquelle und die Überdruckquelle die Unterdruckseite und die Überdruckseite jeweils eines Gebläses sind, ..j. :

26. Vorrichtung nach Anspruch 25 _f dadurch gekennzeichnet, daß entweder die Leitung oder der Luftdurchgang eine Filtereinrichtung für das magnetische Tonermaterial enthält.

27. Magnetisches Abbildungsverfahren, dadurch gekennzeichnet, daß ein mit einem latenten magnetischen Bild versehenes Elementsieirzeugt wird, das magnetisches Tonermaterial in den Bildbereichen des latenten Bildes entsprechender bildgemäßer Anordnung und auf den Hintergrundbereichen des latenten Bildes trägt, daß das Element einer Be-

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schleunigung in einer Größe ausgesetzt wird, die ausreicht, um das magnetische Tonermaterial von den Hintergrundbereichen des latenten Bildes zu lösen, die jedoch nicht ausreicht, um das gesamte magnetische Tonermaterial in bildgemäßer Anordnung abzulösen, und daß das abgelöste magnetische Tonermaterial aus der unmittelbaren Nähe des Elementes entfernt wird.

28. Verfahren nach Anspruch 27, dadurch gekennzeichnet, daß das abgelöste magnetische Tonermaterial dadurch entfernt wird, daß ein Luftstrom während der Zeitdauer über das Element geleitet wird, während der es der Beschleunigung ausgesetzt ist.

29. Magnetische Abbildungsvorrichtung, bei der ein mit einem latenten magnetischen Bild versehenes Element derart entwickelt wird, daß es magnetisches Entwicklermaterial sowohl in bildgemäßer Anordnung als auch auf den Hintergrundbereichen trägt, gekennzeichnet durch eine Beschleunigungseinrichtung zum Aussetzen des Elementes einer Beschleunigung in einer Größe, die ausreicht, um das ma.gnetische Entwicklermaterial auf den Hintergrundbereichen zu lösen, die jedoch nicht ausreicht, um das gesamte magnetische Entwicklermaterial- in bildgemäßer Anordnung abzulösen, und durch eine Einrichtung zum Entfernen des abgelösten magnetischen Entwicklermaterials aus der unmittelbaren Nähe des Elementes. ■'

30. Magnetisches Abbildungsverfahren, bei dem ein mit einem latenten magnetischen Bild versehenes Element so entwickelt wird, daß das Element magnetisches Entwicklermaterial sowohl in bildgemäßer Anordnung als auch auf den Hintergrundbereichen trägt, dadurch gekennzeichnet, daß das Element einer Beschleunigung ih einer Größe ausge-

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setzt wird, die ausreicht, das magnetische Entwicklermaterial auf den Hintergrundbereichen zu lösen, die Jedoch nicht ausreicht, das gesamte magnetische Entwicklermaterial in bildgemäßer Anordnung abzulösen, und daß das abgelöste magnetische Tonermaterial aus der unmittelbaren Nähe des Elementes entfernt wird.

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