DE1910748A1 - Verfahren zur Bilderzeugung - Google Patents

Description

Patentanwälte

Dipl-Ing. RWeickmann,

Dipl.-Ing. H.Weickmann, Dipl.-Phys. Dr. K. Fincke

Dipl.-Ing. F. A.Weickmann, Dipl.-Chem. B. Huber

SBPO

RANK XEKOX HMITED,
Rank Xerox House,
338, Euston Road,
London, N.W.1/England

8 MÜNCHEN 17, DEN

MÖHLSTRASSE 22, RUFNUMMER 48 3921/22

Verfahren zur Bilderzeugung

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Bilderzeugung mit einer Vorlage in Form eines fixierten elektrofotografischen Tonerbildes.

Beim elektrofotografischen Verfahren, wie es beispielsweise in der US-Patentschrift 2 297 691 beschrieben ist, wird eine ans einer fotoleitfähigen Isolierstoffschicht auf leitfähiger Unterlage bestehende elektrofotografische Bildplatte auf ihr or· Oberfläche gleichmäßig elektrostatisch aufgeladen und dann mit einem Licht-Schatten-Bild des zu reproduzierenden Bilden belichtet, wozu ein übliches Projektionsverfahren angewendet wird. Durch die Belichtung wird die Bildplatte in den belichteten Flächenteilen entsprechend der auftreffe.\nden Btrahlungsstärke entladen, wodurch ein elektrostatischen latentes Bild auf oder in der fotoleitfähigen üchicht entsprechend dem Licht-Schatten-Muster entsteht. Die Entwicklung des latenten Bildes erfolgt mit einem elektrostatisch geladenen, fein verteilten Stoff, bei-

G einem als "Toner" bezeichneten elektroskof)i-

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sohen Pulver, das mit der fotoleitfähigen Schicht in flächige Berührung gebracht und auf ihr elektrostatisch in einem dem latenten Bild entsprechenden Muster festgehalten wird. Das entwickelte elektrofotografische Tonerbild kann dann auf der Bildplatte selbst fixiert oder dauerhaft gemacht wer^- den. Palis erwünscht, kann es auch auf ein Papierblatt, eine Metallfolie, einen Kunststoffilm oder einen anderen Bildträger übertragen werden, auf dem es dann durch ein geeignetes Verfahren fixiert wird. Die Fixierung des entwickelten Bildes auf der elektrofotografischen Bildplatte selbst ^ ist "bei relativ billigen Platten interessant, beispielsweise bei Papierplatten, in die der fotoleitfähige Stoff einimprägniert ist. Das Papier kann beispielsweise mit einer Schmelze oder Lösung organischer oder anorganischer fotoleitfähiger Stoffe wie z.B. Anthracen oder Schwefel imprägniert werden. Ferner kann es mit einem in einem Bindemittel enthaltenen leitfähigen Stoff beschichtet werden, wonach der fotoleitfähige Isolierstoff auf die leitfähige Oberfläche aufgebracht oder in das Blatt einimprägniert wird.

Es ist femer seit langem bekannt, daß Stoffe wie Zinkoxid in einem Bindemittel gleichfalls als lichtempfindliche . Schichten auf Papier verwendet werden können. In diesem Zusammenhang wird auf einen Aufsatz von C. J. Young und H. G. Greig in RCA Review, 15, Nr. 4, 471, 1954 sowie auf^: die US-Patentschriften 2 727 807 und 2 727 808 hingewiesen.

In den letzten zehn Jahren erfolgte eine Umwälzung der Kopiertechnik durch die Entwicklung des elektrofotografischen Abbildunp;s verfahr ens, wie auch in The Revolution in Office Copying, Chemical and Engineering News, 114 (13.JuIi 1964) beschrieben ist. Viele Millionen elektrofotografischen Kopien wurden durch das Übertragungsverfahren, wie es beispielsweise in der Kopiermaschine Xerox 914 angewendet wird, und durch das direkte elektrostatische Verfahren hergestellt, bei dem die entwickelten elektrofotografischen Bilder auf der

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fotoleitfähigen Bildfläche selbst fixiert werden. Hierzu wird auf den bereits genannten Artikel, Teil II in Chemical and Engineering News, 87 (20. Juli 1964) hingewiesen. Die elektrofotografischen Kopien auf einfachem oder fotoleitfähigem Papier sind wohl die am häufigsten vorkommende Kopieart geworden.

Obwohl Papier allgemein als Bildträger für elektrofotografische Bilder verwendet wird, werden auch zunehmend bestimmte nichtfaserige, flexible Blätter, die aus relativ plastischen polymeren Stoffen mit glatter und glänzender Oberfläche bestehen, als Bildträger für bestimmte Abbildungszwecke eingesetzt. Diese nichtfaserigen, flexiblen Bildblätter sind oft dauerhafter als Papier, und haben als transparente Bildträger einen großen Nutzen, beispielsweise als Durchsichtbilder zur Projektionsabbildung auf einem Bildschirm zur Sichtbarmachung für einen größeren Personenkreis.

In der elektrofotografischen Technik ist es ferner bekannt, Tonerbilder auf Plastikblättern nach dem Übertragungsverfahren und dem direkten Verfahren zu erzeugen. Die Übertragung lockerer Tonerbilder auf Plastikstoffe ist beispielsweise in der britischen Patentschrift 1 049 783 und den US-Patentschriften 2 982 647, 2 221 776 und 2 855 324 beschrieben. Die direkte Erzeugung lockerer Tonerbilder auf einer Plastikbildfläche ist beispielsweise in den US-Patentschriften 2 6?3 416 und 2 221 776 beschrieben.

Es traten jedoch beim Übertragungsverfahren und beim direkten Verfahren Probleme bei der Erzeugung der Bildflächen auf, da die normalerweise eingesetzten elektrofotografischen Kopiermaschinen speziell zur Förderung und Führung von i^aoier und zur Fixierung der Tonerbilder auf Papier c^eeiitn^t sind. Dadurch treten gewisse Betriebsschwierigkeiten bei Verwendung nichtfaseriger, flexibler Bildträger an Stelle von Papier auf. Ein Problem besteht darin, daß

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zu fördernde und gestapelte Plastikblätter oft durch elektrostatische Anziehung aneinander haften. Die Patentanmeldung P 16 11 373 behandelt dieses Problem und beschreibt die Verwendung von Papierunterlagen für polymere Blätter. Ein weiteres Problem entsteht hinsichtlich der Betätigung von Fotozellendetektoren, die das Fehlleiten eines Blattes anzeigen und durch von einem Papierblatt reflektiertes Licht angesteuert werden. Derartige Vorrichtungen werden im allgemeinen nicht betätigt, wenn DurchsichtbiIder gefördert werden, da sie keine reflektierende Oberfläche haben. Die Patentanmeldung US-Ser.No. 662 984 vom 24. August 1967 be-™ faßt sich mit der Lösung dieses Problems. Ferner zeigen bei der allgemein angewendeten Hitzefixierung insbesondere thermoplastische, nichtfaserige polymere Stoffe eine Neigung zur Schrumpfung oder Faltenbildung, wodurch Förde-' rungsfehler auftreten.

Eine Möglichkeit zur Vermeidung dieser Probleme bei der tJbertragungsbilder zeugung gemäß der US-Patentschrift 2 990 278 besteht darin, das auf der elektrofotografischen Bildplatte erzeugte lockere Pulverbild auf einen Zwischenbildträger aus Papier zu übertragen, dann beispielsweise durch Hitzeeinwirkung in einen klebrigen Zustand zu versetzen, und durch Druck auf einen endgültigen Bildträger zu übertragen, der ein Plastikblatt sein kann. In der US-Patentschrift 2 995 085 ist beispielsweise das Klebendmachen eines lockeren Tonerbildes auf seiner Unterlage durch Losungsdämpfe, das Andrücken eines Übertragungsblattes aus einem Kunststoff und das Abziehen zur teilv/eisen Übertragung des Tonerbildes auf den Kuriststoff und Erzeugung eines Durchsichtbildes beschrieben. Es ist ferner bekannt, ein lockeres elektrofotografisches Tonerbild auf einem Zwischenbildträger zu erzeugen und dann einen end^cültiren Bildträger anzudrücken, dessen Oberfläche mit Wasser oder -· einem Lösungsmittel angefeuchtet ist. Beide Flächen werden dann, aus einander ge sogen, wodurch das lockere Tonerbild teilweiße auf den endgültigen Bildträger übertragen wird. 7)ieses

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Verfahren ist in den US-Patentschriften 2 357 809,

2 624 652 und 2 843 499 beschrieben.

Die oben beschriebenen Probleme werden durch derartige Maßnahmen zwar gemildert, verursachen jedoch auch wieder weitere Schwierigkeiten, da sie eine doppelte Übertragung zunächst des lockeren Pulverbildes von der Bildplatte auf den Zwischenbildträger und dann die Übertragung auf den endgültigen Bildträger erfordern, was sehr sorgfältig durchgeführt werden muß, um das lockere Tonerbild nicht zu verschmutzen. Hierzu sind speziell Vorrichtungen und Zusätze an bereits vorhandenen Kopiermaschinen anzubringen. Ferner wird hierdurch noch nicht die Verwendung der zahllosen fixierten elektrofotografischen Bilder als eine Art Mutterplatte zur Erzeugung von Bildern auf anderen Bildträgern wie z.B. transparenten Kunststoffblättern angeregt.

Der einzige derartige Versuch ist in der US-Patentschrift

3 357 354 beschrieben, bei dem ein Blatt mit einer Oberflächenschicht aus Kapseln, die ein Lösungsmittel enthalten, gegen ein fixiertes elektrofotografisches Tonerbild derart gedruckt, wird, daß die Kapseln zerbrechen, wodurch das lösungsmittel einen Teil des Toners auflöst und seine Übertragung auf das Empfangsblatt zur Erzeugung einer Umkehr des fixierten Originalbildes ermöglicht, wenn beide Blätter voneinander abgezogen werden. Dieses Verfahren erfordert jedoch Bildblätter mit den beschriebenen Kapselschichten zur Einschließung des Lösungsmittels, die durch besondere Verfahren hergestellt werden müssen. Vorzugsweise erfolgt dies auf undurchsichtigen Unterlagen, so daß bei einem gewünschten Durchsichtbild eine Übertragung des Abzugsbildes beispielsweise auf ein transparentes Kunststoffblatt erforderlich ist.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein Verfahren zur

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Übertragungsbilderzeugung zu schaffen, das die oben genannten Nachteile vermeidet' und auf einfache und direkte Weise die Erzeugung von Diapositiven von fixierten elektrofotografischen Tonerbildern ermöglicht. Hierbei sollen auch solche Tonerbilder verwendbar sein, die sich auf absorptionsfähigen Unterlagen wie z.B. aus normalem Feinpapier befinden. Auch soll die Verwendung der verschiedenartigsten Bildträger zur Bilderzeugung möglich sein.

Gelöst wird diese Aufgabe für ein Verfahren zur Bilderzeugung mit einer Vorlage in Form eines fixierten elektrofotografischen Tonerbildes erfindungsgemäß dadurch, daß ein Bildträger mit den abzubildenden Teilen eines auf seiner Unterlage fixierten elektrofotografischen Tonerbildes in ■ Berührung gebracht wird, daß das Tonerbild in klebenden Zustand versetzt wird und daß die Unterlage vom Bildträger abgezogen wird, wodurch sich auf diesem ein Tonerbild ergibt.

Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung wird ein fixiertes elektrofotografisches Tonerbild auf einer Papierunterlage mit der Bildseite in Berührung mit einem Übertragungsbildträger gebracht, wozu beide Teile zwischen erhitzte Andruckrollen geführt werden. Werden sie wieder auseinandergezogen, so befindet sich überraschenderweise ein wesentlicher Anteil des fixierten Tonerbildes auf dem Übertragungsblatt. Somit ergibt sich also ein einfaches, aus einem einzigen Schritt bestehendes Verfahren zur Erzeugung eines Bildes auf einem Bildträger von einer Vorlage in Form eines fixierten elektrofotografischen Tonerbildes. Dieses Ergebnis ist deshalb überraschend, weil beispielsweise gemäß bisheriger Kenntnis in der US-Patentschrift 2 995 085, Spalte 3, vierter Absatz, ausgeführt ist, daß bei klebendem Zustand eines lockeren Pulverbildes sowie dessen Einschmelzung in einen Bildträger mit absorptionsfähiger Oberfläche, beispielsweise in Papier, sich eine dauerhafte Fixierung auf diesem Bildträger ergibt und keine Übertragung auf einen

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angedrückten Bildträger möglich ist. Insbesondere ist überraschend, daß bei der Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens abhängig von den gewählten Stoffen wesentliche Anteile des Toners (hierunter sind Anteile zu verstehen, die zur Erzeugung eines Bildes aus üblichem schwarzem Toner auf einer normalen weißen Peinpapierunterlage ausreichen, so daß eine direkte oder eine Projektionsbetrachtung auf einem normalen Projektionsschirm bei normalem schwarzem Toner auf einem transparenten Film eine Tönungsdichte von nicht weniger als D = ca. 0,8 ergibt, wenn D = log l/R und R das Verhältnis -von reflektiertem zu auftreffendem Licht ist) auch von absorptiönBfähigen Unterlagen wie z.B. Feinpapier auf eiii Vibertragungsblatt übertragen werden und auf diesem ein Bild erzeugen, das zur kommerziellen Anwendungfür viele Zwecke einschließlich der Projektion bei durchsichtigem Bildträger geeignet ist. Tatsächlich wird bei den vorzugsweisen Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Verfahrens ein wesentlicher Anteil (mindestens 50 Gew.-^) des fixierten Tonerbildes auf diese einfache V/eise auf einen Übertragungsbildträger übertragen.

Allgemein soll unter der Bezeichnung "fixiert" sowie den entsprechenden Ausdrücken der Grad der Dauerhaftigkeit eines elektrofotografischen Tonerbildes auf seiner Unterlage verstanden werden, also der Zustand der Tonerteilchen, die das "Bild erzeugen. Durch Heiben mit dem Finger oder einem normalen "Radiergummi, was normalerweise eine Bleistiftzeichnung verschmieren oder löschen würde, wird das fixierte Tonerbild nicht bis zu einem Punkt verschmiert oder verschlechtert, an dem es kommerziell nicht verwendbar wäre.

Der Fix?»rungs^rad oder die Dauerhaftigkeit eines elektrofotografischen Tonerbildes wurde auch in mehrere Klassen eingeteilt, beispielsweise gemäß US-Patentschrift " 130 06'"- in iie Klassen 1 bis 4, wobei die Pixierklasse

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das Aufliegen der Tonerteilchen auf ihrer Unterlage als diskrete, nicht glasierte Pulverteilchen und einen geringen Schmelzungsgrad "bezeichnet, der lediglich die Oberflächenunregelmäßigkeiten der Tonerteilchen beseitigt hat, die Fixierklasse 2 eine Glasierung der Tonerteilchen bei noch voneinander getrennten Teilchen bezeichnet, die Fixierklasse 3 eine G-lasierung der Tonerteilchen sowie deren gemeinsame Verschmelzung in der Oberfläche des Bildträgers durch teilweise Absorption bezeichnet und die Fixierklasse 4 ein derartiges Verschmelzen und Ein.-dringen der Tonerteilchen in den Bildträger bezeichnet, daß die einzelnen Fasern des Bildträgers durch die'ein-· geschmolzenen Tonerteilchen hindurch sichtbar sind. Für¹ die meisten kommerziellen Anwendungsfälle der Elektrofotografie reicht eine Fixierklasse 5 aus» obwohl in einigen Fällen eine Fixierklasse 4 gleichfalls erreichbar ist. Daher soll in der folgenden Beschreibung für die mit der Erfindung zu verwendenden fixierten Tonerbilder eine Fixierklasse 3 oder 4 verstanden werden.

Fast jedes fixierte und auf jede geeignete Weise-erzeugte^af)& elektrofotografische Bild kann beim erfindungsgemäßen Ver-i fahren verwendet werden.

Bekanntlich besteht der erste Schritt eines elektrofotö- ■· grafischen Abbildungsverfahrens in der !Urzeugung eines latenten elektrostatischen Bildes auf einer elektrofotografischen Bildplatte. Dieses Bild kann durch gleichmäßige elektrostatische Aufladung der Platte bei fehlender aktivierender Strahlung für den jeweils verwendeten Fotoleiter und nachfolgende zumindest teilweise Entladung in den belichteten Flächenteilen durch Belichtung mit einem Bildmuster mittels aktivierender elektromagnetischer Strahlung erzeugt werden. Im Laufe der Entwicklung der elektrofoto- - grafischen Technik ergaben sich die verschiedensten Verfahren zur Ladung einer elektrofotografischen Bildplatte,

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beispielsweise die starke Reibung der fotoleitfähigen Schicht mit einem weichen Stoff wie z.B. einem Baumwoll- oder Seidentuch oder einer weichen Bürste oder einem Pelz, die Induktionsladunff, die beispielsweise in der US-Patentschrift 2 934 649 beschrieben ist, die Rollenladung, beschrieben von Straugham und Mayer in Proc. !Tat. Electronics Conf., 13, 959, 962 (1958), sowie die Ladung mit einer Korona-Entladungsvorrichtung und andere Verfahren. Die gleichmäßige Aufladung durch Korona-Entladung, mit der entweder positive oder negative Polarität erzeugt wird und die dem ,jeweiligen Anwendungszweck entsprechend verschiedene Ausführungsformen haben kann, wird allgemein vorzugsweise angewendet. Beispielsweise sind Vorrichtungen der in den US-Patentschriften 2 836 725 und 2 777 957 beschriebenen Art ausgezeichnet zur Aufladung elektrofotografischer Bildplatten geeignet. Ferner können radioaktive Koronaquellen, beschrieben von Dessauer, Mott und Bogdonoff in Photo Eng. 6, 250 (1955) sowie andere Koronaquellen verwendet werden.

Andere Verfahren zur Erzeugung eines latenten ladungsbildes -auf einer elnktrofotografischen Bildplatte sind bekannt, beispielsweise die bildmäßig verteilte Aufladung unter Verwendung einer Schablone oder Maske und die Erzeugung eines Ladungsmusters auf einer besonderen fotoleitfähigen Isolier« stoffschicht nach üblicher elektrofotografischer Reproduktionstechnik und Übertragung dieses Ladungsmusters auf die fotoleitfähige Schicht durch Zusammenbringen beider Schichten und Anwendung des Überschlagsverfahrens, das beispielsweise in den US-Patentschriften 2 982 647, 2 825 814 und 2 937 943 beschrieben ist. Ferner können Ladungsmuster entsprechend ausgewählten und besonders geformten Elektroden oder Elektrodenkombinationen auf fotoleitfähigen Schichten nach dem "TESI"-Entladungsverfahren erzeugt werden, das ausführlicher in den US-Patentschriften 3 023 731 und P 919 967 beschrieben ist. Außerdem sind Verfahren gemäß den US-Patentschriften 3 001 848 und 3001 849 sowie Elek-

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tronenstrahlaufzeichnungsverfahren gemäß US-Patentschrift 3 113 179 anwendbar.

Fach der Erzeugimg des latenten Ladungsbildes erfolgt dessen Entwicklung durch Berührung mit Toner.

Zur Erzeugung eines TonerMldes kann jedes geeignete Entwicklungsverfahren angewendet werden. Beispielsweise hat die Kaskadxerungsentwicklung eine weitläufige kommerzielle Anwendung insbesondere bei der Übertragungsbilderzeugung gefunden. Allgemein besteht sie darin, daß ein aus zwei Komponenten der in der US-Patentschrift 2 638 416 beschriebenen Art bestehender Entwicklerstoff durch Schwerkraft über die mit dem latenten Bild versehene elektrofotografische Bildplatte geschüttet wird. Die beiden Komponenten sind elektroskopische Tonerteilchen und ein körniges, als Trägerstoff bezeichnetes Material, die durch Vermischung reibungselektrische Ladungen entgegengesetzter Polarität annehmen. Bei der Entwicklung wird die Tonerkomponente, die normalerweise entgegengesetzt dem latenten Bild geladen ist, auf dem latenten Bild abgelagert, so daß dieses sichtbar wird. Andere Entwicklungsverfahren sind die Magnetbür- ί-stenentwicklung gemäß den US-Patentschriften 2 930 351, 2 791 949 und 3 015 305, die Pulverwolkenentwicklung gemäß US-Pat ent s ehr if ten -2 221 776, 2 725 305 und 2 918 910, die Abwälz entwicklung gemäß US-Patentschrift 2 895 847 und andere.

Jeder geeignete Toner oder andere Zeichenstoff kann verwendet werden. Typische Tonerarten sind in den US-Patentschriften 3 079 342, Re 25 136, 2 659 670, 2 753 308, 2 891 011 und anderen beschrieben.

Bei der direkten Bilderzeugung können auch flüssige Entwicklerstoffe verwendet werden, wie sie beispielsweise in den US-Patentschriften 3 068 115, 3 084 043, 2 907 674,

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3 001 888, 3 032 432 und 3 078 231 beschrieben sind.

Eine typische flüssige Entwicklerstoffmischung kann aus Toner, einem fixierenden thermoplastischen Kunstharz und einer Trägerflüssigkeit bestehenv-'S-eeignete Ausführungsformen derartiger Stoffe sind dem Fachmann bekannt. Beispielsweise kann ein typischer flüssiger Entwicklerstoff ca. 5 Teile Ruß mit einer Teilchengröße zwischen ca. 10 und 30 Millimikron und ca. 40 Teile Duraplex D^-6^rA, ein Alkydharz; von Röhm & Haas, enthalten, die in ca. 60 Teilen Xylol gemischt sind und deren Dispersion dann in ca. 1000 Teile Kerosin als Trägerflüssigkeit eingegeben wird. Bei der Flüssigkeitsentwicklung wird der Toner oft durch das Entwicklungsverfahren selbst in der Unterlage verschmolzen. Die Tonerteilchen können mit löslichen Plastiküberzügen hergestellt werden, die bei der Entwicklung klebrig werden und ein Festkleben und Anhaften des Toners an der Unterlage- sowie benachbarten Tonerschichten bewirken. Gemäß US-Patentschrift-3 311 490 können die normalerweise verwendeten Trägerflüssigkeiten einen geringen Anteil eines gelösten thermoplastesehen Stoffes enthalten, der auf das Bildblatt (beim direkten Verfahren axxf die Bildplatte) mit aufgebracht wird und eine adhäsive Verbindung der Tonerteilchen untereinander und an ihrer Unterlage bewirkt.

Bei der direkten Bilderz^rumin°" kann wahlweise ein besonderer Fixierschritt nach der Entwicklung durchgeführt werden, bei der Übertrafrunf-sbilderzeuiTunp; ist er jedoch ira allgemeinen erforderlich.

nie Fixierung kann durch Hi tr: ever Schmelzung erfolgen, wozu beispielsweise eine Fixiervorrichtung mit Y/iderstandsheirunn: gemäß US-Patentschrift 2 965 868, eine Infrarotheiznuelle gemäß US-Patentschrift 2 807 703 xmd 2 807 704, die Kombination von Hitze- und Ernckeinwirkung gemäß US-Patentschrift 2 990 278 und 3 291 466, die Kombination von Druck-

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und Lösungsdampfeinwirkung gemäß US-Pat ent schrift 2 995 oder die Lösungsdampf einwirkung allein gemäß US-Patentschrift 2 726 166 sowie Kombinationen dieser Verfahren angewendet werden können.

Bei der Durchführung des erfindungs gemäß en Verfahrens wird ein fixiertes elektrofotografisch.es Bild gegen einen Bildträger gelegt, dann wird das Tonerbild in klebenden Zustand versetzt, wonach der Bildträger und die Unterlage des fixierten Bildes zur Übertragung von Toner auf dem Bildträger wie- ψ der voneinander getrennt werden.

Jedes geeignete Verfahren zur Erzielung eines klebenden Zustandes des fixierten elektrofotografischen Bildes kann" angewendet werden, beispielsweise die Wärmeeinwirkung, die ' Lösungsmitteleinwirkung, die Lösungsdampfeinwirkung oder Kombinationen dieser Verfahren.

Die Wärmeeinwirkung beispielsweise durch erhitzte Rollen-.wird vorzugsweise zur Versetzung des Tonerbildes in d^n klebenden Zustand angewendet, da sie einfach durchzuführen ist und eine ausgezeichnete Erzeugung von Übertragungsbildern ermöglicht. Die meisten Tonerarten können im Tempe-" raturbereich zwischen ca. 65°0 und ca. 149°C einen klebenden Zustand annehmen. Eine optimale Art der Wärmeeinwirkung ist bei Verwendung eines durchsichtigen Übertragun^sbildträgers die Infrarotbestrahlung des fixierten Tonerbildes während der Berührung des Bildträgers und der Bildunterlage. Die Infrarotstrahlung gelangt von der Strahlungsquelle durch den durchsichtigen Übertragungsbildträger auf das elektrofotografische Bild. Eine vorzugsweise verwendete Vorrichtung zur Infrarotbestrahlung ist in Beispiel IV beschrieben. Diese Art der Erhitzung ist deshalb optimal, weil keine Anheizzeit erforderlich ist, die Möglichkeit - der Übertragung von Papierfasern bei Verwendung einer normalen Papierunterlage gering ist, und die Infrarotheizimg

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eine Neigung zur selektiven Erhitzung des Toners stärker als des Papiers zeigt. Dadurch werden die für infrarote Strahlung weniger absorptionsfähigen und reflexionsfähigeren Teile des Papiers weniger stark erhitzt als die absorptionsfähigeren Bereiche des TonerMldes. Ferner können unerwünschte Hintergrundtönungen des xerografisehen Bildes nicht übertragen werden, da sich diese Bereiche nicht so stark erwärmen und klebrig werden wie die größeren und dichter getönten Tonerbildbereiche.

Das Abziehen des ÜbertragungsMldträgers vom elektrofotografischen Bildträger soll vorzugsweise nach Abkühlung der Anordnung auf Zimmertemperatur zwischen ca. 10⁰C und ca. 30⁰C erfolgen, um eine maximale und qualitativ beste Übertragung des Toners von der Kopie auf den Übertragungsbildträger zu erhalten. ' .

Als Träger für das fixierte Tonerbild dient normalerweise Feinpapier, für das die Erfindung außergewöhnlich gut arbeitet. Es können jedoch auch andere Papierarten, Film, Kunststoffe, Tuche sowie andere bekannte blatt- oder bandförmige Stoffe verwendet werden. Es ist insbesondere überraschen, daß eine relativ absorptionsfähige Unterlage wie Feinpapier bei der Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens ausreichend viel Toner aus ihrem Tonerbild abgibt, um Bilder guter Qualität auf dem Übertragungsbildträger zu erzeugen.

Dieser Bildträger kann aus jedem geeigneten elektrisch leitfähigen oder nichtleitenden Stoff bestehen, beispielsweise aus Metall, Papier, Kunststoffen oder anderen geeigneten Bildunterlagenstoffen. Vorzugsweise besteht er aus einem durchsichtigen Stoff, damit die Infrarotbestrahlung angewendet werden kann und das erhaltene Umkehrbild direkt als ein positives Durchsichtbild zur Projektion verwendet werden kann. Polystyrol, Copolymere von Styrol und Acrylharze

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sind vorzugsweise verwendete transparente, nichtfaserige polymere Stoffe, die entweder als Schicht auf einer anderen Schicht aufgebracht sind oder den gesamten Bildträger selbst bilden, da sie die Erzeugung eines zufriedenstellend dicht getönten (Dichte von ca. O>8 und mehr) Bildes starken Kontrastes und guter Qualität ermöglichen. Dies liegt an ihrer Fähigkeit, einen relativ großen Anteil des Toners von einem in den klebenden Zustand versetzten fixierten Tonerbild abzuziehen. Es kann jedoch auch jeder geeignete andere durchsichtige Stoff in Blatt- oder Bandform oder als Schicht auf

^ anderen Schichten verwendet werden. Typische derartige filmbildende polymere Stoffe sind beispielsweise die in Blättern von ca. 0,1 mm Stärke unter der Bezeichnung Rowlox von Rowland Products, Inc., Kensington, Connecticut, erhältlichen thermoplastischen Polysulfone, Polyäthylenterephthalat-Polyester, erhältlich unter der Bezeichnung Mylar von DuPont in verschiedenen Stärken, sowie andere filmbildende polymere Stoffe wie weitere Polyester, Polycarbonate, Zellophan, Polychlortrifluoräthylen-Copolymere, Zelluloseacetat, Polyvinylbutyral, Polyäthylen, Zellulosenitrat, Epoxyharze, Phenole, Phenolformaldehyd, Silicone, Urethane, Harnstoff-Formaldehyde, ÄthylζelIuIöse, Zellulosetriacetat, Zelluloseacetatbutyrat, Polyurethan-Elastomer,

) Polypropylen, Polyvinylfluorid, Vinylchloridacetat-Copolymere, Vinylidenchlorid-Vinylchlorid-Copolymer, Copolymere von Hexafluorpropylen und Polytetrafluoräthylen, Polyvinylchlorid, Polyvinylalkohol, Polyvinylidinfluorid, Copolymere von Chlortrifluoräthylen und Vinylidinfluorid sowie andere polymere Stoffe und durchsichtige Papierarten wie 100 <?o Hadern-Übertragungspapier in Blatt- und Rollenform, erhältlich unter der Bezeichnung 266 von der Plastic Coating Corp., oder dünnes, durchsichtiges Holzfaserpapier.

Die folgenden Beispiele dienen der weiteren speziellen Erläuterung des erfindungsgemäßen Verfahrens unter Verwendung eines fixierten elektrofotografischen Tonerbildes als

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Mutterplatte. Anteile und Prozentwerte beziehen sich auf das Gewicht, falls nicht anders angegeben. Die folgenden Beispiele stellen einige vorzugsweise Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Verfahrens dar..

BEISPIEL I

Ein fixiertes elektrofotografisches Tonerbild wird auf normalem Feinpapier in einer Kopiermaschine Xerox 720 hergestellt, wozu Kaskadierungsentwickler Xerox 914 mit Toner verwendet wird.

Eine 0,08 mm starke Mylarfolie wird auf das Tonerbild aufgelegt, und beide Blätter werden zusammen durch zwei auf ca. 100⁰C erhitzte Rollen geführt, die einen Durchmesser von ca. 7»5 cm haben und auf die eine Kraft von ca. 2,15 kg pro cm Rollenlänge wirkt. Der Durchgang durch die Rollen erfolgt mit einer Geschwindigkeit von ca. 2,5 cm/sec.

Danach werden die Mylarfolie und die Papierunterlage voneinander abgezogen, wodurch sich ein durchsichtiges Duplikatbild ergibt, das als Diapositiv zur Projektion verwendet werden kann. Es entspricht dem mit dem Kopiergerät 720 hergestellten fixierten Tonerbild.

Der Kontrast des Übertragun^sbildes auf der M^larfolie zeigt praktisch keine Verschlechterung gegenüber dem Kontrast des fixierten elektrofotografischen Tonerbildes, und die Gitterdichte der Tonerbereiche beträft ca. 0,8, ein kommerziell verwendbarer Y/ert.

BEISPIEL II

Beispiel I wird wiederholt mit dem Unterschied, daß als Übertrapungsbildträger ein Blatt normales Peinpapier verwendet wird und ein Negativbild mit einer Reflexionsdichte von ca. 0,8 erhalten wird.

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BEISHEL III

Beispiel II wird wiederholt mit dem Unterschied, daß die Rollen bei Zimmertemperatur zwischen ca. 1O⁰C und 30⁰C betrieben werden und der Übertragungsbildträger mit Trichlorethylen imprägniert ist, das als Lösungsmittel für den fixierten Toner wirkt.

BEISPIEL IV

Ein fixiertes elektrofotografisches Originalbild wird auf normalem Feinpapier in einem Xerox 914-Kopiergerät unter Verwendung des normalen Xerox 914-Kaskadierungsentwicklers W hergestellt.

Das elektrofotografische Originalbild wird auf eine durchsichtige Polystyrolfolie von ca. 0,13 mm Stärke aufgelegt, und diese Anordnunr vr'.rd durch zwei Rollen hindurchgeführt. Die an dem Polystyrol anliegende Rolle ist ein Glaszylinder von ca. 4j5 cm Durchmesser mit einer länglichen Infrarotlampe der North Auerican Phillips Co. von ca. 1350 Watt bei 115 Volt, die über die gesamte Länge des Zylinders verläuft und ungefähr der Breite der beiden Bildträger entspricht. Ihr Glühfaden hat einen Abstand von ca. 12,5 mm von der Polystyrolfolie und ist auf der anderen Seite mit einem vergoldeten Reflektor versehen. Die an der Rückseite des Papiers anliegende Rolle hat einen Durchmesser von ca. 5,7 cm und ist eine Gummirolle. Kommerziell erhältliche Vorrichtungen dieser Art sind der A. B. Dick 201 Master Transparency Maker und eine ähnliche Rollenvorrichtung der Commodore Dry Copy Inc. Die Bildträgeranordnung wird mit einer Geschwindigkeit von ca. 5 cm/sec durch die Rollen geführt, und die Polystyrolfolie wird dann abgezogen, wobei sich auf ihr ein durchsichtiges Duplikat besserer Qualität als das elektrofotografische Originalbild ergibt. Überraschenderweise zeigt sich, daß ein vorherrschender Anteil des Tonerbildes auf das Polystyrol übertragen ist, und zwar mit starkem Kontrast und einer hohen Tönungsdichte von ca. 0,8. Wie bereits ausgeführt wurdp,

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wird diese Art der Erhitzung vorzugsweise durchgeführt und ist auch günstiger als die der beiden erhitzten Rollen aus Beispiel I.

Zum Vergleich werden Mylarfolien, unter der Bezeichnung Rowlox von Rowland Products Inc., Kensington, Connecticut erhältliche Polysulfonfolien und Zelluloseacetatfolien in derselben Weise mit einem Bild versehen wie die Polystyrolfolien, wobei sich Übertragungsbilder ergeben, die zwar nicht ganz die Qualität des Bildes auf der Polystyrol folie haben, was auf die geringere Benetzung der Oberfläche dieser Kunststoffe durch den Toner bei den durch die Infrarotlampe und die Rollen erzeugten Temperaturen zurückgeführt wird. Eine stärkere Klebewirkung bei höheren Temperaturen erhöht die Benetzbarkeit und ergibt eine bessere Tonerübertragung auch bei diesen Kunststoffen.

Obwohl spezielle Bestandteile und Stoffmengen in der vorstehenden Beschreibung vorzugsweiser Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Verfahrens genannt wurden, können auch .andere geeignete Stoffe, wie sie weiter oben aufgeführt sind, mit ähnlichen Ergebnissen verwendet werden. Femer können Zusatzstoffe vorgesehen sein und Änderungen 'TrtroTfύη v/erden, die eine synergetische, verbessernde oder arrlerweltig günstige Auswirkung auf die Eigenschaften der ,Erfindung zeigen. Beispielsweise können feste, teilchenförmige Schmierstoffe beigegeben sein und einen Anteil der Tonerarten bilden, um-deren Strömungseigenschaften zu beeinflussen, wie es beispielsweise in der Paitentanmolfhui" P 1.5 22 708 beschrieben ist. Auch können verschiedene Weichmacher, Zusatzstoffe, Färbungsmittel und die Feuchtigkeit sowie andere Eigens'chaften abweisende Mittel zu den nichtfaserigen polymeren Kunststoffen der Übertragung MLd träger hinzugefügt werden, falls dies erwünscht is fc.

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Durch geeignete Auswahl der Stoffe können insbesondere der iibertragungsbildträger und der Toner zur Herstellung lithographischer Druckplatten für die Vervielfältigung geeignet sein. Durch Auswahl einer hydrophilen Unterlage beispielsweise aus vielen der oben .genannten filmbildenden Stoffe und eines hydrophoben Toners - die meisten Tonerarten sind hydrophob - kann das Tonerbild auf dem Übertragungsbildträger bei Benetzung mit lithographischen Druckfarben als lithographische Platte verwendet v/erden. Jede geeignete Benetzungs- oder Quellösung und lithographische Druckfarbe, * wie z,B. die in der Patentanmeldung P 17 72 302.3 beschriebenen, kann bei der Verwendung der erfindungsgemäß hergestellten Übertragungsbilder als lithographische Platte eingesetzt werden.

Ferner kann eine Klebrigmachung durch Lösungsmitteldämpfe mit einer Anclruckrollenvorru chtung durchgeführt werden, wenn der Lösungsmitteldampf v/ahlweise mit Druckeinwirkung auf die Rückseite der elektrofotografischen Kopie durch eine poröse Rolle aufgebracht wird.

Zahlreiche weitere Ausführungsformen der Erfindung sind dem Fachmann nach Kenntnis der vorstehenden Beschreibung F möglich. Diese v/erden insgesamt durch den G-rundgedanken der Erfindung umfaßt.

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Claims (15)

Pa t eiitaasTiriicbe

1. Verfahren zur Bilderzeugung mit einer Vorlsge in Form eines fixierten eloyrtrofotografipohen Tonerbildes, dadurch rcek einzeichnet, dai? ein Bildträger mit den abzubildenden Teilen eines auf seiner Unterlage fixierten elektrofotografischen Tonerbild en in Berührunr gebracht wird, dai? das Tonerbild in klebenden Zustand versetzt wird und daß die Unterlage vom Bildträger abgezogen wird, wodurch sich auf diesem ein Tonerbild ergibt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der klebende Zustand durch Wärmeeinwirkung erzeugt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der klebende Zustand durch Lösungsdampfeinwirkung erzeiigt wird.

4. Verfahren nach Anbruch ?, dadurch gekennzeichnet, dal? ein durchsichtiger Bildträger verwendet wird, der zur Wärmeeinwirkung auf das Tonerbild mit infraroter Strahlung durchleuchtet wird.

b. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, da^R als Unterlage für das fixierte Tonerbild Peinpapier verwendet wird.

6. Verfahren nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dal? zumindest die Oberflächenschicht des Bildträgers aus Polystyrol, Copolymeren von Styrol, Acrylharzen oder Mischungen dieser Stoffe besteht.

7. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, da? die Wärmeeinwirkung erzeugt wird, indem der Bildträger susaⁱranen mit der an ihm anliegenden Tonerbildunter-

"wei Rollen Irin durchgeführt wird, von denen

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zumindest eine auf zumindest die Erweichungstemperatur des Toners erhitzt ist.

8. Verfahren nach Anspruch 7» dadurch gekennzeichnet, daß eine Erweichungstemperatur zwischen 65⁰C und 149⁰C j verwendet wird.

9. Verfahren nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch . gekennzeichnet, daß die Wärmeeinwirkung erzeugt wird, indem der Bildträger mit der an ihm anliegenden Tonerbildj unterlage zwischen zwei Rollen hindurchgeführt wird, von ' denen die am Bildträger anliegende ein für Infrarotstrah-" lung durchlässiger Zylinder ist, der eine längliche Infrarot strahlungsquelle enthält.

10· Verfahren nach Anspruch 9» dadurch gekennzeichnet, · daß der Bildträger und die Tonerbildunterlage vor dem Aus-' einander ziehen auf Zimmertemperatur abgekühlt werden.

11. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein wesentlicher Anteil des klebrig gemachten Tonerbildes auf den Bildträger übertragen wird.

12. Verfahren mach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Übertragene Anteil des Tonerbildes mindestens 50 Gew.-# beträgt.

13. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein fixiertes elektrofotografisches Tonerbild mit einer Fixierung zumindest der Klasse verwendet wird.

14. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein Bildträger mit einer hydrophilen Oberfläche und ein Tonerbild aus einem hydrophoben

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ORIGINAL INSPECTED

Stoff verwendet wird, das mit lithographischen Druckfarben "benetzt wird.

15. Verfahren zur Vervielfältigung eines nach Anspruch 14 hergestellten lithographischen Bildes, dadurch gekennzeichnet, daß auf die Oberfläche des Bildes eine lithographische Druckfarbe in einer dem Bild entsprechenden Verteilung aufgebracht wird, daß die Oberfläche zur Übertragung eines Druckes mit einem Kopieblatt in Berührung gebracht wird, und daß diese Schritte bis zur Herstellung einer vorgegebenen Anzahl Vervielfältigungen wiederholt werden.

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