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Vervielfältigungsverfahren und Vorrichtung zu dessen Durchführung
Bei den bekannten, speziell für die Verwendung in Büros entwickelten, elektrophotographischen
Kopiergeräten wird das Bild von der elektrophotographischen Schicht auf eine Unterlage
übertragen oder es wird auf der elektrophotographischen Schicht selbst fixiert.
Im ersten Falle wird dabei eine auf einem Träger befindliche Halbleiterschicht durch
eine Korona aufgeladen und anschliessend bildmässig belichtet. Danach wird ein Kunstharzpulver
aufgetragen und das so entstandene Tonerbild auf Papier ab gequetscht und fixiert.
Für jede anzufertigende Kopie oder Vervielfältigung ist es notwendig, alle diese
Verfahrensschritte in derselben Reihenfolge zu wiederholen. Daraus ergibt sich zwangsläufig,
dass die Arbeitsgeschwindigkeit verhältnismässig
gering ist. Auch
reicht die Bildqualität der Vervielfältigungen für hohe Ansprüche nicht aus.
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Im zweiten Falle, wo die Vorlage auf der elektrophotographischen Schicht
selbst fixiert werden soll, arbeitet man allgemein mit sog. Zinkoxid-Papieren, d.
h. mit Spezialpapieren, die wegen der Kosten eine Verwendung des Verfahrens für
höhere Auflagen praktisch ausschliessen.
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Es sind auch schon Vervielfältigungsmaschinen bekannt, bei denen ein
elektrostatisches Kopiergerät mit einer Offsetmaschine oder mit einem direkt druckenden
Vervielfältiger kombiniert ist. Bei diesen Maschinen wird im Kopiergerät das zu
vervielfältigende Bild von einer Vorlage auf eine Zinkoxid-Folie, die zuvor elektrisch
aufgeladen wurde, durch Belichtung, Entwicklung und Fixierung über tragen. Danach
wird die Zinkoxid-Folie hydrophylisiert und auf einer Druckwalze der betreffenden
Offsetmaschine oder direkt druckenden Maschine befestigt, eingefärbt und in bekannter
Weise zum Drucken verwendet. Der Hauptnachteil dieser Maschinen besteht darin, dass
sie sehr teuer sind und räumlich sehr grosse Abmessungen haben.
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Ausserdem sind sie sehr storanfällig, haben keine grosse Druck leistung
und nur eine mässige Druckqualität. Hinzu kommt, dass sich solche Zinkoxid-Folien
nicht beliebig oft einfärben lassen, so dass die Auflage sehr begrenzt ist. Für
niedrige Auflagen bis beispielsweise 10 Kopien sind die Geräte unwirtschaftlich.
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Die der vorliegenden Erfindung zugrunde liegende Aufgabe besteht darin,
ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens zu schaffen,
die es errmöglichen, von jeder beliebigen Vorlage billig und schnell jede gewünschte
Anzahl von Kopien in der Qualität einer Flachdruckmaschine herzustellen, ohne dass
erst
ein besonderer Bild- bzw. Druckträger, d. h. eine Platte oder
Matrize, hergestellt werden muss.
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Das erfindungsgemässe Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, dass auf
einem mehrschichtigen Bild-Druckzylinder mit mindestens einer hydrophylisierbaren
oder farbabstossenden äusseren Haut aus hochisolierendem Material, einer photoelektrischen
Schicht und einer leitfähigen Schicht ein bilddifferenziertes elektrostatisches
Feld auf der Oberfläche durch Einspiegelung der Vorlage erzeugt, durch Entwicklung
sichtbar und farbannehmend gemacht, fixiert und danach von einem Farbwerk wiederholt
zum Druck eingefärbt und nach der Erstellung der gewünschten Anzahl von Vervielfältigungen
gelöscht wird.
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Dieses erfindungsgemässe Vervielfältigungsverfahren ist in der Lage,
alle bisherigen bekannten Vervielfältigungsmethoden zu ersetzen bzw. in sich zu
vereinigen, und zwar vom Photokopiergerat für kleine Auflagen über den Matrizenvervielfältiger
bis zur Kleinoffsetmaschine für innerbetriebliche Drucksachenerstellung und für
hohe Auflagen. Abgesehen davon erlaubt es eine vollautomatische Arbeitsweise und
eine äusserst einfache Bedienung durch das Buropersonal.
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Die erfindungsgemässe Maschine oder Vorrichtung zur Durchführung des
Verfahrens ist gekennzeichnet durch einen Bild-Druckzylinder, der aus mindestens
drei Schichten besteht, nämlich einer hydrophylisierbaren oder farbabstossenden
äusseren Haut, einer photoleitfähigen Schicht und einer leitfähigen Schicht.
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Es ist mit einem solchen Bild-Druckzylinder nicht nur möglich, das
zu vervielfältigende Bild von der Vorlage direkt auf den Zylinder zu übertragen
und von diesem abzudrucken, sondern man kann das auf dem Bild-Druckzylinder fixierte
Druckbild praktisch beliebig oft
nach dem Prinzip des Flachdruckverfahrens
einfärben und abdrucken.
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Das Bild braucht nicht vor jedem Druckvorgang wieder neu erzeugt werden
und ist jederzeit löschbar. Eine derartige Maschine ist verhältnismässig einfach,
billig, praktisch für jedes Vervielfältigungsformat verwendbar. Bei Verwendung einer
geeigneten Optik zur Einspiegelung der Vorlage auf den Zylinder ist es möglich,
beim Aufnehmen des Druckbildes Vergrösserungen oder Verkleinerungen durchzuführen.
Es besteht selbstverständlich auch die Möglichkeit, das auf dem Bild-Druckzylinder
fixierte und eingefärbte Bild analog zum an sich bekannten Offsetverfahren über
eine Gummituchwalze abzudrucken.
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Es ist zu diesem Zweck in weiterer Ausbildung der Erfindung vorgesehen,
dass dem Bild-Druckzylinder eine Gegendruckwalze für den direkten Druck oder eine
Gummituchwalze für den indirekten Druck zugeordnet sind.
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Besitzt die äussere hydrophylisierte Haut eine ausreichende Transparenz,
so kann die Belichtung auch von aussen erfolgen.
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In weiterer Ausbildung der Erfindung besteht die äussere Haut des
Bild-Druckzylinders aus hochisolierenden Materialien, z. B. in Kunstharz eingebettet
es Keramikpulver. Quarz, oberflächlich hydrophylisiertes Epoxyharz oder spezielle
Glasarten.
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Bei Verwendung hochisolierender und farbabstossender M-aterialien,
wie z. B. Teflon, ist auch Trocken-Flachdruck möglich. Eine Hydrophylisierung der
äusseren Haut entfällt dadurch.
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Um an der Oberfläche eine höhere Feldstärke zu erreichen, ist es zweckmässig,
in die åusserè Haut des Zylinders ein Kristall mit
sehr hoher Dielektrizitätskonstante,
wie z. B. Bariumtitanat, einzubetten.
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Für die im Innern des Zylinders liegende photoleitende Schicht verwendet
man am besten in Kunstharz eingebettetes Cadmiumsulfid oder Selen, aber auch organische
Photoleiter, z. B. auf Basis des Polyvinylcarbazols, eignen sich hierfür.
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Als dritte, sog. leitfähige Schicht kann aufgedampftes Aluininium,
Auresin oder ein Metallsieb verwendet werden.
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Der erfindungsgemässe Bild-Druckzylinder kann auch aus mehreren schichtweise
angeordneten Glashäuten bestehen, denen durch Einbettung oder Zugabe von Zusatzmaterialien
die gewünschten Eigenschaften verliehen sind.
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Die Erzeugung der bilddifferenzierten Oberflächenladung kann auf folgende
Art erfolgen: a) Aufladung mit Hilfe einer Korona bei gleichzeitiger voller Lichteinwirkung,
entgegengesetzte Aufladung, Belichtung, direkte Entwicklung durch Toneranlagerung.
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b) Volle Lichteinwirkung im ganzen Belichtungsspalt bei Anwesenheit
eines hohen elektrischen Feldes ( Gegenelektrode )> bilddifferenzierte Belichtung,
direkte Entwicklung.
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c) Bilddifferenzierte Belichtung bei Anwesenheit eines hohen elektrischen
Feldes ( Gegenelektrode ), IFmikehrentwicklung Weitere Einzelheiten der Erfindung
ergeben sich aus der Beschre@-bung einiger in der Z eici1nt.ng dargestellten Ausführungsbeispiele.
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Es zeigt : Fig. 1 schematisch einen Teilquerschnitt durch die Schichten
des Bild-Druckzylinders Fig. 2 schematisch den Ausbau einer Druckmaschine in Seitenansicht.
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Fig. 3 schematisch eine Einspiegelungsanordnung Fig. 4 schematisch
andere Ausführungsformen titer Druckmaschine.
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u. 5 Wie Fig 1 zeigt, besitzt der .Bild-Druckzylinder 5 mehrere Schichten
1, 2 und 3, und zwar eine äussere Haut 1> die aus hochisolierendem Material besteht.
das oberflächlich hydrophylisiert ist. Diese äussere Haut kann aus in Kunstharz
eingebettetem Keramikpulver, hochisolierendem Glas oder dgl bestehen Zweckmässigerweise
ist diesem Material ein Kristall mit sehr hoher Dielektrizitätskonstante beigegeben,
wie z. B Bariumtitanat. Die zweite Schicht ist eine photoelektrische Schicht aus
in Kunstharz eingebettetem Cadmiumsulfid, Selen oder organischen Photoleitern, z.
B auf der Basis des Polyvinylcarbazols.
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Von innen nach aussen gesehen befindet sich darunter eine transparente
Metallschicht 3. die auch als Sieb ausgebildet sein kann.
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Zur Stabilisierung dient eine dickere transparente Zylinderwand 4
aus Kristallglas oder aus Kunstharz Wie aus der Fig 3 zu erkennen ist, wird über
eine Optik (3 und Spiegel 7 und 8 das zu vervielfältigende Bild von innen eingespiegelt.
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Bei genügender Transparenz der äusseren Haut 1 ist es allerdings auch
möglich, die Einspiegelung des zu vervielfältigenden Bildes einer Vorlage 9, wie
z. B. in Fig. 5 gezeigt ist, von aussen vorzunehmen. -Fig. 2 zeigt das Aüsführungsbeispiel
einer derartigen Druckmaschine.
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Wie in Fig. 3 dargestellt, wird das zu vervielfältigende Bild in das
Innere des Zylinders 5 gespiegelt.
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Das bilddifferenzierte elektrostatische Feld kann nach Aufladung mit
einer Korona oder durch Verwendung einer Gegenelektrode 10 erzeugt werden. Durch
Toneranlagerung wird auf der äusseren Haut 1 des Zylinders 5 bei 11 eine Entwicklung
durchgeführt und das auf diese Weise sichtbar gewordene Bild anschliessend bei 12
fixiert. Nachdem auf diese Weise alle mit Toner versehenen Bildstellen farbführend,
d. h. feuchtigkeitsabstossend gemacht worden sind, bleibt der Rest der hydrophylisierten
äusseren Haut 1 benetzbar, d. h. wasserführend.
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Das zu vervielfältigende Bild befindet sich nun fixiert und druckfähig
auf dem Zylinder 5, so dass nunmehr alle photoelektrischen Funktionen abgeschaltet
werden können. Das Bild kann nun durch ein kombiniertes Farb-Wasserwerk 14 eingefärbt
und im Flachdruck auf das durch die Papierführung 15 in den Greifer 16 der Trommel
17 laufende Papier 18 übertragen werden, das nach dem Druckvorgang in der Ablage
19 gestapelt wird.
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Beim weiteren Rotieren des Bild-Druckzylinders 5 wird das Bild immer
wieder mit Farbe versehen und kann so mit hoher Druckgeschwindigkeit ( 9 000 pro
Stunde ) etwa- 20 000 mal vervielfältigt werden.
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Anschliessend reinigen die Werke 13 den Zylinder von Farbe und Tonerresten.
Hiernach steht der Bild-Druckzylinder wieder zur Aufnahme eines neuen Bildes bereit,
nachdem die photoelektrischen Funktionen wieder eingeschaltet sind. Man kann dann
ein neues Bild einspiegeln, entwickeln, fixieren, einfärben und drucken.
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Beim Aufbau der verwendungsgemässen Druckmaschine gemäss der Fig.
4 wird mit Hilfe bekannter Optiken oder Spiegel die Vorlage spiegelbildlich in den
Bild-Druckzylinder projiziert. Das auf die gleiche Weise wie im Ausführungsbeispiel
gem. Fig. 2 entwickelte, fixierte und mit Farbe versehene Bild wird positiv auf
dem Bild-Druckzylinder aufgebaut und zunächst auf einen GummitucEzylinder 20 und
von da mit Hilfe der Andruckrolle 21 auf das Papier vervielfältigt. In diesem Falle
ist der Greifer 16, der das Papier 18 von der Papierzuführung 15 aufnimmt, an dem
Gummituchzylinder 20 angeordnet. Nach jedem Druck wird der betreffende Papierbogen
wieder in die Ablage 19 gelegt.
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In dem in Fig. 5 dargestellten Ausführungsbeispiel besteht die äussere
Haut 1 des Bild-Druckzylinders 5 aus hochtransparentem Material, so dass die Einspiegelung
der Vorlage 9, wie bereits erwähnt, auf den Bild-Druckzylinder von aussen erfolgen
kann.
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Die Vorlage 19 wird hier mit Hilfe eines Schlittens über einen Spalt
22 geführt und mit Hilfe eines Spiegels 23 und einer Optik 24 spiegelbildlich auf
den Bild-Druckzylinder 5 übertragen. Die Laufgeschwindigkeit der Vorlage 9 bzw.
des Vorlageschlittens und die Umfangsgeschwindigkeit des Bild-Druckzylinders 9 sind
in üblicher Weise synchronisiert bzw. aufeinander abgestimmt.
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Die Drehrichtungen des Bild-Druckzylinders 5, der Trommel 17 bzw.
des Gummituchzylinders 20 und der Andruckwalze 21 sind jeweils durch Pfeile angedeutet.
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Beim Ausführungsbeispiel gem. Fig. 5 wird der Bild-Druckzylinder 5
zunächst mit Hilfe einer Korona 10 aufgeladen. Nun erfolgt der Aufbau des bilddifferenzierten
elektrostatischen Feldes aufgrund des eingespiegelten Bildes, danach die Entwicklung
durch
Toneranlagerung bei 11 und die. Fixierung bei 12, so dass die Einfärbung durch das
Farb-Wasserwerk 14 erfolgen und der Druck durch Zuführung der Papierbogen 18 in
die laufende Trommel 17 erfolgen kann.
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Die Leistung und die Qualität sowie die Auflagenhöhe entspricht etwa
der, wie sie vom Flachdruck her bekannt ist.