DE2714404A1

DE2714404A1 - Trockenkopierverfahren und vorrichtung zur durchfuehrung desselben

Info

Publication number: DE2714404A1
Application number: DE19772714404
Authority: DE
Inventors: Donald William Edwards; Emery John Gorondy
Original assignee: EI Du Pont de Nemours and Co
Current assignee: EIDP Inc
Priority date: 1976-03-31
Filing date: 1977-03-31
Publication date: 1977-10-06
Also published as: FR2346751A1; GB1577374A; NL7703525A; JPS52123244A; CA1107342A; IT1076260B; CH621422A5; FR2346751B1

Description

Patentanwälte Dr.-lng. V/alter Abitz

8Munchen8b.Pieruenauerstr.28 _

3 1. MRZ. 1977 DE O163A

E. I. DU PONT DE MEMOURS Afl_D_. COMPANY...

10th and Market Streets, Wilmington, Delaware 19898,

• V. St. A.

Trockenkopierverfahren und Vorrichtung zur Durchführung desselben

709840/1032

271U04

ζ.

DE O163A

Die Erfindung betrifft ein Trockendruckverfahren, bei welchem ein Magnetbild auf einem Abbildungselement hergestellt wird, worauf das Magnetbild mit ferromagnetischen Tonerteilchen versehen wird, die anschliessend elektrostatisch auf ein Substrat übertragen werden, das eine Ladung aufnehmen und fixieren kann.

Es sind bereits xerographische Druckverfahren wie auch mit Magnetteilchen arbeitende Druckverfahren bekannt. Bei einem xerographischen Verfahren wird eine elektrostatische Ladung auf einem photoleitenden Material, wie Selen, erzeugt und das photoleitende Material wird zwecks Abbildung belichtet, wobei die belichteten Bereiche ihre Ladung verlieren. Anschliessend wird ein mit Farbpigment versehenes, fein-verteil-

709840/1032

DE 0163A

•V 271A40A

tes,elektrisch geladenes Pulver aufgebracht, welches vom elektrostatischen Bild angezogen und gehalten wird. Das aufgeladene Tonerbild wird dann entweder mittels einer entgegengesetzt gerichteten elektrostatischen Ladung oder durch Druckeinwirkung auf das Kopierpapier übertragen.

Bei Magnetkopierverfahren wird ein Magnetbild hergestellt und ferromagnetische Teilchen werden auf diesem aufgebracht, welche an den magnetischen Bildbereichen haften bleiben. Die Teilchen werden dann entweder durch Druckeinwirkung oder magnetisch auf Kopierpapier übertragen. Bei Übertragung durch Druck entsteht am Abbildungselement eine nachteilige Abnützung und es kann ferner am Abbildungselement zum Aufbau eines Films kommen, welcher ein Verschmieren hervorruft.

Bei einer magnetischen Übertragung hat es sich als schwierig erwiesen, den Tonerübergang vorzunehmen, ohne das latente Magnetbild am Abbildungselement zu löschen.

Die vorliegende Erfindung betrifft die Herstellung eines latenten Magnetbilds, das Aufbringen eines nicht geladenen ferromagnetischen Toners auf das latente Magnetbild und die anschliessende Überführung des Toners auf elektrostatischem Wege auf ein Substrat, so dass die bei einer Übertragung durch Druckeinwirkung oder die bei einer magnetischen übertragung auftretenden Schwierigkeiten beseitigt werden. Unter einem nicht geladenen Toner wird dabei ein Toner verstanden, welcher nicht absichtlich durch beispielsweise eine Koronaentladung oder Reibungselektrizität aufgeladen wurde, der jedoch geringe Rexbungselektrizitätsladungen jeder Polarität enthalten kann.

In den Zeichnungen zeigen:

Fig. 1 eine schematische Seitenansicht eines Druckers, der bei der Durchführung des erfindungsgemässen Verfahrens verwendet wird,

709840/1032
- 2 -

DE-O163A

•f- 27 UAOA

Fig. 2 eine Seitenansicht eines mit einem magnetischen Druckkopf ausgestatteten Druckers zur Durchführung des erfindungsgemässen Verfahrens,

Fig. 3 eine Darstellung der Belichtung des magnetischen Abbildungselements durch Strahlungsenergie,

Fig. 4- eine Darstellung des latenten Magnetbilds,

Fig. 5 eine Darstellung des mit Toner versehenen Wagnetbildes, welches neben dem Kopierpapier liegt,

Fig. 6 eine Darstellung des Kopierpapiers, das mit dem übertragenen Bild versehen wurde, und

Fig. 7 eine Darstellung der fertigen Kopie mit dem geschmolzenem Bild.

Die Fig. 3 bis 7 zeigen schrittweise die Herstellung des latenten Magnetbilds, das Aufbringen des Toners auf dem latenten Magnetbild, die Überführung des Toners auf das Kopierpapier, und die Vereinigung des Toners durch Schmelzen mit dem Kopierpapier.

Eine aluminiumbeschichtete Polyesterfolie ist mit einer Schicht von periodisch magnetisierten Chromdioxidteilchen versehen, die in einem an der Folienoberfläche haftenden Bindemittel angebracht sind und die als Kopiereinrichtung ctienen . Die Anordnung wird gemäss Fig. 3 einer gleichförmigen Belichtung ausgesetzt. Wie aus Fig. 3 ersichtlich ist, verhindert der Druckauftrag an der Vorlage, dass die Lichtstrahlen die magnetisierten Chromdioxidteilchen erreichen, so dass diese im magnetisierten Zustand in dem unter dem Druckauftrag liegenden Bereichen bleiben. Andererseits verhindern jene Bereiche der zu kopierenden Vorlage, welche keinen Druckauftrag aufweisen, die Lichtstrahlen nicht daran, die magnetisierten Chromdioxidteilchen zu erreichen, so dass diese oberhalb ihres

709840/^032

DE-0163A

-J. 27UA0A

Curie-Punkts von etwa 116° C erhitzt und dabei entmagnetisiert werden. Auf diese Weise wird das in Fig. 4- dargestellte latente Magnetbild hergestellt. Ferromagnetische Tonerteilchen werden auf das latente Magnetbild aufgebracht, um ein entwickeltes Magnetbild zu erhalten. Kopierpapier wird gemäss Fig. 5 auf das Magnetbild gelegt. Anschliessend lädt eine Koronaentladevorrichtung die Rückseite des Papiers elektrostatisch auf. Bei Trennung des Papiers von der geerdeten Trommel wird eine elektrostatische Kraft erzeugt, die ausreicht, um die magnetische Anziehung zwischen den vorher nicht geladenen Tonerteilchen und dem latenten Magnetbild zu überwinden, so dass die Tonerteilchen gemäss Fig. 6 mit überraschend gutem Wirkungsgrad auf das Kopierpapier übertragen werden und dort haften. Die Erdung stellt eine Massnanme dar, um das Ansammeln elektrostatische Ladungen auf der Tromnieloberflache zu verhindern, was zu einer Störung des Druckverfahrens führen könnte. Die elektrostatische Übertragung beeinflusst das latente Magnetbild nicht, welches immer wieder verwendet werden kann. Die übertragenen Tonerteilchen werden dann gemäss Fig. 7 durch Wärme mit dem Kopierpapier verschmolzen.

Die Tonerteilchen bestehen vorzugsweise aus magnetischen Pigmentteilchen, die in einem Bindemittel eingekapselt sind. Im allgemeinen haben die Tonerteilchen eine durchsch Teilchengrösse zwischen 10 und 30 Mikron, wobei die bevorzugte Teilchengrösse zwischen 15 und 20 Mikron liegt. Kugelförmige Teilchen, wie sie durch Sprühtrocknen erhalten werden, sind wegen ihres überlegenen Fliessverhaltens bevorzugt, welches noch durch die Zugabe geringer Mengen eines Fliessmittels, wie beispielsweise Siliciumdioxid (fumed silica) erhöht werden kann. Eine weitere Beschreibung der Herstellung der Tonerteilchen ist aus der US-PS 3 627 682 ersichtlich. Bei Verwendung der beschriebenen Vorrichtung sollen die Tonerteilchen eine niedrige elektrische Leitfähigkeit haben. Falls die Teilchen eine hohe Leitfähigkeit haben, gelangen sie zwischen der Trommel und dem Papier hin und her und verursachen ein un-

709840/1032

DE-O163A

'4* 27U404

scharfes Bild und einen niedrigen Übertragungswirkungsgrad. Im allgemeinen ist die elektrische Leitfähigkeit des pulverförtnigen Toners kleiner als 0,95 x 10" Siemens/cm (1 χ 10" ^ mho/ctn). Der ferromagnetische Anteil kann aus harten Magnetteilchen oder aus einem binären Gemisch harter und weicher Magnetteilchen bestehen. Die magnetisch weichen Teilchen können aus Eisen oder einem anderen Material hoher Permeabilität und geringer Remanenz, wie beispielsweise gewissen Ferriten, etwa (Zn, Mn) Fe~0^ oder Permalloy-Legierungen bestehen. Die magnetisch harten Teilchen können aus Eisenoxid, vorzugsweise Fe^O^,, y-FepO,, anderen Ferriten, beispielsweise BaFe^2°igi Chi-Eisencarbid, Chromdioxid oder Legierungen aus Fe,0^ mit Nickel ober Kobalt bestehen. Eine magnetisch harte Substanz hat eine hohe Induktions-Koerzitivkraft, die im allgemeinen zwischen etwa 40 und etwa 40 000 Oerstedt liegt sowie eine hohe Remanenz (20 % oder mehr der Sättigungsmagnetisierung) bei Entfernung aus dem Magnetfeld. Solche Stoffe haben eine niedrige Permeabilität und benötigen für eine magnetische Sättigung starke Felder. Eine magnetisch weiche Substanz hat eine niedrige Koerzitivkraft, beispielsweise ein Oerstedt oder weniger, eine hohe Permeabilität, welche eine Sättigung mit einem schwachen angelegten Feld ermöglicht und eine Remanenz, die geringer ist als 5 % der Sättigungsmagnetisierung. Ein besonders bevorzugter Toner hat eine Durchschnittsteilchengrösse von 20 Mikron und enthält 40 Gew.% eines thermoplastischen Bindemittels, 30 Gew.% Fe,0^ (Magnetit) und 30 Gew.% Weicheisen (Carbonyleisen).

Gemäss Fig. 1 wird die zu kopierende Vorlage auf die Ablage

11 aufgebracht und gegen den Eingang 12 gepresst. Das Kopiergerät wird anschliessend in Betrieb gesetzt, um den Einlass

12 anzuheben und die untere Förderwalze 13 in Berührung mit der Vorlage zu bringen. Die Förderwalze 13 bringt die Vorlage in den Walzenspalt zwischen einem endlosen Förderband 14 und einer Trommel 15· Das endlose Förderband 14 besteht aus einer transparenten Folie, beispielsweise aus Polyäthylenterephthalat nit einer Dicke von etwa 0,051 bis 0,178 mm (2-7 mils). Walzen 16, 17 und 18 dienen zum Antrieb und zur Führung:

709840/1032

— 5 —

DE-0163A

*/m. 27UA0A

dea endlosen Förderers 14. Die Oberfläche der Trommel 15 besteht vorzugsweise aus einer Polyäthylenterephthalatfolie mit einer Stärke von etwa 0,127 mm (5 mils). Die konvexe Oberfläche dieser Folie ist mit einer leitenden Schicht versehen, beispielsweise mit einer Aluminiumschicht, welche einen Oberflächenwiderstand von 1 bis 1000 Ohm je Flächeneinheit aufweist. Die Aluminiumschicht ist geerded. Der leitende Träger kann ferner auch aus einem Kunststoff, beispielsweise aus einer Polyoxymethylenhülse bestehen, die mit Aluminium, Nickel, Kupfer oder einem anderen leitenden Metall beschichtet ist. Der Träger kann ferner aus dem leitenden Material selbst gefertigt sein. Die Aluminiumoberfläche ist mit einer ferromagnetischen Lage beschichtet, beispielsweise mit nadeiförmigen Chromdioxid in einem Alkydbindemittel oder einem anderen geeigneten Material. Im allgemeinen hat die Schicht aus nadeiförmigen Chromdioxid eine Stärke zwischen 0,001 und 0,012 mm und enthält zwischen 40 und 85 Gew.% nadeiförmiges Chromdioxid und zwischen 15 und 60 Gew.% eines Alkydbindemittels oder eines anderen Harzbindemitteüs. Das nadeiförmige Chroiadioxid kann gemäss der US-PS 2 956 955 hergestellt werden. Jedoch werden die bevorzugten nadeiförmigen Chromdioxidteilchen gemäss den Verfahren der US-PSen 2 923 683 und 3 512 930 erhalten. Das in diesen Patentschriften beschriebene Chromdioxid, besteht im wesentlichen aus gleichförmigen kleinen nadeiförmigen Teilchen, deren durchschnittliche Länge kleiner als 1 u. ist, wobei das Längen-Seitenverhältnis grosser als 6:1 ist. Diese Oxide enthalten zwischen 58,9 bis 61,9 % Chrom und haben ein Röntgenbeugungsmuster, welches in seiner Gesamtheit einer tetragonalen Struktur mit Zellenkonstanten a^ = 4,41 + 0,010A und C_n » 2,90 + 0,1OA entspricht. Die Schicht aus nadelförmigern Chromoxid soll einen Widerstand zwischen etwa 1 χ 10~ und 1 χ 1O⁺" Ohm/cm aufweisen, wodurch gewährleistet wird, dass jede auf der Schicht aufgebrachte elektrostatische Ladung in weniger als 1 Millisekunde abfliesst. Die Beschichtung des leitenden Trägers kann auf unterschiedliche Weise erfolgen, beispielsweise durch Auftragen einer Aufschlämmung aus CrO₂ und Harz in Tetrahydrofurancyclohexanon auf einer Bahn aus

709840/1032
- 6 -

DE-O163A

aluminiumbeschichteten Polyäthylenterephthalat oder durch Sprühbeschichtung auf einer leitenden Metallhülse. Vorzugsweise wird das CrOp durch Hindurchführen des nassen,beschichteten ,leitenden Trägers zwischen die Polstücke zweier Stabmagnete orientiert, die näherungsweise eine mittlere Feldstärke von 15OO Gauss haben, wobei die Stabmagnete fluchtend miteinander ausgerichtet sind und die gleichen Polstücke einander gegenüberliegen. Die magnetischen Flusslinien orientieren das nadeiförmige CrO₂ in der gleichen Richtung. Ein Verhältnis von magnetischer Eemanenz zu magnetischer Sättigung (Br/Bs) bis zu 0,80 wurde durch dieses Verfahren bei einer Induktionskoerzitivkraft (iHc) von 510 bis 550 Oerstedt erreicht.

Die Trommel 15 dreht sich im Gegenzeigersinn. Die ferromagnetische Beschichtung auf der Trommel wird durch die Vormagnetisierungseinrichtung 19 magnetisiert, welche ein periodisches Muster aufzeichnet. Dabei ergibt sich ein Arbeitsbereich zwischen 12 und 40 magnetischen Umkehrungen je mm auf der magnetisierbaren Oberfläche und vorzugsweise zwischen etwai6 und 2k magnetischen. Umkehrungen. Die Technik der Abrollmagnetisierung kann zur Strukturierung der Cr02-0berfläche verwendet werden, wobei ein Werkstoff hoher Permeabilität, wie beispielsweise Nickel, dessen Oberfläche mit der gewünschten Nutenweite versehen worden ist, in Anlage mit der gieichstrommagnetisierten CrOp-Fläche gebracht wird. Ein Dauermagnet oder ein Elektromagnet wird auf der Rückseite des hochpermeablen Materials angebracht. Wenn das mit Nuten versehene hochpermeable Material in Berührung mit der CrO2~Fläche gelangt, so konzentriert das Nickel die magnetischen Flusslinien an den Kontaktstellen, wodurch eine Magnetisierung der CrO2-Beschichtung erhalten wird. Die (M^-Oberfläche kann ferner durch Thermoremanenz strukturiert werden, indem die kontinuierlich beschichtete Cr02-0berfläche auf die Oberseite einer magnetischen Abbildung des gewünschten periodischen Musters gebracht wird. Eine äussere Energiequelle heizt anschliessend die CrOp-Oberfläche bis oberhalb der Curie-Temperatur auf. Beim Abkühlen der Oberfläche unter die Curie-Temperatur wird die Oberfläche durch das periodische Magnet-

709840/1032

DE-O16A

-13- 271U04

signal der magnetischen Abbildung thermoremanent magnetisiert. Es genügen bereits 20 Oerstedt, um das CrOg in dieser Weise zu strukturieren, während über 200 Oerstedt erforderlich sind, um bei Raumtemperatur im CrO₂ eine feststellbare Magnetisierung zu erhalten. Ferner kann ein abtastender Laserstrahl zur Strukturierung einer gleichförmig magnetisierten Cr0₂-0berfläche verwendet werden.

Gemäss einer Alternative kann eine mittels Nuten strukturierte Folie, die nadeiförmiges Chromdioxid enthalten, für die Oberfläche der Trommel 15 verwendet werden, in welchem Falle ein einfacher Gleichstrommagnet als Vormagnetisierungseinrichtung 19 verwendet werden kann. Im allgemeinen werden zwischen bis 300 Nuten je 2,5 cm Trommelerstreckung verwendet, wobei 400 bis 600 magnetische Umkehrungen je 2,5 cm erhalten werden. Dabei wird die magnetisierte Trommeloberfläche in Berührung mit der Vorlage an der Belichtungsstation 20 vorbeigeführt. Die Beiichtungsstation besteht aus einer Lampe 21 und einem Reflektor 22. Als Lampe eignet sich eine Xenon-Blitzlichtlampe, die eine Farbtemperatur entsprechend 6000° C hat. Die Oberfläche der Trommel 15 wird schrittweise belichtet, bis die gesamte Vorlage als latentes magnetisches Bild auf der Oberfläche der Trommel 15 aufgezeichnet ist. Das verwendete Chromdioxid hat eine Curie-Temperatur von etwa 116° C. Der Aufdruck der zu kopierenden Vorlage erzeugt in den Bereichen des Chromdioxids, über welchen der Aufdruck während der Belichtung liegt, eine Abschirmung, so dass diese Bereiche die Curie-Temperatur nicht erreichen. Deshalb hat die Trommeloberfläche nach der Belichtung magnetisierte Chromdioxidbereiche, die den bedruckten Bereichen der Vorlage entsprechen.

Nach der Belichtung fällt die kopierte Vorlage in das Fach

Die bildmässig magnetisierte Trommel 15 wird an einer Tonerauftragvorrichtung vorbei gedreht. Die Tonerauftragvorrichtung enthält einen Trog 24, welcher mit einer schnell umlaufenden Walze 25 und einem Stab 26 versehen ist. Der Toner wird durch

70 9 8 407 Ϋ(Π2

DE-0163A

·*. 27U40A

ein feines Pulver aus magnetischem Werkstoff gebildet, beispielsweise aus Eisenoxid, welches in einem thermoplastischen Harz mit einem verhältnismässig niedrigen Erweichungspunkt zwischen 75° C und 120° C eingekapselt ist. Der Toner hat im allgemeinen eine durchschnittliche Teilchengrösse zwischen 10 und 30 Mikron. Eine Saugvorrichtung 31 dient dazu, jegliche Toner-teilchen zu entfernen, die unbeabsichtigerweise auf den entmagnetisierten Chromdioxidbereichen der Oberfläche der Trommel 15 haften blieben.

Das Papier 32, auf dem die Kopie hergestellt werden soll, wird von einer Vorratsrolle 33 über leerlaufende Rollen 34, 35 und 36 den Förderrollen 37 und 38 zugeführt. Gegebenenfalls können andere Substrate, beispielsweise Gewebe und Folien, anstelle von Papier verwendet werden. Eine Gegenwalze 39 arbeitet mit einer mit Schneidkanten 41 ausgestatteten Walze 40 zusammen. Die Walzen 39 und 40 werden durch eine nicht dargestellte Vorrichtung betätigt, um das Papier 32 auf eine der zu kopierenden Vorlage entsprechende Länge abzuschneiden. Das Papier wird anschliessend durch die Förderrollen 42 und 43 in Anlage mit der Oberfläche der Trommel 15 gebracht. Das an der Trommelfläche anliegende Papier 32 wird an einer Koronaentladevorrichtung 44 vorbeigeführt, die vorzugsweise als eine als Corotron bekannte Vorrichtung ausgebildet ist und einen Koronadraht aufweist, welcher etwa im Abstand von 17,5 mm zum Papier liegt,sowie eine metallische Abschirmung, die etwa 75> % des Koronadrahts umgibt und eine öffnung von etwa 90° um den Draht freilässt, welche dem Papier zugewandt ist. Die metallische Abschirmung wird auf Erdpotential gehalten. Der Koronadraht hat im allgemeinen einen Durchmesser zwischen 0,025 und 0,25 mm und wird auf 3000 bis 10 000 Volt gehalten. Der Draht kann entweder ein negatives oder ein positives Potential haben, wobei das negative Potential bevorzugt wird. Das Corotron 44 lädt elektrostatisch die Rückseite des Papiers 32 auf. Dadurch wird das Papier geringfügig gegen die Trommel gelegt und bei Trennung des Papiers von der Trommel erfolgt entsprechend der Vorlage ein Übergang von Tonerteilchen auf

DE-016 3A

'** 27UA0A

das Papier 32. In jenem Bereich, in welchem sich das Papier von der Oberfläche der Trommel 15 unter Einwirkung eines endlosen Vakuumbands 50 löst, bleiben die Tonerteilchen bildmässig mit dem Papier 32 verbunden. Es wurde gefunden, dass das Corotron 44 zur Erzielung des günstigsten Ergebnisses über dem Bogenbereich des engen Kontakts zwischen dem Papier und der Trommel liegen sollte. Hat das Corotron 44 eine andere Lage oder sind Kräfte vorhanden, welche das Papier 32 an der Ausbildung eines engen bogenförmigen Kontaktes hindern, so wird das erhaltene Bild verschwommen. Zwischen dem Papier und der Oberfläche der Trommel 15 besteht nur ein geringer Andruck, welcher lediglich ausreicht, um diese beiden Teile zusammen zu halten. Der Druck zwischen dem Papier 32 und der Trommel 15 wird im wesentlichen vollständig durch die elektrostatische Anziehung erzeugt, welche durch die Koronaentladevorrichtung 44 geliefert wird. Nichtsdestoweniger ist der Wirkungsgrad der Übertragung überraschend hoch und nähert sich bei Tonern mit nicht klebriger Oberfläche und niedriger Leitfähigkeit 100 %. Das Papier 32 wird anschliessend von der Oberfläche der Trommel 15 durch die Wirkung des endlosen Vakuumbands 50 im Zusammenwirken mit einem Kissen 45 entfernt, welches das Papier gegen die Oberfläche des endlosen Vakuumbands 50 drückt, das durch Rollen 51 und 52 angetrieben wird. Das endlose Vakuumband 50 führt das Papier 32 an Infrarotlampen 53> 54 und 55 vorbei, welche das zur Einkapselung des magnetischen Materials im Toner verwendete thermoplastische Harz erhitzen, so dass die Tonerteilchen schmelzen und sich mit dem Papier 32 verbinden. Das mit dem übertragenen Bild versehene Papier 32 wird anschliessend in den Trichter 56 abgegeben.

Werden Mehrfachkopien der gleichen Vorlage gewünscht, so wird eine nicht dargestellte Steuerung derart betätigt, dass die Trommel 15 kontinuierlich umläuft, ohne die Entmagnetisierungsvorrichtung 60, die Saugvorrichtung 61, die Magnetisiervorrichtung 19 oder die Lampe 21 einzuschalten, da die elektrostatische übertragung der Tonerteilchen den magnetischen Zu-

709840/1032
- 10 -

DE-016 3 A

" 41. 27H40A

stand in der Chromdioxidschicht auf der Fläche der Trommel nicht beeinträchtigt. Viele Kopien können auf Grund einer einzigen Belichtung bei einer Vorschubgeschwindigkeit bis zu 91,5 ω pro Minute hergestellt werden. Zu Demonstrationszwecken wurden mehr als 10 0OQ Kopien von einem einzigen Magnetbild hergestellt.

Nicht übertragene Tonerteilchen können in der Ubertragungszone neben der Koronaentladevorrichtung 44 selbst elektrostatisch aufgeladen werden. Anschliessend nehmen diese Teilchen andere Teilchen elektrostatisch auf und übertragen diese schliesslich, wobei unerwünschte Markierungen entstehen. Um dies zu verhindern, wird eine statische Ladungslöschvorrichtung 62 eingesetzt, die zweckmässig aus einem Koronaentladestab besteht.

Sollen Kopien von einer anderen Vorlage hergestellt werden, so wird eine Bildlöschvorrichtung 60 betätigt, welche im Falle einer kontinuierlich beschichteten Folie zweckmässig aus einem Gleichstrom-Magnetisierungskopf besteht, eingeschaltet und das Chromdioxid wird gleichförmig magnetisiert. Alle Tonerteilchen, welche gegebenenfalls auf den vorausgehend magnetisierten Bereichen des Chromdioxids zurückgeblieben sind, werden durch die Saugvorrichtung 61 beseitigt, die vorzugsweise in Verbindung mit Bürsten arbeitet. Das Chromdioxid wird anschliessend durch die Magnetisiervorrichtung 19 magnetisiert, wobei eine periodische Magnetstruktur erhalten und das beschriebene Verfahren wiederholt wird.

Anstelle von Papier können andere Substrate, wie Stoffe und dielektrische Folien,verwendet werden.

Fig. 2 zeigt eine alternative Ausführung eines Druckers, welcher einen magnetischen Druckkopf aufweist, wie er von W. H. Meiklejohn in A.I.P. Conference, Proc. (Pt. 2) JO, (1973), Seiten 1102 bis 1114 beschrieben wird. Gemäss dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 wird der magnetische Druckkopf 71 zur Herstellung des latenten Bildes auf der magnetischen Oberfläche

709840/1032

DE-0163A

27U404

der Trommel 72 verwendet, welche den gleichen Aufbau ^wie die vorausgehend beschriebene Trommel 15 aufweist. Der magnetische Druckkopf 71 ist ein mehrere Bahnen aufweisender Druckkopf, wie er für einen stationären Kopf je Bahnscheibe entwickelt wurde. Vorzugsweise beträgt die Bahndichte etwa 80 Magnete je cm, was für einen Kopiervorgang mit guter Auflösung ausreicht. Im allgemeinen wird ein mehrere Bahnen aufweisender Schreibkopf durch Antriebsvorrichtungen betätigt, die durch einen Generator mit Festwertspeicheraufbau aktiviert werden. Dieser Generator spricht auf eine Datenspeichervorrichtung, wie beispielsweise ein Magnetband an, welches ein Teil des Druckers sein kann oder ferne vom Drucker angeordnet ist. Bei einer alternativen Ausführung wird der mehrere Bahnen aufweisende Schreibkopf durch eine Tastatur aktiviert, wobei die magnetische Strukturierung durch den magnetischen Schreibkopf erfolgt. Tonerteilchen, welche nicht übertragen werden, können in der Ubertragungszone benachbart der Koronaentladevorrichtung 96 selbst elektrostatisch aufgeladen werden. Anschliessend nehmen diese Teilchen elektrostatisch weitere Teilchen auf und übertragen diese schliesslich, wodurch unerwünschte Markierungen entstehen. Um dies zu verhindern, ist eine statische Löschvorrichtung 107 vorgesehen, die zweckmässig aus einem Wechselstrom-Koronaentladestab besteht. Die auf diese Weise magnetisierte Trommel 72 wird im Gegenzeigersinn an einer Tonerschleuder vorbeibewegt, welche einen Trog 73 Mit schnell umlaufenden Rollen 74- und einem stationären Stab 75 aufweist. Eine Saugvorrichtung 81 wird dazu verwendet, um jegliche Tonerteilchen zu beseitigen, die unbeabsichtigter Weise an den entmagnetisierten Chromdioxidbereichen auf der Oberfläche der Trommel 72 haften blieben.

Das Papier 82, auf dem das Tonermuster aufgebracht werden soll, wird von der Walze 83 um die leerlaufenden Walzen 84, 85 und 86 zu den Förderrollen 87 und 88 geführt. Eine Stützwalze 91 arbeitet mit einer mit Schneidkanten 93 versehenen Walze 92 zusammen. Die Walzen 91 und 92 werden durch eine

7 ü 'J 8 Λ-0Υ2Ί D 3 2

DE-0163A

nicht dargestellte Einrichtung betätigt, um das Papier 82 auf die gewünschte Länge zu schneiden- Das Papier wird dann durch die Förderrollen in Anlage mit der Oberfläche der Trommel 72 gebracht- Das in Anlage mit der Trommelf lache befindliche Papier 82 gelangt an der Koronaentladevorrichtung 96 vorbei, welche die Rückseite des Papiers elektrostatisch auflädt. Bei Trennung des Papiers von der geerdeten Trommel wird eine elektrostatische Kraft erzeugt, die ausreicht, um die magnetische Anziehung zwischen den vorausgehend nicht geladenen Tonerteilchen und dem latenten Magnetbild zu überwinden, wodurch die Tonerteilchen auf das Kopierpapier übertragen werden und dort haften bleiben. Das Papier 82 wird anschliessend von der Oberfläche der Trommel 62 durch die Einwirkung eines Kissens 97 entfernt, welches das Papier auf die Fläche eines endlosen Vakuumbandes 98 drückt, das durch Rollen 99 und 100 angetrieben wird. Das endlose Vakuumband 98 transportiert das Papier 82 an Infrarotlampen 101, 102 und 103 vorbei, welche das thermoplastische Harz erhitzen, von welchem das ferromagnetische Material in den Tonerteilchen umgeben ist, so dass diese schmelzen und sich mit dem Papier 82 verbinden. Das "beschriebene" Papier 82 gelangt dann in eine Ablage 104. Die Trommel kann zur Herstellung einer Mehrzahl von Kopien kontinuierlich angetrieben werden.

Soll eine Kopie ausgehend von einer weiteren Vorlage hergestellt werden, so wird die Bildlöscheinrichtung 105 betätigt, um das latente Magnetbild zu löschen und die Saugeinrichtung 106 dient zur Entfernung jeglicher Tonerteilchen, die auf dem alten latenten Magnetbild haften blieben.

Das Verfahren kann auch unter Verwendung entweder eines thermischen Schreibstifts oder eines elektrischen Schreibstifts zur Erzeugung des latenten Magnetbilds verwendet werden, wobei der erstere durch Wärmeleitung und der zweite durch elektrische Widerstandserwärmung der Bildschicht arbeitet. Jeder Schreibstift kann ausgewählte Bereiche entmagnetisieren, indem vorausgehend erhitztes, tnagnetisiertes Material über die Gurie-

7 HOfU 0/1032
- 13 -

DE-O163A

Temperatur erwärmt wird oder er kann ausgewählte Bereiche thermoremanent magnetisieren, indem das erhitzte Bildmaterial in der Anwesenheit eines Magnetfelds unterhalb der Curie-Temperatur abkühlt. Ein Feld von 20 bis 200 Oe neben dem Schreibstift hat sich für eine thermoremanente Magnetisierung als ausreichend erwiesen, während ein erheblich stärkeres Feld von mindestens 800 Oe notwendig ist, um nicht erhitztes Chromdioxid ausreichend zu magnetisieren. Es ist selbstverständlich, dass eine Bilderzeugung mit elektromagnetischen oder thermischen Wandlern auf eine kontinuierlichen Beschichtung, de_ren Oberfläche mit einem Gleichstrommagnet magnetisiert ist, zur ausreichenden Anziehung des Toners in den magnetisierten Bildbereichen eine Modulation entsprechend der erforderlichen magnetischen Gradienten erfordert.

Ende der Beschreibung

- 14- 709840/1032

Leerseite

Claims

DE-016 3 A

Patentansprüche 27l44UH

Mj Trockendruckverfahren, dadurch gekennzeichnet, dass ein Substrat über ein aus ungeladenen Tonerteilchen bestehendes Bild gebracht wird, wobei die Tonerteilchen magnetisch an einem Abbildungselement anliegen und dass ein elektrisches Feld in dieser Position angewandt wird, so dass die Tonerteilchen bei Trennung des Substrats vom latenten Magnetbild am Substrat haften bleiben.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Abbildungselement elektrisch leitend ist.
3- Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Abbildungselement geerdet ist.
4-, Verfahren nach Anspruch 3i dadurch gekennzeichnet, dass das Substrat eine elektrostatische Ladung aufrechterhalten kann und das elektrische Feld erzeugt wird, indem eine elektrostatische Ladung an der Seite des Substrats aufgebracht wird, die von den Tonerteilchen abgewandt ist.
5· Verfahren nach Anspruch 4-, dadurch gekennzeichnet, dass das elektrische Ladungsfeld durch Versprühen von Ionen auf der Seite des Substrats erzeugt wird, die den Tonerteilchen abgewandt ist.
6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Tonerteilchen mit dem Substrat durch Wärmeanwendung verbunden werden.
7· Verfahren nach Anspruch 5> dadurch gekennzeichnet, dass das Bild der ungeladenen Tonerteilchen von magnetisierten, nadeiförmigen Chromdioxidteilchen gebildet wird.
8. Trockendruckverfahren, gekennzeichnet durch raummässig periodische Magnetisierung einer

709840/1^)32

ORIGINAL INSPECTED

DE-O163A 27U40A

•ι.

Schicht von nadelförmigen Chromdioxidteilchen, welche zwischen 40 und 85 Gew.% einer Schicht mit einer Stärke von 0,001 bis 0,015 mm darstellen, die auf einer geerdeten elektrisch leitenden Schicht aufgebracht ist, wobei die Schicht aus nadeiförmigem Chromdioxid einer zu kopierenden Vorlage überlagert wird, die Vorlage gleichmässig belichtet wird, so dass Strahlungsenergie durch die Vorlage hindurch in Jene Bereiche der Vorlage tritt, die keine Zeichen tragen, so dass das nadeiförmige Chromdioxid in den belichteten Bereichen oberhalb seiner Curie-Temperatur erhitzt und entmagnetisiert wird, während die von den Zeichen der Vorlage abgedeckten Bereiche nicht über die Curie-Temperatur erwärmt werden, ungeladene Tonerteilchen aus ferromagnetischem Material und ein haftendes Material gleichmässig auf die Chromdioxidschicht aufgebracht werden, so dass die Tonerteilchen nur an den magnetisierten Bereichen des Chromdioxids haften, ein dielektrisches Substrat über die Schicht des nadeiförmigen Chromdioxids gebracht wird und dabei ein elektrisches Feld angelegt wird, so dass die Tonerteilchen bei Trennung des Substrats von der Chromdioxidschicht am Substrat haften.
9· Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das elektrische Feld erzeugt wird, indem eine elektrostatische Ladung an der Seite des Substrats erzeugt wird, die den Tonerteilchen abgewandt ist.
10. Verfahren nach Anspruch 9» dadurch gekennzeichnet, dass die elektrische Ladung durch Versprühen von Ionen auf die Seite des Substrats erzeugt wird, die den Tonerteilchen abgewandt ist.
11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Substrat Papier ist.
12. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass

DE-0163A

-I 27H40A

das Substrat aus Stoff besteht.
13. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Substrat eine dielektrische Folie ist.
14. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Tonerteilchen eine elektrische Leitfähigkeit von weniger als 0,95 x 10~ Siemens/cm aufweisen.
15· Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Tonerteilchen mit dem Substrat durch Wärmeeinwirkung vereinigt werden.
16. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Tonerteilchen eine elektrische Leitfähigkeit von weniger als 0,95 x 10" ^ Siemens/cm aufweisen.
17. Abbildungsvorrichtung zum Aufbringen ferromagnetischer Teilchen auf ausgewählte Bereiche eines Substrata, gekennzeichnet durch eine bewegliche Folie, die elektrisch geerdete selektiv-magnetisierte ferromagnetische Teilchen enthält, einen Antrieb zur Bewegung der Folie, eine Einrichtung (24) zum Aufbringen ferroaagnetischer Tonerteilchen auf die Folie, eine Einrichtung (33-143), um ein Substrat der Folie zu überlagern, und eine Einrichtung (¹A) zur Anwendung eines elektrischen Felds in einem Bereich, wo die Folie dem Substrat gegenüberliegt und eine Einrichtung (45, 50) zur Entfernung des Substrats von der Folie.
18. Vorrichtung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung zur Anwendung eines elektrischen Feldes eine Einrichtung (44, 96) aufweist, um an der den Tonerteilchen abgewandten Seite des Substrats eine elektrische Ladung zu erzeugen.
19· Vorrichtung nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass

709840-7*0*2

DE-0163A

die Vorrichtung zur Erzeugung einer elektrischen Ladung aus einer Einrichtung zum Versprühen von Ionen besteht.
20. Vorrichtung nach Anspruch 17, gekennzeichnet durch eine Magnetvorrichtung (19) zur selektiven Magnetführung der beweglichen Folie.
21. Vorrichtung nach Anspruch 17» gekennzeichnet durch einen elektrischen oder thermischen Schreibstift zur selektiven Magnetisierung an den Kontaktstellen zwischen Schreibstift und beweglicher Folie.
22. Vorrichtung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass ein elektrischer oder thermischer Schreibstift vorgesehen ist, um an den Berührungspunkten zwischen Schreibstift und beweglicher Folie eine selektive Entmagnetisierung zu verursachen.

709840/1032