DE2714473A1

DE2714473A1 - Trockendruckverfahren und vorrichtung zur durchfuehrung desselben

Info

Publication number: DE2714473A1
Application number: DE19772714473
Authority: DE
Inventors: Donald William Edwards; Emery John Gorondy; Arend Van Roggen
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: 1977-10-13
Also published as: NL7703529A; FR2346750B1; BE853119A; CH621421A5; DE2714473C2; GB1577375A; CA1107343A; FR2346750A1

Description

Patentanwälte , λ

Dr.-tng. Walter Abitz ^ ^I

Dr. Dieter FMorf Dipl.-Ptiys. M. Gritschneder 8 MQnchefi 86. Pienzenauerstr. 28

31. MÄRZ 1977

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E. I. DU PONT DE NEMOURS AND COMPANY

10th and Market Streets, Wilmington, Delaware 19898,

V. St.A.

Trockendruckverfahren und Vorrichtung zur Durchfühdesselben

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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Trockendruck von Daten, wobei ein Magnetbild auf einem Abbildungselement hergestellt wird und anschliessend das Magnetbild mit ferromagnetischen Tonerteilchen versehen wird, die dann elektrostatisch auf ein dielektrisches Substrat übertragen und dort fixiert werden.

Es sind bereits xerographische und magnetographische 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 verteiltes, elektrisch geladenes Pulver auf ge·

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bracht, 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 magnetographischen Abbildungsverfahren 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 ferromagnetisehen Toners auf das latente Magnetbild und die anschliessende Überführung des Toners auf elektrostatischem Weg auf ein Substrat in solcher Weise, dass Schwierigkeiten, die durch die Druckeinwirkung oder die magnetische Übertragung entstehen, überwunden werden und unter Verwendung statischer Neutralisierungseinrichtungen, wie beispielsweise Wechselstrom-Koronaentladungen zur Neutralisierung elektrostatischer Ladungen an solchen Tonerteilchen, die sonst ein verschwommenes Bild an der endgültigen Kopie und unerwünschte Hintergrundmarkierungen erzeugen würden.

Unter einem nicht geladenen Toner wird dabei ein Toner verstanden, welcher nicht absichtlich durch beispielsweise eine Koronaentladung oder Reibungselektrizität aufgeladen wurde, der jedoch geringe Reibungselektrizitätsladungen jeder Polarität enthalten kann.

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In den Zeichnungen zeigen:

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

Fig. 2 eine Seitenansicht eines mit einem magnetischen Druckkopf ausgstatteten 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 versehen Magnetbilds, 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 geschmolzenen Bild.

Die Fig. 3 bis 7 zeigen die schrittweise Herstellung des latenten Magnetbilds und das Aufbringen von Toner auf dasselbe sowie die Übertragung des Toners auf das Kopierpapier und die Verbindung des Toners mit dem Kopierpapier.

Fig. 8a zeigt eine schematische Darstellung der abgewickelten Fläche der Trommel 15 gemäss Fig. 1 und gibt das Ergebnis eines magnetographischen Kopiervorgangs ohne Verwendung der elektrostatischen Neutralisierungseinrichtungen gemäss der Erfindung wieder, während

Fig. 8b eine schematische der Fig. 8a ähnliche Darstellung zeigt, welche die Verwendung der erfindungsgemässen Wechselstrom-

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Koronaentladungen darstellt.

Eine aluminiumbeschichtete Polyesterfolie ist mit einer Schicht von raummässig periodisch magnetisierten Chromdioxidteilchen versehen, die in einem an der Folienoberfläche haftenden Bindemittel angebracht sind und die als Kopiereinrichtung dienen. Die Anordnung wird gemäss Fig. 3 einer gleichförmigen Beleuchtung ausgesetzt. Wie aus Fig. J ersichtlich ist, verhindert der Druckauftrag an der durchscheinenden Vorlage,dass die Beleuchtung die magnetisierten Chromdioxidteilchen erreicht, so dass diese im magnetisierten Zustand in den unter dem Druckauftrag liegenden Bereichen bleiben. Andererseits hindern jene Bereiche der zu kopierenden Vorlage, welche keinen Druckauftrag aufweisen, die Lichtstrahlen nicht daran, die magnetisierten Chromdioxidteilchen zu erreichen, so dass diese oberhalb ihrer Curie-Temperatur 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 e"°;eben. Kopierpapier wird gernäss Fig. 5 auf das Magnetbild gelegt. Anschliessend lädt eine Koronaentladevorrichtung die Rückseite des Papiers elektrostatisch auf. Es wird eine ausreichend grosse elektrostatische Kraft erzeugt, um die magnetische Anziehung zwischen den bisher ungeladenen Tonerteilchen und dem latenten Magnetbild zu überwinden, so dass die Tonerteilchen mit überraschend gutem Wirkungsgrad auf das Kopierpapier übertragen werden und dort gemäss Fig. 6 haften bleiben. Die elektrostatische Übertragung beeinfluss das -. ~e~t-^ Magnetbild nicht, welches immer wieder verwendet werden kann. Liesbezüglich wird auf die

deutsche Patentanmeldung (US-Serial-No. 767 511)

verwiesen. Die übertragenen Tonerteilchen werden dann gemäss Fig. 7 durch Wärme mit dem Kopierpapier verschmolzen.

Die Tonerteilchen bestehen vorzugsweise aus magnetischen Pigmentteilchen, die in einem thermoplastischen Bindemittel eingekapselt sind. Im allgemeinen haben die Tonerteilchen eine durch-

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schnittliche Teilchengrösse zwischen 10 und JO 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 62? 682 ersichtlich. Bei der 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 unscharfes Bild und einen niedrigen Übertragungswirkungsgrad. Im allgemeinen ist die elektrische Leitfähigkeit des pulverförmigen Toners kleiner als 0,95 x 10""^ Siemens/cm (1 χ 10"^ mho/cm).

Gemäss Fig. 1 wird die zu kopierende Vorlage auf das Tablett 11 aufgebracht und gegen den Einlass 12 bewegt. Der Kopierer wird dann betätigt, um den Einlass 12 anzuheben und die untere Förderrolle 13 in Anlage an die Vorlage zu bringen. Die Förderrolle 13 bringt die Vorlage in den Spalt zwischen dem endlosen Förderband 14 und der Trommel 15- Das endlose Förderband 14 besteht aus einer transparenten Folie, beispielsweinse einer Polyäthylenterephthalat-^Folie mit einer Starke von etwa 0,05 bis 0,18 mm. Die Rollen 16, 17 und 18 dienen zum Antrieb und zur Führung des endlosen Förderbands 14. Die Oberfläche der Trommel 15 besteht vorzugsweise aus einer Polyäthylenterephthalat-Folie mit einer Stärke von etwa 0,13 nun. Die konvexe Fläche dieser Folie ist mit einer leitenden Schicht überzogen, beispielsweise mit einer Aluminiumschicht mit einem Oberflächenwiderstand von 1 bis 1000 0hm. Die Aluminiumschicht ist vorzugsweise geerdet. Der leitende Träger kann auch aus Kunststoff bestehen, beispielsweise aus einer Polyoxymethylenhülse, die mit Aluminium, Nickel, Kupfer oder einem anderen leitenden Material beschichtet oder hergestellt ist. Der Träger kann auch aus dem leitenden Metall selbst bestehen. Die Fläche des Aluminiums ist mit einer Schicht

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aus ferromagnetischem Material versehen, beispielsweise mit nadeiförmigen Chromdioxid in einem Alkyd oder anderen geeignetem Bindemittel. Im allgemeinen hat die Schicht aus nadeiförmigem Chromdioxid eine Stärke zwischen 0,001 bis 0,012 mm und enthält zwischen 40 und 85 Gew.% nadeiförmiges Chromdioxid und zwischen 15 und 60 Gew.% eines Alkydbindemittels oder eines anderen Harzbindemittels. Das nadeiförmige Chromdioxid kann gemäss der US-PS 2 956 955 hergestellt werden, jedoch werden bevorzugte nadeiförmige Chromdioxidteilchen durch die Verfahren nach den US-PSen 2 923 683 und 3 512 930 erhalten.

Die Trommel 15 dreht sich im Gegenzeigersinn. Die ferromagnetische Beschichtung auf der Trommel wird durch eine Vormagnetisierungseinrichtung 19 magnetisiert, welche ein periodisches Muster aufzeichnet. Zur Vornahme dieser magnetischen Strukturierung sind eine Anzahl Verfahren bekannt. Dabei ergibt sich ein Arbeitsbereich zwischen 12 und 40 magnetischen Umkehrungen je mm auf der magnetisierbaren Oberfläche und vorzugsweise zwischen etwa 15 und 24 magnetischen Umkehrungen je ram.

Gemäss einer alternativen Ausführungsform kann eine durch Nuten strukturierte Folie für die Oberfläche der Trommel 15 verwendet werden, die nadeiförmiges Chromdioxid enthalten, in welchem Falle ein einfacher Gleichstrommagnet als Vormagnetisierungseinrichtung 19 dienen kann. Dabei werden im allgemeinen 7,5 bis 12 Nuten je mm Trommelerstreckung vorgesehen, womit 15 bis 24 magnetische Umkehrungen je mm erhalten werden.

Die magnetisierte Trommeloberfläche, die in Berührung mit der Vorlage steht, wird dann an einer bei 20 dargestellten Belichtungsstation vorbeigeführt. Die Belichtungsstation besteht aus einer Lampe 21 und einem Eeflektor 22. Als Lampe 21 eignet sich eine Xenon-Blitzlampe, welche eine Farbtemperatur entsprechend 6000° C hat. Die Oberfläche der Trommel 15 wird schrittweise belichtet, bis die ganze Vorlage als latentes Magnetbild auf der Oberfläche der Trommel 15 aufgezeichnet ist. Das verwendete Chromdioxid hat eine Curie-Temperatur von etwa

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116° C. Die Daten der kopierten Vorlage, beispielsweise Bleistiftlinien, ein Aufdruck oder dgl., geben in den Bereichen des Chromdioxids,über denen diese Daten liegen, einen Schatten bei der Bäichtung, wodurch verhindert wird, dass diese Bereiche die Curie—Temperatur erreichen- Damit weist die Oberfläche der Trommel nach der Belichtung magnetisierte Chromdioxid-Bereiche auf, welche den mit Daten versehenen Bereichen der durchscheinenden kopierten Vorlage entsprechen.

Nach der Belichtung fällt die kopierte Vorlage in den Sammelbehälter 23.

Die bildmässig magnetisierte Trommel 15 wird an einer Tonerauftragvorrichtung vorbeigedreht, welche einen Trog 24 enthält, der mit einer schnellumlaufenden Walze 25 und einem Stab 26 versehen ist. Die Vorrichtung 62" beseitigt jegliche statischen Ladungen der Tonerteilchen, die von der Tonerauftragsvorrichtung austreten. Eine Vakuumrakel 31 wird dazu verwendet, um Tonerteilchen zu entfernen, die unbeabsichtigt an den entmagnetisierten Bereichen des Chromdioxids an der Fläche der Trommel 15 verblieben sind.

Das Papier 32,auf dem die Kopie hergestellt werden soll, wird von einer Vorratsrolle 33 über leerlaufende Walzen 34, 35 und 36 den Förderwalzen 37 und 38 zugeführt. 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 Förder walzen 42 und 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 Einrichtung ausgebildet ist und einen Koronadraht aufweist, welcher etwa im Abstand von 17»5 mm zum Papier liegt, sowie eine mechanische Abschirmung, die etwa 75 % des Koronadrahts umgibt und eine öffnung von etwa 90°

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um den Draht freilässt, welche dem Papier zugewandt ist. Die metallische Abschirmung ist gegenüber dem Koronadraht isoliert, und wird auf Erdpotential gehalten. Im allgemeinen hat der Koronadraht einen Durchmesser zwischen 0,025 und 0,25 mn und wird auf 3OOO 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 Eückseite 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 bildmässiger Übergang von Tonerteilchen auf das Papier 32. In jenem Bereich, in welchem sich das Papier 32 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 günstigen Ergebnisses über den 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 a_n der Ausbildung eines engen, bogenförmigen Kontakts hindern, so wird das erhaltene Bild verschwommen. Zwischen dem Papier 32 und der Oberfläche der Trommel 15 besteht nur ein geringer Andruck, welcher lediglich ausreicht, um diese beiden Teile zusammenzuhalten . Der Druck zwischen dem Papier 32 und der Trommel 15 wird im wesentlichen vollständig für die elektrostatische Anziehung erzeugt, welche durch die Koronaentladevorrichtung 44 geliefert wird. Nichtsdestoweniger ist der Wirkungsgrad der Übertragung überraschend hoch und x.'^;hert sich bei Tonern mit nicht klebriger Oberfläche und niedrig leitfähigkeit 100 %. Das Papier 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

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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 kontinuerlich umläuft, ohne die Entmagnetisierungsvorrichtung 60, die Saugvorrichtung 61, die Magnetisiervorrichtung 19 oder die Lampe 21 einzuschalten, da die elektrostatische Übertragung der Tonerteilchen den magnetischen Zustand in der Chromdioxidschicht auf der Fläche der Trommel nicnt beeinträchtigt. Viele Kopien können auf Grund einer einzigen Belichtung bei einer Vorschubgeschwindigkeit bis zu 91,5 ¹^ pro Minute hergestellt werden. Zu Demonstrationszwecken wurden mehr als 10 000 Kopien von einem einzigen Magnetbild hergestellt.

Nicht übertragene Tonerteilchen können in der Übertragungszone neben der Koronaentladevorrichtung 44 selbst elektrostatisch aufgeladen werden. Diese Ladungen fliessen wegen der Natur der Toners nicht an Erde ab. Anschliessend nehmen diese Teilchen andere Teilchen in der Auftragsvorrichtung 24 elektrostatisch auf und übertragen diese schliesslich, wobei unerwünschte Markierungen entstehen. Um dies zu verhindern, wird eine statische Ladungslöschvorrichtung 62 eingesetzt, die im Einklang mit der vorliegenden Erfindung aus einem mit Wechselstrom arbeitenden Entladestab besteht, für die jedoch jede statische Ausgleichsvorrichtung verwendet werden kann, wie sie beispielsweise in Form nuklearer Stäbe bekannt ist. Es wurde gefunden, dass eine mit 60 Hz und 7000 Volt arbeitende Simco-Einheit für diesen Zweck befriedigend arbeitet.

Ein Bruchteil der Tonerteilchen wird nicht in Bildbereiche übertragen. In den Bildbereichen befindliche Teilchen, die bei Durchtritt an der Auftragsvorrichtung 24 noch geladen sind, nehmen elektrostatisch Tonerteilchen auf, die so fest gehalten werden, dass die Vakuumrakel 31 sie nicht entfernen kann, wodurch ein "Blühen" oder Wachsen des Bilds und eine

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verschwommene Umrissdarstellung bei wiederholtem Kopiervorgang entsteht. Die statische Ladungslöschvorrichtung 62 verhindert diese unerwünschte Erscheinung.

Es sind ferner einige Tonerteilchen spärlich über keine Bildbereiche darstellenden Flächen verteilt, die nicht auf das Papier übertragen werden und die in der Übertragungszone elektrostisch geladen werden. Diese Teilchen ziehen ebenfalls elektrostatisch Toner in der Auftragsvorrichtung 24- an, welcher anschliessend nicht völlig durch die Vakuumrakel $1 entfernt werden kann, wodurch auf den fertigen Kopien eine unerwünschte Hintergrundzeichnung auftritt. Die statische Ladungslöschvorrichtung 62 verhindert diese unerwünschte Erscheinung ebenfalls.

Durch die Einwirkung der Auftragsvorrichtung 24- wird eine Anzahl von Tonerteilchen durch Berührung miteinander und mit den verschiedenen Oberflächen mit Reibungselektrizität aufgeladen. Diese elektrostatisch aufgeladenen Teilchen werden an die Oberfläche der Trommel 15 durch sogenannte "Spiegelbilder" gebunden. Die Natur des Toners gestattet es der Ladung nicht, an die geerdete Fläche abzufliessen, wie dies bei statischen Ladungen unmittelbar auf der Oberfläche der Trommel 15 der Fall ist. Falls diese Teilchen an der Oberfläche der Trommel 15 in zufälliger Verteilung verbleiben würden, so würde dies die Reinheit des Hintergrunds des fertigen Bildes am Kopierpapier beeinträchtigen. Die Vakuumrakel 31 ist äusserst wirkungsvoll bei der Beseitigung dieser Teilchen, jedoch werden einige der Teilchen, die vermutlich höher aufgeladen sind als andere oder eine kleinere Grosse besitzen, ausreichend fest an der Trommeloberfläche gehalten, so dass sie nicht durch die Vakuumrakel 31 entfernt werden können. Eine zweite statische Ladungslöschvorrichtung 62¹ ist nach der Bildauftragsvorrichtung 24 und vor der Vakuumrakel 31 angeordnet, um die elektrostatische Ladung dieser Teilchen zu entfernen und damit die Wirkung der Vakuumrakel 31 zu verbessern. Die statische Ladungslöschvorrichtung 62 ist für die

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wiederholte stabile Reproduktion des latenten Magnetbilds erforderlich und ferner zur Erzielung von Hintergrundbereichen mit hervorragender Heinheit. Die beiden Ladungslöschvorrichtungen arbeiten zusammen, um magnetographische Kopien höchster Qualität zu erzeugen und eine grosse Anzahl von Kopien ausgehend von einem einzigen latenten Magnetbild zu liefern.

Sollen Kopien von einer anderen Vorlage hergestellt werden, so wird eine Entmagnetisierungsvorrichtung 60 betätigt, die im Falle einer kontinuierlich beschichteten Folie zweckmässig aus einem Gleichstrom-Magnetkopf besteht und das Chromdioxid wird gleichmässig magnetisiert. Alle Tonerteilchen, welche gegebenenfalls auf den vorausgehend magnetisierten Bereichen des Chromdioxids zurückgeblieben sind, werden durch die Saugvorrichtung 61 entfernt, die vorzugsweise in Verbindung mit Bürsten arbeitet. Das Chromdioxid wird anschliessen 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) 10, (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 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,

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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 entfernt 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. Die Trommel 72 rotiert im Gegenzeigersinn und trägt das latente Bild an einer statischen Ladungslöschvorrichtung 107 vorbei. Die von irgendwelchen Teilchen an der Oberfläche der Trommel 72 getragenen elektrostatischen Ladungen werden durch die Ladungslöschvorrichtung 107 neutralisiert. Solche Teilchen können aus unbeabsichtigt haftend gebliebenen Teilchen oder aus Teilchen in einem Bildbereich bestehen, die nicht übertragen worden sind. Derartige Teilchen können nach ihrem Vorbeitreten am Corotron 96 sehr hoch aufgeladen sein und wurden entgegengesetzt geladene Tonerteilchen in der Tonerauftragsvorrichtung 108 anziehen, wenn sie nicht durch die statische Ladungslöschvorrichtung 107 neutralisiert werden würden. Die Ladungslöschvorri^htung 107 kann in bekannter Weise aufgebaut sein. Eine Koronaentladung mit 60 Hz und 7OOO Volt Wechselstrom wird bevorzugt, da während der Drehung der Trommel 72 das latente Bild an der Tonerauftragsvorrichtung 108 vorbeigeführt wird, welche aus einem Trog 73 besteht, die mit schnell laufenden Rollen 74· und einem stationären Stab 75 ausgestattet ist, wobei das latente Bild mit Toner versehen wird, um ein entwickeltes Magnetbild zu ergeben. Die statische Ladungslü^chvorrichtung 107' entfernt jegliche Ladungen von Tonerteilehe. , ^A'e aus der Tonerauftragsvorrichtung 108 austreten. Diese Ladungen beruhen auf einer Ladung durch Reibungselektrizität und verursachen ein Haften von Teilchen an der Trommel 72. Somit kann die Vakuumrakel 81 jegliche ungewünschten Tonerteilchen beseitigen, d. h. Teilchen, die sich nicht in einem Bildbereich befinden.

Das Papier 82, auf dem das Tonermuster aufgebracht werden soll, wird von der Walze 83 um die leerlaufenden Walzen 84, 85 und

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86 zu den Förderwalzen 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 nicht dargestellte Einrichtung betätigt, um das Papier 82 auf die gewünschte Lange zu schneiden. Das Papier wird dann durch die Förderwalzen in Anlage mit der Oberfläche der Trommel 72 gebracht. Das in Anlage mit der Trommelfläche befindliche Papier 82 gelangt an der Koronaentladevorrichtung bzw. an dem Corotron 96 vorbei, mittels welchem die Tonerteilchen elektrostatisch auf das Papier 82 übertragen werden. Das Papier 82 wird anschliessend von der Fläche der Trommel 72 durch Wirkung des Kissens 97 entfernt, welches das Papier auf die Fläche eines endlosen Vakuumbands 98 drückt, das durch Hollen 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 verbinr den. Das bedruckte 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 magnetisiertes Material über die Curie-Temperatur erwärmt wird oder er kann ausgewählte Bereiche thermoremanent magnetisieren, indem das erhitzte Bildmaterial

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in der Anwesenheit eines Magnetfelds unterhalb der Curie-Temperatur abkühlt. Ein Feld von 20 bis 200 Oerstedt neben dem Schreibstift hat sich für eine thermoremanente Magnetisierung als ausreichend erwiesen, während ein erheblich stärkeres Feld von mindestens Oerstedt notwendig ist, um nicht erhitztes Chromdioxid ausreichend zu magnetisieren. Es ist selbstverständlich, dass eine Bilderzeugung mit elektromagnetischen oder thermischen Wandlern auf einer kontinuierlichen Beschichtung, deren Oberfläche mit einem Gleichstromnagneten magnetisiert ist, zur ausreichenden Anziehung des Toners in den magnetisierten Bildbereichen eine Modulation entsprechend der erforderlichen magnetischen Gradienten erfordert.

Fig. 8a zeigt eine abgewickelte Ansicht der Oberfläche der Trommel 15 gemäss Fig. 1, welche schematisch die Verwendung der Bildauftragsvorrichtung 24,der Vakuumrakel 31 und des zur Übertragung dienenden Corotrons 44 ohne Wechselstrom-Koronaanordnungen (und ohne funktioneile Darstellungen der Bauelemente, die zur Erklärung der Wirkung der Wechselstrom-Koronaeinrichtungen notwendig sind). Bei a. ist ein spärlich aufgetragenes Druckzeichen dargestellt, welches zu Illustrationszwecken aus dem Buchstaben I besteht und welches nicht völlig in die Übertragungszone übertragen und elektrostatisch aufgeladen wurde. Das Vorzeichen der Ladung ist nicht von Bedeutung. Bei a^ ist ein unbeabsichtigt haftengebliebenes Tonerteilchen b^ (schematisch vergrössert) dargestellt, welches in ähnlicher Weise aufgeladen ist. Nachdem die Oberfläche der Trommel 15 an der Bildauftragsvorrichtung 24 bei a^' vorbeigeführt wurde, ist der Buchstabe I magnetisch mit Toner versehen, trägt jedoch ebenfalls elektrostatisch haftenden Toner. Bei b^' sind elektrostatisch haftende Tonerteilchen an dem vorausgehend unbeabsichtigt haftend gebliebenen Teonerteilchen dargestellt, die eine Traube bilden. Darüberhinaus sind einige mit Reibungselektrizität aufgeladenen Teilchen regellos auf der leitenden Fläche der Trommel 15 verteilt, die hier durch drei derartige Teilchen c* dargestellt werden.

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Die Vakuumrakel 31 entfernt einige der vernaltnismässig lose haftenden Tonerteilchen, jedoch bleiben einige Tonerteilchen bei a^¹¹, bV¹ und c-' zurück. Wie ersichtlich, ist ein "Blühen" des Zeichens I eingetreten. Nach Durchtreten der Ubertragungszone neben dem Corotron 44 wurden die meisten der Tonerteilchen, gleichgültig ob es sich um erwünschte oder unerwünschte Teilchen handelt, übertragen, aber einige bleiben bei a^,¹" b^"¹ und C₁" zurück. Die Kopie weißt einige geringfügig verschwommene Teilchen und einen unreinen Hintergrund auf. Dabei wird darauf hingewiesen, dass beim'nächst en Drtickvorgang zusätzlich nicht übertragene und geladene Tonerteilchen bei a^ und b^ vorhanden sind, welche zu. einem noch stärkeren' Blühen des Bildes und einem noch weniger reinem Hintergrund als Folge der Vergrösserung der Hintergrundteilchen führen werden.Ferner werden die nicht übertragenen Teilchen bei C₁ zu einem neuen Ausgangspunkt für unerwünschten Hintergrundtoner. Somit wird mit jedem folgenden Druckvorgang die Qualität der erhaltenen Kopie zunehmend schlechter.

Fig. 8b zeigt die Verwendung von Wechselstrom-Koronaeinrichtungen 62 und 62'. a^ und bp stellen geladene Tonerteilchen dar, wobei &2 nicht übertragene Zeichen und b~ unbeabsichtigte Teilchen bezeichnet. Nach Vorbeitreten an der Wechselstrom-Koronaeinrichtung 62 bleiben a~' und b₂',sind jedoch elektrostatisch neutralisiert. Somit werden die Zeichen mit einem Auftrag ohne "Blühen" gemäss ap" versehen und das unbeabsichtigt haftend gebliebene Teilchen bp" zieht keine Traube von Tonerteilchen an. Jedoch können durch fieibungselektrizitat aufgeladene Teilchen bei Cp an der Oberfläche der Trommel 15 haften. Nach Vorbeitreten an der Wechselstrom-Koronaeinrichtung 62' bleiben ap"¹ und bp¹" wie vorher vorhanden, jedoch sind die Teilchen Cp¹ neutralisiert. Somit werden beim Durchtritt durch die Vakuumrakel 31 nahezu alle Tonerteilchen aus den entmagnetisierten bildfreien Bereichen entfernt und lediglich das nicht durch Blühen vergrösserte

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aufgetragene Zeichen a^ verbleibt, so dass das Tonerbild, welcher auf das neben dem Corotron 44 befindliche Papier übertragen wird, klar ist und einen reinen Hintergrund aufweist.

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-It·

Jeglicher nicht übertragener Toner, der sich beispielsweise bei

a~ befindet, ist zudem innerhalb des Umrisses der ursprünglichen Zeichen und folgende Kopien sind ebenfalls klar und werden mit reinem Hintergrund erhalten.

Ende der Beschreibung

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- 16 -

Leerseite

Claims

Patentansprüche

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, dass am Abbildungselement eine statische Neutralisierungsexntrichtung zur Wirkung gebracht wird, und Tonerteilchen erneut auf das Abbildungselement aufgebracht werden.

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 3> dadurch gekennzeichnet, dass die statische Neutralisierungseinrichtung aus einer Wechselstrom-Koronaentladung besteht.

5· Verfahren nach Anspruch 4-, 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.

6. Verfahren nach Anspruch 5t dadurch gekennzeichnet, dass eine zweite statische Neutralisierungseinrichtung verwendet wird, um Tonerteilchen, die auf das Substrat aufgebracht worden sind, vor der Übertragung der Tonerteilchen zu neutralisieren.

7· Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass beide statische Neutralisierungseinrichtungen aus Wechselstrom-Koronaentladungen bestehen.

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8. Verfahren nach Anspruch 7 > dadurch, gekennzeichnet, dass das elektrische Feld durch Versprühen von Ionen auf die nicht anliegende Seite des Substrats erzeugt wird.

9· Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Tonerteilchen mit dem Substrat durch Wärmeeinwirkung verbunden werden.

10. Verfahren nach Anspruch 9» dadurch gekennzeichnet, dass das magnetisch konservierte Bild der ungeladenen Tonerteilchen magnetisch durch magnetisiertes nadeiförmiges Chromdioxid konserviert wird.

11. Trockendruckverfahren, gekennzeichnet durch raummässig periodische Magnetisierung einer Schicht von nadelförmigen Chromdioxid-Teilchen, welche zwischen 40 und 85 Gew.% einer Schicht mit einer Stärke von 0,001 bis 0,15 mm darstellen, die auf einer geerdeten, elektrisch leitenden Schicht aufgebracht ist, wobei die Schicht aus nadeiförmigem Chromdioxid einer zu kopxox^enden Vorlage überlagert wird, die Vorlage gleichmässig beleuchtet wird, so dass Strahlungsenergie durch die Vorlage hindurch in jene Bereiche der Vorlage tritt, die keine Zeichen tragen, womit das nadeiförmige Chromdioxid in den beleuchteten Bereichen auf über seine Curie-Temperatur erhitzt und entmagnetisiert wird, während die Bereiche des nadelförmigen Chromdioxids, die an den Zeichen der Vorlage anliegen, nicht über die Curie-Temperatur . wärmt werden, ungeladene Tonerteilchen aus ferromagnetischeu erial und ein haftendes Material gleichmässig auf die Chro^dioxidschicht aufgebracht werden, so dass die Tonerteilchen fest an den magnetisiert en Bereichen des Chromdioxids haften, die Tonerteilchen von den nicht magnetisierten Bereichen der Chromdioxidschicht entfernt werden, ein dielektrisches Substrat über die Schicht des nadeiförmigen Chromdioxids gebracht wird, ein elektrisches Feld in dieser Position angelegt wird, so dass die Tonerteilchen bei Trennung des Substrats von der genannten

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Schicht am Substrat haften und eine statische Neutraliseerungseinrichtung wirksam wird, so dass Tonerteilchen mit einer elektrostatischen Ladung neutralisiert und die Tonerteilchen erneut auf die nadeiförmige Chromdioxidschicht gebracht werden.

12. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass das elektrische Feld erzeugt wird, indem eine elektrostatische Ladung an der Seite des Substrats aufgebracht wird, die den Tonerteilchen abgewandt ist.

13. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die statische Neutralisierungsexnrichtung aus einer Wechselstrom-Koronaentladung besteht.

14-, Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass eine statische Neutralisierungseinrichtung verwendet wird, um die Tonerteilchen zu neutralisieren, die auf das Substrat aufgebracht worden sind, bevor Tonerteilchen aus den nicht magnetisierten Bereichen der Chromdioxidschicht entfernt wurden.

15· Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass beide statischen Neutralisierungseinrichtungen durch Wechselstrom-Koronaentladungen gebildet werden.

16. Verfahren nach Anspruch 151 dadurch gekennzeichnet, dass das elektrische Feld zur Einwirkung kommt, indem Ionen auf die nicht anliegende Seite des Substrats aufgesprüht werden.

17. Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass das Substrat Papier ist.

18. Verfahren nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Tonerteilchen mittels eines Schmelzvorgangs unter Wärmeeinwirkung mit dem Papier verbunden werden.

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-^. Ü 7 Ί 4 4 7 3 · Verfahren nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass die Tonerteilchen eine elektrische Leitfähigkeit von

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weniger als 0,95 x 10~ ■* Siemens/cm aufweisen.

20. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Tonerteilchen eine elektrische Leitfähigkeit von weniger als 0,95 x 10~" ^ Siemens/cm aufweisen.

21. Abbildungsvorrichtung zum Aufbringen ferromagnetischer Tonerteilchen auf ausgewählte Bereiche eines Substrats, gekennzeichnet durch eine bewegliche Schicht aus elektrisch geerdeten,selektiv magnetisierten ferromagnetisehen Teilchen, einen Antrieb zur Bewegung der Schicht, eine Einrichtung (24) zum Aufbringen ferromagnetischer Tonerteilchen auf die Schicht, eine Einrichtung (31) zur Entfernung ferromagnetischer Tonerteilchen aus solchen Bereichen der Schicht, die nicht selektiv magnetisiert wurden, eine Einrichtung (33 bis 4-3)» um ein Substrat der Schicht zu überlagern, eine Einrichtung (44-) zur Anwendung eines elektrischen Felds, während die genannte Schicht über dem Substrat liegt, eine Einrichtung (4-5, 50) zur Entfernung des Substrats von der Schicht, und eine statische Neutralisierungseinrichtung (62 ) zur ITeutralisierung jeglicher Ladungen von Teilchen, die auf der Schicht zurückgeblieben sind, nachdem das Substrat von der Anlage an der Schicht gelöst wurde.

22. Vorrichtung nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, dass die statische Neutralisierungseinrichtung (62) aus einer Wechselstrom-Koronaentladeeinrichtung bestent.

23· Vorrichtung nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, dass eine zweite statische Neutralisierungseinrichtung (62') zur Neutralisierung jeglicher Ladungen an den Tonerteilchen, die auf die Schicht übertragen werden, zusammen mit einer nachfolgenden Vakuumrakel zwischen der Einrichtung (24) zum Auftrag der ferromagnetisehen Tonerteilchen auf

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die Schicht und der Vorrichtung (44) zur Anwendung eines elektrischen Felds auf das Substrat liegt.

24. Vorrichtung nach Anspruch 231 dadurch gekennzeichnet, dass beide statischen Neutralisierungseinrichtungen aus Wechselstrom-Koronaentladeeinrichtungen bestehen.

25· Vorrichtung nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung (44) zum Anlegen eines elektrischen Felds am Substrat aus einer Vorrichtung zum Anlegen der elektrischen Ladung an der von den Tonerteilchen abgewandten Substratseite besteht.

26. Vorrichtung nach Anspruch 25» dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung (44) zum Anlegen eines elektrischen Feldes eine Einrichtung zum Sprühen von Ionen auf die nicht anliegende Seite des Substrats aufweist.

27· Vorrichtung nach Anspruch 21, gekennzeichnet durch eine MagnetVorrichtung zur selektiven Magnetisierung der beweglichen Schicht der elektrisch geerdeten ferromagnetischen Teilchen.

28. Vorrichtung nach Anspruch 21, gekennzeichnet durch eine elektrische Heizvorrichtung (53 bis 55) zur selektiven thermoremanten Magnetisierung der beweglichen Schicht der elektrisch geerdeten,ferromagnetischen Teilchen.

29· Vorrichtung nach Anspruch 21, gekennzeichnet durch eine thermische Abbildungseinrichtung (22) zur selektiven

Entmagnetisierung von vorausgehend räumlich periodisch magnetisierten Bereichen der beweglichen Schicht der elektrisch geerdeten ferromagnetischen Teilchen.

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