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Kopierverfahren
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Beschreibung Die Erfindung betrifft ein Kopierverfahren, mit welchem
eine Anzahl Kopien von einem einzigen Vorlagenbildträger erhalten werden kann.
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Bei dieser Art Kopierverfahren wird ein latentes, elektrostatisches
Bild benutzt, das auf dem Vorlagenbildträger, den sogenannten Master, ausgebildet
worden ist, der nach dem gleichen Verfahren wie bei dem normalen elektrophotographischen
Verfahren hergestellt wird. Beim Entwickeln des latenten Bildes werden verschiedene
Maßnahmen ergriffen, um die Verschlechterung des Potentials des latenten Bildes
im Verlauf der Herstellung einer großen Anzahl von Kopien von ein und demselben
latenten Bild auf dem Vorlagenbildträger herabzusetzen. Bei diesen Maßnahmen wird
beispielsweise der Widerstand des Entwicklungsträgers erhöht oder es wird ein Abflie-Ben
von Ladungen über die Entwicklungshülsen ausgeschlossen.
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Aber selbst mit diesen Maßnahmen können im Maximum nur etwa zehn Kopien
von demselben latenten Bild erhalten werden, da nicht nur das Potential des latenten
Bildes, sondern auch der Schwärzungsgrad und die Auflösung des Kopiebildes sehr
zurückgehen,
wenn von demselben latenten Bild wiederholt Kopien
hergestellt werden.
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Bei dem Verfahren, bei welchem das latente magnetische Bild benutzt
wird, wird das latente magnetische Bild des Vorlagenbildträgers dadurch erzeugt,
daß das Vorlagenbild auf dem magnetischen Aufzeichnungsmaterial digital aufgezeichnet
wird.
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Dann wird magnetischer Toner auf das magnetische umgekehrte Bild auf
dem Vorlagenbildträger aufgebracht und an das Aufzeichnungspapier übertragen. Durch
Wiederholen der beiden letzten Verfahrens schritte werden dann eine Anzahl Kopien
hergestellt. Bei diesem Verfahren ist die photoelektrische Umwandlung des Vorlagenbildes
erforderlich, um das latente, magnetische Bild zu schaffen, und dadurch werden die
Kosten dieser Einrichtung noch höher. Dieses Verfahren hat auch noch den Nachteil,
daß, da das Bildsignal, das als Ergebnis der photoelektrischen Umwandlung erzeugt
wird, mittels eines Magnetkopfes auf das Aufzeichnungsmaterial magnetisch aufgezeichnet
wird, das Herstellen der ersten Kopie etwa 30s dauert.
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Ferner ist es unvermeidbar, daß das latente magnetische Bild des Vorlagenbildträgers
jedesmal magnetisches Potential verliert, wenn eine Kopie hergestellt wird, und
folglich ist die Anzahl Kopien, die von einem einzigen Vorlagenbildträger hergestellt
werden kann, verhältnismäßig klein (US-PS 3 804 511).
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Da, wie den vorstehenden Ausführungen zu entnehmen ist, alle herkömmlichen
Verfahren jedesmal magnetische Energie des
Vorlagenbildträgers verbrauchen,
wenn eine Kopie hergestellt wird, ist es bei den herkömmlichen Verfahren nicht möglich,
eine große Anzahl Kopien von demselben Vorlagenbildträger, dem sogenannten Master,
herzustellen.
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Die Erfindung soll daher ein Kopierverfahren schaffen, bei welchem
eine große Anzahl Kopien mit einem hohen Auflösungsvermögen und Schwärzungsgrad
mit hoher Geschwindigkeit von einem einzigen Vorlagenbildträger gemacht werden können,
ohne daß die Kopiequalität schlechter wird. Gemäß der Erfindung ist dies bei einem
Kopierverfahren durch die Merkmale im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 erreicht.
Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angeführt.
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Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird ein Vorlagenbildträger hergestellt,
welcher ein latentes Bild aufweist, das aus einem Material mit hoher magnetischer
Permeabilität gebildet ist; hierauf wird magnetische Farbe auf den Bildbereichen
des in einem Magnetfeld angeordneten Vorlagenbildträgers aufgebracht, und dann wird
das magnetische Farbbild auf ein Aufzeichnungspapier übertragen, wobei durch Wiederholen
der letzten beiden Verfahrens schritte eine Anzahl Kopien erhalten werden kann.
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Die Erfindung wird nunmehr anhand von bevorzugten Ausführungsformen
unter Bezugnahme auf die anliegenden Zeichnungen im
einzelnen erläutert.
Es zeigen: Fig.1(a) bis 1(e) Schnittansichten einer Ausführungsform der Erfindung,
in welchen die Schritte des Kopierverfahrens dargestellt sind; Fig.2 eine Draufsicht
auf ein Beispiel eines Bildes aus einem Material mit einer hohen magnetischen Permeabilität;
Fig.3 eine Schnittansicht einer Tonerzuführrolle und einer Vorlagenbildträger-Trommel,
wobei dargestellt ist, daß der magnetische Toner auf die Vorlagenbildträger-Trommel
unter der Wirkung eines Magnetfeldes aufgebracht wird; Fig.4 eine Schnittansicht
der latenten und Tonerbilder, wobei dargestellt ist, wie das Magnetfeld an dem latenten
Bild verzerrt wird; Fig.5 eine Schnittansicht des Vorlagenbildträgers ,in welcher
die magnetische
Verteilung gezeigt ist; und Fig.6(a) bis 6(e)
Schnittansichten einer weiteren Ausführungsform eines Vorlagenbildträgers, wobei
die Schritte des Kopierverfahrens dargestellt sind.
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Eine Ausführungsform der Erfindung wird nunmehr anhand der Fig.la
bis le beschrieben. Bei dem ersten Schritt des Kopierverfahrens wird ein Vorlagenbildträger
5 hergestellt, welcher aus einer Unterlage 3 aus einem nichtmagnetischen Material
und einem Bild 4 besteht, das aus einem Material mit hoher magnetischer Permeabilität
gebildet ist, das auf der Unterlage 3 entsprechend einem Vorlagenbild 2 auf einem
Papier aufgebracht wird. Hierbei stehen verschiedene Arten von Material mit hoher
magnetischer Permeabilität zur Verfügung, so beispielsweise Nickel-, Eisen-, Kobalt-
und ein Legierungspulver aus diesen Elementen. Insbesondere ist 78,5% Ni-Fe (Permalloy)
vorteilhaft. Bei einem der üblichen Verfahren zum Herstellen des Vorlagenbildträgers
5 wird die photoleitfähige Unterlage 3 mit dem zu kopierenden Vorlagenbild des Materials
1 belichtet, dann wird Toner hoher magnetischer Permeabilität auf die geladenen
Bildbereiche aufgebracht und das Tonerbild auf ein Papier übertragen. Dieses Verfahren
wird als elektrophotographisches Verfahren bezeichnet. Bei einem anderen Verfahren
zum
Schaffen eines Bildes auf dem Papier wird auf die Oberfläche der Unterlage 3 das
Material, beispielsweise Wachs,aufgebracht, das klebrig wird und damit festhaftet,
wenn es durch Wärme geschmolzen wird, dann wird der Unterlage 3 entsprechend dem
Vorlagenbild Wärme zugeführt, um ein latentes, festhaftendes Bild zu schaffen, und
schließlich wird Pulver hoher magnetischer Permeabiltität auf das latente Bild aufgebracht,
um es sichtbar zu machen. Bei diesem Verfahren wird ein Träger, der mit unterkühltem
Material beaufschlagt wird, als Unterlage 3 verwendet. Noch ein weiteres Verfahren
ist das sogenannte Cromalin-Verfahren, das von E.I. Dupont entwickelt worden ist,
bei welchem sensibilisiertes Harz mit einem Bild belichtet wird und auf das haftende,
latente Bild Pulver hoher magnetischer Permeabilität aufgebracht wird. Bei einem
weiteren Verfahren zum Herstellen des Vorlagenbildträgers 5 wird eine Farbe verwendet,
die Pulver hoher magnetischer Permeabilität enthält. Bei dieser Ausführungsform
ist das Bild 4 aus einer großen Anzahl Punkte 6 gebildet, die jeweils aus Pulver
hoher Permeabilität hergestellt sind und welche einander nicht überdecken ,wie in
Fig.1(b) dargestellt ist. Diese Art Bild kann dadurch erhalten werden, daß der Vorlagenbildträger
5 mit Hilfe eines reinen Analyseverfahrens hergestellt wird.
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Bei dem zweiten Schritt wird magnetische Farbe 7 auf das latente Bild
4 auf dem Vorlagenbildträger 5 aufgebracht,wie in Fig.1(c) dargestellt ist. Diese
magnetische Farbe 7 kann Pulvertoner
oder ein flüssiger magnetischer
Toner sein. Die magnetische Farbe 7 wird auf das Bild 4 aufgebracht, indem der Vorlagenbildträger
5 auf einer Vorlagenbildträger-Trommel 8, welche drehbar gehaltert ist, ausgebildet
wird, eine drehbare Tonerzuführrolle 9 nahe bei der Trommel 8 eingestellt wird,
und ein magnetisches Feld mittels Dauermagneten 10 und 11 ausgebildet wird, die
in der Rolle und der Trommel nahe bei den Teilen deren Oberflächen angeordnet sind,
die sehr nahe beieinander liegen. In diesem Fall wird dann der magnetische Toner
als die magnetische Farbe 7 verwendet.
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Die Verteilung des durch die Dauermagneten 10 und 11 gebildeten magnetischen
Feldes kann durch die nachstehend wiedergegebene Poisson-Gleichung ausgedrückt werden:
ö2m 62 m ~ em 5x2 + sy2 A wobei m, em und ffi ein magnetisches Potential, eine magnetische
Last bzw. eine magnetische Permeabilität sind.
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Das Bild 4 mit einer hohen magnetischen Permeabilität , das in dem
gleichförmigen magnetischen Feld angeordnet ist, verzerrt das Feld, wie in Fig.4
dargestellt ist. Hierbei soll die Breite jedes Punktes 6 des Bildes 4 30Am und der
Abstand zwischen benachbarten Punkten 5 soll 30m sein. Die Stärke des magnetischen
Feldes ändert sich entsprechend dem Abstand
D von der oberen Fläche
der Punkte 6 aufwärts, wie in Fig.5 dargestellt ist. Wenn der magnetische Toner
in ein derartiges Feld kommt, wirkt eine Kraft Fy auf den magnetischen Toner, der
auf die Punkte 6 des Bildes 4 aufgebracht wird, um das Bild sichtbar zu machen,
wie in Fig.1(c) bzw. 6(c) dargestellt ist. Die auf den magnetischen Toner wirkende
Kraft Fy ist gegeben durch: 4 xm Hy dHy Fy = 4Rr 1+Nxm dy wobei r der Radius von
kugelförmigem feinem Tonerpulver, xm eine magnetische Permeabilität, N ein diamagnetischer
Feldkoeffizient und H die magnetische Feldstärke ist.
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Bei dem dritten Verfahrensschritt wird das Tonerbild auf das Papier
übertragen, wie in Fig.1(d) dargestellt ist. Nachdem das vorausgehende Aufbringen
abgeschlossen ist, wird das Bild 4 mit dem magnetischen Toner in die Lage verschoben,
in welcher es dem Verfahrensschritt "Bildübertragen" unterzogen wird. Wenn es verschoben
wird, verläßt das Bild 4 das von den Dauermagneten 10 und 11 erzeugte Feld; jedoch
haftet der magnetische Toner wegen der Oberflächenspannung und da der Toner magnetisch
ist und an das aus dem Material mit hoher magnetischer Permeabilität geschaffenen
Bild 4 angezogen wird, ausreichend fest an dem Bild 4. Es gibt verschiedene Arten
von
Auf zeichnungsmaterial 12, das in Abhängigkeit von dem angewandten
übertragungsverfahren verfügbar ist und angewendet wird. Unter den Übertragungsverfahren,
die bei der Erfindung angewendet werden können, gibt es eine elektrostatische Übertragung,
eine magnetische Übertragung, eine Adhäsionsübertragung und eine Übertragung mit
Druck. Im Falle der elektrostatischen Übertragung kann Papier, Kunststoffolie oder
irgendein anderes Isoliermaterial als Aufzeichnungsmaterial 12 verwendet werden.
Wenn die magnetische Übertragung angewendet wird, kann das Aufzeichnungsmaterial
irgendein Material sein, das nichtmagnetisch ist.
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Auf diese Weise wird dann der magnetische, auf das Bild 4 aufgebrachte
Toner an das Aufzeichnungsmaterial 12 übertragen und durch Wärme auf diesem verteilt,
wodurch ein Bild auf der Kopie geschaffen ist, wie es in Fig.1(e) dargestellt ist.
Der auf diese Weise übertragene Toner kann dann auf dem Aufzeichnungsmaterial mittels
verschiedener Einrichtungen ,beispielsweise mit Druck, Wärme oder durch Verwenden
einer Fixierlösung fixiert werden.
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Sobald der Vorlagenbildträger ,der sogenannte Master, 5 geschaffen
ist, kann ohne weiteres eine große Anzahl Kopien hergestellt werden, indem die Verfahrensschritte
,Aufbringen der magnetischen Farbe 7 auf das Bild 4 des Vorlagenbildträgers in dem
magnetischen Feld und ein Übertragen des Tonerbildes auf das Aufzeichnungsmaterialswiederholt
wird. Da der
Vorlagenbildträger 5 nur das Bild 4 aufweist, das
aus Material mit einer hohen magnetischen Permeabilität gebildet ist, und da das
Auftragen bzw. Aufbringen von Farbe auf das Bild in dem durch die Dauermagneten
10 und 11 geschaffenen, magnetischen Feld durchgeführt wird, kann verhindert werden,
daß das Potential des latenten Bildes sich während der wiederholten Kopierschritte
verschlechtert. Da das Bild 4 aus Punkten 6 gebildet ist, hat es außerdem eine gute
Auflösung.
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Nachfolgend wird hierfür ein Beispiel im einzelnen beschrieben. Ein
photoleitfähiges Zinkoxid- (ZnO)Papier wird als die Unterlage 3 verwendet. Als das
Material hoher magnetischer Permeabilität wird ein Tonerpulver aus Nickel- und Harzpartikeln
verwendet, das eine magnetische Permeabilität ß von 50 hat. Die Pulverpartikel haben
einen Durchmesser von 30im. Mit diesen Materialien wird dann ein Tonerbild 4 entwickelt
und auf der Unterlage 3 geschmolzen, um dadurch den Vorlagenbildträger ,den sogenannten
Master, 5 auszubilden. Die verwendete magnetische Farbe 7 ist ein Tonerpulver, dessen
Durchmesser Sgm ist und hat ein magnetisches Sättigungsmoment os von 4,4 emu/g;
das magnetische Restmoment or beträgt 0,9emu/g und der 3 spezifische Widerstand
ist 1,1 x 103 4 cm. Die magnetische Farbe 7 wird auf das Tonerbild 4 bei Durchlaufen
des mittels der Dauermagneten 10 und 11 erzeugten, magnetischen Feldes von 500 Oe
aufgebracht ,wird dann an das Aufzeichnungsmaterial 12 übertragen und auf diesem
durch Wärme aufgeschmolzen, wobei eine impulsförmige Spannung (-400V) an die Nadelelektroden
für
100Es angelegt wird. Das erste, nach diesem Verfahren hergestellte Kopiebild hat
einen Schwärzungsgrad von 1,2 und eine Auflösung von sechs Zeilen pro Millimeter.
Versuche haben gezeigt, daß dieser Schwärzungsgrad und diese Auflösung bei 100 Kopien
beibehalten werden können.
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Wenn Tonerpulver mit einem Durchmesser von 10ßm verwendet wird und
die anderen Bedingungen unverändert bleiben, nimmt der Schwärzungsgrad des Kopiebildes
auf 1,0 ab, aber die Auflösung nimmt auf 10 Zeilen / mm zu. Ferner kann, wenn der
Vorlagenbildträger 5 durch das elektrophotographische Verfahren hergestellt wird,
die erste Kopie innerhalb von 10s erhalten werden, und es kann eine sehr höhe Kopiergeschwindigkeit
erhalten werden, welche bei 150 Kopien pro Minute liegt.
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Anhand von Fig.6 wird die zweite Ausführungsform der Erfindung beschrieben.
Hierbei sind die Teile, welche denen der vorstehend beschriebenen Ausführungsform
entsprechen, mit denselben Bezugszeichen bezeichnet und nicht gesondert beschrieben.
Der Vorlagenbildträger 5 bei dieser Ausführungsform besteht aus einer Unterlage
3 aus gewöhnlichem Papier, auf welchem das Material mit hoher Permeabilität aufgebracht
und gepreßt wird, um ein Bild 4 zu schaffen, das dem Vorlagenbild 2 entspricht.
Das Kopiebild 13 kann dadurch erhalten werden, daß in dem magnetischen Feld die
magnetische Farbe 7 oder magnetischer Toner auf das Bild 4 aufgebracht wird und
das Tonerbild an das Aufzeichnungsmaterial 12 übertragen und
aufgeschmolzen
wird.
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Wie aus der vorstehenden Beschreibung zu ersehen ist, kann, sobald
der Vorlagenbildträger geschaffen ist, eine große Anzahl Kopien ohne eine Verschlechterung
des Kopiebildes in einfacher Weise dadurch hergestellt werden, daß die Verfahrensschritte
,Aufbringen der magnetischen Farbe oder des magnetischen Toners auf das latente
Bild des in dem Magnetfeld angeordneten Vorlagenbildträgers und übertragen des Tonerbildes
auf das Aufzeichnungsmaterial ,wiederholt werden, da die Energie zum Aufbringen
der magnetischen Farbe und zum Übertragen des geschaffenen Bildes auf das Papier
aus dem äußeren magnetischen Feld erhalten werden kann. Da das Zwischenmaterial
oder -medium das Bild ist, das aus einem Material hoher Permeabilität geschaffen
ist, kann ein Kopiebild mit einer hohen Auflösung und einem hohen Schwärzungsgrad
erhalten werden. Ferner können mit der Erfindung Kopien mit hoher Geschwindigkeit
hergestellt werden.
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Ende der Beschreibung
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