-
Wärmekopierverfahren und -vorrichtung Gegenstand der Erfindung ist
ein Wärmekopierverfahren, bei dem eine durch Strahlungswärme in Verbindung mit Lichteinwirkung
hervorgerufene bildmäßige Erwärmung einer wärmeempfindlichen Schicht ein Bild erzeugt.
-
Es sind eine Reihe von Verfahren bekannt, um ein latentes Wärmebild
in ein dauerhaftes, sichtbares Bild oder in eine Druckform für ein Mehrfachkopier-,
Vervielfältigungs- oder Druckverfahren umzuwandeln. Zum Beispiel kann ein Kopieträger
mit einem leicht schmelzenden, undurchsichtigen Stoff beschichtet sein, der an den
geschmolzenen Stellen transparent wird, oder die geschmolzenen Anteile einer wärmeempfindlichen
Schicht können auf einen saugfähigen Kopieträger übertragen werden. Ferner sind
wärmeempfindliche Schichten bekannt, in denen zwei bei Zimmertemperatur stabile
oder durch eine schmelzbare Schicht voneinander getrennte Stoffkomponenten bei höherer
Temperatur eine von einem Farbumschlag begleitete chemische Verbindung eingehen.
-
Bei einem anderen bekannten Verfahren wird eine vormagnetisierte Schicht
aus einem Magnetstoff mit möglichst niedriger Curie-Temperatur bildmäßig über ihren
Curie-Punkt erwärmt und verliert an den erwärmten Stellen ihre Vormagnetisierung.
Das so entstandene latente Magnetbild kann mittels eines Magnetpigments sichtbar
gemacht und gegebenenfalls auf einen anderen Kopieträger, z. B. auf Papier, übertragen
werden. Das latente Magnetbild ist außerdem als Druckform für ein Magnetdruckverfahren
verwendbar.
-
Die bildmäßige Erwärmung der wärmeempfindlichen Schicht wird bei den
bekannten Verfahren in der Regel durch eine Infrarotstrahlung hervorgerufen, die
vorzugsweise auf eine in unmittelbarem Kontakt mit der wärmeempfindlichen Schicht
befindliche Papiervorlage einwirkt, deren Bildstellen ein gegenüber dem der bildfreien
Stellen unterschiedliches Wärmeabsorptions- bzw. Reflexionsvermögen besitzen. Es
kann das sogenannte Reflex- oder das sogenannte Schattenverfahren angewendet werden,
wobei je nach Art des Wärmekontaktes der wärmeempfindlichen Schicht mit der Vorlage
und je nach Bestrahlungsdauer positive oder negative Wärmebilder entstehen. Es ist
ferner möglich, das Wärmebild mit Hilfe eines optischen Abbildungssystems zu erzeugen,
das diaskopisch oder epidiaskopisch aufgebaut sein kann.
-
Voraussetzung für die richtige Wiedergabe des Ton- bzw. Grauwertes
der Vorlage ist aber in jedem Fall, daß deren Bildstellen im Bereich der Wärmestrahlung
etwa die gleichen Unterschiede im Absorptions- bzw. Reflexionsvermögen aufweisen
wie im Bereich des sichtbaren Lichts. Dies trifft z. B. sicher nicht zu, wenn die
Vorlage mit einer Anilindruckfarbe oder mit einem normalen Kugelschreiber hergestellt
wurde. Selbst schwarze Anilinfarbflächen heben sich bezüglich ihrer Wärmeabsorptionsfähigkeit
kaum von der Papierunterlage ab und werden daher vom Wärmekopierprozeß meist nicht
erfaßt.
-
Eine weitere Schwierigkeit besteht darin, daß die im Zusammenhang
mit Bürokopierverfahren häufig vorkommenden zweiseitig beschriebenen oder bedruckten
Vorlagen, wie z. B. Buchseiten und Zeitungsausschnitte, oder auch dickere Vorlagen,
wie z. B. Karteikarten, nur im Reflexverfahren oder durch ein epidiaskopisches optisches
Abbildungssystem übertragen werden können. Epidiaskopische Wärmeabbildungssysteme
sind nach obigem zwar grundsätzlich ausführbar. Sie sind aber wegen des dazu notwendigen
speziellen Objektivs sehr aufwendig und arbeiten außerdem so verlustreich, daß sie
im allgemeinen nur bei Kopierprozessen angewendet werden können, die eine Vorerwärmung
der wärmeempfindlichen Schicht bis dicht unter ihre Ansprechtemperatur vorsehen.
Nach dem Reflexverfahren kann andererseits nur gearbeitet werden, wenn die wärmeempfindliche
Schicht ein geringes Wärmeabsorptionsvermögen und eine definierte Ansprechschwelle
aufweist oder durch ein Raster od. dgl. unterbrochen ist. Des weiteren läßt das
Reflexverfahren als Kontaktkopierverfahren keinerlei Änderung des Abbildungsmaßstabes
zu.
-
Es wurde zwar schon versucht, eine diffuse Wärmestrahlung dadurch
selektiv zur Wirkung zu bringen, daß auf ein wärmeempfindliches Kopierpapier ein
Original mit optischen Mitteln projiziert wird, während gleichzeitig eine Bestrahlung
des Kopierpapiers mit Wärmestrahlen erfolgt in der Weise, daß Licht-und Wärmestrahlen
durch verschiedene voneinander getrennte Mittel erzeugt werden und von verschiedenen
Seiten aus auf das Kopiermaterial einwirken. Es
erscheint aber kaum
möglich, auf diese Weise in der wärmeempfindlichen Schicht Wärmeunterschiede von
brauchbarer und den Grauwertunterschieden des Originals entsprechender Größe hervorzurufen.
-
Gemäß der Erfindung wird nun die Strahlungswärme mit Hilfe einer Steuerschicht,
deren Wärmeabsorptions- und/oder Reflexionsvermögen unter dem Einfluß einer dem
sichtbaren und/oder ultravioletten Strahlungsbereich angehörenden Strahlung in Abhängigkeit
von der auftreffenden Strahlungsmenge veränderlich ist, bildmäßig zur Wirkung gebracht.
Insbesondere soll die Steuerschicht einer bildmäßigen Bestrahlung mit sichtbarem
und/oder ultraviolettem Licht und gleichzeitig oder anschließend einer diffusen
Ultrarotbestrahlung unterworfen werden.
-
Bei dieser Anordnung wird in der Steuerschicht ein deutliches, weitgehend
der sichtbaren Strahlung proportionales Absorptions- oder Reflexionsbild erzeugt,
das seinerseits die diffuse Wärmestrahlung in ebensolcher Übereinstimmung mit dem
sichtbaren Bild der Vorlage zur Wirkung bringt. Die Abbildung erfolgt mittels eines
wenig aufwendigen optischen Abbildungssystems, das für einen beliebigen Abbildungsmaßstab
ausgelegt sein kann und auch bei epidiaskopischer Arbeitsweise noch einen verhältnismäßig
günstigen Wirkungsgrad aufweist. Die wärmeempfindliehe Schicht kann mit diesem Verfahren
ohne Zwischenstufen in kürzester Zeit von der Umgebungstemperatur auf ihre Arbeitstemperatur
aufgeheizt werden.
-
Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung wird in einer einer wärmeempfindlichen
Schicht unmittelbar anliegenden Steuerschicht eine Absorptions- bzw. Reflexionsbild
der Vorlage erzeugt oder es wird eine wärmeempfindliche Schicht, der Sensibilisierungsstoffe
beigemischt sind, die unter dem Einfluß einer sichtbaren oder ultravioletten Strahlung
ihr Wärmeabsorptions- und/oder Reflexionsvermögen ändern, einer Bestrahlung mit
sichtbarem und/oder ultraviolettem Licht und gleichzeitig oder anschließend einer
diffusen Wärmebestrahlung unterworfen. Auf diese Weise teilt sich das mit Hilfe
der erfindungsgemäßen Steuerschicht gewonnene Wärmebild unmittelbar der wärmeempfindlichen
Schicht mit.
-
Da bei Wärmeverfahren, bei denen keine übertragung auf einen weiteren
Kopieträger erfolgt, der im Tageslicht fortschreitende Zerfall der Steuerschicht
das mit dem Wärmeverfahren erzeugte Bild stören könnte, empfiehlt es sich in diesen
Fällen, die Steuerschicht reit einem filmbildenden Stoff, z. B. Acetylcellulose,
aufzubringen, der nach dem Kopiervorgang als ganzer Film abgezogen werden kann.
-
Nach einem anderen erfindungsgemäßen Vorschlag soll in einer ohne
unmittelbaren Wärmekontakt mit einer wärmeempfindlichen Schicht mit wärmeabsorbierender
Oberfläche im Strahlengang zwischen dieser Schicht und einer diffusen Wärmestranlungsquelle
liegenden Steuerschicht ein Absorptions- bzw. Reflexionsbild der Vorlage erzeugt
werden. Bei dieser Anordnung entsteht in der wärmeabsorbierenden Oberfläche der
wärmeempfindlichen Schicht ein negatives Bild des in der Steuerschicht erzeugten
Wärmebildes, das dann erwünscht sein kann, wenn infolge der Eigenschaften der in
der wärmeempfindlichen oder in der Steuerschicht verwendeten Stoffe auf der endgültigen
Kopie ein negatives Bild der Vorlage entstehen würde. Außerdem erlaubt diese Anordnung
eine getrennte Handhabung der lichtempfindlichen und der wärmeempfindlichen Schichten.
In besonders vorteilhafter Weise kann, dann z. B. das auf eine transparente Trägerschicht
aufgebrachte, lichtempfindliche Material von einer lichtabschirmenden Kassette angeordneten
Vorratsspule abgespult und jeweils nach Herstellung einer Kopie um eine Bildlänge
verschoben und gegebenenfalls abgetrennt werden.
-
Zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens kann eine lichtempfindliche
Chlorophyl-Verbindungen enthaltende Steuerschicht verwendet werden, oder es kann
als Steuerschicht auch der rote Farbstoff verwendet werden, den man durch Umsetzen
von Nitro 2,4-di-isopropylanilin mit Naphtol-AS erhält. Das Umwandlungsprodukt dieses
Farbstoffes, der sich bei Belichtung mit sichtbarem Licht schwarz verfärbt, weist
eine starke Ultrarotabsorption auf.
-
Ein noch kontrastreicheres Absorptionsbild erhält man, wenn eine Steuerschicht
aus dem gelben Farbstoff verwendet wird, der durch Reaktion von Nitro 2,4-di-isopropylanilin
mit Acetanilid entsteht. Dieser Farbstoff absorbiert im ultraroten nur sehr schwach.
Nach Belichtung mit sichtbarem Licht nimmt er eine braunschwarze Färbung an und
wird dabei stark ultrarotabsorbierend.
-
Diese Farbstoffe, die bei Bestrahlung mit sichtbarem oder ultraviolettem
Licht ihr Wärmeabsorptionsvermögen steigern, ergeben bei direktem Wärmekontakt von
Steuerschicht und wärmeempfindlicher Schicht ein negatives Wärmebild der Vorlage,
d. h., den bildfreien bzw. weißen Stellen der Vorlage entspricht eine gesteigerte
Erwärmung der wärmeempfindlichen Schicht, wie sie z. B. für die bildfreien Stellen
des obergenannten Magnetverfahrens nötig ist, die dann ihre Vormagnetisierung verlieren
und demzufolge an diesen Stellen kein Farbpigment anlagern. Im Zusammenhang mit
Reaktionsschichten, deren erwärmte Stellen eine dunkle Farbe annehmen, können diese
Schichten im Zusammenhang mit dem sogenannten Schattenverfahren angewendet werden.
-
Ein positives Wärmebild kann gemäß einem weitereu Merkmal der Erfindung
auch bei direktem Wärmekontakt der Steuerschicht mit der wärmeempfindlichen Schicht
erzeugt werden, wenn eine Schicht des Farbstoffes Neutralrot einer Bestrahlung mit
sichtbarem und/oder ultraviolettem Licht und anschließend einer diffusen Wärmebestrahlung
ausgesetzt wird. Da Neutralrot bei Belichtung sowohl seine rote Farbe als auch sein
starkes Ultrarotabsorptionsvermögen verliert, entsteht auf der Steuerschicht ein
rotes Positiv der Vorlage, dessen rote Bildstellen stark wärmeabsorbierend sind
und demzufolge unter diffuser Ultrarotbestrahlung eine starke selektive Erwärmung
der mit ihnen in Kontakt befindlichen Stellen der wärmeempfindlichen Schicht
hervorrufen.
-
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung soll in einer Vorrichtung
zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens eine eine Vorlage mit sichtbarem
und/oder ultraviolettem Licht beleuchtende Lichtquelle, ein optisches AbbIdungssystem
zur Projektion dieser VorIage auf eine Steuerschicht und eine Wärinestrahlungsquelle
zur diffusen Wärmebestrahlung der Steuerschicht vorgesehen sein. Zweckmäßigerweise
wird dabei das optische Abbildungssystem epidiaskopisch aufgebaut. Wenn ferner die
wärmeempfindliche Schicht ohne weiteren Umdruck als seitenrichtige Kopie dienen
soll, kann dies in vorteilhafter Weise dadurch erreicht werden, daß in das optische
Abbildungssystem ein Umlenkspiegel eingefügt wird.
Ferner läßt sich
ein Gerät zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens vorteilhafterweise so
aufbauen, daß um ein Objektiv eine ring- oder rahmenförmige Lichtquelle für sichtbares
oder ultraviolettes Licht sowie eine ring- oder rahmenförmige Wärmestrahlungsquelle
konzentrisch ineinander angeordnet sind. Außerdem soll ein Zeitschalter zur Steuerung
der Strahlungsquelle für sichtbares Licht und der Wärmestrahlungsquelle vorgesehen
sein.
-
In der Zeichnung sind einige Ausführungsformen der Erfindung beispielsweise
dargestellt. Es zeigt F i g.1 einen Schnitt durch ein erfindungsgemäßes Gerät in
halbschematischer Darstellung und F i g. 2 eine weitere Ausführungsfarin dieses
Gerätes.
-
In F i g. 1 ist mit 1 das Gehäuse eines Wärmekopiergerätes bezeichnet,
auf dessen Grundplatte ein Kopieträger 2 liegt, der mit einer wärmeempfindlichen
Schicht 3 belegt ist. Die Schicht 3 kann aus einem Material bestehen, das bei Erwärmung
chemisch reagiert oder eine physikalische Veränderung erfährt, z. B. schmilzt oder
infolge Überschreitung des Curie-Punktes seine Vormagnetisierung verliert. Ein dieser
Schicht aufgeprägtes Wärmebild kann sich also in ein Farb-, Schmelz- oder Magnetbild
verwandeln, das entweder selbst als Kopie verwendet oder auf einen weiteren Kopieträger
umgedruckt werden kann. Verschiedene wärmeempfindliche Schichten, wie z. B. auch
die obengenannte Magnetschicht, lassen sich beliebig oft einfärben und können somit
als Druckform dienen.
-
Auf die wärmeempfindliche Schicht 3 ist eine weitere z. B. aus Neutralrot
bestehende Steuerschicht 4
aufgetragen, deren Wärmeabsorptions- oder Reflexionsvermögen
durch Bestrahlung mit ultraviolettem oder sichtbarem Licht verändert werden kann.
Auf diese Steuerschicht 4 wird mittels eines Objektivs 5 das Bild einer Vorlage,
z. B. das Bild der untersten Seite eines auf einer Glasplatte 6 liegenden Buches
7 projiziert. Die Beleuchtung der Vorlage 7 erfolgt mittels einer starken, sichtbares
oder ultraviolettes Licht ausstrahlenden Lichtquelle 8; die im vorliegenden Fall
ringförmig ausgebildet ist. An den belichteten Stellen verliert die aus Neutralrot
gebildete Steuerschicht 4 ihre ursprünglich hohe Ultrarotabsorptionsfähigkeit. Es
entsteht demnach ein der Vorlage 7 entsprechendes Absorptionsfähigkeitsbild.
-
Ferner ist eine beispielsweise ebenfalls ringförmige, konzentrisch
zum Objektiv 5 und zur Lichtquelle 8 angeordnete diffuse Wärmestrahlungsquelle 9
vorgesehen. Die weitgehend gleichförmige Strahlung dieser Wärmestrahlungsquelle
9 wird in der Steuerschicht 4
nach Maßgabe des dort vorliegenden Absorptionsfähigkeitsbildes
in eine örtliche Erwärmung dieser Schicht verwandelt, die sich infolge des engen
Wärmekontaktes dieser Steuerschicht mit der wärmeempfindlichen Schicht 3 sofort
auch der letzteren mitteilt. In der Schicht 3 entsteht somit eine bildmäßige Erwärmung,
die nicht dem Wärmeabsorptionsfähigkeitsbild der Vorlage 7, sondern dem der Steuerschicht
4 entspricht und somit ein genaues Abbild des sichtbaren Bildes der Vorlage 7 darstellt.
Dieselben Verhältnisse ergeben sich, wenn die Steuerschicht nicht auf die wärmeempfindliche
Schicht 3 aufgetragen, sondern ihr als Sensibilisierungsstoff beigemischt wird.
In beiden Fällen muß natürlich z. B. durch eine abreißbare Deckschicht aus Papier,
eine Lichtschutzkassette od. dgl. dafür Sorge getragen werden, daß die Steuerschickt
nicht schon vor denn eigentlichen Kopiervor gang einer über ihrer Ansprechschwelle
liegenden Licht- oder Ultraviolettstrahlung ausgesetzt ist.
-
Ferner kann bei Wärmeverfahren, bei denen keine Übertragung auf einen
weiteren Kopieträger erfolgt und bei denen der im Tageslicht fortschreitende Zerfall
der Steuerschicht das mit dem Wärmeverfahren erzeugte Bild stören würde, die Steuerschicht
mit einem filmbildenden Stoff, z. B. Acetylcellulose, aufgebracht und nach dem Kopiervorgang
als ganzer Film abgezogen werden: Gemäß F i g. 2 ist die Steuerschicht 4 auf einer
eigenen transparenten bzw. wärmestrahlerrdurchlässigen Trägerschicht 10 angeordnet,
die der wärmeernp= findlichen Schicht 3 nur lose anliegt, damit wenigstens ein minimaler
Luftspalt zwischen den beiden Schichten verbleibt. Eine durch Absorption der diffusen
Wärmestrahlung in der Steuerschicht 4 entstehende Erwärmung kann sich dann insbesondere
bei kurzzeitiger intensiver Bestrahlung der Steuerschicht nicht auf die wärmeempfindliche
Schicht 3 übertragen. Vielmehr entsteht in dieser Schicht ein Schattenbild der Steuerschicht
4, d. h., die Strahlungsanteile, die von der Steuerschicht 4 nicht absorbiert wurden,
werden auf der wärmeempfindlichen Schicht 3 absorbiert und erzeugen dort eine Erwärmung.
Die hinter den absorbierenden Stellen der Steuerschicht liegenden Stellen der wärmeempfindlichen
Schicht 3 sind dagegen zumindest während einer kurzen Bestrahlungsdauer gegen die
Strahlung abgeschirmt. Durch Anordnung der Schichten 3 und 4 in engem oder losem
Wärmekontakt können also mit jeder beliebigen Kombination der wärmeabhängigen Eigenschaften
dieser Schichten sowohl positive als auch negative Bilder der Vorlage erzeugt werden.
-
Desgleichen kann die Seitenrichtigkeit der Bilder im Bedarfsfall durch
Einfügen eines Umlenkspiegels 11 in den Strahlengang der Anordnung gemäß
F i g. 1 hergestellt werden. Die spiegellose Anordnung ergibt seitenrichtige Bilder
im Falle des Umdruckes auf einen anderen Kopieträger, während das über einen Spiegel
projizierte Bild direkt als Kopie verwendet werden kann.
-
Gemäß F i g. 1 wird außerdem durch einen Zeitschalter für die richtige
Abstimmung der Bestrahlungszeiten mit sichtbarem Lieht und mit Wärmestrahlen gesorgt.
Dabei wirken zwei drehfest miteinander verbundene Nackenscheiben 12, 13'
die in bekannter Weise durch einen Handauslöser und ein Hemmwerk gesteuert sein
können, auf ein Kontaktpaar 14, 15, das in einer Verbindungsleitung 16 der
Lichtquelle 9 mit einem Netzleiter 17 liegt bzw. auf ein in einer Verbindungsleitung
18 der Wärmestrahlungsquelle 8 mit diesem Netzleiter liegendes Kontaktpaar 19, 20
ein. Die Verbindung der beiden Strahlungsquellen 5 und 9 mit dem zweiten Netzleiter
21 erfolgt über die beiden Leiter 22 und 23.
-
Wird nun der Nackenscheibe 12,13 nach Betätigung eines nicht dargestellten
Handauslösers eine unter der Wirkung einer ebenfalls nicht dargestellten Antriebsfeder
eine Drehbewegung erteilt, so schließt erst die Nocke 12a den Schalter 14,15 und
die Belichtung der Steuerschicht 14 beginnt. Nachdem der Aufbau des Absorptionsbildes
in der Schicht 4 genügend weit fortgeschritten ist, wird durch die auf den Schalter
19, 20 wirkende Nocke 13 a eine kurze, kräftige Wärmestrahlung ausgelöst, nach deren
Ablauf beide Strahlungsquellen 5 und 9 ausgeschaltet sowie
die Nocken
12 und 13 durch die nicht dargestellte Auslösevorrichtung in bekannter Weise stillgesetzt
werden. Bei der nächsten Vierteldrehung der Nockenscheiben 12, 13 erfolgt dann die
Steuerung des Vorganges mittels der Nocken 12 b, 13 b usw.
-
Schließlich ist gemäß F i g. 2 noch eine lichtabschirmende Kassette
24 vorgesehen, die mittels mehrerer Haken 24 a in das Gehäuse 1 des Kopiergerätes
eingehängt werden kann. Sie enthält eine Spule 25, auf der eine auf einen transparenten
Träger 10 aufgebrachte Steuerschicht 4 aufgewickelt ist. Nach Anfertigung einer
Kopie kann der verbrauchte, einer Bildlänge entsprechende Teil der Steuerschicht
aus dem Gerät gezogen und mittels des Messers 26 abgerissen werden. Hierauf steht
wieder ein unverbrauchter Teil der Steuerfolie für die Anfertigung einer weiteren
Kopie zur Verfügung.