DE3825923C2

DE3825923C2 -

Info

Publication number: DE3825923C2
Application number: DE3825923A
Authority: DE
Inventors: Shigeo Honma; Kazuyoshi Osaka Jp Hara
Original assignee: Minolta Co Ltd
Current assignee: Minolta Co Ltd
Priority date: 1987-07-29
Filing date: 1988-07-29
Publication date: 1990-09-20
Also published as: JPS6420358U; US4871407A; DE3825923A1; JPH0621730Y2

Description

Die Erfindung betrifft ein Bildaufzeichnungsmaterial zur Ausbildung dreidimensionaler Bilder, bestehend aus einem blattartigen Basismaterial und einer thermisch expandier baren Beschichtungslage, die auf dem Basismaterial ausge bildet ist, wobei die thermisch expandierbare Beschichtungs lage aus Mikrokugeln, die bei der Aufbringung von Wärme ex pandieren, und einem Bindematerial bestehen, das die Mikro kugeln in dispergiertem Zustand in der thermisch expandieren den Beschichtungslage an das Basismaterial bindet.

Ein derartiges Bildaufzeichnungsmaterial ist durch die JP-PS 35 359/84 und JP-OS 101954/80 bekannt und wie in der Fig. 1 gezeigt, aufgebaut. Zur Ausbildung eines dreidimensionalen Bildes unter Verwendung dieses Bildaufzeichnungsmaterials wird ein gewünschtes Bild auf dem Blatt unter Verwendung eines Materials, welches hohe Lichtabsorbierungseigenschaften aufweist, ausgebildet. Beispielsweise wird das Bild mit schwar zem Toner unter Verwendung eines üblichen elektrofotografi schen Kopiergerätes erzeugt. Wie in den Fig. 2a und 2b dargestellt, sind Abb. 4 aus schwarzem Toner auf der Beschichtungslage 2 des thermisch expandierbaren Blattes P ausgebildet. Das Beleuchten der Oberfläche des Blattes P mit Licht führt dazu, daß ausschließlich die Bildbereiche 4, die mit schwarzem Toner versehen sind, erwärmt werden, und zwar aufgrund der Unterschiede in den lichtabsorbierenden Eigenschaften der Bildteile und bildlosen Teile. Durch diese Erwärmung wird ein Expansion der thermisch expandierbaren Mikrokugeln 3 bewirkt, so daß die Bildbereiche von der Blatt oberfläche angehoben werden und somit Bilder erzeugen, die wie aus der Fig. 2b zu sehen ist, eine kubische Wirkung auf weisen.

Diese so erzeugten dreidimensionalen Bilder haben somit auf den Oberflächen ihrer erhabenen Bildteile dunkle oder schwarze Tonerbilder, was insbesondere dann von Nachteil ist, wenn die dreidimensionalen Bilder koloriert oder eingefärbt werden sollen, oder wenn sie als Blindenschriftblatt verwendet wer den, da im letztgenannten Fall der Toner bei wiederholter Berührung durch den Lesenden abfällt und zu Verschmutzungen führt.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein neuartiges Bildaufzeich nungsmaterial zur Ausbildung dreidimensionaler Bilder zu schaffen, welches in jeder gewünschten Farbe koloriert oder gefärbt sein kann.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch ein Bild aufzeichnungsmaterial der eingangs beschriebenen Art, das durch die Merkmale des Patentanspruches 1 gekennzeichnet ist.

Im folgenden wird die Erfindung anhand von Ausführungs beispielen in Verbindung mit der Zeichnung beschrieben. Dabei zeigt:

Fig. 1 eine schematische Schnittansicht des Aufbaus eines bekannten thermisch expandierbaren Blattes,

Fig. 2(a) und (b) Schnittansichten der Arbeitsstufen zur Ausbildung eines dreidimensionalen Bildes unter Verwendung des in Fig. 1 gezeigten bekannten thermisch expandierbaren Blattes,

Fig. 3 eine vergrößerte Schnittansicht des Aufbaus eines ersten Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Bildaufzeichnungsmaterials,

Fig. 4(a), (b) und (c) Schnittansichten der Arbeitsstufen zur Ausbildung eines dreidimensionalen Bildes unter Verwendung des in Fig. 3 gezeigten Bildaufzeichnungs materials,

Fig. 5 eine Schnittansicht des generellen Aufbaus einer Belichtungsvorrichtung,

Fig. 6 eine vergrößerte Schnittansicht des Aufbaus eines zweiten Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Bildaufzeichnungsmaterials,

Fig. 7(a), (b) und (c) Schnittansichten der Arbeitsschritte zur Erzeugung eines dreidimensionalen Bildes unter Verwendung des in Fig. 6 dargestellten Bildaufzeich nungsmaterials, und

Fig. 8 eine vergrößerte Ansicht des Aufbaus eines dritten Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Bildauf zeichnungsmaterials.

In Fig. 3 ist eine Schnittansicht des Aufbaus eines ersten Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Bildaufzeich nungsmaterials Q dargestellt, bei welchem die Dicke jeder Schicht zur Verdeutlichung der Darstellung in einem ver größerten Maß wiedergegeben ist. ln der gleichen Figur bezeichnet das Bezugszeichen 11 ein Basisblatt, welches aus einem Material gefertigt ist, welches eine ausreichende Festigkeit aufweist, um eine Ausdehnung der Rückseite dieses Basisblattes zu verhindern, wenn die noch zu beschreibenden thermisch expandierbaren Mikrokugeln bei Erwärmung expan dieren. Das Material erweicht weiterhin nicht bei einer Temperatur, bei welcher die Mikrokugeln expandieren. Beispiele für ein derartiges Material sind Papier, synthetisches Papier, ein synthetisches Kunststoffblatt, Sperrholz und eine Metallfolie.

Die Bezugsziffer 12 bezeichnet eine Beschichtungslage, welche durch die Aufbringung der thermisch expandierbaren Mikrokugeln 13 mit einem Partikeldurchmesser von 5-30 µm zusammen mit einem Binder aus thermoplastischem Kunststoff, beispielsweise Vinylacetat-Kunstharz, Acrylsäureester- Kunstharz, Methacrylsäureester-Kunststoff oder Styren- Butadien-Kunstharz auf das Basisblatt 11 und einer nach folgenden Trocknung ausgebildet ist. Die thermisch expan dierbaren Mikrokugeln 13 sind jeweils durch Einkapselung von Propan, Butan oder einer anderen, niedrig siedenden, ver dampfbaren Substanz in eine Mikrokapsel aus einem thermo plastischen Kunstharz erzeugt, beispielsweise Vinyliden chlorid-Acryloditrilcopolymer, Methacrylsäureester- Acrylonitrilcopolymer oder Vinylidenchlorid-Acryl säureestercopolymer. Als thermisch expandierbare Mikrokugel kann auch ein körniges, wärmeempfindliches organisches Schäummittel wie etwa Azobisisobutyronitril verwendet werden.

Die Bezugsziffer 14 bezeichnet einen abtrennbaren Film, welcher aus einem Material besteht, welches eine Befestigung eines Tonerbildes auf diesem ermöglicht, beispielsweise einem synthetischen Kunstharzfilm, einem Papier oder einem synthetischen Papier, wobei eine Kleberschicht 15 an der Rückseite des Films 14 vorgesehen ist, um den Film abtrenn bar an der Beschichtungslage 12 anzukleben. Der Klebstoff muß mit Bezug auf das Material der Beschichtungslage chemisch stabil sein, eine Wärmebeständigkeit aufweisen, welche hoch genug ist, um der Hitze bei der Fixierung des Toners zu widerstehen, muß in einem solchen Maße klebend sein, daß er nicht an der Oberfläche der Beschichtungslage 12 verbleibt oder diese Oberfläche aufrauht, wenn der Film 14 von der Beschichtungslage 12 getrennt wird. Weiterhin muß die Beschichtungslage gute Wärmeleitfähigkeiten aufweisen. Es können bekannte Kleber, wie etwa Vinylacetat- oder Acrylsäure-Basis-Kleber verwendet werden.

Im folgenden wird die Erzeugung der dreidimensionalen Bil der beschrieben.

Zuerst wird ein Originalbild auf den abtrennbaren Film 14 des Bildaufzeichnungsmaterials Q (im nachfolgenden als "Blatt Q" bezeichnet) kopiert, wobei ein schwarzer Toner verwendet wird und wobei das Kopieren mittels eines bekann ten Kopiergerätes der elektrofotografischen Bauart erfolgt. Die Fig. 4(a) zeigt einen Schnitt durch das Blatt Q mit daran ausgebildeten Tonerbildern 16.

Als nächster Arbeitsschritt wird das Blatt mit Licht be strahlt. Ein Beispiel für eine Belichtungseinrichtung ist in Fig. 5 dargestellt. In einem Gehäuse 20 ist eine Belich tungslampe 21, wie etwa eine Halogenlampe in einer oberen Position unterhalb eines reflektierenden Spiegels 22 vorge sehen. Unter der Belichtungslampe 21 ist ein Förderband 23, welches aus Metall oder einem anderen wärmebeständigen Ma terial gefertigt ist, vorgesehen, welches zwischen einer An triebswalze 24 und einer angetriebenen Walze 25 gespannt ist und in Richtung des Pfeiles mittels einer nicht dargestell ten Antriebseinrichtung bewegbar ist. Die Bezugsziffern 26 und 27 bezeichnen jeweils eine Papierzuführungsbahn und eine Papierabführungsbahn.

Das Förderband 23 wird durch Einschalten eines Antriebs in Bewegung gesetzt und die Belichtungslampe 21 wird angeschal tet. Daraufhin wird das Blatt Q herangeführt, so daß der ab trennbare Film 14 mit den auf diesem aufgebrachten Tonerbil dern 16 der Lampe 21 gegenüberliegt. Das Blatt Q wird unter der Belichtungslampe 21 mit Licht bestrahlt, woraufhin die Bilder 16, wenn welche von schwarzem Toner ausgebildet sind, Lichtenergie absorbieren und auf diese Weise erwärmt werden, so daß die Beschichtungslage 12, welche unter den Tonerbil dern 16 liegt, durch den abtrennbaren Film 14 erwärmt wird. Das führt zu dem Ergebnis, daß die Mikrokugeln 13 in diesem Bereich schnell expandieren, um die entsprechenden Bereiche der Beschichtungslage 12 anzuheben. Die Fig. 4(b) zeigt ei nen Schnitt durch das Blatt Q nach Vollendung der Belich tung.

Als nächster Arbeitsschritt wird der abtrennbare Film 14 ab getrennt, wobei, wie in Fig. 4(c) gezeigt, Tonerbild-freie dreidimensionale Bilder auf der Oberfläche der Beschich tungslage verbleiben.

In Fig. 6 ist ein zweites Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt, welches sich von dem ersten Ausführungsbei spiel, wie in Fig. 6 dargestellt, darin unterscheidet, daß der abtrennbare Film 14 an der Rückseite des Basisblatts 11 angeordnet ist, d.h. an der Seite, welche der thermisch ex pandierbaren Beschichtungslage 12 gegenüberliegt.

Zur Ausbildung dreidimensionaler Bilder unter Verwendung dieses Bildaufzeichnungsmaterials, welches mit dem Bezug zeichen R versehen ist (im nachfolgenden als "Blatt R" be zeichnet) werden Originalbilder unter Verwendung einer Ko piereinrichtung der elektrofotografischen Bauart auf den abtrennbaren Film 14 kopiert, wobei die Originalbilder seitenverkehrt zu den ordnungsgemäßen Bildern sind. Die Fig. 7(a) zeigt den Schnitt durch das Blatt R mit den auf diesem ausgebildeten Tonerbildern 16.

Nachfolgend wird das Blatt R in gleicher Weise wie bei dem ersten Ausführungsbeispiel mit Licht bestrahlt bzw. belich tet. Zu diesem Zeitpunkt ist die Rückseite des Blattes R, d.h. der abtrennbare Film 14 mit den auf diesem ausgebilde ten Tonerbildern 16 der Belichtungslampe 21 gegenüberliegend angeordnet. Die Bilder 16, welche durch schwarzen Toner aus gebildet sind, absorbieren Lichtenergie und werden auf diese Weise erwärmt, so daß die Beschichtungslage 12, welche über den Bildern 16, durch den Film 14 und das Basisblatt 11 er wärmt wird. Das führt zu dem Ergebnis, daß die Mikrokugeln 13 in diesem Bereich schnell expandieren, um die entspre chenden Bereiche der Beschichtungslage 12 anzuheben. Die Fig. 7(b) zeigt einen Schnitt durch das Blatt R nach Been digung der Belichtung.

Durch Abtrennung des abtrennbaren Films 14 können daraufhin dreidimensionale Bilder erzielt werden, welche, wie in Fig. 7(c) gezeigt, frei von Tonerbildern auf der Rückseite des Blattes sind.

Gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel der Erfindung, welches in Fig. 8 dargestellt ist, ist ein Aufbau vorgese hen, welcher ähnlich dem des zweiten Ausführungsbeispiels gemäß Fig. 6 ist. Das dritte Ausführungsbeispiel umfaßt eine druckempfindliche Klebstoffschicht 17, welche auf der Rück seite des Basisblattes 11 vorgesehen ist, sowie ein an die sem angeklebtes abtrennbares Blatt, so daß bei einer Entfer nung des abtrennbaren Blattes der druckempfindliche Kleb stoff 17 auf der Rückseite des Basisblattes 11 verbleibt.

Wenn nach der Ausbildung von dreidimensionalen Bildern gemäß einem Verfahren, welches das gleiche ist, wie beim zweiten Ausführungsbeispiel, das abtrennbare Blatt entfernt ist, kann das Basisblatt mit den dreidimensionalen Bildern auf eine Wandfläche oder ein anderes Objekt mittels des druck empfindlichen Klebstoffes auf der Rückseite des Blattes auf geklebt werden. Die Fig. 8 zeigt einen Zustand des Blattes nach der Ausbildung der dreidimensionalen Bilder auf dem Basisblatt des dritten Ausführungsbeispieles und nach der Entfernung des abtrennbaren Blattes.

Obwohl in allen den oben beschriebenen Ausführungsbeispie len der abtrennbare Film an einer Oberfläche des Bildauf zeichnungsmaterials aufgeklebt ist, ist es auch möglich, diesen auf beide Flächen des gleichen Materials aufzukleben, so daß eine gewünschte Oberfläche selektiv zu einem Zeit punkt zur Bildausgestaltung verwendet werden kann.

Bei dem oben beschriebenen erfindungsgemäßen Bildaufzeich nungsmaterial ist es möglich, die Tonerbilder, welche zur Ausbildung der dreidimensionalen Bilder verwendet wurden, von dem Basisblatt zu entfernen, nachdem die dreidimensio nalen Bilder erstellt wurden, so daß die Oberflächen dieser dreidimensionalen Bilder in gewünschten Farben eingefärbt werden können. Weiterhin besteht für den Fall, daß das er findungsgemäße Bildaufzeichnungsmaterial für ein Blinden schriftpapier verwendet werden soll, nicht die Gefahr, daß geschmolzener Toner von dem Blatt bei wiederholter Berüh rung zum Lesen herabfällt.

Claims

1. Bildaufzeichnungsmaterial zur Ausbildung dreidimensio naler Bilder, bestehend aus einem blattartigen Basismaterial und einer thermisch expandierbaren Beschichtungslage, die auf dem Basismaterial ausgebildet ist, wobei die thermisch expandierbare Beschichtungslage aus Mikrokugeln, die bei der Aufbringung von Wärme expandieren, und einem Bindema terial bestehen, das die Mikrokugeln in dispergiertem Zu stand in der thermisch expandierenden Beschichtungslage an das Basismaterial bindet, dadurch gekennzeichnet, daß entweder auf der thermisch expandierenden Beschichtungs lage (12) oder der Seite des Basismaterials, an welcher die thermisch expandierbare Beschichtungslage (12) nicht vor gesehen ist, eine Filmschicht (14) lösbar aufgebracht ist, die die Ausbildung eines Tonerbildes (16) mittels eines elek trofotografischen Verfahrens ermöglicht, wobei das Tonerbild (16) ein Anheben der Bildbereiche mittels Wärmeaufbringung ermöglicht und anschließend mittels der lösbaren Filmschicht (14) entfernbar ist.

2. Bildaufzeichnungsmaterial nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Mikrokugeln (13) je weils durch Einkapselung einer niedrig siedenden, verdampf baren Substanz in eine Mikrokapsel aus einem thermoplasti schen Kunstharz ausgebildet sind, und daß das Bindematerial ein thermoplastisches, synthetisches Kunstharz als Hauptbe standteil umfaßt.