DE2124423C3 - Verfahren und Vorrichtung zur elektrofotografischen Reproduktion bestimmter Farben eines mehrfarbigen Bildes - Google Patents
Verfahren und Vorrichtung zur elektrofotografischen Reproduktion bestimmter Farben eines mehrfarbigen BildesInfo
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren der im Oberbegriff des Anspruchs 1 genannten Art sowie auf
eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.
Bei einem solchen, aus der US-PS 30 57 720 bekannten Verfahren wird die Entwicklungselektrode
auf ein Potential von etwa 6 Volt positiv gegenüber der elektrisch leitenden Unterlage der fotoleitfähigen
Aufzeichnungsfläche vorgespannt. Bei dem bekannten Verfahren führt daher die Entwicklungselektrode ein
unabhängig von dem jeweils gerade vorgenommenen Farbauszug und dem zu seiner Entwicklung gerade
benutzten Toner festes Potential, das im wesentlichen die gleiche Größe hat, wie das nach einer annähernd
vollständigen Entladung auf der Aufzeichnungsfläche zurückbleibende Potential, wenn dieser Bereich der
Aufzeichnungsfläche durch die volle Intensität des projizierlen Lichtbildes getroffen wurde. Die bei der
bildmäßigen Belichtung nicht mit Licht oder nur mit Licht geringer Intensität beaufschlagten Bereiche der
Aufzeichnungsfläche behalten dagegen annähernd das ursprüngliche Ladungspoteniial in der Größenordnung
von 150 Volt.
Bei dem bekannten Verfahren kann daher die benutzte Entwicklungselektrode lediglich zur Beseitigung
von Hintergrundablagerungen des Toners wirksam werden. Hei der sogenannten Umkehrentwicklung
wird die Entwicklungselektrode annähernd auf das höchste Potentiiil vorgespannt, das auch in den nicht
belichteten Heieichen der Aufzeichnungsfläche nach der bildmäßigen Bcl'chtung noch vorherrscht, während
'!er Toner dann elektrostatisch so aufgeladen ist. daß er ■in den entladenen Bereichen der Aufzeichnungsfläche
anhaftet, während seine Hinterprundiiblagerung auf den
noch vollständig geladenen Bereichen durch die Entwicklungselektrode verhindert wird.
Obwohl also auch das bekannte Verfahren zur Herstellung von farbigen Reproduktionen mit Hilfe von
z. B. drei unterschiedlichen Farbauszügen dient, wirkt
die bei allen Farbauszügen auf jeweils das gleiche feste Potential, das jeweils etwa gleich dem in den nicht zu
entwickelnden Hintergrundbereichen herrschenden Potential entspricht, eingestellte Entwicklungselektrode
lediglich zum Unterbinden einer Tonerablagerung in den Hintergrundbereichen, nicht dagegen zu einer
individuellen Farbkorrektur bei den einzelnen Farbauszügen. Die bei diesem bekannten Verfahren benutzte
Entwicklungselektrode unterscheidet sich in ihrer Wirkung daher nicht von den auch bereits bei der
Schwarz-Weiß-Reproduktion benutzten Entwicklungselektroden.
Bei einem aus der DE-AS 12 89 430 bekannten Verfahren werden auf einer trommeiförmigen Aufzeichnungsfläche
mit Hilfe von Farbauszugslichtbildern entsprechende Ladungsbilder hergestellt, wobei jedes
Farbauszugslichtbild mit Hilfe eines bestimmten Farbfilters die Farbinformation des zu reproduzierenden
Originalbildes innerhalb eines bestimmten Spektralbereichs hervorhebt, während die Farbinformation der
übrigen Spektralbereiche der Vorlage unterdrückt werden soll. Das einem solchen Farbauszugslichtbild
entsprechende Ladungsbild auf der Aufzeichnungsfläche weist daher die der bestimmten Farbe entsprechende
Bildinformation in einem ersten Potentialbereich auf, während die unterdrückte Farbinformation der übrigen
Spektralbereiche in dem Ladungsbild nur innerhalb eines zweiten, niedrigen Potentialbereichs erscheint. Bei
dem bekannten Verfahren wird bei jedem Umlauf der trommeiförmigen Aufzeichnungsfläche immer nur ein
einem bestimmten Farbauszug entsprechendes Ladungsbild erzeugt, das während der Umdrehung der
trommeiförmigen Aufzeichnungsfläche entwickelt und an ein Bildempfangsmateriel übertragen wird. Zur
Erzeugung eines mehrfarbigen Bildes nach dem Farbsubstraktionsverfahren werden während zweier
nachfolgender Umläufe der trommeiförmigen Aufzeichnungsfläche jeweils ein weiteres Ladungsbild erzeugt,
die zwei anderen Farbauszügen entsprechen, anschließend entwickelt und schließlich auf das Bildempfangsmaterial
fluchtend mit den jeweils vorangegangenen Bildern übertragen, um so nach dem subtraktiven
Farbverfahren eine mehrfarbige Kopie der zu reproduzierenden mehrfarbigen Vorlage herzustellen. Bei
diesem bekannten Verfahren traten Probleme bei der selektiven Entwicklung eines jeden Ladungsbildes mit
einem, dem jeweiligen Farbauszug entsprechenden Toner auf, da dieser nicht nur in den Bereichen
abgelagert wurde, die Bildteile mit dem jeweiligen Farbauszug enthalten, sondern auch in solchen Bereicheri
zumindest schwach abgelagert wurde, die lediglich Bildinformationen der bei der Herstellung des jeweiligen
Ladungsbildes unterdrückten Farben enthalten.
Aus der US-PS 28 90 968 ist eine Entwicklungsvorrichtung bekannt, die mit einer sogenannten Magnet- wi
bürste arbeitet, bei der der Entwicklerstoff in Form einer Magnetbürste auf der Mantelfläche einer aus
einem elektrisch leitenden Material hergestellten Hohlwalze ausgebildet wird. Diese Hohlwalze ist dabei
mit Erdpotential verbunden. Die elektrisch leitende '■>
Rückseite der bandförmigen Aufzeichnungsfläche gleitet in der Kntwicklungs/one über eine elektrisch
leitende l'l.itte. die mit einer elektrischen Vorsnannungsquelle
verbunden ist Die von der elektrischen Vorspannungsquelle abgegebene Spannung kann mit
Hilfe eines Umschalters und eines Potentiometers hinsichtlich ihrer Polarität und Größe verändert
werden, um damit den Kontrast des entwickelten Bildes zu verändern, bzw. zu bestimmen, ob die noch geladenen
oder aber entladenen Bereiche des Ladungsbildes mit Toner zu entwickeln sind.
Aufgabe der Erfindung ist es, eir· Verfahren der eingangs genannten Art so weiterzubilden, daß bei der
Entwicklung eines jeden, jeweils einem Farbauszug entsprechenden Ladungsbildes tatsächlich nur die
jeweils gewünschte Farbe dieses Farbauszuges mit Toner entwickelt, die übrigen Bereiche des Ladungsbildes
dagegen nicht mit Toner versehen werden.
Bei einem Verfahren der genannten Art ist diese Aufgabe durch die im kennzeichnenden Teil des
Anspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst.
Das neue Verfahren zeichnet sich dadurch aus, daß die bei der Bildentwicklung benutzte Entwicklungselektrode
auf ein Potential gelegt wird, das zwischen aem
ersten und dem zweiten Potentialbereich liegt. Durch eine solche Vorspannung der Entwicklungselektrode
kann sicher verhindert werden, daß einem bestimmten Farbauszug zugeordnete Tonerteilchen in unerwünschter
Weise in solchen Bereichen des Ladungsbildes abgelagert werden, die infolge der nicht vollständigen
Unterdrückung der übrigen Farben zwar eine schwache Bildinformation zeigen, jedoch keine dem jeweils
gewünschten Farbauszug zugeordneten Farbanieile angeben. Die Entwicklungselektrode wird dabei jeweils
so vorgespannt, daß sie um eine bestimmte Potentialdifferenz höher als das höchste Potential des zweiten
Potentialbereiches liegt, innerhalb dem alle den jeweils unerwünschten Farben zugeordneten Bildinformationen
liegen, so daß mit Sicherheit eine Ablagerung von Toner an Bereiche unterbunden wird, die ein Ladungspotential aufweisen, das innerhalb des zweiten Ladungsgrößenbereiches
liegt. Die mit dem Toner dagegen zu entwickelnden Bereiche des Ladungsbildes haben
Ladungspotentiale, die innerhalb des ersten Potentialbereiches liegen, dessen niedrigstmögliches Potential
immer noch ausreichend höher als das an die Entwicklungselektrode gegebene Potential ist. Auf diese
Weise ist mit Sicherheit eine unerwünschte Entwicklung von nicht zur Farbe des jeweiligen Farbauszuges
beitragenden Bildbereichen zu vermeiden, wodurch nach dem subtraktiven Farbverfahren durch Überlagerung
der drei Farbauszugsbilder ein farbechtes und Brillanz zeigendes mehrfarbiges Bild zu erzeugen ist.
Dem erfindungsgemäßen Verfahren liegt daher die Erkenntnis zugrunde, daß die Farbqualität eines z. B.
nach dem subtraktiven Farbverfahren durch nacheinander auf ein einziges Bildempfangsmaterial übertragene
entwickelte Farbauszugsbilder erzeugtes Farbbild verbessert werden kann, wenn bei der Entwicklung eines
jeden einzelnen Farbauszugbildes immer nur die Teile des Farbauszugbildes entwickelt werden, die eine im
wesentlichen richtige Information für den entsprechenden Farbauszug enthalten. Alle die Anteile eines jeden
Farbauszugbildes, die unterhalb einer bestimmten Potentialschwelle liegen, werden dagegen unterdrückt,
um mit Sicherheit falsche Information des jeweiligen Fu.'bauszugcs zu beseitigen. Selbstverständlich geht
dabei auch ein Teil richtiger Information des jeweiligen
i aibaus/.ugsbildcs verloren, jedoch kann dieses zum
l.ncichen einer hohen Bildqualität eher in Kauf genommen werden, als daß neben der Abbildung dieses
relativ geringen richtigen Informationsgehaltes auch ein noch entsprechend großer Anteil falscher Information
abgebildet wird.
Ausgestaltungen der Erfindung und insbesondere eine Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen
Verfahrens sind in den Unteransprüchen angegeben.
Ein Ausführungsbeispiel einer Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens wird anhand der Zeichnung
erläutert. Es zeigt ι υ
Fig. 1 eine perspektivische Darstellung eines automatischen elektrofotografischen Reproduktionsgerätes,
das nach dem erfindungsgemäßen Verfahren arbeitet,
F i g. 2 eine Seitenansicht des in F i g. 1 gezeigten Gerätes, wobei eine bewegliche Optik und ein ir>
Farbauszugsfüterrnechanismus dargestellt sind,
F i g. 3 eine vergrößerte Vorderansicht des Farbauszugsfiltermechanismus
mit zugehörigem Betätigungsmechanismus,
Fig. 4 eine Draufsicht auf das in Fig. 2 gezeigte Gehäuse für die Optik und den Filtermechanismus,
Fig.5 eine vergrößerte Seitendarstellung einer der
verwendeten Entwicklungsvorrichtungen sowie deren Befestigung relativ zum Aufzeichnungsträger,
Fig.6 den Schnitt der Entwicklungsvorrichtung in
Fig. 5 mit weiteren Einzelheiten zum Aufbringen des Entwicklerstoffs auf den Aufzeichnungsträger,
F i g. 7 eine Schnittdarstellung der Beschickungsrollen der Entwicklungsvorrichtung,
F i g. 8 eine grafische Darstellung der Farbauszugseigenschaften, der Übertragungs- und Reflexionseigenschaften
in Abhängigkeit von der Lichtwellenlänge und
F i g. 9 eine grafische Darstellung der Aufzeichnungsspannungswerte,
die durch verschiedene projizierte Farbauszugslichtbilder mit den in Fig.8 gezeigten
Eigenschaften erzeugt werden.
Das in F i g. 1 gezeigte Reproduktionsgerät hat eine drehbar gelagerte Trommel 10 mit einer fotoleitfähigen
Oberfläche 11, die vorzugsweise aus einem Material besteht, das gegenüber sichtbarem Licht ein relativ
panchromatisches Verhalten hat. Die Trommel wird in Pfeiirichtung an einer Ladestation A mit einer
Korona-Entladungsvorrichtung 12, an einer Belichtungsstation B mit einer beweglichen Optik 15 und
einem Farbfiltermechanismus 20, die eine zu reproduzierende Vorlage 16 auf einer transparenten Auflageplatte
17. die mit einer beweglichen Lampenanordnung 18 beleuchtet wird, auf die Trommel projizieren, an
einer Entwicklungsstation C, an der drei Entwicklungsvorrichtungen 21, 22 und 23 angeordnet sind, an einer
Bildübertragungsstation D mit einer elektrisch vorgespannt" RildiibprtragungM-olle 24; und an einer
Reinigungsstation E mit einer drehbar angeordneten faserigen Bürste 25 vorbeibewegt
Wie bei den meisten subtraktiven Farbreproduktionsverfahren wird ein Entwicklerstoff verwendet der
Toner enthält der den subtraktiven Primärfarben Gelb, Cyan (Blaugrün) und Magenta entspricht Dadurch
können die verschiedenen Färbungen des Vorlagenbildes wiedergegeben werden. Durch subtraktive Mi- fen
schung der gelben und cyanfarbenen Anteile entsteht eine grüne Färbung. Durch Mischung der magentafarbenen
und gelben Anteile in unterschiedlichen Mengen entsteht rote Färbung, durch Kombination des cyanfarbenen
mit dem magentafarbenen Anteil entsteht eine M
blaue Färbung. Die Mischung gleicher Anteile der Tonerstoffe erzeugt ein schwarzes Bild.
Wie bei jedem Farbverfahren besteht der erste Schritt der Kopieerzeugung in einer Auswertung der
Farbzusammensetzung des Originalbildes und der Aufzeichnung dieser Informationen in irgendeiner
nutzbaren Form. Das farbige Vorlagenbild wird optisch mehrmals abgetastet, wodurch mehrere Ladungsbilder
auf der Trommeloberfläche erzeugt werden. )edes Lichtbild wird zunächst durch ein Farbfilter geleitet, so
daß das damit erzeugte Ladungsbild ein Farbauszugsbild ist. Theoretisch wird mit einem Ladungsbild, dessen
Licht durch ein Grünfilter geleitet wurde, der magentafarbene Bildanteil mit relativ hoher Ladungsdichte auf
der Trommeloberfläche aufgezeichnet, während die grünen Bildanteile eine Verringerung der Ladungsdichte
auf der Trommeloberfläche bis zu einem Wert bewirken, der keine Entwicklung mehr ermöglicht. Die
rr.agentafarbenen Bildanteiie werden dann durch
Aufbringen eines Grünlicht absorbierenden magentafarbenen Toners auf dem Aufzeichnungsträger sichtbar
gemacht. Ein blauer Farbauszug wird mit einem gelben Toner entwickelt, während ein roter Farbauszug mit
einem cyanfarbenen Toner entwickelt wird. Die drei entwickelten Farbauszüge werden dann auf einem
Bildempfangsmaterial einander überlagert, wodurch sich eine farbige Kopie des Vorlagenbildes ergibt.
In den Fig. 2 bis 5 ist das optische Abtastsystem dargestellt, mit dem mehrere Farbauszugsbilder auf der
Trommeloberfläche erzeugt werden. Das Abtastsystem besteht aus einem stationären Objektspiegel 13 und
einem stationären Bildspiegel 14 sowie der dazwischen angeordneten beweglichen Optik 15. Eine Linse 31 ist
innerhalb eines beweglichen Optikschlittens 32 angeordnet, der auf Schienen 33 mit Rollen 34 beweglich
gelagert ist, so daß die Optik quer über die Auflageplatte bewegt werden kann. Die Lampenanordnung
18 ist beweglich unter der Auflageplatte angeordnet und so geführt, daß sie sich zusammen mit
dem Optikschlitten bewegt, wobei die Optik eine kontinuierliche Abtastung zwischen zwei mit Schlitzblenden
versehenen Lampen 30 durchführt. Die Bewegung des Optikschlittens und der Lampenanordnung
ist auf die Bewegung der Trommeloberfläche abgestimmt, so daß jedes Flächenelement des auf der
Auflageplatte beleuchteten Vorlagenbildes durch die Optik auf die Trommeloberfläche fokussiert wird. Auf
diese Weise entsteht auf der fotoleitfähigen Schicht der Aufzeichnungstrommel ein Ladungsbild, das die Information
des Vorlagenbildes genau wiedergibt Am Ende eines jeden Abtastvorganges werden der Optikschlitten
und die Lampenanordnung in ihre Anfangsstellung zurückbewegt, wodurch der Abtastzyklus beendet ist
Der optische Filtermechanismus 20 ist an dem beweglichen Lampenschlitten befestigt und so angeordnet
daß er während des Abtastzyklus gleichzeitig mit der Optik bewegt wird. Der Filtermechanismus hat ein
abgeschlossenes Filtergehäuse 35, in dem eine Öffnung 36 (F i g. 3) vorgesehen ist Das Filtergehäuse ist an dem
Lampenschlitten mit zwei Halterungen 37 und 38 (Fig.4) derart befestigt daß das durch die Linse 31
fallende Licht durch die Öffnung 36 des Filtergehäuses geleitet wird. Drei Farbfilter sind im Filtergehäuse
angeordnet Sie sind jeweils in einem Rahmen 39 befestigt der in Führungsschienen 40 in der unteren
Wand 41 des Gehäuses und in Führungsschienen 42 in der oberen Wand des Gehäuses (F i g. 2) geführt ist Die
Filterrahmen sind auf den Schienen beweglich angeordnet und können zwischen einer Ruhestellung innerhalb
des Gehäuses und einer Betriebsstellung hinter der öffnung 36 frei bewegt werden.
Zwei Zugfedern 43 und 44 wirken auf jeden Filterrahmen und spannen ihn aus der Ruhestellung in
Richtung zur Betriebsstellung. Die Federn sind auf der jeweiligen Führungsschiene in der in Fig.3 gezeigten
Weise angeordnet. Sie sind am Filtergehäuse mit Stiften 45 befestigt, werden über Rollen 46 geführt und sind an
den Rückseiten der Rahmen derart verankert, daß auf die Rahmen eine konstante Zugkraft ausgeübt wird. Um
eine Betätigung eines jeden Rahmens zu verhindern, ist durch den Boden 41 des Filtergehäuses ein Halteelement
48 geführt, das eine Bewegung der Rahmen durch die Zugkraft der Federn in die Betriebsstellung
verhindert. Jedes der drei Halteelemente ist an seiner L-förmigen Halterung 51 angeordnet, die mit dem
Betätigungsarm eines Steuermagneten So/1, So/2 und Sol 3 verbunden ist. Diese Steuermagnete sind am
Filtergehäuse befestigt. Ihre Betätigung wird durch die logische Steuerung des Reproduktionsgerätes eingeleitet,
so daß die Auswahl der Filter der Entwicklungsfolge entspricht, wobei jedes Farbauszugsbild mit dem ihm
komplementären Toner entwickelt wird. Es kann jede gewünschte Filterfolge vorgesehen sein, vorzugsweise
wird die Folge rot, grün, blau angewendet.
Beim Betrieb der Anordnung wird ein ausgewähltes Filter in die öffnung des Filtergehäuses gebracht, wozu
der ihm zugeordnete Elektromagnet betätigt wird. Dadurch wird das Halteelement aus der Haltestellung
herausbewegt, so daß das Filter in die öffnung bewegt werden kann, wozu die Federelemente 43 und 44
wirksam werden. Eine Rückführung des Filterrahmens in die Ruhestellung erfolgt nach jedem Abtastvorgang,
d. h. während der Zeit, in der der Optikschlitten in seine Anfangsstellung zurückbewegt wird.
Die Rückführung des Filterrahmens in die Ruhestellung erfolgt mit der in F i g. 3 dargestellten Anordnung
eines Hebelarms und eines Nockens. Der Hebelarm 53 ist im Filtergehäuse an einem Stift 54 schwenkbar
gelagert und wird mit einer Feder 55 in die dargestellte Stellung vorgespannt. Wenn der Optikschlitten in seine
Anfangsstellung zurückbewegt wird, wird ein Nockenmitnehmer 57 am oberen Ende des Hebelarms gegen
einen Nockenmechanismus 58 gedrückt. Der Mitnehmer bewegt sich in Kontakt mit der Arbeitsfläche eines
Nockenelements 59 und überträgt eine Bewegung auf den Hebelarm, wodurch dieser gegen den Uhrzeigersinn
(Fig.3) geschwenkt wird. Ein Stift 61 an jedem Filterrahmen ragt durch eine Schlitzöffnung in der
Seitenwand des Filtergehäuses hindurch und wird durch den geschwenkten Hebelarm mitgenommen. Der untere
Teil des Hebelarms ist hierzu mit einem Mitnehmerelement 60 versehen, das jeden der Stifte berühren kann,
wenn der Hebelarm gegen den Uhrzeigersinn geschwenkt wird. Dadurch wird der jeweilige Küterrahmen
in seine Ruhelage zurückbewegt. Zu diesem Zeitpunkt wird der zugeordnete Elektromagnet ausgeschaltet,
und ein nicht dargestelltes Federelement wirkt auf das Halteelement 48 ein, so daß dieses in seine
Verriegelungsstellung bewegt wird. Ein Elektromagnet wird nur zur Freigabe eines Filters eingeschaltet Bei der
Rückführungsbewegung der Abtastanordnung wird das federnd vorgespannte Halteelement 48 in seiner
Verriegelungsstellung eingerastet. Das Nockenprofil des Nockenelements 59 bewirkt eine ausreichende
Schwenkbewegung des Hebelarms 53, um den jeweiligen Filterrahmen in seine Ruhestellung zurückzubringen,
so daß das Halteelement auch richtig in seine Verriegelungsstellung gelangt- Der Hebelarm 53 wird
dann durch das Nockenelement freigegeben, wonach
das Belichtungssystem sich in einem Zustand befindet, aus dem heraus der nächstfolgende Abtastvorgang
eingeleitet werden kann. Wie aus F i g. 3 hervorgeht, ist das Nockenelement am Hauptrahmen derart befestigt,
daß es frei gegen den Uhrzeigersinn schwenken kann. Wenn die Optik bei Beginn des nächstfolgenden
Abtastzyklus vorwärtsbewegt wird, schwenkt der Hebelarm das Nockenelement zurück, so daß er
darunter ungestört bewegt werden kann.
Für jeden Farbreproduktionszyklus werden drei unterschiedliche Farbauszüge des Vorlagenbildes auf
der fotoleitfähigen Aufzeichnungsfläche erzeugt. Mit der nicht dargestellten Gerätesteuerung wird der
Abstand zwischen den Einzelbildern so eingestellt, daß das erste rot gefilterte Bild an eine erste Farbentwicklungsvorrichtung
22 (Fig. 1) bewegt und diese eingeschaltet wird. Zu diesem Zeitpunkt wird das erste Bild,
also der rote Farbauszug mit einem cyanfarbenen Toner entwickelt, während die beiden anderen Entwicklungsvorrichtungen 21 und 23 noch ausgeschaltet sind.
Nachdem das erste Bild aus dem Bereich der ersten Entwicklungsvorrichtung herausbewegt ist, wird das
nächstfolgende Bild als Grünauszug in die Entwicklungsvorrichtung 21 gebracht und mit einem magentafarbenen
Toner entwickelt. Danach wird das dritte Bild als Blauauszug in ähnlicher Weise mit einem gelben
Toner in der dritten Entwicklungsvorrichtung 23 entwickelt. Es ist zu erkennen, daß bei diesem
subtraktiven Farbverfahren die Farben Cyan, Magenta und Gelb zur Einstellung der roten, grünen und blauen
Anteile der endgültigen Farbkopie verwendet werden.
Die drei Entwicklungsvorrichtungen sind identisch aufgebaut und arbeiten gleichartig jeweils nach dem
Magnetbürstenverfahren. Daher wird im folgenden nur eine der Entwicklungsvorrichtungen beschrieben.
In den F i g. 5 bis 7 ist die Entwicklungsvorrichtung 22 dargestellt. Sie wirkt auf die bewegte Trommeloberfläche
10 ein und bildet mit dieser ein geschlossenes Gehäuse, in dem eine bestimmte Entwicklerstoffmenge
vorhanden ist. Die Entwicklungsvorrichtung ist aus einem trogartigen Hauptgehäuse 70 gebildet, das an
seinen beiden Enden mit Abschlußplatten 71 verschlossen ist. Das Hauptgehäuse ist nahe der Aufzeichnungsfläche
mit Halterungen 72 befestigt. Eine Halterung 73 ist am oberen Teil der Halterung 72 angeordnet und
befestigt eine Tonernachfüllvorrichtung 75.
Ein Vorratsbereich 76 ist im unteren Teil des Entwicklungsgehäuses vorgesehen und enthält einen
aus zwei Komponenten bestehenden Entwicklerstoff, die eine Komponente ist ein magnetisierbares Trägermaterial,
die andere Komponente besteht aus Tonerteilchen, die das Färbungsmittel darstellen. Die Tonernachfüüvorrichtung
75 ermöglicht eine Eingabe frischen Toners in die Entwicklerstoffmischung, wenn diese
durch die Bildentwicklung verbraucht wird.
Die Entwicklungs des auf dem Aufzeichnungsträger vorhandenen Ladungsbildes erfolgt durch Berührung
mit einer bewegten Magnetbürste 77, die aus Entwicklerstoff gebildet ist Diese vorhangartige Magnetbürste
wird gebildet indem ein stetiger Strom Entwicklerstoff aus dem Vorratsbereich in die Entwicklungszone
zwischen der Aufzeichnungsfläche und Entwicklungsrollen 78 und 79 geführt wird. Wie aus Fig.6
hervorgeht sind die Rollen nahe und parallel zueinander angeordnet und verlaufen quer über die Aufzeichnungsfläche.
Jede der Rollen hat eine rohrartige Hohlwalze 80 und einen länglichen Magneten 81. Die Hohlwalze
besteht aus einem nicht magnetisierbarer elektrisch
leitfähigen Material, das von dem Magnetfeld des Magneten durchsetzt werden kann. Die Hohlwalzen
sind an Endverschlußkappen 83 und 84'gelagert, die in der in Fig. 7 gezeigten Weise in mit Öl imprägnierten
Lagerungen 85 gelagert sind. Die rechte Endverschlußkappe 84 ragt durch die Seitenwand des Entwicklungsgehäuses hindurch und ist dort mit einer Rolle 86
versehen, mit der die Hohlwalze gedreht werden kann. Die Rolle wird mit Hilfe einer nicht dargestellten
Antriebswelle gedreht, wodurch die Hohlwalze in der dargestellten Pfeilrichtung mit vorgegebener Geschwindigkeit
gedreht wird.
Wie aus F i g. 7 hervorgeht, ist das linke Ende des Magneten an einer Achse 87 befestigt, die durch die
Seitenwand des Entwicklungsgehäuses geführt und in einem Lagerblock 88 (F i g. 5) gelagert ist. Das andere
Ende des Magneten ist in der Endverschlußkappe 84 mit einem Rollen- oder Kugellager gelagert, so daß die
Hohlwalze sich um den durch sie eingeschlossenen Magneten herumdrehen kann. Beim Betrieb der
Anordnung ist der Magnet innerhalb der Hohlwalze so gelagert, daß sein Magnetfluß in die Entwicklungszone
gerichtet ist. Die Hohlwalzen werden in der dargestellten Pfeilrichtung schnell gedreht, wodurch eine
kontinuierliche Strömung Entwicklerstoff durch die Entwicklungszone erzeugt wird. Auf diese Weise
entsteht eine vorhangartige Magnetbürste aus Entwicklerstoff, die laufend optimal getönte Trägerteilchen an
die fotoleitfähige Aufzeichnungsfläche heranführt.
Die Steuerung bzw. Einstellung der Menge Entwicklerstoff, die sich durch die Entwicklungszone bewegt,
erfolgt mit einer Zuführungswalze 90 und einer Bemessungsvorrichtung 91, die im oberen Teil des
Entwicklungsgehäuses am Beginn der Entwicklungszone angeordnet sind. Die Zuführungswalze 90 ist ähnlich
wie die bereits beschriebenen Entwicklungsrollen ausgebildet. Eine kontinuierlich gebildete Entwicklerstoffmenge
wird mit einem Hebe- und Mischelement 92 an die Zuführungswalze herangebracht. Dieses Element
ist im Entwicklungsgehäuse auf einer Achse 94 drehbar gelagert. Mehrere Schaufeln oder Blätter 93 sind am
Umfang dieses Elements angeordnet und befördern den Entwicklerstoff aus dem Vorratsbereich an die Zuführungswalze,
wenn das Element in der dargestellten Pfeilrichtung gedreh't wird. Die Blätter sind in einer
fischgrätenartigen Anordnung vorgesehen und befördern bei Drehung durch den Vorratsbereich den
Entwicklerstoff von den äußeren Teilen des Vorrats in den mittleren Teil, wodurch der Entwicklerstoff
gleichzeitig durchmischt und eine lokalisierte Untertönung des Entwicklerstoffs vermieden wird.
Die der Zuführungswalze 90 zugeordnete Hohlwalze 80 wird so schneii gedrehi, daß sich eine kontinuierliche
Entwicklerstoffströmung zur Bemessungsvorrichtung 91 hin ergibt. Diese kann so eingestellt werden, daß der
Entwicklerstoff entweder in die Entwicklungszone oder in den Vorratsbereich zurückgeführt wird. Die Einstellung
dieser Vorrichtung erfolgt mit der Gerätesteuerung derart, daß kein Entwickierstoff in die Entwicklungszone
gelangt wenn die Entwicklungsvorrichtung sich nicht im Entwicklungsbetrieb befindet.
Die Farbe ist ein schwierig zu definierender Begriff. Was der einen Person als eine naturgetreue Färbung
erscheint, kann durch eine andere Person unterschiedlich beurteilt werden. Farben existieren in unterschiediichen
Tönungen oder Schattierungen, jede Tönung kann wieder entsprechend ihrer charakteristischen Helligkeit
(Sättigung) und/oder ihrem Wert (Grauanteil) unterteilt sein. Physikalisch ist Farbe die Energie des sichtbaren
Lichtes, die einen Teil des elektromagnetischen Spektrums besetzt.
Die Wellenlänge des Lichtes allein kann jedoch nicht ■) vollständig die physikalischen Eigenschaften einer
Farbe angeben. Es muß ferner die Art berücksichtigt werden, in der die Lichtenergie verteilt ist. Beispielsweise
definiert die Bezeichnung grün eine Familie von Farben oder Farbtönungen innerhalb des Spektrums,
ι» die zwischen ungefähr 480 und 560 Mikron Wellenlänge
existiert. Infolge der Farbtönung oder des Farbwertes kann die bestimmte Farbe besser durch weitere
Definition der genauen Wellenlängen und durch die Art, in der die Lichtenergie verteilt ist, beschrieben werden.
ι > Es sei an dieser Stelle darauf hingewiesen, daß eine
bestimmte Farbe, beispielsweise Rot, Grün, Blau o. ä. im folgenden eine Farbfamiiie innerhalb eines bestimmten
Bereiches des elektromagnetischen Spektrums angeben soll.
2(i Durch das elektrofotografische Verfahren können ausgewählte Farben durch Filtern des Lichtbildes bei
der Belichtung einer geladenen fotoleitfähigen Fläche isoliert werden. Ferner kann durch Anwendung
bekannter Filter- und Abbildungsverfahren die Belich-
j) tung so eingestellt werden, daß ein Vorlagenbild mit den
ausgewählten Farben elektrostatisch auf einer fotoleitfähigen Fläche mit einem höheren Potential aufgezeichnet
wird als andere Bildinformationen.
Die Wirkung dieses Belichtungsverfahrens auf einen
«ι Aufzeichnungsträger kann am besten durch ein Beispiel
erläutert werden. Das Verhalten des Aufzeichnungsträgers wird im folgenden eingehend in Verbindung mit
einer Grünfilter-Magentaentwicklungsfolge beschrieben. Diese bestimmte Folge wurde nur als Beispiel
ii ausgewählt, die im folgenden beschriebene Funktion gilt
für jede Filter-Entwicklungsfolge, die nach dem Verfahren durchgeführt wird.
In F i g. 8 sind mehrere Spektralkurven für das optische System unter Verwendung eines Grünfilters
dargestellt. Die Empfindlichkeitsspektren sind dabei über der Lichtwellenlänge aufgetragen. Die Empfindlichkeit
ergibt sich grundsätzlich aus vielen Faktoren, wozu die Reflexionseigenschaften des Vorlagenbildes
und die Übertragungseigenschaften des optischen
4ί Systems gehören. Das Filter ist so ausgebildet, daß Licht
mit Wellenlängen zwischen ca. 470 und 570 Millimikron durchgelassen wird, während anderes Licht gesperrt
wird. Dieser Durchlässigkeitsbereich ist durch die Fläche zwischen zwei vertikalen gestrichelten Linien
)« angegeben.
Das Empfindlichtkeitsspektrum für »echtes« Grün ist durch den Bereich unter der Kurve G\ angegeben ein
»echtes« Grün ist eine solche Farbe, die einen hohen
prozentualen Anteil der gesamten eingegebenen Strahlt lung reflektiert, konzentriert auf eine Wellenlänge, die
durch das Filter durchgelassen wird. In gleicher Weise wird Magenta durch solche Bilder gekennzeichnet, die
Licht in erster Linie bei Wellenlängen reflektieren, die durch das Filter gesperrt werden. Dafür gilt die Kurve
wi M. Wie bereits ausgeführt wurde, kann die Farbe Grün
jedoch in vielen unterschiedlichen Tönungen und Werten existieren. Das Empfindlichkeitsspektrum für
zwei derartige versetzte Grünwerte ist durch die Kurven Gn und Gb angegeben.
h5 Die Kurve G2 zeigt das Empfindlichkeitsspektrum für
eine Grüntönung mit relativ hohem Grauwert, während die Kurve Gb für einen bläulichen Grünton gilt. Es ist zu
erkennen, daß die Kurve G1 genau der Energievertei-
lungskurve des echten Grüns folgt. Wegen des Grauanteils wird jedoch wesentlich weniger Energie
durch das System übertragen. Andererseits zeigt die Kurve Gi, daß ein wesentlicher Anteil der einwirkenden
Strahlung durch das Vorlagenbild reflektiert wird, daß jedoch die Energie in erster Linie am blauen Bereich des
Grünspektrums konzentriert ist, so daß ein großer Anteil der Energie durch das Filter gesperrt wird.
Die Wirkung dieses Empfindlichkeitsverhaltens auf eine geladene fotoleitfähige Aufzeichnungsfläche ist in
F i g. 9 grafisch dargestellt. Die Kurve Vmax kennzeichnet
die maximale Spannung, auf die ein bestimmter fotoleitfähiger Aufzeichnungsträger zunächst aufgeladen
wird. Ein durch das Grünfilter durchgelassenes »echtes« Grünbild verringert die Spannung des
Aufzeichnungsträgers auf einen relativ geringen Wert Gi, der dem Büdhintergrundpotentia! nahekommt.
Unter »Hintergrund« soll im folgenden die auf dem Aufzeichnungsträger vorhandene Spannung verstanden
werden, die sich dann einstellt, wenn der Aufzeichnungsträger mit dem an einem weißen Papierblatt reflektierten
Licht bestrahlt wird, wenn sich das Blatt auf der Auflageplatte befindet. Die Magentatöne des Originalbildes
werden durch das Filter gesperrt und als Bereiche relativ hohen Potentials auf dem Aufzeichnungsträger
wiedergegeben, wobei dieses Potential dem anfänglichen Ladepotential relativ nahekommt. Die durch die
Magentawerte erzeugten Spannungen sind durch die Kurve Min F i g. 9 angegeben.
Die »echten« Grünteile und die Magentateile sind mit Hilfe der üblichen Elektrografie nicht besonders
schwierig wiederzugeben. Die Magentateile werden normal entwickelt, während die echten Grünteüe. die
ein viel geringeres Potential haben, unentwickelt bleiben. Das Verhalten des Systems auf andere Farben
■ als auf die Grünteile, besteht jedoch darin, daß
Ladungsbilder mit verschiedenen Potentialwerten zwischen dem Hintergrundpotential und dem Magentapotentia!
aufgezeichnet werden. Es ergibt sich ein Grünbild mit hohem Grauanteil, das in F i g. 9 durch die
Kurve Cj gekennzeichnet ist. Dabei liegt ein hohes
Aufzeichnungspotential vor, das normalerweise etwas unter dem Magentapotential liegt, was von der
jeweiligen Bilddichte des eingegebenen Bildes abhängt.
Bilder, die vom »echten« Grünton abweichen, werden in ähnlicher Weise wiedergegeben. Das für ein
blaugrünes Bild, wie es in Fig. 8 dargestellt ist, aufgezeichnete Potential liegt zwischen dem Potential
C\ und dem Magentapotential. Die Kurve Gi in Fi g. 9
entspricht der Spannung eines blaugrünen Bildes.
Wie aus dem vorstehend beschriebenen Beispiel zu erkennen ist, kann jeder Farbauszug einen großen
Anteil Farbinformation elektrostatisch aufzeichnen, dieser Anteil kann jedoch falsch entwickelt werden,
wenn keine entsprechende Korrektur erfolgt. Zur Korrektur führt jede Hohlwalze der Entwicklungsvorrichtung
ein Potential mit einer Polarität, die mit derjenigen der Bildladungen des Aufzeichnungsträgers
übereinstimmt und dessen Höhe um einen bestimmten Betrag unter dem Potential des zu entwickelnden Bildes
liegt. Bei der vorstehend beschriebenen Grünfiher-Magentaentwicklung
führt die Hohlwalze beispielsweise ein Potential zwischen den Potentialen M und G: der
Darstellung gemäß Fig.9. wobei dieses Potential vorzugsweise dem Wert G: näher liegt. Wird ein
Ladungsbild mit von den Magemainformationen abweichenden
Informationen einer gewünschien Bilddichte in die Entwicklungszone bewegt, so herrscht das elektrostatische
Feld der Hohlwalze vor und verursacht eine Anziehung des Toners aus dem Magnetbürstenvorhang
zur Hohlwalze hin, wodurch der Toner nicht auf dem Aufzeichnungsträger abgelagert wird. Wird eine Auf-
', zeichnung eines durch das Filter gesperrten Magentabildes
oder anderer Informationen, d. h. von schwarz, durch die Entwicklungszone bewegt, so herrschen die
höheren elektrostatischen Kräfte der Bildflächenteile vor, und das in der Entwicklerstoffströmung bewegte
ίο Tonermaterial wird in diese Bereiche bewegt und
bewirkt eine Entwicklung. Mit einer solchen Anordnung zeigen sich zufriedenstellende Ergebnisse, wenn die
Hohlwalzen um ca. 20 Volt über oder unter dem Potential des Aufzeichnungsträgers vorgespannt sind,
Ii welches nicht entwickelt werden soll, und Farbinformationen
außerhalb des ausgewählten Bereiches entspricht.
Eine Vorspannung der jeweiligen Entwicklungsrolle erfolgt mit der in den F i g. 1 und 7 dargestellten
elektrischen Anordnung. Jede Entwicklungsrolle ist gegenüber anderen Geräteteilen und Bestandteilen der
Entwicklungsvorrichtung elektrisch isoliert, wozu die Rollen mit ihren Lagerungen in den elektrisch nicht
leitfähigen Seitenwänden 71 der Entwicklungsvorrich-
2r> tungen gelagert sind. Eine Spannungsquelle 95 ist
elektrisch mit den Hohlwalzen jeder Rolle über eine Leitung 96 verbunden, die an ein Anschlußelement 97
angeschlossen ist. Wie aus Fig. 7 hervorgeht, ist das
Anschlußelement 97 an dem elektrisch leitenden
j» Lagerblock 88 befestigt, so daß der Strom der
Beschickungshülse 80 über den Lagerblock 88, das mit Öl imprägnierte Lager 84 und die Endverschlußkappe
83 zugeführt wird. ]ede geeignete Spannungsquelle kann hierzu verwendet werden. Vorzugsweise soll sie
Jr> die Hohlwalze auf einem stabilen Gleichpotential
halten.
Nachdem jedes individuell gefärbte Bild auf der fotoleitfähigen Fläche entwickelt ist, werden die Bilder
auf ein einziges Bildempfangsblatt, vorzugsweise auf
4» weißes Feinpapier, übertragen. Die Übertragung dieser
Bilder erfolgt mit der vorgespannnten Bildübertragungsrolle 24, die an der Bildübertragungsstation D,
(F i g. 1) angeordnet ist. Die Bildübertragungsrolle ist so angeordnet, daß sie ein Bildträgerblatt 100 in Synchron-
4--> bewegung mit den entwickelten Bildern auf der
Trommeloberfläche durch die Bildübertragungszone bewegt, wodurch die Einzelbilder einander überlagert
übertragen werden. Haben die Toner unterschiedliche Durchsichtigkeit, so wird vorzugsweise der undurch-
·><> sichtigste Toner zuerst auf das Blatt aufgebracht,
wonach die anderen Toner in einer der Durchsichtigkeit entsprechenden Reihenfolge aufgebracht werden.
Mit der beschriebenen Vorrichtung zur Durchführune des Verfahrens wird der gleichmäßig aufgeladene
""· fotoleitfähige Aufzeichnungsträger mit mehreren Lichtbildern belichtet, die von einem farbigen Vorlagenbild
mit einem Rotfilter, danach mit einem Grünfilter und zuletzt mit einem Blaufilter abgeleitet wurden. Die
Farbauszugslichtbilder werden auf einer Selenfläche
™> aufgezeichnet, die zunächst auf ca. 850 Volt aufgeladen
wurde. Die drei Farbfilter und/oder Optikblenden sind so eingestellt, daß das am Vorlagenbild reflektierte
weiße Licht die Ladespannung der Selenplatte auf ca. 120 Vo!; verringert. Die Ladungsbilder werden dann mit
^ evanfarbenem Toner für den Rotauszug. magentafarbenem
Toner für den Grünauszug und gelbem Toner für den Blauauszug entwickelt. Die Entwicklungsrollen fur
die Cyanentwickiung haben eine Vorspannung von c±.
13 14
300 Voll, während diejenigen für die Mageniaentwiek- ren mit schrittweise erhöhter Vorspannung verw
lung eine Vorspannung von ca. 35C Volt haben und für wird. Die nach diesem Verfahren erzielte Farbw
die Gelbentwicklung eine Vorspannung von ca. 400 Volt gäbe führt zu einer naturgetreuen Kopie, die die
verwendet wird. Die drei «■; entwickelten Bilder werden grünen, blauen, cyanfarbenen, magentafarbenen. g
dann einander überlagert auf ein Kopieblatt aus weißem s und schwarzen Farbtöne des Vorlagenbiides wieds
Feinpapier übertragen, wozu das beschriebene Verfah-
Hierzu 6 Blatt Zeichnungen
Claims (9)
1. Verfahren zur elektrofotografischen Reproduktion eines einem Filter entsprechenden Farbauszuges
einer Vorlage, bei dem eine aufgeladene fotoleitfähige Aufzeichnungsfläche mit dem Farbauszugslichtbild
belichtet wird, so daß ein elektrostatisches Ladungsbild mit einem ersten Potentialbereich
entsprechend dem bestimmten Farbauszug und einem zweiten, niedrigeren Potentialbereich
erzeugt wird, der unerwünschte Farben anderer Farbauszüge entsprechen könnte, und eine Bildentwicklung
mit Hilfe eines elektroskopischen, dem Farbauszug zugeordneten Toners auf der Aufzeichnungsfläche
vorgenommen wird, wobei eine Entwicklungselektrode auf ein unter dem ersten Potentialbereich liegendes Potential gelegt wird,
dadurch gekennzeichnet, daß die Entwicklungselektrode
auf ein zwischen dem ersten und dem zweiten Potentialbereich liegendes Potential gelegt
wird, das individuell für den jeweiligen Farbauszug und den zugeordneten Toner so bestimmt wird, daß
nur der erste Potentialbereich entwickelt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Polarität des Potentials der
Entwicklungselektrode mit der Polarität der Ladungsbilder übereinstimmt.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Farbauszugslichtbilder
des mehrfarbigen Bildes erzeugt werden, die jeweils Licht innerhalb eines bestimmten unterschiedlichen
Spektralbereiches aufweisen, daß die Aufzeichnungsfläche nacheinander mit jedem Farbauszugslichtbild
belichtet wird und daß die dadurch erzeugten Ladungsbilder nach jedem Belichtungsschritt mit einem Entwicklerstoff entwickelt werden,
der Licht innerhalb des bestimmten Spektralbereiches des jeweiligen Farbauszugslichtbildes absorbiert.
4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß jedes entwickelte Bild auf einen
Bildträger übertragen und bereits übertragenen, den anderen Farbauszugslichtbildern entsprechenden
Bildern überlagert wird.
5. Vorrichtung "zur elektrofotografischen Reproduktion
bestimmter Farben eines mehrfarbigen Bildes mit einem fotoleitfähigen Aufzeichnungsträger,
einer Ladevorrichtung zum elektrostatischen Aufladen des Aufzeichnungsträgers, einer Belichtungsvorrichtung
zur Projektion eines Farbauszugslichtbildes auf den Aufzeichnungsträger und Aufzeichnung
als elektrostatisches Ladungsbild mit einem ersten Potentialbereich für die bestimmte
Farbe und mit einem zweiten, gegenüber dem ersten geringeren Potentialbereich für nicht erwünschte
andere Farben, und mit einer Entwicklungsvorrichtung zum Zuführen eines elektroskopischen Entwicklerstoffs
an den Aufzeichnungsträger, die eine mit einer Vorspannunfzsquelle verbundene Entwicklungselektrode
aufweist, insbesondere zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis
4, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorspannungsquelle (95) an die Entwicklungselektrode (80) ein
Potential /wischen dem ersten und dem /.weilen
l.adungsgrößenbereich des Aufzciehnunpsträgers
(11) gibt, das etwa 20 Voll über dem /weiten Ladungsgrößenbereich lie)_'t.
6. Vorrichtung nach Anspruch 5. dadurch p-kenn
zeichnet, daß die Entwicklungsvorrichtung (21, 22, 23) Magnetbürsten und eine Anzahl eine Magnetbürste
(77) aus dem Entwicklerstoff erzeugender Hohlwalzen (80) hat.
7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Hohlwalzen (80) aus einem
elektrisch leitfähigen Material bestehen und mit der Vorspannungsquelle (95) verbunden sind, so daß sie
als Entwicklungselektroden (80) wirken.
8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Belichtungsvorrichtung
(18, 15, 20) eine Anordnung (20) zum aufeinanderfolgenden Erzeugen mehrerer Farbauszugslichtbilder
enthält, die jeweils Licht innerhalb eines bestimmten Spektralbereichs aufweisen, daß
der Aufzeichnungsträger (11) mit einer ihn bewegenden
Antriebsvorrichtung an der Belichtungsvorrichtung (18, 15, 20) vorbeibewegbar ist, daß die
Farbauszugslichtbilder nacheinander auf den Aufzeichnungsträger (11) projiziert werden und daß
eine der Zahl der Farbauszugslichtbilder entsprechende Zahl Entwicklungsvorrichtungen (21, 22, 23)
vorgesehen ist, die jeweils mit einem Entwicklerstoff arbeiten, der Licht innerhalb des bestimmten
Spektralbereichs eines Farbauszugslichtbildes absorbiert.
9. Vorrichtung nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Entwicklungelektrode (80)
eine Vorspannung führt, deren Polarität mit der Polarität der auf dem Aufzeichnungsträger (11)
erzeugten Ladungsbilder übereinstimmt.
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