DE1597875A1

DE1597875A1 - Method and apparatus for xerographic development

Info

Publication number: DE1597875A1
Application number: DE19621597875
Authority: DE
Inventors: Neugebauer Hans Edwin Julius
Original assignee: Rank Xerox Ltd
Current assignee: Xerox Ltd
Priority date: 1961-06-12
Filing date: 1962-05-16
Publication date: 1970-09-10
Also published as: US3212888A; DE1284302B; GB1017681A; GB1017682A; GB1017683A

Description

Dipl.-Ing. RWeickmann, Dr. Ing. A.Weickmann, Dipl.-Ing. H. Weickmann Dipl.-Ing. RWeickmann, Dr. Ing.A.Weickmann, Dipl.-Ing. H. Weickmann

Dipl.-Phys. Dr. ICFincke Patentanwälte 1597875 Dipl.-Phys. Dr. ICFincke Patent Attorneys 1597875

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MÜNCHEN, BRUN'NSTRASSE 5 u. 7, RUFNUMMER 221604 u. 299078 DHIMUNICH, BRUN'NSTRASSE 5 and 7, CALL NUMBERS 221604 and 299078 DHI

XEROX LIMITED, Mortimer !House, 37 - 41, Mortimer Street, London , ¥. 1XEROX LIMITED, Mortimer House, 37 - 41 Mortimer Street, London, ¥. 1

Verfahren und Vorrichtungen zur xerographischen EntwicklungMethods and apparatus for xerographic development

Die Erfindung befasst sich mit Verfahren* Materialien und Vorrichtungen zur xerographiechen Entwicklung.The invention is concerned with methods * materials and xerographic development devices.

Bei der bekannten Xerographie wird ein elektrostatisches Bildmuster entsprechend einem Licht-Schatten-Muster gebildet und das elektrostatische Muster wird dann durch selektiven Hied erschlag pigmentierten Materials sichtbar gemacht. Das elektrostatische Bild wird in der Regel durch die vereinigte V/irkung von Licht und einem elektrischen Feld gebildet, die auf eino- xerographische !'latte einwirken. ΛΙε aktivcj jjlcmeiit v/eist eine solche :-:erogr aphis ehe Platte eine Scliieht aus fotoleitendem Isolicr.jtoff auf. Die Entwicklung des eich ergebendenIn the known xerography is an electrostatic Image patterns corresponding to a light-shadow pattern are formed and the electrostatic pattern is then through selective hitting of pigmented material made visible. The electrostatic image is in the Usually formed by the combined action of light and an electric field acting on a xerographic ! 'latte act. ΛΙε aktivcj jjlcmeiit v / eist one : -: erogr aphis before a sheet of photoconductive plate Isolicr.jtoff on. The evolution of the calibrating

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elektrostatischen Bildmusters kann dadurch erfolgen, dass man verschiedene Arten elektrostatisch anziehenden Farbmaterials über die Platte giesst oder sprüht oder indem man die Platte in irgendwelche Arten von Suspensionen solcher Materialien taucht. Das'resultierende Huster pigmentierter Farbstoffe kann auf der Platte unmittelbar betrachtet werden oder auf irgendeinen anderen Träger übertragen werden. Die Grundlage des xerographischen Verfahrens und einer Vielzahl von Abänderungen dieses Verfahrens sind in der üJechnik weithin bekannt. Xerographische Einrichtungen sind handelsüblich und werden weithin gebraucht. Es erübrigt sich daher, die grundlegenden Vorgänge im Einzelnen zu beschreiben.electrostatic image pattern can be done in that various types of electrostatically attractive paint material are poured or sprayed over the plate or by the plate is immersed in any kind of suspensions of such materials. The resulting cough is more pigmented Dyes can be viewed directly on the plate or transferred to any other support. The basis of the xerographic process and a large number of modifications to this process are in the technology well known. Xerographic devices are customary in the trade and are widely used. It is therefore unnecessary to describe the basic processes in detail.

Eine allgemeine Eigenschaft der meisten· xerographischen Entwicklungsverfahren ist, dass sie im Gegensatz zu fotographischen Entwicklungsverfahren dazu neigen, scharfe Kanten oder Diskontinuitäten in Bildern hervorzuheben. Diese Eigenschaft ist in gewissen Anwendungsfällen vorteilhaft, insbesondere .für die Reproduktion fein gedruckter Unterlagen oder sogenannter Iiinecopy-Bilder. Es ergeben sich dabei Bilder mit schwarzen Bildbereichen und klären weissen Untergrundbereichen. Diese Eigenschaft macht jedoch die meisten xerographischen Entwicklungsverfahren schlecht zur Reproduktion grosser zusammenhängender Boreiohe geeignet oder zur Reproduktion kontinuierlich abgetönter Bilder, wie etwa Fotographien. Dieser Kantenverstärkungseffekt ist insbesondere eine Eigenschaft des sogenannten Kaskaden-Entwicklungsprozesses, der beispielsweise, in den UB-Patentochriften 2 777 957 undA common property of most xerographic development processes is that, unlike photographic development processes, they tend to have sharp edges or Highlight discontinuities in images. This property is advantageous in certain applications, in particular .for the reproduction of finely printed documents or so-called Iiinecopy images. This results in images with black image areas and clear white background areas. However, this property makes most xerographic development processes poor for reproduction in large size coherent bores suitable or for reproduction continuously tinted images such as photographs. This edge reinforcement effect is a property in particular the so-called cascade development process, which is described, for example, in UB patent documents 2 777 957 and

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2 856 725 "beschrieben ist. Bei diesen Prozess erfolgt die Ent- -. wicklung dadurch, dass man über die Oberfläche eines elektrostatischen Bildes, das sich auf einer xerographischen Platte 2 856 725 ". During this process, the de- -. winding by moving across the surface of an electrostatic image that is located on a xerographic plate

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befindet, eine Mischung pigmentierter Harspartikel von Hikrongrösse,unter dem Kamen "Toner" bekannt, zusammen mit viel grösseren Partikeln, als "Träger" bekannt, schüttet. Die triboelektrischen Eigenschaften der loner- und Trägerpartikel sind so gewählt, dass sie bei gegenseitiger Berührung entgegengesetzte elektrische ladungen annehmen. Die Trägerpartikel werden daher mit einer Schicht von Tonerpärtikeln bedeckt, die sie elektrostatisch anziehen. Yfenn dieses Entwicklermaterial über die xerographische Platte gleitet öder über diese fällt, werden die (Donerpartikeln in den Bereichen hoher elektrischer Feldstärke von den Trägerpartikeln gelöst, da die Anziehungskräfte, die von der xerographischen Platte ausgehen, die Anziehungskräfte zwischen den Toner- und den Trägerpartikeln überv/iegen. Dadurch werden die Tönerpartikel auf der xerographischen Platte nied'ergeschlageii. Dieses Entwicklungsverfahren ist sehr einfach, erfordert ein Minimum an Apparaturen und ist das am meisten verwendete Entwicklungsverfahren in der handelsüblichen Xerographie, Bei diesem Verfahren ergibt sich jedoch wesentlich der oben erörterte ICantenverstärkungseffekt. Das Verfahren ist daher nicht zur Reproduktion von Bildern mit grossen zusammenhängenden Bereichen geeignet.is a mixture of pigmented resin particles the size of a micron, below Known as the "toner", along with much larger ones Particles known as "carriers" pours out. The triboelectric properties of the ioner and carrier particles are chosen so that that they take on opposite electrical charges when they touch each other. The carrier particles are therefore covered with a layer of toner particles that make them electrostatic attract. Yfenn this developer material on the xerographic Plate slides or falls over it, the (donor particles detached from the carrier particles in the areas of high electric field strength, since the attractive forces caused by run out of the xerographic plate, the forces of attraction between predominate over the toner and carrier particles. Through this the toner particles are felled on the xerographic plate. This development process is very simple, requires a minimum of equipment, and is the most widely used Development process in commercially available xerography. This process, however, essentially results in the edge enhancement effect discussed above. The procedure is therefore not for the reproduction of images with large contiguous areas suitable.

Es sind die verschiedensten xorographisöhen Entwicklungsverfahren bekannt, die es gestatten, grössere zusammenhängende Bereiche zu reproduzieren und in manchen Pällen auch lcontinuier-There are the most varied of xorographic development processes known, which allow larger contiguous Areas to be reproduced and in some cases also continuously

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lieh, getönte Bilder. Allgemein sind diese Methoden jedoch relativ komplex und sind daher nur "begrenzt "brauchbar. Es ist auch "bekannt, das Kaskaden-Entwicklungsverfahren abzuändern, so dass es die Reproduktion zusammenhängender Bildbereiche gestattet. Eines dieser Verfahren, nämlich das in der US-Patentschrift 2 777 418 beschriebene, hat sich praktisch erfolgreich erwiesen. Diese Verfahren begegnen jedoch nicht völlig den Forderungen nach Einfachheit der Apparatur und Betriebssicherheit und gestatten auch nicht, dichte Bilder hoher Qualität zu erzeugen. Bei einem weiteren Verfahren, das die Reproduktion zusammenhängender Bildbereiche ermöglichen soll, wird eine Halbtontechnik angewendet, um zusammenhängende Bildbereiche in ein sich wiederholendes Muster von Punkten und Strichen umzuwandeln. Auf diese Weise ergeben sich einfachere Entwicklungsmöglichkeiten. Sib kann die Kaskadenentwicklung angewendet werden. Diese Methoden gestatten, zusammenhängende Bildbereiche zu reproduzieren, jedoch auf Kosten eines beachtlichen Verlustes an Bilddichte, da die Bildbereiche, die schwarz werden sollen, als Schwarz-Weiss-Huster aus abwechselnd schwarzen und weissen Regionen reproduziert werden. Die schwarzen und weissen Regionen nehmen etwa ingesaint gleiche_ Flächen ein, so dass insgesamt eine G-raufärbung statt einer Schwarzfärbung der Bereiche¹ entsteht. Es wurde nun gefunden, dass durch Ver-'einigung einiger Prinzipien der Halbtonreproduktion mit gewissen neuen Verfahren und Entwicklerrni3chungen möglich ist, zusammenhängende Bildbereiche mit hoher Bilddichte xerogra-.phisch zu reproduzieren, dabei aber, wenn gewünscht, dieborrowed, tinted images. In general, however, these methods are relatively complex and can therefore only be used to a "limited extent". It is also known "to modify the cascade development process to allow the reproduction of contiguous image areas. One such process, that is, that described in US Pat. No. 2,777,418, has proven to be practically successful. However, these processes do not entirely counter this." Demands for simplicity of the apparatus and operational safety and also do not allow the production of dense, high quality images. Another method that is intended to enable the reproduction of contiguous image areas is to use a halftone technique to convert contiguous image areas into a repeating pattern of dots and lines Cascade development can be used in this way arz-Weiss coughs can be reproduced from alternating black and white regions. The black and white regions generally occupy the same areas, so that, overall, the areas ^{1 are} colored G instead of black. It has now been found that by combining some principles of halftone reproduction with certain new methods and developer devices, it is possible to reproduce contiguous image areas with high image density xerographically

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Siiifachheit und !Betriebssicherheit der üblichen Kaskaden-.Sntv/icklung beizubehalten. Die Erfindung schafft demnach neue Entwicklungsverfahren und ,Apparaturen und neue Entwicklernischungen zur Verwendung in der Xerographie. Die verschiedenen Kennzeichen und Eigenschaften der Erfindung werden in Zusammenhang mit .Ausführungsbeispielen unter Hinweis auf die Figuren "beschrieben.Safety and operational safety of the usual cascade development to maintain. The invention therefore creates new development processes and equipment and new development mixes for use in xerography. The various features and characteristics of the invention will be in connection with .Exemplary examples with reference to the figures "described.

Figur 1 zeigt schenatisch die Schritte des üblichen xerograp'hischen Prozesses, Figure 1 shows schematically the steps of the usual xerographic process,

Figur 2 zeigt schematisch die Eigenschaften eines groben xerographischen Halbtonmusters, Figure 2 shows schematically the properties of a coarse xerographic halftone pattern,

Figur 3 zeigt schematisch ein feines xerographisehes Halbtonmuster, Figure 3 shows schematically a fine xerographic halftone pattern,

Figur 4- zeigt schematisch ein übermässig feines xerographisches Halbtonmuster, Figure 4- shows schematically an excessively fine xerographic halftone pattern,

Figur 5 zeigt ein Verfahren zur Halbtönung bei Positiv-Positiv-Reproduktion, FIG. 5 shows a method for halftoning in positive-positive reproduction,

Figur 6 zeigt ein Verfahren zur. Halbtönung von Negativ-Positiv-Reproduktion und Figure 6 shows a method for. Halftoning of negative-positive reproduction and

Figur 7 zeigt in einer Übersicht die einzelnen Schritte bei der Ausübung eines erfindungsgemässen Verfahrens. FIG. 7 shows an overview of the individual steps when carrying out a method according to the invention.

Figur 1 zeigt allein zu Erläuterungszwecken das übliohste xerographische Verfahren. Es ist jedoch hier schon zu bemerken, dass an diesem Verfahren verschiedene Abänderungen vorgenommon v/erden können und äquivalente Hassnahmen ge-Figure 1 shows the most common for explanatory purposes only xerographic process. It should be noted here, however, that various changes can be made to this procedure and equivalent hate speech

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troffen werden können, die nach dem Stand der !Dechnik "bekannt sind, aber ebenfalls; in Zusammenhang mit der Erfindung Anwendung finden können. Figur IA zeigt die elektrostatische Aufladung einer xerographischen Platte 10, die wie üblich einen mechanischen 'üräger 11 aufweist, der mit einer Schicht eines fotoleitenden Isolierstoffs 12 bedeckt ist. Das Aufbringen einer elektrostatischen ladung auf die Oberfläche einer fotoleitenden Isolierstoffschicht 12 ist überlicherweise der erste Schritt zur Erzeugung einer xerographischen Reproduktion. Das Aufbringen der elektrostatischen Ladung kann dadurch erfolgen, dass man eine Korona-Beladungsvorrichtung 13, die an eine Hochsρannungsquelle 14 angeschlossen ist, relativ zur xerographischen Platte 10 bewegt. Korona-Beladungsvorrichtungen • sind in den US-Patentschriften 2 777 957 und 2 836 725 beschrieben. Andere Methoden der Sensitisierung sind ebenfalls bekannt. Der nächste Schritt kann die in Figur IB dargestellte Belichtung der Platte 10 mit einem Licht-Schatten-Muster sein, das reproduziert werden soll. Diese Belichtung kann dadurch erfolgen, dass man mittels eines Vergrössorungsgerätes 15 ein Bild auf die Platte 10 reproduziert oder dass man die Platte 10 in eine Kamera einsetzt oder in anderer .Weise. Die Belichtung mit dem Licht-Schatten-Muster bewirkt eine selektive Zunahme der Leitfähigkeit der fotoleitenden Isolierstoffschicht 12 und ein entsprechend selektives Abfliessen der Ladung, die sich auf der Isolierotoffschioht 12 befindet. Es wird so auf der xorographischen Platte 10 ein elektrostatisches Muster erzeugt, das zurthat can be met according to the state of the art! "are known, but also; in connection with the Invention can find application. Figure IA shows the electrostatic charging of a xerographic plate 10 which, as usual, has a mechanical carrier 11, which is covered with a layer of photoconductive insulating material 12. Applying an electrostatic charge on the surface of a photoconductive insulating material layer 12 is usually the first step to Creation of a xerographic reproduction. The electrostatic charge can be applied in that one a corona loading device 13, which is connected to a Hochsρannungsquelle 14 is connected, moved relative to the xerographic plate 10. Corona loading devices • Are described in US Patents 2,777,957 and 2,836,725. Other methods of sensitization are also known. The next step can be the one shown in Figure IB illustrated exposure of the plate 10 with a light-shadow pattern to be reproduced. This exposure can be done by using a Magnification device 15 reproduces an image on the plate 10 or that the plate 10 is inserted into a camera or in another way. The exposure with the light-shadow pattern causes a selective increase in the conductivity of the photoconductive insulating material layer 12 and a corresponding selective discharge of the charge that is on the insulating layer 12 is located. It is generated on the xorographic plate 10, an electrostatic pattern that for

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Sichtbarmachung entwickelt werden kann. Figur 10 zeigt ein Verfahren zur Durchführung der Entwicklung. Die Platte 10 wird zur Horizontalen und Vertikalen schräg gestellt und eine Entwicklermischung 16 wird über die Platte geschüttet. Die Entwicklung kann dabei nach dem oben beschriebenen Prinzip der Kaskadenentwicklung erfolgen. Der in Figur IC dargestellte Verfahrensschritt lässt fein pigmentierte Partikel auf der Oberfläche der Platte 10 niederschlagen. Es sei jedoch hervorgehoben, dass die verschiedensten Methoden, Materialien und Appa- · rate neben den dargestellten bekannt sind und gleichermassen brauchbar sind. In der Eegel ist" es erwünscht, dasentwickelte Bildmuster von der Platte 10 auf einen zweckmässigeren Träger zu übertragen. Dies kann dadurch erfolgen, dass man, wie Figur ID zeigt, ein Blatt Papier 17 oder dergleichen auf die Platte 10 legt und die Platte 10 relativ zu einer Korona-Beladungsvorrichtung bewegt, die die gleiche sein kann, wie in Figur IA dargestellt. Dadurch werden die Entwicklerpartikel elektrostatisch von der Platte .10 zum Papier 17 gezogen und können mit dem Papier 17 entfernt werden. Auf dem Papier können sie mit bekannten Methoden fixiert werden. Andere Methoden der Übertragung eines entv/ickelten Bildes sind bekannt. Bei einigen dieser Methoden werden klebende Materialien statt elektrostatischer Kräfte zur Ausführung der Übertragung benutzt. Visualization can be developed. Figure 10 shows a method of carrying out the development. The plate 10 is inclined to the horizontal and vertical provided and a developer mix 16 is over the Plate poured. The development can follow the principle of cascade development described above take place. The process step shown in Figure IC causes finely pigmented particles to precipitate on the surface of the plate 10. It should be emphasized, however, that the most varied of methods, materials and apparatus besides those shown are known and equally are useful. In the rule "it is desirable the developed image pattern from the plate 10 to one more appropriate carrier to transfer. This can be done by take place, as Figure ID shows, a sheet of paper 17 or the like on the plate 10 and moves the plate 10 relative to a corona loading device, which can be the same as shown in Figure IA. This makes the developer particles electrostatic pulled from the plate .10 to the paper 17 and can with the Paper 17 must be removed. On paper you can with known methods are fixed. Other methods of transfer of a developed image are known. With some these methods use adhesive materials instead of electrostatic forces to perform the transfer.

Die xerographischen Verfahren des allgemein beschriebenen Typs neigen dazu, Bilddißkontinuitäten zu verstärken, SieThe xerographic process of the generally described Type tend to aggravate image discontinuities, you

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sind daher schlecht zur Reproduktion ausgedehnter schwarzer Bildnereiche geeignet oder ausgedehnter Bereiche gleichbleibender Dichte. Figur 2 erläutert die Gründe für diese Grund eigenschaft der Xerographie. Pigur 2A zeigt einen schematischen Querschnitt durch eine xerographische Platte 10. Auf der Oberfläche der Platte "befindet sich ein Ladungsmuster. Von dem ladungsmuster gehen elektrostatische Kraftlinien aus. Die dargestellten ladungen sind positive Ladungen, weil auf den meisten üblichen xerographischen Platten positive Ladungen erzeugt werden. Die sich ergebenden Effekte sind jedoch die gleichen, wenn die Platten negativ beladen sind. Das dargestellte Ladungsmuster entspricht einem, das durch Belichtung einer Platte mit einem Licht-Schatten-Muster erzeugt wurde, in dem sich grosse schwarze Bereiche befinden, d.h. sehr gross in Bezug zur Dicke der fotoleitenden Isolierstoffschicht 12. Die Dicke einer solchen Schicht liegt typisch im Bereich zwischen einigen Mikron und einigen Tausendstel cm. Die beladenen Bereiche entsprechen den schwarzen Bereichen des Licht-Schatten-Husters; die ungeladenen Bereiche entsprechen den Lichtbereichen des Originalmusters. Es sind nur die Kraftlinien ausserhalb der Platte 10 dargestellt, da nur diese bei der Bildentwicklung wirksam sind. Es ist jedoch zu bemerken, dass auf Grund der Nähe der Oberfläche der fotoleitenden Isolier-'stoffschicht 12 zum iCräger 11 die meisten Kraftlinien tatsächlich durch die Schicht 12 verlaufen, statt ausserhalb dieser. Aus Pigur 2A ist ersichtlich, dass sich die Kraftlinien an den Kanten der beladenen Bereiche konzentrieren·therefore, they are poorly suited to reproducing extensive black areas of the image or are more consistent with extensive areas Density. Figure 2 explains the reasons for this basic property of xerography. Pigur 2A shows one schematic cross section through a xerographic plate 10. There is a charge pattern on the surface of the plate. Electrostatic lines of force emanate from the charge pattern the end. The charges shown are positive charges because they are found on most common xerographic plates positive charges are generated. However, the resulting effects are the same when the plates are negative are loaded. The charge pattern shown corresponds to one obtained by exposing a plate to a light-shadow pattern in which there are large black areas, i.e. very large in relation to the thickness of the photoconductive insulation layer 12. The thickness of such The layer is typically in the range between a few microns and a few thousandths of a cm. The loaded areas correspond the black areas of the light-shadow cough; the uncharged areas correspond to the light areas of the original sample. Only the lines of force outside the plate 10 are shown, since only these are during the image development are effective. It should be noted, however, that due to the proximity of the surface of the photoconductive insulating material layer 12 to the iCräger 11 actually have the most lines of force run through the layer 12 instead of outside it. From Pigur 2A it can be seen that the lines of force concentrate on the edges of the loaded areas

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Es-entstehen also starke, Felder j.η diesen Bereichen, die sich v/ei thin bis in. die !litten der beladenen Bereiche ausdehnen, jedoch dort nur schwachen äusseren elektrostatischen Feldern entsprechen· ■So strong fields arise in these areas, which very thin up in. the suffered of the loaded areas expand, but there only correspond to weak external electrostatic fields · ■

Da diese elektrostatischen Felder die Anziehung der geladenen Entwicklerpartikel bewirken, ist es nach Figuren 2B und 2C möglich, die Effekte bei der Entwicklung eines Xadungsmusters aufzuzeigen. Figur 2A zeigt die Entwicklung .mit negativ oder positiv geladenen Partikeln. Figur 2B .- zeigt, .wie negativ geladene Tonerpartikel 18 vom Bild der Figur 2A angezogen werden. Figur 2C zeigt das Gleiche für positiv geladene Partikel 18. Negativ geladene Partikel werden am meisten zur.Entwicklung positiv geladener Bilder verwendet. Figur 2B zeigt daher eine typische xerographische Entwicklung. Ersichtlich setzen sich die Partikel prinzipiell gerade innerhalb der Grenzen der grossenen beladenen Bereiche ab, jedoch nicht im Inneren dieser Bereiche. Relativ schmale geladene Bereiche werden ersichtlich vollständig entwickelt· Wie allgemein bekannt, v/erden Bereiche nächst der beladenen Bereiche nicht entwickelt, da die Richtung dös elektrischen Feldes derart ist, dass dort negativ geladene Partikel abgestossen werden. Aus Figur 20 ist" er-■ sichtlichι dass die Entwicklung auf Bereiche beschränkt ist, die nächst den geladenen Bereichen liegen, wo das elektrische Feld eine Richtung hat, die positive Partikel von der Platte 10 anziehen lässt. Die geladenen Bereiche selbstSince these electrostatic fields cause the charged developer particles to be attracted, it is possible according to FIGS. 2B and 2C to show the effects in the development of a charge pattern. FIG. 2A shows the development with negatively or positively charged particles. Figure 2B .- shows how negatively charged toner particles 18 are attracted to the image of Figure 2A. Figure 2C shows the same for positively charged particles 18. Negatively charged particles are most commonly used in developing positively charged images. FIG. 2B therefore shows a typical xerographic development. Obviously, the particles settle in principle precisely within the boundaries of the large loaded areas, but not inside these areas. Relatively narrow charged areas are evidently completely developed. As is generally known, areas next to the charged areas are not developed because the direction of the electric field is such that negatively charged particles are repelled there. From FIG. 20 it can be seen that the development is limited to areas that are closest to the charged areas where the electric field has a direction that allows positive particles to be attracted by the plate 10. The charged areas themselves

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"bleiben jedoch unentwiekelt, da sie positive Partikel abstossen. Figur 2 zeigt also beispielhaft die Resultate, die allgemein in der Xerographie gewonnen werden und erläutert die Effekte der Kantenverstärkung und das Fehlen der Bedeckung grosser zusaiauenhängender Bildbereiche»"remain undeveloped, however, as they repel positive particles. FIG. 2 shows, by way of example, the results that are generally obtained and explained in xerography the effects of edge reinforcement and the lack of covering large contiguous areas of the image »

Figur 3 ist ähnlich der Figur 2 mit der Ausnahme, dass der grosse beladene Bereich durch ein Muster schmaler beladener Bereiche ersetzt ist, die durch schmale ungeladene Bereiche voneinander getrennt sind. Wiederum zeigt Figur 3B die Entwicklung mit negativ geladenen Partikeln und Figur 30 die Entwicklung mit positiv geladenen Partikeln. Die negativ geladenen Partikeln entwickeln alle geladenen Bereiche voll, lassen aber die ungeladenen Bereiche unentwickelt. Der Bereich, der dem grossen zusammenhängenden Bildbereich d'er Figur 2 entspricht, wird nun als wechselndes Muster von Bereichen entwickelt, in denen ÜJonerpartikel 18 vorhanden sind und in denen sie nicht vorhanden sind. Die Dichte des entwickelten Bildes erscheint in diesem Bereioh gleiohmässig, wenn eine Be» trachtung von der Ferne erfolgt· Die Diohte ist aber niedrig» da nur die Hälfte des Bereiches der Platte 10 in diese]? Region duroh üjonerpartikel 18 "bedeojrb ist» 1?igur 3 · ist daher illustrativ für Halbtonverfahren in der Xerographie» bei denen grosse zusammenhängende geladene Bereiche in eine» Reihe kleiner, voneinander getrennter» geladener Bereiche umgewandelt werden. 3?igur 3 ist selbstverständlich auon repräsentativ für Lineoopy»Bilder undFigure 3 is similar to Figure 2 with the exception that the large loaded area is replaced by a pattern of narrow loaded areas separated from one another by narrow uncharged areas. Again, FIG. 3B shows the development with negatively charged particles and FIG. 30 shows the development with positively charged particles. The negatively charged particles fully develop all charged areas, but leave the uncharged areas undeveloped. The area which corresponds to the large contiguous image area of FIG. 2 is now developed as an alternating pattern of areas in which there are larger particles 18 and in which they are not present. The density of the developed image appears uniform in this area if it is viewed from a distance. Region duroh üjonerpartikel 18 "bedeojrb is» 1? Igur 3 · is therefore illustrative of halftone processes in xerography »in which large contiguous charged areas are converted into a» series of small, separated »charged areas. 3? Igur 3 is of course also representative for Lineoopy »Images and

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d-ergleichen, in denen die schwarzen Bereiche von Haus aus schmal sindV.Figur-30 zeigt die Entwicklung dieses Bildmusters mit positiv geladenen Partikeln. Wiederum werden die Bereiche nächst der beladenen Bereiche entwickelt, statt der beladenen Bereiche selbstο .Dort, wo ein Muster im nahen Abstand voneinander liegender geladener Bereiche vorhanden ist, ist -jedoch das Muster der nach Figur 30 niedergeschlagenen Partikel praktisch ununterscheidbar von dem nach Figur 3B, da in jedem Fall ein sich wiederholendes Muster von Partikeln und Keinpartikelii vorliegt, das von der Ferne grau erscheint« In Figur 3B ist ferner zu erkennen, dass, da alle geladenen Bereiche nur schmal sind, die ihnen zugeordneten elektrischen Felder sich nicht weit'weg erstrecken, ^artikel, die die gleiche Polarität der Ladung wie diese Bereiche haben, wie in Figur 3d, setzen sich daher nächst dieser Bereiche ab statt in einiger Entfernung von ihnen. Dies ist durchaus verschieden von der in den Figuren 2A oder 20 dargestellten Situation, wo die den grossen beladenen Bereichen zugeordneten Felder sieh über eine beträchtliche Entfernung fort erstrecken und den Niederschlag gleichartig geladener Partikel in einer beträchtlichen Entfernung bewirken, wie dies Figur 20 zeigt.d-match where the black areas of House made of narrow are V.Figur-30 shows the development this image pattern with positively charged particles. Again, the areas next to the loaded areas become developed instead of the loaded areas themselvesο However, where there is a pattern of closely spaced charged areas is the pattern of the precipitated particles according to FIG practically indistinguishable from that according to FIG. 3B, since in each case a repeating pattern of particles and no-particlesi is present, which is of the distance appears gray «In Figure 3B is also closed realize that since all the loaded areas are narrow are, the electric fields assigned to them do not extend far, ^ articles that are the same The polarity of the charge as these areas have, as in FIG. 3d, are therefore next to these areas instead of some distance from them. This is absolutely different from that shown in Figures 2A or 20 Situation where the fields assigned to the large laden areas look over a considerable amount Extend distance away and precipitate similarly charged particles in a considerable amount Effect removal, as shown in FIG.

Figur 4 ist Figur 3 ähnlich, mit der Ausnahme, dass die Bildbereiche durch ein Wechselmuster geladener und ungeladener Bereiche repräsentiert sind, die einen soFIG. 4 is similar to FIG. 3, with the exception that the image areas are loaded and uncharged areas are represented that make one like that

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geringen Abstand voneinander haben, dass gewisse neue Effekte auftreten* Diese Effekte ergeben sich bei Verwendung handelsüblicher xerographischer Platten und handelsüblichen Ent-Wicklermaterials dann, wenn das Ladungsmuster eine Feinheit von ca. 35 linien pro cm (90 linien pro Zoll) hat· Der kritische Abstand hängt etwas von den jeweils verwendeten Materialien ab. Das in Figur 4 dargestellte Muster des elektrischen Feldes ist übrigens weitgehend spekulativ. Der prinzipielle Sachverhalt, der aus Figur 4 zu erkennen ist, ist der, dass, wenn die einzelnen geladenen Bildbereiche sehr nahe aneinander kommen, das elektrische Feldmuster demjenigen ähnlich wird, das in Figur 2 dargestellt ist, wo also die Ladungen gleichmassig über grosse Bereiche verteilt sind. Es entstehen also ausgedehnte Streufelder, die die Ladungsbereiche umgeben· Erfolgt eine Entwicklung mit Partikeln der gleichen Polaritat wie die Ladung auf der xerographisehen Platte 10, setzen sich die Partikel wiederum in beachtlichen Entfernungen von den beladenen Bereichen ab.small distance from each other that have certain new effects occur * These effects result from the use of commercially available xerographic plates and commercially available developer material when the charge pattern has a fineness of about 35 lines per cm (90 lines per inch) · The critical one Distance depends somewhat on the materials used. The pattern shown in Figure 4 of the electrical Incidentally, Feldes is largely speculative. The basic fact that can be seen from Figure 4 is that, when the individual charged image areas come very close to one another, the electric field pattern becomes similar to that which is shown in Figure 2, where the charges are evenly distributed over large areas. It arise thus extensive stray fields that surround the charge areas. Development takes place with particles of the same polarity like the charge on the xerographic plate 10 the particles in turn move away from the loaded areas at considerable distances.

Die Erfindung benutzt die,Entwicklung elektrostatischer Bilder vom Halbtonbild, wie sie in Figur 3 dargestellt sind. Es ist hier zu bemerken, dass solche elektrostatischen Bilder normalerweise nicht in der Xerographie auftreten, da die Belichtung einer geladenen xerographischen Platte mit einem Lichtinuster, das grosse zusammenhängende Bildbereiche aufweist, zu einem Ladungsinuster Anlass gibt, das ebenfalls grosse Bereiohe gleichmässiger Ladung aufweist. Es ist dement-The invention uses the development of electrostatic images from the halftone image as shown in FIG. It should be noted here that such electrostatic images are usually do not occur in xerography, since the exposure of a charged xerographic plate with a light pattern, that has large contiguous image areas gives rise to a charge pattern that is also large Has an even charge. It is dement-

"sprechend notwendig, besondere Verfahren zur Bildung solcher"Speaking of necessity, special procedures for the formation of such

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Ladungsmuster vor zusehen. Zwei solcher Verfahren sind in den Figuren 5 und 6 dargestellt. Figur 5A zeigt die Belichtung einer bereits geladenen xerographischen Platte 10 mit einem Halbtonmuster von Licht und Schatten. In dem dargestellten Äusführungsbeispiel wird das Licht-Schatten-Muster dadurch erzeugt, dass man einen HalbtonsOhirm 20, d.h. einen Schirm, derwechselndtransparente und undurchlässige Bereiche aufweist;,., nächst der Oberfläche der geladenen xerographischen Platte anbringt und ihn gleichmässig beleuchtet« Der gleiche Effekt kann dadurch erzeugt'werden, dass man das Vergrb'sserungsgerät 15 nach Figur IB verwendet oder dergleichen, um ein ähnliches Halbton-G-ittermuster auf die Platte 10 zu projizieren» Figur 5B zeigt die ladungsdichte oder das Potential, das auf der Oberfläche der Platte 10 nach der in' Figur 5/i dargestellten Belichtung verbleibt» Erkennbar verbleibt die ursprünglich aufgebrachte ladung in den nicht-belichteten Bereichen, in den belichteten Bereichen fliesst • sie ab· Der nächste Schritt ist in Figur 50 dargestellt* Es erfolgt die BeiÄchtung der Platte 10 mit einem beliebigen licht-Schatten-Bildmuster, das in dieser Figur als Stufenfilter 21 dargestellt ist„ Diese Belichtung lcann Reichermassen mit einem Yergrösserungsgerät, einer Kamera oder dergleichen erfolgen. Figur 5D zeigt die Ladung, die auf der Oberfläche der Platte 10 nach den Belichtungen gemäss Figuren 5A und 5ö verbleibt. Bs ist 25u bemerken, dass exakt das gleiche Lndungsmuster erzeugt .wird, \ierm der Beleichtungsschritt nach Figur 50* erfolgt, bevor der Belichtungsschritt nach Figur 5A erfolgte. Kach diesem Verfahren vixa also ein elektrostati-Take a look at the charge sample. Two such methods are shown in FIGS. Figure 5A shows the exposure of an already loaded xerographic plate 10 to a halftone pattern of light and shadow. In the exemplary embodiment shown, the light-shadow pattern is generated in that a halftone screen 20, ie a screen which has alternating transparent and opaque areas, is attached next to the surface of the charged xerographic plate and is evenly illuminated can be generated by using the magnifying device 15 according to FIG. 1B or the like to project a similar halftone grid pattern onto the plate 10 After the exposure shown in 'Figure 5 / i remains »the originally applied charge remains in the non-exposed areas, in the exposed areas it flows off · The next step is shown in Figure 50 * The plate 10 is examined with any light-shadow image pattern, which is shown in this figure as a step filter 21 “This Belic Attention can be done with a magnifying device, a camera or the like. FIG. 5D shows the charge which remains on the surface of the plate 10 after the exposures according to FIGS. 5A and 5Ö. Bs 25u is remarkable that the same exact Lndungsmuster .If generated \ ierm the Beleichtungsschritt * occurs before the exposure step of Figure 5A was carried out according to FIG 50th After this process, an electrostatic

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sches Ladungsmuster erzeugt, das aus Bereichen mit der Ladimg ITuIl oder niedriger Ladung besteht, die mit Be-generated charge pattern that consists of areas with the Ladimg ITuIl or lower charge, which with loading

reichen hoher Ladung abwechseln. Die Ladung verhält sich reziprok zur Bildbelichtung. Es sei nun wieder auf Figur zurückgegriffen» Daraus ist ersichtlich, dass während der Entwicklung ein Küster von üJoner-Partikeln in denjenigen Bereichen gebildet wird, die während des Belichtungsschrittes nach Figur 50 weniger Belichtung empfangen und dass im v/esentlichen keine Tonerpartikeln in denjenigen Bereichen niedergeschlagen werden, die maximale Beleuchtung empfangen. Dieser Zusammenhang ergibt sich unabhängig von der Polarität der Ladung_p die ursprünglich auf die Platte 10 aufgebracht wurde oder von der Polarität der Tonerpartikel während des Entwicklungsschrittes.alternate high charge. The charge is reciprocal to the image exposure. It can now be seen again from the figure that during the development a sexton of joner particles is formed in those areas that received less exposure during the exposure step according to FIG. 50 and that mostly no toner particles are deposited in those areas receive the maximum lighting. This relationship arises independently of the polarity of the charge _p which was originally applied to the plate 10 or of the polarity of the toner particles during the development step.

Figur 6 zeigt ein anderes Verfahren zur Erzielung eines Halbtoneffektes in der Xerographieβ Bei dieser Ausführungsform, wird ein Halbtongitter 20 und ein Bild unterschiedlicher Durchlässigkeit 21 zusammen benutzt. Die Platte 10 wird durch beide Elemente 20, 21 beliehtet. Wiederum kann die Belichtung mit Projektoren, Kameras oder dergleichen erfolgen, wie bei den beschriebenen Kontakt-Belichtungs-Yerfahren» Figur 6Ä zeigt den Belichtungsschritt als solchen. Figur 6B zeigt die Ladung» die auf der Platte IQ nach der Belichtung verbleibt. Ersichtlich erhalten die Regionen, die den schwarzen Teilen des Bildes 21 entsprechen i ein gleichmässiges Potential, während in denjenigen Regionen, die den durchlasalgen Bereichen dsa Bildes 21 exvt-FIG. 6 shows another method for achieving a halftone effect in xerography. In this embodiment, a halftone grating 20 and an image of different transparency 21 are used together. The plate 10 is lented by both elements 20, 21. Again, the exposure can take place with projectors, cameras or the like, as in the case of the contact exposure methods described »FIG. 6A shows the exposure step as such. FIG. 6B shows the charge that remains on the plate IQ after exposure. Seen preserve the regions corresponding to the black parts of the image 21 i a uniform potential, whereas in those regions that the durchlasalgen areas exvt- dsa image 21

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sprechen, das Ladungsmuster aus abwechselnden Bereichen maximaler Ladung und Bereichen einer Beladung besteht, die reziprok zur Belichtung ist, die durch das Bild 21 erfolgte. Nach den in Zusammenhang mit Figur 3 beschriebenen Entwicklungsprinzipien erhalten diejenigen Bereiche der Platte.10, die den schwarzen Bereichen der Transparenz 21 entsprechen, im wesentlichen keine Tonerpartikel bei einem üblichen Entwicklungsschritt, während diejenigen Regionen der Platte 10, die den transparenten Bereichen der Transparenz 21 entsprechen, mit einem Muster von Tonerpartikeln entwickelt werden. Dies trifft zu_s unabhängig von der Polarität der Ladung auf der Platte 10 oder von der Polarität der Tonerpartikel. Dieser Zusammenhang zwischen der Belichtung und der -Entwicklung ist genau entgegengesetzt zu dem nach Figur 5 aufgezeigten. Das Verfahren nach Figur 5 ergibt Positiv-Positiv-Reproduktionen., Es. erhalten also diejenigen Bereiche, die den schwarzen Bild bereich^?! entsprechen, eine Kaximalzahl von Tonerpartikelnj das Verfahren nach Figur 6 führt zu einer negativpoBitiv-Reproduktion. Diejenigen Bereiche, die den schwarzen Bereichen des Originals entsprechen, erhalten die wenigsten Tonerpartikel. Die Verfahren nach den Figuren 5 "und sind dadurch gekennzeichnet, dass sie nicht von irgendwelchen ungewöhnlichen Apparaturen oder ungewöhnlichen Formen xerographisoher Platten 10 abhängen. Die anzuwendenden Apparaturen und Platten existieren vielmehr und lassen die beschriebenen Resultate durch Anwendung der Verfahren nach den Figuren 5 und 6 in einfacher Weise erzielen, ohne dassspeak, the charge pattern consists of alternating areas of maximum charge and areas of a charge that is reciprocal to the exposure made by the image 21. According to the development principles described in connection with FIG , developed with a pattern of toner particles. This is true _s regardless of the polarity of the charge on the plate 10 or on the polarity of toner particles. This relationship between exposure and development is exactly the opposite of that shown in FIG. The method of Figure 5 gives positive-positive reproductions., Es. So get those areas that the black image area ^ ?! correspond, a maximum number of toner particlesj the method according to Figure 6 leads to a negative positive reproduction. The areas that correspond to the black areas of the original receive the fewest toner particles. The methods according to FIGS. 5 "and" are characterized in that they do not depend on any unusual apparatus or unusual shapes of xerographic plates 10. The apparatus and plates to be used rather exist and allow the results described by applying the methods according to FIGS. 5 and 6 in FIG easily achieve without that

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von den Prinzipien abgegangen zu werden braucht, die die Verfahren nach diesen Figuren aufweisen, und ohne dass der Erfindungsgedanke verlassen wird. Andere Beispiele von Verfahren zur Erzeugung geladener Halbtonmuster-werden weiter unten beschrieben·needs to be deviated from the principles that the methods according to these figures have, and without that the inventive idea is abandoned. Other examples of methods of generating charged halftone patterns are described below

Der nächste Schritt bei der Durchführung des erfindungsgemässen Verfahrens, der den in Figur 5 oder 6 dargestellten Schritten oder ihren Äquivalenten folgt, besteht darin, dass elektrostatische Aufladungsmuster auf der Platte 10 zu entwickeln, um es sichtbar zu machen. Dies erfolgt nach der Erfindung durch Niederschlag von Partikeln auf der Platte 10, die sowohl positive als auch negative elektrische Polarität haben. Positive und negative Entwicklermischungen sind bekannt und handelsüblich. Bei der Kaskadenentwicklung ist die Ladung der Tonerpartikel durch die triboelektrischen Beziehungen zwischen den Tonerpartikeln und den Trägerpartikeln bestimmt. Die Polarität der Tonerladung kann dadurch gesteuert werden, dass man entweder die Zusammensetzung der Toner oder der Träger, oder beider variiert. Für die Zwecke der Erfindung ist es nicht wesentlich, wie die Polarität gesteuert wird. Interessante Effekte ergeben sich, wenn unterschiedliche Toner kontrastierender Farben verwendet werden. Im allgemeinen ist es jedoch bevorzugt, dass alle Tonerpartikel das gleiche Aussehen haben. In der Paraxis hat es sich am wirksamsten erwiesen, ein einziges Tonermaterial zuThe next step in the implementation of the method according to the invention, which is that shown in FIG. 5 or 6 Followed steps or their equivalents is that electrostatic charge pattern on the plate 10 to make it visible. According to the invention, this takes place by precipitation of particles on the plate 10 which have both positive and negative electrical polarity. Positive and negative developer mixtures are known and commercially available. In cascade development is the charge of the toner particles due to the triboelectric relationships between the toner particles and the Determined carrier particles. The polarity of the toner charge can be controlled by either the composition of the toner or the carrier, or both varies. For the purposes of the invention it is not essential how the polarity is controlled. Interesting Effects result when different toners of contrasting colors are used. In general however, it is preferred that all of the toner particles have the same appearance. In the Paraxis it was on proven most effective to use a single toner material

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■ - 17 - ■ .■ - 17 - ■.

verwenden und die Polarität der Ladung dieses Tonermaterials durch Anwendung unterschiedlicher Trägermaterialien zu steuern· Geeignete Materialien sind in den US-Patentschriften 2 618 551, 2 940 934 und auch 2 618 552, 2 638 416, 2 659 678, 2 753 308, 2 788 288 und 2 892 794 beschrieben. Geeignete Kaskaden-Sntwicklungsmaterialien sind von Xerox Corporation, Rochester, Hew York unter den",NamenrXerox Type 10 developer, Xerox reversal developer Type 10, Copyflo Dl developer und Copyflo IfI developer erhältlich.use and the polarity of the charge of this toner material by using different carrier materials · Suitable materials are disclosed in U.S. Patents 2,618,551; 2,940,934 and also 2 618 552, 2 638 416, 2 659 678, 2 753 308, 2,788,288 and 2,892,794. Suitable cascade development materials are from Xerox Corporation, Rochester, Hew York under the names "Xerox Type 10 developer, Xerox reversal developer Type 10, Copyflo DL developer and Copyflo IfI developer available.

Die Entwicklung kann dadurch erfolgen, dass man erst einen Entwickler mit positiven Tonerpartikeln auf die Platte 10 aufbringt und dann einen Entwickler mit negativen Tonerpartikeln oder umgekehrt, da sich die gleichen' Resultate unabhängig von der Reihenfolge ergeben. Die Ergebnisse eines solchen Entwicklungsvorganges sind, dass die negativen Partikel allgemein in den in Pigur 3B angedeuteten Bereichen niedergeschlagen werden, während die positiven Partikel in den in Pigur 30 angedeuteten Bereichen niedergeschlagen werden, ohne dass sich die beiden Polaritäten im wesentlichen mischen oder gegenseitig stören· Entsprechend den Figuren 3B und 30 ist ersichtlich, dass in den Bereichen der Platte 10, die ein Halbtonladungsmuster tragen, die negativen und positiven Partikel sich in gegenseitig voneinander abgegrenzten Bereichen niederschlagen und dass die beiden Polaritäten zusammen im wesentlichen .die vollen Bereiche besetzen, in denen aioh ein Halbton-The development can be done by first a developer with positive toner particles on the Plate 10 applies and then a developer with negative toner particles or vice versa, since the same ' Results regardless of the order. The results of such a development process are that the negative particles generally in those indicated in Pigur 3B Areas are deposited, while the positive particles in the areas indicated in Pigur 30 be knocked down without the two polarities essentially mix or interfere with one another · According to FIGS. 3B and 30 it can be seen that in the areas of the plate 10 that have a halftone charge pattern carry out the negative and positive particles in one another separate areas are reflected and that the two polarities essentially coincide occupy the full areas in which aioh a semitone

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ladungsinuster befindet.' Eine -Ausnahme hiervon tritt auf _-,..·- d.en Linien auf, die die tatsächlichen Grenzen der einzelnen Ladungsbereiche bilden. Diese linie repräsentiert einen Bereich, in dam das elektrostatische PeId an.der Platte 10 parallel zur Oberfläche der Platte verläuft, so dass weder anziehende noch ahstossende Kräfte in Bezug zur Platte für Partikel irgendwelcher Polarität entstehen. Dementsprechend werden die einzelnen "beladenen Bereiche mit Partikeln einer Polarität entwickelt· Die umgebenden Bereiche werden mit Partikeln der anderen Polarität entwickelt.und die "beiden Gruppen von Partikeln v/erden durch eine sehr schmale linie voneinander getrennt, die keine Partikel trägt. Da nahezu alle Bereiche eines Bildes nun mit Partikeln bedeckt sind, wird eine grosse Bilddichte erzielt und zugleich eine Bedeckung grosserer zusammenhängender Bildbereiche· 'charge pattern is located. ' An exception to this occurs _-, .. · - d.the lines that form the actual boundaries of the individual charge areas. This line represents an area in which the electrostatic pressure is displayed Plate 10 runs parallel to the surface of the plate, so that neither attractive nor negative forces are related to the plate for particles of any polarity. Accordingly, the individual are "loaded" Areas with particles of one polarity developed · The surrounding areas are developed with particles of the other polarity. And the "two groups of particles v / earth separated from each other by a very narrow line that does not carry any particles. Since almost all areas have one Image are now covered with particles, a high image density is achieved and at the same time a coverage of larger ones contiguous image areas'

• Es ist nicht notwendig, zwei getrennte Entwicklungssehritte ' vorzusehen, um diese Resultate au gewinnen. Es wurde gefunden, dass ein einziger Entwicklungssehritt ausreicht, wenn eine Mischung positiv und negativ geladener Tonerpartikel zugleich der Platte 10 dargeboten wird· Hierzu kann eine Mischung von zwei verschiedenen Arten von Tonerpartikeln verwendet werden. Es kann a"ber auch eine einzige• It is not necessary to have two separate development stages' in order to gain these results. It has been found that a single step of development is sufficient when a mixture of positively and negatively charged toner particles at the same time the plate 10 is presented · For this purpose, a mixture of two different types of toner particles be used. It can also be a single one

Art von Tonermaterial verwendet werden, da die Tonerpartikel auf der einen Art des Trägers haften und ©ine positive ladung auf ihm annehmen und die Tonerpartikel auch auf dem anderen Typ von Träger haften und eine negative ladung aufKind of toner material to be used as the toner particles Adhere to one type of carrier and have a positive charge accept on it and the toner particles also adhere to the other type of carrier and have a negative charge

"009837/Ί677 bad original"009837 / Ί677 bad original

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ihn annehmen. Eine solche Entwieklermischung kann beispielsweise durch Mischung von Xerox Type 10 developer mit' Xerox reversal developer Type 10 erzeugt werden.accept him. Such a development mixture can, for example by mixing Xerox Type 10 developer with Xerox reversal developer Type 10.

ι Diese-BntViickler haben gleiche Tonerpartikel aber ver-. schiedene Trägerpartikel, auf denen die Tonerpartikel negative bzw, positive Polarität annehmen· Eine andere geeignete Mischung entsteht aus Copyflo Pl und Copyflo Ii !^Entwicklern,, die ebenfalls eine gemeinsame Toner-.komponente haben. Es können jeweils gleiche Mengen der beiden Komponenten verwendet werden; das Mischungsverhältnis ist jedoch nicht kritisch. Die ca» Materialien sind von der Xerox Corporation Rochester, New YorK, er- » hältlich. Eine solche Entwieklermischung hat die gleichen körperlichen Eigenschaften wie gewöhnliches xerographisches Kaskaden-Entwicklermaterial. Es kann in jeder Art von xer©graphischen Apparaten verwendet werden, bei denen bisher übliche xerographische ICaskaäen-Entwicklermaterialien verwendet wurden. Verschiedene Entwicklungsverfahren anderer Art alö die Kaskadenentwicklung sind bekannt und können ebenfalls verwendet \irerden. Bei allen diesen Verfahren ist es ebenfalls durch bekannte Mittel möglich, Entwicklerpartikel·: positive oder negative Polarität zu erteilen·ι These-BntViickler have the same toner particles, however. different carrier particles on which the toner particles adopt negative or positive polarity · Another suitable mixture is created from Copyflo Pl and Copyflo II! ^ developers, which also have a common toner component. The same amounts of the two components can be used in each case; however, the mixing ratio is not critical. The ca »materials are available from Xerox Corporation Rochester, New York. Such a developer mixture has the same physical properties as ordinary xerographic cascade developer material. It can be used in any type of xerographic apparatus which heretofore used conventional ICcasaea xerographic developer materials. Various development methods of other kinds than cascade development are known and can also be used. With all these methods it is also possible by known means to impart developer particles: positive or negative polarity

Es wurde ferner gefunden, dass nicht nur zusammenhängende Bedeckungsbereiche hoher Dichte mit dem erfindungsgemässen Verfahren gewonnen v/erden, sondern auch eine kontinuierlich getönte Reproduktion erreicht wird." In anderen Worten: Die Dichte der entwickelten Bilder ist innerhalb grosserIt was also found that not only contiguous Coverage areas of high density obtained with the method according to the invention, but also continuously tinted reproduction is achieved. "In other words, the density of the developed images is greater within

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schwarzer Bereiche nicht nur gleichmässig, sondern die , Dichte ändert sich auch im wesentlichen proportional zur Dichte des Originalbildes. Der Mechanismus, der diesen Effekt herbeiführt, ist noch nicht voll geklärt. Es werden jedoch kontinuierlich getönte Reproduktionen hoher Qualität konsequent bei Ausübung des erfindungs-black areas not only evenly, but those Density also changes essentially in proportion to the density of the original image. The mechanism that causes this effect is not yet fully understood. However, there are continuously tinted reproductions high quality consistently in exercising the inventive

gemessen Verfahrens gewonnen.measured procedure obtained.

Zur Durchführung des erfindungsgemässen Verfahrens ist es notwendig, ein elektrostatisches Ladungsmuster zu erzeugen, das abwechselnd Bereiche mit Ladung und ohne Ladung aufweist. Diese Bereiche müssen 3edoch nicht notwendig die Form von Punkten haben. Es wird derzeit angenommen, dass sich die ,besten Resultate ergeben, wenn ein Ladungsmuster in Form von Linien ohne Ladung und mit Ladung erzeugt wird. Dies kann erfolgen, indem ein Gitter 20 verwendet wird, das abwechselnd durchlässige und undurchlässige Linienbereiche aufweist. Es wurde bereits bemerkt, dass bei der Entwicklung nach der Erfindung eine schmale unentwickelte Linie um jedes einzelne Ladungselement auf der Platte 10 freibleibt. Es wird angenommen, dass die besten Resultate mit einem Linienraster statt mit einem Punktraster ersielt werden, da bei einer vorgegebenen Feinheit des Rasters die unentwickelten Kanten dann einen geringeren Bruchteil des entwickelten Bildes einnehmen. Obwohl der Ausdruck "Halbton" zur Beschreibung von Rastermuster;;verwendet wurde, wie sie für die Erfindung zweckmässig sind, so soll dieser Ausdruck doch auch Linien-To carry out the method according to the invention is it is necessary to create an electrostatic charge pattern that alternates areas with charge and without Has charge. However, these areas do not have to be necessary are in the form of points. It is currently believed that the best results will be obtained when a Charge pattern is generated in the form of lines without charge and with charge. This can be done by using a grid 20 is used, which has alternating permeable and impermeable line areas. It was already notes that when developing according to the invention, a narrow undeveloped line around each individual charge element on the plate 10 remains free. It is believed that the best results are obtained with a line grid instead of a dot matrix, since with a given fineness of the screen the undeveloped edges then occupy a smaller fraction of the developed image. Although the term "halftone" is used for descriptive purposes of grid pattern ;; was used as it was for the invention are appropriate, this expression should also include line

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BAD ORIGINALBATH ORIGINAL

raster und Linienmuster umfassen als auch andere Formen von Rastern oder Schirmen' oder Gittern zusätzlich zu den allgemein bekannteren Punktrastern.grids and line patterns include other shapes as well of grids or screens' or grids in addition to the generally known dot grids.

Der Feinheitsgrad oder die Anzahl der Linien pro cm im Raster ist, wenn nach der Erfindung optimale Resultate erzielt werden sollen, von Wichtigkeit. Wenn das Rastermuster überraässig grob ist, so zeigen die sich ergebenden Bilder ein leicht sichtbares und störendes Muster. Die Bildqualität sinkt ebenfalls, da die Toner, die die gleiche Polarität wie die elektrostatischen Ladungsrauster haben, sich in grösserem Masse in unerwünschten Bereichen absetzen· Dieser Effekt kann aus de.r Betrachtung der Figur 20 verstanden werden. Ist andererseits das Rastermuster zu fein, so wurde festgestellt, dass feine Bilddetails, die als freie Bereiche reproduziert werden sollen, statt dessen mit Tonerpartikeln besetzt werden. Dieser Effekt ist ähnlich dem Effekt, der in Zusammenhang mit übermässig groben Rastermustern bemerkt wurde. Es wird angenommen, dass er eine ähnliche Ursache hat, wie aus Figur 40 ersichtlich. Bei Verwendung handelsüblicher Entwickiermaterialien und handelsüblicher xerographischer Platten mit einer fotoleitenden Isolierstoffschicht aus glasigem Selen in der Grössenordnung von ein- bis zweitausendstel Zoll Dicke wird dieser letztgenannte Effekt bei Anwendung von Rastern bemerkbar, die eine Liniendichte von etwa 65 Linien pro cm (90 Linien pro ") haben. Diese kritische Zahl hängt Jedooh von der Plattenart und von der Entwicklerart ab. Die bevorzugte Feinheit desThe degree of fineness or the number of lines per cm in the Grid is when, according to the invention, optimal results to be achieved is of importance. If the grid pattern is excessively coarse, the resulting ones show Images an easily visible and annoying pattern. The image quality also drops because the toners are the same Have polarity like the electrostatic charge pattern, settle to a greater extent in undesired areas This effect can be understood from the consideration of FIG. On the other hand, if the screen pattern is too fine, so was found to have fine image details that are considered free Areas to be reproduced instead with toner particles to be occupied. This effect is similar to that Effect noticed in connection with excessively coarse halftone patterns. It is believed that he was a has a similar cause, as can be seen from FIG. When using commercially available developing materials and commercially available xerographic plates with a photoconductive insulating material layer made of vitreous selenium in the order of magnitude from one to two thousandths of an inch thick, this latter effect is noticeable when using screens that a line density of about 65 lines per cm (90 lines per ") to have. This critical number depends Jedooh on the type of plate and the type of developer. The preferred delicacy of the

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Rastermusters ist die, bei der es gerade grob genug ist, dass der Fülleffekt nicht entsteht, der sich bei übermässig feinen Rastern ergibt. Bei Verwendung handelsüblicher xero-"graphischer Materialien hat ein optimales Raster eine Liniendichte von etwa 30 bis 32 linien pro cm (-75 bis 80 Linien pro ").Grid pattern is the one where it is just rough enough that the filling effect that results from excessively fine grids does not arise. When using commercially available forex "graphic Materials, an optimal grid has a line density of around 30 to 32 lines per cm (-75 to 80 lines Per ").

Bei den Halb tonverfahr en nach Figur 5 wird ein Muster ungeladener Bereiche in einem sonst üblichen xerographischen Ladungsmuster erzeugt. Bs sind andere Verfahren bekannt, die zu den gleichen· Resultaten führen und diese Verfahren können anstelle des Verfahrens der Figur 5 angewendet werden. So kann die Platte 10 vor der Bildbelichtung durch das Verfahren nach Figur IA durch einen perforierten Schirm geladen v/erden, der auf oder nächst der Platte liegt· Die Platte v/ird daher rasterförmig beladen. Dies ist im Ergebnis äuqivalent der gleichmässigen Beladung der Platte bei nachfolgender Aufladung durch ein Rastermuster. Die Platte 10 kann auch dadurch in Form eines Rastermusters beladen werden, dass sie in Kontakt mit einer Vorsprünge aufweisenden halbleitenden Rolle oder einer solchen Platte gebracht wird, die an einem hohen Potential liegt· Es kann auch eine gleichmäsaig beladene Platte selektiv dadurch aufgeladen werden, dass sie man sie mit einem VorSprünge aufweisenden und geerdeten Element in Kontakt bringt. Auch ist es möglioh, xerographisohe Platten herzustellen, die nicht gleichmäasig sind und eine elektrostatische Ladung im Dunkeln festhalten, aber statt dessen ein Muster von BoreichenIn the case of the halftone processes according to FIG. 5, a pattern becomes more uncharged Areas generated in an otherwise common xerographic charge pattern. Other methods are known, which lead to the same results and these methods can be used instead of the method of FIG. Thus, the plate 10 can pass through a perforated screen before the image exposure by the method according to FIG. 1A charged v / earth which is on or next to the plate · The plate is therefore loaded in a grid pattern. This is the result equivalent to the even loading of the plate subsequent charging through a grid pattern. The plate 10 can thereby also be loaded in the form of a grid pattern that they are in contact with a protrusion semiconducting roll or such a plate which is at a high potential · A uniformly charged plate can also be selectively charged thereby that they can be seen with a certain lead and earthed element in contact. It is also possible to produce xerographic plates that are not uniform and hold an electrostatic charge in the dark, but instead a pattern of boreholes

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enthalten, die nicht elektrostatische ladung tinter irgendwelchen Bedingungen zurückhalten können.Do not contain electrostatic charge tinter any Conditions can withhold.

Die form des ladungsmusters, das durch die Verfahrensschritte nach Figur 6 erzeugt wird, kann auch dadurch simuliert werden, dass man eine xerographisehe Platte verwendet, die lokalisierte Bereiche aufweist, welche nicht fotoempfindlich sind und die die auf die Plätte aufgebrachte Ladung festhalten, sie also nicht abf-lie ssen. lassen. Eine solche Platte kann dadurch erzeugt werden, dass man ein !Taster aus einem plastischen Isolierstoff auf die Oberseite der fotoleitenden Isolierstoffschicht 12 aufdruckt. Es ist auch möglich, eine Platte 10 herzustellen, die als !Träger 11 ein transparentes Element aufweist. Dieser !Träger 11 kann dann ein Halbtonraster 20 als integralen Bestandteil entfalteni 'Bei Verwendung · einer solchen Platte kann das elektrostatische Bild nach Figur 5 verdoppelt werden, indem nan die Bildbelichtung der fotoleitenden Isolierstoffschicht auf der Platte ausführt und eine gleichmässige Belichtung des transparent en. Trägers 11, wobei das elektrostatische Bild nach Figur 6 dadurch nachgeahmt werden kann, dass man die Bildbelichtung durch den transparenten Träger vornimmt.The shape of the charge pattern that is generated by the method steps according to FIG. 6 can also be used thereby can be simulated by using a xerographic plate is used, which has localized areas which are not photosensitive and those on the plate Hold on to the applied charge, i.e. do not let it drain. permit. Such a plate can be produced by using a button made of a plastic insulating material on top of the photoconductive insulation layer 12 imprints. It is also possible to produce a plate 10 which, as a carrier 11, is a transparent element having. This carrier 11 can then develop a halftone screen 20 as an integral component. such a plate can trace the electrostatic image Figure 5 can be doubled by nan image exposure the photoconductive insulation layer on the plate executes and a uniform exposure of the transparent en. Carrier 11, the electrostatic image according to Figure 6 can be imitated by the Makes image exposure through the transparent support.

Das entwickelte, nach der "Lehre der Erfindung hergestellte Bild zeigt eine Entwicklung zusammenhängender Bereiche, die bei Sichtbetrachtung in hohem Kasse' gleichmässig ist, jedoch aus aufeinanderfolgenden .The developed image produced according to the "teaching of the invention shows a development of coherent Areas which, when viewed from a high point of view, are uniform, but consist of successive ones.

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BADBATH

Bereichen positiv und negativ geladener Tonerpartikel besteht. Ein solches Bild kann von der xerographischen Platte 10 auf einen anderen Träger durch Klebeverfahren übertragen werden. Ss kann jedoch nicht durch die in Figur ID dargestellte elektrostatische Verfahren übertragen v/erden, umsoraehr als das Verfahren nach Figur ID zur Übertragung nur der Hälfte des Bildes auf das Übertragungspapier 17 führt, da die Toner einer Polarität von dem Papier angezogen werden, während die der anderen Polarität von ihm abgestossen werden. Das elektrostatische Übertragungsverfahren nach Figur ID ist jedoch das allgemein bevorzugte Übertragungsverfahren, da es zur Übertragung auf gewöhnlichem Papier verwendet werden kann. Bei den anderen Übertragungsverfahren müssen hingegen besonders beschichtete Übertragermaterialien normalerweise verwendet werden. Um eine elektrostatische Übertragung eines nach der lehre der Erfindung entwickelten Bildes zu ermöglichen, kann es zunächst dem in Figur IA dargestellten Beladungsprozess unterworfen werden und dann dem Übertragungsprozess nach Figur ID· Bei dem Verfahren nach Figur IA wird ladung einer einzigen Polarität auf die entwickelte xerographische Platte und auf alle auf ihr befindlichen Tonerpartikel 18 übertragen. Nach diesem Ladungsschritt besteht das entwickelte Bild nur aus Partikeln einer elektrischen Polarität und diese Partikel können dann auf ein Papier oder dergleichen durch das Verfahren nach Figur ID übertragen werden. Es muss hier bemerkt werden, dass die Polarität der Spannungs-Areas of positively and negatively charged toner particles. Such an image can be obtained from the xerographic Plate 10 can be transferred to another carrier by adhesive processes. However, Ss cannot be passed through the in Figure ID transmitted electrostatic processes / ground, all the more so than the process according to Figure ID leads to the transfer of only half of the image onto the transfer paper 17, since the toners have one polarity be attracted to the paper while those of the others Polarity will be repelled by it. However, the electrostatic transfer method of Figure ID is the generally preferred transfer method as it is used for transferring on ordinary paper can. With the other transmission methods, however, specially coated transmission materials normally have to be used be used. To an electrostatic transfer one developed according to the teachings of the invention To enable the image, it can initially be the one in figure IA are subjected to the loading process shown and then the transfer process according to Figure ID · In the method As shown in Figure 1A, a single polarity is charged on the developed xerographic plate and on all of them Transferred toner particles 18 located on it. After this charging step, the developed image only exists made of particles of one electrical polarity and these particles can then be transferred to a paper or the like the method according to Figure ID can be transferred. It must it should be noted here that the polarity of the voltage

00 9837/1677 _nlMJkI 00 9837/1677 _nlMJkI

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quelle 14 umgekehrt v/er den muss, "bevor der endgültige '■ Übertragungsschritt ausgeführt wird, damit die tonerpartikel 18 von dem Papier angezogen v/erden, nicht aber von ihm abgestossen.. Eine solche Steuerung ist in handelsüblichen xerographischen Einrichtungen vorgesehen. Darin erweist sich wiederum, dass die Erfindung mit vorbekannten Einrichtungen ausgeführt werden kann. Nachdem die QJonerpartikel 18 auf das Papierblatt oder dergleichen übertragen wurden, können sie auf dem Papier durch irgendwelche für diesen Zweck geeignete Verfahren permanent fixiert werden.source 14 vice versa v / he must "before the final '■ Transfer step is carried out so that the toner particles 18 attracted to the paper, but not repelled by him .. Such a control is provided in commercially available xerographic devices. In this turns out again that the invention with previously known Facilities can be run. After the QJoner particles 18 have been transferred to the paper sheet or the like, they can be transferred to the paper by any for procedures suitable for this purpose are permanently fixed.

Die wesentlichen Verfahrensschritte zur Durchführung der Erfindung sind in der Übersichtsskizze nach Figur 8 zusammengestellt. Die beiden letzten Schritte können entfallen, wenn es ausreicht, das entwickelte Bild auf der xerographischen Platte selbst zu betrachten.The essential procedural steps for the implementation of the Invention are summarized in the overview sketch according to FIG. The last two steps can be omitted, when it is sufficient to view the developed image on the xerographic plate itself.

Es sind Verfahren bekannt, mit denen ein Halbton-Iadungsmuster in Bildkonfiguration-ohne einen gesonderten und abgegrenzten Verfahrensschritt gebildet werden kann. Auch diese Verfahren sind selbstverständlich im Rahmen der Erfindung verwendbar.Methods are known to produce a halftone charge pattern can be formed in image configuration without a separate and delimited process step. Even these procedures are of course within the scope of the Invention usable.

Die Erfindung wurde bisher in erster linie im Hinblick auf besondere Ausführungsbeispiele, besondere Materialien und besondere Massnahmen beschrieben. Dies geschah nur zu Erläuterungszweoken. So kann die Beladung einer xerographisohen Platte durch andere Verfahren erfolgen, alsThe invention has so far been made primarily with regard to on special designs, special materials and special measures are described. This just happened for explanatory purposes. So the loading of a xerographisohen Plate made by methods other than

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sie "beschrieben wurden und es. können die elektrostatischen Ladungsmuster mittels eines Idchtrausters erzeugt werden, ohne dass die Notwendigkeit gesonderter und abgegrenzter Beladungs- und Belichtungsschritte besteht. Es sind ferner Verfahren bekannt, um ladungsmuster mit Halbtoncharakter auf Materialien zu erzeugen, die keine fotoleitenden Isolierstoffe sind. Hierzu können auch andere als optische Verfahren verwendet werden. Wenn auch die Erfindung in erster linie in Zusammenhang mit der sogenannten Kaskaden-Entwicklung beschrieben wurde, so doch nur, weil dies die einfachste und verbreitetste Methode ist. Die Erfindung kann mit irgendeinem elektrostatischen Bildentwicklungsverfahren ausgeführt werden, Wenn es erwünscht ist, die Reproduktion zusammenhängender Bereiche oder von Halbton zu verbessern. Die xerographischen Platten können aus den verschiedensten Materialien bestehen. Sie können flexibel oder starr sein oder sonst irgendwelche Formen haben, wie sie nicht dargestellt sind. Irgendwelche oder alle xerographischen Verfahrensschritte können mittels automatischer oder halbautomatischer Einrichtungen durchgeführt werden. Diese und andere Abänderungen der Erfindung liegen im Bereich des Fachmanns und gehören mit in den Bereich der Erfindung· .they "were described and it. can be electrostatic Charge patterns are generated by means of an Idchtrausters, without the need for separate and delimited Loading and exposure steps consists. There are also methods known to charge patterns with a halftone character on materials that do not have photoconductive insulating materials are. Methods other than optical methods can also be used for this purpose. Even if the invention is in primarily in connection with the so-called cascade development only because this is the simplest and most common method. The invention can with any electrostatic image development process be carried out, if desired, the reproduction of contiguous areas or of halftone to improve. The xerographic plates can be made from a wide variety of materials. You can be flexible or be rigid or have any other shape not shown. Any or all of the xerographic Process steps can be carried out by means of automatic or semi-automatic devices. These and other modifications to the invention are within the skill of the art and belong to the scope of the invention. .

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Claims

2. Aug. 1967Aug 2, 1967

Su. -

E 32 718 IXa / 57e Tr.A.
Rank-Xerox Limited

Claims

1 "Image carrier material for a photographically exact copy of a document, characterized by a layer of insulating material (12) on which there are alternately and repeatedly first and second areas which carry positively and negatively charged toner particles and which are separated from one another by particle-free areas, which much smaller dimensions have in which the particle density of the brightness of the bhängt than the first and second regions to be copied signature piece _a.

2. Process for the production of an image carrier material according to 'Claim 1, characterized in that the insulating material layer (12) uniformly electrostatically charged, then evenly exposed through a halftone mask (20)

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and before, simultaneously with or after this exposure, the document to be copied is exposed for development of the resulting latent electrostatic image, toner particles of a first polarity are applied and that similar toner particles of a second polarity are applied, whereby the first and second as well as the particle-free areas arise.

3. A method for producing an image carrier material according to claim 1, characterized in that the insulating material layer (12) uniformly electrostatically charged, then evenly exposed through a halftone mask (20) and before, 'at the same time as or after this exposure, the document to be copied is exposed, that a single type of toner particle is used to develop the resulting electrostatic latent image Powder developer is used which contains two carriers, one of which is the toner particles positive and the other negatively charges the toner particles, thereby creating the first, second and particle-free areas develop.

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