DE2124423C3 - Verfahren und Vorrichtung zur elektrofotografischen Reproduktion bestimmter Farben eines mehrfarbigen Bildes - Google Patents

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 i^r> 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 V_max 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-

2^r> 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

J^r> 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±.

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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)

Patentansprüche:

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.