DE2213998A1

DE2213998A1 - Elektrostatografische Reproduktionseinrichtung

Info

Publication number: DE2213998A1
Application number: DE19722213998
Authority: DE
Inventors: William A. Webster N.Y. Smith (V.St.A.)
Original assignee: Xerox Corp
Current assignee: Xerox Corp
Priority date: 1971-03-22
Filing date: 1972-03-22
Publication date: 1972-09-28
Also published as: IT950399B; GB1365753A; US3690756A; FR2130718A1; FR2130718B1; CA963522A; NL7203733A; BE781001A

Description

Patentanwälte Dipl-Ing. RWeickmann,

Pipl.-Ing. H. Weickmann, D1PL.-PHYS. Dr. K. Fincke Dipl.-Ing. F. A.Weickmann, Dipl.-Chem. B. Huber

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XEROX CORPORATION ^{8 MÜNCHEN 86}> ^D*^N '

POSTFACH 860 820

Xerox Square möhlstrasse 22, rufnummer 983921/22

Rochester, M.Y. 14-603

Elektrostatografische Reproduktionseinrichtung

Die Erfindung betrifft eine elektrostatografische Reproduk-

tionseinrichtung zur kontinuierlichen Erzeugung einer mehrfarbigen Reproduktion eines mehrfarbigen Originals mittels einander zu überlagernder, über Jeweils ein elektrostatisches latentes Bild erzeugter Farbauszüge.

Die Erzeugung und Entwicklung latenter elektrostatischer Bilder auf einem elektrostatografischen Aufzeichnungsträger ist bekannt. Das grundlegende Verfahren, das beispielsweise in der US-Patentschrift 2 297 69T beschrieben ist, arbeitet mit gleichmäßiger elektrostatischer Aufladung einer fotoleitfähigen Isolierstoffschicht, Bestrahlung dieser Schicht mit einem Licht-Schatten- Bild zur Ableitung der Ladungen in den bestrahlten Bereichen und Entwicklung des so erzeugten latenten elektrostatischen Bildes durch Ablagerung eines fein verteilten elektroskopischen Materials, das auch als "Tqner" bezeichnet wird. Der Toner wird normalerweise in denjenigen Bereichen der Schicht

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gebunden, die noch eine Ladung enthalten, wodurch ein Tonerbild entsprechend dem latenten elektrostatischen Bild entsteht. Dieses Tonerbild kann dann auf einen Bildträger, beispielsweise auf ein Papierblatt, Übertragen werden. Das übertragene Bild kann dauerhaft an dem Bildträger beispielsweise durch Wärmeeinwirkung fixiert werden. Das Tonerbild kann auch auf der foto le it fähigen Schicht selbst fixiert werden, wenn die Bildübertragung nicht erwünscht ist. Andere geeignete Fixierverfahren, beispielsweise eine Behandlung mit Lösungsmitteln oder eine Beschichtung können anstelle der Hitzefixierung durchgeführt werden.

Bisher erfolgte die elektrostatografische Reproduktion mehrfarbiger Originale durch nacheinander durchgeführte Bestrahlung einer oder mehrerer geladener fotoleitfähiger Aufzeichnungsflächen mit Lichtbildern, die die Jeweilige Intensität einer Farbe des Originalbildes wiedergeben. Eine Entwicklung der bestrahlten Aufzeichnungsflächen nacheinander mit Tonern unterschiedlicher Primärfarben ergibt die gewünschte voll gefärbte Reproduktion.

Um eine natürlich gefärbte Reproduktion eines mehrfarbigen Originalbildes nach diesem Verfahren zu erhalten, müssen drei Lichtbilder erzeugt werden, und die Überlagerung dieser Bilder auf dem Kopieträger in nahezu perfekter Ausrichtung aufeinander ist sehr kritisch. Es sind drei Bestrahlungsvorgänge und komplizierte mechanische Bewegungsvorrichtungen zur Synchronisierung der Bewegungen des Bildträgers und der drei nacheinander mit einem Bild versehenen fotoleitfähigen Aufzeichnungsflächen erforderlich.

Die elektrostatografische Herstellung einer farbigen Kopie arbeitet nach demselben Prinzip wie der subtraktive Mehrfarbendruck in der Lithografie. Hierbei werden drei oder mehr Lichtbilder erzeugt, die jeweils eine bestimmte Menge eines gefärbten

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Toners bei der Entwicklung kennzeichnen. Hierzu ist eine Aussonderung der Einzelfarben des Originals erforderlich. Diese Farbentrennung erfolgt durch die Absorptions- und Durchlassigkeitseigenschaften der transparenten Farbenschichten, die auf ein weißes Papier aufgebracht sind. Die gelbe Farbe des Originals reflektiert fast genauso viel rot und grün wie das Papier, absorbiert jedoch fast vollständig blau. So bestimmt die gelbe Farbe die Stellen, an denen blau am weißen Papier reflektiert wird. Ein Blaufilter, das nur sein Drittel des Spektrums durchläßt, ist das richtige Filter zur genauen Aussonderung der Tb"-nungswerte eines gelben Toners. Der gewünschte Effekt besteht darin, nur dann eine Aufzeichnung zu erzeugen, wenn das Original blaues Licht abgibt, Wenn ein Positivbild von diesem "Negativ" hergestellt wird, stellt es eine Aufzeichnung des minus-blauen (gelben) Anteils des Bildes dar.

Die Magentafarbe des Originals absorbiert das grüne Licht ohne Störung der Reflexionsfälligkeit des Papiers für das rote und blaue Licht. Ein Grünfilter, das nur sein Drittel des Spektrums durchläßt, ist das richtige Filter zur Aufzeichnung der roten Bereiche des Originals. Wenn von diesem Negativbild ein Positivbild mit magentafarbenem Toner hergestellt wird, stellt es eine Aufzeichnung der minus-grünen (röten) Bereiche des Originals dar.

Die blaue Farbe (cyan) des Originals absorbiert rotes Licht ohne Störung der Reflexionsfähigkeit für das grüne und blaue Licht. Ein Rotfilter, das nur sein Drittel des Spektrums durchläßt, wird zur Steuerung des durch die Kopie reflektierten Rot<lichtes verwendet. Eine Entwicklung des erhaltenen Negativbildes mit Cyanfarbe ergibt ein Positivbild, das eine Aufzeichnung der blauen Flächen des Originals ist.

Die Tatsache, daß dieses Verfahren drei nacheinander erfolgende Lichtabtastungen zur nacheinander erfolgenden Bestrahlung der

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fotoleitfähigen Aufzeichnungsträger erfordert, ist aus verschiedenen Gründen nachteilig. Da die Lichtquelle für jede Farbreproduktion drei mal eingeschaltet werden muß, wird die Anzahl der mit einer gegebenen Lichtquelle herstellbaren Kopien entsprechend um den Faktor drei verringert, und die für jede Kopie aufgewandte Leistung wird um denselben Faktor erhöht. Die Anzahl erzeugter Kopien wird wesentlich beeinträchtigt, da die Bestrahlungszeit ein die Erzeugungsleistung einschränkender Faktor in jedem elektrostatografischen Kopiersystem ist.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine elektrostatografische Reproduktionseinrichtung zu schaffen, mit der mehrfarbige Reproduktionen unter Vermeidung der vorstehend aufgezeigten Nachteile hergestellt werden können. Hierzu soll eine Bilderzeugungsvorrichtung vorgesehen sein, mit der eine nacheinander erfolgende Bestrahlung der Aufzeichnungsträger nicht erforderlich ist. Ferner sollen besonders komplizierte Mechanismen zur Synchronisation der Bewegungen unterschiedlicher Elemente vermieden werden.

Eine Reproduktionseinrichtung der eingangs genannten Art ist zur Lösung dieser Aufgabe erfindungsgemäß derart ausgebildet, daß zumindest ein fotoleitfähiger Aufzeichnungsträger mit mehreren fotoleitfähigen AufZeichnungsbereichen vorgesehen ist, denen Jeweils das Ende eines von mehreren, den Farbauszügen entsprechenden und untereinander gleichlangen optischen Wegen zugeordnet ist, die von einer Farbauszugsvorrichtung ausgehen, welche einer Lichtabtastvorrichtung für das Original nachgeordnet ist.

Mit dieser elektrostatografischen Reproduktionseinrichtung wird das mehrfarbige Original abgetastet, und das daraus erhaltene Licht wird in mindestens zwei Teile aufgeteilt, die durch separate Filter geleitet und gleichzeitig zur bildmäßig verteilten Entladung separater, aufgeladener fotoleitfähiger Schichten verwendet werden. Die bildmäßig entladenen fotoleitfähigen Schichten

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werden mit Tonerzusammensetzungen unterschiedlicher Farben entwickelt, und die entwickelten Bilder werden nacheinander aufeinander ausgerichtet auf eine Empfangsfläche übertragen, die auf Blättern oder auf einem kontinuierlichen Kopieband zugeführt wird. Gemäß einer möglichen Ausführungsform sind separate fotoleitfähige Aufzeichnungsflächen am Ende eines jeden optischen Weges angeordnet. Die Größe und die Position der Aufzeichnungsflächen sind derart getroffen, daß das Kopiematerial, das von einer Aufzeichnungsfläche zur anderen geführt wird, die einander überlagerten Tonerbilder unterschiedlicher Farben aufnimmt, wodurch sich schließlich eine mehrfarbige Reproduktion des Originals ergibt. Durch Verwendung fotoleitfähiger Aufzeichnungsträger mit unterschiedlich großen Oberflächen kann jeder Aufzeichnungsträger mit ein und derselben Antriebsvorrichtung derselben linearen Geschwindigkeit bewegt werden, wobei sich das Kopiematerial gleichfalls mit einer Geschwindigkeit bewegt. Kritische Zeitsteuerungsprobleme, die mit fotoleitfähigen Aufzeichnungsträgern übereinstimmender Oberfläche erzeugt werden, sind dadurch vermieden.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im folgenden anhand der Figuren beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 eine schematische Darstellung einer Reproduktionseinrichtung nach der Erfindung, in der drei separate fotoleitfähige Aufzeichnungsflächen gleichzeitig mittels einer einzigen Lichtabtastvorrichtung.bestrahlt werden,

Fig. 2 eine grafische Darstellung der Bewegung zweier Punkte des Kopiematerials relativ zu drei mit einem Bild versehenen fotoleitfähigen Aufzeichnungsflächen, die sich mit derselben Lineargeschwindigkeit bewegen,

Fig. 3 eine grafische Darstellung der Bildumkehrungen und BiIddrehungen an verschiedenen Spiegeln und Strahlenteilern,, um zu verdeutlichen, daß die mit der Einrichtung gemäß

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Fig. 1 erzeugten Einzelbilder die richtige Phasenlage zueinander und zum Originalbild haben, und

Fig..4 eine schematische Darstellung einer weiteren Ausführungsform der Erfindung, bei der eine einzige fotoleitfähige Aufzeichnungsfläche gleichzeitig in drei separaten Bereichen mit Farbauszügen des Originals bestrahlt wird.

In einer Reproduktionseinrichtung nach der erfindung wird ein optisches System verwendet, das mit einer einzigen Abtastung eines mehrfarbigen Originals gleichzeitig die Farbauszüge auf mehreren unterschiedlichen fotoleitfähigen Aufzeichnungsflächen erzeugt. Das durch die Abtastung gebildete Lichtbild des Originals wird durch eine Fokussierungsoptik geleitet und mittels Strahlenteilern in mindestens drei Bilder zerteilt, die farblich gefiltert und über optische Wege übereinstimmender Länge auf separate fotoleitfähige Bereiche geleitet werden. Auf diese Weise erfolgt die Aufzeichnung der Farbauszüge.

Ein wesentliches Merkmal der Erfindung besteht darin, daß eine einzige Lichtabtastung des Originalbildes zu einer gleichzeitigen Erzeugung unterschiedlicher Farbauszüge auf unterschiedlichen Aufzeichnungsflächen führt. Dadurch wird die Schwierigkeit bisher angewendeter Verfahren vermieden, bei denen für jeden Farbauszug eine separate Abtastung erforderlich ist. Die Wahl der Strahlenteiler, der Farbfilter und der Aufzeichnungsträger ist nicht kritisch. Einfarbige Strahlenteiler können zur Aufteilung des Abtastlichtes verwendet werden, wobei dann jeweils ein Farbauszug erzeugt wird, oder die Funktionen der Strahlenteilung und Farbfilterung können durch separate Vorrichtungen erfüllt werden. In ähnlicher Weise können auch die bisher bekannten subtraktiven Druckverfahren angewendet werden, bei denen das Farbspektrum gedrittelt wird und drei Farbauszüge erzeugt werden. Weitere Ausführungsformen mit einer geringeren oder größeren Anzahl von Farbauszügen sind gleichfalls möglich. In ähnlicher Weise können die Farbauszugsbilder zur Belichtung

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separater Bereiche eines einzigen fotoleitfähigen Aufzeichnringsträgers oder dreier unterschiedlicher Aufzeichnungsträger verwendet werden.

In Fig. 1 ist eine Reproduktionseinrichtung nach der Erfindung dargestellt, bei der ein optisches System mit zwei Strahlenteilern und drei Farbfiltern zur Erzeugung von drei Farbauszugsbildern auf drei separaten Aufzeichnungsträgern vorgesehen ist.

Ein mehrfarbiges Originalbild 1 wird in der dargestellten Richtung an Bestrahlungslampen 2 vorbeigeführt, die ein Lichtbild erzeugen, welches über einen Schlitz 3 längs dem Weg 4 durch die Fokussierungsoptik 5 und längs dem lieg 6 auf einen Strahlenteiler Nr. 1 geleitet wird, der mit 7 bezeichnet ist. An der Stelle 8 wird der Strahl in zwei Teile 9 und 10 aufgeteilt. Der längs dem Weg 10 geführte Teil des Lichtes fällt auf einen Strahlenteiler Nr. 2, der mit 11 bezeichnet ist. An der Stelle 12 wird dieses Licht geteilt und über Wege 15 und 14 geführt.

Der über den Weg 13 geführte Strahl trifft auf einen Spiegel Nr. 4, der mit 15 bezeichnet ist. Das an ihn reflektierte Licht fällt über den Weg 16 auf ein Blaufilter 17, so daß ein Farbauszugsbild erzeugt wird, welches auf eine fotoleitfähige Trommel Nr. 3 fällt, die mit 18 bezeichnet ist. Der Lichteinfall erfolgt an der Stelle 19- Wenn die Trommel Nr. 3 in der dargestellten Richtung gedreht wird, läuft der Punkt 19 an einer Entwicklungsvorrichtung 20 vorbei, an der gelber Toner auf die Trommeloberfläche aufgebracht wird. Bei weiterer Drehung der Trommel Nr. 3 an der Entwicklungsvorrichtung vorbei wird das entwickelte Bild an die Stelle 38 geführt, an der es auf eine Empfangsfläche übertragen wird, die durch die Linie zwischen einer Eingabestelle 35 und einer Ausgabestelle 39 dargestellt ist.

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Der andere durch den Strahlenteiler Nr. 2 erzeugte Lichtstrahl wird über den Weg 14 auf einen Spiegel Nr. 3 geführt, der mit 21 bezeichnet ist. Das an ihm reflektierte Licht fällt über den Weg 22 auf einen Spiegel Nr. 2, der mit 23 bezeichnet ist. Das an ihm reflektierte Licht fällt über einen Weg 24 durch ein Grünfilter 25 und erzeugt ein zweites Farbauszugsbild, das an der Stelle 27 auf die Trommel Nr. 2 trifft, die mit 26 bezeichnet ist. Wenn die Trommel Nr. 2 in der gezeigten Richtung bewegt wird, verursacht die auf ihr verbliebene Oberflächenladung eine Anziehung roten Toners an der Entwicklungsvorrichtung 28, wodurch ein entwickeltes Bild entsteht, das an der Stelle 37 auf die Empfangsfläche übertragen wird.

Der weitere Lichtteil des Strahlenteilers Mr. 1 wird zur Entladung der Trommel Nr. 1 in bildmäßiger Verteilung verwendet. Er fällt über einen Weg 9 auf einen Spiegel Hr. 1, der mit 29 bezeichnet ist, an dem er über einen Weg 30 durch ein Rotfilter 31 reflektiert wird und ein drittes Farbausztxgsbild auf der Oberfläche der Trommel Nr. 1 erzeugt, die alt 32 bezeichnet ist. Der Lichteinfall erfolgt an der Stelle 33. Wenn die Trommel Nr. in der dargestellten Richtung gedreht wird, läuft sie an einer Entwicklungsvorrichtung 34 vorbei, an der blauer Toner in bildmäBiger Verteilung entsprechend der Blaukomponente des Originalbildes 1 an der Trommeloberfläche gebunden wird. Eine weitere Drehung an der Entwicklungsvorrichtung 34 vorbei bringt das entwickelte Bild an die Stelle 36, an der es auf die Empfangsfläche übertragen wird.

Aus der vorstehenden Beschreibung der in Fig. 1 gezeigten Einrichtung geht hervor, daß das aus der Abtastung des mehrfarbigen Originals erhaltene Lichtbild nach dem Durchgang durch den Primärfarben entsprechende Filter gleichzeitig die Trommeln Nr. 1, Nr. 2 und Nr. 3 bestrahlt, die jeweils mit einem farbigen Toner entwickelt werden, dessen Farbe entsprechend dem Prinzip

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des subtraktiven Mehrfarbendrucks ausgewählt ist. Entsprechend trägt die Trommel Nr. 1 nach der Bilderzeugung durch das Rotfilter und Entwicklung mit blauem Toner ein entwickeltes Bild, das der Blaukomponente des Originals entspricht. Die Trommel Nr. 2 trägt entsprechend ein rotes Bild, das der Rotkomponente des Originalbildes entspricht. Die Trommel Nr. 3 trägt ein gelbes Bild, das der Gelbkomponente des Originals entspricht. Während die Empfangsfläche über den Weg zwischen der Eingabestelle 35 und der Ausgabestelle 39 bewegt wird, kommt sie nacheinander mit den Trommeln Nr. 1, Nr. 2 und Nr. 3 an den Stellen 36, 37 und 38 in Berührung. Bei der in Fig. 1 gezeigten Ausführungsform werden die Trommeln mit übereinstimmender Lineargeschwindigkeit gedreht, und durch ihren unterschiedlichen Durchmesser werden die Bilder einander auf der Empfangsfläche überlagert, so daß die gewünschte Farbreproduktion entsteht. Die Art, in der dies erfolgt, kann leicht aus der folgenden eingehenden Beschreibung der Bewegung einer jeden Trommel und der Bewegung des Empfangsmaterials zwischen den Punkten 35 und 39 mit einer bestimmten Geschwindigkeit verstanden werden.

In Fig. 1 ist dargestellt, wie das durch Abtastung des Originals erzeugte Licht gleichzeitig über optische Wege übereinstimmender Länge geleitet wird und auf drei fotoleitfähige Trommeln trifft, die mit übereinstimmender Lineargeschwindigkeit während der Bilderzeugung, der Entwicklung, der Bildübertragung usw. bewegt werden. Gleichzeitig damit wird das Empfangsmaterial über den dargestellten Weg mit einer Geschwindigkeit transportiert, die gleich der Geschwindigkeit ist, mit der sich die Trommeln bewegen. In der Zeit, in der das Empfangsmaterial zwischen den Punkten 35 und 36 (Länge X₁) bewegt wird, führt die Trommel Nr* eine halbe Umdrehung aus, so daß der erste Bildpunkt entsprechend der Stelle 33 und der Punkt des Empfangsmaterials gleich-* zeitig die Übertragungsstation 36 erreichen. Durch Aufbringen einer Ladung auf das Empfangsmaterial mittels einer üblichen Entladungsvorrichtung in Form eines Korotrons (nicht dargestellt)

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wird das der Blaukomponente des Originals entsprechende entwickelte Bild auf das Empfangsmaterial übertragen, wenn dieses sich synchron mit der Trommel Nr. 1 an der Übertragungsstation 36 vorbeibewegt. Das mit dem blauen Bild versehene Empfangsmaterial wird dann zwischen den Punkten 36 und 37 über den Weg Xp weitergeführt.

Die Trommel Nr. 2, die mit 26 bezeichnet ist, wurde gleichzeitig mit der Trommel Nr. 1 belichtet. Sie hat sich um eine halbe Umdrehung gedreht, wenn das Empfangsmaterial die Stelle 37 erreicht. Da die Trommeln gleichzeitig mit übereinstimmender Lineargeschwindigkeit bewegt werden, muß der lineare Abstand zwischen dem Bildpunkt 27 und der Ubertragungsstelle 37 der Trommel Nr. 2 gleich der Summe des halben Umfangs der Trommel Nr. 1 und des Abstandes X₂ sein, damit das Empfangsmaterial und der erste Bildpunkt der Trommel Nr. 2 die Übertragungsstation 37 gleichzeitig erreichen. Ist diese Bedingung erfüllt, so wird das entwickelte Rotbild der Trommel Nr. 2 in genauer Ausrichtung auf das Blaubild an der Stelle 37 auf das Empfangsmaterial übertragen. Die Bildübertragung erfolgt durch Aufbringen einer elektrostatischen Ladung auf das Empfangsmaterial, wodurch der Toner von der Trommel Nr. 2 elektrostatisch auf das Empfangsmaterial angezogen wird.

Wenn das Empfangsmaterial über seinen Weg von der Stelle 37 aus weitertransportiert wird, gelangt es an die Bildübertragungsstation 38 der Trommel Nr. 3» Da die Bilderzeugung auf der Trommel Nr. 3 gleichzeitig mit der Bilderzeugung auf den beiden anderen Trommeln erfolgte und durch Definition alle Trommeln mit übereinstimmender Lineargeschwindigkeit bewegt werden, muß die Größe der Trommel Nr. 3 derart sein, daß ihr halber Umfang . gleich dem Abstand ist, über den das Empfangsmaterial zwischen den Punkten 35 und 38 bewegt wird. Wenn diese Bedingung er- _n füllt ist, trifft das Empfangsmaterial mit den beiden zuvor aufgebrachten Bildern zu dem Zeitpunkt an der Bildübertragungs-

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station 38 ein, zu dem auch die Trommel Nr. 3 eine halbe Umdrehung gemacht hat, so daß der Bildpunkt 19 sich dann an der Bildübertragungsstation 38 befindet. Dabei ist eine genaue zeitliche Übereinstimmung gewährleistet, so daß die Überlagerung des gelben Bildes in genauer Ausrichtung auf die bereits vorhandenen Bilder erfolgt. Nachdem das Empfangsmaterial in bekannter Weise aufgeladen wurde, empfängt es das gelbe entwickelte Bild an der Bildübertragungsstation 38 in genauer Ausrichtung auf die beiden anderen Bilder. Wie aus der vorstehenden Beschreibung hervorgeht, muß der Abstand zwischen den Punkten 37 und 38 (in Fig. 1 als Abstand X, dargestellt) derart bemessen sein, daß die Summe aus dem Abstand X₅ und dem halben Umfang der Trommel Nr. 2 gleich dem halben Umfang der Trommel Nr. 3 ist.

Nach einer vollständigen Bilderzeugung mit dem vorstehend beschriebenen Verfahren wird das Empfangsmaterial an einer Fixierstation (nicht dargestellt) vorbeigeführt, die die aufgebrachten Bilder dauerhaft fixiert. Dann wird es an einer (nicht dargestellten) Sammelstation am Punkt 39 ausgegeben.

Nach der Bildübertragung kann jede Trommel gereinigt und mit einer üblichen Vorrichtung (nicht dargestellt) zur Vorbereitung auf eine weitere Reproduktion erneut aufgeladen werden.

In Fig. 2 ist die Bewegung zweier Punkte vom Beginn bis zum Ende des Weges des Empfangsmaterials relativ zu zwei Punkten auf den fotoleitfähigen Aufzeichnungsflächen dargestellt. Es ist also grafisch die Bewegung des Empfangsmaterials relativ zur Bewegung der Trommeln gezeigt. Das Empfangsmaterial bewegt sich mit derselben linearen Geschwindigkeit wie die Trommeloberflächen. Bei Schritt 1 ist ein erster Punkt des Empfangsmaterials an der Eingabestelle des Transportweges für das Empfangsmaterial angeordnet. Die Vorderkante des Bildes, die mit X bezeichnet ist, befindet sich an der obersten Umfangsstelle,

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die Jeweils mit 51A, 51B oder 51C bezeichnet ist. Bei Schritt hat sich die Vorderkante des Empfangsmaterials (durch einen Haken dargestellt) um den Betrag X. bewegt, so daß sie mit der Trommel Nr. 1 in Berührung gekommen ist. Die Hinterkante des Empfangsmaterials, die durch einen Kreis gekennzeichnet ist, erscheint am Punkt 50. Gleichzeitig hat sich die Trommel Nr. 1 um eine halbe Umdrehung gedreht, so daß die Vorderkante X des Bildes mit der Vorderkante des Empfangsmaterials in Berührung kommt.

Bei Schritt 2 haben die Vorderkanten der Bilder auf den Trommeln Nr. 2 und Nr. 3 Jedoch im Hinblick auf deren größere Abmessungen noch nicht den Weg des Empfangsmaterials erreicht. Bei der Trommel Nr. 2 hat sich die Vorderkante entsprechend einer viertel Umdrehung an die Stelle 52 bewegt, bei der Trommel Nr. 3 hat sich die Vorderkante ungefähr um eine sechstel Umdrehung an die Stelle 53 bewegt. In allen drei Fällen sind die Bildhinterkanten, die durch einen Punkt gekennzeichnet sind, an der obersten Umfangsstelle der Trommeln angeordnet.

Bei Schritt 3 hat sich die Vorderkante des Empfangsmaterials um den Betrag X₂ bewegt, die Trommel Nr. 2 hat sich um eine weitere viertel Umdrehung gedreht, so daß die Vorderkante des Bildes in Kontakt mit der Vorderkante des Empfangsmaterials an der Stelle 54 kommt. Während der Bewegung des Empfangsmaterials an der Trommel Nr. 1 vorbei erfolgt der Übergang des Bildes, da die Trommel und das Empfangsmaterial einander berühren und sich mit übereinstimmender Lineargeschwindigkeit bewegen. Zum Zeitpunkt, wo die Vorderkante des Empfangsmaterials die Trommel Nr. 2 erreicht, hat das Empfangsmaterial das auf der linken Hälfte der Trommel Nr. 1 vorhandene Bild übernommen. Inzwischen haben bei weiterer Drehung mit derselben Lineargeschwindigkeit die Vorderkante und die Hinterkante des Bildes auf der Trommel Nr. 3 noch nicht den Weg des Empfangsmaterials erreicht, sie sind ihm jedoch näher gekommen als bei Schritt

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Bei Schritt 4 ist zu erkennen, daß die Vorderkante des Empfangsmaterials über den Abstand zwischen den Mitten der Trommeln Nr. 2 und Nr. 3 bewegt wurde. Die Vorderkante befindet sich in Kontakt mit der Vorderkante des Bildes auf der Trommel Nr. 3, ' während die Hinterkante des 'Empfangsmaterials am Kontaktpunkt mit der Trommel Nr. 2 vorbeibewegt wird. Bei weiterer Drehung der Trommel Nr. 3 und des Empfangsmaterials wird das Bild der Trommel Nr. 3 auf das Empfangsmaterial übertragen«

Bei Schritt 5 hat die Hinterkante des Empfangsmaterials den Übertragungspunkt an der Trommel Nr. 3 erreicht, so daß der Abstand X·, zwischen den Mitten der Trommeln Nr. 2 und Nr. 3 überwunden wurde. Bei gleichzeitiger Weiterdrehung der Trommel Nr. 3 wird die Hinterkante des Bildes zum Übertragungspunkt gelangen, so daß die Übertragung aller Bilder in gegenseitiger Ausrichtung aufeinander auf das Empfangsmaterial damit beendet ist. '

Bei der Erfindung ist es erforderlich, daß die optischen Wege zwischen dem Originalbild und den drei Aufzeichnungsflächen übereinstimmen. Entweder die Länge der optischen Wege oder die Größe der Trommeln sind die bestimmende Ausgangsgröße, zu der die jeweils andere Größe festgelegt werden kann.

Es ist wichtig, daß nicht nur die Bilder gleichzeitig auf die drei Trommeloberflächen gelangen, sondern daß sie auch miteinander in Phase sind; Fig. 3 zeigt die Umkehrungen und Drehungen, die auftreten, wenn der Lichtstrahl durch die Optik und die verschiedenen Strahlenteiler und Spiegel geleitet wird, die in der in Fig. 1 gezeigten Einrichtung vorgesehen sind. Entsprechend sind in Fig. 3 gleiche Bezugszeichen für diese Elemente vorgesehen. Durch Verfolgung des Bildes des Buchstabens E durch die verschiedenen optischen Wege ist zu erkennen, daß die Umkehrungen und Drehungen durch die Strahlenteiler und Spiegel in jedem optischen Weg das Eintreffen der Einzelbilder auf dem Empfangsmaterial in Phase miteinander gewährleisten.

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In den Fig. 1, 2 und 3 ist eine Ausführungsform der Erfindung dargestellt, bei der drei separate fotoleitfähige Aufzeichnungsflächen gleichzeitig bei einer einzigen Lichtabtastung eines Originals mit einem Bild versehen werden. Unter den Grundgedanken der Erfindung fallen jedoch auch solche Einrichtungen, bei denen eine einzige kontinuierliche fotoleitfähige Aufzeichnungsfläche gleichzeitig in drei unterschiedlichen Bereichen mit einem Farbauszugsbild versehen wird und jeder dieser Bereiche separat mit farbigem Toner entwickelt wird. Die Farbauszugsbilder können dann nacheinander und aufeinander ausgerichtet auf ein Empfangsmaterial übertragen werden, wodurch Vorrichtungen üblicher Art verwendet werden können. Auch auf diese Weise entsteht dann ein voll gefärbtes mehrfarbiges Bild. Eine schematische Darstellung eines solchen Systems ist in Fig. 4 gezeigt.

In Fig. 4 ist ein mehrfarbiges Originalbild. 100 oberhalb einer Abtastvorrichtung 101 angeordnet, die aus einem Schlitz 102, Lampen 103 und einer Fokussierungsoptik 104 besteht. Im optischen Weg der Optik 104 ist ein monochromatischer Strahlenteiler Nr. 1 angeordnet, der mit 105 bezeichnet ist. Ferner sind ein monochromatischer Strahlenteiler Nr. 2 (106) und ein Spiegel 107 vorgesehen. Ein fotoleitfähiges Band 108 läuft über eine obere Führungsrolle 109 und eine untere Führungsrolle 110 in der dargestellten Richtung von einer Ladestation 111 zu Bilderzeugungsstationen 112, 113 und 114 sowie an EntwicklungsStationen 115, 116 und 117 vorbei, an denen Tonerbilder durch Anziehung von Toner in den geladenen Flächenteilen des fotoleitfähigen Bandes erzeugt werden. Das Bildempfangsmaterial (beispielsweise ein Papierblatt) wird in einen Spalt 118 zwischen der oberen Führungsrolle 109 und einer Bildübertragungsrolle 119 geführt. Die Übertragung des Tonerbildes von dem fotoleitfähigen Band auf das Empfangsmaterial erfolgt mittels einer Korona-Entladungsvorrichtung 119a, die an oder unmittelbar hinter der Berührungslinie zwischen dem Empfangsmaterial und dem fotoleitfähigen Band angeordnet ist. Beim Betrieb der

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Einrichtung bewirkt das mit der Entladungsvorrichtung erzeugte elektrostatische Feld ein elektrostatisches Anhaften des Empfangsmaterials an der Bandoberfläche, wodurch das Empfangsmaterial synchron mit dieser bewegt wird. Gleichzeitig mit diesem Anhaften bewirkt das elektrostatische Feld eine Anziehung der Tonerteilchen des Tonerbildes von dem fotoleitfähigen Band, so daß sie elektrostatisch an der Oberfläche des Empfangsmaterials anhaften.

Das Empfangsmaterial mit dem darauf vorhandenen Tonerbild wird an einer Fixiervorrichtung 120 vorbeigeführt und mit Aufnahmerollen 121 aufgenommen. Kurz hinter dem durch die Rollen 109 und 11.9 erzeugten Spalt ist in Bewegungsrichtung des fotoleitfähigen Bandes eine Reinigungsbürste 122 angeordnet, der auch eine zur Entladung des Bandes dienende Lichtquelle 123 zugeordnet ist.

Das in Fig. 4 gezeigte System erzeugt gleichzeitig Bilder auf dem fotoleitfähigen Band 108 an den Stellen 112, 113 und 114, wenn die optischen Wege zwischen diesen Punkten und der Optik 104 eine übereinstimmende Länge haben. Die Identität der optischen Wege kann durch Einstellung des fotoleitfähigen Bandes auf den genauen Winkel gegenüber der vertikalen Komponente des optischen Weges (beispielsweise 45°) erreicht werden.

Während das Originalbild 100 an dem Schlitz 102 vorbeibewegt wird, erfolgt die Reflexion eines Bildes durch den Schlitz 102 auf die Optik 104. Das Lichtbild trifft dann auf den monochromatischen Strahlenteiler 105, s*i dem es in ein auf die Stelle 112 geleitetes Farbauszugsbild und ein auf. den Strahlenteiler 106 gerichtetes Bild aufgeteilt wird. Der Strahlenteiler 105 kann so ausgewählt sein, daß er dasjenige Drittel des Spektrums abteilt, welches von einem Blaufilter durchgelassen wird, während er die übrigen zwei Drittel auf den monochromatischen Strahlenteiler 106 leitet. Das abgeteilte Bild bestrahlt die

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fotoleitfähige Fläche 108 an der Stelle 112 mit einem blauen Farbauszug, der dann mit gelbem Toner entwickelt wird.

Diejenigen zwei Drittel des Spektrums, die auf den monochromatischen Strahlenteiler 106 fallen, werden mit diesem in zwei Teile aufgeteilt. Wenn der Strahlenteiler 106 die Eigenschaft der Reflexion des roten Drittels des Spektrums hat, wird die fotoleitfähige Fläche 108 an der Stelle 113 das rote Farbauszugsbild des Originals 100 erzeugen, das mit grünem Toner entwickelt wird.

Das restliche Drittel des Spektrums wird durch den Strahlenteiler 106 auf den Spiegel 107 gerichtet, der es reflektiert und an der Stelle 114 auf das fotoleitfähige Band 108 richtet. Die Entwicklung dieses Bildes mit rotem Toner ergibt eine Aufzeichnung der Rotkomponente des Originalbildes.

Zur Erzeugung einer voll gefärbten Reproduktion mit der in Fig. 4 gezeigten Einrichtung wird die Lichtquelle 103 eingeschaltet, während das Originalbild an dem Schlitz 102 vorbeigeführt wird. Das fotoleitfähige Band 108 wird in der dargestellten Richtung an der Ladestation 111 vorbeigeführt. Das durch die Optik 104 fallende Lichtbild wird in Farbauszugsbilder aufgeteilt, die an den Stellen 112, 113 und 114 auf das fotoleitfähige Band 108 auftreffen. Wenn das Original und die Aufzeichnungsfläche weiterbewegt werden, wird das Band in bildmäßiger Verteilung an den drei Stellen, an denen die Lichtbilder auftreffen, entladen. Dadurch entstehen auf ihm in den Bereichen A, B und C drei latente elektrostatische Bilder.

Bei Weiterbewegung der Aufzeichnungsfläche in der dargestellten Richtug werden die Bilder an Entwicklungsstationen 115, 116 und 117 vorbeigeführt. Über geeignete Kopplungsmechanismen kann die Entwicklungsvorrichtung 115 zur Entwicklung des Bildes A, die Entwicklungsvorrichtung 116 zur Entwicklung des Bildes B

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und die Entwicklungsvorrichtung 117 zur Entwicklung des Bildes C gesteuert werden.

Während die entwickelten Bilder zur Bildübertragungsrolle 119 bewegt werden, wird ein Kopieblatt bzw. eine Empfangsfläche mittels einer Fördervorrichtung, die das Blatt während drei Umdrehungen auf der Übertragungsrolle hält, in den Spalt 118 geführt. Vorzugsweise wird eine gleichmäßige Ladung auf das Blatt aufgebracht, durch die das Tonerbild von der Aufzeichnungsfläche entfernt wird. Eine gleichzeitige Bewegung der Übertragungsrolle in Kontakt mit den drei mit Bildern versehenen Bereichen des fotoleitfähigen Bandes führt zu einer nacheinander erfolgenden Übertragung der drei entwickelten Bilder auf das Blatt, wobei die Bilder genau aufeinander ausgerichtet sind. Nach drei Umdrehungen wird das mit dem fertigen Bild versehene Kopieblatt von der Übertragungsrolle mittels einer Äbnahmevorrichtung entfernt und dann an einer Fixiervorrichtung 120 vorbeigeführt, wonach es unter den Einfluß der Abführungsrollen 121 kommt.

Eine Reproduktionseinrichtung nach der Erfindung ermöglicht die vereinfachte Erzeugung mehrfarbiger Reproduktionen von mehrfarbigen Originalen. Sie arbeitet nach dem Frinzip, daß zwei oder mehr fotoleitfähige Flächen, die sich mit übereinstimmender Lineargeschwindigkeit bewegen, gleichzeitig mit Bildern versehen werden können, daß jedoch eine Bildübertragung nacheinander auf eine Empfangsfläche erfolgt, wenn die fotoleitfähigen Aufzeichnungsflächen nacheinander zunehmende Größe haben. Dadurch ergibt sich ein Verfahren zur Speicherung des · Bildes auf der zweiten und den folgenden fotoleitfähigen Flächen, während die erste fotoleitfähige Fläche das Empfangsmaterial bereits berührt. Das Speichervermögen ergibt sich durch den größeren Abstand, über den das Bild transportiert werden muß, um die nachfolgend größeren Aufzeichnungsflächen zu erreichen. Ein Vorteil der Erfindung besteht darin, daß konventionelle elektrostatografische Verfahrensarten, Einrichtungen

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und Aufzeichnungsstoffe unter einfachen Abänderungen verwendbar sind, um das gewünschte Ergebnis zu erzielen. Die Reproduktionseinrichtung enthält als wesentliche Bestandteile eine Anordnung .von zwei oder mehr Reproduktions stat ionen auf dem Weg; über den das Empfangsmaterial transportiert wird. Die Komponenten einer jeden Station entsprechen den zur Herstellung einer monochromatischen Reproduktion erforderlichen, es werden also Vorrichtungen bekannter Art verwendet, die handelsüblich sind.

Durch die US-Patentschriften 3 301 126 und 3 062 109 sind Verfahrensarten und Vorrichtungen bekannt, die leicht auch bei der Erfindung eingesetzt werden können. Jede der verwendeten fotoleitfähigen Aufzeichnungsflächen enthält eine fotoleitfähige Schicht auf leitfähiger Unterlage, die günstigerweise die Form einer Trommel oder einer anderen kontinuierlichen Fläche hat, Eine nicht fotoleitfähige Schicht kann auf der fotoleitfähigen Fläche vorgesehen sein, wie es beispielsweise durch die US-Patentschriften 3 146 145 und 3 251 686 bekannt ist, die freie Oberfläche einer solchen Schicht ist im Zusammenhang mit der Erfindung gleichfalls als fotoleitfähiger Bereich zu bezeichnen.

Um eine voll gefärbte Reproduktion eines mehrfarbigen Originals zu erhalten, muß eine Reproduktionseinrichtung nach der Erfindung drei separate fotoleitfähige Bereiche aufweisen, die gleichzeitig mit einem Bild versehen werden, wozu durch unterschiedliche Farbfilter fallendes Licht dient. Die Entwicklung erfolgt jeweils mit einem Toner, dessen Farbe durch die Farbe des jeweiligen Filters bestimmt ist. Farbige Toner sind bekannt. Es handelt sich um pigmentierte thermoplastische Stoffe in Teilchenform. Das thermoplastische Material, das die Matrix der Tonerteilchen bildet, kann jedes homopolymere oder copolymere Material sein, das auch bisher in elektrostatografischen Reproduktionsverfahren verwendet wurde. Ein allgemein angewendetes Material ist ein Copolymer von Styrol und einem Acryl-?

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säureester mit einem Anteil von 65% Styrol und 35% des Acrylate. Andere geeignete Stoffe sind durch die US-Patentschriften 3 502 582 und 3 079 342 bekannt. Farbgebende Stoffe sind beispielsweise durch die US-Patentschrift 3 384 488 bekannt. Für eine voll gefärbte Reproduktion müssen Tonerzusammensetzungen der drei Komplementärfarben den drei separaten fotoleitfähigen Flächen zugeführt werden. Bei Verwendung von zwei fotoleitfähigen Bereichen wird keine volle natürliche Färbung erreicht. Es sei darauf hingewiesen, daß die Wahl des thermoplastischen Materials und die Färbung der jeweils verwendeten Tonerzusamraensetzung dem Fachmann bekannt sind und nicht unmittelbar zur Erfindung gehören.

Die Reproduktionseinrichtung nach der Erfindung kann im Rahmen geläufiger Technik auch abgeändert werden. So kann die fotoleitfähige Aufzeichnungsfläche als ein kontinuierliches Band auf zwei oder mehr Rollen zwischen den verschiedenen Verfahrensstationen zur Erzeugung und Übertragung eines entwickelten Bildes auf ein Empfangsmaterial geführt werden. Anstelle eines Fixierschrittes nach der Übertragung aller Teilbilder auf das Empfangsmaterial kann es auch erwünscht sein, die Bildqualität durch Fixierung eines jeden Auszugsbildes zu verbessern, bevor das nächste Bild auf das Empfangsmaterial übertragen wird. Abweichend von den beschriebenen können auch Filter anderer Farben verwendet werden. Ähnlich können auch andere Kombinationen von. Spiegeln, Strahlenteilern oder Linsen anstelle der Anordnungen gemäß Fig. 1 und 4 vorgesehen sein. Solche Abänderungen sowie andere Ausführungsformen werden durch den Grundgedanken der Erfindung umfaßt.

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Claims

Patentansprüche

) Elektrostatografische Reproduktionseinrichtung zur kontinuierlichen Erzeugung einer mehrfarbigen Reproduktion eines mehrfarbigen Originals mittels einander zu überlagernder, über jeweils ein elektrostatisches latentes Bild erzeugter Farbauszüge, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest ein fotoleitfähiger Aufzeichnungsträger (32, 26, 18) mit mehreren fotoleitfähigen Aufzeichnungsbereichen vorgesehen ist, denen jeweils das Ende eines von mehreren, den Farbauszügen entsprechenden und untereinander gleichlangen optischen Wegen (30, 14, 16) zugeordnet ist, die von einer Farbauszugsvorrichtung (7, 11) ausgehen, welche einer Lichtabtastvorrichtung (2, 3) für das Original (1) nachgeordnet ist.
2. Reproduktionseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Farbauszugsvorrichtung (7, 11) mindestens einen Strahlenteiler (7, 11) umfaßt, der das von der Lichtabtastvorrichtung (2, 3) gelieferte Licht in einen ersten und einen zweiten Teil aufteilt, und daß im optischen Weg (30, 14, 16) eines jeden Bildteils ein Farbfilter (31, 25, 17) angeordnet ist.
3. Reproduktionseinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Farbauszugsvorrichtung (7, 11) eine Anordnung (11) zur Aussonderung eines dritten Bildteils aus dem ersten und zweiten Bildteil umfaßt.
4. Reproduktionseinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daP zur Aussonderung der Bildteile mindestens ein monochromatischer Strahlenteiler (7) vorgesehen ist.

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5. Reproduktionseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das von der Lichtabtastvorrichtung (2, 3) gelieferte Licht in drei Teile aufgeteilt wird, die durch Filter (31? 25, 17) unterschiedlicher Komplementärfarben geleitet werden, bevor sie auf die fotoleitfähigen · Aufzeichnungsbereiche einwirken.
6. Reproduktionseinrichtung nach Anspruch 5j dadurch gekennzeichnet, daß ein Rotfilter (31) ein Blaufilter (25) und ein Grünfilter (17) vorgesehen sind.
7. Reproduktionseinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet, durch jeweils eine kontinuierliche fotoleitfähige Aufzeichnungsfläche (32, 26, 18) am Ende eines jeden optischen Weges (30, 14, i6), die jeweils eine vorbestimmte, gegenüber den anderen Aufzeichnungsflächen unterschiedliche Größe hat und mit einer Antriebsvorrichtung gekoppelt ist, die alle Aufzeichnungsflächen (32, 26, 18) mit übereinstimmender Lineargeschwindigkeit bewegt, durch eine Anordnung zur Bewegung eines Empfangsmaterials mit der genannten Lineargeschwindigkeit in nacheinander erfolgendem Kontakt mit den Aufzeichnungsflächen (32, 26, 18) und durch einen Umfang einer jeden fotoleitfähigen Aufzeichnungsfläche (32, 26, 18), der gleich der Summe des Umfanges der unmittelbar vorhergehenden Aufzeichnungsfläche und des doppelten Abstandes ihrer Berührungspunkte am Empfangsmaterial ist. ■
8. Reproduktionseinrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufzeichnungsflächen (32, 26, 18) trommeiförmig ausgebildet sind.
9. Reproduktionseinrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufzeichnungsflächen (32, 26, 18) über einen endlosen Weg bewegbar sind, der durch die jeweilige Bilderzeugungsstelle (33, 27, 19) und die jeweilige Berüh-

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rungsstelle (36, 37, 38) am Empfangsmaterial in zwei gleiche Teile geteilt ist.
10. Reproduktionseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, gekennzeichnet durch eine kontinuierliche fotoleitfähige Aufzeichnungsfläche (108) mit mehreren fotoleitfähigen Bereichen (A, B, C), durch eine Anordnung der Enden der optischen Wege mit einem Abstand, der der Breite der aufeinander folgenden fotoleitfähigen Bereiche (A, B, C) entspricht und durch eine der Anzahl der optischen Wege und der fotoleitfähigen Bereiche (A, B, C) entsprechende Anzahl von Entwicklungsvorrichtungen (115, 116, 117) die im Bewegungsbereich des Aufzeichnungsträgers (110) den Enden der optischen Wege nachgeordnet sind.
11. Reproduktionseinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch an dem jeweiligen Aufzeichnungsbereich bzw. am Aufzeichnungsträger (33_t 27, 19; 108) angeordnete Vorrichtungen (111, 119, 122, 123) zur gleichmäßigen elektrostatischen Aufladung der Aufzeichnungsfläche vor der Einwirkung der Lichtstrahlen, zur Übertragung mit den Entwicklungsvorrichtungen (34, 28, 20; 115, 116, 117) entwickelter Tonerbilder auf eine Empfangsfläche und zur Reinigung der jeweiligen Aufzeichnungsfläche sowie zu deren Entladung vor Erzeugung jeweils neuer Aufzeichnungen.
12. Reproduktionseinrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß im Bewegungsbereich des Empfangsmaterials auf die Bildübertragungsstellen (36, 37, 38 j 118) folgend eine Fixiervorrichtung (120) für die übertragenen Tonerbilder angeordnet ist.

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