DE2307844A1

DE2307844A1 - Elektrophotographisches druckverfahren fuer eine druckvorlage mit kontinuierlich verlaufenden tonwerten

Info

Publication number: DE2307844A1
Application number: DE19732307844
Authority: DE
Inventors: Peter John Hastwell
Original assignee: Savin Business Machines Corp
Current assignee: Savin Business Machines Corp
Priority date: 1972-02-28
Filing date: 1973-02-17
Publication date: 1973-09-06
Also published as: FR2174200A1; JPS48100140A

Description

HÖGER - STELLRECHT - GRlESSBACH - HAECKER

PATENTANWÄLTE IN STUTTaART

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Australien Nr. 8097/72

Savin Business Machines Corporation, Valhalla, N.Y., U.S.A.

Elektrophotographisches Druckverfahren für eine Druckvorlage mit kontinuierlich verlaufenden Tonwerten

Die Erfindung bezieht sich auf ein elektrophotographisches Druckverfahren für eine Druckvorlage mit kontinuierlich verlaufenden Tonwerten, bei welchem eine elektrostatisch aufgeladene photoleitfähige Oberfläche durch ein Raster mit dem Bild der Druckvorlage belichtet und anschliessend mit einem Entwickler behandelt wird, sowie auf eine Einrichtung zum Durchführen dieses Verfahrens.

Bei der Elektrophotographie und insbesondere bei der Xerographie sind wegen der nur mangelhaften Ausfüllung grosser Flächen Drucke mit kontinuierlich verlaufenden Tonwerten nur sehr schwierig zu erzielen, üblicherweise werden hierfür nun Raster verwendet, mit denen diese Flächen ähnlich wie beim Halbtonverfahren aufgeteilt und damit einer Wiedergabe kontinuierlich ver-

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laufender Tonwerte zugänglich gemacht werden.

Das übliche Druckverfahren bei der Xerographie oder bei der Elektrophotographie besteht darin, ein Bild auf eine photoleitfähige Oberfläche zu projizieren und auf der photoleitfähigen Oberfläche ein Raster mit einem solchen Muster und einer solchen Farbe anzuordnen, dass es die Fläche in kleinste Rasterpunkte aufteilt, die dann mit elektrophotographisehen oder xerographischen Methoden reproduziert v/erden können. Wenn nur Schwarzweiss-Vorlagen oder solche einer einzigen Farbe wiedergegeben werden sollen, ist es relativ einfach, das Raster richtig anzuordnen. Wenn dagegen ein Mehrfachdruck vorgenommen werden soll, treten erhebliche Schwierigkeiten dadurch auf, dass durch die Überlagerung mehrerer Raster ein sogenanntes Moire auftritt, d.h. ein auffallendes, regelmässiges Muster, welches das Aussehen des Druckes stark beeinträchtigen kann.

Wenn zum Beispiel ein Bild durch ein Raster zuerst in einer Farbe und dann durch das gleiche Raster in einer anderen Farbe belichtet wird, muss sorgfältig darauf geachtet v/erden, dass die Rasterpunkte jeweils genau übereinstimmen, um diese störende Musterbildung zu vermeiden. Hierfür ist es üblich, eine sogenannte Rasterwinkelung durchzuführen, d.h. die Raster unter einem Winkel zu den Bildseiten anzuordnen. Bei einem Winkelunterschied von ungefähr 15 ist nämlich das Problem einer ungenauen Rasterüberlagerung und dementsprechenden Moirebildung leichter zu beherrschen.

Bei der Reproduktion von beispielsweise Farbvorlagen wird für gewöhnlich so vorgegangen, dass auf die photoleitfähige Oberfläche, nachdem diese elektrostatisch aufgeladen worden ist, ein Raster aufgebracht wird, und zwar unmittelbar, wenn es sich um ein Kontaktraster handelt, oder in einem gewissen Abstand, wenn das Raster ein Distanzraster ist, und dass sodann auf der

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Oberfläche ein Bild der Druckvorlage entworfen wird. Dadurch wird ein latentes Teilfarbenbild erzeugt, das nach Entfernen des Rasters durch eine der üblichen elektrophotographisehen Methoden entwickelt werden kann.

Die nächste Farbe wird dann in ähnlicher Weise berücksichtigt, indem mit dieser Farbe belichtet wird, nachdem die photoleitfähige Oberfläche aufgeladen und das Raster wiederum in Stellung gebracht worden ist. Danach wird das Raster wieder entfernt und das latente Bild mit der entsprechenden Farbe entwickelt. Diese Schritte werden so oft wiederholt, bis die erforderlichen Überdrucke erzielt worden sind.

Dieses Verfahren bringt ersichtlich eine Anzahl von Schwierigkeiten mit sich. Das Raster muss bei jeder Belichtung sehr sorgfältig gegenüber den vorhergehenden Rastermustern ausgerichtet v/erden, um eine Moirebildung bei dem Druck infolge von Interferenz der aufeinanderfolgenden Rasterpunktanordnungen an gewissen Stellen zu vermeiden. Weiterhin muss bei jedem Entwickeln und vorzugsweise bei jedem Aufladen das Raster entfernt werden, so dass mit jeder Rasterbenutzung die Ausrichtung des Rasters immer schwieriger wird.

Ein weiteres Problem besteht darin, dass das Raster, auch wenn es nichtleitend ist, das latente elektrostatische Bild oder die Ladung auf der photoleitfähigen Oberfläche verzerren kann. Es v/ird daher üblicherweise etwas oberhalb der Oberfläche angeordnet, da ein Kontakt mit der Oberfläche, auch wenn das Raster ein Isolator ist, die auf der Oberfläche verbleibende Ladung beeinflusst und entweder teilweise abfliessen oder sich ausbreiten lässt. Durch den Kontakt mit einem Raster wird nämlich ein seitliches Abfliessen der Ladung begünstigt.

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Die Verwendung von Rastern in der bisher üblichen Weise bringt somit bei elektrpphotographisehen Druckverfahren beträchtliche Schwierigkeiten mit sich, die jedenfalls noch grosser sind als bei mit Halogensilber arbeitenden photographischen Verfahren.

Bei Xerographisehen Verfahren ist bereits vorgeschlagen worden, rasterartige Maskierungen im Bereich der Brennebene bei der zu kopierenden Druckvorlage, d.h. entfernt von der photoleitfähigen Oberfläche vorzusehen, auf welcher das Bild der Druckvorlage entworfen wird. Eine solche Maskierung ist jedoch ganz anders aufgebaut und besteht aus weissen Punkten oder anderen Flächenmustern, welche das Bild selbst abdecken, um stark gefärbte Bereiche grösserer Ausdehnung in kleinere Bereiche aufzuteilen. Damit soll Randeffekten entgegengewirkt werden, die bei xerographischen Vorgängen bekanntlich dadurch auftreten, dass das Bild durch ein elektrostatisches Feld gebildet wird, das sich an jeder Grenze mit starkem Kontrast zu verstärken trachtet. Derartige Maskierungen sind jedoch zur Aufrasterung einer Druckvorlage völlig ungeeignet, weil sie das Licht nur abzudecken und nicht durch das Auftreten von Phasendifferenzen umzuleiten vermögen.

Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, ein elektrophotographisches Druckverfahren der eingangs genannten Art zu schaffen, bei welchem zum Zwecke der Aufrasterung der Druckvorlage ein bei Halbton-Druckverfahren übliches Raster verwendbar ist, ohne dass die Gefahr einer Moirebildung besteht.

Dies wird erfindungsgemäss dadurch erreicht, dass als Raster ein Muster feiner und eng benachbarter undurchsichtiger Linien im Bereich der Ebene der Druckvorlage verwendet wird.

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Die Erfindung besteht somit darin, dass das Raster, beispielsweise ein Linien- oder Beugungsgitter-Raster) nicht der photoleitfähigen Oberfläche, auf welcher das Bild der Druckvorlage entworfen wird, sondern der zu reproduzierenden Druckvorlage zugeordnet wird. Entsprechend diesem Verfahren wird eine Druckvorlage, die eine relativ geringe Grosse aufv/eisen kann, durch ein Linsensystem auf ein photoleitfähiges Blatt oder Trägerelement projiziert und ein Raster ausreichender Feinheit in der Nähe der Brennebene der Druckvorlage angeordnet, so dass an der photoleitfähigen Oberfläche eine für den jeweiligen Anwendungszweck geeignete Rastergrösse auftritt.

Dieses Verfahren hat den Vorteil, dass das Raster relativ weit von dem Bereich entfernt ist, in welchem das Bild erzeugt wird, und daher bei dem Aufladen oder beim Entwickeln nicht entfernt werden muss, so dass das Problem einer genauen Ausrichtung des Rasters bei aufeinanderfolgenden Belichtungen gar nicht auftritt, Die Rasterpunktgrösse kann sehr einfach durch entsprechende Anordnung des Rasters gev/ählt v/erden. Das Verfahren hat den weiteren Vorteil, dass in dieser Weise benutzte Raster ähnlich wirken, wie die bei der Herstellung von Halbton-Autotypien verwendeten Raster, und eine der Lichtintensität eines Bereiches und der Belichtungsdauer proportionale Veränderung der Rasterpunktgrösse orgeben und bei stärker eingefärbten Bereichen keinen Einfluss auf die Dichte verringernde Effekte ausüben.

Es können Linienraster verschiedenster Art verwendet werden, beispielsweise photographisch oder xerographisch hergestellte Raster oder zwei mit Linien versehene transparente plattenför-, mige Elemente, die so angeordnet sind, dass ihre Linien senkrecht zueinander verlaufen und dadurch ein Gittermuster bilden. Es können auch ein odor mehrere Beugungsgitter oder Kontakt-Raster verwendet werden, die ähnlich gegeneinander ausgerich-

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tet sind, um ein gewünschtes Muster zu bilden, Glasraster mit gedruckten Linien auf einer Oberfläche oder auch punkterzeugende Beugungsgitter.

Vorteilhafterweise besteht das Raster aus einem sehr dünnen Träger, dem ein dickerer Träger zugeordnet ist, die beide Rasterlinien oder -muster in geeigneter Ausrichtung tragen. Das zusammengesetzte Raster kann in die Nähe der Brennebene gebracht werden, bei welcher sich die zu projizierende Vorlage befindet, und eine solche Stärke auf v/eisen, dass das Raster als Unterlage für das Diapositiv oder dergleichen dienen kann, mit welchem die Reproduktion durchgeführt wird.

Eine Einrichtung zum Durchführen des Verfahrens nach der Erfindung verwendet solch ein Raster als Teil der Projektionseinrichtung, welches in Kontakt mit der zu reproduzierenden Druckvorlage steht oder in deren Nähe angeordnet ist. Das Raster befindet sich dabei auf einer oder beiden Seiten der Druckvorlage und das Linsensystem der Projektionseinrichtung reproduziert dieses Raster auf die für die Aufnahme des Bildes der Druckvorlage geeignet angeordnete photoleitfähige Oberfläche. Dieses Gebiet der Oberfläche kann dann ohne Behinderung entwickelt werden, v/eil in der Nachbarschaft der photoleitfähigen Oberfläche kein Raster angeordnet ist, sondern eben ausreichend entfernt davon und zusammen mit der Druckvorlage lediglich projiziert wird.

Im Falle einer mehrfarbigen Reproduktion werden Lichtfilter eingefügt, so dass, beispielsweise von einem farbigen Diapositiv, eine Belichtung unter Verwendung eines ersten Filters gemacht und das auf der photoleitfähigen Oberfläche entstandene Bild mit der entsprechenden Farbe entwickelt werden kann, wonach, ohne dass irgr idwelche kritischen Bestandteile bewegt

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werden müssen, eine weitere Belichtung durch ein zweites FiI-te~ und eine weitere Entwicklung mit der entsprechenden zweiten Farbe usw. durchgeführt werden kann, bis das gesamte Farbbild reproduziert worden ist.

Bei all diesen Vorgängen wird das Raster in einer festen Lage bezüglich der zu reproduzierenden Druckvorlage gehalten. Es besteht daher gar keine Gefahr, dass sich die Ausrichtung gegenüber der Druckvorlage ändert, weil das Rastermuster einen Teil des Bildes selbst darstellt, wenn beide gleichzeitig projiziert werden.

In einigen Fällen kann es auch hier wünschenswert sein, das Raster um 15 zu verschwenken, wenn seine Lage gestört worden ist, wie es bei Rastern üblich ist, die bei der bekannten Rasterung hintereinander angewendet werden.

Es ist natürlich möglich, die photoleitfähige Oberfläche von einer Belichtungslage in eine Entwicklungslage zu verschieben, aber es ist ohne grossen Aufwand zu erreichen, dass die photoleitfähige Oberfläche sowohl beim Belichten als auch beim Entwickeln unverschiebbar auf einer Grundplatte oder dergleichen angeordnet ist, die sich in einer festen Lage zu der Projektionseinrichtung befindet.

Da das Raster relativ klein sein kann, verursacht es keine übermässigen Kosten. Es kann darüber hinaus noch als Träger oder Halterung für das Diapositiv oder dergleichen dienen. Da es ortsfest ist und somit leicht geschützt werden kann, hat es eine lange Lebensdauer. Die durch die Herstellung der feinen Linien verursachten Kosten sind unbedeutend, da das Raster auf photographischem Wege hergestellt v/erden kann und nicht aus geritzten Linien bestehen muss oder aus miteinander zu einem Gitter verwebten und verbundenen Elementen. Da das Raster eine

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photographische Reproduktion oder ein ähnlich hergestelltes Beugungsgitter sein kann, braucht es nicht aus zwei gegeneinander verschwenkten und ein gekreuztes Muster liefernden Elementen zu bestehen, sondern kann photographisch gleich als Gitter gebildet werden. Das Raster kann einen Teil einer Oberfläche bilden, welche die Druckvorlage trägt, oder hinter der Druckvorlage angeordnet sein, derart, dass das Raster stets in der richtigen Lage gegenüber der Brennebene bei der Druckvorlage gehalten wird.

Weil das Raster der Druckvorlage zugeordnet ist, bestehen keine Einschränkungen, wie sie erforderlich sind, wenn das Raster in Kontakt mit der photoleitfähigen Oberfläche steht.

Die beigefügte Zeichnung dient zur weiteren Erläuterung des Anmeldungsgegenstandes. Dabei beziehen sich die Fig. 1 und 2 auf den Stand der Technik und die Fig. 3 bis 5 auf die vorliegende Erfindung.

Fig. 1 zeigt schematisch den Stand der Technik bei der Verwendung eines Rasters zum Herstellen einer Autotypie. Ein Raster 1 befindet sich im Abstand von einer Oberfläche 2 aus lichtempfindlichem Material und erzeugt in bekannter Weise in dem Lichtstrahl einen veränderlichen Konus 3, der von der Lichtintensität eines Diapositivs 4 gesteuert wird. In üblicher Weise sind eine Lichtquelle 5, ein Kondensator 6 und eine Objektivlinse 7 vorgesehen.

Fig. 2 zeigt den Stand der Technik bei der Verwendung eines Rasters in der Xerographie. Es ist eine photoleitfähige Oberfläche 10 vorgesehen sowie eine mit weissen Punkten versehene Maskierung 11, die dicht neben einer Druckvorlage 12 angeordnet ist und lediglich dazu dient, grosse geladene Flächenbereiche

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aufzuteilen, um den Kanteneffekt mehrerer kleinerer Bereiche zum Auffüllen der grossen Bereiche auszunutzen. Wiederum sind Lichtquellen 13 und eine Objektivlinse 14 vorgesehen. In dem Lichtstrahl wird jedoch kein entsprechend der Lichtintensität der Druckvorlage veränderlicher Konus erzeugt.

Fig. 3 veranschaulicht die vorliegende Erfindung. Eine photoleitfähige Oberfläche 20 empfängt durch eine Objektivlinse 21 das Bild einer transparenten Druckvorlage 22, neben der ein Raster 23 angeordnet ist. In dem Lichtstrahl bildet sich ein entsprechend der Lichtintensität der Druckvorlage 22 veränderlicher Konus 24 aus. Eine Lichtquelle 25 und ein Kondensator 26 vervollständigen die Projektionseinrichtung. In Fig. 3A befindet sich das Raster 23 hinter der Druckvorlage 22 und in Fig. 3B vor ihr, jeweils von der photoleitfähigen Oberfläche 20 aus gesehen. In Fig. 3C befindet sich das Raster auf beiden Seiten der Druckvorlage und dient gleichzeitig als deren Halterung. Wegen der vorhandenen Vergrösserung kann das Raster sehr klein ausgebildet und, falls erforderlich, unmittelbar in der Brennebene angeordnet sein.

Fig. 4 ist eine perspektivische Ansicht einer Ausbildungsform eines solchen Rasters. Seine Linien sind photographisch, optisch oder als Beugungsgitter ausgebildet.

Fig. 5 ist eine ähnliche perspektivische Ansicht, welche zeigt, wie aus einer relativ dicken Platte und einer relativ dünnen Platte ein zusammengesetztes Raster gebildet werden kanu, das einen hinsichtlich der Druckvorlage passenden Abstand aufweist. Die dünne Platte trägt Linien auf ihrer Unterseite und die dicke Platte solche auf ihrer Oberseite. Dabei stehen die Richtungen dieser Linien senkrecht zueinander, so dass das zusammengesetzte Raster ein Kreuzraster bildet.

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Claims

Patentansprüche:

Elektrophotographisches Druckverfahren für eine Druckvorlage mit kontinuierlich verlaufenden Tonwerten, bei welchen. eine elektrostatisch aufgeladene photoleitfähige Oberfläche durch ein Raster mit dem Bild der Druckvorlage belichtet und anschliessend mit einem Entwickler behandelt
wird, dadurch gekennzeichnet, dass als Raster ein Muster feiner und eng benachbarter undurchsichtiger Linien im Bereich der Ebene der Druckvorlage verwendet wird.
2. Elektrophotographisches Druckverfahren nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, dass das Raster in Lichteinfallsrichtung vor der Druckvorlage angeordnet ist.
3. Elektrophotographisches Druckverfahren nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, dass das Raster in Lichteinfallsrichtung hinter der Druckvorlage angeordnet ist.
4. Elektrophotographisches Druckverfahren nach Anspruch 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, dass beiderseits der Druckvorlage ein Raster angeordnet ist.
5. Elektrophotographisches Druckverfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Raster
ein Gitter paralleler Linien ist.
6. Elektrophotographisches Druckverfahren nach einem dor Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Raster
ein Gitter sie' kreuzender Linien ist.

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7. Elektrophotographisches Druckverfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Raster ein Beugungsgitter ist.
8. Elektrophotographisches Druckverfahren nach einem der Ansprüche I bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Raster einen Abstand von der Druckvorlage in der Grössenordnung von einigen hundertstel Millimeter aufweist.
9. Elektrophotographisches Druckverfahren für eine mehrfarbige Druckvorlage nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die photoleitfähige Oberfläche zunächst in einer ersten Farbe belichtet und mit einem Entwickler dieser ersten Farbe behandelt und sodann unter Beibehaltung der Lage des Rasters und der Druckvorlage in einer zweiten Farbe belichtet und mit einem Entwickler dieser zweiten Farbe behandelt wird.
10. Einrichtung zum Durchführen des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 9_r dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Raster und der Druckvorlage ein transparentes Abstandsstück vorgesehen ist.
11. Einrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass das transparente Abstandsstück eine relativ dicke Platte aufweist, die auf ihrer Oberseite ein Linienmuster trägt, sowie eine relativ dünne Platte, die auf ihrer Unterseite ein Linienmuster besitzt, und dass mindestens eine der beiden Platten als Träger für die Druckvorlage dient.
12. Einrichtung nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Oberseite der relativ dicken Platte derart unterhalb der Unterseite der relativ dünnen Platte angeordnet ist, dass die Linien der beiden Platten ein Gitter bilden,

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