DE2759968C2 - Elektrophotographisches Verfahren zum Bilden eines latenten elektrostatischen Bildes - Google Patents

Elektrophotographisches Verfahren zum Bilden eines latenten elektrostatischen Bildes

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DE2759968C2
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Description

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Die Erfindung betrifft ein elektrophotographisches Verfahren zum Bilden eines latenten elektrostatischen, einem Original entsprechenden Bildes auf einer photoempfindlichen Schicht mit Hysterese-Eigenschaf- f>5 ten, bei welcher die Photoempfindlichkeit beim Übertragen des Bildes von der Belichtung bei vorhergegangenen Übertragungen und/oder dem Ladeniveau abhängt, bei welchem die photoempfindliche Schicht vor der streifenweisen Abbildung des zu übertragenden Originals auf die photoempfindliche Schicht mittels eines Linsensystems, nacheinander mit einer Belichtung von mehr als 103 Ix - see vorbelich'et wird, in einem Hysterese-Ladungsschritt bis zu einem vorbestimmten Oberflächenpotential gleichförmig geladen wird, in einem zweiten streifenweisen Vorbelichtungsschritt einer gleichmäßigen Vorbelichtung ausgesetzt und darauf bis zu einem vorbestimmten Oberflächenpotential mit derselben Polarität wie beim Hystereseladen gleichförmig geladen wird.
Ein derartiges Verfahren ist in der DE-PS 27 42 891 vorgeschlagen worden. Bei dem Verfahren nach dieser Patentschrift, welches der Vermeidung von Hysterese-Erscheinungen in der photoempfindlichen Schicht dient, kann die Photoempfindlichkeit bei der streifenweisen Abbildung des zu übertragenden Originals auf die photoempfindliche Schicht mittels eines Linsensystems in Abhängigkeit von der Stärke der zweiten Vorbelichtung eingestellt bzw. gesteuert werden.
Dieses Verfahren hat den Nachteil, daß es nicht in der Lage ist, die Helligkeitsabnahme in den Randbereichen des optischen Systems auszugleichen, ohne dafür Unscharfen in dem Randbereich in Kauf nehmen zu müssen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, diesen Nachteil zu vermeiden, d.h. ein elektrophotographisches Verfahren der eingangs genannten Art zu schaffen, durch welches eine gleichmäßige Belichtung der photoempfindlichen Schicht auch in den lichtschwächeren Randbereichen der streifenweisen Übertragung ermöglicht wird.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß bei einem elektrophotographischen Verfahren der eingangs genannten Art dadurch gelöst, daß die Belichtungsintensität über die Länge des Belichtungsschlitzes bei der streifenweisen zweiten Vorbelichtung entsprechend der Verringerung der Helligkeit im Randbereich des streifenweise durch das Linsensystem erzeugten bzw. übertragenen Bildes so variiert, daß die Photoempfindlichkeit an den einander gegenüberliegenden Randabschnitten der photoempfindlichen Schicht so erhöht ist, daß die Verringerung der Bildhelligkeit im Randbereich des Linsensystems bei der streifenweisen Übertragung des Bildes ausgeglichen wird, so daß ein gleichförmiges Bild erreicht wird.
Vorteilhafterweise kann dabei die photoempfindliche Schicht CdS · η CdCO3 (0 < π < 4) enthalten. In einer bevorzugten Variante des Verfahrens kann beim Hysterese-Belichtungsschritt eine Lichtquelle und ein Glied verwendet werden, das zwischen der Lichtquelle und der photoempfindlichen Schicht angeordnet ist und einen Spalt begrenzt, dessen Breite in seinem mittleren Abschnitt von derjenigen an seinen in der axialen Richtung der photoempfindlichen Schicht gegenüberliegenden Enden abweicht.
In einer anderen Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens kann für den Hysterese-Belichtungsschritt eine Lichtquelle verwendet werden, die in der axialen Richtung der photosensitiven Schicht in eine Vielzahl von Lichtquellen aufgeteilt ist, wobei die Belichtungsstärke dieser Vielzahl von Lichtquellen an den in der axialen Richtung der photoempfindlichen Schicht gegenüberliegenden Endabschnitten der Lichtquelle von der Belichtungsstärke der Lichtquellen im mittigen Abschnitt der Lichtquelle verschieden ist.
Auf diese Weise ist es beim erfindungsgemäßen
Verfahren nicht notwendig, in den lichtschwächeren Randbereichen des Übertragungsschlitzes oder -Streifens eine Unscharfe in Kauf zu nehmen.
Die Erfindung wird im folgenden anhand von vorteilhaften Ausführungsformen beispielhaft unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben. Es zeigen
F i g. 1 und 2 graphische Darstellungen der Hysteresis-Eigenscbqften einer photoempfindlichen Schicht aus CdS-nCdCOs-Harz;
F i g. 3 einen schematischen Querschnitt von der Seite einer grundsätzlichen Konstruktion für das Abbildungsverfahren bei einer konventionellen Anordnung;
F i g. 4 eine schematische Querschnittsansicht von der Seite, teilweise weggebrochen, einer Anordnung für das Abbildungsverfahren gemäß einer Alternative zu Fig.4;
Fig.5 eine perspektivische Ansicht in vergrößertem Maßstab und teilweise weggebrochen, die insbesondere einen Spaltträger zeigt, der zwischen einer Hysterese-Belichtungslampe und einer photoempfindlichen Schicht gemäß einer anderen Ausführungsform der Erfindung angeordnet ist;
F i g. 6(A) und 6(B) Draufsicht auf die Schlitzträger, die bei der Anordnung von F i g. 5 verwendet werdet können;
F i g. 7 eine Ansicht, die insbesondere eine in bezug auf Fig.5 andere Hysterese-Belichtungslampe und die damit zusammenarbeitende photoempfindliche Schicht zeigt;
F i g. 8(A) bis 8(D) sind schematische Darstellungen, mit denen wesentliche Eigenschaften jedes Verfahrensschritts gemäß der Anordnung von Fig.5 erklärt werden sollen.
In den Zeichnungen sind gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen versehen.
Im folgenden soll unter Bezugnahme auf die Zeichnungen die Einstellung der Photoempfindlichkeit der photoempfindlichen Schicht für die Ergänzung der Helligkeit oder Lichtmenge in Randgebieten eines streifenförmigen Bildfeldes der photoempfindlichen Schicht beschrieben werden.
Fig. 1 zeigt die aus der DE-PS 27 42 891 bekannte Abhängigkeit der Photoempfindlichkeit der CdS · η CdCOa-Harzschicht von der ersten Belichtungsstärke, d. h. von der Hysteresis-Belichtung. Die photoempfindliche CdS · η CdCO3-Schicht von 40 μ Stärke (n st 1) wurde nacheinander den bekannten Verfahrensschritten unterworfen. Dabei wurde die photoempfindliche Schicht beim Hysterese-Ladungsschritt wie auch beim zweiten Ladungsschritt jeweils bis zu einem Oberflächenpotential von 1000 V aufgeladen, während die Belichtungsstärke bei der Hysteresis-Belichtung 10-' Ix · see (Kurve a), 100Ix · see (Kurve b), 10' Ix · see (Kurve c), 1.02 Ix · see (Kurve d) und 103 Ix · see (Kurve e) betrug. Wie aus den entsprechenden Kurven in F i g. 1 ersichtlich ist, ändert sich die Photoempfindlichkeit bei der Belichtung mit Licht vom zu übertragenden Original in Abhängigkeit von der Stärke der Hysterese-Belichtung. In Fig.2 ist diese Beziehung deutlicher gezeigt. In dieser Figur ist die Photoempfindlichkeit bei der Übertragung des Originals, das Reziproke der Belichtungsstärke angegeben, die erforderlich ist, um das Oberflächenpotential der geladenen photoempfindlichen Schicht durch die Beleuchtung auf die Hälfte abzusenken. Es ist hierbei zu sehen, daß bei einer gewissen Gesamtbelichtung P die Photoempfindlichkeit einen Spitzenwert erreicht, und daß die Photoempfindlichkeit mit wachsender Belichtung im Gebiet unterhalb der Belichtung P anwächst, während sie in einem Bereich oberhalb der Belichtung P mit anwachsender Belichtung abfällt
F i g. 3 zeigt eine grundsätzliche Konstruktion für das bekannte Abbildungsverfahren. In F i g. 3 sind um eine photoempfindliche Trommel 1 in ihrer Drehrichtung, die durch den Pfeil angedeutet ist, nacheinander eine Lampe 2, ein erster Lader 3 für das erste Laden, eine
in Belichtungslampe 4 für das zweite Vorbelichten, eine Koronaladeeinrichtung 5 und ein optisches System zum Projizieren des Lichtes angeordnet, das dem Bild des nicht gezeigten Originals entspricht, das auf die Oberfläche der photoempfindlichen Schicht la kopiert werden soll, die um die photoempfindliche Trommel 1 herum angeordnet ist Die Lampe 2 gibt eine Belichtung von mehr als 1000 Ix · see ab, um die Wirkungen vorheriger Aufnahmevorgänge zu löschen, während die Hysterese-Ladungseinrichtung 3 eine Ladung aufbrin-
2(i gen soll, die gleich ist oder größer als das Oberflächenpotential, das durch die Ladeeinrichtung 5 aufgebracht wird. Dazwischen ist die Hysterese-Belichtungslampe 4 vorgesehen, die Licht von ungefähr 101 Ix · see auf die photoempfindliche Schicht la werfen soll, so daß die photoempfindliche Schicht 1 in dem Bereich benutzt werden kann, in dem sie die größte Photoempfindlichkeit hat, so daß der der Kurve c von F i g. 1 entsprechende FaI! vorliegt.
Fig.4 ist eine ähnliche Anordnung wie die vorher in
jo F i g. 3 gezeigte, bei der die Hysterese-Belichtungslampe 4 mit einer Energiequelle 8 über einen Spannungsregulator 7 verbunden ist, dessen KLontrollknopf (nicht gezeigt) z. B. an der Steuereinrichtung des (nicht gezeigten) Rahmens einer Kopiermaschine angeordnet sein kann, damit die Hysterese-Belichtung nach Wunsch verändert werden kann. Indem der Spannungsregulator 7 wie oben beschrieben eingestellt wird, kann die Photoempfindlichkeit der photoempfindlichen Schicht la verändert werden, z. B. wie bei den drei Lichtdämpfungskurven bei der Aufnahmezeit für das Licht des Bildes, das aufgenommen werden soll, wie dies in F i g. 1 gezeigt ist, und auf diese Weise kann der Kontrast im kopierten Bild gesteuert werden. Ferner ist in F i g. 4 ein Spannungshilfsregulator 9 in Reihe imit dem Spannungsregulator 7 vorgesehen, damit eine Wartungsperson während des Einstellens des Kopierapparates die vorherige größte Belichtung und kleinste Belichtung, d.h. die größte Empfindlichkeit und die kleinste Empfindlichkeit einstellen kann, die der photoempfindlichen Schicht für optimale Arbeitsbedingungen mitgeteilt werden kann. Zusätzlich dazu kann, wenn die Lichtmenge der Hysterese-Belichtungslampe für die Einstellung der Reproduktionsdichte auf das Gebiet oberhalb der Gesamtbelichtung Pin Fig.2 eingestellt wird, eine genaue Steuerung aufgrund ihrer verhältnismäßig geringen Änderung bewirkt werden; dieselbe Lichtmenge kann jedoch, wenn dies notwendig ist, für das Gebiet unterhalb der Gesamtbelichtung P eingestellt werden.
Bei den in F i g. 3 und 4 gezeigten Kopierapparaten ist es unmöglich, wenn für das otpische System eine Linsenanordnung verwendet wird, den Einfluß des bekannten Cos4-Gesetzes oder Kosinusgesetzes zu vermeiden. Da die Helligkeit der äußeren oder Randabschnitte aufgrund des Cos^-Gesetzes unzureichend wird, ist es allgemein üblich gewesen, die Lichtmenge an den Randabschnitten dadurch zu ergänzen, daß zwischen dem optischen System und dem
photoempfindlichen Glied ein Schlitz vorgesehen ist, dessen Breite sich in Richtung auf die Randabschnitte in axialer Richtung der photoempfindlichen Schicht allmählich erhöht, damit die Lichtmenge, die diese Randabschnitte erreicht, erhöht wird. Nach den Verbesserungen der letzten Zeit bei Kopierapparaten mäßiger Größe werden jedoch photoempfindliche Trommeln kleiner Durchmesser und Linsen mit kurzer Brennweite für die Kopierapparate sehr viel verwendet. Die kurzbrennweitige Linse, die eine kleine Tiefenschär- ι ο fe hat, hat den Nachteil, daß die photoempfindliche Schicht, wenn die Linse mit einer photoempfindlichen Trommel kleinen Durchmessers kombiniert wird, dem das Bild bildenden Licht an den Randabschnitten mit großer Spaltbreite über den Tiefenschärfenbereich hinaus ausgesetzt ist, was zu Unscharfen des Bildes in diesen Randabschnitten führt.
Erfindungsgemäß wurden die Nachteile aufgrund von unzureichender Helligkeit oder Lichtmenge in den Randabschnitten, die bei den konventionellen Anordnungen auftreten, vorteilhafterweise dadurch beseitigt, daß die Photoempfindlichkeit in diesen Randabschnitten der photoempfindlichen Schicht durch Änderung der Belichtung in axialer Richtung der photoempfindlichen Schicht während der Hysterese-Belichtung so erhöht wurde, daß die unzureichende Helligkeit in den Randabschnitten durch eine hohe Photoempfindlichkeit ausgeglichen wird, sogar wenn die photoempfindliche Schicht dem Licht des abzubildenden Gegenstandes durch einen Spalt mit vorbestimmter konstanter Breite ausgesetzt wird.
Insbesondere in Fig.5, die eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung zeigt, ist zwischen der Hysterese-Belichtungslampe 4 und der photoempfindlichen Oberfläche Xa der photoempfindlichen Trommel 1 der unter Bezugnahme auf F i g. 3 beschriebenen Anordnung außerdem ein Schlitzträger 10 angeordnet, der einen darin ausgebildeten Schlitz 10a trägt, wobei sich die Breite des Schlitzes 10a in der Axialrichtung der photoempfindlichen Trommel 1 in den Randabschnitten <fo oder am Umfang gelegenen Abschnitten ändert. Wenn die Gesamtbelichtung der Hysterese-Belichtungslampe 4 oberhalb der Gesamtbelichtung P von F i g. 2 ist, wird der Spaltträger 10 mit einem Spalt 10a verwendet, dessen Breite sich allmählich zu den gegenüberliegenden Endabschnitten verkleinert, wie dies in Fig.6(A) gezeigt ist. Andererseits wird, wenn die Gesamtbelichtung der Hysterese-Belichtungslampe 4 unterhalb der Gesamtbelichtung Pvon F i g. 2 liegt, ein Spaltträger 10' mit einem Spalt 10a'verwendet werden, dessen Breite so sich in Richtung auf seine gegenüberliegenden Endabschnitte allmählich erhöht, wie sie in F i g. 6(B) gezeigt ist
In F i g. 7 ist eine Abwandlung der Anordnung von F i g. 5 gezeigt Bei dieser Abwandlung wird die Lichtmenge der Hysterese-Belichtungslampe selber in der axialen Richtung der photoempfindlichen Trommel 1 geändert Für diesen Zweck ist die Hysterese-Belichtungslampe 4, wie sie in der Anordnung von Fig.5 beschrieben wurde, durch eine Hysterese-Belichtungslampe 4' ersetzt, die eine Anzahl von kleinen Lampen einschließt, z. B. Lampen 4a, 4b, 4c, 4d, 4e, 4f, 4g und 4h, die in der axialen Richtung der photoempfindlichen Trommel 1 angeordnet sind, wobei nur die Lampen 4a und 4h an entgegengesetzten Endabschnitten der Reihe von kleinen Lampen 4a bis 4Λ an eine Energiequelle 13 über Widerstände 12 angeschlossen sind, während andere Lampen 4d bis 4g direkt mit der Energiequelle 13 verbunden sind, um die Lichtmenge in axialer Richtung der photoempfindlichen Trommel 1 zu variieren. Wenn die Lichtmenge der Hysterese-Belichtungslampe 4 unter der Gesamtbelichtung P von F i g. 2 liegt, kann die eben beschriebene Anordnung dadurch geändert werden, daß nur die kleinen Lampen 4b bis 4g mit der Energiequelle 13 durch geeignete entsprechende (nicht gezeigte) Widerstände verbunden sind, während die Lampen 4a und 4Λ mit der Energiequelle 13 direkt verbunden sind.
In Fig.8(A) ist schematisch dargestellt, wie sich die Belichtung der Hysterese-Belichtungslampe in der axialen Richtung der photoempfindlichen Schicht ändert, und zwar mit einer ausgezogenen Linie, wenn die Belichtung der Belichtungslampe oberhalb der Gesamtbelichtung P liegt, und mit gestrichelter Linie, wenn die Belichtung der Belichtungslampe unterhalb der Gesamtbelichtung P von F i g. 2 liegt. Ändert sich die Belichtung der Hysterese-Belichtungslampe 4 in der axialen Richtung der photoempfindlichen Schicht, so wächst die Photoempfindlichkeit der photoempfindlichen Schicht an den gegenüberliegenden Endabschnitten in axialer Richtung der photoempfindlichen Trommel, wie dies in F i g. 8(B) gezeigt ist Selbst wenn die photoempfindliche Schicht dem Licht des Bildes ausgesetzt ist (F i g. 8(C)), das aufgrund des Cos4-Gesetzes eine unzureichende Helligkeit in den Randabschnitten aufweist wird dieser Mangel an Lichtmenge durch die hohe Photoempfindlichkeit in den Randabschnitten ausgeglichen, wobei die sich ergebende Reproduktionsdichte in axialer Richtung der photoempfindlichen Trommel gleichförmig wird (F i g. 8(D)). Solche Gegenmaßnahmen gegen die unzureichende Helligkeit in den Randabschnitten während der Hysterese-Belichtung sind allgemein für gewöhnliche Kopierapparate vorteilhaft, sind jedoch besonders wirksam für Kopierapparate, bei denen Linsensysteme kurzer Brennweite und eine photoempfindliche Trommel kleinen Durchmessers wie oben beschrieben verwendet werden.
Die Erfinder haben den im folgenden beschriebenen Versuch durchgeführt. Sie gingen dabei aus von der Erkenntnis, daß bei Verwendung eines kurzbrennweitigen Linsensystems mit einer Brennweite von 150 mm in einem Kopierapparat, wenn ein 210 mm breites Original (Größe A4) durch eine gleichförmig beleuchtende Lichtquelle für das Original beleuchtet wird, durch das Cos^-Gesetz die Lichtmenge an den Randgebieten um ungefähr 55% reduziert ist Bei dem Versuch wurde das optische System durch das kurzbrennweitige Linsensystem mii einer Brennweite von !50 mm, wie oben beschrieben, eine übliche beleuchtende Lichtquelle mit gleichförmiger Leuchtstärke in der axialen Richtung der photoempfindlichen Schicht, und einen Spaltträger mit einem Spalt für das Licht zum Abbilden mit gleichförmiger Breite gebildet während die Hysterese-Belichtungslampe in acht kleine Lampen wie in Fig.7 aufgeteilt war, die mit einem vorbestimmten Zwischenraum in einer Länge von 220 mm in der axialen Richtung der photoempfindlichen Schicht mit anderen Anordnungen für die Löscheinrichtung, Ladeeinrichtung usw, angeordnet waren, die die gleichen wie in den vorher beschriebenen Versuch waren. Mit obiger Anordnung wurde ein Original aus weißem Papier unter Bedingungen kopiert, bei denen die kleinen Lampen 4a und Ah an den gegenüberliegenden Randabschnitten auf 7,6 Ix-see und die anderen Lampen 4b bis 4/auf 20 Ix · see eingestellt waren (wobei die Hysterese-Belichtung über die Gesamtbelichtung P von Fig.2
eingestellt war). Andererseits wurden dann die kleinen Lampeh 4a und 4Λ in den gegenüberliegenden Randabschnitten auf 4,8 Ix · see und die anderen kleinen Lampen Ab bis Ag auf 2,2 Ix · see eingestellt (wobei die Hysterese-Belichtung unterhalb die Gesamtbelichtung P von F i g. 2 eingestellt war). Als Ergebnis ergab sich in beiden Fällen, daß keine Verschleierungen an den gegenüberliegenden Randabschnitten der kopierten Bilder auftraten. Dagegen wurde in einem ähnlichen, zu Vergleichszwecken ausgeführten Experiment, bei dem alle kleinen Lampen 4a bis 4Λ auf 3 Ix ■ see eingestellt
waren, ein Auftreten von Verschleierungen an den gegenüberliegenden Endabschnitten beobachtet. Aus obigen Versuchen ergibt sich klar, daß eine ungenügende Lichtmenge an den gegenüberliegenden Randab- schnitten aufgrund des Cos4-Gesetzes vorteilhafterweise dadurch kompensiert wird, daß die Photoempfindlichkeit der photoempfindlichen Schicht an ihren Randabschnitten dadurch erhöht wird, daß die Hysterese-Belichtung zwischen den mittigen Abschnitten und
ι ο Randabschnitten der photoempfindlichen Schicht unterschiedlich stark ausgeführt wird.
Hierzu 5 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

Patentansprüche:
1. Elektrophotographisches Verfahren zum Bilden eines latenten elektrostatischen, einem Original entsprechenden Bildes auf einer photoempFindlichen Schicht mit Hysterese-Eigenschaften, bei welcher die Photoempfindlichkeit beim Obertragen des Bildes von der Belichtung bei vorhergegangenen Übertragungen und/oder dem Ladeniveau abhängt, bei welchem die photoempfindliche Schicht vor der ι ο streifenweisen Abbildung des zu übertragenden Originals auf die photoempfindliche Schicht mittels eines Linsensystems, nacheinander mit einer Belichtung von mehr als 103Ix- see vorbelichtet wird, in einem Hysterese-Ladungsschritt bis zu einem vorbestimmten Oberflächenpotential gleichförmig geladen wird, in einem zweiten streifenweisen Vorbelichtungsschritt einer gleichmäßigen Vorbelichtung ausgesetzt und daraufhin bis zu einem vorbestimmten Oberflächenpotential mit derselben Polarität wie beim Hystereseladen gleichförmig geladen wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Belichtungsintensität über die Länge des Belichtungsschlitzes bei der streifenweisen zweiten Vorbelichtung entsprechend der Verringerung der Helligkeit im Randbereich des streifenweise durch das Linsensystem erzeugten bzw. übertragenen Bildes so variiert, daß die Photoempfindlichkeit an den einander gegenüberliegenden Randabschnitten der photoempfindlichen Schicht so erhöht ist, daß die Verringerung der Bildhelligkeit im Randbereich des Linsensystems bei der streifenweisen Übertragung des Bildes ausgeglichen wird, so daß ein . gleichförmiges Bild erreicht wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die photoempfindliche Schicht (ta) CdS · /7CdCO3(O < η £ 4)enthält.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß beim Hysterese-Belichtungsschritt eine Lichtquelle (4) und ein Glied (10) verwendet werden, das zwischen der Lichtquelle (4) und der photoempfindlichen Schicht (\a) angeordnet ist und einen Spalt (1OaJ begrenzt, dessen Breite in seinem mittleren Abschnitt vor derjenigen an seinen in der axialen Richtung der photoempfindlichen Schicht (la,)gegenüberliegenden Enden abweicht.
4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß für den Hysterese-Belichtungsschritt eine Lichtquelle (4') verwendet wird, die in der axialen Richtung der photosensitiven Schicht (\a) in eine Vielzahl von Lichtquellen (4a—4/?,)aufgeteilt ist, wobei die Belichtungsstärke dieser Vielzahl von Lichtquellen an den in der axialen Richtung der photoempfindlichen Schicht (Ia^ gegenüberliegenden Endabschnitten der Lichtquelle (4') von der Belichtungsstärke der Lichtquellen im mittigen Abschnitt der Lichtquelle (4') verschieden isi.
DE2759968A 1976-12-27 1977-12-22 Elektrophotographisches Verfahren zum Bilden eines latenten elektrostatischen Bildes Expired DE2759968C2 (de)

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