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Verfahren zur Herstellung einer xerographischen Umkehrkopie von einer
Vorlage und Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens Die Erfindung bezieht sich
auf ein Verfahren zur Herstellung einer xerographischen Umkehrkopie von einer Vorlage,
bei dem eine xerographische Platte gleichmäßig aufgeladen, dann mit der Vorlage
bildmäßig belichtet und dann zwischen einer leitenden Unterlage und einer gegenüber
der Unterlage auf einem erhöhten Potential gehaltenen Elektrode durch Aufstäuben
eines Entwicklungspulvers entwickelt wird.
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In dem grundlegenden Verfahren der Xerographie, wie es in der USA.-Patentschrift
2 297 691 beschrieben ist, wird eine xerographische Platte, die eine fotoleitende
Isolierstoffschicht aufweist, zunächst gleichmäßig in der Dunkelheit auf ein elektrostatisches
Potential in der Größenordnung von einigen hundert Volt aufgeladen und dann mit
einem Licht-Schatten-Muster exponiert, das s21ektiv die elektrische Ladung aus den
belichteten Bereichen der fotoleitenden Isolierstoffschicht abfließen läßt, wodurch
ein latentes elektrostatisches Bild gebildet. wird. Dieses latente Bild kann entwickelt
oder sichtbar gemacht werden, indem man die Oberfläche des fotoleitenden Isolators
in Berührung mit feinverteiltem, elektrostatisch anzuziehendem Material bringt,
das von der Oberfläche des fotoleitenden Isolators nach Maßgabe der auf ihm verbleibenden
Ladungsmenge angezogen wird. Das elektrostatisch anzuziehende Material kann auf
dem fotoleitenden Isolator betrachtet werden, oder es kann auf einen anderen Träger,
wie etwa auf ein Blatt Papier, übertragen werden, um dort bequemer betrachtet zu
werden und um die Wiederverwendung der xerographischen Platte zu gestatten und zugleich
das Bild aufzubewahren.
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Die verschiedensten Arten von Bildentwicklung sind bekannt. Im Rahmen
der Erfindung kann irgendeines dieser Verfahren verwendet werden. Ein bekanntes
Verfahren ist insbesondere zur Entwicklung kontinuierlich getönter Bilder geeignet.
Dieses Verfahren ist in der USA.-Patentschrift 2 725 304 beschrieben.
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Wird eine kontinuierlich getönte Reproduktion hoher Qualität bei der
Xerographie gewünscht, so wird in der Regel als fotoleitender Isolator glasiges
Selen mit einer Dicke von etwa 20 bis 80 Mikron verwendet. Es sind jedoch auch andere
fotoleitende Isolatoren bekannt, wie etwa Schwefel, Anthrazen und Dispersionen fotoleitenden
Materials, wie Zinkoxyd oder andere fotoleitende Pigmente in einem transparenten
isolierenden Bindemittel.
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Es wurde gefunden, daß Selen und allgemein fotoleitende Isolierstoffe
ihre elektrostatische Ladung oder ihr Potential bei Lichtexposition gemäß folgender
Beziehung verlieren:
In dieser Formel ist ho das Anfangspotential, V ist das Potential, das nach der
Belichtung E verbleibt, und 1c ist eine Konstante, die von dem jeweilig verwendeten
fotoleitenden Isolierstoff abhängt und von den Maßeinheiten. Es entsteht ferner
ein, wenn auch viel geringerer Potentialverlust in der Dunkelheit.
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Diese Relation für die Exponierung von Ladungen führt, wenn sie mit
der Relation zwischen der Ladung auf dem fotoleitenden Isolator und der Dichte des
entwickelten Bildes, wie sie bei dem Verfahren nach der USA.-Patentschrift 2 725
304 oder anderen Entwicklungsverfahren gewonnen wird, zu einem unerwünscht hohen
Kontrast in dem entwickelten Bild, wenn eine Positiv-Positiv-Entwicklung erfolgt.
Eine Positiv-Positiv-Entwicklung (auch Ladungsbereichsentwicklung genannt) ist diejenige,
in der die Teile der xerographischen Platte, die mit den dunkelsten Teilen des Lichtmusters
exponiert wurden und die dementsprechend die größte Ladungsmenge zurückhalten, auch
die größte Menge anzuziehenden Materials bei der Entwicklung erhalten.
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Es ist häufig wünschenswert, bei der Xerographie eine Entwicklungsart
zu verwenden, die als Negativ-Positiv-Entwicklung, Umkehrentwicklung oder Entwicklung
ungeladener Bereiche bekannt ist. Bei dieser Entwicklungsart erhalten die Teile
der xerographischen Platte, die den hellsten Teilen des Bildmusters entsprechen,
die größte Entwicklungsmenge. Die Entwicklung
ungeladener Bereiche
ist insbesondere dann vorteilhaft, wenn es wünschenswert ist, xerographische Bilder
von üblichen Silberhalogenidnegativen od. dgl. zu erzeugen. Es wurde gefunden, daß
die Entwicklung ungeladener Bereiche in der Xerographie in der Regel außerordentlich
niedrige statt außerordentlich hohe Kontraste ergibt.
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Dementsprechend ist es die Aufgabe der Erfindung, bei einem Verfahren
eingangs genannter Art eine Kontrastverstärkung der xerographischen Kopie zu ermöglichen.
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Gemäß der Erfindung gelingt dies dadurch, daß die xerographische Platte
erst auf ein höheres Potential als das der Elektrode gleichmäßig elektrostatisch
aufgeladen wird und daß die bildmäßige Belichtung mit der Vorlage so lange erfolgt,
bis das Potential auf der xerographischen Platte in den an sich nicht zu belichtenden
Stellen niedriger ist als das Potential der Elektrode.
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Bei Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens kommt man auf eine
steilere Kennlinie der Bilddichte gegenüber der Belichtungsstärke, als wenn man
die xerographische Platte erst auf ein gleiches oder niedrigeres Potential als das
der Elektrode gleichmäßig elektrostatisch auflädt, in anderen Worten, das Verhältnis
der Bilddichte zur Belichtungsstärke ist in den stark belichteten Stellen der xerographischen
Platte sehr groß gegenüber den schwach belichteten Stellen der xerographischen Platte.
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Durch wählbare Einstellung des Potentials der gleichmäßig elektrostatisch
aufgeladenen xerographischen Platte gegenüber der Elektrode kann man den Bildkontrast
innerhalb gewisser Grenzen nach Wahl steuern. Ferner ist es möglich, den Kontrast
durch Wahl der mittleren Belichtungsstärke zu steuern.
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Eine Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens mit einer Vorrichtung
zur einstellbaren gleichmäßigen Aufladung einer xerographischen Platte und mit einer
Vorrichtung zur einstellbaren Belichtung der gleichmäßig aufgeladenen xerographischen
Platte ist gekennzeichnet durch ein erstes Stellglied zur Veränderung der Höhe der
Aufladung und der Stärke der Belichtung im gleichen Sinne.
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Mit erhöhter Aufladung der elektrostatischen Platte ist es nämlich
zweckmäßig, zugleich die mittlere Belichtung so stark zu vergrößern, daß auch noch
die schwach belichteten Stellen der xerographischen Platte durch die Belichtung
in ihrem Potential so stark gemindert werden, daß das Potential niedriger wird als
das der Elektrode, um nicht ein Gemisch von Positiv- und Negativkopie (Direkt- und
Umkehrkopie) zu erhalten.
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Die Erfindung wird im folgenden an Ausführungsbeispielen unter Hinweis
auf die Zeichnungen beschrieben F i g. 1 zeigt einen Querschnitt durch einen Entwicklungsapparat,
mit dem die Erfindung ausführbar ist; F i g. 2 zeigt eine Kurvenschar, aus der die
Beziehung zwischen dem Plattenpotential und der Dichte des Bildes erkennbar ist;
F i g. 3 zeigt eine Kurvenschar, aus der die Beziehung zwischen dem Plattenpotential
und der Exposition ersichtlich ist; F i g. 4 zeigt ein graphisches Verfahren zur
Vorherbestimmung xerographischer Charakteristikkurven; F i g. 5 zeigt eine Reihe
Charakteristikkurven, die nach der Erfindung erhalten werden; F i g. 6 zeigt eine
Kurve, aus der die Beziehung zwischen dem Gammawert und dem Anfangspotential ersichtlich
ist; F i g. 7 zeigt eine perspektivische Ansicht eines Apparats zur Durchführung
der Erfindung.
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In F i g. 1 ist teilweise im Querschnitt schematisch ein Entwicklungsapparat
zur Durchführung der Entwicklung ungeladener Bereiche dargestellt. Dieser Apparat
weist eine xerographische Platte 10 auf, die von einem leitenden Trägerblock
11 getragen wird, der seinerseits auf Antriebsrollen 12 ruht, mittels denen
die Platte 10 und der Block 11 hin und zurück bewegt wird. Die xerographische Platte
10 weist eine fotoleitende Isolierstoffschicht 13 auf einer leitenden Unterlage
14 auf. Ein elektrostatisches Ladungsmuster auf der Platte 10 kann von einem anderen,
nicht dargestellten Apparat erzeugt werden, bevor die Platte 10 in den Apparat
nach F i g. 1 eingeführt wird. Eine Entwicklungselektrode 15 ist derart angeordnet,
daß der Abstand zwischen ihrer im wesentlichen flachen Unterplatte und der Oberfläche
der xerographischen Platte 10 ein kleiner Bruchteil von 1 cm ist. Die Entwicklungselektrode
15 weist einen Schlitz 16 auf, der einen Strom feiner elektrostatisch geladener
Puderpartikeln, die in Luft suspendiert sind, gegen die Oberfläche der xerographischen
Platte 10
richtet, wenn die Platte 10 am Schlitz 16 vorbeibewegt wird. Diese
Partikelsuspension wird dem Schlitz 16 über eine Leitung 17 mittels eines Puderwolkengenerators
18 zugeführt. Der Puderwolkengenerator 18 kann von bekannter Art sein, beispielsweise
wie in den USA.-Patentschriften 2 812 883 und 2 859128 beschrieben. Bei der Entwicklung
ungeladener Bereiche ist es wünschenswert, eine Puderpartikelsuspension zu verwenden,
die Partikeln enthält, deren größter Anteil auf die gleiche Polarität geladen ist
wie die Platte 10. Da die Platte 10 in der Regel, wenn auch nicht stets, positiv
geladen ist, soll der Puderwolkengenerator 18 normalerweise eine Wolke vorwiegend
positiv geladener Partikeln liefern. Ein Staubsammler 19, der von handelsüblicher
Ausführung ist, mit einem an einen Staubfilter angeschlossenen Sauggebläse ist über
die Leitung 20 mit zwei Saugöffnungen 21 und 22 in der Entwicklungselektrode 15
verbunden. Die rechte Öffnung 22 saugt den größten Teil der Puderwolke ein, die
aus dem Schlitz 16 austritt, hierdurch wird die Puderwolke über die Oberfläche der
xerographischen Platte 10 geleitet. Die Saugöffnung 21 sammelt Puderwolkenreste,
die sonst in die umgebende Atmosphäre entweichen würden. Der Apparat weist ferner
eitre Batterie 23 auf, die an ein Potentiometer 24 mit einem festen und einem
veränderlichen Abgriff angeschlossen ist. Die Entwicklungselektrode 15 ist über
einen Draht 25 an einen Abgriff angeschlossen, während die xerographische Platte
10 mit dem anderen Abgriff über einen Draht 26, die Antriebsrollen 12 und den Träger
11 verbunden ist.
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Um eine Entwicklung ungeladener Bereiche auszuführen, wird das Potential
der Elektrode 15 in Bezug zur Platte 10 mittels des Potentiometers
24 derart eingestellt, daß es im wesentlichen das gleiche Potential enthält,
wie es das höchste Potential auf der Oberfläche der fotoleitenden Isolierstoffschicht
13 zur Zeit der Entwicklung, also nach der Belichtung, ist. Ist das Potential der
Entwicklungselektrode 15 geeignet eingestellt, befindet sich im wesentlichen kein
elektrisches Feld zwischen der Elektrode 15 und denjenigen Teilen. der xerographischen
Platte, die die größte Ladung tragen
oder das größte Potential
haben, daher wird nur ein minimaler Anteil des Entwicklungspuders in diesen Bereichen
von der Platte angezogen. Jedoch entsteht ein starkes elektrisches Feld zwischen
der Elektrode 15 und den ungeladenen Bereichen der Platte 10. Diese ungeladenen
Bereiche ziehen daher eine große Menge des Entwicklerpuders an. Dementsprechend
ist es möglich, auf der Platte 10 einen Puderniederschlag zu entwickeln, dessen
Dichte sich etwa umgekehrt zu der Ladung oder dem Potential der Platte und damit
auch umgekehrt zum Belichtungsgrad verhält.
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F i g. 2 zeigt Kurven, aus der die typische Beziehung zwischen der
Reflexionsdichte von Puderniederschlägen, die mit dem Apparat nach F i g. 1 gebildet
wurden, und den xerographischen Plattenpotentialen, die zu diesen Niederschlägen
führten, ersichtlich ist. Diese Kurven entsprechen Vorspannungspotentialen Vb von
125, 175, 225 und 275 Volt der Entwicklungselektrode gegenüber der leitenden Unterlage
der fotoleitenden Schicht. Die Messungen der Reflexionsdichte wurden ausgeführt,
nachdem der Puder von der xerographischen Platte auf ein Blatt weißen Papiers übertragen
wirde. Es ist zu bemerken, daß die Kurven etwas nichtlinear verlaufen. Sie zeigen
Maximaldichten (oder Maximalschwärzungen) beim Plattenpotential 0 (in Bezug zur
leitenden Unterlage) und eine Minimaldichte bei einem Plattenpotential, das im wesentlichen
dem Vorspannpotential der Entwicklungselektrode gleich ist. Ferner ist ersichtlich,
daß die Dichten wieder anzuwachsen beginnen, wenn das Plattenpotential über das
Vorspannpotential der Entwicklungselektrode erhöht wird. Da dieser Anteil der Kurven
in praktischen Fällen nicht ausgenutzt wird, ist er durch gestrichelte Linien statt
durch durchgezogene Linien dargestellt. Die Puderdichte steigt mit höherem Plattenpotential
wieder an, da dann wiederum ein elektrisches Feld zwischen der Platte und der Entwicklungselektrode
besteht, wenn auch entgegengesetzter Polarität zu dem bei niedrigen Plattenpotentialen.
Das Entstehen der Entwicklung unter diesen Bedingungen wird durch Anwesenheit von
Puderpartikeln in der Entwicklerwolke erklärt, die Ladungen entgegengesetzt zu der
für die Entwicklung gewünschten Polarität tragen.
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Die Kurven in dieser Figur entsprechen Entwicklungen, die bis zu einer
Maximaldichte von etwa 2 geführt werden. Im allgemeinen führen längere Entwicklungszeiten
zu einem Anwachsen der maximal erreichbaren Dichte. Diese längeren Entwicklungszeiten
führen aber ferner zu einem übermäßigen Puderniederschlag in allen Plattenbereichen
einschließlich derjenigen, in denen ein Puderniederschlag nicht erwünscht ist. Übermäßige
Verkürzung der Entwicklung vermindert andererseits sowohl die Maximaldichte als
auch die Gesamtdichte an allen Stellen. Eine Dichte von etwa 2 war annähernd die
optimale Maximaldichte bei Verwendung des Apparats nach F i g. 1 und der verwendeten
Materialien.
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F i g. 3 zeigt eine Kurvenschar, aus der die Beziehung zwischen dem
xerographischen Plattenpotential und der Stärke der Exposition in willkürlichen
Einheiten für verschiedene Anfangspotentiale ersichtlich ist. Diese Kurven entsprechen
im wesentlichen in ihrer Form der oben angegebenen Quadratwurzelbeziehung, mit Ausnahme
einer zusätzlichen Krümmung, die als Abweichung von der Quadratwurzelbeziehung bei
sehr niedrigen Potentialen beobachtet wurde. F i g. 4 zeigt eine Form einer graphischen
Darstellung, die zur Erläuterung der Erfindung und zur Vorhersage der mit der Erfindung
zu erzielenden Resultate geeignet ist. In der F i g. 4 sind vier Quadranten dargestellt.
Der untere rechte Quadrant enthält eine Schar von Zerfallkurven unter Lichteinwirkung,
die die Beziehung zwischen dem xerographischen Plattenpotential zur Exposition in
willkürlichen logarithmischen Einheiten darstellen. Die speziellen Kurven sind die
gleichen wie die in F i g. 3 angegebenen. Der linke untere Quadrant enthält Entwicklungskurven,
die die Beziehung zwischen der Entwicklungsdichte und dem xerographischen Plattenpotential
angeben. Eine einzige Kurve ist dargestellt, diese ist aus F i g. 2 entnommen und
entspricht einer Entwicklungselektrodenvorspannung von 225 Volt. Der obere linke
Quadrant enthält eine einzige diagonale Linie, die einzig dazu benutzt wird, um
Punkte im unteren linken Quadranten mit Punkten im oberen rechten Quadranten in
Beziehung zu setzen. Im oberen rechten Quadranten sind xerographische Charakteristikkurven
aufgezeichnet, die die Beziehung der entwickelten Bilddichte zur Exposition wiedergeben.
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Um einen Punkt auf einer Charakteristikkurve zu bestimmen, wird eine
Horizontallinie von der Lichtzerfallskurve im unteren rechten Quadranten zu einem
Punkt auf der Entwicklungskurve im unteren linken Quadranten gezogen. Dann wird
von diesem Punkt eine senkrechte Linie zu einem Punkt auf der Diagonalen gezogen,
die im oberen linken Quadranten liegt, und eine waagerechte Linie durch diesen letztgenannten
Punkt auf die Diagonale. Der Schnittpunkt dieser letztgenannten waagerechten Linie
mit einer Linie, die senkrecht nach oben von dem ursprünglichen Punkt auf die Lichtzerfallkurve
gezogen wurde, definiert einen Punkt von der gewünschten Charakteristikkurve. Gestrichelte
Linien in der Figur illustrieren das Verfahren der Bestimmung eines Punktes auf
der Charakteristikkurve. Sind viele solche Punkte in dem oberen rechten Quadranten
ermittelt, die entsprechend vielen Punkten auf einer Lichtzerfallskurve zugeordnet
sind, so kann eine glatte Kurve in dem oberen rechten Quadranten gezogen werden,
die eine xerographische Charakteristikkurve repräsentiert, welche die Exposition
zur Dichte in Beziehung setzt.
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Im unteren rechten Quadranten sind zum Zwecke der Erläuterung vier
solche Kurven dargestellt, die den vier Lichtzerfallkurven entsprechen. Es ist ersichtlich,
daß die Kurven bemerkenswert unterschiedliche Neigungen haben und daher unterschiedlichen
Kontrastgraden bei der Reproduktion xerographischer Bilder entsprechen. Das Erhalten
eines gewünschten Kontrastes ist hauptsächlichster Gegenstand der Erfindung. Die
Kurve 1 entspricht dem Fall, bei dem das Anfangsplattenpotential im wesentlichen
das gleiche wie das Entwicklungselektrodenvorspannpotential ist, das während der
Entwicklung verwendet wird. Dies entspricht der üblichen Technik. Die anderen Kurven
entsprechen Bedingungen, bei denen das Anfangsplattenpotential wesentlich höher
ist als das Entwicklungsvorspannpotential. Diese Kurven ergeben einen zunehmend
höheren Kontrast. Der Hauptgrund für diesen höheren Kontrast ist die Verwendung
allein der rechts liegenden oder steileren Teile der Lichtzerfallskurven
2, 3, 4, wie sie im unteren rechten Quadranten gezeigt sind. Es ist
ferner aus der Figur ersichtlich, daß dort, wo höhere Kontraste erhalten werden,
es notwendig ist, eine stärkere Exposition
vorzunehmen. Obwohl aus
der Figur nicht ohne weiteres ersichtlich, ist es ebenfalls zutreffend, daß das
Plattenpotential, das dem mittleren Teil jeder der Charakteristikkurven entspricht,
im wesentlichen das gleiche ist. Jede der Charakteristikkurven mit Ausnahme der
ersten hat einen gestrichelt gezeichneten Teil, der dem Zunehmen der Bilddichte
entspricht, welche eintritt, wenn das Plattenpotential das Potential der Entwicklerelektrode
überschreiten kann. Dies ist im allgemeinen unerwünscht und wird vermieden, indem
man eine hinreichende Exposition ausführt, um sicherzustellen, daß im wesentlichen
alle Teile der xerographischen Platte in ihrem Potential auf ein Potential unterhalb
des Entwicklungsvorspannpotentials vermindert werden.
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F i g. 4 zeigt die verschiedenen Kontrastgrade, die durch Veränderung
des Anfangspotentials und der Exposition zu erhalten sind, wobei die Entwicklerelektrodenvorspannung
konstant gehalten wird. Die gleichen Resultate können jedoch dadurch erhalten werden,
daß die Elektrodenvorspannung vermindert wird statt daß das Anfangspotential erhöht
wird. Es kann auch beides zugleich ausgeführt werden. Der Hauptfaktor bei der Kontraststeuerung
ist das Maß, mit dem das Anfangspotential der xerographischen Platte das Entwicklerelektrodenvorspannpotential
überschreitet. Aus praktischen Gründen ist es jedoch in der Regel zweckmäßig, das
Anfangspotential zu verändern statt das Elektrodenvorspannpotential. Wird das Vorspannpotential
verändert, so ist es wünschenswert, übermäßig niedrige Potentiale zu vermeiden,
die im allgemeinen zu Entwicklungen schlechter Qualität führen. Wird das Anfangspotential
verändert, ist es vergleichsweise am besten, übermäßig hohe Potentiale zu vermeiden,
die die Platte beschädigen können oder Flecken in dem entwickelten Bild verursachen
können. Die Betriebsbedingungen, die im folgenden beschrieben werden, sind repräsentativ
für einen bevorzugten Wertebereich.
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Aus Tabelle 1 sind die Charakteristiken der vier Kurven im oberen
rechten Quadranten der F i g. 4 tabelliert.
| Tabelle 1 |
| Kurve 1 1 Kurve 2 Kurve 3 Kurve 4 |
| V, ...... 225 Volt 234 Volt 256 Volt 324 Volt |
| S1 ...... 0,45 0,26 0,13 0,06 |
| S. ...... 0,15 0,15 0,16 0,13 |
| S. ...... 1,15 0,98 0,74 0,46 |
| St ...... 1,75 1,39 1,03 0,65 |
| DS ..... 1,97 1,98 1,98 1,98 |
| Dmax ... 2,08 2,08 2,08 2,08 |
| Gamma 1,46 1,71 2,27 3,65 |
| Kontrast 1 2 3 4 |
Die in der Tabelle 1 zusammengestellten charakteristischen Daten sind wie folgt
definiert (vgl. Air Force Specification MIL-P-4672A [8-16-1954]): V, = Anfangspotential;
S1 = Unterschied in der logarithmischen Exposition zwischen Punkten auf der Charakteristikkurve
mit Reflektanzdichten von 0,04 oberhalb Dmin und 0,20 Oberhalb Dmin; S., = Unterschied
in der logarithmischen Exposition auf der charakteristischen Kurve mit Reflektanzdichten
0,04 unterhalb D.ax und 0,20 unterhalb Dm,ax; Sp
= Unterschied in der logarithmischen
Exposition zwischen Punkten auf der charakteristischen Kurve mit Reflektanzdichten
0,20 oberhalb Dmin und 0,20 unterhalb Dmax; St
= Unterschied in der logarithmischen
Exposition zwischen Punkten auf der charakteristischen Kurve mit Reflektanzdichten
0,04 oberhalb Dmin und 0,04 unterhalb Dmax; DS
= Dmax
- Drnin; Dmax
= maximale Reflektanzdichte; Dnaiaa = minimale Reflektanzdichte;
F i g. 5 zeigt mit mehr Einzelheiten eine Schar von vier Kurven, die experimentell
gefunden wurden und die im allgemeinen den vier theoretischen Kurven im oberen rechten
Quadranten der F i g. 4 entsprechen. Jede Kurve gibt eine Relation zwischen der
xerographischen Plattenexposition in willkürlichen Einheiten und der Reflexionsdichte
eines auf der Platte entwickelten Bildes wieder. Alle Kurven beziehen sich auf ein
Vorspannpotential von 225 Volt. Die unten angeführte Tabelle II faßt die wesentlichen
Daten jeder Kurve zusammen. Es ist ersichtlich, daß ein sehr weiter Kontrastbereich
oder Gammawert zu erhalten ist. Dieser Bereich umfaßt im allgemeinen den bei den
üblichen fotografischen Drucken bei Verwendung von Vergrößerungspapier zu erhaltenden
Bereich. Dementsprechend kann bei der xerographischen Entwicklung ungeladener Bereiche
ein gleicher Grad von Kontrastunterschieden durch geeignete Steuerung erhalten werden,
wie er bei gewöhnlichen fotografischen Drucken und bei üblichen Vergrößerungstechniken
zu erhalten ist.
| Tabelle II |
| #1 #2 #3 #4 |
| Anfangsplatten- |
| potential in Volt.. 235 257 299 362 |
| Relativexposition ... 3 8 19 35 |
| SI . . . . . . . . . . . . . . . 0,31 0,29 0,11 0,09 |
| S2 ............... 0,13 0,11 0,17 0,28 |
| Sp ............... 1,10 0,85 0,64 0,49 |
| St . . . . . . . . . . . . . . . . 1,54 1,15 0,93 0,86 |
| DS . . . . . . . . . . . . . . . 1,78 1,82 1,82 1,79 |
| Dmax . ..... ... ... . 1,98 1,97 1,97 1,94 |
| Gamma .......... 1,25 1,67 2,20 2,84 |
F i g. 6 zeigt eine experimentelle Kurve, aus der die Beziehung zwischen dem Gammawert
eines entwickelten xerographischen Bildes und dem Betrag ersichtlich ist, um den
das Anfangspotential das Entwicklerelektrodenvorspannpotential überschreitet.
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Es ist ersichtlich, daß eine ganz außerordentliche Veränderung des
Gammawertes durch eine relativ kleine Änderung des Anfangspotentials und/oder
Vorspannung
zu erhalten ist. Mit Hilfe einer solchen Kurve kann eine Bedienungsperson im Rahmen
der Erfindung xerographische Drucke machen mit größrem Druckkontrast und besser
vorhersagbarer Steuerung des Druckkontrastes, als dies selbst bei eingeführten fotografischen
Techniken möglich ist.
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F i g. 7 zeigt einen Apparat zur Durchführung der Erfindung. Er besteht
im wesentlichen aus einem fotografischen Vergrößerer 30, der oberhalb eines Beladungsapparates
31 und dem diesem zugeordneten elektrischen Apparat angeordnet ist. Der Vergrößerer
30 kann irgendeine gewöhnliche Type sein, die geeignet ist, ein Bild eines fotografischen
Negativs od. dgl. zu projizieren. Der Beladungsapparat 31 weist einen Stützrahmen
32 auf, der alle Elemente an Ort und Stelle hält und eine Grundplatte 33, die im
wesentlichen aus leitendem Material besteht. Auf der Grundplatte 33 befindet sich
eine xerographische Platte 10 aus einer fotoleitenden Isolierstoffschicht 13 auf
einem leitenden Träger 14. Nach dem beabsichtigten Gebrauch der Platte 10 kann der
leitende Träger 14 auch entfallen. Eine leitende Schiene 34 liegt an einer Seite
des Rahmens 32 und eine zweite Schiene 35 liegt auf der anderen Seite des Rahmens
32. Die Schiene 34 ist an dem Rahmen 32 isoliert gegenüber diesem mittels Isolatoren
36 befestigt, die Schiene 35 ist unmittelbar an dem Rahmen 32 befestigt. Ein Beladungsstab
37 ist verschiebbar in dem Rahmen 32 gelagert, und zwar derart, daß er über die
Platte 10 in geringem Abstand von dieser geschoben werden kann. Dieser Beladungsstab
weist einen unten offenen kanalförmigen Teil 38 aus leitendem Material auf, das
an beiden Enden Isolierstoffblöcke 39 trägt, zwischen denen ein dünner Coronaentladungsdraht
40 gespannt ist. Der Beladungsstab 37 ist in dem Rahmen 32 durch Aufhänger 41 und
42 gehalten, die auf den Schienen 34 bzw. 35 gleiten. Der Aufhänger 41 ist mit dem
Coronadraht 40 verbunden, während der Aufhänger 42 mit dem Kanal 38 verbunden ist.
An dem Rahmen 32 ist ferner eine verdrehbare Führungsschraubspindel43 mit Umkehrführung
gelagert, die den Beladungsstab37 über die Platte 10 mittels des Führungsspindelblocks44
hin- und herbewegen kann. Der Block 44 greift in die Ausnehmung der Führungsspindel
ein und ist an dem Kanal 38 befestigt. Ein Elektromotor 45 ist ebenfalls an dem
Rahmen 32 befestigt und wird zur Drehung der Führungsspindel 43 verwendet. Eine
Hochspannungsquelle 46 ist mit der Grundplatte 33 verbunden und daher sowohl mit
dem leitenden Träger 14 als auch mit der Schiene 35 und dem Kanal 38, und zwar mittels
eines Drahtes 47. Ferner ist sie mit der Schiene 34 verbunden und daher mit dem
Draht 40, und zwar mittels eines Drahtes 48. Die Spannungsquelle kann von üblicher
Art sein, sie soll Spannungen in der Größenordnung von 5000 bis 10000 Volt liefern
können. Zu der Spannungsquelle gehören ein Aufwärtsübersetzungstransformator 49,
ein Gleichrichter 50, ein Filterkondensator 51 und ein Ableitwiderstand 52. Geeignete
übliche Steuerungsvorrichtungen, wie etwa ein Mikroschalter (nicht dargestellt),
können zum Anhalten des Motors 45 und des Beladungsstabes 37 vorgesehen sein, nachdem
der Beladungsstab 37 über die Platte 10 hin- und hergeschoben worden ist und in
seine dargestellte Anfangslage zurückgekehrt ist. Es können auch andere mechanische
Anordnungen für diesen Zweck verwendet werden. Wird ein Coronaentladungspotential
an den Draht 48 gelegt, und läuft der Beladungsstab über die Platte 10, so wird
eine elektrostatische Ladung auf die Platte 10 aufgebracht. Die Stärke dieser Ladung
kann durch Veränderung der an den Draht 48 angelegten Spannung oder des ihm zugeführten
Stroms gesteuert werden.
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Wie aus F i g. 7 ersichtlich, wird die Eingangsspannung der Hochspannungsquelle
46 von einem Toroidautotransformator 53 geliefert. Durch Einstellung des Autotransformators
53 kann daher das Coronaentladungspotential am Coronadraht 40 verändert werden.
Der Autotransformator 53 wird mit der gleichen Isolierstoffwelle 54 eingestellt
wie der Toroidautotransförmator 55. Ein Knopf 56 befindet sich an der Welle 54,
mit der beide Autotransformatoren zugleich einzustellen sind. Der Autotransformator
55 liefert eine einzustellende Wechselspannung an den Vergrößerer 30 über den Zeitschalter
57. Der Autotransformator 53 wird unmittelbar mit Netzwechselstrom gespeist. Der
Autotransformator 55 wird jedoch durch einen anderen Toroidautotransformator 58
gespeist, der mit einem Bedienungsknopf 59 ausgerüstet ist. Dementsprechend ist
das am Draht 48 und daher am Coronadraht 40 liegende Coronapotential allein durch
die Stellung des Knopfes 56 bestimmt, während die dem Vergrößerer 30 zugeführte
Spannung von der Einstellung beider Knöpfe 56 und 59 abhängt.
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Im Betrieb des Apparates wird der Knopf 56 auf eine Stellung gedreht,
die der gewünschten Kontraststärke entspricht, und der Knopf 59 wird auf eine Stellung
gedreht, die der mittleren Dichte des Negativs entspricht, das von dem Vergrößerer
30 zu projizieren ist. Dann wird der Motor 45 angestellt, und dieser bewirkt, daß
der Beladungsstab 37 über die xerographische Platte 10 läuft und auf dieser ein
Potential erzeugt, das durch die Einstellung des Knopfes 56 bestimmt ist. Dann wird
der Motor 45 abgeschaltet und der Zeitschalter 57 erregt, so daß auf die Platte
10 während einer festen Zeitdauer ein Lichtbild projiziert wird, dessen Intensität
von der Einstellung der Knöpfe 56 und 59 abhängig ist. Nach der Exposition
kann die Platte 10 von dem Apparat nach F i g. 7 fortgenommen werden und in einem
getrennten Apparat, wie etwa dem nach F i g. 1, entwickelt werden.
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Da der Kontrast vom Anfangspotential der Platte 10 abhängt, wird der
Kontrast durch die Einstellung des Knopfes 56 beeinflußt, der das Ladungspotential
bestimmt. Es wurde gefunden, daß dann, wenn das Ladungspotential zur Steigerung
des Bildkontrastes angehoben wurde, auch die erforderliche Exposition verstärkt
werden mußte. Aus diesem Grund vergrößert der Knopf 56 die Eingangsspannung des
Vergrößerers 30 und damit die Lichtleistung des Vergrößerers 30 zugleich mit der
Vergrößerung des Ladungspotentials, das an den Draht 40 gelegt wird. Da fotografische
Negative untereinander in ihrer Durchschnittsdichte schwanken, ist eine weitere
Steuerungsmöglichkeit der Exposition wünschenswert, die durch den Knopf 59 gegeben
ist, welcher die dem Vergrößerer 30 zugeführte Eingangsspannung gegenüber der durch
den Knopf 56 bestimmten vergrößern oder verringern läßt. Wird eine Reihe von Negativen
reproduziert, die alle die gleiche Dichte haben, die jedoch in ihrem Kontrast variieren,
so können xerographische Drucke gleichmäßiger Qualität allein durch Einstellung
des Knopfes 56 erhalten werden. Haben die Negative gleichmäßigen Kontrast, aber
unterschiedliche Dichte, so können Drucke gleichmäßiger Qualität durch alleinige
Einstellung des Knopfes 59 erhalten werden. In der Regel
wird es
so sein, daß beide Knöpfe zu bedienen sind, um Veränderungen im Kontrast und in
der Dichte der Negative zu kompensieren. Da das der Platte 10 gegebene Potential
in der Regel keine lineare Funktion der an dem Draht 40 liegenden Spannung ist und
da die Lichtleistung des Vergrößerers 30 nicht im allgemeinen eine lineare Funktion
.der an ihn gelegten Spannung ist, kann es wünschenswert sein, die Autotransformatoren
53 und 55 nichtlinear zu wickeln, um eine geeignete Beziehung zwischen dem Anfangspotential
und der Exposition zu erhalten, wie sie aus F i g. 4 entnehmbar ist.
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Der Apparat nach F i g. 7 ist allein aus Erläuterungsgründen dargestellt.
Es ist ersichtlich, daß viele Änderungen des Verfahrens vorgenommen werden können,
ohne daß der Erfindungsgedanke verlassen wird. So können die verschiedensten Arten
von Beladungsapparaten an Stelle des Beladungsstabes 37 oder anderer Elemente des
Beladungsapparates 31 benutzt werden. Ebenso kann der Vergrößerer 30 durch Kontaktexpositionsapparate
ersetzt werden, und andere Steuerungsvorrichtungen können an die Stelle der dargestellten
Autotransformatoren gesetzt werden. Der Apparat kann ebenfalls zum Arbeiten mit
flexiblen xerographischen Platten ausgebildet sein, einschließlich solcher in Form
eines Bandes. Obwohl der dargestellte Apparat die Steuerung des Kontrastes durch
Veränderung der Beladung gestattet, kann er ebenfalls derart ausgebildet sein, daß
er die Steuerung des Kontrastes durch Veränderung des Entwicklerelektrodenvorspannpotentials
ermöglicht, indem der Ausgang des Autotransformators 53 mit einer relativ niedrigen
Spannungsquelle rückverbunden wird, die ein Vorspannpotential in einem getrennten
Entwicklungsapparat gibt.
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Es sind die verschiedensten Vorrichtungen bekannt, die es gestatten,
den Grad des Kontrastes eines fotografischen Negativs od. dgl. zu bestimmen. Ferner
sind auch Vorrichtungen bekannt, um die Durchschnittsdurchlässigkeit eines Negativs
zu bestimmen. Solche Vorrichtungen können das subjektive Urteil einer Bedienungsperson
unterstützen oder ersetzen. Solche Vorrichtungen können auch mit geeigneten Servomechanismen
direkt die Transformatoren der F i g. 7 betätigen, so daß die Wirkungsweise des
gesamten Apparates völlig selbsttätig wird. Der Apparat der F i g. 7 kann ferner
mit einem Elektrometer ausgerüstet sein, das das Potential auf der xerographischen
Platte 10 mißt entweder vor oder nach der Exposition durch den Vergrößerer
30 oder in beiden Fällen. Solch ein Elektrometer kann zur Messung des Plattenpotentials
nach der Exposition benutzt werden und liefert damit eine schnelle Prüfung über
die Richtigkeit der Exposition. Es kann auch zur selbsttätigen Steuerung der Exposition
verwendet werden.