-
Elektrographisches Kopiergerät Die Erfindung betrifft ein elektrographisches
Kopiergerät zur Herstellung eines Ladungsbildes einer Vorlage auf einem isolierenden
Aufzeichnungsmaterial mittels einer Vielzahl von photoleitfähigen Schreibelektroden.
Dabei sind die Schreibelektroden entsprechend einer lichtelektrischen Abtastung
der Vorlage mit Spannung beaufschlagbar.
-
Bei den herkömmlichen, unter Anwendung elektrostatischer Verfahren
arbeitenden Einrichtungen zum Kopieren einer Vorlage wird zuerst die Vorlage belichtet
und dann abgetastet, wonach die Schwankungen des während der Abtastung von der Vorlage
zurückgeworfenen Lichtes einem geeigneten Übertrager oder Wandler zugeleitet werden,
der das zurückgeworfene Lichtbild in elektrostatische Ladungsmuster auf Papier umwandelt.
Das Papier wird dann unter Benutzung eines geeigneten Pulvers, das an den aufgeladenen
Bezirken haften bleibt, entwikkelt und hiernach fixiert. Von den verwendeten Übertragern
oder Wandlern gibt es verschiedene Ausführungen, von denen die Selenplatte angeführt
wird, die bei dem an sich bekannten elektrophotographischen Verfahren in einem Gerät
benutzt wird, das ein in einem Strompfad eingeschaltetes Photowiderstandsmaterial
enthält, mit dessen Hilfe ein Ladungsniederschlag bewirkt werden kann.
-
Eine der bekannten Vorrichtungen verwendet eine schaltende Schreibelektrode
für jede abtastende Photozelle, und dabei wird der abtastende Lichtstrahl von einer
Kathodenstrahlröhre erzeugt. Die Spannung der Schreibelektroden wird konstant gehalten,
und das auf die Elektroden auftreffende Licht wird gemäß der Vorlage verändert.
-
Bei allen diesen Anordnungen bestimmt im allgemeinen die Empfindlichkeit
des elektrostatischen Übertragers oder Wandlers das Endergebnis, und es kann nicht
mehr viel getan werden, um Veränderliche zu kompensieren, z. B. eine veränderliche
Linearität, Farbschwankungen auf dem Untergrund der Vorlage oder zu schwache Kontraste.
Ebensowenig kann in nennenswertem Ausmaß die Farbempfindlichkeit oder die Selektivität
dieser älteren elektrostatischen übertrager oder Wandler geändert werden.
-
Aufgabe der Erfindung ist deshalb die Schaffung eines elektrographischen
Kopiergerätes, das eine Kompensation der Eigenschaften elektrostatischer Schreibwandler
ermöglicht.
-
Der Gegenstand der Erfindung geht von einem elektrographischen Kopiergerät
zur Herstellung eines Ladungsbildes einer Vorlage auf einem isolierenden Aufzeichnungsmaterial
mittels einer Vielzahl von photoleitfähigen Schreibelektroden aus, die entsprechend
einer lichtelektrischen Abtastung der Vorlage mit Spannung beaufschlagbar sind,
und er ist gekennzeichnet durch eine optische Abtasteinrichtung, die synchron mit
der zeilenweisen Abtastung der Vorlage eine Lichtquelle konstanter Helligkeit nacheinander
auf jeweils eine der photoleitfähigen Schreibelektroden abbildet, sowie eine Einrichtung,
die über die optische Abtastung der Vorlage auf lichtelektrischem Wege eine von
den so erhaltenen Bildsignalen abhängige Spannung zurBeaufschlagung der Schreibelektroden
liefert.
-
Bei dem Gegenstand der Erfindung weist demnach der elektrostatische
Übertrager oder Wandler mehrere gesonderte photoleitfähige Schreibelektroden auf,
die in den Stromkreis eingeschaltet sind und zum Aufbringen elektrostatischer Ladungen
auf das Aufzeichnungsmaterial dienen. Anstatt das von der Vorlage zurückgeworfene
Licht auf diese photoleitfähigen Schreibelektroden fallen zu lassen, wobei auf dem
Aufzeichnungsmaterial 'ein Ladungsbild erzeugt wird, wird das Licht aus einer eine
gleichbleibende Lichtstärke aufweisenden Lichtquelle der Reihe nach auf jede der
photoleitfähigen Schreibelektroden geleitet, während die#Amplitude der vorbeeinflussenden
Stromquelle in Abhängigkeit von dem von der Vorlage zurückgeworfenen Licht verändert
wird, die synchron abgetastet wird. Die konstante Lichtquelle dient zum Einschalten
einer jeden photoleitfähigen Schreibelektrode nach Art eines Schalters, der geschlossen
wird, so daß ein Strom fließen kann, dessen Amplitude>von dem Licht bestimmt wird,
das von jedem in dem betreffenden
Zeitpunkt abgetasteten Bildelement
auf der Vorlage zurückgeworfen wird. Die stattfindende elektrostatisehe Aufladung
ist eine Funktion der Stärke des fließenden Stromes. Auf Grund dieser Art von Steuerung
ist es möglich, einige an sich bekannte elektrische Schaltungen zu benutzen, um
die Kontrastansprache zu verbessern sowie um die Linearität zu bestimmen, um irgendein
anderes erwünschtes Merkmal für den elektrischen Strom in Abhängigkeit von der Erregungsspannung
zu erhalten, die von einer einzelnen abtastenden Photozelle abgenommen wird. Weiterhin
ist eine Empfindlichkeit für verschiedene Farben viel leichter zu erzielen, entweder
wahlweise oder für ein breites Band, da bei den photoleitfähigen Schreibelektroden
ein viel besserer und viel weiterer Bereich von Merkmalen erzielbar ist als bei
den herkömmlichen Photozellen. Ferner kann durch einfache Schaltungsmaßnahmen an
Stelle eines Positivs ein Negativ erhalten werden.
-
Gegenüber den bekannten Vorrichtungen ist der Aufwand wesentlich geringer,
da nur eine abtastende Photozelle bei einer Vielzahl von photoleitfähigen Schreibelektroden
verwendet wird. Indem die Schreibelektrode durch den hellen Lichtstrahl voll durchgeschaltet
wird und dann die angelegte Spannung durch das von der abgetasteten Vorlage reflektierte
Licht gesteuert wird, ist die Ansprechgeschwindigkeit des Systems größer als bei
den bekannten Vorrichtungen.
-
Die Erfindung wird nunmehr ausführlich beschrieben. In der Zeichnung
ist die F i g. 1 eine schaubildliche schematische Darstellung einer Ausführungsform
der Erfindung, F i g. 2 ein Querschnitt durch einen elektrostatisehen übertrager
oder Wandler, der sich für das erfindungsgemäße Verfahren eignet, und die F i
g. 3 eine schaubildliche schematische Darstellune, einer anderen Ausführungsform
der Erfindung. Nach der F i g. 1 wird eine Vorlage 10, die abgetastet
werden soll, in irgendeiner Weise an einer Trommel 12 befestigt. Am Umfang der Trommel
sowie an der Stelle, an der sich die Vorlage befindet, ist ein lichtdurchlässiger
Streifen 14 angebracht. Wie mit unterbrochenen Linien dargestellt, ist im Innern
der Trommel eine Lichtquelle 16 angeordnet, die durch einen kleinen, mit
16A bezeichneten Fleck durch den lichtdurchlässigen Ring hindurchleuchtet.
Eine Linse 18 wirft eine Linie des Bildes auf die Vorlage sowie den angrenzenden
Lichtfleck auf einen sich drehenden mehrseitigen Spiegel 20. Eine Antriebsquelle
22 treibt die Trommel und den Spiegel synchron in bezug aufeinander an.
-
Wenn der Spiegel sich dreht, so wirft er einen Lichtpunkt und nacheinander
die Bildelemente einer Linie oder Zeile der Vorlage auf einen elektrostatisehen
Bildwandler 26 bzw. auf eine neben diesem angeordnete Photozelle 24. Wie
aus der F i g. 2 zu ersehen ist, weist der Bildwandler 26 eine Anzahl
von Schreibelektroden auf, die quer über den Bildkonverterteil 26A des elektrostatischen
Wandlers angeordnet sind. An der Rückseite des BildwandlersIst im Abstand eine leitende
Schiene 26B angeordnet. Zwischen dem Bildkonverter 26A und der Schiene 26B
wird Papier oder ein anderes geeignetes Material, auf dem die Kopie hergestellt
werden soll und das elektrostatisch aufgeladen wird, hindurchgeführt.
-
Der sich drehende Spiegel wirft der Reihe nach Zeilen der auf der
Trommel befindlichen Vorlage auf die Photozelle 24. Der gleichzeitig reflektierte
Lichtfleck, der auf jeweils eine Elektrode des Wandlers fällt, ist so hell oder
intensiv bemessen, daß er jede der Elektroden, auf die er fällt, so hoch leitend
wie möglich macht. Das Ausgangssignal der Photozelle 24 wird zu einem Bildsignalverstärker
30 geleitet. Das AusgangssignaI des Bildsignalverstärkers wird dem Bildwandler
26A zugeführt. Die Schiene 26B ist mit dem Ausgang einer Hochfrequenzsignalquelle
32 verbunden.
-
Aus der F i g. 2 ist zu ersehen, daß der im Querschnitt dargestellte
Bildwandler 26 einen aus Glas oder einem anderen geeigneten Material bestehenden
Isolator 34 aufweist, der mit einer Vielzahl von winzig kleinen Durchbohrungen versehen
ist. In jede dieser Bohrungen ist ein Draht 36A, 36B, 36C
usw. eingesetzt
und genau an der Außenseite des dielektrischen Isolators 34 abgeschnitten. Danach
wird ein Teil des Drahtes von der einen Seite der Unterlage weggeätzt. Dieser weggeätzte
Bezirk wird dann mit einem photoleitfähigen Material 38A, 38B, 38C
usw.
z. B. mit Kadmiumsulfid aufgefüllt. Auf die Kadmiumsulfidseite des Bildwandlers
wird dann eine lichtdurchlässige leitende Schicht 40 aufgetragen. Die Drahtenden
können dann als Schreibgriffel für das Aufbringen einer elektrostatischen Ladung
auf das Papier dienen, das zwischen der Schiene 26B und den Drahtenden an diese
anliegend hindurchgeführt wird.
-
Wie bereits beschrieben, wird das Ausgangssignal der Photozelle 24
zum Bildverstärker 30 geleitet, und dessen Ausgangssignal wird der transparenten
leitenden Schicht 40 zugeführt. Wie bereits erwähnt, steht die Schiene 26B mit der
Hochfrequenzsignalquelle 32 in Verbindung. Es hat sich gezeigt, daß ein zur
Schiene 26B geleitetes hochfrequentes Signal die Bildsignalpegel herabsetzt, die
erforderlich sind, und die Empfindlichkeit der Einrichtung vom Bildpegel aus zum
aufgezeichneten elektrostatischen Bild linearisiert.
-
Es wird nunmehr darauf hingewiesen, daß jede der photoleitfähigen
Schreibelektroden im Bildkonverter 26A hochleitend gemacht wird durch das
Licht aus dem Lichtfleck 16A, wobei die Photozelle 24 in Ab-
hängigkeit
von einem Bildelement, das auf die Photozelle fällt, ein Ausgangssignal erzeugt.
Das Ausgangssignal wird zum Bildsignalverstärker 30 geleitet, der einen Polarisationsstrom
durch die photoleitfähige Elektrode fließen läßt, dessen Amplitude von der Amplitude
des in diesem Zeitpunkt abgetasteten Bildelementes bestimmt wird, wobei die von
dem Griffel auf das Papier aufgebrachte elektrostatische Ladung der Lichtintensität
des Bildelementes entspricht. Das Papier 28 mit dem auf diesem befindlichen
Ladungsmuster, das die Zeile der abgetasteten Elemente darstellt, wird durch eine
Papierbehandlungsstation 42 bewegt, in der das elektrostatische Bild unter Anwendung
von an sich bekannten Verfahren entwickelt wird.
-
Die F i g. 3 zeigt eine andere Anordnung der erfindungsgemäßen
Einrichtung, die einen einfacheren Aufbau besitzt. In diesem Fall wird die Vorlage
flach gehalten. Die Vorlage 10 befindet sich in der Nähe einer Lichtquelle
50, die einen Lichtpunkt aussendet der zum Belichten einer einzelnen photoleitfähigen
Schreibelektrode ausreicht, die hochleitend wird. Die Vorlage und der Lichtfleck
werden in der zuvor beschriebenen Weise mit Hilfe eines
mehrseitigen
Spiegels 52 abgetastet, der sich im vorliegenden Fall um eine waagerechte
Achse dreht. Eine drehbare Zugspindel 56 trägt eine mit dieser in Schraubverbindung
stehende photoelektrische Zelle 54. Die Zugspindel wird von einem Getriebekasten
58 aus angetrieben. Sowohl das Getriebe 58
als auch der Spiegel
52 werden synchron von einer Antriebsquelle 60 aus angetrieben. Es
ist ein dem Bildwandler 26 A gleichender Bildwandler 62 vorgesehen,
dem das Ausgangssignal eines Bildsignalverstärkers 64 zugeführt wird. Der Bildsignalverstärker
nimmt das Ausgangssignal der photoelektrischen Zelle 54 auf. Wie bei der zuvor beschriebenen
Ausführung ist eine Schiene 68 vorgesehen, der das Ausgangssignal einer Hochfrequenzsignalquelle
66 zugeführt wird.
-
Dreht sich der mehrseitige Spiegel 52, so spiegelt er der Reihe
nach eine Spalte der Lichtschwankungen von der Vorlage 10 zur photoelektrischeu
Zelle 54. Zugleich wird das Licht aus der Lichtquelle 50 veranlaßt, den Bildkonverter
62 zu überqueren. Die Arbeitsweise der Einrichtung zum Erzeugen einer elektrostatischen
Ladung auf dem Papier 70 ist gleich der Arbeitsweise der an Hand der F i
g. 1 beschriebenen Einrichtung. Bei der beständigen Drehung des Spiegels
wird bewirkt, daß die photoelektrische Zelle 54 sich längs der Kante der Vorlage
10 bewegt, wobei die aufeinanderfolgenden Spalten der Bildelemente auf der
Vorlage an der photoelektrischen Zelle vorbeiwandern. Diese aufeinanderfolgenden
Spalten von Bildelementen werden auf dem Papier 70 als elektrostatisches
Ladungsmuster aufgezeichnet.
-
Da derselbe Spiegelprojektor sowohl den Bildfleck als auch den Lichtfleck
projiziert, so wird bei dem Vorbeiführen des Bildes an der Photozelle und bei der
übertragung des Steuerfleckes längs der Bildschiene eine genaue Synchronisation
aufrechterhalten. Das von der Photozelle erzeugte Bildsignal bewirkt, daß die von
dem vorbeiwandernden Fleck belichteten Griffel ein Bild erzeugen. Die anderen Griffel
werden nicht belichtet und sprechen daher auf die Schwankungen des zugeführten Bildsignals
nicht an.
-
Da das dem Bildkonverter zugeführte Signal verstärkt ist, kann es
für verschiedene Zwecke verwendet werden. Zum Beispiel kann es als einfache Vorrichtung
zum Herstellen eines Positivs oder eines Negativs dienen, wobei Umkehrstufen im
Verstärker ein- oder ausgeschaltet werden. Es kann die Verstärkung so eingestellt
werden, daß eine bessere Linearität erzielt wird und damit stärker lineare Ergebnisse.
Wird ein Kopieren mit starkem Kontrast gewünscht, dann können die Signale nach beiden
Seiten begrenzt werden, wobei die unter einem bestimmten Pegel liegenden Signale
nur weiße Bilder und die oberhalb des genannten Pegels liegenden Signale dunkle
Bilder erzeugen. Wegen der weiten spektralen Empfindlichkeit, die mit photoelektrischen
Zellen erzielbar ist im Gegensatz zu der begrenzten spektralen Empfindlichkeit photoleitfähiger
Materialien, kann diese einen elektrostatischen Wandler betreibende Einrichtung
veranlaßt werden, auf einen außerordentlich breiten Bandbereich von Farben anzusprechen
ebenso wie auf einen sehr schmalen Spektralbereich.