DE2500520A1

DE2500520A1 - Verfahren zur herstellung von farbkopien

Info

Publication number: DE2500520A1
Application number: DE19752500520
Authority: DE
Inventors: Willi Dipl Ing Schickedanz
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1975-01-08
Filing date: 1975-01-08
Publication date: 1976-07-15
Also published as: US4107733A

Description

Dipl.-Ing. Willi Schickedanz 605 Offenbach am Main
Langener Straße 70

Verfahren zur Herstellung von Farbkopien

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Kopien, insbesondere von Farbkopien.

Sowohl von flächigen oder reliefartigen, als auch von ein- oder mehrfarbigen Vorlagen werden in zunehmendem Maße Kopien gemacht. Da Kopien meist sehr schnell und in großen Mengen hergestellt werden müssen, ist man bestrebt, den Herstellungsprozeß möglichst zu verkürzen und Materialien zu verwenden, die relativ billig sind. Dies ist ein Hauptgrund dafür, weshalb sich z.B. das elektrostatische Kopierverfahren gegenüber dem Photokopierverfahren im industriellen Bereich weitgehend durchgesetzt hat, obwohl seine Wiedergabegenauigkeit bei Vorlagen, die nicht nur aus gedruckten Buchstaben und Ziffern bestehen, relativ gering ist. Die mangelhafte Wiedergabegenauigkeit wird indessen keineswegs begrüßt, sondern allenfalls in Kauf genommen .

Von farbigen Gegenständen oder Druckvorlagen werden in der Regel Kopien dadurch hergestellt, daß sie fotografiert werden. Hierzu werden Umkehr-, Negativ-, Positiv-, Umkehrkopier-, Internegativ- und verschiedene Dupfilme verwendet, die in der Herstellung teuer sind und langwierige Entwicklungsprozesse erfordern. Ein Verfahren, mit dem Farbkopien relativ schnell und von jedermann hergestellt werden können, wurde von E.H. Land und H.G. Rogers entwickelt, das unter dem Namen Polacolorverfahren bekannt ist. Hierbei handelt es sich um ein subtraktives Dreifarbenverfahren, bei dem das Positiv durch Diffusion der beim Aufbau des Negativs nicht verwendeten

— 2—

609829/0356

Farbstoffmoleküle in dia Po.·:;^ :.:ΐvsohicht entsteht. Verfahren ist zwar für den Lr .^n relativ einfach zu haben, doch v/erden die Kopien wegen des auf v/endigen Films, der insgesamt acht Schichten enthält, recht teuer.

Eine andere Methode, Farbkopien herzustellen, ist in dem US-Patent 2 297 691 von Carlson auf Seite i kurz beschrieben. Hierbei handelt es sich um ein Farb-Xei ,-..--Verf ahren, welches eine Variante des Schvarz-V7eiß-Verf ahrens darstellt. Das Schwarz-Weiß-Verfahren besteht bekanntlich aus sechs wesentlichen Schritten. Zunächst wird eine im Hochvakuum auf eine Aluminiumplatte aufgebrachte, amorphe Selenschicht bei völliger Dunkelheit von Elektroden durch stille Entladung elektrisch positiv aufgeladen. Hierauf wird das zu erstellende Bild durch eine Linse auf die Platte projiziert. Dadurch wird die Ladung an den belichteten Stellen abgeleitet, d.h. es entsteht ein latentes, seitenverkehrtes Bild. Die belichtete Platte wird nun mit negativ geladenen Tintenteilchen, die mit thermo- , plastischen Harzen vermischt sind, berieselt. Diese Teilchen bleiben an den Stellen haften, wo sich noch positive Lcdungsträger befinden. Durch Andruck und eine nunmehr wieder positive Zusatzspannung- wird der Tintenstaub zum größten Teil von der Selenplatte auf das Papier übertragen. Dabei entsteht eine seitenrichtige Piiedergabe des Schriftbildes. Der lose haftende Tintenstaub wird"durch den Einfluß von Wärme oder Druck mit Hilfe von beigemischtem thermoplastischem Harz auf dem Papier fixiert.

Ähnlich w'ie das beschriebene Xerox-Verfahren arbeitet auch das sog. Elektrofaxverfahren..- Bei ihm wird jedoch anstelle von amorphem Selen als lichtempfindliche Schicht Zinkoxyd verwendet. Außerdem wird beim Elektrofaxverfahren das elektrostatische Bild, nachdem es mittels eines elektroskopischen Pulvers sichtbar gemacht wurde, sofort fixiert und nicht erst auf Papier übertragen und dann erst fixiert.

Bei dem Farb-Xerox-Verfahren wird die Platte zuerst mit einer Farbe, die von der Originalvorlage über ein Filter gewonnen

-3-

609829/0356

wurde, beaufschlagt. Dann V7ird diese Platte mit gefärbtem Tintenstaub entwickelt, um eine Kopie von dieser Farbe herzustellen. Hierauf wird der gleiche Vorgang für jede andere Farbe wiederholt, und die Tintenstaubbilder werden auf demselben Kopierblatt übereinander gelagert.

Obwohl dieser Vorschlag bereits vor mehr als 35 Jahren gemacht wurde, sind jedoch bekanntlich bis heute noch keine brauchbaren Xerox-Farbkopien hergestellt worden.

Nach einem anderen Vorschlag zur Herstellung von Farbbildern werden fotoelektrophoretische Tonerteilchen verwendet (FR-PS 1 450 843). Hierbei werden verschiedenartig gefärbte, lichtabsorbierende Tonerteilchen in einer Flüssigkeit suspendiert. Die Suspension befindet sich zwischen Elektroden, an die eine Spannung angeschaltet ist und wird mit einem Bild belichtet. Bei Durchführung der einzelnen Verfahrensschritte findet eine bildmäßig verteilte Tonerteilchenwanderung statt, die auf einer der beiden Elektroden ein sichtbares Bild erzeugt. Ein wesentlicher Bestandteil dieses Verfahrens sind die suspendierten Tonerteilchen, die fotoelektrophoretische Eigenschaften haben müssen, d.h. es muß bei ihnen eine Änderung der Polarität der Eigenladung durch Wechselwirkung mit einer der Elektroden bei Einwirkung aktivierender elektromagnetischer Strahlung auftreten. Das Verfahren hat allerdings den Nachteil, daß dann, wenn der Ladungszustand einiger der Tonerteilchen einer gegebenen Farbe nicht genau stimmt, die Teilchen entweder zu stark an der Elektrode haften oder bei Bestrahlung nicht abwandern können. Um diesen Nachteil zu beheben, ist wiederum ein verbessertes Verfahren vorgeschlagen worden (DT-AS 1 622 376), bei dein aber ebenfalls fotoelektrophoretische Teilchen in einer nicht leitenden Flüssigkeit schweben.

Ein weiteres Mehrfarben-Xerographiegerät, bei dem eine fotoleitende Schicht nacheinander mit allen Teilfarbenbildern der Vorlage belichtet wird und die Ladungsbilder mit entsprechenden farbigen Entwicklern sowie auf blattförmige Bildträger übertragen und auf diesen fixiert werden, ist in der DT-OS 2 163 153 beschrieben.

-4-609829/0358

Ein weiteres Verfahren, das mit dar vorliegenden Erfindung einige Gemeinsamkeiten hat, ist das Maskierverfahren mit einem Scanner. Scanner sind Geräte zur Herstellung korrigierter Kopiervorlagen oder Farbauszüge, bei denen das Original punktweise mit Photozellen abgetastet wird, die Tastwerte elektronisch auf die entsprechenden Werte des Schwarzweiß- oder Vierfarbensatzes umgerechnet und danach die Kopierschicht bzw. die 'Farbauszüge belichtet werden. Das Original kann dabei auch selbst punktweise punktweise mit unterschiedlicher Intensität und entsprechenden Farbfiltern beleuchtet und unmittelbar kopiert werden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Herstellung von Kopien, insbesondere von Farbkopien zu finden, bei dem sowohl der Zeit- als auch der Materialaufwand für die Herstellung einer Kopie relativ gering ist.

Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren gelöst, das durch folgende Schritte gekennzeichnet ist:

a) die zu kopierende Vorlage wird simultan oder sukzessive in Farbkomponenten zerlegt,

b) die Farbkomponenten werden simultan oder sukzessive punktweise abgetastet, wobei die Intensitäts-Werte der Farb-Punkte in Steuerungs-Signale umgewandelt werden,

c) die Steuerungs-Signale werden aktiven Strahlern mit ablenkbaren Strahlen zugeführt, wobei diese Strahlen je nach der Intensität der Steuerungs-Signale mehr oder weniger große Strahlungsintensitäten aufweisen,

d) die Strahlen der aktiven Strahler schwächen die Intensität der Farbkomponenten auf einem speziellen Kopierpapier, wobei die Farbkomponenten punktweise nebeneinander oder gleichmäßig übereinander aufgebracht sind und die Schwächung eines bestimmten Bereichs auf dem Kopierpapier in Abhängigkeit von der Farbintensität des diesem Bereich zugeordneten Bezirks auf der zu kopierenden Vorlage erfolgt.

Unter Beibehaltung der Verfahrensschritte a),b), kann die Aufgabe auch dadurch gelöst werden, daß anstelle von aktiven Strahlern Tinten-Kanonen vorgesehen sind, deren Tintenstrahlen ablenkbar und in der Intensität beeinflußbar sind. Durch entsprechende Steuerung dieser Tinten-Kanonen ist es dann möglich, auf neutralem weißern Papier eine Farbkopie aufzubauen.

609829/.0 356 .

Eine vorteilhafte Ausoeshaltung der ersten Lösung besteht darin, daß das spezielle Kopierpapier Farbpunkte aufweist, die nach Maßgabe eines Farb-Fernseh-Schirm-Rasters aufgebaut sind und in ihrer Farbintensität durch elektromagnetische Wellen außerhalb des sichtbaren ;^! reichs geschwächt werden können, während ihre Farbigcensität unter dem Einfluß von elektromagnetischen Wellen des sichtbaren Bereichs stabil bleibt.

Der hierdurch erzielte Vorteil besteht insbesondere darin, daß als Äusgangsmaterial einfache Farbstoffe verwendet werden können, die bei normaler Tagesbeleuchtung farbbeständig sind und erst bei Bestrahlung mit elektromagnetischen Wellen einer bestimmten Frequenz und/oder Intensität ausbleichen. Da der Ausbleichvorgang unter Lichteinstrahlung ein natürlicher Vorgang ist, der bei allen Farbstoffen mehr oder weniger stark auftritt, kommt es nur darauf an, solche Farbstoffe auszusuchen, die zum einen möglichst wenig unter Normalbedingungen ausbleichen und zum andern möglichst schnell und gründlich bei künstlichen Strahlungsverhältnissen ihre Leuchtkraft verlieren.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden im folgenden näher beschrieben. Es zeigen:

Fig.l eine Prinzipdarstellung der Erfindung Fig.2 eine Realisierungsmöglichkeit der Erfindung

mit Plumbikon-Röhren.

Die Fig.la zeigt eine Prinzipdarstellung der erfindungsgemäßen Kopiereinrichtung mit sukzessiver Bildabtastung. Mit 1 ist eine farbige Bildvorlage bezeichnet, die mit ihrer Bildseite nach unten zeigt. Diese Bildvorlage 1 kann beispielsweise eine Farbfotographie oder eine Illustriertenseite sein. Unterhalb der Bildvorlage 1 befindet sich ein Abtastgerät 2, das die Bildvorlage 1 zeilen- und punktweise auf die Intensitätswerte ihrer Farbkomponenten abtastet. In dem Abtastgerät kann eine nicht gezeigte Filteranordnung vorgesehen sein, die beispielsweise bei einem ersten Abtastvorgang über die ganze Fläche der Bildvorlage 1 nur die

-6-609829/0358

Intensitäten der Grün-Komponenten ek-s Bilde..; erfaßt, bei einem zweiten Abtastvorgang nur die Rot-Korrponenten und bei einem dritten Abtastvorgang nur die Intensitäten der Blau-Komponenten. Es ist aber auch ebensogut möglich-, daß in dem Abtastgerät 2 drei verschiedene Sensoren untergebracht sind, die jeweils zur gleichen Zeit auf einen bestimmten ' Farbpunict eines Farbtripeis ansprechen. Die solcherart erfaßten Farb-Intensitäten v/crd'en über eine Leitung 3 einem aktiven Strahler4zugefuhrt, der synchron mit dem Abtastgerät 2 geschaltet ist/ d.h. seine Schwenkbewegungen sind den Bewegungen des Abtasters 2 proportional. Bei dem aktiven Strahler4kann es sich um eine Elektronenoder eine Laser-Kanone handeln. Handelt es sich bei dem aktiven Strahler beispielsweise um eine Laser-Kanone, so kann diese verschiedenartig aufgebaut sein. So kann etwa ein einziger, in seiner Strahlungsfrequenz veränderbarer Laser genügen, der in drei Durchläufen eine Kopie herstellt. Es ist aber auch möglich, drei Laser parallel in dem aktiven Strahler 4 unterzubringen, die dann simultan ein Farbtripel anstraheln. ,

Der Strahl bzw. die Strahlen des aktiven Strahlers 4 tastet somit das Blatt 5 auf ähnliche Weise ab wie das Abtastgerät die Bildvorlage 1.

In der Fig.Ib ist ein Ausschnitt 6 des Blatts 5 vergrößert dargestellt. Man erkennt hieraus, daß das Blatt ähnlich aufgebaut ist wie die Leuchtfläche einer Farbfernseh-Bildröhre: in einer Zeile folgen auf blaue Punkte 7 grüne Punkte 8 und auf diese rote Punkte 9. Anders als bei den Farbstoffen einer Bildröhre handelt es sich hier jedoch nicht um solche Stoffe, die beim Auftreffen eines Elektronenstrahls mehr oder weniger aufleuchten, sondern um chemische Verbindungen, die beim Auftreffen ganz bestimmter elektromagnetischer Wellen mehr oder weniger ausbleichen, je nachdem wie groß die Intensität dieser Wellen ist.

Hat beispielsweise das Abtastgerät 2 festgestellt, daß ein bestimmter Punkt der Bildvorlage 1 einen Blau-Wert von geringer Intensität aufweist, so muß der entsprechende Blau-Punkt auf dem Blatt 5 stark ausgebleicht werden. Es findet also gewisser-

609829/0356 ——-* _₇-

BAD ORIGINAL

maßen eine Inversions-Steueiupg des aktiven Strahlers 4 durch das Abtastgerät 2 statt.

Selbstverständlich kann das hier anhand der additiven Farbmischung erläuterte Verfahren auch" dahingehend abgewandelt v/erden, daß mit einer subtraktiven Farbmischung gearbeitet wird. Hierzu können beispielsweise drei Farbschichten übereinander gelagert werden, von denen jede nur auf bestimmte Wellenlängen mit einem Ausbleichvorgang reagiert, während die anderen Farbschichten konstant bleiben. Der zuvor beschriebene Vorgang bei der additiven Farbmischung wiederholt sich hierbei in der Tiefe, d.h. die auszubleichenden Farbpunkte liegen nicht nebeneinander, sondern hintereinander. Natürlich müssen darüber hinaus auch noch die besonderen Regeln der subtraktiven Farbmischung beachtet werden.

Verwendet man anstelle eines aktiven Strahlers 4 eine Farbkanone, mit der gefärbte Tinte verspritzt werden kann, so ist es möglich, auf das besonders präparierte Blatt 5 zu verzichten und mit einfachem weißem Papier zu arbeiten. Derartige Farbkanonen sind bereits aus der Schreibmaschinen- und Fernschreibertechnik bekannt, wo eingefärbte Tintenteilchen ionisiert und auf ein weißes Blatt Papier hin beschleunigt werden.

In der Fig.2 ist eine Realisierungsmöglichkeit des anhand der Fig.l erläuterten Verfahrens gezeigt. Die zu kopierende Bildvorlage IO wird über ein Objektiv 11, eine Feldlinse 12, eine Blende 13 und ein System von Farbspiegeln 14,15,16 zur Strahlenteilung nach den Grundfarben getrennt auf eine Rot-(17), Grün-(18) und Blau(19)-Plumbikon-Kameraröhre gegeben. Die den jeweiligen Farben entsprechenden elektrischen Farbsignale werden sodann auf drei verschiedene aktive Strahler 20,21,22 geschickt, welche jeweils einer bestimmten, auf dem Blatt 23 angebrachten Grundfarbe zugeordnet sind. Bei den Strahlungskanonen 20,21,22 kann es sich wieder um Elektronen- oder Laserstrahler handeln. Werden Laserstrahler verwendet, so ist es besonders vorteilhaft, den Laser nicht mechanisch zu schwenken, sondern eine digitale Lichtablenkung vorzunehmen.

-8-

609829/0358

Die digitale Lichtab] eiii'ung karm dabei auf an sich bekannte Weise mit Hilfe von Ultraschall-Ablenkern vorgenommen werden, deren Ultraschallfrequenz ein direktes Maß für den /iblenkungswinkel des Laserstrahls ist.

Statt der in Fig.2 gezeigten Plumbikon-Röhren 17,18,19 können auch sog. Vier'röhren-Kameras verwendet werden, bei denen das Helligkeitssignal getrennt übertragen wird, um die Anforderungen

an die Genauigkeit der drc: Farbauszüge zu verringern.

Weitere Hilfsmittel zur Verbesserung und Vervollkommnung des erfindungsgemäßen Verfahrens sind denkbar. So kann etv/a zur Steigerung der Helligkeit der von den Röhren 17,18,19 empfangenen Vorlagen-Strahlenbündels die Vorlage 10 mit einer zusätzlichen künstlichen Lichtquelle angestrahlt werden.

Ebenso ist es mit einer Vorrichtung gemäß Fig.2 möglich, eine subtraktive Farbausbleichung vorzunehmen. Dieses Farbausbleichverfahren ist jedoch von anderen subtraktiven Ausbleichnethoden verschieden. Bei ihm entsteht nicht wie beim Gasparcolor-Verfahren beim Ausbleichen eines Silberbildes durch Zerstörung des jeweiligen Schichtfarbstoffs ein Farbpositiv, sondern die Ausbleichung wird durch elektromagnetische Strahlung erreicht, ohne ein Silberbild auszubleichen.

Bisher wurde zur Erläuterung der Erfindung stets eine zukzessive Bildabtastung und ein sukzessiver Bildaufbau beschrieben. Es ist jedoch auch eine simultane Abtastung bzw. ein simultaner Aufbau möglich, wenn hinreichend viele Sensoren bzw. Strahler nebeneinander angeordnet werden.

60982 9/0356

Claims

P at ent ansprüche

Verfahren zur Herstellung von Kopien, insbesondere von Farbkopien, gekennzeichnet durch folgende Schrittet

a) die zu kopierende Vorlage.wird simultan oder sukzessive in Farbkomponenten zerlegt,

b) die Farbkomponenten werden simultan oder sukzessive! punktweise abgetastet, wobei die Intensitäts-Vierte der Farb-Punkte in Steuerungs-Signale umgewandelt werden,

c) die Steuerungs-Signale werden aktiven Strahlern mit ablenkbaren Strahlen zugeführt, wobei diese Strahlen je nach der Intensität der Steuerungs-Signale mehr oder weniger große Strahlungsintensitäten aufweisen,

d) die Strahlen der aktiven Strahler schwächen die Intensität der Farbkomponenten auf einem speziellen Kopierpapier, wobei die Farbkomponenten punktweise nebeneinander oder gleichmäßig übereinander aufgebracht sind und die Schwächung eines bestimmten Bereichs auf dem Kopierpapier in Abhängigkeit von der Farbintensität des diesem Bereich zugeordneten Bezirks auf der zu kopierenden Vorlage erfolgt.
2. Verfahren zur Herstellung von Kopien, insbesondere von Farbkopien, bei dem die zu kopierende Vorlage simultan oder sukzessive in Farbkomponenten zerlegt und die Farbkomponenten

. simultan oder sukzessive punktweise abgetastet werden, wobei die Intensitäts-Werte der Farb-Punkte in Steuerungs-Signale umgewandelt werden, gekennzeichnet durch folgende Schritte:

a) die Steuerungs-Signale werden Tinten-Kanonen zugeführt, wobei die Intensität der von diesen Tinten-Kanonen ausgesandten farbigen Tintenstrahlen je nach der Intensität der Steuerungs-Signale mehr oder weniger groß sind,

b) die farbigen Tintenstrahlen markieren die Intensität der Farbkomponenten auf normalem weißem Papier, wobei die Farbkomponenten punktweise nebeneinander oder gleichmäßig übereinander aufgebracht werden.
3. Verfahren zur Herstellung von Kopien nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das spezielle Kopierpapier Farbpunkte aufweist, die nach Maßgabe eines Farb-Fernseh-Schirm-Rasters aufgebaut sind und in ihrer Farbintensität durch

609829/03 56

/O I D U[U 3 L U

- ^ elektromagnetische Wellen außerhalb ds; sichtbaren Bereichs geschwächt werden können, währene ihre l· t-rbintensität unter dem Einfluß von elektromagnetischen Wellen des sichtbaren Bereichs stabil bleibt.
4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch -gekennzeichnet , daß die aktiven Strahler Laser.mit digitaler Lichtablenkung sind.
5. Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Zerlegung der Bildinformation in Farfoko'raponenten durch. Spiegelsysteme vorgenommen wird.
6. Verfahren nach den Ansx^ruchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Abtastung der Farb-Intensitätswerte der zu kopierenden Vorlage mit Hilfe von Plumbikon-Röhren vorgenommen wird.

6 09 829/0358

Leerseite