DE2520009A1 - Farbdokumentenschirm und elektrofotografisches abbildungsverfahren - Google Patents

Description

DR. ING. E. HOFFMANN · DIPL. ING. W. EITLH · DR. FER, NAT, K. HOFFMANN

PATENTANWÄLTE D-8000 MÖNCHEN 81 · ARABELLASTRASSE 4 - TELEFON (0811) 9Π087 2 5 20

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XEROX CORPORATION, Rochester, N.Y. / USA

Farbdokumentenschirm und elektrofotografisches Abbildungsverfahren

Die Erfindung betrifft einen Farbdokumentenschirm zur Ausdehnung des Bereiches eines elektrofotografischen FarbabbildungsVerfahrens und zur nahen Verwendung bei der Abbildungsfläche eines zu kopierenden Originaldokumentes, sowie ein elektrofotografisches Farbabbildungsverfahren, welches ein oder mehrere Sequenzen umfasst, bei dem an einer Belichtungsstation ein Originaldokument vorgesehen wird, beleuchtet wird und das von dem beleuchteten Dokument reflektierte Licht durch einen Farbfilter und ein Linsensystem hindurch auf ein geladenes, fotoempfindliches Element so geworfen wird, dass darauf eine latente, elektrostatische Abbildung entsteht. Die Erfindung bezieht sich damit

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auf elektrofotografische Prozesse. Insbesondere bezieht sich die Erfindung auf Raster-Farbabschirmtechniken, durch die der Bereich von relativ hoch-kontrastigen, elektrofotografischen Prozessen, wie beispielsweise der Farbxerografie, ausgedehnt wird.

Beim elektrofotografischen Drucken gemäss der US-Patentschrift 2 29'7 691 weist die fatoleitende Oberfläche ein darauf auf gezeichnetes, elektrostatisches, latentes Bild auf. Gewöhnlich wird das Verfahren so durchgeführt, dass die fotoleitende Oberfläche im wesentlichen gleichförmig elektrostatisch aufgeladen wird und dann dem Lichtmuster des zu reproduzierenden Bildes ausgesetzt wird, wodurch eine Auflösung der Ladung in den belichteten Zonen der geladenen fotoleitenden Oberfläche erfolgt« Die nicht entladenen Zonen der fotoleitenden Oberfläche bilden so ein elektrostatisches, latentes Bild, entsprechend der Konfiguration des Lichtmusters des Originals.

Das elektrostatische, latente Bild kann dann dadurch entwickelt werden, dass man es mit einem fein verteilten, elektrostatisch anziehbaren Material, wie einem Tonerpulver in Berührung bringt. Das Pulver wird in den Abbildungszonen durch das elektrostatische Feldmuster auf der fotoleitenden Oberfläche gehalten. Wo das Feld am schwächsten ist, wird nur wenig oder gar kein Material abgelagert. Somit entsteht ein Pulverbild entsprechend dem Lichtbild der zu reproduzierenden Kopie. Das Pulver wird nachfolgend auf ein Papierblatt, eine Kunststoff- oder andersartige, geeignete Oberfläche übertragen und mit dieser 2ur Bildung eines dauerhaften Druckes fixiert.

Diese grundlegende Vorgehensweise beim elektrofotografischen Drucken kann zur Herstellung von Farbreproduktionen verwandt werden, wenn man die genannten Grundschritte, wie beispielsweise

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in der US-Patentschrift 3 531 195 beschrieben,etwas verändert. Solche Farbreproduktionen entstehen dadurch, dass man die gewöhnliche Technik wiederholt, die darin besteht, dass man (1) die fotoleitende Oberfläche auflädt, (2) sie mit einer Farbkomponente des zu reproduzierenden Gegenstandes belichtet, (3) die fotoleitende Oberfläche mit dem passenden Toner entwickelt und (4) das Tonerbild auf ein Trägermaterial in ausgewählten, wiederholten Arbeitszyklen überträgt.'Die Anzahl an sich wiederholenden Grundsequenzen für die Farbreproduktion hängt von der Anzahl an verwendeten Farben ab, um das Bild zu entwickeln. Während jedes Zyklus wird ein Filter zur Ausscheidung einer unterschiedlichen Farbe vorgesehen, so dass selektiv Licht absorbiert und dadurch Licht bestimmter Wellenlänge auf die fotoleitende Oberfläche übertragen wird, wodurch die fotoleitende Oberfläche auf ein geeignetes Niveau entladen wird. Nach der ersten Belichtung unter Einsatz eines ersten Ausscheidungsfilters wird das elektrostatische, latente Bild auf der fotoleitenden Oberfläche mittels eines komplimentären ersten Farbtoners entwickelt. Das entwickelte Bild aus der ersten betreffenden Farbe wird dann auf ein Trägermaterial übertragen. Das das entwickelte Bild aus der ersten Farbe haltende Trägermaterial wird dann in eine Stellung gebracht, in der es die nachfolgenden, mit anderen Farbtonern entwickelten Bilder aufnehmen kann.

Nach dem Übertragen des entwickelten Bildes aus der ersten Farbe wird die fotoleitende Oberfläche gereinigt und gleichförmig aufgeladen, so dass sie bereit ist, ein zweites Mal belichtet zu werden. Nach Entfernung des ersten Filters wird ein zweiter Filter, der selektiv das Licht absorbiert und eine zweite Farbe aus dem Licht hindurchtreten lässt, in den optischen Projektionsweg eingelegt. Die fotoleitende Oberfläche wird dann entladen, so dass ein zweites elektrostatisches, latentes Bild darauf

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aufgezeichnet wird. Dieses elektrostatische, latente Bild bewegt sich dann durch eine zweite Entwicklungsstation, die das zweite Bild mit einem zweiten,· komplementär gefärbten Toner entwickelt. Das entwickelte Bild wird dann auf das Trägermaterial übertragen, wobei es dem entwickelten Bild aus dem ersten, schon am Trägermaterial anhaftenden Farbtoner überlagert wird.

Durch entsprechende Wiederholung dieses Arbeitsablaufes entsteht auf dem Trägematerial eine Farbreproduktion. Das Trägermaterial wird dann in eine Aufschmelzzone bewegt, wo die Farbreproduktion dauerhaft mit dem Material verbunden werden kann. Obwohl hierauf nicht beschränkt, können drei Arbeitszyklen vorgesehen werden, wobei das Bild mit gelbem ,Magenta und Zyan Toner entwickelt wird« Bei einem solchen Dreifarbensystem werden unterschiedliche Farbausscheidungsfilter verwandt, um subtraktiv die Farbreproduktion zu erzeugen. Diese Filter können rot, grün und blau sein.

Die Farbxerografie schafft ausgezeichnete Ergebnisse bei der Reproduktion von linienförmigen Kopien, d.h. gedruckten Symbolen, wie Buchstaben oder Zahlen. Andererseits entstehen dem Verfahren innewohnende Schwierigkeiten dann, wenn die zu reproduzierende Kopie grosse, kompakte Zonen hoher Dichte oder ein Bild kontinuierlicher Schattierung mit unterschiedlicher Dichte, wie beispielsweise eine Fotografie,aufweist. An dieser Stelle muss eine klare Unterscheidung zwischen dem Problem der xerografisehen Reproduktion von dichten, kompakten Zonen auf einem Original und der genauen xerografischen Reproduktion von Dichtegradienten in den hervorgehobenen und schattierten Bereichen von Originalen mit kontinuierlicher Schattierung gemacht werden, die Zonen unterschiedlicher Dichten aufweisen.

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Ersteres ist ein Entwicklungsproblem, das primär mit dem Offen-Kaskaden-Entwicklungssystem verbunden ist und weitgehend dadurch beseitigt wurde, dass man spezielle Entwicklungstechniken verwandte, oder dass das Ladungsmuster an grossen Zonen angrenzender Ladung auf dem Fotoempfänger, wie nachfolgend diskutiert, verändert wurde. Das letztgenannte Problem ist partiell ein Entwicklungsproblem und partiell ein Problem, das einem Verfahren mit hohem Kontrast und mittlerem Wirkbereich/ wie beispielsweise der Xerografie,innewohnt und dadurch bedingt ist, dass ein vorgegebener Fotoempfänger geringe Dichtegradienten in den hervorgehobenen und schattierten Zonen eines kontinuierliche schattierten Originals, wie einer Fotografie,nicht zu erfassen und folglich auch nicht zu reproduzieren vermag. Die vorliegende Erfindung ist auf die Lösung dieses letztgenannten Problems gerichtet, indem der Wirk bereich erweitert und damit die Ansprechbarkeit auf getönte Reproduktionen beim xerografisehen Verfahren verbessert werden soll.

Es wurden schon zahlreiche Techniken vorgeschlagen, um bei der Xerografie die Kaskaden-Entwicklung von kompakten Zonen zu verbessern. Das Problem der Entwicklung von kompakren Zonen ist, kurz gesagt, eine Folge der elektrischen Feldverhältnisse in Bereichen von grossen, benachbarten Ladungszonen auf dem Fotoempfänger. Die xerografische Entwicklung in diesen Zonen beschränkt sich nur auf derm Umrisse, d.h. eine Entwicklung erfolgt nur in den Bereichen, in denen auf der xerografischen Oberfläche eine Ladungsdifferenz vorliegt. Folglich ziehen die Innerbereich dieser Zonen mit gleichmässiger, hoher Ladung den xerografischen Toner weder an, noch halten sie ihn, so dass sie weiss oder nur sehr geringfügig getönt auf dem Übertragungsblatt erscheinen, obschon es sich hierbei um grosse, kompakte Zonen mit dunkler Schattierung auf dem Original handelt.

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Da das Problem der Entwicklung von kompakten Zonen primär mit Offen-Kaskaden-Entwicklungssystemen verbunden ist, bestand eine Lösung des Problems darin, die Entwicklungstechnik entsprechend anzupassen, wobei an Stelle der Kaskaden-Entwicklung die bekannten Magnetbürsten-,Pulverwolken—oder Flüssigentwicklungssysteme vorgesehen wurden. Eine andere Lösung bestand in der Verwendung von Entwicklungselektroden, wie beispielsweise nach der US-Patentschrift 2 777 418 oder 2 952 24.1.

Ein weiterer Versuch, das Problem der Entwicklung von kompakten Zonen zu lösen, bestand darin, das kontinuierliche Ladungsmuster auf dem Fotoempfänger unter Verwendung von mechanischen, optischen oder elektrischen Mitteln aufzubrechen. So wird in der US-Patentschrift 2 599 542 z.B. vorgeschlagen, zur Erzielung einer verbesserten Deckfähigkeit für die kompakten Zonen eine elektrofotografische Platte zu verwenden, die so geätzt ist, dass sie einem Waffelgittermuster ähnlich ist. Die Einbuchtungen auf der Oberfläche der Platte sind mit einer;:fotoleitenden Substanz ausgefüllt. In der US-Patentschrift 3 248 wird die selektive Entladung einer geladenen, elektrostatischen Platte beschrieben, indem man die Platte mit einem leitenden Element, beispielsweise einer metallischen Gravierwalze, in Berührung bringt, wobei die Walze ein durch Rücken oder Vorsprünge geschaffenes Punktmuster aufweist. Im Anschluss daran erfolgt eine Belichtung der teilweise entladenen Platte mit der Abbildung. Optische Techniken zur Verbesserung der Abdeckfähigkeit von kompakten Zonen mittels Aufbrechen der Ladungszone auf einer elektrofotografischen Platte umfassen die Belichtung der Platte nach dem Laden und vor oder nach dem Abbilden mit einer abgeschirmten Lichtquelle. Der Schirm kann die Form einer Linien- oder Kammaske haben oder ein Punktmuster aufweisen. Die Platte wird in denjenigen Zonen selektiv entladen,

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in denen das Licht durch den Schirm hindurchgelangt, während sie ihre Ladung dort beibehält, wo durch die opaken Zonen im Schirm der Lichtdurchtritt blockiert ist. Beispiele für obtische Verfahren zur Verbesserung der Deckfähigkeit von kompakten Zonen sind in den US-Patentschriften 2 598 732, 3 121 o1o, 3212 888, 3 335 oo3 und 3 535 o36 angegeben.

Die Verwendung von Schirmen oder Abschirmungen,bestehend aus alternierenden, opaken und transparenten Zonen, die zwischen dem abzubildenden Gegenstand und dem Fotoempfänger angeordnet werden, wurde auch schon als Mittel vorgeschlagen, um Abbildungen mit kompakten Zonen aufzubrechen und so eine gleichförmige Entwicklung Vornehmen zu können. Beispielsweise wird in der US-Patentschrift 3 152 528 ein Dokumentenschirm beschrieben, der sich zwischen dem Dokument und dem Linsensystem der xerografischen Kopiermaschine,das Dokument überlagernd anordnen lässt. Der Schirm besteht aus einem transparenten Grundmaterial mit einer Vielzahl von darauf gedruckten, opaken Punkten oder Linien, welche irgendwelche dunklen oder kontinuierlich getönten Zonen auf dem zu kopierenden Dokument aufbrechen. Gewöhnlich bestehen solche Schirme, wie sie handelsüblich seit einigen Jahren verwendet werden, aus einem Muster aus reflektierenden, weissen Punkten auf einem transparenten Hintergrund oder Substrat. Diese Punkte nehmen etwa 3o % der Schirmfläche ein und sind in quadratischer Folge mit einer Anzahl von etwa 6o bis 63 Punkten pro 2,54 cm angeordnet.

Wegen der verbesserten Abdeckung von kompakten Zonen bei xerografiechen Kopien, wie sie durch die genannten Techniken bei Vorliegen eines Originals mit schattierten oder mittel getönten Zonen, wie beispielsweise einer kontinuierlich getönten Fotografie, erzielt werden, wird dem Beobachter der Eindruck

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vermittelt, dass das Verfahren soweit sensitiviert wurde _r dass es nunmehr nicht nur kompakte Zonen sondern auch Dichtegradienten in mittelmässig getönten Zonen des Originals "sehen" und folglich reproduzieren kann. Die Verwendung von solchen mechanischen, elektrischen oder optischen Entladungstechniken oder von reflektierenden Dokumentenschirmen, deren opake Muster wahrheitsgetreu auf den kompakten Zonen der Kopie reproduziert werden, vermag jedoch die Bereichsweite des Verfahrens nicht wesentlich auszudehnen, d.h. geringe Dichtegradienten in den hervorgehobenen und schattierten Zonen des Originals werden nicht als entsprechend auftretende Änderungen in der Dichte der Kopie wiedergegeben.

In der US-Patentschrift 3 627 526 wird eine Abdecktechnik zur Verbesserung des grauen Skalenbereiches bei einem elektrofotografischen Verfahren vorgeschlagen, bei der ein partiell lichtdurchlässiger Kontaktschirm in Berührung mit dem fotoleitenden Element eingesetzt wird. In dem Patent wird darauf hingewiesen, dass das Licht, das durch die partiell durchlässigen Zonen des Schirm^ fällt, den Bereich des Fotoleiters auf eine geringere Stufe entlädt als das benachbarte Licht, das durch die transparenten Zonen des Schirmes fällt. Dies führt zu einem Punktmuster unterschiedlicher Schattierung in den verschiedenen Bereichen der Kopie. Diese Punkte sind zonenmässig nicht wie beim konventionellen Raster-Verfahren moduliert. Bei Austausch eines Schirmen durch einen anderen oder bei gänzlicher Entfernung des Schirmes bedingt das in der US-Patentschrift erwähnte Verfahren, dass die fotoleitenden Oberflächen in unzweckmässiger Weise ersetzt oder erneut bedruckt werden müssen.

Der Bereich eines elektrofotografischen Systems wird gewöhnlich

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in Form der Eingangsbelichtungen ausgedrückt, über denen Veränderungen in der Ausgangsdichte beobachtet werden können. Der Bereich kann grafisch mittels einer Tönungsreproduktionskurve (TRK) dargestellt werden, wobei die Eingangsdichte ausgedrückt in LOg₁ (I00/R0) über der Ausgangsdichte,ausgedrückt in LOg₁ (1oo/Rc), aufgetragen ist. Dabei bedeuten Ro die prozentuale ,spektrale Reflexionsfähigkeit des Originals und Rc die prozentuale, spektrale Reflexionsfahigkeit der Kopie. Wo sich die Reflexionsfahigkeit dem Wert I00 % (weisse Zonen) nähert, erreicht die Dichte somit den Wert 0 (LOg₁ I00/I00-O); an Stellen, wo die Reflexionsfahigkeit abnimmt (gefärbte Zonen) _f steigt die Dichte an. So ist beispielsweise bei einer zehnprozentigen Reflexionsfahigkeit die Dichte gleich 1; bei einer einprozentigen Reflexionsfahigkeit beträgt die Dichte 2. Eine typische TRK von einer Kompaktzonen-Xerografie,bei der ein Selenfotoempfänger verwandt wird, ist in Fig. 1 als ausgezogene Kurve über einer Vielzahl von Eingangsdichten dargestellt. Für die erfindungsgemässen Zwecke wird der Bereich definiert als das Dichtedifferential auf der Abszisse zwischen den Punkten, bei denan die Neigung der S-förmi'jen TRK o,5 beträgt. Der Bereich des in Fig. 1 gezeigten Systems beträgt etwa 0,6.

Die TRK in Fig. 1 veranschaulicht deutlich, warum normale xerografische Systeme eine begrenzte Fähigkeit besitzen, bildhafte Originale zu reproduzieren. Opake Fotografien weisen typisch einen Dichtebereich in der Grössenordnung von etwa 1,5 (^D _max ⁼¹*^{6 : D} _IIli_n ⁼ °'¹) ^{auf un<i} können somit durch ein System mit einem Bereich von 0,6 nicht einfach genau reproduziert werden. Eine Änderung der Belichtung unterhalb oder oberhalb des Punktes, bei dem die minimale Ausgangsdichte für eine Eingangsdichte von 0 vorliegt, bedingt lediglich eine Verschiebung der TRK, ohne Bereichsausdehnung und auf

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Kosten einerherabgesetzten Schatten-oder Hellfeld-Informatian, Tatsächlich lässt sich eine Bereichsausdehnung nur durch eine "Abflachung" der TRK-Kurve erzielen, so dass sich diese soweit wie möglich der gestrichelten geraden Linie in Fig. 1 annähert, wobei ildiese gestrichelte Linie die optimale,wirklichkeitsgetreue Reproduktion sämtlicher Dichten kennzeichnet.

Zur Vergrösserung des xerografischen Bereiches, sowohl bei der farbigen als auch konventionellen schwarz/weiss Xerografie, wurdai schon in der US-Patentanmeldung SH 4o8 7o7 vom 23. Oktober 1973 Verbunddokumentenschirme vorgeschlagen, die aus einem gemischten Punktmuster aus absorbierenden schwarzen Punkten und reflektierenden weissen Punten bestehen. Obschön Schirme der in der Anmeldung offenbarten Bauart für den Einsatz bei der Farbelektrofotografie geeignet sind, sind sie bezüglich einer Änderung des Farbgleichgewichtszustandes oder der Farbtonübersetzung der Kopie bei einem Farbverfahren relativ unflexibel. Des weiteren wurde festgestellt, dass das Raster-Punktmuster bei der nach dem oben erwähnten Farbverfahren geschaffenen Farbkopie aus sich überlappenden Punkten besteht, die sich aus einer Mischung aus den drei subtraktiven Primärfarben zusammensetzen. So zeigte sich beispielsweise, dass die Kopien von gefärbten Originalen, die auf einer Xerox-Farbkopiermaschine Typ 65oo unter Verwendung eines solchen Dokumentenschirms hergestellt worden waren, Zyan,· Magenta-und gelbe Raster-Muster enthielten, wobei die Punkte jeder Farbe aufeinander lagen. Dieser Umstand bedingt bei dem Farbverfahren, das Auftreten eines deutlichen Moire-Problems und erweist sich nachteilig hinsichtlich der gegenständlichen Wahrnehmung der Farbsättigung.

Ziel der Erfindung ist es daher, ein einfaches und wirtschaftliches Mittel zur Verbesserung der Bereichsleistungsfähigkeit

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von elektrofotografischen Verfahren mit hohem Kontrast und mittlerem oder niedrigem Bereich zu schaffen. Ein weiteres Ziel ist die Schaffung einer einfachen Abschirmtechnik zur Verwendung bei einem elektrofotografischen Farbverfahren zu schaffen, mit der sowohl der Prozessbereich vergrössert als auch der Moire-Effekt reduziert werden kann. Schliesslich soll der Bereich des xerografischen Farbverfahrens ausgedehnt werden, so dass ein xerografisches Raster-Bild mit verbesserter Farbreinheit und Sättigung entsteht.

Erfindungsgemäss werden diese Ziele durch Vorsehen eines Färb- dokumentenschirmes der eingangs erwähnten Gattung gelöst, der gekennzeichnet ist durch ein klares, transparentes Hintergrundmaterial mit klaren Zonen und auf dem Hintergrundmaterial angeordneten, gefärbten Zonen, wobei die gefärbten Zonen aus wenigstens einem sich wiederholenden Muster aus gleichen Punkten einer Farbe bestehen, und die gleichen Punkte bezüglich anderen gleichen Punkten bei einer mittleren Millimeterfrequenz gleicher Punkte innerhalb eines Bereiches von etwa 2 bis 16 Punkten angeordnet sind.

Somit wird durch die Erfindung ein Raster.-Verbunddokumentenschirm vorgesehen, der nahe bei dem zu kopierenden Original in der Belichtungsstation des. - elektrofotografischen Farbverfahrens verwendet werden kann. Der Raster-Schirm besteht aus einem klaren,transparenten Hintergrund- oder Substratmaterial, das auf wenigstens einer Oberfläche eine Vielzahl von gefärbten Punkten aufweist und das sich nahe bei, vorzugsweise in Berührung mit der zu kopierenden Fläche des Dokumentes zwischen der Dokumentenfläche und dem bei der Elektrofotografie verwandten Linsensystem anordnen lässt. Die Punkte auf dem Schirm können sich zusammensetzen aus einfarbigen Punkten oder einem gemischten

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bzw. Verbundpunktmuster aus Punkten mit unterschiedlichen Farben. Die regelmässige Wiederkehr und Reihenfolge der Punkte ist so, dass das durch das abgeschirmte Original reflektierte Licht durch das optische System entsprechend den optischen Übertragungsfunktionen des speziellen verwandten Systems umgewandelt wird, so dass das System die grundlegenden räumlichen Frequenzen im Schirmmuster hindurchlässt und die harmonischen, räumlichen Frequenzen im Muster abschwächt. Die räumliche Modulation von einem kontinuierlichen getönten Bild auf einem Original mittels der Abschirmtechnik nach der Erfindung bedingt ein Zonen" massig moduliertes Muster aus Raster-Punkten in der Kopie« Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel wurde festgestellt, dass das Kopierbild von einem kontinuierlich getönten, gefärbten Original aus einem rosettenförmigen Muster aus gefärbten" Raster Punkten unterschiedlicher Grosse besteht, wobei die Grosse der Punkte sich entsprechend der zonenmässigen Modulation der verschiedenen Bereiche des abgeschirmten Originals verändert. Somit werden kleinste Dichteänderungen in sämtlichen Zonen des Originals,einschliesslich der hellsten und dunklen Zonen genau als kleinste Änderungen ir; der Raster-Pu:iktgrösse wiedergegeben. Dies führt zu dem Eindruck einer genauen elektrofotografischen Reproduktion der Dichtegradienten und bedingt eine wirksame Vergrösserung des Bereiches der elektrofotografischen Verfahrens. Zusammengefasst kann man sagen: Die Erfindung ist auf eine Methode gerichtet, um den Bereich von hoch-kontrastigen elektrofotografischen Farbabbildungsverfahren zu erhöhen. Dies erfolgt durch Vorsehen eines gefärbten Dokumentenschirmes, der in der Belichtungsstation nahe der abzubildenden Fläche des Dokumentes verwandt wird. Der Dokumentenschirm besteht aus einem klaren, transparenten Grundelement mit einem Muster aus Punkten wenigstens einer Farbe, vorzugsweise aus Punkten mit zwei oder mehreren unterschiedlichen Farben. Die Frequenz gleicher

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Punkte ist so, dass das für das elektrofotografische Verfahren verwandte optische System die räumlichen, vom abgeschirmten Original reflektierten Frequenzen bei der fundamentalen Schirmfreguenz hindurchlässt, jedoch die harmonischen, räumlichen Frequenzen abschwächt. Das entwickelte Bild besteht aus einer Vielzahl von gefärbten Rasterpunkten unterschiedlicher Grosset wobei die Punktgrösse entsprechend der Reflexionsfähigkeit oder optischen Dichte des Originals variiert.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine Tönungsreprorduktionskurve für ein typisches xerografisches System bei Verwendung von einem Selenfotoempfänger,

Fig. 2 eine Tönungsreproduktionskurve für ein xerografisches System bei Verwendung von einem Selenfotoempfänger und einem erfindungsgemässen Dokumentenschirm,

Fig. 3 eine vergrösserte Ansicht von einer kleinen Zone des Verbundschirmes mit einem Muster aus unterschiedlich gefärbten, gleichen Punkten, die in einem kubischzentrierten Muster angeordnet sind,

Fig. 4 eine vergrösserte Ansicht von einer kleinen Zone des Verbundschirmes mit einem Muster aus unterschiedlich gefärbten, gleichen Punkten, die unter einem geeigneten Winkel angeordnet sind, so dass eine willkürliche Verteilung des Punktmusters entsteht,

Fig. 5 eine vergrösserte Ansicht von einer kleinen Zone eines Verbundschirmmusters aus drei unterschiedlich gefärbten

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Punkten auf einem transparenten Substrat, wobei die Punkte in einem Dreiecks-Gittermuster angeordnet sind,

Fig. 6 eine vergrösserte Ansicht von einer kleinen Zone eines transparenten Verbundschirmes, der drei unterschiedlich gefärbte Punkte enthält und aus einem ersten Schirm mit Punkten einer ersten Farbe besteht, die sich den Punkten einer zweiten Farbe eines zweiten Schirmes überlagern, wobei die Punkte der zweiten Farbe über den Punkten einer dritten Farbe auf einem dritten Schirm liegen, und die Punkte der einzelnen Schirme jeweils so unter einem geeigneten Winkel angeordnet sind, dass eine willkürliche Verteilung des Punktmusters vorliegt.

Wie eingangs erwähnt, betrifft die Erfindung eine spezifische Raster-Abschirmtechnik, um den Bereich von elektrofotografischen Hochkontrast-Prozessen auszudehnen. Die Erfindung.wird speziell in Verbindung mit der Farbxerografie beschrieben, doch versteht es sich, dass sie ebenso gut auf irgendein elektrofotografie ches Farbverfahren anwendbar ist, bei dem durch eine Linse ein von einem gefärbten oder schwärζ/weissen Original reflektiertes Licht auf ein fotoempfindliches Element geworfen wird. Diesbezüglich wird beispielsweise auf das fotoelektrofotoretische Verfahren nach der US-Patentschrift 3 384 556 bzw. auf das Abbildungsverfahren nach der US-Patentschrift 3;7o7 368 oder ähnliche Verfahren verwiesen.

Der erfindungsgemässe Raster-Schirm besteht aus einem klaren, transparenten Träger-oder Hintergrundmaterial mit klaren und gefärbten Zonen. Die gefärbten Zonen bestehen aus einem Punktmuster geeigneter Frequenz, wobei sich das Muster aus einer Vielzahl von gefärbten Punkten mit ein oder mehreren unterschiedlichen Farben zusammensetzt. Die Punkte können im wesentlichen

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opak, im wesentlichen transparent sein oder eine mittlere Transparenz aufweisen und können eine gleichmässige oder ungleichmässige Dichte besitzen. Der Ausdruck "Punkte", wie er hier verwendet wird, soll sich nicht nur auf Punkte im klassischen Sinn, wie die kreisförmigen Konfigurationen nach Fig. 3 bis 6,beziehen sondern umfasst auch Zonen mit im wesentlichen gleichförmiger Dichte, die aus anderen geometrischen Formen gebildet werden; dies können beispielsweise sein: Ellypsen, Quadrate, Dreiecke oder Polygone, da jede dieser Formen geeignet ist, im erfindungsgemässen Sinne arbeiten zu können. Die Punkte können irgendeine Farbe im sichtbaren Spektrum aufweisen/ und gemischte Muster,bestehend aus zwei oder mehreren unterschiedlich gefärbten solchen Punktmustern werden zweckmässigerweise für die meisten Anwendungsfälle, wie sie hier erwähnt sind, verwendet. Mit dem Ausdruck "gleiche Punkte" ist gemeint, dass Punkte ähnlicher spektraler Reflexionseigenschaft vorliegen, d.h. rote Punkte, blaue Punkte, grüne Punkte, weisse Punkte, schwarze Punkte, usw., oder dass es sich um Punkte handelt, deren dominierende Wellenlänge in einem speziellen Bereich.des Farbspektrums liegt, d.h. in der roten, blauen und grünen Wellenlänge: einer Farbskala. Mit dem Ausdruck "gefärbte Punkte" sind Punkte gemeint, die das Licht vorzugsweise im sichtbaren Bereich des Spektrums reflektieren oder durchlassen, d.h. Wellenlängen im Bereich von etwa 4oo bis 7oo m/U. Der Ausdruck umfasst jedoch nicht rein reflektierende weisse Punkte oder absorbierende schwarze Punkte. Das das Punktmuster tragende Grundmaterial kann irgendein klarer/ transparenter Werkstoff, wie beispielsweise Glas oder Kunststoff sein. Klare Folien aus flexiblen Kunststoffen, wie Polyester, Methacrylatpolymeren oder Venylhalogenidpolymeren,mit einer Dicke von weniger als etwa 254o,u (1oo mils) werden besonders bevorzugt, da solche Schirme bei elektrofotografischen Geräten mit flachen als auch gekrümmten Auflageplatten verwendet werden können.

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Das Punktmuster kann irgendeine Farbe im sichtbaren Spektrum aufweisen. Dabei stellt die besondere Farbe oder Farben der einzelnen gleichen Punkte im Muster eine Frage der Auswahl vom Fachmann dar, die von der Art der gewünschten Farbbalance in der Kopiewiedergabe des Originals abhängt. So können die einzelnen Punkte eine oder mehrere der primären Additivfarben, wie Rot, Blau oder Grün, sein oder es handelt sich um eine oder mehrere Subtraktivfarben, wie Zyan, Mägenta oder Gelb. Die Punkte können auch Schattierungen der genannten Farben, wie Orange, Blaugrün, Purpur, Braun und dergleichen darstellen. Die Punkte können auch ein oder mehrere der erwähnten, individuell gefärbten Punktmuster in einem gemischten Muster mit einem im wesentlichen lichtreflektierenden weissen Punktmuster, einem im wesentlichen lichtabsorbierenden schwarzen Punktmuster oder einem gemischten weiss und schwarzen Punktmuster, wie beispielsweise in der US-Patentanmeldung SN 4o8 7o7 beschrieben, umfassen. Somit schliessen die erfindungsgemassen Schirme solche ein, die Punkte einer einzelnen additiven Primärfarbe, Punkte einer Primärfarbe in einem Muster mit Punkten einer anderen Primärfarbe, Punkte aus drei Primärfarben im Muster, Punkte aus einer subtraktiven Primärfarbe, Punkte aus zwei oder mehr subtraktiven Farben im Muster, Punkte aus einer oder mehreren Primärfarben im Muster mit Punkten aus einer oder mehreren subtraktiven Farben und irgendeine der genannten Farben in Musterform mit schwarzen und/oder weissen Punkten enthalten.

Die Frequenz des Schirmpunktmusters ist für Zwecke der Erfindung _als mittlere Periode von gleichen Punkten auf einer bestimmten linearen oder zonenmässigen Meßstelle der Schirmoberfläche definiert. Diese Frequenz ist der reziproke Wert der mittleren Periode von gleichen Punkten und kann durch die Gleichung ausgedrückt werden:f = 1/P, wobei P gleich dem mittleren Abstand zwischen dem geometrischen Zentrum eines

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gleichen Punktes und dem ihm nächstliegenden gleichen Punkt, vermittelt aus der gesamten Anzahl gleicher Punkte pro linearer oder flächenmässiger Massbezugsgrösse der Schirmoberfläche, ist. Somit stellt ein Schirm mit einer Millimeterfrequenz gleicher Punkte von etwa 4 ein solcher dar, bei dem der mittlere Abstand zwischen den Zentren gleicher Punkte auf einem linearen Millimeter oder bei nicht längs einer geradlinigen Reihe aus-»

2 ■' gerichteten Punkten auf einem mm etwa o,25 mm beträgt.

Wie erwähnt, wird die Beziehung zwischen der Frequenz und der Reihenfolge des Punktmuster auf dem Schirm und des auf dem Fotoempfänger auftreffenden Lichtmusters durch die Frequenz-Ansprechfunktion^ speziell durch die optische übertragungsfunktion des jeweiligen, beim elektrofotografischen Verfahren verwandten optischen System bestimmt. Die Beziehung zwischen der räumlichen Frequenz und der optischen Ansprechfunktion wird u.a. in dem Artikel diskutiert "Optics: A Short Course for Engineers and Scientists", Charles S. Williams and Orville A» Beckkung, Seiten 215 bis 228, erschienen bei John Wiley and Sons, New York, 1972. Bei einer bestimmten elektrofotografischen Apparatur können die optischen Übertragungsfunktionen durch die Modulatxonübertragungsfunktion (MÜF) der Linse, Maschinenvibration, Defokussierung des Objektes und Krümmung des Fotoempfängers bestimmt werden. Bei einem bestimmten optischen System ist die Frequenz des Punktmusters zu gering, wenn das Punktmuster durch eine sorgfältig fokussierte Linse genau abgebildet wird, da in diesem Fall die aereale Abbildung des Punktmusters eine Quadratwelle ist, die entsprechend der konventionellen Fourier-Analyse aus Sinuswellen bei der fundamentalen Punktmusterfrequenz und vielen höheren harmonischen Wellen besteht. So ein aereales Quadratwellenbild erzeugt nur eine einzige Punktgrösse auf dem fotoleitenden Element anstelle

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einer Vielzahl von Punktgrössen für die unterschiedlichen Eingangsdichten. Umgekehrt ist die Frequenz des Punktmusters zu hoch/ falls das Punktmuster vollständig durch die Linse verschmiert wird, da in diesem Fall die Auflösung des Punktmusters vollständig verloren geht; dies bedingt eine unmodulierte Abbildung ohne ein Punktmuster auf dem fotoleitenden Element. Die gewöhnlich bei den meisten elektrofotografischen Verfahren verwandten und bei handelsüblich beziehbaren xerografischen Farbgeräten eingesetzten optischen Systeme zeigen die gewünschte Modulation ab einer räumlichen Millimeterfrequenz gleicher Punkte von etwa 2, und die Modulation kann vollständig bei Millimeterfrequenzen verloren gehen, die irgendwo im Bereich von etwa 6 bis etwa 16 ,liegen, wobei dies von der Qualität des optischen Systems abhängt. Für die erfindungsgemässen Zwecke sind daher Raster-Schirme mit einer Millimeterfrequenz gleicher Punkte im Bereich von etwa 2 bis 16 grundsätzlich geeignet. Die gewöhnlich bei der Xerografie oder einer xerografischen Anlage verwandten Systeme sind insbesondere so aufgebaut, dass Verbundschirme mit einer gleichmässigev* Millimeterfrequenz an gleichen Punkten im Bereich von etwa 2,8 bis 6 ausreichend für eine geeignete Bildmodulation sind, so dass das optische System die fundamentalen, räumlichen Frequenzen hindurchlässt, während die harmonischen, räumlichen Frequenzen abgeschwächt werden.

Die fundamentalen und harmonischen Frequenzen des zuvor genannten Schirmpunktmusters beziehen sich auf die Frequenzen von Sinuswellen, die erforderlich sind, um die Reflexionsmuster von gleichen Punkten im Schirm entsprechend der konventionellen Fourier-Analyse künstlich darzustellen. Im Rahmen der Erfindung ist weiter darauf hinzuweisen, dass gleiche Punkte in irgendeiner regulären Reihenfolge angeordnet werden können, oder dass sie

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bezüglich der anderen gleichen Punkte willkürliche Stellungen einnehmen können. Als Beispiel für die reguläre Reihenfolge stehen quadratische, rechteckige, rhomboedrische oder hexagonale Gitter, wobei die fundamentale Schirmfrequenz durch die Grundperiodizitat der Reihenfolge gleicher Punkte definiert ist. Die Frequenz ist durch die Gleichung f = 1/P gegeben, wobei P der mittlere Abstand zwischen gleichen Punkten pro geradliniger MassbezugsgrÖsse der Schirmoberfläche ist. Bei willkürlicher Verteilung wird die fundamentale Frequenz im wesentlichen ebenso definiert, wobei P gleich dem mittleren Abstand zwischen einem gleichen Punkt und dem ihm am nächsten kommenden gleichen Punkt ist, der in der willkürlich verteilten Reihe pro Bereich der Schirmoberfläche benachbart; liegt. Obgleich die gleichen Punkte vollständig willkürlich verteilte Stellungen in der ungeordneten Reihe einnehmen können, hat es sich als vorteilhaft erwiesen, wenn gleiche Punkte derselben Farbe keine Überlappungen eingehen. Ferner ist darauf hinzuweisen, dass bei gemischten Punktmustern es nicht notwendig ist, dass die Frequenz eines gleichen Punktmusters identisch mit der Fjrcquenz eines andern, unterschiedlichen gleichen Punktmusters sein braucht; auch braucht die Frequenz in sämtlichen Zonen der Schirmoberfläche nicht gleichförmig zu sein, solange die Frequenz jedes gleichen Punktmusters ausreicht, um eine geeignete Modulation innerhalb der zuvor herausgestellten Modulationsoder Frequenzparameter zu erzielen.

Ein Ausführungsbeispiel für eine Punktfolge ist das kubisch zentrierte reguläre Muster nach Fig. 3, das aus einer Vielzahl von Quadratfolgen gleicher Punkte besteht, die einen zentral gelegenen, unterschiedlichen Punkt umgeben. Die Quadratfolge in Fig. 3 ist in dem zellenförmigen Bereich angedeutet, der durch die gestrichelte Linie umgeben wird. In diesem zellenförmigen

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Bereich sind vier gleiche Punkte, z.B. rote,in einer quadratförmigen Anordnung gezeigt, wobei ein anders gefärbter. Punkt, beispielsweise zyan, im Schnittpunkt der Diagonalen der roten Punkte gelegen ist. Die Folge kann natürlich in gleicher Weise auch an einer anderen Zone in Form von vier Zyan Punkten dargestellt werden, die in quadratförmiger Anordnung einen zentral gelegenen roten Punkt umgeben. Wenn man annimmt, dass die Millimeterfrequenz von roten und zyan Punkten des Verbundschirms nach Fig. 3 vier beträgt, bedeutet dies für die erfindungsgemässen Zwecke, dass längs jeder der beiden wechselseitig senkrechten geradlinig ausgerichteten, imaginären Linien von 1 mm Länge, die einen gemeinsamen Endpunkt umgeben, ein repetitives zweidimensionales Muster aus vier roten Punkten vorliegt, und dass vier zyan Punkte längs jeder der beiden wechselseitig senkrechten anderen,geradlinig ausgerichteten, imaginären Linien von ebenfalls 1 mm Länge, die einen gemeinsamen Endpunkt umgeben, vor-

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handen sind. Somit enthält 1mm Verbundschirmfläche bei kubisch zentrierter Millimeterfrequenz gleicher Punkte von 4 etwa 16 rote Punkte und 16 zyan Punkte.

Obgleich das kubisch zentrierte Muster nach Fig. 3 hinsichtlich der räumlichen Musterfolge für zwei unterschiedliche Punktmuster sehr wünschenswert ist, stellt die Herstellung solcher Schirme einen zeitaufwendigen und relativ teuren Faktor dar, wenn das kubisch zentrierte Muster über den gesamten Schirmbereich, insbesondere bei höheren Schirmfrequenzen genau reproduziert werden soll.'Eine ungünstige Ausrichtung des" kubisch zentrierten Musters an verschiedenen' Schirmzonen kann zu einem unerwünschten Moire-Mustex führen, das nachteilig die Modulation des Punktmusters beeinflusst. Folglich stellt eine einfachere Ausbildung des Verbundschirmes ein willkürlich gemischtes Punktmuster dar, das dadurch geschaffen werden kann, dass man eine erste, lineare

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Reihe gleicher Punkte und eine zweite, unterschiedliche, lineare Reihe gleicher Punkte unter einem passenden Winkel zueinander ausrichtet, so dass eine willkürliche Verteilung vorliegt und der Moire-SjEekt auf ein Minimum reduziert wird. Dies erfolgt am besten dadurch, dass man eine regelmässige lineare Reihe aus gleichen Punkten unter einem passenden Winkel von beispielsweise etwa 3o° bis etwa 6o° bezüglich einer regelmässigen linearen Reihe aus unterschiedlichen, gleichen Punkten ausrichtet. Bei dieser Reihenanordnung ist der relative Abstand von unterschiedlich gefärbten Punkten nicht gleichmässig wie beim kubisch zentrierten Muster, so dass tatsächlich an einigen Zonen der Schirmfläche sich einige der unterschiedlich gefärbten Punkte überlappen. Ein Beispiel für ein Punktmuster, das durch überlagerung eines linearen Rotpunkt-Schirms auf einem linearen Zyanpunkt-Schirm, ausgerichtet unter einem Winkel von 3o gebildet ist, ist in Fig. 4 dargestellt. Wie bei den Verbundschirmen mit kubisch zentriertem Muster sollte die Millimeterfrequenz gleicher Punkte in der ausgerichteten Reihe innerhalb des Bereiches von 2 bis 16 liegen, um beste Ergebnisse zu erhalten.

In den meisten Fällen der elektrofotografischen Reproduktion ist es wünschenswert, dass der Dokumentenschirm im wesentlichen neutral ist, d.h. dass sämtliche Primärfarben vorhanden sind. Die Neutralität wird am besten mit einem Muster aus zwei gleichen Punkten angenähert,indem man eine der additiven Priioärfarben und deren komplimentäre subtraktive Primär farbe vorsieht. So kann ein Rotpunkfc-Muster, das im roten Bereich des Spektrums hochgradig reflektierend ist, mit einem Zyanpunkt-Muster kombiniert werden, das im roten Bereich des Spektrums absorbierend wirkt, jedoch in den grünen und blauen Bereichen den Spektrums reflektierend ist. Aus gewissen Gründen werden

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blaue Punkte logischerweise mit gelben Punkten und grüne Punkte mit Magenta Punkten verwandt.

Eine Neutralität kann ebenfalls unter Verwendung eines gemischten Punktmusters aus drei additiven Primärfarben, d.h. roten, blauen und grünen Punkten, angenähert erhalten werden. Ein Ausführungsbeispiel für eine Folge aus drei unterschiedlichen^gleichen Punkten ist das rhomboedrische Gitter gemäss Fig. 5. Bei dieser Folge liegen die roten, grünen und blauen gleichen Punkte längs geradlinig ausgerichteter Linien, die einen Winkel c?C von etwa 37° zur Horizontalen bilden. «X kann von O bis 9o variieren. Die unterschiedlich gefärbten Punkte in der Folge nach Fig. 5 bilden ein Dreieckmuster, wie es durch den gestrichelten Bereich angedeutet ist. Ein rhomboeärisches oder diamantförmi'ges Zellenmuster wird durch Verbindung der vier nächstliegenden gleichen Punkte gebildet.

Wie das zuvor beschriebene, kubisch zentrierte Muster lässt sich das rhomboedrische Muster schwierig genau 'auf einem grösseren Bereich' der Schirmöberfl^:äche reproduzieren. So >"ann ein beliebig verteiltes Muster aus drei gleichen Punkten dadurch geschaffen werden, dass man regelmässige quadratförmige, geradlinige Folgen aus jeweils gleichen Punkten unter geeigneten Winkeln zur Minimierung des Moire-Effektes ausrichtet. Ein solches Schirmmuster ist in Fig.' 5 gezeigt, wobei zwischen sämtlichen Farben ein Winkel von 3o° vorliegt. Bei einer solchen Anordnung' ist zu bevorzugen, dassaSie zur--Betonung--±n^r-dejT elektrofotxigrafischen' Wiedergabe gewünschte 'stärke Farbe" unter" einem Winkel von 45° zur Horizontalen ausgerichtet wird, während die verbleibenden Reihen unter einem Winkel von + 3o° zur starken Farbreihe liegen. Da notwendigerweise eine gewisse Überlappung, der unterschiedlich gefärbten Punkte bei einem solchen Muster vorliegt, ist es weiter vorteilhaft,

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dass die starke Farbe die oberste bildet, so dass keine andere Farbe sich dieser überlagert. Ein solcher Schirm sollte so eingesetzt werden, dass die Seite mit der starken Farbe dem Linsensystem zugewandt ist. Schirme aus einem,zwei oder drei Mustern aus gefärbten Punkten in Kombination mit schwarzen und/oder weissen Punkten können wie zuvor hergestellt werden, wobei die schwarzen oder weissen Punkte unter irgendeinem Winkel angeordnet sind und die schwarzen und weissen Punkte unter wechselseitig Moire reduzierenden Winkeln liegen. .'

Das gemischte Punktmuster zur Bildung des Verbundschirmes vergrös sert den Bereich des xerografisehen Farbverfahrens sowohl . in den hellen als auch dunklen Zonen eines kontinuierliche getönten Originals, wobei die absorbierenden Punkte modulierend . in den hervorgehobenen Zonen des Originals und die reflektierenden Punkte modulierend in den dunklen Zonen - ' des Originals wirken. Eine solche Bereichsausdehnung oder Vergrösserung ist grafisch in Fig. 2 dargestellt; !.dabei ist die optimale Tönungsreprsduktionskurve durch die gestrichelte Linie eingetragen. Das Ausmass der in den hellen oder dunk- ' len Zonen erreichten Bereichsvergrösserung wird innerhalb gewisser Grenzen durch den relativen Oberflächenbereich des absorbierende bzw. reflektierende Punkte enthaltenden Verbundschirms gesteuert.

Somit führt bei der farbigen Xerografie, wo das von einem Original reflektierte Licht zunächst durch einen blauen Filter auf eine fotoempfangende Oberfläche gelangt und das latente Bild mit gelbem Toner entwickelt wird, das aereal modulierte,, von einem hellen, grauen Dokument ausgehende Lichtmuster in der Nähe eines blauen Punktes auf einen überlagerten, erfindungsgemässen Dokumentenschirm zu einem modulierten Punktentladungsmuster auf dem Fotoempfänger, das während der Entwicklung mit Gelb in einem relativ unentwickelten Zustand bleibt,

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während es während der Grün- und Rotfilterstufe durch additive Kombination von Magenta- bzw. Zyantoner entwickelt wird. Dies, weil die blauen Punkte während des Abbildungsvorganges durch einen blauen Filter im wesentlichen reflektierend und während des Abbi-Udnngs vor ganges durch einen roten und grünen Filter im wesentlichen absorbierend sind. Gleiche Verhältnisse liegen bei Punkten einer anderen Farbe vor, d.h. rote Punkte sind reflektierend bei Abbildung durch einen roten Filter und absorbierend bei Abbildung durch einen blauen und grünen Filter; grüne Punkte sind reflektierend bei Abbildung durch einen grünen Filter und absorbierend bei Abbildung durch einen roten und blauen Filter. Auf diese Weise erzeugt ein dreifarbiges, additives Punktmuster auf dem Schirm ein dreifarbiges, moduliertes, nicht überlappendes, rosettenförmiges Punktmuster auf dem Kopierblatt. In gleicher Weise, sind Zyan Punkte absorbierend bei Abbildung durch einen roten Filter und reflektierend bei Abbildung durch einen grünen und blauen Filter; gelbe Punkte sind absorbierend durch einen _ blauen Filter und reflektierend durch einen grünen und roten FjLJLter; und.. Magenta Punkte, sind ^absorbierend durch einen grünen F±Z.Xe.r und. reflektierend ,durch, einen; blauen_ und rcten Filter. Schwarze Punkte auf dem Schirm sind absorbierend bei Abbildung durch sämtliche Filter, während weisse Punkte bei Abbildung durch sämtliche Filter reflektierend sind. Für den Fachmann folgt daraus, dass der Farbausgleich,die Farbsättigung und die Farbbetönung" i-in der Kopiewiedergabe eines Originals in weitem Umfäirg durch die_ verschiedenen Kombinationen von unterschiedlich

k beeinflusst-Werden; ":"'- '■

Das -relative-Verhältnis des durch Punkte bedeckten Bereiches des Schirmes kann sich entsprechend dem jeweiligen elektrofotografischen Verfahren, bei dem der Schirm angewendet werden

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soll, der Art des speziellen kontinuierlich getönten Dokumentes und den Belichtungsgrenzen beim elektrofotografischen Verfahren ändern. Grundsätzlich wurde festgestellt, dass hinsichtlich der Bereichsausdehnung wünschenswerte Ergebnisse bei der Xerografie erzielt werden, wenn Verbundschirme mit einer Bereichsabdeckung von etwa 1" % bis hinauf zu etwa 65 % vorgesehen werden. Da der nicht weisse Punktbereich von 1 % an zunimmt, ist eine zusätzliche Belichtung in Form einer erhöhten Dokumentenbeleuchtung oder einer längeren Belichtungszeit für das abgeschirmte Dokument notwendig, um die Absorbtion der gefärbten oder schwarzen Punkte auf dem Schirm zu kompensieren* Daher kann die Bildung eines für einen bestimmten Prozess, Vorrichtung oder Dokumentenkategorie geeigneten Schirmes ein gewisses Probieren innerhalb der oben genannten Parameter erforderlich machen, um hinsichtlich der Bereichsausdehnung optimale Ergebnisse zu erzielen.

Für die bildhafte Reproduktion mittels der xerografischen Subtraktiv—Farbentwicklungsmethode haben sich Schirme mit einer Gesamtpunktüberdeckung von etwa 3o%,. bestehend aus etwa 1o % roten, Io % blauen und 1o % grünen Punkten als recht zufriedenstellend erwiesen. Ebenso sind Schirme mit 1o % Zyan, 1o % gelben und 1o % Magenta Punkten geeignet. Bei der Wiedergabe von fleischfarbig getönten Objekten kann es wünschenswert sein, die rote Farbe zu betonen, so dass bei der Kopiewiedergabe ein satteres Rot vorliegt. Dies kann durch Vorsehen eines Schirmes mit einem grösseren Anteil an roten Punkten, z.B. 12 % roten, 9 % blauen und 9 % grünen, oder durch Verwendung von roten und Zyan Punkten erreicht werden. Eine Betonung hinsichtlich blau und grün kann in analoger Weise erhalten werden. In manchen Fällen lässt sich ein verbesserter Farbausgleich dadurch erzielen, dass gefärbte Punkte mit schwarzen, absorbierenden Punkten kombiniert werden. Die Verwendung solcher Dokumentenschirme kann eine etwa doppelte und unabgeschirmte Belichtung erfordern,

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um eine genau xerografische Reproduktion des Originals zu erhalten, wobei dies inbesondere dann der Fall ist, wenn drei oder mehr unterschiedlich gefärbte Punkte oder schwarze Punkte vorliegen. Wenn solche Schirme bei handelsüblich erhältlichen xerografischen Geräten verwandt werden, kann es notwendig sein, das Gerät hinsichtlich einer Erhöhung der Belichtung zu modifizieren. Dies kann entweder durch Vorsehen von zusätzlichen Belichtungslampen, Einsatz von Belichtungslampen höherer Lumenwerte, Verlangsamung des Gerätes zur Erzielung einer längeren Belichtungszeit oder durch Kombination dieser Möglichkeiten erfolgen.

Der Halbton-oder Rasterschirm wird nahe dem Original in der Belichtungsstation eines elektrofotografischen Gerätes eingesetzt. Mit dem Ausdruck "nahe" ist gemeint, dass der Schirm entweder in direkter Berührung mit der Bildfläche des Originals oder in einem Abstand von der Bildfläche innerhalb der Fokussierungsgrenzen der Linse,gewöhnlich jedoch nicht mehr als etwa 6,35 mm entfernt liegt."

Die erfindungsgemässen Verbundschirme können durch Drucken, Ätzen, Farbstoffübertragung auf fotografischem Wege oder nach anderen bekannten Methoden, wie sie zur Herstellung analoger, in der grafischen Technik verwandter Schirme eingesetzt werden, hergestellt werden. Die einfachste und wirksamste Vorgehensweise ist das direkte Aufdrucken auf das klare, transparente Grundelement nach dem Offset-Druckverfahren unter Verwendung geeigneter Farbstoffe, Tinten oder Pigmente zur Schaffung der gewünschten Muster aus gefärbten Punkten. Die Gesamtprozentzahl an punktbedecktem Bereich bei einer bestimmten Frequenz für einen bestimmten Schirmbereich kann durch überwachung der Grosse der auf den Schirmen aufgedruckten Punkte erhalten werden, d.h.

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je grosser die Punktabmessung für die bestimmte Frequenz ist, desto grosser wird der punktbedeckte Schirmbereich'. Die relativen Verhältnisse der Bereichsabdeckung durch jeden gefärbten Punkt ' kann in der gleichen Weise gesteuert werden. Um beispielsweise einen Verbundschirm mit einer Millimeterfrequenz gleicher Punkte vn etwa 4 zu drucken, wobei die gesamte Punktabdeckungszone 3o % betragen soll, wobei diese sich aus jeweils nicht überlappenden 1o % roten, 1o % blauen und 1o % grünen Punkten zusammensetzt, zeigt eine einfache Rechnung, dass jeder der etwa 16 roten, 16

grünen und 16 blauen Punkte pro mm so aufgedruckt werden muss,

dass jeder Punkt eine Fläche von etwa o,oo63 mm einnimmt. Um einen Schirm mit der gleichen Frequenz, jedoch einer 25 %-igen Bereichsabdeckung zu bedrucken, wobei die roten Punkte etwa mit 15 % und Zyan Punkte mit etwa 1o % an der Schirmabdeckung beteiligt sind, sollte jeder der 16 roten Punkte eine Fläche von

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etwa o,o1 mm und jeder der 16 Zyan Punkte eine Fläche von etwa

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o,oo6 mm einnehmen. Wenn die Punkte sich,wie in Fig. 4 und 6 gezeigt, überlappen, haben statistische Untersuchungen ergeben, dass etwa 1o % des unterliegenden Punktmusters durch ein überlagertes Punktmuster abgedeckt wird. Wenn daher für sämtliche Punktfarben die gleiche überdeckungsgrösse gewünscht wird, sollten die unterliegenden Punkte eine grössere Abmessung erhalten.

Verbundschirme mit regelmässiger Folge und einem kubisch zentrierten Punktmuster, entsprechend Fig. 3, oder dem rhomboeärischen Muster nach Fig. 5, können auf einem klaren, transparenten Hintergrund aufgedruckt werden, indem man zunächst auf eine Seite des Hintergrundes Punkte aus Tinte einer Farbe aufgibt und nachfolgend in geeigneter räumlicher Folge auf die gleiche oder gegenüberliegende Seite des Hintergrundes Punkte aus Tinte der anderen Farbe oder Farben aufdruckt. Als Alternative hierzu können Verbunds chirmmuster mit regelmässiger Folge durch Vorsehen separater

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Schichten oder Substratlagen geschaffen werden, wobei die Punkte einer Farbe auf jeder Schicht aufgedruckt sind, so dass bei Überlagerung und Fixierung der Schichten das kubisch zentrierte Muster nach Fig. 3 oder 5 vorliegt. Die orientierten Verbunds chi rmmust er nach Fig. 4 und 6 können in ähnlicher Weise gedruckt werden, indem man zunächst die Punkte der einen Farbe auf eine Seite des Hintergrundes und nachfolgend die Punkte der anderen Farbe oder Farben auf dieselbe oder gegenüberliegende Seite des Hintergrundes aufdruckt^, wobei man dafür Sorge tragen muss, dass das Aufdrucken sämtlicher Reihen gleicher Punkte unter den geeigneten linearen Winkeln zur Minimierung des Moire-Effektes, z.B. unter Winkeln von + 3o° relativ zu den anderen Reihen gleicher Punkte, erfolgt. Bei dieser Technik braucht keine besondere Sorgfalt hinsichtlich der relativen räumlichen Folge zwischen verschieden gefärbten Punkten eingehalten werden. Des weiteren kann jede Farbe gleicher Punkte auf separaten Schichten aufgedruckt werden, wobei man den Verbundschirm durch Überlagerung und Ausrichtung dieser Schichten unter den passenden linearen Punktwinkeln ausbildet. Die aufeinanderlaminierten Schichten werden dann fixiert, so dass eine Relativbewegung der Schichten ausgeschaltet wird, wonach das Laminat auf d±e gewünschten Schirmabmessungen zugeschnitten wird. Normierte Schirme, ähnlich den zuvor genannten, können auch durch fotografische Techniken gefertigt werden.

Wie eingangs angedeutet, eignet sich der erfindungsgemässe Verbundhalbton- oder Rasterschirm für jedes beliebige elektrofotografische Farbabbildungsverfahren-, wobei der Schirm nahe bei, vorzugsweise an oder in wesentlicher Berührung mit der Bildfläche des zu kopierenden Originals angeordnet wird. Er liegt dabei zwischen dem Original und dem beim elektrofotografischen Verfahren verwandten Linsensystem. Die Verbundschirme

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sind insbesondere dem xerografischen Verfahren angepasst, wobei sie als Halbton- oder Rastendokumentenschirme verwendet werden und in Berührung mit der Bildfläche eines opaken,gefärbten oder schwarz und weissen Originals, wie beispielsweise einer kontinuierlich getönten Fotografie liegen. Das das Origir bleuchtende Licht gelangt durch die transparenten Zonen des Schirmes und wird durch die gefärbten Punktbereiche des Schirmes selektiv reflektiert oder absorbiert. Das durch das abgeschirmte Original reflektierte Lichtmuster gelangt durch das Linsensystem und wird auf der geladenen, fotoleitenden Platte fukossiert. Diese räumliche Modulation eines kontinuierlich getönten Bildes auf einem Original führt nach der xerografischen Entwicklung des latenten,. auf der Platte entstandenen Bildes zu einem zonenmässig modulierten Muster aus Rasterpunkten auf der Kopie, wobei diese Punkte in Grosse und Dichte entsprechend der abgeschirmten Ausgangsdichte in den verschiedenen Zonen des Originals variieren.Bei schwarz/weissen Originale können die Tönungsreproduktionseigenschaften dadurch verändert werden, dass man Lichtausfilterungstechniken vorsieht, die die spektrale Empfindlichkeit des Systems verändern.

Die Abmessungen des Verbundschirmes sollten so sein, dass entweder der gesamte Bildbereich des Originals oder selektive bild hafte Zonen des Dokumentes bedeckt werden. Bei einer opaken Originalfotografie von 21,6 cm χ 28 cm ist somit ein Schirm von 21,6 cm χ 28 cm erforderlich. Andere Originale, die sowohl bildhafte als auch linienmässige Abdrücke enthalten, können mit Schirmabmessungen versehen werden, die lediglich die bildhaften Abdrücke bedecken. Bei Verwendung bei einer handelsüblichen xerografischen Anlage wird der Verbundschirm einfach auf der Auflageplatte oder der Belichtungsstation angeordnet und darübe: das Original gelegt. Wenn erwünscht, kann die Glasauflageplatte einer xerografischen Vorrichtung den Schirm selbst bilden, wöbe;

das geeignete Punktmuster direkt damit verbunden wird.

Obschon die Erfindung anhand einiger Ausführungsbeispiele beschrieben wurde, ist sie nicht auf die speziellen Ausführungsbeispiele beschränkt, so dass Modifikationen und Abänderungen mit in den Schutzbereich der nachfolgenden Ansprüche fallen.

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Claims (16)

1. Patentansprüche

   Farbdokumentenschirm zur Vergrösserung des Bereiches von einem elektrofotografischen Farbabbildungsverfahren und zur Verwendung in dert Nähe der Bildfläche eines zu kopierenden Originals, gekennzeichnet durch ein klares transparentes Hintergrundmaterial mit klaren Zonen und auf dem Hintergrundmaterial angeordneten, gefärbten Zonen, wobei die gefärbten Zonen aus wenigstens einem sich wiederholenden Muster aus gleichen Punkten einer Farbe bestehen, und die gleichen Punkte bezüglich anderen gleichen Punkten bei einer mittleren Millimeterfrequenz gleicher Punkte innerhalb eines Bereiches von etwa 2 bis 16 Punkten angeordnet sind.
2. 2. ' Schirm nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , dass die gefärbten Zonen aus einem gemischten Punktmuster aus sich wiederholenden Mustern gleicher Punkte aus« wonigsLcns zwei unterschiedlichen Farben bestehen.
3. 3. Schirm nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet , dass ein gleiches Punktmuster eine additive Primärfarbe und das andere gleiche Punktmuster eine subtraktive Primärfarbe ist. '
4. 4. Schirm nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die subtraktive Farbe das Kompliment zur additiven Farbe ist.
5. 5. Schirm nach Anspruch 1, dadurch g e k e η η ze ichnet, dass die gefärbten Zonen aus einem gemischten Punktmuster aus sich wiederholenden Mustern gleicher Punkte aus wenigstens drei unterschiedlichen Farben bestehen, wobei

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   die unterschiedlichen Farben additive Primärfarben, subtraktive Primärfarben oder Mischungen derselben sind.
6. 6. . Schirm nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , dass das transparente Hintergrundmaterial weiter ein sich wiederholendes Muster aus schwarzen, absorbierenden, gleichen Punkten, ein sich wiederholendes Muster aus weissen, reflektierenden, gleichen Punkten oder ein gemischtes Punktmuster aus schwarzen _f absorbierenden und weissen, reflektierenden Punkten enthält.
7. 7. Schirm nach einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet , dass jedes der gleichen Punktmuster eine im wesentlichen gleichförmige Frequenz aufweist, wobei die gleichen Punkte längs im wesentlichen geradlinig ausgerichteter Linien relativ zu den anderen gleichen Punkten aufgereiht sind*
8. 8. Schirm nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die gemisehten Punkte auf dem Hintergrundmaterial in einem kubisch zentrierten Muster angeordnet sind.
9. 9. Schirm nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet , dass die geradlinigen Reihen aus gefärbten, gleichen Punkten unter einem Winkel zu den geradlinigen Reihen aus unterschiedlich gefärbten, gleichen Punkten angeordnet sind, wobei der Winkel so ist, dass der Moire-Effekt auf ein Minimum gehalten wird und eine optimale Verteilung des gemischten Punktmusters vorliegt.

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10. 10. Schirm nach Anspruch 7,8 oder 9, dadurch gekennzeichnet , dass die gleichmässige Millimeterfrequenz gleicher Punkte im Bereich von etwa 2,8 bis 6 liegt.
11. 11. Schirm nach einem der Ansprüche 2 bis 1o, dadurch gekennzeichnet , dass das gemischte Punktmuster aus gefärbten Punkten eine Schirmbildfläche von etwa 1 % bis etwa 65 % einnimmt.
12. 12. Schirm nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet , dass die gemischten Punkte in einem rhomboedrischen Muster angeordnet sind.
13. 13. Schirm nach einem der Ansprüche 2 bis 12, dadurch gekennzeichnet _t dass jede Reihe aus gleichen, gefärbten Punkten etwa 1ο % der Bildfläche des Schirms einnimmt.
14. 14. Schirm nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , dass eine Vielzahl von übereinander geordneten, transparenten Hintergrundmaterialien vorgesehen ist, wobei jedes Hintergrundmaterial ein der sich wiederholenden Muster aus gleichen Punkten trägt.
15. 15. Elektrofotografxsches Farbabbildungsverfahren, welches ein oder mehrere Sequenzen umfasst, bei dem man ein Original in einer Belichtungsstation anordnet, beleuchtet, und das von dem beleuchteten Original reflektierte Licht durch ein Farbfilter und Linsensystem leitet und dergestalt auf ein geladenes, fotoempfindliches Element wirft, dass darauf ein latentes, elektrostatisches Bild entsteht, dadurch gekennzeichnet , dass man den Abbildungsvorgang

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    mit einem Dokumentenschirm vornimmt, der nahe der Bildfläche des Originals zwischen dem Dokument und dem Linsensystem angeordnet wird und sich zusammensetzt aus: einem klaren,transparenten Hintergrundmaterial mit klaren Zonen und auf dem Hintergrundmaterial angeordneten, gefärbten Zonen, wobei die gefärbten Zonen aus wenigstens einem sich wiederholenden Muster aus gleichen Punkten einer Farbe bestehen und die gleichen Punkte relativ zu anderen gleichen Punkten in einer mittleren Millimeterfrequenz gleicher Punkte angeordnet sind, so dass das optische, beim elektrofotografischen Verfahren verwandte System die fundamentalen, räumlichen Frequenzen hindurchlässt, während es die harmonischen, räumlichen Frequenzen abschwächt.
16. 16. Verfahren nach Anspruch 15, dadurch g e k e η η

    zeichnet, dass der Dokumentenschirm in Berührung mit der Bildfläche des Originals gelegt wird.

    1 7. Verfahren nach Anspruch 15 oder 16 , dadurch

    gekennzeichnet , dass ein Schirm entsprechend einem der Ansprüche 1 bis 14 verwendet wird.

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