DE2624998A1

DE2624998A1 - Druckgeraet fuer lichtdurchlaessige bilder

Info

Publication number: DE2624998A1
Application number: DE19762624998
Authority: DE
Inventors: Robert N Goren
Original assignee: Xerox Corp
Current assignee: Xerox Corp
Priority date: 1975-07-17
Filing date: 1976-06-03
Publication date: 1977-02-03
Also published as: AU1597676A; JPS5212840A; NL7606594A; FR2318446B1; AU499900B2; FR2318446A1; CA1100172A; GB1547468A

Description

Xerox Corporation, Rochester, N.Y»/USA Druckgerät für lichtdurchlässige Bilder

Die Erfindung betrifft ein elektrophotographisches Druckgerät zum Reproduzieren von farbigen, lichtdurchlässigen Bildern. Insbesondere betrifft die Erfindung ein elektrophotographisches Druckgerät zur Herstellung von farbigen, lichtundurchlässigen, beständigen Kopien ausgehend von farbigen lichtdurchlässigen Bildern.

Beim elektrophotographischen Druckverfahren wird ein leitendes Element aufgeladen und mit einem Lichtbild eines Originaldokuments belichtet. Das Lichtbild bestrahlt den aufgeladenen Teil der photoleitenden Oberfläche. Dadurch wird die Ladung selektiv entladen, wobei darauf ein elektrostatisches latentes Bild aufgezeichnet wird, das dem Originaldokument entspricht. Ein Entwicklungssystem bringt ein Entwicklergemisch aus Trägerteilchen und Tonerteilchen in Berührung mit dem elektrostatischen latenten Bild. Die Tonerteilchen werden elektrostatisch aus den Trägerteilchen auf das latente Bild angezogen und bilden darauf ein Bild aus Tonerpulver. Das Bild aus Tonerpulver wird von der photoleitenden Oberfläche auf ein Blatt Trägermaterial übertragen. Nachdem das Bild aus Tonerpulver auf das Trägermaterial übertragen wurde, fixiert eine Schmelzeinrichtung das Bild aus Tonerpulver darauf in dauerhafter Form.

609885/1003

2624398

Die vorstehende Beschreibung erläutert das grundlegende Konzept des elektrophotographischen Drückens. Es wurden verschiedene Geräte für spezielle Zwecke entwickelt, bei denen dieses Konzept angewendet wird. Beispielsweise sind zur Zeit auf dem Markt Geräte weit verbreitet, mit denen vergrößerte Kopien von einem Mikrofilm hergestellt werden. Geräte dieser Art sind in den US-Patentschriften 3 424 525 (Towers et al, 1969), 3 542 468 (Blow, Jr., 1970) und 3 547 533 (Stokes et al, 1970) beschrieben.

Durch das Aufkommen des farbigen elektrophotographischen Drückens entstand ein starkes Bedürfnis für die Herstellung von vergrößerten, lichtundurchlässigen Farbbildern ausgehend von lichtdurchlässigen Farbbildern. Das vielfarbige elektrophotographische Drucken ist im wesentlichen dasselbe wie das zuvor beschriebene Verfahren. Beim Vielfarbdruck wird das Lichtbild filtriert, um ein elektrostatisches latentes Bild auf dem photoleitenden Element aufzuzeichnen, das einer einzelnen Farbe des Originaldokuments entspricht. Dieses elektrostatische latente Bild der einzelnen Farbe wird mit Tonerteilchen einer Farbe entwickelt, die komplementär der Farbe des gefilterten Lichtbildes ist. Danach wird das Bild aus Tonerpulver auf ein Blatt Trägermaterial übertragen. Dieser Vorgang wird für aufeinanderfolgende verschiedenfarbige Lichtbilder wiederholt. Jedes erzeugte Toner-Pulverbild wird auf das Blatt Trägermaterial übertragen, und zwar darüberliegend und ausgerichtet nach dem vorhergehenden Toner-Pulverbild. Dadurch wird auf dem Blatt Trägermaterial ein vielschichtiges Toner-Pulverbild erzeugt. Das vielschichtige Toner-Pulverbild wird auf dem Blatt Trägermaterial in beständiger Form fixiert, während es durch eine Schmelzvorrichtung läuft, wodurch eine beständige Farbkopie des Originaldokuments erzeugt wird.

Die Reproduzierung von farbigen lichtdurchlässigen Bildern wurde auch erzielt durch Projizieren eines einfarbigen Lichtbildes des lichtdurchlässigen farbigen Bildes durch einen Schirm und eine

609885/1008

Fresnellinse hindurch, die auf der Platte des Gerätes angeordnet sind. Das filtrierte modulierte Lichtbild entlädt die aufgeladenen Teile der photoleitenden Oberfläche selektiv. Aufeinanderfolgende einfarbige Lichtbilder werden erzeugt, und die sich daraus ergebende lichtundurchlässige Kopie entspricht dem hindurchprojizierten farbigen lichtdurchlässigen Bild. Das vorstehende Verfahren ist im einzelnen in der gleichzeitig anhängigen Anmeldung Nr. 540 617 vom 13. Januar 1975 beschrieben.

Aufgabe der Erfindung ist es, die Qualität der Kopien zu verbessern, die ausgehend von farbigen lichtdurchlässigen Bildern mit einem elektrophotographischen Druckgerät erzeugt werden.

Diese Aufgabe wird durch ein elektrophotographisches Druckgerät zum Reproduzieren eines farbigen, lichtdurchlässigen Bildes gelöst, das gemäß der Erfindung gekennzeichnet ist durch ein photoleitendes Element, eine Einrichtung zum Aufladen des photoleitenden Elements auf ein im wesentlichen gleichförmiges Niveau, eine Filtereinrichtung, ein Schirmelement, das nahe angrenzend an das photoleitende Element angeordnet ist, und eine Einrichtung zum Projizieren eines Lichtbildes des lichtdurchlässigen Farbbildes durch die Filtereinrichtung und das Schirmelement hindurch zur Bildung eines modulierten einfarbigen Lichtbildes für die selektive Ableitung des aufgeladenen Teils des photoleitenden Elements zur Aufzeichnung eines einfarbigen elektrostatischen latenten Bildes darauf.

Das elektrophotographische Druckgerät umfaßt ein photoleitendes Element und eine Einrichtung zum Aufladen des photoleitenden Elements auf ein im wesentlichen gleichförmiges Niveau. Das Druckgerät umfaßt eine Filtereinrichtung zur Erzeugung von einfarbigen Lichtbildern. Ein Schirmelement ist nahe angrenzend an das photoleitende Element angeordnet. Es ist eine Einrichtung vorgesehen, um ein Lichtbild des farbigen, lichtdurchlässigen Bildes durch die Filtereinrichtung und das Schirmelement hindurch zu projizieren. Auf diese Weise wird der aufgeladene Teil des photoleitenden Ele-

609885/1008

roents selektiv durch das modulierte einfarbige Lichtbild entladen, um darauf ein einfarbiges elektrostatisches, latentes Bild aufzuzeichnen.

Weitere Merkmale und Zweckmäßigkeiten der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung von Ausführungsbeispielen anhand der Figuren. Von den Figuren zeigen:

Fig. 1 eine schematische Perspektivansicht eines elektrophotographischen Druckgerätes gemäß der Erfindung; und

Fig. 2 eine schematische Darstellung des optischen Systems, das in dem Druckgerät nach Fig. 1 verwendet wird.

Die Erfindung wird zwar im folgenden anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels beschrieben, es soll jedoch betont werden, daß dadurch die Erfindung nicht auf diese Ausführungsform beschränkt wird.

Zum allgemeinen Verständnis des beschriebenen elektrophotographir sehen Farbdruckgerätes gemäß der Erfindung wird stets auf die Zeichnungen Bezug genommen. In den Zeichnungen bezeichnen gleiche Bezugszeichen dieselben Elemente. Das elektrophotographische Farbdruckgerät nach der Erfindung ist zwar besonders gut dazu geeignet, vergrößerte lichtundurchlässige Farbkopien ausgehend von lichtdurchlässigen Farbbildern zu erzeugen, es ergibt sich jedoch aus dem Zusammenhang, daß es auch gut geeignet ist zur Herstellung von Schwarz-Weiß-Kopien ausgehend von Schwärζ-Weiß-Lichtbildern.

Wie aus Figur 1 zu sehen ist, wird bei dem elektrophotographischen Druckgerät ein photoleitendes Element mit einer Trommel 10 verwendet, die drehbar innerhalb des (nicht dargestellten) Maschinenrahmens montiert ist. Die photoleitende Oberfläche 12 ist an der Trommel 10 befestigt und um diese herumgelegt. Vorzugsweise ist die photoleitende Oberfläche 12 aus einer panchromatischen Selenlegie-

609885/1008

rung hergestellt, wie diese in dem US-Patent 3 655 377 (Sechak, 1972) beschrieben ist.

Die Trommel 10 rotiert mit einer vorbestimmten Geschwindigkeit in Richtung des Pfeiles 14 und bewegt sich durch eine Reihe von Verarbeitungsstationen hindurch, die um deren Umfang herum angeordnet sind. Eine Taktsteuerungsscheibe ist im Bereiche des einen Endes der Welle der Trommel 10 montiert. Die Taktsteuerungsscheibe arbeitet zusammen mit der Logikeinrichtung des Gerätes zur Synchronisierung der Betätigung in den verschiedenen Verarbeitungsstationen mit der Rotation der Trommel 10. Jede der Verarbeitungsstationen wird im weiteren kurz erläutert.

Anfangs dreht sich die Trommel 10 durch die Ladestation A hindurch, eine Koronaerzeugungsvorrichtung, die allgemein mit dem Bezugszeichen 16 bezeichnet ist und Ionen auf die photoleitende Oberfläche 12 aufsprüht und eine relativ hohe,im wesentlichen gleichförmige Ladung darauf erzeugt. Eine geeignete Koronaerzeugungsvorrichtung ist in dem US-Patent 3 875 407 (Hayne, 1975) beschrieben, deren diesbezügliche Teile hiermit in die Offenbarung der vorliegenden Anmeldung einbezogen werden.

Nachdem die photoleitende Oberfläche 12 auf ein im wesentlichen gleichförmiges Potential aufgeladen ist, dreht die Trommel 10 deren aufgeladenen Teil zur Belichtungsstation B. In der Belichtungsstation B wird ein farbgefiltertes Lichtbild eines farbigen, lichtdurchlässigen Bildes 18, bei diesem Ausführungsbeispiel ein 35 mm Diapositiv, auf den aufgeladenen Teil der photoleitenden Oberfläche 12 projiziert. Das farbige, lichtdurchlässige Bild 18 wird in einen Diaprojektor 20 eingegeben. Der Diaprojektor 20 umfaßt eine Lichtquelle 22, die zur Beleuchtung des lichtdurchlässigen Bildes 18 geeignet ist. Zusätzlich umfaßt der Diaprojektor 20 eine Linse 24 mit einem einstellbaren Brennpunkt zur Erzeugung eines vergrösserten Bildes des lichtdurchlässigen Farbbildes 18. Ein geeigneter Diaprojektor wird unter der Handelsbezeichnung "Carousel, Modell

60988B / 1008

750-H" von der Eastman Kodak Corporation of Rochester, New York, hergestellt. Ein vergrößertes Bild des lichtdurchlässigen Farbbildes 18 wird auf einen Spiegel 26 gerichtet. Der Spiegel 26 reflektiert das vergrößerte Bild nach unten durch eine Fresnellinse 28. Zwischen der Fresnellinse 28 und einer transparenten Platte 30 ist ein wahlweise vorgesehenes, lichtundurchlässiges Blatt 32 mit einer Öffnung darin eingeschoben, d.h. ein Bildrahmen oder erläuternder Strukturrahmen, der als Kompositionsrahmen angenommen werden kann. Der Kompositionsrahmen 32 definiert einen lichtundurchlässigen Rand, der sich von dem auf Platte 30 gebildeten lichtdurchlässigen Farbbild aus nach außen erstreckt. Auf dem Rahmen 32 können Angaben aufgeschrieben sein. Somit wird auf der lichtdurchlässigen Platte 30 ein kombiniertes Bild erzeugt, d.h. ein Bild, welches das lichtundurchlässige Blatt und das lichtdurchlässige Farbbild enthält. Dadurch wird es dem Abtastsystem ermöglicht, davon ein fließendes Lichtbild zu erzeugen. Das Abtastsystem umfaßt ein sich bewegendes Linsensystem, das allgemein mit dem Bezugszeichen 34 versehen ist, und einen allgemein mit 36 bezeichneten Farbfiltermechanismus. Lampen 38 bewegen sich im Takt mit dem Linsensystem 34 und dem Filtermechanismus 36, um aufeinanderfolgende, größer werdende Bereiche des Kompositionsrahmens 32, der wahlweise auf der Platte 30 aufgebracht werden kann, abzutasten und zu beleuchten. Auf diese Art wird ein kombiniertes fließendes Lichtbild des vergrößerten lichtdurchlässigen Bildes erzeugt, welches durch die Fresnellinse 28 und den Kompositionsrahmen 32 hindurch läuft.

Auf Wunsch kann von dem lichtdurchlässigen Bild statt einer vergrößerten eine Kopie mit derselben Größe angefertigt werden. Bei dieser Betriebsart dient der Projektor 20 nur als zusätzliche Beleuchtungsquelle. Das lichtdurchlässige Bild 18 wird auf die Platte 30 gelegt, wobei der Kompositionsrahmen 32 noch über einem Teil der Platte 30 liegt. Die Öffnung im Rahmen 32 ist so ausgelegt, daß sie sich von den Rändern des lichtdurchlässigen Bildes 18 aus nach außen erstreckt. Ferner kann eine Mehrzahl von lichtdurchläs-

60988B/1008

sigen Bildern auf die Platte 30 gelegt werden, wobei der Kompositionsrahmen 32 eine Mehrzahl von Öffnungen darin aufweist, die dazu geeignet sind, über jedes lichtdurchlässige Bild gelegt zu werden. Bei dieser Betriebsart umfaßt die von dem elektrophotographischen Druckgerät hergestellte Kopie eine Mehrzahl von grössengetreuen lichtdurchlässigen Bildern.

Das kombinierte Lichtbild des lichtdurchlässigen Bildes und der Kompositionsrahmen werden vom Spiegel 40 durch die Linse 34 und das Filter 36 hindurch reflektiert und bilden ein einfarbiges Lichtbild. Das einfarbige Lichtbild wird durch einen Spiegel 42 durch ein Schirmelement 44 hindurch reflektiert und erzeugt ein moduliertes einfarbiges Lichtbild. Eine (nicht gezeigte) Hilfslichtquelle kann für eine zusätzliche Beleuchtung durch den Schirm 44 hindurch sorgen. Das modulierte einfarbige Lichtbild bestrahlt den aufgeladenen Teil der photoleitenden Oberfläche 12 und zeichnet ein einfarbiges elektrostatisches latentes Bild darauf auf. Der Filtermechanismus 36 setzt ausgewählte Farbfilter in den Optikweg der Linse 34 während des Belichtungsvorganges. Das geeignete Filter wirkt auf die Lichtstrahlen ein, die durch die Linse 34 hindurch gelangen, so daß ein elektrostatisches latentes Bild auf der photoleitenden Oberfläche 12 aufgezeichnet wird, das einer einzelnen Farbe entspricht, die in dem Originaldokument enthalten ist. Das Belichtungssystem wird später im einzelnen unter Bezugnahme auf Figur 2 erläutert.

Nachdem das elektrostatische latente Bild auf der photoleitenden Oberfläche 12 aufgezeichnet wurde, dreht sich die Trommel 10 zur Entwicklungsstation C. In der Entwicklungsstation C sind drei individuelle Entwicklereinheiten angeordnet, die allgemein mit den Bezugszeichen 46, 48 und 50 bezeichnet sind, so daß das auf der photoleitenden Oberfläche 12 aufgezeichnete latente elektrostatische Bild sichtbar gemacht wird. Bei dem bevorzugten Ausführungsbeispiel ist jede Entwicklereinheit von dem allgemein in der Technik mit "Magnetbürsten-Entwicklereinheit" bezeichneten Typ. Bei einem

609885/1008

typischen Magnetbürstensystem wird ein magnetisiert ares Entwicklergemisch verwendet/ das Trägerteilchen und durch Hitze anheftbare Tonerteilchen enthält. Im Betrieb wird das Entwicklergemisch kontinuierlich durch ein Richtungsflußfeld geführt, das zur Bildung einer kettenartigen Anordnung aus Fasern führt, die sich von der Entwicklerrolle aus nach außen erstrecken. Diese kettenartige Anordnung von Fasern wird häufig als Bürste bezeichnet. Das auf der photoleitenden Oberfläche 12 aufgezeichnete elektrostatische latente Bild wird in Berührung mit der Bürste aus Entwicklergemisch gedreht. Die Tonerteilchen werden von den Trägerteilchen weg zu dem latenten Bild gezogen. Beispielsweise wird ein grünes gefiltertes Lichtbild entwickelt, indem Magenta- bzw. purpurrote Tonerteilchen darauf aufgebracht werden. Ein rotes gefiltertes Lichtbild wird mit Zyantonerteilchen und ein blaues gefiltertes Lichtbild mit gelben Tonerteilchen entwickelt. Diese Art Entwicklungsverfahren wird als substraktiv bezeichnet. Ein Entwicklungssystem dieser Art ist in der US-PS 3 854 449 (Davidson, 1974) beschrieben, deren diesbezügliche Teile in die vorliegende Offenbarung einbezogen werden.

Nachdem das einfarbige elektrostatische latente Bild mit Tonerteilchen entwickelt wurde, dreht sich die Trommel 10 zur Übertragungsstation D. In der Übertragungsstation D wird das elektrostatisch an der photoleitenden Oberfläche 12 anhaftende Tonerpulverbild auf ein Blatt Trägermaterial 52 übertragen. Das Trägermaterial 52 kann unter anderem ein Blatt einfaches Papier oder ein Blatt thermoplastisches Material sein. Die Übertragungsstation D umfaßt eine Rronaerzeugungseinrichtung, die allgemein mit 54 bezeichnet ist, und eine Übertragungsrolle, die allgemein mit dem Bezugszeichen 56 versehen ist. Der Koronagenerator 54 wird mit Wechselstrom erregt und so angeordnet, daß das elektrostatisch an der photoleitenden Oberfläche 12 anhaftende Tonerpulverbild vorbehandelt wird. Die Übertragungsrolle 56 hält das Trägermaterial 52 im Umlauf und wird elektrisch auf ein Potential mit ausreichender Höhe und Polarität vorgespannt, um die vorbehandelten Tonerteilchen elektrostatisch von dem auf der photoleitenden Oberfläche 12 aufgezeichneten

609885/1008

latenten Bild weg zu dem Trägermaterial 52 zu ziehen. Die Übertragungsrolle 56 dreht sich in Richtung des Pfeiles 58, synchron zur Trommel 10, um das Trägermaterial 52 lösbar darauf ausgerichtet nach dem elektrostatischen latenten Bild festzuhalten, das auf der photoleitenden Oberfläche 12 aufgezeichnet ist. Dadurch wird es möglich, aufeinanderfolgender Tonerpulverbilder auf das Trägermaterial 52 zu übertragen, und zwar übereinander ausgerichtet. In der US-PS 3 838 918 (Fisher, 1974) ist eine geeignete Übertragungsstation beschrieben, und die diesbezüglichen Teile der dortigen Beschreibung werden in die vorliegende Offenbarung einbezogen.

Vor der Verarbeitung in den verbleibenden Arbeitsstationen wird kurz der Blattzufuhrmechanismus beschrieben. Das Trägermaterial wird von einem Stapel 60 aus zugeführt, der auf einer Ablage 62 liegt. Eine Zufuhrrolle 64, die wirkungsmäßig in Verbindung mit einer Verzögerungsrolle 66 steht, befördert und trennt das oberste Blatt des Stapels 60. Das fortschreitende Blatt bewegt sich in eine Rutsche 68, die es in den Spalt zwischen Ausrichtrollen 70 führt. Die Ausrichtrollen 70 richten das Blatt aus und führen es Greifern 72 zu, die auf der Übertragungsrolle 56 befestigt sind. Die Greifer 72 befestigen das Trägermaterial 52 lösbar auf der Übertragungsrolle 56. Nachdem die erforderliche Anzahl von Tonerpulverbildern auf das Trägermaterial 52 übertragen wurde, geben die Greifer 72 das Trägermaterial 52 frei und erzeugen einen Abstand desselben von der Übertragungsrolle 56. Während sich die Übertragungsrolle 56 in Richtung des Pfeiles 58 weiterdreht, wird eine Abstreifstange 74 dazwischengeschoben. Das Trägermaterial gelangt über die Abstreifstange 74 auf einen Förderer 76 mit endlosem Riemen. Der Förderer 76 mit endlosem Riemen führt das Trägermaterial 52 weiter zur Fixierstation E.

In der Fixierstation E, die als Schmelzeinrichtung ausgebildet und allgemein mit dem Bezugszeichen 78 bezeichnet ist, wird ausreichend Hitze erzeugt, um die übertragenen Tonerpulverbilder auf dem Trägermaterial 52 dauerhaft zu fixieren. Eine geeignete Schmelzein-

609885/1008

richtung ist in der US-PS 3 781 516 (Tsilibes et al, 1973) beschrieben, deren diesbezügliche Teile in die vorliegende Offenbarung einbezogen werden.

Nach dem Fixiervorgang wird das Trägermaterial 52 durch Förderer 80 und 82 mit endlosen Riemen zu einer Auffangablage 84 weitergeführt, aus der die Bedienungsperson des Gerätes die fertige Farbkopie dem Druckgerät entnehmen kann.

Zwar wird der überwiegende Teil der Tonerteilchen auf das Trägermaterial 52 übertragen, es bleiben jedoch einige rückständige Tonerteilchen unverändert auf der photoleitenden Oberfläche 12 nach der Übertragung des Tonerpulverbildes zurück. Die rückständigen Tonerteilchen werden von der photoleitenden Oberfläche 12 entfernt, während sie sich durch die Reinigungsstation F hindurch dreht. In der Reinigungsstation F gelangen die rückständigen Tonerteilchen unter den Einfluß einer reinigenden Koronaerzeugungsvorrichtung (nicht dargestellt), die dazu geeignet ist, die auf den rückständigen Tonerteilchen und der photoleitenden Oberfläche 12 verbleibende elektrostatische Ladung zu neutralisieren. Die neutralisierten Tonerteilchen werden dann von der photoleitenden Oberfläche 12 durch eine drehbar gelagerte Faserbürste 86, die damit in Berührung ist, entfernt. Ein geeignetes Bürstenreinigungssystem ist in der US-PS 3 590 412 (Gerbasi, 1971) beschrieben.

Die vorstehende Beschreibung reicht aus, um im Zusammenhang mit der Erfindung die Arbeitsweise des verbesserten elektrophotographischen Druckgerätes mit den Merkmalen gemäß der Erfindung zu erläutern.

Es wird nun Bezug genommen auf den besonderen Gegenstand der Erfindung. Figur 2 zeigt die BeIichtungsstation B im einzelnen. Lampen 38 und ihre jeweiligen Reflektoren 88 sind so angeordnet, daß sie die Platte 30 überqueren und zunehmende Breiten des darauf befindlichen Kompositionsrahmens 32 beleuchten. Die Lampen 38 sind

609885/1 008

vorzugsweise Hochintensitäts-Xenonlampen, damit eine ausreichende Beleuchtung entsteht, um das Lichtbild durch den Schirm 44 hindurch zu projizieren. Die Lampen 38 sind auf einem geeigneten Wagen montiert, der über ein Riemenscheibensystem vom Antriebsmotor, der die Trommel 10 in Drehung versetzt, angetrieben wird. Während der Lampenwagen die Platte 30 überquert, bewegt ein weiteres Riemenscheibensystem die Linse 34 und das Filter 36 mit dazu übereinstimmender Geschwindigkeit. Die Filtergruppe 36 ist auf einem geeigneten Bügel montiert, der sich von der Linse 34 aus erstreckt, um sich zusammen mit dieser zu bewegen. Die Lampen 38, die Linse 34 und die Filter 36 tasten das auf der' Platte 30 gebildete kombinierte Bild ab, um davon ein fließendes Lichtbild zu erzeugen. Wie bereits angedeutet wurde, kann wahlweise eine (nicht gezeigte) Hilfslampe verwendet werden, um zusätzliche Lichtenergie durch den Schirm 44 hindurch zu erzeugen. Der Diaprojektor 20 projiziert ein vergrößertes Bild des lichtdurchlässigen Farbbildes 18 auf den Spiegel 26. Der Projektor 20 ist vorzugsweise vom Typ Kodak Carousel 750-H mit einer F/2.8 Ektanar C-Projektionslinse. Es kann jedoch jeder geeignete andere Diaprojektor verwendet werden, beispielsweise der Projektor Kodak Carousel Custom 840-H. Der Projektor umfaßt eine Lichtquelle 22, die dazu geeignet ist, das lichtdurchlässige Farbbild 18 zu beleuchten, wobei die Linse 24 so angeordnet ist, daß sie ein vergrößertes Bild des lichtdurchlässigen Farbbildes 18 erzeugt. Die Linse 24 besitzt einen einstellbaren Brennpunkt zur Veränderung der Vergrößerung, während das resultierende Bild fokussiert gehalten wird. Größengetreue bzw. "Kontaktdrucke" des lichtdurchlässigen Bildes 18 können wahlweise erzeugt werden, indem das lichtdurchlässige Bild 18 auf die Platte 30 gelegt wird. Bei dieser Betriebsweise wird der Projektor 20 als zusätzliche Beleuchtungsquelle verwendet, wobei kein Diapositiv in diesen eingeschoben ist.

Das zum Spiegel 26 übertragene Bild des lichtdurchlässigen Farbbildes wird auf die Fresnellinse 28 reflektiert. Die Fresnellinse 2 8 weist vorzugsweise die allgemeinen Eigenschaften auf, daß sie aus kleinen, sich wiederholenden Lichtablenkungselementen aufge-

609885/1008

baut ist, die als Gesamteinheit wirken, um eine gleichförmige Verteilung des Lichtes über einen vorbestimmten Bereich zu erzielen. Das Gitter bzw. die Rinnen darin weisen vorzugsweise etwa 200 oder mehr auf 2,54 cm (1 Zoll) auf. Die Fresnellinse 28 führt die divergierenden Lichtstrahlen aus der Linse 24 des Projektors 20 zusammen. Anstatt einer Fresnellinse kann eine andere geeignete Feldlinse verwendet werden. Bei einer solchen Linse laufen jedoch die Lichtstrahlen, die das Bild auf Platte 30 erzeugen, divergierend hindurch. Die Lichtstrahlen aus dem lichtdurchlässigen Farbbild und Kompositionsrahmen werden vom Spiegel 40 durch Linse 34 und Filter 36 hindurch reflektiert und bilden ein einfarbiges Lichtbild. Das einfarbige Lichtbild wird durch Spiegel 42 durch Schirm 44 hindurch reflektiert. Der Schirm 44 moduliert das einfarbige Lichtbild und überträgt es auf den aufgeladenen Teil der photoleitenden Oberfläche 12. Eine geeignete Fresnellinse 28 ist im einzelnen in US-PS 3 424 525 (Towers et al, 1969) beschrieben, wovon die diesbezüglichen Teile in die vorliegende Offenbarung einbezogen werden.

Das Filter 36 ist dazu eingerichtet, ausgewählte Farbfilter in den Optikweg zu stellen, um auf der photoleitenden Oberfläche 12 einfarbige elektrostatische latente Bilder zu erzeugen. Beim Erreichen des Endes des Abtastweges werden die Lampen 38, die Linse 34 und das Filter 36 durch eine Feder vorgespannt, um für den Beginn des nächsten darauffolgenden Zyklus an ihre ursprüngliche Stellung zurückzukehren. Es soll betont werden, daß die Bewegung der Linse 34, des Filters 36 und der Lampen 38 mit der Umdrehungsgeschwindigkeit der Trommel 10 zur Belichtung des aufgeladenen Teils der photoleitenden Oberfläche 12 im richtigen Zusammenhang steht. Für Einzelheiten des Antriebsmechanismus des Optiksystems wird Bezug genommen auf die US-PS 3 062 108 (Mayo et al, 1962).

Die Linse 34 ist vorzugsweise als sechselernentige Dagor-Linse mit Luftspalt (Split-Dagor-Linse) ausgebildet und weist vordere und hintere zusammengesetzte Linsenkomponenten mit einer zentral da-

609885/1008

zwischen angeordneten Blende auf. Das Linsensystem erzeugt ein hochwertiges Bild mit einem Feldwinkel von etwa 31 und einer Lichtstärke im Bereich von etwa F/4.5 bis etwa F/8.5 bei Vergrösserung 1:1. Zusätzlich ist die Linse 34 so ausgelegt, daß sie den Effekt der Sekundärfarbe in der Bildebene minimalisiert. Die vordere Linsenkomponente besitzt drei Linsenelemente mit der Reihe nach einem ersten, als Pluslinse ausgebildeten Linsenelement, einem zweiten, als Minuslinse ausgebildeten Linsenelement, das mit dem ersten Linsenelement verkittet ist, und einem dritten Linsenelement, das als Pluslinse ausgebildet ist und zwischen dem zweiten Linsenelement und der Blende liegt. Die hintere Linsenkomponente weist ebenfalls drei ähnliche Linsenelemente auf, die so angeordnet sind, daß die Linse 34 symmetrisch ist. Bei einer spezifischen Ausführungsform der Linse ist das erste Linsenelement in der Vorderkomponente eine bikonvexe Linse, das zweite Element eine bikonkave Linse und das dritte Element eine konvex-konkave Linse. Für weitere Einzelheiten bezüglich der Linse 34 wird Bezug genommen auf die US-PS 3 592 531 (McCrobie, 1971), deren diesbezügliche Teile in die vorliegende Offenbarung einbezogen werden.

Es wird weiterhin auf Figur 2 Bezug genommen. Das Filter 36 umfaßt ein Gehäuse, das an der Linse 34 mittels eines geeigneten Bügels befestigt ist, und bewegt sich während des Abtastens mit der Linse 34 mit als eine Einheit. Das Gehäuse des Filters 36 umfaßt ein Fenster, das bezüglich der Linse 34 so angeordnet ist, daß die vom Spiegel 40 reflektierten Strahlen durch diese hindurchlaufen können. Die Boden- und Deckenwand des Gehäuses umfassen eine Mehrzahl von Führungen, die sich über die gesamte Breite derselben erstrecken. In jeder Führung ist ein Filter bewegbar angeordnet. Die Filter bewegen sich aus einer unwirksamen in eine wirksame Stellung. In der Arbeitsstellung liegt das Filter vor dem Fenster des Gehäuses, so daß die Lichtstrahlen durch das Filter hindurchlaufen. Die einzelnen Filter können aus irgendeinem geeigneten Filtermaterial hergestellt sein, wie beispielsweise aus beschichtetem

609885/1008

Glas. Bei der bevorzugten Ausfuhrungsform des in Figur 1 gezeigten elektrophotographischen Druckgerätes werden drei Filter verwendet, und zwar ein rotes, ein blaues und ein grünes Filter. Jedes der Filter ist den entsprechen gefärbten Tonerteilchen zugeordnet, d.h. der zugehörigen Komplementärfarbe, um ein subtraktives System zu erzeugen. Ein grünes gefiltertes Lichtbild wird mit Magenta- bzw. purpurroten Tonerteilchen entwickelt, ein rotes gefiltertes Lichtbild mit Zyantonerteilchen und ein blaues gefiltertes Lichtbild mit gelben Tonerteilchen. Eine detaillierte Beschreibung des Filters 36 findet sich in der US-PS 3 775 006 (Hartman et al, 1973), deren diesbezügliche Teile in die vorliegende Offenbarung miteinbezogen werden.

Das Schirmelement 44 ist bei der bevorzugten Ausführungsform ein bogenförmiges Element mit einer Krümmung im wesentlichen gleich der Krümmung der Trommel 10. Um dies zu erreichen, kann das Schirmelement 44 ein flexibles, lichtdurchlässiges Blatt sein, mit einer Mehrzahl von beabstandeten, lichtundurchlässigen Linien darauf. Die Krümmung des Schirmelements 44 ist gleich der Krümmung der Trommel 10, wobei der Krümmungsradius des Schirmelements 44 größer ist als der Krümmungsradius der Trommel 10. Die Krümmungszentren des Schirmelements 44 und der Trommel 10 fallen zusammen, um dazwischen einen geeigneten Abstand festzulegen. Das Schirmelement 44 ist im Druckgerät mittels eines geeigneten Rahmens angeordnet, der damit befestigt ist, beispielsweise ein Paar Seitenschienen, die einen gleichförmigen Abstand zwischen dem Schirmelement und der photoleitenden Oberfläche 12 gewährleisten.

Bei dem bevorzugten Ausführungsbeispiel umfaßt das Schirmelement 44 ein flexibles, im wesentlichen lichtdurchlässiges Blatt, das aus geeignetem Plastikmaterial hergestellt ist, beispielsweise Mylar. Der Fachmann erkennt jedoch leicht, daß auch ein vorgeformtes Material, beispielsweise Glas, verwendet werden kann. Eine Mehrzahl von beabstandeten, lichtundurchlässigen Linien befindet sich auf dem transparenten Blatt. Das Schirmelement 44 umfaßt eine Mehrzahl von Linien, die auf dem transparenten Blatt aufgedruckt sind, und zwar

609885/1008

mittels geeigneter chemischer Ätzung oder einer anderen geeigneten photographischen Technik. Der Schirm selbst kann aus einer beliebigen Anzahl von lichtundurchlässigen Metallmaterialien hergestellt sein, die für chemisches Ätzen geeignet sind und dünn genug sind, um flexibel zu sein, beispielsweise Kupfer oder Aluminium. Der Abstand zwischen aneinander angrenzenden Linien bestimmt die Qualität der sich ergebenden Kopie. Ein feinerer Schirm ergibt im allgemeinen eine natürlichere bzw. hochwertigere Kopie. Somit ist zwar ein relativ grober Schirm mit 50 bis 60 Linien auf 2,54 cm (1 Zoll) für einige Zwecke geeignet, feinere Schirme mit überall von 100 bis 400 oder mehr Linien auf einer Strecke von 2,54 cm (1 Zoll) ergeben jedoch eine Kopie mit beinahe kontinuierlicher Erscheinung der Tönung. Bei feineren Schirmen kann das Schirmmuster auf der fertigen Kopie kaum wahrnehmbar sein, und die Kopie besitzt das Aussehen einer Photographie mit kontinuierlicher Tönung. Bei einer bevorzugten Ausfuhrungsform weist der Schirm etwa 120 Linien auf einer Strecke von 2,54 cm (1 Zoll) auf.

Der Krümmungsradius des Schirmelements 44 ist vorzugsweise etwa 0,254 cm (0,1 Zoll) größer als der Krümmungsradius der Trommel Dadurch wird der Abstand zwischen dem Schirmelement 44 und der Trommel 10 festgelegt.

Bei der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird zwar ein gekrümmter Schirm verwendet, der Fachmann erkennt jedoch leicht, daß auch ein flacher Schirm verwendet werden kann. Flache Schirme können aus einem lichtdurchlässigen Blatt gebildet werden, das eine Mehrzahl von beabstandeten lichtundurchlässigen Linien darauf aufweist.

Zusammenfassend ist festzustellen, daß das in Figur 1 gezeigte elektrophotographische Druckgerät dazu geeignet ist, lichtundurchlässige Farbkopien ausgehend von lichtdurchlässigen Farbbildern herzustellen. Das lichtdurchlässige Bild kann größengetreu oder vergrößert kopiert werden. Zusätzlich kann damit ein Kompositions-

609885/1008

rahmen mit oder ohne darauf befindlichen Angaben kombiniert werden. Das lichtdurchlässige Farbbild kann ein herkömmliches 35 itim-Diapositiv oder irgendein anderer Mikrofilm sein. Dies wird erreicht durch Projizieren einer Abbildung des lichtdurchlässigen Farbbildes durch eine Fresnellinse und einen Kompositionsrahmen hindurch, der auf der Platte des Druckgerätes liegt. Das Abtastsystem des Druckgerätes erzeugt ein gefiltertes kombiniertes Bild aus dem lichtdurchlässigen Farbbild und dem Kompositionsrahmen. Das gefilterte kombinierte Bild wird durch einen Schirm hindurch projiziert und ergibt eine Modulation desselben, die den aufgeladenen Teil der photoleitenden Oberfläche bestrahlt. Dadurch wird darauf ein einfarbiges elektrostatisches latentes Bild aufgezeichnet, das mit Tonerteilchen entwickelt wird, die in ihrer Färbung komplementär zur Farbe des gefilterten Lichtbildes sind. Aufeinanderfolgende einfarbige elektrostatische latente Bilder werden mit entsprechend komplementär gefärbten Tonerteilchen entwickelt. Die Tonerpuderbilder werden auseinander ausgerichtet auf ein Blatt Trägermaterial übertragen und bilden darauf ein vielschichtiges Tonerpulverbild. Das vielschichtige Tonerpulverbild wird dauerhaft auf dem Blatt Trägermaterial mittels einer Schmelzeinrichtung fixiert. Die entstandene Farbkopie wird aus dem Druckgerät entfernt und entspricht einem kombinierten Bild aus Kompositionsrahmen und lichtdurchlässigem Farbbild.

Durch die Erfindung wird also ein elektrophotographisches Druckgerät geschaffen, das die eingangs erwähnte Aufgabe erfüllt. Es ist zu betonen, daß die Erfindung zwar anhand einer besonderen Ausführungsform beschrieben wurde, jedoch viele Abwandlungen und Änderungen an dem der Erfindung zugrundeliegenden Prinzip vorgenommen werden können.

609885/1008

Claims

Patentansprüche

1/. Elektrophotographisches Druckgerät zum Reproduzieren eines lichtdurchlässigen Farbbildes, gekennzeichnet durch ein photoleitendes Element (12),

eine Einrichtung (16) zum Aufladen des photoleitenden Elements (12) auf ein im wesentlichen gleichförmiges Niveau, eine Filtereinrichtung (36),

ein Schirmelement (44), das nahe angrenzend an das photoleitende Element (12) angeordnet ist, und

eine Einrichtung zum Projizieren eines Lichtbildes des lichtdurchlässigen Farbbildes (18) durch die Filtereinrichtung (36) und das Schirmelement (44) hindurch zur Bildung eines modulierten einfarbigen Lichtbildes für die selektive Ableitung des aufgeladenen Teils des photoleitenden Elements (12) zur Aufzeichnung eines einfarbigen elektrostatischen latenten Bildes darauf.
2. Druckgerät nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch ein Aufnahmeelement,

ein lichtundurchlässiges Dokument, das auf dem Aufnahmeelement angeordnet ist, und

eine Einrichtung zur Belichtung des aufgeladenen Teils des photoleitenden Elements (12) mit einem Lichtbild des lichtundurchlässigen Dokuments zur Aufzeichnung eines kombinierten elektrostatischen latenten Bildes darauf, das das einfarbige elektrostatische latente Bild des lichtdurchlässigen Farbbildes und das elektrostatische latente Bild des lichtundurchlässigen Dokumentes umfaßt.
3. Druckgerät nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Projektionseinrichtung das Lichtbild des lichtdurchlässigen Farbbildes durch das Aufnahmeelement hindurch überträgt.

609885/1008
4. Druckgerät nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das lichtundurchlässige Dokument einen Kompositionsrahmen (32) umfaßt, der einen lichtundurchlässigen Rand definiert, der sich von der auf dem Aufnahmeelement gebildeten Abbildung des lichtdurchlässigen Farbbildes aus nach außen erstreckt.
5. Druckgerät nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Projektionseinrichtung einen auf dem Druckgerät angeordneten Diaprojektor (20) zum Projizieren einer Abbildung des daraufliegenden lichtdurchlässigen Farbbildes auf das Aufnahmeelement aufweist.
6. Druckgerät nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Aufnahmeelement ein lichtdurchlässiges Plattenelement (30), auf dem das lichtundurchlässige Dokument angeordnet ist, und eine Fresnellinse (28) umfaßt, die auf dem lichtundurchlässigen Dokument angebracht ist.
7. Druckgerät nach einem der Ansprüche 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Belichtungseinrichtung eine zur Beleuchtung des auf dem Aufnahmeelement liegenden lichtundurchlässigen Dokuments angeordnete Lichtquelle (22, 38) und eine Linseneinrichtung (34) zum Aufnehmen der Lichtstrahlen aus der kombinierten Abbildung des lichtdurchlässigen Farbbildes und des lichtundurchlässigen Dokuments umfaßt.
8. Druckgerät nach einem der Ansprüche 2 bis 7, gekennzeichnet durch eine Einrichtung (C) zum Entwickeln des auf dem photoleitenden Element (12) aufgezeichneten elektrostatischen latenten Bildes mit Tonerteilchen,

eine Einrichtung (D) zum Übertragen des an dem elektrostatischen latenten Bild anhaftenden Tonerpulverbildes von dem photoleitenden Element (12) auf ein Blatt Trägermaterial (52) und eine Einrichtung (78) zum Aufschmelzen des Tonerpulverbildes auf dem Blatt Trägermaterial (52).

609885/ 1008
9. Druckgerät nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das
Schirmelement (44) ein transparentes Blatt umfaßt, das eine Mehrzahl von im Abstand voneinander angeordneten lichtundurchlässigen Linien darauf aufweist.
10. Druckgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß das photoleitende Element (12) bogenförmig ist und
das Schirmelement (44) einen bogenförmigen Teil mit einer Krümmung im wesentlichen gleich der Krümmung des photoleitenden Elements
(12) aufweist, wobei die KrümmungsZentren des photoleitenden Elements (12) und des bogenförmigen Teils des Schirmelements (44)

im wesentlichen miteinander zusammenfallen, und daß der bogenförmige Teil des Schirmelements (44) einen Krümmungsradius aufweist, der größer ist als der Krümmungsradius des photoleitenden Elements (12), wodurch ein Abstand dazwischen festgelegt wird.

609885/1008