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Verfahren zum Herstellen eines sichtbaren Bildmusters auf einer dielektrischen Schicht
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen eines sichtbaren Bildmusters auf einer dielektrischen Schicht, bei dem auf der dielektrischen Schicht durch Belichtung einer photoleitenden Schicht entsprechend einer Bildvorlage ein latentes elektrostatisches Ladungsbild erzeugt wird.
Bei den üblichen xerographischen bzw. elektrostatischen Bildaufzeichnungsverfahren wird durch das gemeinsame Einwirken eines elektrischen Feldes und eines Lichtmusters auf eine photoleitende, isolierende Schicht ein latentes elektrostatisches Bild erzeugt. Das latente Bild wird später oder unmittelbar danach oder in einigen Fällen gleichzeitig durch selektive Anziehung bzw. Abstossung von feinverteil- ten, festen oder flüssigen Partikeln in ein sichtbares Bild verwandelt.
Die Erfindung zielt darauf ab, ein Verfahren der einleitend angegebenen Art zu schaffen, bei dem kein zusätzlicher, auf der selektiven Anziehung bzw. Abstossung von feinverteilten Partikeln beruhender Entwicklungsvorgang erforderlich ist, um das latente elektrostatische Bild in ein sichtbares Bild überzuführen. Erfindungsgemäss wird dies dadurch erreicht, dass die dielektrische Schicht, auf welcher das sichtbare Bildmuster erzeugt werden soll, durch Erweichen in deformierbaren Zustand gebracht wird, um dieselbe unter der Einwirkung der vom elektrostatischen Ladungsbild erzeugten elektrostatischen Kräfte reliefartig zu verformen.
Wie später noch erläutert wird, kann ein nach diesem Verfahren erzeugtes Reliefbild sowohl direkt belichtet als auch projiziert werden.
Bei einer speziellen Ausführungsform der Erfindung wird eine photoleitende Schicht aus erweichbarem dielektrischen Material, vorzugsweise aus glasigem Selen, verwendet und direkt auf dieser Schicht das latente elektrostatische Ladungsbild erzeugt, worauf die Schicht, vorzugsweise durch Erwärmung, erweicht wird, um die reliefartige Deformation ihrer Oberfläche zu bewirken.
Bei einer andern Ausführungsform wird die dielektrische Schicht, auf welcher das sichtbare Bildmuster erzeugt werden soll, gegebenenfalls unter Einfügung einer schwerer als diese erweichbaren dielektrischen Zwischenschicht, auf der photoleitenden Schicht angeordnet, worauf das latente elektrostatische Ladungsbild auf der dielektrischen Schicht erzeugt und durch Erweichen dieser dielektrischen Schicht die reliefartige Verformung ihrer Oberfläche bewirkt wird.
Nach der Herstellung des elektrostatischen Ladungsbildes kann die Oberfläche der dielektrischen Schicht, auf welcher das sichtbare Bildmuster erzeugt werden soll, ein zweites Mal elektrostatisch aufgeladen und sodann die dielektrische Schicht erweicht werden. Auf diese Weise wird, wie nachfolgend noch genauer beschrieben ist, der Vorteil erreicht, dass nicht nur Konturbilder, sondern auch grössere flächenhafte Bildelemente gut reproduziert werden.
Eine besonders zeitsparende Verfahrensweise ergibt sich, wenn die dielektrische Schicht, auf der
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das sichtbare Bildmuster erzeugt werden soll, schon während der Zeit, in welcher an dieser Schicht das latente elektrostatische Ladungsbild erzeugt wird, erweicht wird.
Weitere Merkmale der Erfindung gehen aus der folgenden Beschreibung einiger Ausführungsformen an Hand der Zeichnungen hervor. Die Fig. l bis 4 beziehen sich auf jene Verfahrensvariante, bei welcher eine photoleitende Schicht aus erweichbarem dielektrischen Material verwendet wird, u. zw. zeigt
Fig. l schematisch die vorbereitende Aufladung einer xerographischen Platte mit einer solchen Schicht, Fig. 2 die Belichtung dieser Platte zwecks Herstellung des latenten elektrostatischen Ladungsbildes, Fig. 3 das Erweichen der photoleitenden Schicht durch Wärmeeinwirkung und Fig. 4 teilweise geschnitten die xerographische Platte mit dem sichtbaren Bildmuster.
Die Fig. 5 bis 14 beziehen sich auf Verfahrensvarianten, bei welchen eine zusätzlich zu der photoleitenden Schicht vorgesehene dielektrische Schicht erweicht und deformiert wird, wobei in allen diesen Beispielen zwischen der photoleitenden Schicht und der erweichbaren dielektrischen Schicht eine schwerer als die letzterwähnte Schicht erweichbare
Zwischenschicht eingefügt ist. Fig. 5 zeigt speziell die vorbereitende Aufladung einer solchenxerographischen Platte und die Fig. 6 und 7 erläutern verschiedene Möglichkeiten zur Belichtung derselben zwecks Herstellung des latenten elektrostatischen Ladungsbildes. Fig. 8 erläutert die Verfahrensvariante, bei welcher die Oberfläche der dielektrischen Schicht, auf welcher das sichtbare Bildmuster erzeugt werden soll, ein zweites Mal elektrostatisch aufgeladen und. sodann die dielektrische Schicht erweicht wird.
Fig. 9 erläutert die Verfahrensvariante, bei welcher die dielektrische Schicht, auf der das sichtbare Bildmuster erzeugt werden soll, schon während der Zeit, in welcher an dieser Schicht das latente elektrostatische Ladungsbild erzeugt wird, erweicht wird. Fig. 10 zeigt die Herstellung eines Deformationsbildes unter der Einwirkung eines Lösungsmitteldampfes auf die erweichbare dielektrische Schicht. Die Fig. ll bis 14 erläutern verschiedene Verfahrensvarianten, bei welchen Deformationsbilder unter der Einwirkung von Wärme auf die erweichbare dielektrische Schicht erhalten werden. Fig. 15 stellt schliesslich schematisch eine Vorrichtung zur Ausübung des erfindungsgemässen Verfahrens dar.
Fig. l zeigt die elektrostatische Aufladung einerxerographischen Platte-30--, die aus einer Unterlage --31-- (welche gegebenenfalls auch weggelassen werden kann) und einer Schicht --32-- aus pho toleitendem, isolierendem Stoff besteht. Die Unterlage --31-- ist vorzugsweise ein elektrischer Leiter oder eine elektrisch leitende Trägerschicht, die in Verbindung mit der photoleitenden, isolierenden Schicht --32-- steht. Für die Unterlage kann Aluminium, Messing oder andere Metalle, metallisiertes Papier oder Papier mit relativ hohem Feuchtigkeitsgehalt, Glas mit einem leitenden Überzug usw. verwendet werden. Die Unterlage --31-- kann auch aus einem Nichtleiter bestehen in diesem Falle werden einige der hier beschriebenen Verfahrensschritte abgeändert, wie es dem fachmännischen Wissen entspricht.
Die Schicht --32-- kann aus einem der bekannten photoleitenden, isolierenden Stoffe bestehen, die in der xerographischen Technik gebräuchlich sind. Die Schicht --32-- zeichnet sich allgemein dadurch aus, dass sie ein guter elektrischer Isolator ist, der in der Dunkelheit eine Oberflächenladung festzuhalten vermag, aber wesentlich stärker leitend wird, wenn er mit sichtbarem Licht, Röntgenstrahlen oder anderer aktivierender Strahlung belichtet wird. Nach der Erfindung soll die Schicht - zusätzlich in der Lage sein, durch Anwendung von Wärme, Lösungsmitteldämpfen oder andern Mitteln aufgeweicht zu werden, vorzugsweise nur zeitweilig, ohne dass dabei ihre elektrischen Eigenschaften bleibend verändert werden. Zu den geeigneten Stoffen gehören glasiges Selen, Dispersionen von photoleitenden Pigmenten, wie z. B.
Zinkoxyd in erweichbaren Kunststoffen oder andern elektrisch isolierenden Bindern, sowie verschiedene organische, photoleitende Stoffe in der Form vonhomogenen Schichten, mikrokristallinen Schichten oder Dispersionen in andern isolierenden Stoffen. Die Schicht - -32- kann eine Dicke haben, die im Bereich der üblicherweise in der Xerographie angewendeten liegt, d. h. in der Grössenordnung von einem Mikron bis zu einigen hundert Mikron. Die Schicht --32-- wird später noch ausführlicher beschrieben, lediglich für die nun anschliessende Erläuterung soll die Schicht beispielsweise aus glasigem Selen von 20 u Dicke bestehen.
Wie weiter in Fig. l gezeigt wird, wird die Platte --30-- dadurch elektrostatisch aufgeladen, dass sie relativ zu einer Sprlihladevorrichtung --33-- bewegt wird, die mit einer Hochspannungsquelle --34-verbunden ist. Sprühladevorrichtungen sind in der. xerographischen Technik bekannt und eine geeignete ist beispielsweise in den USA-Patentschriften Nr. 2,777, 957 und Nr. 2,836, 725 beschrieben. Es sind auch andere Verfahren zur Aufbringung eines gleichmässigen Potentials auf einer isolierenden Oberfläche bekannt und können angewendet werden. In Übereinstimmung mit der üblichen xerographischen Praxis kann ein Potential von einigen hundert Volt auf die Platte --30-- aufgebracht werden. Die Polarität der aufgebrachten Ladung kann entweder positiv oder negativ sein, je nach den besonderen Eigenschaften der Schicht --32--.
Der nächste Schritt ist die Belichtung der Platte --30-- mit einem Lichtmuster, wie in
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Fig. 2 gezeigt. Die Belichtung kann mittels eines photographischen Vergrösserungsapparates --35-- vor- genommen werden, wie gezeigt, oder in einer Kamera, oder durch Kontaktbelichtung oder durch andere
Mittel. Wenn die Unterlage --31-- durchsichtig ist, kann die Belichtung besser durch die Unterlage - hindurch vorgenommen werden als in der dargestellten Weise. Dort, wo sie vom Licht getroffen wird, wird die photoleitende, isolierende Schicht --32-- elektrisch leitend und lässt die Ladungen an ihrer Oberfläche abfliessen.
Auf diese Weise entsteht auf der Oberfläche der Schicht --32-- ein Ladung9- muster in Bildform und dementsprechend auch ein Muster des elektrischen Feldes in der Schicht --32-, das gleichfalls die Bildform aufweist.
Der nächste Schritt ist die zeitweilige Aufweichung des photoleitenden, isolierenden Stoffes --32 -- derart, dass sich seine Form oder seine Oberflächengestalt unter der Wirkung der mechanischen Kräfte, die mit dem elektrostatischen Muster auf der Oberfläche verbunden sind, verändert. Dabei kann irgendein Verfahren zum Aufweichen angewendet werden, vorausgesetzt, dass es die elektrische Leitfähigkeit der Schicht --32-- nicht so übermässig erhöht, dass die elektrischen Ladungen auf der Schicht rasch abfliessen und sich zerstreuen können, und vorausgesetzt, dass es die Schicht --32-- nicht bleibend beschädigt. Die günstigsten Verfahren zum Aufweichen sind entweder, die Schicht --32--einer Atmosphäre von Lösungsmitteldämpfen, die den Stoff der Schicht --32-- angreifen, auszusetzen, oder sie zu erhitzen.
Lezteres Verfahren ist in Fig. 3 dargestellt, worin die Platte --30-- unter einer Heizvorrichtung - liegend gezeigt ist. Wenn die Schicht --32-- aus glasigem Selen besteht, wird das Aufweichen besser durch Erwärmen als durch Lösungsmitteldämpfe vorgenommen werden, da sich Selen durchseine Widerstandsfähigkeit gegenüber nahezu allen bekannten Lösungsmitteln auszeichnet. Selen kann statt dessen durch zeitweilige Erwärmung auf eine Temperatur von etwa 600 C aufgeweicht werden. Es wurde gefunden, dass die Erwärmung auf diese Temperatur das Selen nicht schädigt, vorausgesetzt, dass die Dauer der Erwärmung kurz gehalten wird.
Wenn der Stoff der Schicht --32-- erwärmt ist, kannerentsprechend den elektrostatischen Kräften, die auf ihn einwirken, fliessen und so ein verformtes Oberflächenbild entwickeln, das mit dem ursprünglichen Lichtmuster übereinstimmt, welches während der in Fig. 2 dargestellten Belichtungsphase auf ihn eingewirkt hat. Dieses Muster kann im reflektierten Licht oder, wenn sowohl die Unterlage --31-- als auch die photoleitende, isolierende Schicht --32-- im wesentlichen durchsichtig sind, im durchgehenden Licht betrachtet werden. Übliche Projektionsverfahren für durchgehendes oder spiegelnd reflektiertes Licht können verwendet werden.
Der nächste Verfahrensschritt ist im allgemeinen, die Schicht --32-- wieder zu erhärten, wobei das deformierte Oberflächenmuster an Ort und Stelle eingefroren wird. Dies kann beispielsweise dadurch bewerkstelligt werden, dass man die Wärmequelle, den Lösungsmitteldampf oder was sonst zur Aufweichung der photoleitenden, isolierenden Schicht --32-- Verwendung fand, entfernt. Im allgemeinen ist es erwünscht, die Schicht --32-- wieder zu härten, sobald das Bildmuster erscheint. Übermässig starkes oder übermässig langes Aufweichen der Schicht --32-- ist zu vermeiden, weil beides ein Schwinden des Bildmusters zur Folge haben kann. Übermässiges Aufweichen durch Erwärmung ist auch deshalb zu vermeiden, um die Gefahr herabzusetzen, dass die photoleitende, isolierende Schicht --32-- beschädigt wird.
Wenn ein bleibendes Bild gewünscht wird, ist mit den voranbeschriebenen Verfahrensschritten die Erfindung ausgeführt. Im allgemeinen ist es jedoch erwünscht, die Platte --30-- wieder zu verwenden, und es wird notwendig, das Bild auf ihr auszulöschen. Das kann geschehen, indem man dieselben Verfahren anwendet, die vorher zur Aufweichung der Schicht --32-- benutzt wurden. Folglich kann die Schicht --32-- neuerdings erhitzt oder Lösungsmitteldämpfen ausgesetzt werden, vorzugsweise in An- wesenheit von Licht. Das Licht verursacht eine Zerstreuung der elektrischen Ladungen auf der Schicht die Aufweichung der Schicht --32-- gestattet eine Diffusion und Neutralisation der Ladungen und lässt die Oberflächenspannung wirksam werden, die die Oberfläche der Schicht --32-- wieder glättet.
Wenn eine öftere Wiederholung ins Auge gefasst ist, ist es besonders wichtig, Staubteilchen von der Schicht --32-- fernzuhalten, die sonst bleibende, auf den Bildern erscheinende Fehler verursachen.
Auf diese Weise wird auf einer xerographischen Platte durch physikalische Einwirkungen auf die Platte selbst und ohne die Verwendung von speziellen Tinten, Pigmenten, Tonern, Kunststoffen oder andern der Entwicklung eines elektrostatischen Bildes dienenden Stoffen ein sichtbares Bild erzeugt. Es können auch verschiedene Abwandlungen der vorangegangenen Verfahren angewendet werden. So kann die Schicht --32-- zuerst aufgeweicht und dann aufgeladen und belichtet werden, bevor sie die Möglichkeit hatte, wieder zu erhärten. Es ist auch möglich, entsprechend bekannten xerographischen Verfahren, die xerographische Platte gleichzeitig mit einem Lichtmuster zu belichten und elektrostatisch
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aufzuladen, während sie sich im erweichten Zustand befindet.
Wenn die Erfindung im vorangegangenen auch an Hand einer photoleitenden, isolierenden Schicht aus glasigem Selen beschrieben wurde, so können doch auch andere Stoffe verwendet bzw. vorgezogen werden. Eine besonders geeignete Stoffgruppe umfasst organische Photoleiter, weil sich diese im allgemeinen durch Lösungsmittel erweichen lassen und auch eine zum Erweichen ausreichende Hitze vertragen, ohne wesentliche Gefahr, dass sie dadurch dauernden Schaden leiden. Besonders geeignete Stoffe sind in den Kanadischen Patentschriften Nr. 568,707, Nr. 586,057, Nr. 586,894 und Nr. 580,075 beschrieben. Ein anderer geeigneter Stoff ist Anthrazen, entweder in der Form eines im Vakuum aufgedampften Filmes oder in Form eines dünnen Plättchens aus einem einzigen Kristall. Die sogenannten optischen Aufheller oder optischen Bleicher sind eine weitere geeignete Stoffgruppe.
Diese sindorganische Stoffe, die ultraviolettes Licht absorbieren und im blauen Bereich des sichtbaren Spektrums floreszieren. Sie haben häufig auch photoleitende, isolierende Eigenschaften. Vom chemischen Gesichtspunkt sind sie im allgemeinen asymmetrisch, manchmal unsymmetrische organische Verbindungen mit konjugierenden Doppelbindungen, gewöhnlich mit Endgruppen aus Benzol- oder heterocyclischen Ringender aromatischen Reihe. Stoffe dieser Art sind neben andern Quellen erhältlich bei der Geigy Chemical Corporation, Ardsley, New York. Geeignete Stoffe von dieser Firma sind Tinopal E - Tinopal SPG und besonders Tinopal PCR. Letzterer Stoff ist in Äthylendichlorid löslich und man kann einen gleichmässi-
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erzeugen.
Geeignete photoleitende, isolierende Stoffe sind auch Dispersionen oder Suspensionen verschiedener photoleitender Stoffe in Bindestoffen, die einen deformierbaren elektrisch isolierenden Film bilden. Ein besonders geeigneter Typ eines Binders ist ein Polystyrol mit niedrigem Molekulargewicht wie z. B.
Piccolastic A-75, erhältlich bei der Pennsylvania Industrial Chemicals Company. Geeignete Photoleiter zur Anwendung in einer solchen Dispersion sind Zinkoxyd sowie die photoleitenden Formen von Cad- miumsulfid, Zinksulfid, oder verschiedene andere bekannte photoleitende Pigmente. Oft ist es erwünscht, die Schicht --32-- so durchsichtig wie möglich zu machen, und wenn die Schicht aus einer Dispersion von Zinkoxyd od. dgl. in einem Binder besteht, kann die Durchsichtigkeit der Schicht --32-- verbessert werden, indem man einen Binder mit einem hohen Brechungsindex verwendet, der sich so gut wie möglich dem des Zinkoxyds oder des andern Pigments anpasst. Dies kann man bei einem Polystyrol-Binder z. B. durch Zufügung von Brom oder Chlor zu den Phenolgruppen des Polystyrols erreichen.
Deformierbare Binderstoffe kann man auch als Gemisch verwenden, das Dispersionen von organischen photoleitenden Stoffen und anorganischen photoleitenden Pigmenten enthält. So kann beispielsweise die Schicht --32-- aus einer Suspension von 1, 3, Diäthylaminophenyloxadiazol in einem Polystyrol von niedrigem Molekulargewicht bestehen. Die Schicht --32-- kann auch aus einem Gemisch oder einer Dispersion eines optischen Aufhellers in einem deformierbaren isolierenden Binder oder aus einem Ge- misch von optischen Aufhellern oder andern organischen Photoleitern bestehen, da der Binder das Kristallisationsbestreben, das bei einigen dieser Stoffe auftritt, unterdrückt. Weitere Auskünfte über solche Gemische von Bindern und Photoleitern können den schon erwähnten Kanadischen Patentschriften ent- nommen werden.
Fig. 4 zeigt ein typisches Bild, das nach dem erfindungsgemässen Verfahren erzeugt worden ist. Wie dort dargestellt, wird das Bild als Umriss oder Reliefbild durch Deformation des Photoleiters in Täler und Einsenkungen geformt. Man nimmt an, dass diese Deformierung in Umrissen verursacht wird durch die Einwirkung der raschen Änderung der elektrischen Feldstärke auf den Photoleiter am Rand eines Bildes.
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phischen Typ, die in der Kanadischen Patentschrift Nr. 618,521 beschrieben sind und die eher photolytisch als photoleitend sind, mitinbegriffen.
Es wurde gefunden, dass einige thermoplastische Stoffe sich unter dem Einfluss des latenten elektro statischen Bildes bereitwillig verformen, wenn sie aufgeweicht sind. In Fig. 5 ist eine Ausbildung einer xerographischen Platte, die eine Schicht aus einem solchen thermoplastischen Stoff trägt, dargestellt. Diese Anordnung eignet sich dazu, entsprechend der Erfindung entweder Spannungsgradienten oder Gradienten der elektrostatischen Ladungsdichte an einer Oberfläche aufrechtzuerhalten, die dann entsprechend diesen Gradienten verformbar ist. Die dargestellte Platte besteht aus einer leitenden Unterlage - -37--, die mit einer photoleitenden, isolierenden Schicht --38-- in üblicher Weise bedeckt ist.
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Über der photoleitenden, isolierenden Schicht befindet sich eine Zwischenschicht --39--, die ihrerseits mit einem nachgiebigen, thermoplastischen Stoff --40-- bedeckt ist. Die Unterlage --37-- kann ein gebräuchlicher leitender Träger sein, wie er in der gewöhnlichen Xerographie verwendet wird. Sie kann also aus Messing, Aluminium oder einem andern Metall bestehen, oder sie kann ein biegsames leitendes Material sein, wie leitendes Papier, oder ein Kunststoff, der mit einem leitenden Überzug versehen ist, wie Zinnoxyd oder Kupferjodid ; sie kann ein durchsichtiger Stoff sein, wie etwa Glas oder klarer Kunststoff mit einem leitenden Überzug von Zinnoxyd, Kupferjodid oder ähnlichem Stoff hinsichtlich der Durchsichtigkeit.
Ein üblicher photoleitender Isolator, wie glasiges Selen, Anthrazen, Schwefel, Zinkoxyd in einem Binder, oder andere Photoleiter können in isolierenden Bindern verwendet werden. Jedoch haben sich, wie weiter unten erläutert wird, Photoleiter, die gleichmässige, homogene Schichten bilden können, als geeigneter für eine hohe Auflösung erwiesen. Die Zwischenschicht --39-- dient als Trennschicht zwischen der thermoplastischen und der photoleitenden, isolierenden Schicht und hat auch noch andere wichtige Funktionen. Sie schützt den Photoleiter vor einer Wechselwirkung mit dem verwendeten thermoplastischen Stoff.
Sie dient als Isolationsschicht während der Entwicklung und schützt den Photoleiter vor der Einwirkung des Lösungsmitteldampfes oder der Wärme und gleichzeitig hilft sie dazu, die elektrische Isolation zwischen der thermoplastischen Schicht und der photoleitenden Schicht aufrechtzuerhalten. Eine weitere Funktion erfüllt die Zwischenschicht --39-- bei abtrennbaren Deformationsschichten. In diesem Fall dient die Zwischenschicht zur Stützung des abgetrennten Teiles. Dies ist wichtig, weil die Formstabilität geeigneter nachgiebiger Schichten, wie verschiedener isolierender, thermoplastischer Stoffe, als selbsttragende Schichten nicht ausreicht, um das Bild während der Ab- trennung unzerstört zu erhalten.
Da einige photoleitende Stoffe, wie viele der organischen Photoleiter, keine schädliche Einwirkung auf die meisten thermoplastischen Stoffe oder infolge der zur Aufweichung dieser Stoffe verwendeten Temperaturen zeigen, ist die Verwendung von Zwischenschichten bei diesen nur notwendig, wenn eine Abtrennung erforderlich ist. Viele der Kunststoffe mit hohem Schmelzpunkt sind als Zwischenschicht --39-- geeignet. Sie sind vorzugsweise zäh, elektrisch isolierend und stark durchscheinend. Eine hohe Formstabilität ist erforderlich, wo sie für abtrennbare Schichten verwendet werden. In einigen erfindungsgemässen Ausführungsformen muss, wie unten ersichtlich ist, trotzdem die Zwischenschicht nicht durchsichtig sein. Ein bevorzugtes Material ist "Vinylite" (Erzeugnis der Carbide and Carbon Chemical Company, New York), ein Polyvinylchlorid.
Dies hat sich als besonders geeignet erwiesen auf Grund seiner hohen Isoliereigenschaften, seiner geringen Wechselwirkungen, seiner hohen Zugfestigkeit und seines Erweichungspunktes, der über den für die Verformung eines niedrig schmelzenden thermoplastischen Stoffes notwendigen Temperaturen liegt, was für die Anwendung in dem erfindungsgemässen Verfahren vorteilhaft ist. Auch andere Polyvinylchloride oder Polyvinylazeta-
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stische Schicht --40-- muss erfindungsgemäss ausreichend isolieren, um an ihrer Oberfläche eine elektrostatische Ladung tragen zu können, und wird vorzugsweise so gewählt, dass sie eine solche Ladung während ihrer Erweichung durch Wärme oder Dampf bis zu dem Punkt, wo die Deformation eintritt, festhält.
Es ist ferner vorteilhaft, dass die thermoplastische Schicht eine niedrige Erweichungstemperatur hat, so dass sie sich durch die Einwirkung eines latenten elektrostatischen Bildes bei Temperaturen unter etwa 600 C deformieren lässt. Ausserdem ist es wünschenwert, dass die thermoplastische Schicht frei ist von Fliesseffekten bei normaler Raumtemperatur, d. h. unter etwa 320 C. Als bevorzugtes Material wurde "Staybelite 10" gefunden, d. i. ein von der Hercules Powder Company, Wilmington, Delaware erzeugtes thermoplastisches Kunstharz, das ein Glycerinester von hydrogeniertem Baumharz ist.
Dieser Stoff ist auf Grund seiner gegenüber andern thermoplastischen Stoffen von ähnlichem elektrischen Widerstand und ähnlichen Erweichungstemperaturen längeren Speicherfähigkeit für die Zeichen zur Aufrechterhaltung des Bildes diesen andern Stoffen vorzuziehen. Andere geeignete Materialien sind ein thermoplastisches Polystyrol-Kunstharz"Piccolastic" (Erzeugnis der Pennsylvania Industrial Chemi- cal Corporation, Clairton, Pennsylvania), Type A mit einem Schmelzpunkt zwischen 50 und 750 C, fer-
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thermoplastische Schicht und die Zwischenschicht werden vorzugsweise dünn gehalten zur Erzielung einer hohen Auflösung und, falls die Schichten ständig miteinander verbunden bleiben, kann die Zwischenschicht etwa 1/10 jn dünn sein.
Wenn die Schichten abtrennbar sind, muss die Zwischenschicht dick genug sein, um die notwendige Festigkeit und Formstabilität für die Abtrennung zu gewährleisten. Deshalb
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soll bei trennbaren Schichten die Zwischenschicht --39-- zwischen einigen Mikron und etwa 1 mm dick sein, je nach der Festigkeit des verwendeten Materials. Die dünneren Schichten können auf die photo- leitende, isolierende Schicht mittels eines Tauch-, Sprüh-, oder Wirbelverfahrens oder durch Aufdampfen im Vakuum in einer dauerhaften Verbindung aufgebracht werden. Für die Aufbringung durch Tauchen,
Sprühen oder Wirbeln wird der Kunststoff in einem Lösungsmittel aufgelöst und auf die photoleitende
Schicht in flüssiger Form aufgebracht und dann durch Verdampfen des Lösungsmittels gehärtet.
Die thermoplastische Schicht kann in gleicher Weise über der Zwischenschicht aufgebracht werden. Wenn trennbare Schichten verwendet werden, hat die Zwischenschicht vorzugsweise die Form eines selbsttragenden Gespinstes, das nach einem der oben beschriebenen Verfahren mit der thermoplastischen
Schicht bedeckt wird.
Die Verfahrensschritte zur Erzeugung der Bildwiedergabe gemäss der Erfindung können verschiedene Abänderungen erfahren, die im allgemeinen je nach den besonderen Bedingungen und den erwünschten Ergebnissen auszuwählen sind. Fig. 5 zeigt einen üblichen ersten Verfahrensschritt zur Aufbringung der Ladung, der zur Sensibilisierung der mit einer thermoplastischen Schicht überzogenen erfindungsgemässen Platte dienen kann. Die mit der Spannungsquelle --43-- verbundene Sprühentladungsvorrichtung --42-- ist so angeordnet, dass sie ein Potential zwischen etwa 100 und 1000 V auf die Oberfläche der thermoplastischen Schicht --40-- aufbringt.
Obwohl man entweder positive oder negative Ladung verwenden kann, ist hier, wie durch die Pluszeichen angedeutet, eine positive Aufladung auf der Oberfläche der thermoplastischen Schicht gewählt, der eine negative Aufladung, die durch Minuszeichen angedeutet ist, auf der Unterlage --37-- gegenübersteht.
Fig. 6 zeigt die Belichtung durch ein Lichtmusterbild. Die thermoplastische Schicht braucht nicht durchsichtig zu sein ; in diesem Fall erfolgt die Belichtung durch die Unterlage-37-. Die Unterlage - -37-- in Fig. 6 ist als durchsichtige Glas- oder Kunststoffschicht dargestellt mit durchsichtigem, leitendem Überzug--41--, um die Belichtung der xerographischen Platte durch die Rückseite hindurch zu ermöglichen. Diese Art der Belichtung hat in der Erfindung den Vorteil, dass die Zwischenschicht --39-- und die thermoplastische Schicht --40-- geringe optische Qualitäten aufweisen und, wenn gewünscht, bis zur völligen Undurchsichtigkeit gefärbt sein können.
Es hat sich im allgemeinen als vorteilhaft erwiesen, die mit Kunststoff bedeckte Seite der Platte durch Färbung der Zwischenschicht --39 -- un- durchsichtig zu machen. Dazu kann beispielsweise die Zwischenschicht --39-- mit Nigrosin - Farbstoff gefärbt werden, der eine angemessene Undurchsichtigkeit in einer 10 dicken Schicht von Polyvinylchlorid erzeugt, wenn er im Verhältnis von etwa 10 bis 20% Gewicht pro Volumeneinheit Nigrosin zum Kunststoff hinzugefügt wird. Bei den meisten Farbstoffen hat man im allgemeinen gefunden, dass der spezifische Widerstand unzulässig stark gesenkt wird, wenn man sie in ausreichender Konzentration zur Erzeugung einer Undurchsichtigkeit der deformierbaren Schicht beifügt.
Wenn die thermoplastische Schicht und die Zwischenschicht undurchsichtig sind, vereinfacht sich der Entwicklungsschritt, wie unten gezeigt wird. In Fig. 6 wird ein Bild --45-- durch ein optisches System --47-- auf die xerographische Platte projiziert. Der kreuzweise schraffierte Ausschnitt --48-- des projizierten Bildes zeigt einen dunklen Abschnitt mit wenig oder gar keiner Helligkeit, während der nicht kreuzschraffierte Teil des projizierten Bildes --49-- ein voll ausgeleuchteter oder sehr heller Teil des Bildes ist.
Dort, wo die Beleuchtung die photoleitende Schicht --38-- erreicht, nimmt der Widerstand der Schicht derart ab, dass die negativen Ladungen in der Unterlage durch den Photoleiter zur Grenzfläche zwischen dem Photoleiter und der Zwischenschicht --39-- abfliessen. Dort wo der Photoleiter beleuchtet ist, erhöht sich die elektrische Kapazität zwischen den die entgegengesetzten Ladungen tragenden Oberflächen auf Grund der Abnahme des Abstandes zwischen den Ladung tragenden Oberflächen. Die auf diese Weise erzielte Zunahme der Kapazität ohne Änderung der Ladungsmenge setzt die Spannung zwischen den geladenen Oberflächen gemäss der Formel Q=C. E herab. Q bedeutet die elektrische Ladungsmenge in Coulomb, C die Kapazität in Farad und E die Spannung.
Es ist zu sehen, dass, wenn die Kapazität (C) zunimmt, während die Ladungsmenge (Q) konstant gehalten wird, die Spannung (E) abnehmen muss. Folglich wird das messbare Potential an der Oberfläche der thermoplastischen Schicht über den beleuchteten Gebieten geringer als über den dunklen Gebieten.
Fig. 7 ist ein wahlweises Ausführungsbeispiel des Belichtungsschrittes, bei dem das Lichtmusterbild auf den Photoleiter durch die thermoplastische Schicht hindurch projiziert wird. Offensichtlich erfordert dies einen hohen Grad von Durchsichtigkeit der thermoplastischen Schicht und einer etwa vorhandenen Zwischenschicht. Nach der Belichtung kann das Bild entweder unverzüglich entwickelt werden oder die Potentialdifferentiale auf der Oberfläche der thermoplastischen Schicht können zuerst in Änderungen der Ladungsdichte überführt werden.
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Fig. 8 zeigt ein Verfahren, um die Spannungsgradienten in Änderungen der Ladungsdichte zu verwandeln. Dies geschieht durch Wiederholung des Aufladeschrittes, wie er bei der ursprünglichen Sensibilisierung der Platte angewendet wurde. Da die üblicherweise in xerographischen Verfahren verwendeten Ladungsvorrichtungen spannungsempfindlich sind, nimmt die Ladungsvorrichtung die über den beleuchteten Gebieten verminderte Spannung wahr und liefert mehr Ladung nach, wie dies durch die doppelten Reihe von Pluszeichen über den vorher belichteten Gebieten der Platte angezeigt ist. In den Gebieten, wo die Platte während der Belichtung dunkel war, nimmt die Ladeeinrichtung die ursprüngliche Spannung wahr und liefert keine zusätzliche Ladung. Auf diese Weise hat die Ladungsmenge nur in den Gebieten zugenommen, die während des Belichtungsvorganges beleuchtet waren.
Es entsteht ein deutlicher Unterschied zwischen den Kräften, die nach einer zweiten Ladung auftreten, wie Fig. 8 zeigt, verglichen mit den unmittelbar nach der Belichtung vorhandenen. Verwendet man nur die Potentialgradienten auf der Oberfläche, so kann man lediglich ein Konturenbild erzeugen, während es nach der zweiten Ladung möglich ist, auch grössere Flächen wirksam darzustellen. Im einzelnen wird dies in Verbindung mit der Bildentwicklung beschrieben, wie sie in den Fig. ll bis 14 dargestellt ist.
Es ist möglich, eine mit einem thermoplastischen Überzug versehene xerographische Platte gleichzeitig zu laden und zu entwickeln, wie dies in Fig. 9 dargestellt ist. Dies ruft denselben Effekt, wie in Fig. 8 dargestellt, hervor, jedoch in erhöhtem Mass. Da die Belichtung während der Ladung kontinuierlich weitergeht, können die Ladungen der einen Polarität in der Unterlage kontinuierlich durch die photoleitende Schicht in den beleuchteten Gebieten abfliessen und erlauben dadurch die Zunahme der Ladung in den entsprechenden Gebieten der thermoplastischen Oberfläche. Dies führt zu grösserer relativer Ladungsdichte in den beleuchteten Gebieten, verglichen mit den in Verbindung mit Fig. 8 beschriebenen Verfahren, bei denen die Leitfähigkeit des Photoleiters während der zweiten Ladung unterbunden wird.
Während gemäss Fig. 9 das Bild von derselben Seite der beschichteten xerographischen Platte projiziert wird, auf der die Ladung aufgebracht ist, ist es natürlich auch möglich, das Bild durch eine durchsichtige Unterlage zu projizieren, etwa in der in Fig. 6 dargestellten Weise, während gleichzeitig die Oberfläche der thermoplastischen Schicht aufgeladen wird.
Die Verformung der thermoplastischen Schicht nach dem Lichtmuster kann hauptsächlich durch zwei Verfahren herbeigeführt werden. Das eine besteht darin, die thermoplastische Schicht durch Erwärmen
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eine undurchsichtige Kunststoffschicht den Photoleiter auf der Seite der verformbaren Schicht abschirmt, wie oben vorgeschlagen, kann die thermoplastische Schicht durchWärme oder Dampf bei Raumbeleuch- tung entwickelt werden. Auch wenn eine zweite Aufladung Änderungen der Ladungsdichte auf der verformbaren Oberfläche erzeugt hat, kann die Entwicklung bei normaler Raumbeleuchtung vorgenommen werden.
Fig. 10 zeigt die Verwendung von Lösungsmitteldampf. Die die thermoplastische Schicht tragende Platte kann in eine Kammer --52-- eingebracht werden, die ein Lösungsmittel für den thermoplastischen Stoff in Dampfform enthält. Bei einer thermoplastischen Schicht aus dem bereits erwähnten "Staybelite"sind geeignete Lösungsmittel Äthylendichlorid, Kohlenstofftetrachlorid, Hexan, Trichlor- äthylen od. dgl.
Die Fig. 11 und 12 zeigen Entwicklung durch Wärme. Die Wärmequelle in Fig. ll ist als Infrarotlampe --53-- und die Wärmequelle in Fig. 12 als elektrischer Widerstandserhitzer-54-dargestellt.
Die Infrarotquelle ist besonders geeignet, wenn eine der Kunststoffschichten gefärbt ist und die Belichtung durch eine durchsichtige Unterlage hindurch vorgenommen wurde. Die Färbung absorbiert die Infrarotstrahlung und gibt dabei zusätzliche Wärme. In Übereinstimmung damit ist die Zwischenschicht - 39-in Fig. 11 eine undurchsichtige Schicht.
Es ist auch möglich, ein Bild dadurch zu entwickeln, dass die thermoplastische Schicht während der Belichtung aufgeweicht wird. Dies ist in Fig. 13 dargestellt, wobei auf die photoleitende Schicht das Bild --45-- durch die durchsichtige Unterlage --37-- projiziert wird, während ein elektrischer Wider- standserhitzer --54-- Wärme zur Aufweichung der Oberfläche der thermoplastischen Schicht zuführt.
Das Ausmass von Wärme oder Lösungsmittel, das anzuwenden ist, wird von den Eigenschaften der thermoplastischen Schicht und ihrer Dicke abhängen."Staybelite"beispielsweise soll gewöhnlich auf eine Oberflächentemperatur zwischen 45 und 700 C aufgeheizt werden. Auf jeden Fall soll die Viskosität
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des Materials auf einen Betrag zwischen 104 und 106 Poise herabgedrückt werden. Eine Viskosität unterhalb dieses Wertes erzeugt gewöhnlich Ladungsverlust auf der Oberfläche, der begründet liegt in der Ionenbeweglichkeit des Materials, wenn es noch flüssiger wird. Eine Viskosität über diesem Bereich wird zwar noch Verformung gestatten, aber die benötigte Zeit wird einige Sekunden oder sogar Minuten betragen, was für den praktischen Gebrauch zu lang ist.
Es muss in diesem Zusammenhang auch bemerkt werden, dass wiederholtes Erhitzen von glasigem Selen auf Temperaturen über 50 C seinen elektrischen Widerstand herabsetzt. Jedoch bei andern Photoleitern, wie etwa organischen Photoleitern, zeitigt wiederholte Anwendung hoher Temperaturen keine wahrnehmbare Wirkung auf die elektrischen Eigenschaften. Bei wenigstens einer erfindungsgemässen Ausführungsform ist ein niedriger elektrischer Widerstand des Selens nicht unbedingt schädlich, wie unten gezeigt wird.
In einer besonders zusammengedrängten Ausführung der Erfindung werden die Verfahrensschritte des Ladens, Belichtens und Entwickeln gleichzeitig ausgeführt, wie dies in Fig. 14 dargestellt ist. Eine weitere Erörterung dieser Ausführung erfolgt in Verbindung mit Kunstgriffen zur Erhöhung der Bildsichtbarkeit.
Nachdem das Material in der in Fig. 6 und 7 dargestellten Weise belichtet und danngemäss Fig. 11 und 12 entwickelt wurde, oder wenn es gleichzeitig belichtet und entwickelt wurde, wie dies in Fig. 13 dargestellt ist, kann die Verformung in Übereinstimmung mit der folgenden Theorie erfolgen, welche erklärt wird, aber durch die die Erfindung nicht beschränkt werden soll :
Nach der elektrostatischen Ladung und vor der Belichtung bestehen sowohl in dem Überzug als auch im Photoleiter grosse Felder, die dem Betrag nach umgekehrt proportional zu der Dielektrizitätskonstante sind.
Das heisst
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K.Schichtdicke und ph und th die Indices für die photoleitende bzw. die thermoplastische Schicht bedeuten.
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Nach der Belichtung würde das Feld in dem Photoleiter auf einen Wert reduziert, der proportional zu der induzierten Ladung, die auf der Unterlage verbleibt, ist, so dass ein völlig belichtetes Gebiet ein Nullfeld einschliesst. Anderseits ändert sich das Feld über der thermoplastischen Schicht (in grossen
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fl" h = 4'/f Ci h d h + 4'/f Ci h d h'ten nichts, weil dort keine Änderung der elektrostatischen Spannungskräfte eintritt.
Jedoch an der Grenze zwischen einem Gebiet höheren Potentials (unbelichtet) und niedrigeren Potentials (belichtet) wird ein zusätzliches elektrostatisches Feld erzeugt, u. zw. an beiden Seiten der Grenzlinie.
Dies erzeugt zusätzliche elektrische und mechanische Kräfte an dem belichteten Rand und vermindert die Kräfte auf der dunklen Seite des Randes. Dabei entstehen Deformationen in dem aufgeweichten Film, wie dies beispielsweise in Fig. 11 gezeigt ist.
Als Teil einer ausgedehnten Computer-Analyse der Felder über elektrostatischen Oberflächen er-
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Für das elektrostatische Bild einer Linie von 1, 0 cm Länge und 0, 1 cm Breite ergibt das eine Kraft von 80 Dyn.
Es ist zu bemerken, dass, wenn eine gleichzeitige Entwicklung und Belichtung erfolgt, wie in Fig. 13, eine leichte Verstärkung des Bildes erzeugt wird, weil die erste Verschiebung in der Oberfläche wäh- rend des Entwicklungsvorganges zusätzliche Änderungen der Kapazität der Schicht am Bildrand hervor- ruft, die den durch die Belichtung bewirkten Kontrast verstärken und so eine grössere Deformation ver- ursachen.
Wie in der obigen Wirkungstheorie inbegriffen und in den Fig. ll, 12 und 13 dargestellt, tritt eine
Randdeformation des Bildes an den Stellen der Potentialgradienten-55-auf. Zwar gibt dieses Ver- fahren keine vollen Flächen wieder, doch ist dieser Randeffekt-Bildtyp zu einer sehr hohen Auflösung fähig und kann unter Verwendung von Schlierenoptiken od. dgl. rasch sichtbar gemacht werden.
Wenn die Wiedergabe voller Flächen gewünscht wird, erlaubt eine Abwandlung des Wiedergabeverfahrens, wie festgestellt wurde, die Deformation von begrenzten vollen Flächen. Ein Beispiel einer solchen Abwandlung ist der zweite Aufladungsschritt, wie in Fig. 8 gezeigt, oder das Verfahren der gleich- zeitigen Aufladung und Entwicklung von Fig. 9. Wenn nämlich das belichtete Material neu aufgeladen wird, um es auf ein gleichförmiges Potential zu bringen, verstärkt sich das durch die Ladungsdichte er- zeugte Feld in dem belichteten Gebiet. Die Reaktion des erweichten Kunststoffes im Hinblick auf das Bild besteht im allgemeinen darin, dass er sich zusammendrückt und weite dünnere Flächen erzeugt, deren Oberflächen parallel zu der ursprünglichen Oberfläche sind.
Das Bild auf einer solchen Schicht enthält Phasenunterschiede, die mit einem Phasenkontrastverfahren beobachtet werden können ; jedoch wird die Fähigkeit des Materials, durch die bildabhängigen elektrostatischen Kräfte aus einer Fläche herausgequetscht zu werden, stark beeinflusst durch die Zustände in den umgebenden Flächen, und demgemäss ist dieses Verfahren am nützlichsten, wenn die Flächen, die zusammengedrückt werden sollen, relativ schmal sind. Bei der Wiedergabe von kontinuierlichen Tönungen oder grossen vollen Flächen ist ein Rasterverfahren vorzuziehen, das die grossen vollen Flächen in leicht verformbare kleine Flächen aufteilt.
Mit einer erhöhten Ladungsdichte in den belichteten Flächen kann die Deformation einer vollen Fläche erzeugt werden, wie in Fig. 10 die eingedrückten Flächen --57-- zeigen. Wenn auch die Entwicklung der Deformation einer vollen Fläche in Fig. 10 durch Lösungsmitteldampf und die Randdefor- mationsentwicklung in den Fig. 11, 12 und 13 durch Hitze dargestellt ist, bleibt es frei, welche Entwicklungsform für die Randdeformation oder die Flächendeformation gewählt wird. Wie oben schon festgestellt, ist die Wärmeentwicklung im allgemeinen für beide Fälle vorzuziehen, weil sie sich leichter steuern lässt.
Die durch Ladungsdichteunterschiede hervorgerufene Flächendeformation erzeugt ein Bild aus planparallelen Flächen auf verschiedenen Höhenstufen. Dieser Bildtyp ist nicht einfach zu beobachten und erfordert ein phasenempfindliches Abbildungssystem zur Sichtbarmachung. Es wurden einige technische Mittel zur Erhöhung der Sichtbarkeit des deformierten Bildes gefunden, die eine rasche Beobachtung eines solchen Bildes erlauben. Fig. 14 zeigt dafür ein Beispiel. Darin ist der deformierbare thermoplastische Überzug --59-- von kontrastierender Farbe oder von stark unterschiedlicher Farbdichte gegenüber der Zwischenschicht-58-. So kann z. B. die Schicht --58- durchsichtig sein, während die Schicht-59- etwa durch Zugabe einer kleinen Menge Nigrosin gefärbt ist.
Diese Schichten können in einfacher Weise durch Eintauchen auf die Platte aufgebracht werden, wobei man die Schicht --5S-- hart werden und trocknen lässt, bevor man die Schicht --59-- aufbringt. Nachdem ein volles Flächenbild von unterschiedlichen Ladungsdichten erzeugt und entwickelt worden ist, sind die belichteten Flächen der oberen
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Schicht --59-- eingedrückt und damit dünner geworden bis zu einem Punkt, wo die obere Schicht ei- gentlich unsichtbar ist und die untere Schicht --58-- sichtbar freiliegt. Auf diese Weise wird ein un- mittelbar beobachtbares Bild erzeugt. Es ist auch möglich, mit abtrennbaren Schichten ein transparentes
Bild zu erhalten.
Die deformierbare thermoplastische Schicht ist mit einem Farbgeber, wie etwa Ni- grosin-Farbstoff, eingefärbt und auf einer abtrennbaren Zwischenschicht aufgebracht, die stark licht- durchlässig ist. Nach Erzeugung und Entwicklung des Bildes sind die eingedrückten Flächen der thermo- plastischen Schicht relativ dünn und enthalten relativ wenig Farbstoff, so dass sie mehr Licht durchlassen als die nicht eingesenkten Flächen. Dann kann die Zwischenschicht mit der verformten, gefärbten thermoplastischen Schicht auf ihr von der Platte abgezogen und in einem gewöhnlichen Projektor verwendet werden. Da die üblichen Farbstoffe den ohmschen Widerstand des thermoplastischen Stoffes herabsetzen, hat es sich als wünschenswert erwiesen, wenn man gefärbte deformierbare Schichten verwendet, diese gleichzeitig zu laden, zu belichten und zu entwickeln.
Da dies die kürzeste Speicher- zeit für die elektrostatischen Ladungen auf der deformierbaren Oberfläche erfordert, kann man einen wesentlich niedrigeren spezifischen Widerstand in Kauf nehmen. Bei diesem gleichzeitigen Vorgehen haben niedrige Widerstände von etwa 1010 Ohm. cm in der deformierbaren Schicht noch eine Bilderformung zugelassen. Bei der in Fig. 14 gezeigten Ausführungsweise erfolgt die Belichtung durch die Un- terlage--37--, während die Ladung und Entwicklung von der entgegengesetzten Seite der beschichteten Einrichtung her vorgenommen wird. Zur Verdeutlichung ist zwar diese Darstellung gewähltworden, es ist aber ebenso möglich, eine undurchsichtige Unterlage zu verwenden und von der Seite mit der deformierbaren Oberfläche her gleichzeitig zu laden, zu belichten und zu entwickeln.
Die Unterlage-37und die photoleitende Schicht --38-- sind dieselben, wie in den vorher offenbarten Ausführungsformen beschrieben. Die Zwischenschicht --58-- ist vorzugsweise ein klarer Kunststoff und die Schicht-59- ist ein thermoplastischer Stoff mit einer niedrigeren Erweichungstemperatur als die Schicht --58--. Beispielsweise kann die Schicht --59-- aus Polyvinylchlorid und die Schicht-58-aus"Piccolastic"A-75 sein. Die Schicht --58-- enthält einen Farbstoff wie etwa Nigrosin. Eine wirksame Färbung einer 5 J. L dicken thermoplastischen Schicht wird durch 10 Gew. -0/0 Nigrosin, bezogen auf das Volumen des thermoplastischen Stoffes, erreicht.
Dünnere Schichten erfordern einen höheren Prozentsatz von Nigrosin und dickere Schichten einen niedrigeren Prozentsatz, um die gleiche maximale Bilddichte zu erzielen.
Die HeizvorrichtUngen --60-- sind in Verbindung mit der Ladeeinrichtung --42-- gezeigt. Während die Ladevorrichtung in Betrieb ist, um eine elektrostatische Ladung aufzubringen, erwärmen die
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Träger mit der Kunststoffunterlage --73-- in Berührung kommt. An der Löschvorrichtung-64-werden Wärme oder Lösungsmitteldampf verwendet, um die Oberfläche des thermoplastischen Stoffes zu glätten und etwaige vom früheren Gebrauch zurückgebliebene Bilder zu löschen.
Diese Löschvorrichtung kann auch geeignete Kühl- oder Trockenmittel einschliessen, so dass die thermoplastische Schicht stärker isolierend wirkt, wenn sie über dem photoleitenden Träger --62--läuft. Die Kunststoffunterlage -- 73 --, die den thermoplastischen Überzug --72-- trägt, wird von der bewegten photoleitenden, isolierenden
Schicht mittels der Andruckrolle --80-- mitgenommen. Die Andruckrolle --80-- ist eine leitende Rolle mit oder ohne isolierender Oberflächenschicht und steht mit dem Nullpotential in elektrischer Verbin- dung. Diese elektrische Verbindung befähigt die Rolle, neben dem mechanischen Druck auch noch einen elektrostatischen Druck auszuüben, um so einen gleichmässigen Kontakt zwischen der Unterlage-73- und dem Träger --62-- zu gewährleisten.
Die Schichten werden dann gemeinsam an der Belichtungs- vorrichtung --67-- vorbeigeführt, die in geeigneter Weise einen gebräuchlichen Schlitzverschluss verwendet, der mit der Bewegung der Schichten synchronisiert ist. Die Belichtungsvorrichtung projiziert ein Lichtmuster durch die thermoplastische Schicht und ihre Unterlage hindurch auf die photoleitende, isolierende Schicht-62-, das der Bildvorlage --74-- entspricht. Das so entstehende latente elektrostatische Bild ist an der Oberfläche der thermoplastischen, isolierenden Schicht durch Flächenbereiche mit verschieden hohen Potentialen definiert.
Die zusammengefassten Schichten laufen dann durch die zweite Ladevorrichtung --68--, wo die restliche Leitfähigkeit in den vorher belichteten Gebieten der photoleitenden Schicht verstärkte Änderungen der Ladungsdichte bewirkt, die von der spannungsabhängigen Ladevorrichtung erzeugt werden. Nach der zweiten Ladung entwickelt eine mit Wärme oder Lösungsmitteldampf arbeitende Entwicklungsvorrichtung --69-- die Ladungsdichteänderungen auf der thermoplastischen Schicht. Wie die Löschvorrichtung --64-, kann auch die EntwicklungsvorrichtUng --69-- Abkühlungs- oder Trocknungsmittel enthalten, um die thermoplastische Schicht derart zu härten oder zu "fixieren", dass das Deformationsbild nach dem Abzug des elektrostatischen, bilderzeugenden Feldes erhalten bleibt.
Die thermoplastische Schicht wird zusammen mit ihrer Unterlage von der photoleitenden, isolierenden Schicht abgetrennt und kann zur Bildprojektion etwa mittels einesschlierenopti- schen Systems benutzt werden. Wenn die deformierbare Schicht nicht bleibend mit dem xerographischen Glied verbunden ist, wie in Fig. 15, kann die Oberfläche des xerographischen Gliedes vorzugsweise angefeuchtet werden, bevor die plastische Schicht aufgebracht wird. Das Anfeuchten unterstützt die Beseitigung von Luftblasen und kann zu einem Waschvorgang erweitert werden, der die Abbildung von Staub oder Fasern auf der xerographischen Platte zu beseitigen hilft.
Silikonöl, wie Typ DC-200-20CS (Dow Corning), andere leichte Öle oder elektrisch isolierende Flüssigkeiten mit geringer Viskosität, die nicht chemisch mit der xerographischen Platte oder der plastischen Schicht reagieren, können verwendet werden. Fig. 15 zeigt ein Bad-77--, das dazu dient, einen Flüssigkeitsfilm auf dem xerographischen Träger --62-- aufzubringen.
Die Erfindung ist insbesondere für die Wiedergabe mit hoher Auflösung, für die Speicherung von Bildern hoher Dichte u. dgl. geeignet. Dabei wurden Auflösungen von mehr als 115 Linienpaaren/mm erzielt. Zur Erreichung einer optimalen Auflösung sind bestimmte Stoffe und Verfahren vorzuziehen.
Das photoleitende Material selbst wird vorzugsweise danach ausgewählt, dass es eine glatte, gleichmä- ssige Oberfläche bildet, wenn es auf einer Unterlage aufgebracht ist. Geeignete photoleitende Überzüge sind im Vakuum aufgedampftes glasiges Selen oder organische Photoleiter, die in einem Lösungsmittel mit einem organischen Kunststoff aufgelöst sind. Die organische Lösung ergibt einen glatten, gleichmässigen Überzug durch Besprühen, Wirbeln oder Eintauchen. Organische Photoleiter für diesen Zweck sind 2,5-bis- (4'-Diäthylaminophenyl)-1, 3, 4-oxadiazol, 2, 5-bis- (p-Aminophenyl)-1, 3, 4-triazolund andere 1, 3, 4-Oxadiazol und 1, 3,4-Triazol-Zusammensetzungen. Ein im Handel erhältliches Beispiel ist Kalle To 1920, hergestellt von Kalle und Co., Wiesbaden-Biebrich, Deutschland.
Die Dicke der Schichten ist ein bedeutsamer Faktor bei Ausführungsformen mit hoher Auflösung. Die Dicke der photoleitenden Schicht ist nicht so kritisch wie die Dicke der Überzüge. Bei glasigem Selen wurde die beste Auflösung mit einer Schichtdicke von etwa 50 p erzielt. Schichten von glasigem Selen zwischen 20 und 80 li dick ergaben gute Resultate. Bei andern homogenen photoleitenden Schichten, etwa aus organischen Photoleitern, wurden hohe Auflösungen mit Schichten von etwa 3 Il Dicke erzielt.
Von grösserer Bedeutung für eine hohe Auflösung ist die Dicke des Stoffes zwischen der photoleitenden Oberfläche und der deformierbaren Oberfläche. Empirisch wurde gefunden, dass die höchste erreich-
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Oberfläche weniger als 10 bol betragen muss, wenn man eine Dielektrizitätskonstante von etwa 4 annimmt.
Wenn die Dicke einer Zwischenschicht zwischen der photoleitenden Oberfläche und der deformierbaren Oberfläche zu der Dicke der deformierbaren thermoplastischen Schicht dazukommt, muss die Dielektrizitätskonstante entsprechend angepasst werden.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Verfahren zum Herstellen eines sichtbaren Bildmusters auf einer dielektrischen Schicht, bei dem auf der dielektrischen Schicht durch Belichtung einer photoleitenden Schicht entsprechend einer Bild-
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die dielektrische Schicht, auf welcher das sichtbare Bildmuster erzeugt werden soll, durch Erweichen in deformierbaren Zustand gebracht wird, um dieselbe unter Einwirkung der vom elektrostatischen Ladungsbild erzeugten elektrostatischen Kräfte reliefartig zu verformen.