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Mehrschichtiges Aufzeichnungsmaterial für die Bildaufzeichnung durch elektrostatische Deformation
Die Erfindung bezieht sich auf die Bildaufzeichnung durch elektrostatische Deformation, die be- kanntlich zu reliefartigen Bildern führt ; sie betrifft ein mehrschichtiges Aufzeichnungsmaterial, das für diese Art der Bildaufzeichnung besondere Vorteile bietet.
Die Bildaufzeichnung durch elektrostatische Deformation eines Aufzeichnungsmaterials bzw. Bild- trägers ist ein relativ junges technisches Gebiet, das seinen Ursprung im letzten Jahrzehnt hat, als ent- deckt wurde, dass ein latentes elektrostatisches Bild in einem Material niedriger Viskosität eine Defor- mation mit ziemlich hohem Auflösungsvermögen bewirken kann. Die älteren Aufzeichnungsverfahren dieser Art hatten erhebliche Mängel, da sie nicht für die Aufzeichnung kontinuierlicher Tönungen oder
Gradationen anwendbar und überdies sehr aufwendig waren, zumal sie gewöhnlich komplizierte opti- sche Projektionssysteme zur Umwandlung des Deformationsbildes in visuell wahrnehmbare Bilder aus
Lichtkontrasten erforderten.
Ein grösserer Fortschritt auf dem Gebiete der elektrostatischen Deformation wurde in letzter Zeit erzielt, als entdeckt wurde, dass unter gewissen Bedingungen hinsichtlich des verwendeten Materials und der Verfahrensschritte ein Deformationsbild erzielt werden kann, das ähnliche Diffusionseigenschaften aufweist, wie mattiertes Glas od. dgl.
Diese neue Art von Bildaufzeichnung durch elektrostatische Deformation eines Bildträgers ist "Frost-Methode" genannt worden und eignet sich besonders für die Erzeugung eines kontinuierlich abgetönten, unmittelbar sichtbaren und auswertbaren Bildes, wobei der Bildeindruck der "Frost-Bilder" auf Lichtkontrastenzwischenlichtdiffundierenden, d. h. mattierten Flächen, und Hintergrundflächen beruht, die nicht lichtdiffundierend sind. Nach der Frost-Methode sind erstmalig auf elektrostatischem Wege wirklich gute und kontinuierlich abgetönte Bilder erhalten worden. Ein weiterer Vorteil dieser Methode liegt darin, dass keinerlei Entwicklungsmaterialien für die Erzielung sichtbarer Bilder erforderlich sind.
Da elektrostatisch deformierbare Materialien leicht in Form biegsamer Bahnen oder Streifen hergestellt werden können, ist ohne weiteres erkennbar, dass hiemit ein geeigneter Weg für die Bildaufzeichnung auf kontinuierlichen Streifen oder Bändern gefunden worden ist, wobei die Bilder gespeichert werden können, um nach Bedarf verwertet zu werden. In diesem Zusammenhang ist ferner von Bedeutung, dass solche Frost-Bilder im Prinzip durch Erwärmung leicht gelöscht werden können, so dass der Bildträger wieder benutzbar wird, ganz ähnlich wie Magnettonbänder wieder für neue Aufzeichnungen benutzbar sind, sobald ihre Magnetisierung gelöscht worden ist.
Beim Versuch, elektrostatisch deformierbare Materialien für die wiederholte Verwendung hesustel- len, hat sich jedoch eine Schwierigkeit ergeben, die darin besteht, dass diese Materialien die Ten-
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denz haben, Staub und sonstige Fremdteilchen aus der Atmosphäre anzuziehen, wodurch die Güte des
Materials leidet und insbesondere Fehler in den aufgezeichneten Bildern auftreten. Diese Schwierigkeit wird verständlich, wenn man bedenkt, dass das Bildträgermaterial durch Erwärmung oder durch Anwen- dung von Lösungsmitteln erweicht werden muss, um eine elektrostatische Deformation desselben zu er- möglichen.
Durch diese Erweichung ergibt sich im allgemeinen ein klebriger Oberflächenzustand, in dem das
Material besonders dazu neigt, Staub und sonstige Fremdteilchen in solcher Weise festzuhalten, dass auch eine Reinigung des Trägers unmöglich ist. Wenn ferner bandförmiges Trägermaterial für Aufzeich- nungen nach der Frost-Methode vor oder nach Bildaufzeichnung zur Speicherung auf eine Spule aufge- wickelt werden soll, muss das Bandmaterial fest und nichtklebrig sein, damit sich nicht eine Windung des Bandes mit der Rückseite der nächsten Windung verklebt.
Dies bedeutet, dass das Bildträgermaterial eine hohe Viskosität und eine nichtklebende Oberfläche haben muss, wenn es zur Speicherung in Spulenform aufgewickelt wird. Demnach muss nach der unter
Erweichung des Materials erfolgenden Herstellung eines Bildes das Material wieder angemessen gehär- tet werden, bevor es aufgewickelt werden kann. Dadurch entfällt die Verwendbarkeit von Materialien niedriger Viskosität, die niemals vollständig zu einer trockenen, nichtklebrigen Oberfläche aushärten, wenn das Material aufgewickelt und in Spulenform gespeichert werden soll. Ferner dürfen solche Spu- len nicht unter Bedingungen gespeichert werden, unter denen das Bildträgermaterial erweichen kann.
Die Erfindung löst nun die Aufgabe, ein mehrschichtiges Aufzeichnungsmaterial für die Bildauf- zeichnung durch elektrostatische Deformation so auszubilden, dass eine dauernde Wiederbenutzbarkeit dieses Materials ohne jede Verschlechterung der Bilder durch sich an der deformierbaren Fläche ansam- melnde Fremdkörper gesichert wird. Ferner wird durch die Erfindung erreicht, dass auch elektrostatisch deformierbare Materialien, welche die Tendenz haben, eine relativ klebrige Oberfläche bzw. eine
Oberfläche mit relativ niedriger Viskosität beizubehalten, verwendet und in diesem Zustand aufge- spult werden können, und schliesslich auch, dass Bildträger, auf welchen Frost-Bilder aufgezeichnet sind, unter Bedingungen gespeichert werden können, unter denen das elektrostatisch deformierbare Material sich erweicht und klebrig wird.
Diese Vorteile werden mit einem mehrschichtigen Aufzeichnungsmaterial erzielt, dessen Kennzeichen darin besteht, dass sich zwischen zwei isolierenden äusseren Tragschichten eine photoleitende
Schicht, eine isolierende, durch Erwärmung deformierbare Schicht und eine leitende Schicht befinden, wobei entweder die photoleitende Schicht ebenfalls durch Erwärmung deformierbar ist oder zwischen der isolierenden, durch Erwärmung deformierbaren Schicht und der leitenden Schicht eine zusätzliche, durch Erwärmung deformierbare leitende Schicht angeordnet ist, so dass im Innern des Schichtenstapels zwei warmdeformierbare Schichten mit einer gemeinsamen, zu einem Reliefbild deformierbaren Berührungsfläche vorhanden sind.
Bei diesem Aufzeichnungsmaterial entstehen, die Frost-Bilder an einer Zwischenfläche des Schichtenstapels, die nicht der äusseren Atmosphäre oder der Berührung mit andern Materialien ausgesetzt ist, wie dies sonst bei der Herstellung der Bilder, bei der Bildprojektion oder beim Aufspulen des Bildträgers der Fall wäre.
Weitere Ziele und Merkmale der Erfindung gehen aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausfüh- rungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnungen hervor.
Fig. l zeigt schematisch ein Ausführungsbeispiel der Erfindung, bei dem eine Koronaentladung angewendet wird. Fig. 2, 3 und 4 zeigen weitere Ausführungsbeispiele der Erfindung, bei denen eine Aufladung mittels leitender Elektroden erfolgt. Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 5 wird eine selektive Aufladung in Abhängigkeit von einem zu reproduzierenden Bildmuster herbeigeführt. Fig. 6 stellt schematisch ein kontinuierlich arbeitendes Gerät zum Herstellen von Frost-Bildern dar. Fig. 7 zeigt ein Gerät zum Herstellen von Frost-Bildern unter Verwendung eines aufspulbaren bandförmigen Bildträgers. Fig. 8 ist ein Diagramm, das die Abhängigkeit der projizierten Bilddichte vom Brechungsindex des elektrostatisch deformierbaren Materials angibt.
Die Herstellung von Frost-Bildern erfolgt nach einem älteren Vorschlag in der Weise, dass die Aussenfläche einer thermoplastischen Schicht selektiv elektrostatischen Kräften unterworfen und sodann derart erweicht wird, dass die den elektrostatischen Kräften ausgesetzten Flächenteile zu einer feinkörnigen, lichtdiffundierenden Textur schrumpfen. Eine ähnliche Art von Frost-Bildern kann gemäss der Erfindung im Innern einer Schichtenfolge oder genauer gesagt an einer Zwischenfläche einer solchen Schichtenfolge erzeugt werden. Gemäss Fig. l kann beispielsweise ein Frost-Bild an der Zwischenfläche zwischen einer isolierenden thermoplastischen Schicht -11- und einer leitenden Schicht-12-nied- riger Viskosität in einem mehrschichtigen Bildträger -10- erzeugt werden.
Der Schichtenstapel des
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Bildträgers --10- umfasst ferner eine isolierende photoleitende Schicht-13-, eine erste Tragschicht - -15-, eine zweite Tragschicht -16- und eine leitende Schicht-17-. Aus später erläuterten
Gründen ist vorzugsweise jede dieser Schichten lichtdurchlässig.
Die Tragschichten-15 und 16-- können aus einem zähen, elektrisch isolierenden Material mit harter Oberfläche, wie beispielsweise Glas, hergestellt werden. Wenn eine Biegsamkeit des Schichten- stapels erwünscht ist, kann ein Kunstharz, wie beispielsweise Polyäthylenterephthalat oder anderes
Polyäthylen-Material oder ein Kunststoff auf Acrylbasis verwendet werden. Auch andere transparente
Isoliermaterialien, die befähigt sind, bis zu Temperaturen von etwa 650C und mehr, vorzugsweise bis über 100 C dimensionsbeständig zu bleiben, sind geeignet.
Die erforderliche thermische Dimensions- beständigkeit hängt von der Temperatur ab, die angewendet werden muss, um das Frost-Bild zu ent- wickeln oder zu löschen, da die Forderung besteht, dass die tragenden Kunststoffschichten bei dieser
Erwärmung praktisch unbeeinflusst bleiben müssen.
Die lichtdurchlässige Tragschicht-15-ist mit einem leitenden Überzug -17- versehen, der so ausgebildet ist, dass an ihm ein elektrisch leitender Anschluss hergestellt werden kann. Auch dieser Überzug soll lichtdurchlässig sein und es wird zweckmässig dafür eines der üblichen lichtdurchlässigen leitenden Überzugsmaterialien, wie beispielsweise Zinnoxyd oder Kupferjodid, verwendet. Dieser Über- zug kann auf beliebige bekannte Weise aufgebracht werden, beispielsweise durch Aufdampfen. Die
Dicke der Überzugsschicht ist nicht kritisch.
Die zweite Tragschicht --16--, die gleicher Art wie die Tragschicht -15- ist, ist mit einem lichtdurchlässigen isolierenden, aber photoleitenden Material überzogen. Dieses isolierende photolei- tende Material wird zweckmässig durch einen organischen Photoleiter gebildet, etwa dem in den kana- dischen Patentschriften Nr. 568, 707 und 611, 852 beschriebenen. Das Aufbringen des Überzuges kann im
Tauch-, Schleuder- oder Sprühverfahren oder auch nach andern Verfahren erfolgen. Die Dicke der isolierenden photoleitenden Schicht beträgt vorzugsweise etwa 2 bis 5 p, doch können Schichtdicken im Bereich von 1/2 bis 25 fi angewendet werden.
Beim Ausführungsbeispiel nach Fig. l ist es, wie aus der nachfolgenden Theorie seiner Arbeitsweise verständlich wird, nicht wesentlich, dass die photoleitende Schicht bei der Erwärmung isolierend bleibt.
Normalerweise, d. h. im Dunkeln und ohne Anwendung von Wärme zwecks Entwicklung oder Löschung eines Bildes soll die photoleitende Schicht einen spezifischen Widerstand von 10u Ohm. cm oder mehr haben, wobei die kritischste Anforderung darin besteht, dass praktisch keine Leitfähigkeit in seitlicher Richtung vorhanden sein soll. Die photoleitende Schicht ist mit der elektrostatisch deformierbaren Schicht --11- überzogen. Die Schicht --11-- besteht zweckmässig aus einem thermoplastischen oder einem andern gut erweichbaren Material, das normalerweise elektrisch isolierend und bei Raumtemperatur fest ist.
Geeignete Materialien dieser Art sind in der österr. Patentschrift Nr. 256 625 angegeben. Als besonders günstige Materialien für die Schicht -11-- haben sich bei der AusfÜhrungsform nach Fig. 1 Glycerinester von hydriertem Kolophonium sowie Toluollösungen von Styrol-Copolymeren erwiesen. Das elektrostatisch deformierbare Material soll bei Temperaturen zwischen 38 und 930C auf eine Viskosität von etwa 103bis 106 Poise erweicht werden.
Die untere Grenze des bevorzugten Temperaturbereiches wird durch die Notwendigkeit festgelegt, die Formstabilität des Materials während der Speicherung und Ablesung von Bildern zu sichern, während die obere Grenze einerseits durch das Bestreben festgelegt wird, für die Bildentwicklung aus Wirkungsgradgründen möglichst geringe Wärmemengen aufwenden zu müssen, und anderseits durch die Forderung, innerhalb eines Temperaturbereiches zu arbeiten, in dem eine Verzerrung oder sonstige Verschlechterung der andern Schichten vermieden wird. Die Schicht-11-wird auf die photoleitende Schicht-13-durch übliche Überzugsmethoden aufgebracht, wie Tauchen, Schleudern oder Aufsprühen.
Wie später noch erläutert wird, soll die Dicke dieser Schicht beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 wesentlich geringer sein als die Dicke der photoleitenden Schicht. Dünnere Schichten geben im allgemeinen ein besseres Auflösungsvermögen als die dickeren Schichten, doch beginnt die maximale Bilddichte unter einer Schichtdicke von etwa l u stark abzufallen. Zwischen der elektrostatisch deformier-
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det, relativ elektrisch leitfähig ist und vorzugsweise einen spezifischen Widerstand von weniger als 1012 Ohm. cm hat, da ein höherer spezifischer Widerstand die Expositionszeitgeschwindigkeit vermindert.
Die Schicht--12--soll niedrige Viskosität haben oder sich zumindest bei der Temperatur, die not-
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wendig ist, um die Viskosität der Schicht -11- auf den für die Herstellung von Frost-Bildern erforderlichen Wert herabzusetzen, auf eine Viskosität erweichen, die vorzugsweise in der gleichen Grössenordnung oder noch niedriger liegt als jene der Schicht -11-, wenn diese auf die für die Herstellung von Frost-Bildern notwendige Temperatur erhitzt worden ist.
Als geeignete Materialien haben sich Flüssigkeiten, wie Wasser, Alkohol, Glycerin oder Saccharose-Acetat-Isobutyrat oder ein nicht ionogenes Reinigungsmittel sowie Materialien erwiesen, die bei Raumtemperatur fest sind, wie beispielsweise gewisse feste Polyäthylenglykole, sowie weiche oder leicht erweichbare Kunststoffe oder Materialien auf Mineralölbasis, ferner verschiedene wachsartige Materialien, wie Paraffin, dem ein leitfähigkeitsfördernder Zusatz einverleibt worden ist.
Zur Erzielung der erforderlichen Leitfähigkeit können verschiedene Zusätze angewendet werden, doch hat sich für Kunstharzmaterialien Stannichlorid als besonders günstig erwiesen, weil dieser Zusatz die Lichtdurchlässigkeit des Materials nicht herabsetzt. Auch isolierende Flüssigkeiten mit die Leit- fähigkeit erhöhenden Zusätzen können verwendet werden. Als solche flüssige Materialien kommen Siliconöle, Mineralölprodukte u. dgl. in Betracht, die so ausgewählt sind, dass die Viskosität bei den Arbeitsbedingungen ausreicht, um die Beibehaltung der gewünschten Dicke der Schicht --12- ohne Auftreten wesentlicher Ungleichmässigkeiten der Schichtdicke während der verschiedenen Manipulationen bei der Ausübung des Verfahrens zu verbürgen.
Ein weiteres geeignetes Material ist Polyäthylenimin in
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entladungen angewendet werden, und bietet den besonderen Vorteil, dass das latente elektrostatische Bild an hochisolierenden Oberflächen festgehalten wird, so dass die elektrische Leitfähigkeit, die bei den meisten lichtdurchlässigen photoleitenden Materialien bei der Erwärmung entsteht, nicht schädlich ist und dass daher derartige photoleitende Materialien Verwendung finden können.
Die Oberfläche der lichtdurchlässigen Tragschicht-16-der Bildträgereinheit--10-nachFig. 1 wird im Dunkeln mittels einer Koronaentladungseinrichtung auf eine Spannung von etwa 100 bis 2000 V aufgeladen. Die Ladespannung kann entweder positiv oder negativ sein und ist in Fig. l, bezogen auf die leitende Schicht-17-, beispielsweise als positive Spannung angenommen. Die leitende Schicht - wird in geeigneter Weise elektrisch mit Erde bzw. mit dem andern Pol der Spannungsquelle für den Betrieb der Korona-Entladungseinrichtung-18-verbunden.
Nach dem Aufladen wird die Bildträgereinheit -10- einer Belichtung entsprechend dem zu reproduzierenden Bildmuster ausgesetzt. Das diese Belichtung bewirkende Strahlenbündel ist zur Vereinfachung der Darstellung in den Dunkelbereichen mit einer Kreuzschraffur versehen worden. Nach der Belichtung wird die Oberfläche der lichtdurchlässigen Tragschicht -16-- mittels der Korona-Entladungseinrichtung-18-wieder auf gleichmässiges Potential gebracht. Die Belichtung kann entweder durch die lichtdurchlässige Tragschicht -16-- oder durch die ebenfalls lichtdurchlässige Tragschicht --15- hindurch erfolgen, und gegebenenfalls kann die Aufladung gleichzeitig mit der Belichtung vorgenommen werden, so dass eine getrennte Aufladung vor und nach der Belichtung nicht mehr erforderlich ist.
Nach dem Aufladen und Belichten wird die Bildträgereinheit -10- bis zur Entwicklung eines Frost-Bildes an der Zwischenfläche der elektrostatisch deformierbaren Schicht-11-und der relativ
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elektrischen Ladungsmenge, vom Ausmass der Belichtung und von den thermischen Eigenschaften der Schicht-11-ab. Ein weiterer Faktor, der auf die Schwellenwerte der Arbeitsbedingungen für das Auftreten von Frost-Bildern Einfluss hat, ist die relative Oberflächenspannung im Material der deformierbaren Schicht -11-- und der relativ leitfähigen Schicht-12-, da das Auftreten der FrostBilder offenbar mit Effekten der Oberflächenspannung zusammenhängt.
Durch geeignete Auswahl der Materialien für diese beiden Schichten können die Oberflächenspannungen vermindert und damit auch die erwähnten Schwellenwerte herabgesetzt werden, so dass ein Frost-Bild schon bei höheren Viskositäten und/oder geringeren elektrischen Feldstärken entwickelt werden kann. Eine gewisse Oberflächenspannung an der Zwischenfläche ist erforderlich, um eine Löschung zu ermöglichen, doch scheinen die meisten nicht mischbaren Materialien ohne weiteres eine ausreichende Oberflächenspannung zu entwickeln.
Die Temperatur, die zur Entwicklung eines Frost-Bildes erforderlich ist. liegt gewöhnlich im Bereich von 37,7 bis 930C und muss so lange angewendet werden, bis die Viskosität der Schicht --11-auf den Bereich von etwa 103bis 10 Poise sinkt. Nach der Ausbildung des Frost-Bildes wird die Bild- trägereinheit --10- gekühlt, um das Bild zu fixieren, und sodann kann das Bild durch Durchleuchten der Bildträgereinheit betrachtet werden. Die Betrachtung kann direkt erfolgen, indem man auf die
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Rückseite der Bildträgereinheit Licht einfallen lässt, oder aber indirekt mittels einer Projektionslampe und einer geeigneten Optik.
Das Frost-Bild kann auf einen Projektionsschirm geworfen werden. Da die lichtdurchlässigen Tragschichten --15 und 16-vorzugsweise nicht lichtzerstreuend wirken, kann das auf Lichtzerstreuung beruhende Bild auch von der gleichen Seite her betrachtet werden, von welcher die Bildträgereinheit beleuchtet wird, wobei nur auf dieser einen Seite alle Schichten bis zu der bildtragenden Zwischenfläche lichtdurchlässig sein müssen, doch ist eine solche Betrachtung des Bildes im diffus reflektierten Licht hinsichtlich der Lichtausnutzung relativ ungünstig. Demgemäss erfolgt die Betrachtung des Bildes vorzugsweise durch Projektion, wobei dann alle Schichten des die Bildträgereinheit bildenden Stapels lichtdurchlässig sein müssen.
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die Materialien dieser beiden Schichten identische Brechungsindices hätten.
Demgemäss muss stets ein wesentlicher Unterschied zwischen den Brechungsindices der Materialien beiderseits der deformierbaren Zwischenfläche vorhanden sein, damit diese Deformation zu einer Zerstreuung des einfallenden Lichtes führt. Um eine angemessene Bilddichte ohne spezielle optische Systeme zu gewährleisten, wird ein Unterschied der absoluten Brechungsindices von 0, 2 oder mehr bevorzugt. Es sind jedoch auch kleinere Unterschiede der Brechungsindices anwendbar, wenn ein Schlierensystem oder ähnliches System zur optischen Kontraststeigerung verwendet wird.
Eine Theorie für die Arbeitsweise des Ausführungsbeispiels nach Fig. 1, die allerdings nicht unbedingt zutreffen muss, kann wie folgt angegeben werden. Wenn die Koronaentladungseinrichtung erstma-
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-16-- inZeichen unmittelbar oberhalb der Schicht -16- angedeutet worden ist.
In Abhängigkeit von dem durch die Koronaentladungseinrichtung erzeugten Feld und von den der Oberfläche der Schicht -16-- zuge- führten Ladungen werden Ladungsträger entgegengesetzter Polarität, die von der zum Bezugspotential führenden Verbindungsleitung kommen, durch die leitende Schicht -17-- und die relativ leitfähige Schicht --12- hindurch zur Zwischenfläche zwischen der relativ leitfähigen Schicht -12-- und der isolierenden, elektrostatisch deformierbaren Schicht -11-- gezogen.
Die so entstehende Aufladung ist in den Zeichnungen unmittelbar an der Zwischenfläche der Schichten --11 und 12-durch eine erste Reihe von Minus-Zeichen angedeutet worden. Man erkennt,
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Bildmuster erfolgenden Belichtung werden nun die in der photoleitenden Schicht-13-enthaltenen elektrischen Ladungen in den jeweils belichteten Flächenbereichen relativ beweglich.
Unter diesen Umständen ziehen in den belichteten Bereichen die an der Oberfläche der Schicht - befindlichen Ladungen der einen Polarität bewegliche Ladungsträger der entgegengesetzten Polarität aus der Hauptmasse der photoleitenden Schicht -13-- zu der Zwischenfläche der Schicht - und der Tragschicht-16-hin. Analog stossen in diesen belichteten Flächenbereichen die an
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aus der Hauptmasse der photoleitenden Schicht-13-zu der Zwischenfläche der Schicht --13-- und der isolierenden Schicht -11- ab. Diese Bewegung der Ladungsträger vermindert die Spannung zwischen der Oberfläche der Schicht --16-- und der Zwischenfläche der Schichten -11 und 12-.
Anders betrachtet, kann die Schicht --11-- als ein Plattenkondensator angesehen werden, dessen
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-16- aufordnet ist, das aus den Schichten-11, 13 und 16-besteht. Die Kapazität dieses Kondensators wird nach der Formel
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bestimmt, worin C die Kapazität, K die Dielektrizitätskonstante der Schichten, A die Flächenabmessung der Platten und d die Dicke des Dielektrikums ist. Bei Lichteinwirkung werden die exponierten Flächenbereiche der photoleitenden Schicht -13--relativ leitfähig, wodurch die effektive Dicke des Dielektrikums vermindert und gemäss der angegebenen Formel die Kapazität des Kondensators erhöht
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wird.
Bei geladenen Kondensatoren ändert sich die Spannung am Kondensator mit der Kapazität, wenn die Ladung konstant gehalten wird, wie dies aus der Gleichung Q = CV hervorgeht, worin Q die
Ladung in Coulombs, C die Kapazität in Farad und V das Potential in Volt angibt. Im vorliegenden
Falle wird die Ladung an der Oberfläche der Schicht -16-- festgehalten und kann sich daher nicht ändern. Wenn daher die Kapazität erhöht wird, indem die wirksame Dicke des Dielektrikums infolge
Belichtung des Photoleiters vermindert wird, so wird die Spannung an der Einheit in den belichteten
Flächenbereichen herabgesetzt.
Bei der neuerlichen Aufladung mittels der Koronaentladungseinrichtung nimmt die Spannung wieder gleichmässig den gleichen Wert wie vorher an und dadurch wird die Ladungsdichte in den belichteten
Flächenbereichen erhöht, wie dies durch eine zweite Reihe von Plus-Zeichen oberhalb der ersten Reihe an der Oberfläche der Schicht-16-und durch eine zweite Reihe von Minus-Zeichen unter der ersten
Reihe an der Zwischenfläche der Schichten -11 und 12-angedeutet worden ist.
Bei der Erwärmung der Bildträgereinheit -10-- zwecks Entwicklung des Frost-Bildes an der Zwischenfläche der Schichten - 11 und 12-kann die gesamte photoleitende Schicht leitfähig werden, so lange sie nur in seitlicher
Richtung isolierend bleibt, ohne dass ein wesentlicher Verlust an Bildinhalt auftritt, da auf diese Weise nur die Spannung an dem Schichtenstapel vermindert, nicht aber die Ladungsverteilung beeinflusst wird. Es ist zu beachten, dass die Entwicklung des Frost-Bildes durch veränderliche Ladungsdichte be- wirkt wird, im Gegensatz zur xerographischen Pulverentwicklung, die auf einer veränderlichen Poten- tialverteilung beruht.
Bei einer hinsichtlich des photoleitenden Materials wesentlich kritischeren Schichtenanordnung kann die relativ leitfähige Schicht -12- in Fig. 1 weggelassen und das Frost-Bild an der Zwischenfläche zwischen der deformierbaren Isolierschicht -11- und einer ebenfalls deformierbaren photoleitenden
Schicht ausgebildet werden. In Fig. 1 müsste dann eine geringfügige Modifikation vorgenommen wer- den, indem ein deformierbarer Photoleiter verwendet wird, die relativ leitfähige Schicht-12-weggelassen und die Isolierschicht --11- direkt mit der leitenden Schicht --17-- verbunden wird.
In diesem Zusammenhang geeignete photoleitende Materialien können durch Mischung lichtdurchlässiger organischer photoleitender Materialien, wie beispielsweise jener, die in den zitierten kanadi- schen Patentschriften angegeben sind, in Lösungen erhalten werden, die geeignete Gemische von isolierenden und leicht erweichbaren Kunstharzen, wie beispielsweise Polyvinylchlorid und Glycerinester von hydriertem Kolophonium, enthalten, um so die gewünschte niedrige Viskosität bei Erwärmung und dennoch eine starke elektrische Isolierfähigkeit in Abwesenheit von Licht zu erzielen. Zur Verbindung der vorgeformten Schichten können in üblicher Weise Wärme und Druck angewendet werden.
Bei Verwendung geeigneter Materialien und Verfahrensschritte zwecks Vermeidung einer Mischung der Schichten beim Überzugsprozess ist es möglich. den Schichtenstapel, beginnend mit einer der Tragschichten aufzubauen und die aufeinanderfolgenden Schichten der Reihe nach als Überzug auf die vorhergehende Schicht aufzubringen.
Bei Verwendung einer solchen deformierbaren isolierenden photoleitenden Schicht kann das Prinzip der Erfindung auch ohne Verwendung einer Koronaentladungseinrichtung ausgeübt werden. Zu diesem Zweck muss an die deformierbare isolierende photoleitende Schicht die weitere Forderung gestellt werden, dass sie in den nicht exponierten Flächenbereichen hochisolierend bleiben muss, wenn die Bildträ- gereinheit zwecks Entwicklung des Frost-Bildes erwärmt wird. Ein Ausführungsbeispiel dieser Variante der Erfindung ist in Fig. 2 dargestellt. Beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 bildet die leitende Schicht - wie in Fig. 1 einen Überzug an einer lichtdurchlässigen Tragschicht-15-.
Auf die leitende Schicht-17-ist eine deformierbare photoleitende Schicht-25-aufgebracht, u. zw. nach üblichen Methoden, wie beispielsweise durch Tauchen, Schleudern oder Aufsprühen, oder aber, wenn eine Schicht aus elementarem Photoleitermaterial verwendet wird, durch Aufdampfen.
Die deformierbare photoleitende Schicht kann aus lichtdurchlässigem organischem photoleitendem Material in Mischung mit Polyvinylchlorid und Glycerinester von hydriertem Kolophonium hergestellt werden. Die verwendete Kunstharzkombination muss jedoch so gewählt werden, dass eine übermässige Verminderung des spezifischen Widerstandes bei der Erwärmung vermieden wird. Der spezifische Widerstand des mit Kunstharz vermischten photoleitenden Materials soll bei der zur Entwicklung des Frost-Bildes im Dunkeln erforderlichen Erwärmung 1013 Ohm. cm oder mehr betragen.
Die isolierende deformierbare Schicht --11-- wird als Überzug auf die deformierbare photoleitende Schicht-25- aufgebracht, während die Tragschicht -16-- mit einer zweiten lichtdurchlässigen leitenden Schicht --26-überzogen undmitderleitenden Seite an die Oberfläche der deformierbaren Isolierschicht --11--
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angeschlossen wird.
Zur Vornahme einer Aufzeichnung wird zwischen den leitenden Schichten --26 und 27-eine Spannungsquelle angeschlossen. Die Polarität dieses Anschlusses ist nicht kritisch ; einige photoleitende Schichten sind jedoch bei einer bestimmten Polarität der angelegten Spannung empfindlicher und in solchen Fällen soll die Polarität der Spannung natürlich so gewählt werden, dass höchste Empfindlichkeit erhalten wird. Als Spannungsquelle wird vorzugsweise ein Impulsgenerator verwendet, der einen elektrischen Impuls vorgegebener Dauer abgeben kann. Die Bildträgereinheit wird nun einer Belichtung entsprechend dem zu reproduzierenden Bild ausgesetzt, beispielsweise einem Lichtstrahlenbündel, das von einem Objekt -27-- mittels eines Linsensystems-28-auf die photoleitende Schicht-25-des Stapels geworfen wird.
Gleichzeitig mit der Belichtung wird der Schichtenstapel mit Hilfe einer Heizeinrichtung-31- (vgl. Fig. 3) auf die Frost-Temperatur erwärmt, wozu zweckmässig ein elektrischer Heizkörper oder eine andere übliche Heizquelle unter Anlegen eines Spannungsimpulses herangezogen wird. Die Belichtung, die Erwärmung und das Anlegen der Spannung kann so lange fortgesetzt werden, bis ein Frost-Bild entsteht ; die erforderliche Zeitspanne kann auf Grund experimenteller Versuche ermittelt und sodann vorgeschrieben werden.
Die angelegte Spannung kann im Bereich von 350 bis 1200 V liegen und die erfor- derliche Erwärmung soll wie bei den andern Ausführungsformen im Bereich von 37, 7 bis 930C liegen. je nach der Temperatur, die erforderlich ist, um das photoleitende Isoliermaterial und das deformier- bare Isoliermaterial auf eine Viskosität von etwa 105 Poise zu erweichen, wie dies zur Erzielung eines
Frost-Bildes erforderlich ist.
Die Arbeitsweise des Ausführungsbeispiels nach Fig. 2 ist etwas verschieden von jener des Ausführungsbeispiels nach Fig. l. Zur Erzeugung eines Frost-Bildes muss die Zwischenfläche, die deformiert wird, mit elektrischen Ladungen beaufschlagt werden. Beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 3 erscheint nach dem Anlegen der Spannung im Dunkeln keine Ladung an der Zwischenfläche der Schichten-11 und 12-. Bei Belichtung nach dem zu reproduzierenden Bildmuster wird die Schicht-25-in den belichteten Flächenbereichen relativ leitfähig und es wandern sodann Ladungsträger zu der Zwischenflä- che, um so in diesen Bereichen die erforderlichen Frost-Bedingungen zu schaffen.
Bei diesem Ausführungsbeispiel erfolgen das Anlegen des Potentials, die Belichtung und die Erwärmung zwecks Entwicklung vorzugsweise gleichzeitig, da auf diese Weise unterschiedliche Leitfähigkeiten und damit verschiedene Ladungen in den belichteten Flächenbereichen gegenüber den nicht belich- tetenFlächenbereichen aufrechterhalten werden. Die für die Entwicklung erforderliche Erwärmung kann aber auch vor der Belichtung erfolgen, so lange sich nur die deformierbaren Schichten einige Zeit während der Belichtung auf der Frost-Temperatur befinden und zugleich der Schichtenstapel aufgeladen ist.
Bei Ersatz der deformierbaren Isolierschicht -11-- nach Fig. 2 durch eine deformierbare leitende Schicht -12-- und Verlagerung der leitenden Schicht -17- in der Weise, dass diese an der Aussenseite der lichtdurchlässigen Tragschicht --15- anliegt, ergibt sich das Ausführungsbeispiel gemäss Fig. 3, bei dem das Frost-Bild in den nicht belichteten Flächenbereichen entsteht. Die Schichtenanordnung nach Fig. 3 kann hergestellt werden, indem auf eine lichtdurchlässige Tragschicht-15-, die beispielsweise aus Polyäthylenterephthalat besteht und eine Dicke von etwa 0,064 mm hat, eine lichtdurchlässige leitende Schicht, beispielsweise aus Kupferjodid, aufgebracht wird.
Das Kupferjodid oder
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Eine zweite leitende Tragschicht--16-, die ähnlich der Tragschicht -15- ist, wird sodann mit einer lichtdurchlässigen leitenden Schicht --26- gleicher Art wie die leitende Schicht-17-überzo- gen. Die überzogene lichtdurchlässige Tragschicht --16-- wird sodann mit der überzogenen Oberfläche gegen die Oberfläche der deformierbaren leitenden Schicht --12- gelegt und mit dieser durch Anwendung von Druck oder von Wärme und Druck verbunden. Die Arbeitsweise des Ausführungsbeispiels nach Fig. 3 fusst darauf, dass bei Anlegen eines Potentials von der Quelle-27-elektrische Ladungsträger gleichmässig durch die Schicht --12- zur deformierbaren Zwischenfläche wandern.
Bei Belichtung nach einem Bildmuster wandern die Ladungsträger in den belichteten Flächenbereichen durch die photoleitende Schicht und beseitigen so in den belichteten Flächenbereichen die Ladungsträger von der deformierbaren Zwischenfläche. Bei Erhitzung ergeben nun die nicht belichteten Flächenbereiche ein Frost-Bild.
Bei Ausführungsbeispielen. bei denen der Photoleiter bei der Erwärmung isolierend bleiben muss,
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ergibt sich eine grössere Freizügigkeit hinsichtlich der Auswahl der photoleitenden Materialien, wenn diese nicht zugleich auch deformierbar sein müssen. So zeigt Fig. 4 ein Ausführungsbeispiel, das im wesentlichen ähnlich dem nach Fig. 2 ist, bei dem aber das Erfordernis eines deformierbaren photoleitenden Materials vermieden wird. An Stelle der deformierbaren photoleitenden Schicht-25-nach Fig. 2 wird hiebei eine nicht deformierbare photoleitende Schicht ähnlich der Schicht-13in Fig.
I, verwendet. Hinsichtlich des photoleitenden Materials-13-in Fig. 4 bestehen etwas stärkere Beschränkungen als hinsichtlich des in Fig. l verwendeten, weil dieses Material isolierend bleiben muss, wenn es auf die Frost-Temperatur erwärmt wird. Ein solches Material kann einfach aus einer Lösung eines organischen Photoleiters, vermischt mit Polyvinylchlorid oder einem andern Kunstharz, das bei Erwärmung praktisch keine Leitfähigkeit zeigt, hergestellt werden. Die isolierende deformierbare Schicht --11- wird dann, ähnlich wie bei Fig. 2, als Überzug über die photoleitende Schicht aufgebracht und oberhalb der deformierbaren Isolierschicht -11- wird eine'relativ leitfähige thermoplastische Schicht, die im wesentlichen identisch mit der Schicht12-- nach Fig.1 ist, aufgebracht.
Die relativ leitfähige Schicht-12-bildet mit der deformierbaren Isolierschicht --11-- eine deformierba- re Zwischenfläche. Beim Ausführungsbeispiel gemäss Fig. 4 ist vorzugsweise die photoleitende Schicht-13-organi-
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eine Dicke von 1, während schliesslich die Schichten --15 und 16-- aus einer 0, 127 mm starken Mylarfolie bestehen, auf die ein Überzug aus Kupferjodid aufgedampft ist.
Die photoleitende Schicht-13-wird im Tauchverfahren auf die lichtdurchlässige Elektrode - aufgebracht und sodann für 3 h bei 1000C gebrannt. Dieser Brennvorgäng vermindert die seitliche Leitfähigkeit und erhöht somit das Auflösungsvermögen. Die Schicht --10-- wird im Tauchver-
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Dauer bei 500C wird das Lösungsmittel verdampft.
Hierauf wird die Schicht-12-in der Weise hergestellt, dass auf die Schicht -11-- eine geringe
Menge von Fluorkohlenstoff aufgebracht wird. Sodann wird die Schicht-16-, welche die lichtdurchlässige Elektrode --26-- trägt, mit der Elektrodenseite gegen den Fluorkohlenstoff-Überzug gelegt, der dabei in einer gleichmässigen Schicht ausgebreitet wird. Die von der Quelle-27-gelieferte Spannung soll etwa 350 bis 1200 V betragen. Bei über 1000 V können aber dielektrische Durchschläge auftreten ; anderseits ergeben aber höhere Spannungen stärkere elektrostatische Kontraste und ermöglichen die Verwendung härterer Materialien oder kürzere Entwicklungszeiten.
Mit dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 4 konnte ein Auflösungsvermögen von mehr als 100 Linien je mm ohne unscharfe Kanten erzielt werden. Die früheren Frost-Bilder zeigten unscharfe Kanten und schon ein Auflösungsvermögen von 50 Linien je mm ist wesentlich grösser als bisher nach der Frost-Methode erzielbar war. Das erhöhte Auflösungsvermögen kann vermutlich der Tatsache zugeschrieben werden, dass das Ladungsbild bei dieser Ausführungsform an einer nicht deformierbaren Zwischenfläche gebunden ist, wogegen sich die induzierten Ladungen an der deformierbaren Zwischenfläche befinden.
Es scheint, dass diese Ladungsanordnung am Ort der Deformation keine tangentialen Vektoren der elektrostatischen Kraft entstehen lässt. Bei der älteren Frost-Methode ist das Ladungsbild an der deformierbaren Oberfläche gebunden, so dass tangentiale Vektoren der elektrostatischen Kraft die Deformation beeinflussen. Das erwähnte höhere Auflösungsvermögen gilt auch für die Ausführungsformen nach den Fig. 1 und 5.
Die Arbeitsweise und die Theorie der Ausführungsform nach Fig. 4 ist identisch mit jener der Ausführungsform nach Fig. 2, nur dass die elektrostatischen Ladungen durch die relativ leitende Schicht - zu der Zwischenfläche zwischen den Schichten -11 und 12-- unter dem von der Quelle - erzeugten Potential wandern, das von dem durch die photoleitende Schicht-13-und die Iso- lierschicht-11-gebildetenDielektrikum beeinflusst wird.
Auch bei den Ausführungsformen nach den Fig. 1 und 4 ist die bereits in Verwendung mit Fig. 1 erläuterte Kondensator-Theorie anwendbar. Bei diesen Ausführungsformen können die elektrischen Ladungen durch die relativ leitfähige Schicht-12-zu der deformierbaren Zwischenfläche wandern. DemnachnimmtdieZwischenflächebeiAnlegen eines Potentials elektrische Ladungen auf, die über die Gesamtfläche gleichmässig verteilt sind. Bei der Ausbildung des latenten Ladungsbildes muss dann eine zusätzliche Ladung in Abhängigkeit von der Bildkonfiguration verteilt werden, so dass die gewünschten Bildflächenteile zuerst deformiert werden. Die Bilddichte hängt von der relativen Menge dieser zusätzlichen Ladungsverteilung gegenüber der gleichmässigen Ladungsverteilung ab.
Der Betrag der zusätzli-
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chen Ladung ist seinerseits abhängig vom Kapazitätszuwachs, der durch die bereits angegebene Formel
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gegeben ist. Der Abbildungsvorgang beruht darauf, dass die photoleitende Schicht leitend gemacht wird, wodurch ein Teil der dielektrischen Dicke "d" unwirksam wird. Je kleiner d ist, umso grösser
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vorzugsweise einen nicht proportionalen Anteil der gesamten dielektrischen Dicke des kombinierten Dielektrikums einnehmen soll, um so eine maximale Kapazitätsänderung bei Belichtung zu bewirken.
Dies wird am besten dadurch erreicht, dass für die Schicht --13- ein Material mit niedriger Di- elektrizitätskonstante-K-und für die Schicht --11-, in Fig. l auch für die Schicht-16-, ein Material mit hoher Dielektrizitätskonstante verwendet wird. Die physikalische Dicke der Schichten wird
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zumindest ebenso gross, vorzugsweise aber 2- bis 3mal grösser als jene der kombinierten Schichten - 11 und 14-- in Fig. l bzw. der Schicht --11- allein in Fig. 4 ist.
Bei beiden Ausführungsformen empfiehlt es sich, die Isolierschicht -11- mit einer Dicke von 1/2 bis 5 Jl zu bemessen, vorzugsweise mit 2 bis 3 u. Dünnere Schichten ergeben ein höheres Auflösungs- vermögen, während dickere Schichten eine grössere Bilddichte zur Folge haben.
Bei den Ausführungsformen nach den Fig. 2 und 3 ist die Dicke der deformierbaren Schichten weniger kritisch, doch empfiehlt es sich, die Dicke wenigstens einer der deformierbaren Schichten im Be- reich von 1/2 bis 5 Jl zu halten, um ein gutes Auflösungsvermögen zu erzielen.
Bei weiteren Ausführungsformen der Erfindung können Frost-Bilder an einer Zwischenfläche von
Bildträgereinheiten erhalten werden, die keine photoleitendenschichten aufweisen. Fig. 5 zeigt beispiels- weise eine Ausführungsform, bei welcher über einer isolierenden Aussenfläche der Bildträgereinheit eine
Schablone --29-- angeordnet ist und eine Koronaentladung verwendet wird, um entsprechend einem durch die Öffnungen in der Schablone vorgegebenen Muster elektrostatische Ladungen an der erwähnten Oberfläche hervorzurufen.
Eine für diesen Zweck geeignete Bildträgereinheit kann ähnlichen Aufbau haben, wie in den Fig. 1 bis 4 dargestellt ist, mit der Ausnahme, dass kein photoleitendes Material mitverwendet wird und alle Schichten auf der einen Seite der deformierbaren Zwischenfläche, in der die selektiv aufzuladende Oberfläche liegt, hochisolierend sein müssen, um Abschirmeffekte zu vermeiden. Demgemäss zeigt Fig. 5 eine lichtdurchlässige Tragschicht -15-- aus Kunststoff, die zuerst mit einer lichtdurchlässigen leitenden Schicht-n-und sodann mit einer relativ leitfähigen deformierbaren Schicht --12-- überzogen worden ist.
Diese letztere Schicht braucht ebenso wie alle andern mit--! 2- bezeichneten Schichten nur relativ leitfähig, verglichen mit den gewöhnlichen isolierenden photoleitenden Schichten im Dunkeln zu sein, d. h. sie hat einen spezifischen Widerstand von weniger als etwa 1012 Ohm. cm.
Es kann sich hiebei auch um ein flüssiges oder um ein erweichbares Material handeln, das bei Raumtemperatur fest ist. Über der Schicht aus relativ leitfähigem Material befindet sich ein dritter Überzug --11-- aus deformierbarem lichtdurchlässigem Isoliermaterial und dieses Isoliermaterial ist ebenso wie das in allen übrigen Schichten --11-- bei den andern Ausführungsformen verwendete Material hochisolierend, d. h., es hat einen spezifischen Widerstand von 1013 Ohm. cm oder mehr, wenn es auf die zur Durchführung der Frost-Methode erforderliche Temperatur von 37, 7 bis 930C erwärmt wird.
Auf der deformierbaren isolierenden Schicht --11-- befindet sich ein vierter Überzug aus lichtdurchlässigem Isoliermaterial --16--, der eine bei Frost-Temperatur nicht deformierbare Oberfläche hat und ähnlich der Tragschicht --15-- ist.
Bei der Verwendung der beschriebenen Bildträgereinheit wird mittels einer Koronaentladungseinrichtung --13-- die isolierende Tragschicht-16-- durch die Schablone --29-- hindurch so aufgeladen, dass entsprechend den Öffnungen --30-- der Schablone an der Oberfläche der Schicht --16-- lA- dungen auftreten.
Infolge derauf der Oberfläche der Schicht --16-- entstehenden Ladungen wandern Ladungsträger entgegengesetzter Polarität über die Verbindung der lichtdurchlässigen leitenden Schicht - mit Erde oder einem Bezugspotential durch die deformierbare leitende Schicht-12-zu Flä-
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chenbereichen an der Zwischenfläche der Schichten --11 und 12-, die jenen Flächenbereichen entsprechen, in denen an der Oberfläche der Schicht --16-- Ladungen niedergeschlagen,,, "orden sind. Die Erwärmung zwecks Herstellung eines Frost-Bildes kann gleichzeitig mit diesem Ladungsvorgang oder aber als getrennter Schritt nach diesem erfolgen. Da die isolierende Schicht-16-- die Ladungskonfiguration für längere Zeit aufrechterhält, kann auch die Entwicklung längere Zeit hinausgezögert werden.
Bei der Ausführungsform nach Fig. 5 sind die Schichtdicken nicht besonders kritisch, doch empfiehlt es sich, die Dicke der Isolierschicht --11-- zur Erzielung eines guten Auflösungsvermögens im Bereich von 1/2 bis 5 u zu wählen.
Die Erfindung ist besonders gut in Kombination mit Geräten anwendbar, in welchen der Bildträger kontinuierlich und wiederholt vorgeschoben oder nach Bildaufzeichnung längere Zeit gespeichert wird, wobei die Aufzeichnung später gelöscht werden kann, um das Bildträgermaterial später wieder zu verwenden. Ein Gerät für eine solche wiederholte Verwendung des Bildträgers ist in Fig. 6 dargestellt. Das Bildträgermaterial hat dabei die Form einer zylindrischen Trommel--40-- und kann nach einer beliebigen der beschriebenen Ausführungsformen aufgebaut sein ; beispielsweise ist die Ausführungsform nach Fig. 2 angenommen worden und es sind für die einzelnen Schichten die gleichen Bezugszeichen wie in Fig. 2 verwendet worden.
Die durchlässige Tragschicht --15-- ist beim Gerät nach Fig. 6 vorzugsweise ein starrer Glasteil oder ein lichtdurchlässiger Kunststoffteil in Form eines Zylinders, der die andern Schichten trägt. Die zylindrische Trommel --40-- ist mit Hilfe eines Motors --41-- so drehbar, dass ihre Mantelfläche nacheinander verschiedene Behandlungsstationen im Gerät durchläuft.
Diese Behandlungsstationen umfassen eine Belichtungs- oder Aufzeichnungsstation --45--, dargestellt durch ein Objektiv-45-, das ein aus Licht und Schatten zusammengesetztes Bildmuster auf dem Bildträger --40-- entwirft. Dieser Belichtungsstation --45-- folgt in Richtung der Trommeldrehung eine Entwicklungstation--48--, die zweckmässig ein elektrisches Widerstandsheizelement, einInfrarotheizelement oder eine ähnliche Art von Wärmequelle zur Erwärmung des Bildträgers auf die Frost-Temperatur enthält.
Hinter der Entwicklungsstation --48-- ist eine Ablesestation-50-angeordnet, die in Form eines optischen Projektionssystems für die Erzeugung eines den Bildträger --40-- durchsetzenden Lichtstrahlenbündels und die Projektion des Frost-Bildes auf einen Schirm --31-- oder ein weiteres Aufzeichnungsgerät dargestellt ist. Das dargestellte Ablesesystem umfasst eine Projektionslampe --52--. einen Reflektor --53--. einen Kondensor --55-- und ein Projektionsobjektiv --56--. In weiterer Folge liegt in der Drehrichtung der Trommel--40-- hinter der Ablesestation eine Löschstation.
Bei Verwendung eines Bildträgers der in Fig. 2 dargestellten Art enthält die Löschstation zweckmässig eine Wärmequelle --59--, die wieder durch ein elektrisches Widerstandsheizelement gebildet werden kann, das kein aktinisches Licht abstrahlt.
Wenn der Bildträger endlos ist und umläuft, wie dies beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 5 der Fall ist, so werden die leitenden Schichten --17 und 26-- während des Löschvorganges vorzugsweise durch einen Kurzschlusskreis miteinander verbunden. Dadurch wird eine Rückführung des Bildträgers in den elektrisch neutralen Zustand gewährleistet. Wie Fig. 6 zeigt, ist zu diesem Zweck die Schicht --26-in drei durch isolierende Unterteilungen --32-- voneinander getrennte Segmente geteilt. Solche iso- lerende Unterteilungen können bei Zinkoxydschichten einfach durch streifenweises Wegätzen der Schicht erzielt werden, wobei der Zwischenraum hernach mit einer Kunststoffschicht ausgefüllt werden kann.
In der Nähe der Belichtungsstation --45-- und der Entwicklungsstation-48-verbinden Bür- stenkontakte --42 und 46-- die Potentialquelle --43-- mit den leitenden Schichten --17 bzw. 26--. Es ist zu beachten, dass der Bürstenkontakt-42-ein Doppelkontakt ist, um eine Kontaktgabe an der Schicht --26-- bei Durchlaufen der isolierenden Unterteilungen --32-- und damit das Anlegen eines Potentials während der Belichtung und Entwicklung zu sichern.
Die Löschstation befindet sich diametral gegenüber der Mitte des Bürstenkontaktes-42-, um maximale Winkelabstände zwischen der Trommelstellung, in der das Potential angelegt wird, und der Stellung für den Kurzschlusskreis zu erzielen. Der Kurzschlusskreis wird mit Hilfe von Bürstenkontak- ten-33 und 46-- angelegt, die an ein gemeinsames Bezugspotential --34-- angeschlossen sind. Das erhaltene Frost-Bild ist relativ stabil, während es die Ablesestation --50-- erreicht, und das in dieser Stellung angelegte Potential ist nicht notwendigerweise kritisch. Infolge der Unterteilung der Schicht - -26-- in Segmente muss die Trommeldrehung. mit dem Belichtungssystem synchronisiert werden, damit nicht eine Unterteilung --32-- quer durch ein Bildfeld verläuft.
Diese Synchronisation kann durch
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beliebige bekannte Mittel erzielt werden, die nur schematisch durch einen Block --35-- angedeutet worden sind.
Beim Betrieb des Gerätes nach Fig. 6 wird die Trommel --40-- vom Motor --41-- in Drehung versetzt, so dass sie die Belichtungsstation --45-- durchläuft. in der am Bildträger --40--, beispielsweise durch einen Lichtblitz, der kurz genug ist, damit die Trommeldrehung nicht stört, ein Bild entworfen wird. Diese Belichtung ermöglicht eine Ladungswanderung in der photoleitenden Schicht in Abhängigkeit vom Bildmuster, so dass sich die Ladungsdichte in den Schichten --17 und 18-- ebenfalls in Abhängigkeit von diesem Bildmuster ändern muss, um das Potential konstant zu halten.
In der Entwicklungsstation --48-- wird der Bildträger sodann erwärmt, bis an der Zwischenfläche der Schichten --11 und 12-- ein Frost-Bild erscheint.
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--50--. instrahlenbündel der Lichtquelle das den Bildträger --40-- durchsetzt, entsprechend dem Bildinhalt des Frost-Bildes moduliert wird, wobei das aufmodulierte Bild mittels des Projektionsobjektivs --56-- in Form von Licht und Schatten auf den Schirm --51-- oder auf einen Aufzeichnungsträger entworfen wird. Wie in der Belichtungsstation --45-- erzeugt die lichtquelle --52-- der Ablesestation nur einen kurzen Lichtblitz, während dessen Dauer die Trommel praktisch stillsteht.
Nachder Auswertung des Frost-Bildes in der Ablesestation-50-kann es in der Löschstation --57-- durch Anwendung einer stärkeren Erwärmung als in der Entwicklungsstation und gleichzeitige Erzeugung eines Kurzschlusses zwischen den leitenden Schichten --26 und 17-gelöscht werden. Durch die Wärmeeinwirkung werden die deformierbaren Schichten erweicht, während der Kurzschluss die elektrische Entladung des elektrostatischen Bildes ermöglicht. Sobald die deformierbaren Schichten erweicht und entladen worden sind, bewirken die Spannungen an der Zwischenfläche der deformierbaren Materialien ei-
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der für einen neuen Bildaufzeichnungszyklus zur Verfügung stehen.
Fig. 7 zeigt ein Gerät mit den gleichen und gleich bezeichneten Behandlungsstationen wie Fig. 6.
In diesem Falle ist jedoch ein biegsamer bahnförmiger Bildträger --60-- vorgesehen, der auf eine Vorratsspule --61-- aufgewickelt ist und zu einer Speicherspule --62-- läuft. Statt Elektrodenschichten ist in Fig. 7 eine Koronaentladungseinrichtung vorgesehen.
Im Gegensatz zum Bildträger --40-- nach Fig. 6 kann die lichtdurchlässige Tragschicht --15-- des biegsamen Bildträgers --60-- nach Fig. 7 nicht starr sein, vielmehr besteht sie vorzugsweise aus einem biegsamen Kunststoffmaterial, wie Polyvinylchlorid, Polyäthylenterephthalat oder Polytetrafluoräthylen. Der Bildträger kann beispielsweise den in Fig. 1 dargestellten Aufbau mit einer lichtdurchlässigen leitenden Schicht aufweisen, die bei der Spule --61-- an
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welcher nahe der Bahn des Bildträgers Wärmesenken oder Kühlplatten angeordnet sind, um die Bahn zu kühlen und das Frost-Bild zum Erstarren zu bringen.
Der Bildträger --60-- wird sodann auf eine Speicherspule --62-- aufgewickelt, die von einem Motor --70-- in Drehung versetzt wird und auf welcher der die Bildaufzeichnungen tragende Bildträger vor seiner Auswertung unbegrenzte Zeit gelagert werden kann. Die Bilder können von dem auf der Speicherspule aufgewickelten Träger zu einem beliebigen Zeitpunkt in einem Gerät abgetastet werden, das ähnlich wie ein Filmprojektor ist. Das bildtragende Trägerband kann dabei wiederholt zur Projektion der gleichen Bilder verwendet werden, und wenn eine Speicherung dieser Bilder nicht mehr erwünscht ist, so können sie durch Erwärmung gelöscht werden, worauf der Bildträger wieder für neue Bildaufzeichnungen zur Verfügung steht.
Bei der Projektion der Deformationsbilder gemäss der Erfindung hängt die maximal erzielbare Bilddichte von der Differenz der Brechungsindices der Materialien beiderseits der deformierten Zwischenfläche ab. Fig. 8 erläutert die Auswirkung der Differenz dieser Brechungsindices für eine Reihe von Materialien, die jeweils mit Glycerinester von hydriertem Kolophonium eine Zwischenfläche bilden, u. zw.
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<tb>
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A... <SEP> Fluorkohlenstoff,
<tb> B... <SEP> Wasser,
<tb> C... <SEP> Silicondl, <SEP>
<tb> D... <SEP> Polyäthylenglykol, <SEP>
<tb>
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der Punkt E bezieht sich auf Glycerinester von hydriertem Kolophonium.
Auch die Öffnung der Projektionsoptik muss neben den Brechungsindices berücksichtigt werden, um die auf der Abszisse in Abhängigkeit vom Brechungsindex y (bezogen auf Luft) aufgetragene projizierte Bilddichte x zu ermitteln. Je kleiner die Öffnung dieser Optik ist, desto grösser ist die Bilddichte, umso geringer sind aber das Auflösungsvermögen und die Lichtausnutzung. Im allgemeinen dürfte eine Öffnung von weniger als f8 für mikrophotographische Zwecke zu gering sein. Demgemäss ist aus Fig. 8 zu entnehmen, dass Materialien mit einem Brechungsindex, der grösser als jener von Wasser ist, gemeinsam mit Glycerinester von hydriertem Kolophonium im Rahmen der Erfindung am besten in Verbindung mit einem Schlieren-Projektionssystem od. dgl. verwendet werden, vor allem für mikrophotographische Zwecke.
Der Bildträger und das Gerät nach der Erfindung sind von besonderer Bedeutung für die Ablesung von Rechengeräten sowie für Faksimile-Ablesungssysteme und für die Herstellung von Schwarz-Weissfilmen für das Fernsehen, wo stets eine grosse Menge von Bildmaterial anfällt und/oder es erwünscht ist, die bei photographischen Filmen unvermeidbare Verzögerung durch den Entwicklungsvorgang zu vermeiden. Die günstige Anwendbarkeit der Erfindung in Fällen, wo grosse Mengen von Bildmaterial anfallen, beruht auf der Möglichkeit der Löschung der Bilder, die eine wiederholte Verwendung des gleichen Bildträgermaterials ohne Auflaufen von Ersatzkosten ermöglicht.
Die beschriebenen Ausführungsbeispiele lassen natürlich im Rahmen der Erfindung noch verschiedene, dem Fachmann ohne weiteres erkennbare Abwandlungen zu.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Mehrschichtiges Aufzeichnungsmaterial für die Bildaufzeichnung durch elektrostatische Defor- mation, dadurch gekennzeichnet, dass sich zwischen zwei isolierenden äusseren Tragschichten (15, 16) eine photoleitende Schicht (13), eine isolierende, durch Erwärmung deformierbare Schicht (11) und eine leitende Schicht (17) befinden, wobei entweder die photoleitende Schicht (13) ebenfalls durch Erwärmung deformierbar ist oder zwischen der isolierenden durch Erwärmung deformierbaren
Schicht (11) und der leitenden Schicht (17) eine zusätzliche, durch Erwärmung deformierbare leitende
Schicht (12) angeordnet ist, so dass im Innern des Schichtenstapels zwei warmdeformierbare Schichten (11, 13 bzw. 11, 12) mit einer gemeinsamen, zu einem Reliefbild deformierbaren Berührungsfläche vorhanden sind.