DE1221650B - Verfahren zum Vervielfaeltigen und Aufzeichnen von Schriftstuecken, Originalen u. dgl. - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Int. CL:

B 41m

Deutsche Kl.: 15 k-7/05

Nummer: 1221650

Aktenzeichen: M50135VIb/15k

Anmeldetag: 25. August 1961

Auslegetag: 28. Juli 1966

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Vervielfältigen und Aufzeichnen von Schriftstücken, Originalen u. dgl. auf einer Fläche, einem festen blattförmigen Aufzeichnungsträger od. dgl.

Es ist bekannt, modulierte Elektronenstrahlen zur Erzeugung eines unsichtbaren Bildes auf einer dielektrischen Fläche zu verwenden. Bei diesem bekannten Verfahren besteht das Bild aus veränderlichen Potentialen, die über die Fläche verteilt sind. Dieses Bild kann dadurch in eine dauerhafte, sichtbare Form umgewandelt werden, daß Partikeln in Übereinstimmung mit dem geometrischen Ort der Ladungen und deren Intensität auf dem Aufzeichnungsträger niedergeschlagen werden. Derartige Elektronenmuster auf dielektrischen Unterlagen wurden beispielsweise durch Ablagerung von Wachspartikeln auf der Unterlage sichtbar gemacht, wonach das Wachs durch Schmelzen oder auf andere Weise in eine dauerhafte ,Aufzeichnung umgewandelt wurde. Bei diesem bekannten Verfahren werden metallische Ionen für eine ganz bestimmte Zeitdauer auf.dem Elektronenbild niedergeschlagen, die ausreicht, um den Aufzeichnungsträger mit einem lichtundurchlässigen metallischen Überzug zu versehen, wodurch das Bild sichtbar gemacht wurde. Bei einem anderen bekannten Verfahren wird eine Abbildung durch Elektronenbombardement eines dielektrischen Aufzeichnungsträgers hergestellt, wonach durch Aufdampfen eines Metalls in den Bildbezirken ein dünner, unsichtbarer Film erzeugt wird. Auf diese unsichtbare metallische Abbildung wird dann ein sichtbarer Belag aus Metall aufgedampft und auf diese Weise ein sichtbares Bild erzeugt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, diese äußerst umständlichen, zeitraubenden und teuren Verfahren zu vereinfachen. Es geschieht dies erfindungsgemäß dadurch, daß auf einen festen blattförmigen Aufzeichnungsträger ein Abtaststrahl metallischer Ionen geworfen wird, der dem aufzeichnenden Schriftstück entsprechend moduliert wird, und daß auf dem Aufzeichnungsträger durch Aufdampfen eines Metalls ein Niederschlag erzeugt wird, dessen Dichte sich in Übereinstimmung mit dem modulierten Ionenstrahl ändert. Vorzugsweise wird auf dem Aufzeichnungsträger ein Niederschlag durch Aufdampfen eines Metalls erzeugt, dessen Verdampfungswärme kleiner ist als diejenige des Metalls, welches in dem Ionenstrahl verwendet wird, und daß die Dichte des Niederschlags sich in Übereinstimmung mit dem modulierten Ionenstrahl ändert.

Der feste blattförmige Aufzeichnungsträger kann Verfahren zum Vervielfältigen und Aufzeichnen
von Schriftstücken, Originalen u. dgl.

- Anmelder:

Minnesota Mining and Manufacturing Company,
St. Paul, Minn. (V. St. A.)
Vertreter:

ίο Dr.-Ing. H. Ruschke, Patentanwalt,
Berlin 33, Auguste-Viktoria-Str. 65

Als Erfinder benannt:
Alfred F. Kauspaul,

Erika E. Kaspaul, Stamford, Conn. (V. St. A.)

Beanspruchte Priorität:

V. St. ν. Amerika vom 29. August 1960 (52 427)

beispielsweise aus einem dielektrischen Werkstoff

as bestehen.

Der Vorteil des neuen Verfahrens besteht nicht nur darin, daß es billiger und einfacher ist als die bisher bekanntgewordenen Verfahren, sondern daß auch die Vervielfältigungen bzw. Bilder, die man mit dem neuen Verfahren erhält, klarer und schärfer sind als diejenigen Bilder, die mit Hilfe von Filmen oder Platten mit leicht auflösbarem Silberhalogenid photographiert wurden.

Das neue Verfahren ist insbesondere auch deshalb sehr wirksam, weil der Strahl metallischer Ionen einen Niederschlag erzeugt, der sehr kräftig auf die Fläche einwirkt. Im Vergleich zu den Elektronenstrahlen ist der Ionenstrahl um einen Faktor von mehreren Größenordnungen wirksamer, weil der Elektronenstrahl den Aufzeichnungsträger zu durchdringen sucht und nur Ladungsunterschiede erzeugen kann. Im Gegensatz dazu hinterläßt der Ionenstrahl bleibende Einwirkungen auf der Fläche und dringt nur wenig oder überhaupt nicht in die Fläche ein.

Die Erfindung soll im folgenden unter Bezugnahme auf eine Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach der Erfindung, die in der Zeichnung dargestellt ist, näher erläutert werden. In der Zeichnung ist

Fig. 1 die Ansicht eines Schnitts durch eine Ionenschleuder, die in eine Ausführungsform einer

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Einrichtung zur Ausführung des Verfahrens nach der Erfindung eingebaut ist, und

Fig. 2 die Ansicht eines Schnitts durch einen Ofen zur Erzeugung von Ionen für die in Fig. 1 dargestellte Ionenschleuder.

Die in dier Fig. 1 dargestellte Einrichtung besteht aus einem vakuumdichten Gehäuse 10, das durch den Stutzen 11 evakuiert werden kann. Obwohl die in der Fig. 1 dargestellte Ausführungsform sich in einer im wesentlichen ununterbrochen verlaufenden Umschließung befindet (die sich für die Zwecke des Zusammenbaus und dies Auseinandernehrnens aus mehreren voneinander trennbaren Teilen zusammensetzt), so besteht sie in der Auswirkung aus zwei Teilen, und zwar aus einer Projektionsstation in dem durch die gestrichelte Linie A gekennzeichneten Bezirk und aus einer Aufdämpfungsstation in dem durch die gestrichelte Linie B gekennzeichneten Bezirk. Im Gehäuse ist eine Einrichtung zum Befördern des Substratmaterials 15 angeordnet, die im vorliegenden Fall aus einer Einrichtung zum Befördern von Material in Bandform besteht und eine Vorratsrolle 13 und eine Aufwickelrolle 14 aufweist, wobei das Materialband 15 von der Vorratsrolle 13 aus über die Führungsrollen 16, 17 und durch eine Antriebsvorrichtung in Form von zwei Klemmrollen 19, 20 zur Aufwickelrolle 14 läuft. Damit das Materialband während der Durchführung der Aufzeichnung eben bleibt, wird es über eine Abstützplatte 22 geleitet. Die Ionenschleuder arbeitet mit Beschleunigung, wie in den elektrostatischen Kathodenstrahlröhren üblich, und weist koaxial angeordnete zylindrische Elemente auf (in den Zeichnungen nicht maßstäblich getreu dargestellt). Die Elektronenschleuder weist eine herkömmliche, indirekt geheizte Kathode 24 auf, die von einem die Intensität des Elektronenstrahls steuernden Steuergitter 25 umgeben ist. Oberhalb des Steuergitters und axial auf dieses ausgerichtet sind die Elektroden 26 und 27 zum Beschleunigen des Elektronenstrahls angeordnet. Der aus dieser beschleunigenden Elektronenschleuder austretende Elektronenstrahl durchläuft den Ofen 29, der später noch beschrieben wird und einen Metalldampf erzeugt, und wandelt dem Metalldampf in metallische Ionen um, die von einem Spannungsgefälle aus der Einrichtung herausgetrieben werden. Der Ionenstrahl wird mit Hilfe des oberhalb der Ionenquelle angeordneten Steuergitters 30 moduliert. Auf die Ionenquelle und auf das Steuergitter 30 axial ausgerichtet sind eine erste Ioneribesehleunigungsanode 32, eine zweite Ionenbeschleunigungsanode 33, die elektrostatischen Ablenkplatten 35 und 36 und die elektrostatische Linse 37 angeordnet. Die durchbrochenen Platten 40, 41 und 42 dienen als Abschirmung für Streupartikeln und zum Erzeugen von schärferen Bildern, so daß es erwünscht ist, die Durchbrechungen verhältnismäßig klein zu bemessen. Die Einrichtung wird vorzugsweise in demjenigen Teil zylindrisch ausgebildet, in dem sich die den Elektronenstrahl formende Einrichtung und die die Ionen erzeugende und steuernde Einrichtung befindet. Zur Vereinfachung der Konstruktion und um einen Zugang zum Auffüllen des Metallvorrats im Ofen zu schaffen, sind die genannten Abschnitte an den Verbindungsstellen 44 und 45 voneinander trennbar ausgebildet, während die elektrischen Verbindungen mittels eines Mehrstiftsockels 46 und 47 hergestellt werden.

Die den Metalldampf zum Erzeugen eines Niederschlagsbildes erzeugende Einrichtung besteht aus einem elektrisch beheizten Tiegel 49 mit einem Deckel 50, welcher Tiegel mit Hilfe der Spule 52 erhitzt wird, die mit Hilfe der Stifte 53 und 54 mit elektrischem Strom versorgt wird.

Fig. 2 zeigt in ausführlicher Darstellung einen von außen gesehen im wesentlichen zylindrischen Ofen zum Erzeugen von metallischen Ionen, der in

ίο der Einrichtung nach der Fig. 1 benutzt werden kann. Der Ofen besteht aus einer keramischen Tiegelbasis 56, die allgemein zylinderförmig ausgebildet ist und in der Mitte einen ringförmigen zylindrischen Teil 57 aufweist, der aufrecht steht und' einen Kanal bildet. Dieser Kanal ist axial: auf die den Ionenstrahl erzeugenden und steuernden Elektroden (Fig. 1)^ ausgerichtet. Innerhalb der Wandungen dieses Zy-' Kaders ist eine Heizwicklung 58 angeordnet, die über die Leiter mit elektrischem Strom versorgt wird

ao (59, 60). Der Tiegel ist mit einer abnehmbaren Abdeckung zusammengesetzt, die in der Mitte eine auf den Zylinder 57 ausgerichtete Öffnung aufweist. Am unteren Ende des Zylinders 57 ist, von der Heizwicklung elektrisch isoliert, eine röhrenförmige Metallelektrode 63 und in der Mittelöffnung der Abdeckung 61 eine gleiche röhrenförmige Elektrode 64 angeordnet. Der Tiegel wird von einer zylindrischen keramischen Hülse 65 umgeben, wobei zwischen dem Tiegel und der Hülse 65 die elektrische Heizwicklung angeordnet ist (67), die über die Leiter 68 und 68 mit Strom versorgt wird. Über dem Tiegel und der keramischen Hülse ist eine zweite Abdeckung 71 vorgesehen, die gleichfalls in der Mitte eine auf den durch den Zylinder 57 führenden Kanal ausgerichtete öffnung aufweist. Der Ofen ist von einer Metallhülse 73 umgeben, an der Befestigungsmittel zum Einbauen des Ofens in das Gerät angebracht sind. Das zu schmelzende und danach zu ionisierende Metall 75 befindet sich im unteren Teil des Tiegels.

In dter obenstehenden Beschreibung wurden bisher keine Quellen zum Erzeugen elektrischer Spannungen usw. angegeben. Zum Erzeugen der Spannungen für die Strahlsteuerung und der Modulation der Intensität des Ionenstrahls und des Stromes für die Heizung u. dgl. werden jedoch die herkömmlichen elektronischen Mittel verwendet. Selbstverständlich können auch andere Ausführungen des soweit beschriebenen Gerätes verwendet werden, wobei das Wesentliche aus der Erzeugung eines schmalen Strahles von Ionen besteht, die auf die zu »belichtende« Fläche gebündelt gerichtet werden, sowie aus einer Einrichtung zum Modulieren der Intensität des Ionenstrahls und zum Abtasten der Fläche durch den Strahl.

Das Gerät arbeitet in der folgenden Weise: In das Gerät wird ein Material eingeführt, das die Aufzeichnungsfläche darstellt und das zuvor nicht mit einer Metallaufdampfung versehen wurde. Das Material kann aus einem dielektrischen Stoff in Form von Papier, einem Kunstharz, wie Zelluloseazetat, PoIystyren, Polyäthylen-terephthaIat,Äthylzellulose, Polyvinylchlorid, Methyl-methakrylat, Zelluloseazetatbutyrat od. dgl., bestehen, welches Material beispielsweise in Form von Folien oder als Belag auf einem anderen Substrat, wie Papier, Textilien, Metall, Glasplatten od. dgl., verwendet werden kann. Ebenso können für die Zwecke der Erfindung leitende Sub-

stanzen, beispielsweise Metalle und im besonderen bellfarbige Metalle, auf die ein sich stark abhebendes dunkleres Metall niedergeschlagen werden kann, oder Halbleiter, wie Kadmiumsulfid, Zinkoxyd u. dgl., verwendet werden. Diese Materialien können auch als Belag auf Trägern, wie Metallfolien, Glasplatten, Papier u. dgl., verwendet werden. Bei der dargestellten Ausführungsform wird ein biegsames Band 15 aus mit Bariumsulfat versetztem Papier verwendet, das von der Vorratsrolle 13 aus über die Führangsrollen und die Abstützplatten zur Antriebsvorrichtung und zur Aufwickelrolle 14 geleitet wird. In den Ofen wird eine bestimmte Menge eines Metalls, beispielsweise Silber, eingefüllt, das zur Erzeugung dies unsichtbaren latenten Bildes benutzt werden soll. Der Ofen wird mittels der Wicklungen 67 und 58 beheizt. Die Einrichtung wird dann an eine geeignete Pumpe angeschlossen (nicht dargestellt) und bis auf einen Druck im Bereich von ungefähr 10~³ bis 10~⁵ mm evakuiert. Die Wicklung 67 wird elektrisch so weit beheizt, daß der vom Zylinder 57 umschlossene Innenraum heißer ist als der übrige Teil des eigentlichen Tiegels, um ein Niederschlagen des Metalls auf dessen Innenseiten zu vermeiden. Der Ofen wird beheizt, bis sich ein Metalldampf bildet, wonach durch die Öffnungen im Ofen ein kräftiger Elektronenstrahl geleitet wird. Dieser Elektronenstrahl wird in der herkömmlichen Weise durch Beschleunigen der aus einer indirekt geheizten Kathode 24 austretenden Elektronen erzeugt, durch das Modulationsgitter 25 und die Fokussier- und Beschleunigungselektroden 26 und 27 geleitet, an die Spannungen von ungefähr 300 bzw. 5000VoIt angelegt werden. Der Elektronenstrahl durchquert den axialen Verdampfungsraum im Ofen. Das verdampfte Metall wird infolgedessen stark ionisiert. Die sich bildenden metallischen Ionen werden mit Hilfe eines Spannungsgefälles aus dem Ofen getrieben, das durch eine Spannungsdifferenz von ungefähr 10 Volt zwischen den Elektroden 63 und 64 dargestellt wird. Die Richtung des die innere Heizwicklung durchfließenden Stromes wird gleichfalls so bestimmt, daß der Spannungsabfall an den Enden der Wicklung von unten nach oben ungefähr 10 Volt beträgt.

Der erzeugte Ionenstrahl durchläuft das Modulationsgitter 30 und die Beschleunigungsanoden 32 und 33, an die Spannungen von 4500 bzw. 4000 Volt angelegt werden, und bewegt sich danach zwischen die elektrostatischen Ablenkplatten 35 und 36 hindurch. Die aufzuzeichnenden Erscheinungen werden mittels herkömmlicher Einrichtungen in ein elektrisches Signal umgewandelt, das zu den Ablenkplatten 35 und 36 geleitet wird, an die die Abtastspannungen angelegt werden, sowie zum Steuergitter 30, dem ein Intendtälsmodulationssignal zugeführt wird. Dies kann mit Hilfe an sich bekannter Einrichtungen durchgeführt werden, beispielsweise mittels einer Ikonoskop- oder einer Orthikonröhre und der zugehörigen elektronischen Schaltung, um im der herkömmlichen Weise Bildsignalspannungen zu erzeugen. Die den Ablenkelektroden und dem Steuergitter zugeführten Signale bestimmen die Form und die Intensität des Musters, das auf dem Materialband 15 abgetastet wird. Besteht die aufzuzeichnende Vorlage aus einer sich beständig verändernden Reihe von Bildern, wie es beispielsweise bei einem Fernsehsignal der Fall ist, so kann die »zu belichtende« Fläche stillstehen, bis ein vollständiges Bild, d.h. ein vollständiges Bildfdd, aufgezeichnet worden ist. Danach wird das Band um ein Bildfeld weiterbewegt, so daß es für die nächste Belichtung bereitsteht. Wenn gewünscht, kann ein Substratmaterial in Bandform von der Beförderungseinrichtung mit einer gleichbleibenden Geschwindigkeit vorwärts bewegt werden, die so bemessen ist, daß nur die Querablenkung und die Modulation allein benötigt werden,

ίο während die Ablenkung längs der Längsachse dies Bandes nicht mehr erforderlich ist. In diesem Fall werden nur die Ablenkplatten 36 benutzt. Die schematisch dargestellte elektrostatische Sammellinse 37 kann zur Änderung der Abmessungen des auf dem Band erzeugten Abbildes benutzt werden, wenn dies erwünscht ist. Werden solche Änderungen vorgenommen, so müssen, besonders wenn deren Aus^· maß groß ist, die an den anderen Elektroden der Elektronenschleuder mit Fokussierwirkung liegenden

ao Spannungen entsprechend bemessen werden.

Das in dieser Weise von dem modulierten Strahl metallischer Ionen erzeugte latente Bild ist im allgemeinen vollständig unsichtbar, kann jedoch in einigen Fällen wahrgenommen werden, beispielsweise

a5 wenn der Ionenstrahl längere Zeit einwirken konnte.

Da der ganze Vorgang sich in einem Vakuum in der Größenordnung von ungefähr 10~² bis 10~⁶ und vorzugsweise von 10~³ bis 10~⁵ mm Quecksilbersäule abspielt, so kann das Substratmaterial 15 mit dem erzeugten latenten Bild direkt durch die Trennwand direkt zur Aufdampfungsstationi? gelei-tet werden. In dieser Station wird vorzugsweise gleichfalls ein herabgesetzter Druck aufrechterhalten, der vorzugsweise etwas niedriger ist als der Druck, der zum Erzeugen des latenten Bildes verwendet wird, um eine Absetzung von Metall am Spalt der die Projektionskammer von der Aufdampfungskammer trennenden Trennwand wie auch in der Projektionskammer selbst zu vermeiden. Ein im Tiegel 49 befindliches Metall, z. B. Zink oder Kadmium, wird mit Hilfe der Heizspule 52 verdampft, strömt durch die Öffnung in der Abdeckung 50 des Tiegels und prallt auf das Substratmaterial 15 auf. In diesem Zeitpunkt setzt sich der Metalldampf wahlweise auf den Metallkernen ab, die mit Hilfe des Ionenstrahls auf die Fläche geschleudert wurden. Die optische Dichte des Niederschlags hängt von der Anzahl der den Vorkern erzeugenden Ionen ab, die an einer Stelle der Fläche vorliegen. Bei Verwendung des transparenten Trägermaterials kann das erzeugte Bild aus einem Diapositiv oder einem Dianegativ bestehen, so daß die fertige Aufzeichnung sich für die Projektion mittels optischer Einrichtungen eignet. In dieser Weise können Positive und Negative in Schwarzweiß, mit Halbtönen sowie Zeilenbilder erzeugt werden. Das Bild kann jedoch auch elektronisch abgelesen werden und eignet sich deshalb für die Aufspeicherung von Fernsehaufnahmen, die später gesendet werden können. Ebenso kann die Information für Elektronenrechner gespeichert werden, bei denen eine elektronische Ablesung benutzt wird.

Die zum Erzeugen eines verwendbaren latenten Bildes aus Metallkernen erforderliche Zeit ist außerordentlich kurz. Mit Hilfe der beschriebenen Einrichtung kann bei Verwendung der beim Fernsehen üblichen 525 Zeilen pro Bild ein vollständiges latexttes Bild in einem einzelnen Feld mit einer Breite von

35 mm in Veo Sekunde erzeugt werden. Es können auch ohne Schwierigkeit größere Bilder hergestellt werden, da die Belichtung mit dem Ionenstrahl einen erheblichen Spielraum aufweist und da die spätere Herstellung des sichtbaren Bildes von dem Konzentrationsverhältnis der Kerne in den hellen und dunklen Bezirken des Bildes abhängt und nicht von der vorliegenden tatsächlichen Anzahl.

In der beschriebenen Einrichtung erfolgt die Bildung des sichtbaren Bildes durch Niederschlag metal- ίο tischen Dampfes sehr rasch, und zwar in' der Zeit von Vioo bis zu 1 Sekunde. Im allgemeinen führt eine Erhöhung der Menge des zur Verfügung stehenden Metalldampfes zu einer Verminderung der erforderlichen Zeit.

Obwohl eine Einrichtung dargestellt wurde, bei der ein sich bewegendes bandförmiges Trägermaterial zur Aufnahme des Bildes verwendet wird, so können offenbar auch einzelne Blätter oder einzelne Aufzeichnungsträger sowie dreidimensionale Gebilde ao verwendet werden. Da das vom Ionenstrahl erzeugte latente und im^: allgemeinen nicht sichtbare Bild stabil ist, so kann es der Projektionsstation entnommen und nach Wunsch gehandhabt oder aufgespeichert werden, und das Bild kann später entwickelt werden.

Die Materialien, die sich für die Erzeugung von metallischen Ionenstrahlen in der erfindtogsgemäßen Einrichtung eignen, bestehen aus Metallen mit einem verhältnismäßig hohen Verdampfungspunkt, z. B. Kupfer und Silber sowie Beryllium, Chrom und Nickel.

Die Metalle, die für den Niederschlag auf dem von dem Aufprall des Ionenstrahls auf auf dem Aufzeichnungsträger erzeugten latenten Bild verwendet werden, bestehend aus denjenigen Metallen, die einen niedrigeren Verdampfungspunkt aufweisen als der des besonderen Metalls, das zur Erzeugung des latenten Bildes mit Hilfe des Ionenstrahls verwendet wird. Wird beispielsweise als das den Aufzeichnungsstrahl . erzeugende Metall Silber verwendet, das einen A₁₁-WgH von 60,7 aufweist (Verdampfungswärme, ausgedrückt in Kcal/Mol), so kann Zink mit einem 4ff₇Wert von 27,4, Kadmium mit einem /f#-Wert von 23,8, Barium mit einem .d^-Wert von 35,7, Magnesium mit einem zl_fl-Wert von 31,5, Blei mit einem •dff-Wert von 43 und Antimon mit einem /f_fl-Wert von 38,5 verwendet werden.
■ Obwohl die Verdampfungswärme angeführt wurde, da diese ein verwendbares und geeignetes Kennzeichen für die Wahl der zu verwendenden Metalle ist, so kommen offenbar auch die Oberflächenenergien in Beträcht. Die Temperatur und die Wärmeabsorptionseigenschaften des Aufzeichnungsträgers beeinflussen die Wahl der Metalle; für die Bilderzeugung kann beispielsweise ein Metall verwendet werden, dessen Verdampfungswänne gleich der oder etwas verschieden von der Verdampfungswärme desjenigen Metalls ist, das für den Ionenstrahl benutzt wurde. Es ist nur erforderlich, diese beiden Metalle so zu wählen, daß das ursprüngliche unsichtbare Bild durch Niederschlagen eines Metalls erzeugt wird, das eine größere Verdampfungswärme aufweist als das Metall, das zur Erzeugung des sichtbaren Bildes verwendet wird. Um die Handhabung der erforderlichen Temperaturen zu erleichtern, werden vorzugsweise Metalle mit einem verhältnismäßig niedrigen Schmelz- und Siedepunkt gewählt. Zur Erzeugung des latenten unsichtbaren Bildes werden vorzugsweise Silber und Kupfer benutzt, während zur Erzeugung des sichtbaren Bildes Zink und Kadmium verwendet werden.

Die beschriebene Ausführungsform der erfindungsgemäßen Einrichtung kann mit besonderem Vorteil zur Herstellung der sogenannten gedruckten Schaltungen benutzt werden. Wird die Einrichtung für diesen Zweck benutzt, so kann die zu reproduzierende elektronische Schaltung mit herkömmlichen Farben auf allen geeigneten Materialien, z. B. Papier, Metall od. dgl., gezeichnet werden. Die Vorlage wird dann, wie oben erwähnt, mittels einer Fernsehkamera abgetastet und auf einem geeigneten Aufzeichnungsträger nach dem erfindüngsgemäßen Verfahren vervielfältigt. Dieses Trägermaterial kann aus einem steifen dielektrischen Karton, einem mit Gewebe verstärkten Formaldehydharz oder einem biegsamen Dielektrikum bestehen, z. B. aus biegsamen Filmen aus Polychlortrifluoräthylen, Polyvinylchlorid, Polyäthylen, PoIyäthylen-terephthalat, Silikongummi u. dgl. Nach der Erzeugung des latenten Bildes mit Hilfe des Ionenstrahls wird es selektiv entwickelt mit Hilfe eines geeigneten Metalls, das auf dem Aufzeichnungsträger niedergeschlagen wird und z. B. aus Kadmium oder Kupfer besteht. Wird ein stärkerer Niederschlag gewünscht, als sich durch Aufdampfen erzielen läßt, so wird das Trägermaterial, auf dem ein sichtbares Bild aufgezeichnet wurde, in ein Galvanisierungsbad gelegt, in dem eine Verstärkung des bereits hergestellten Bildes durch das gleiche oder ein anderes Metall erfolgt. In dieser Weise können ziemlich verwickelte Schaltungen ohne große Schwierigkeit hergestellt werden. Die Schaltung kann weiterhin für Miniaturgeräte verkleinert werden.

Zwecks wirksamer Erzeugung metallischer Ionen wird im Elektronenstrahl ein starker Strom mit großer Dichte benutzt. Die Temperatur des Ofens liegt gut über dem Schmelzpunkt des Silbers; jedoch wird die Ofentemperatur, wenn ein Elektronenstrahl verwendet wird, auf einer solchen Höhe gehalten, daß bei den verwendeten Drücken kein Funkenüberschlag oder eine Lichtbogenbildung erfolgt. Diese Temperaturen liegen bei Verwendung eines Arbeitsdruckes von ungefähr 10~⁴ mm Quecksilbersäule in der Größenordnung von ungefähr 1300 bis 1400° C.

Andererseits kann ein Ionenstrahl ohne Verwendung einer Elektronenschleuder in der Weise erzeugt werden, daß ein metallische Ionen erzeugender Ofen mit einer solchen Temperatur betrieben wird, daß zwischen den Elektroden 63 und 64 era Funkenüberschlag erfolgt. Zu diesem Zweck wird die Temperatur des Ofens, wenn er unter einem Druck von ungefähr 10~⁴ mm Quecksilbersäule betrieben wird, auf ungefähr 1500° C erhöht. Der Spannungsunterschied an den Elektroden 63 und 64 wird wie zuvor auf ungefähr 10 Volt gehalten, wobei sich im Funkenüberschlag oder Lichtbogen ionisiertes Silber bildet. Die Silberionen bewegen sich durch die Öffnung in der röhrenförmigen Elektrode 64, durch das Modulationsgitter 30 in die Beschleunigungsanoden 32 und 33 hinein. Der auf diese Weise erzeugte Ionenstrahl wird moduliert und in der oben beschriebenen Weise abgelenkt. Der in der F i g. 1 unterhalb des Ofens selbst dargestellte Teil, der nur zur Erzeugung der den Metalldampf ionisierenden Elektronen dient, braucht nicht benutzt zu werden. .

Es sind auch andere Einrichtungen zum Erzeugen von metallischen Ionen bekannt, die nach entsprechender, von Sachkundigen ohne Schwierigkeit vor-

zunehmender Abänderung in der dargestellten Einrichtung verwendet werden können. Was offenbar erforderlich ist, das ist ein schmaler Ionenstrahl, dessen Intensität moduliert werden kann, der zwischen Ablenkplatten zum Abtasten geleitet und gebündelt auf das Substrat geworfen wird, auf dem das Bild erzeugt werden soll. Es können Einrichtungen verwendet werden, wie von Mark u. a. in Rev. Sei. Inst., Bd. 30, S. 694 bis 699, 1959, und in der USA.-Patentschrift 2933 630 beschrieben. Selbstverständlich müssen die als Inonen verwendeten Metalldämpfe den beschriebenen Ionenquellen zugeführt werden. Bei der vorliegenden Einrichtung sind Ionen mit großer Energie nicht erforderlich, weshalb vorzugsweise Beschleunigungsspannungen von nicht höher als ungefähr 10 000 Volt benutzt werden.

Obwohl in der obenstehenden Beschreibung gesagt wurde, daß metallische Ionen das unsichtbare latente Bild erzeugen, so ist es andererseits möglich, daß mindestens ein Teil des latenten Bildes von Metalloxyden gebildet wird. Je nach der Temperatur und dem verwendeten Druck kann die Projektionseinrichtung für den Ionenstrahl eine gewisse Menge Sauerstoff enthalten, der sich mit den Ionen des verwendeten Metalls während der Zeitspanne verbindet, in der die Ionen sich vom Ofen aus zum Aufzeichnungsträger bewegen. In diesem Fall bestehen die Kerne auf dem Aufzeichnungsträger in gewissem Ausmaß aus Metalloxyden. Die Anwesenheit solcher Kerne beeinträchtigt jedoch nicht die Wirksamkeit des Verfahrens, da sie ebenso wirksam für den Metalldampf sind, der für die Erzeugung des latenten Bildes verwendet wird, oder zumindest die Erzeugung des Bildes nicht behindern.

Die oben beschriebenen Einrichtungen und Verfahren stellen Beispiele für den Erfindungsgedanken dar, an denen von Sachkundigen Änderungen, Abwandlungen und Ersetzungen vorgenommen werden können. So kann beispielsweise unter Weglassung der Ablenkplatten der Ionenstrahl auf das Substrat durch eine Modulationsplatte hindurch, z. B. in Form eines geladenen Gitters oder eines Metallnegativs des zu vervielfältigen Objektes, aufprallen.

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Verfahren zum Vervielfältigen und Aufzeichnen von Schriftstücken, Originalen u. dgl. auf einer Fläche, dadurch gekennzeichnet, daß auf einen festen blattförmigen Aufzeichnungsträger ein Abtaststrahl metallischer Ionen geworfen wird, der dem aufzuzeichnenden Schriftstück entsprechend moduliert wird, und daß auf dem Aufzeichnungsträger durch Aufdampfen eines Metalls ein Niederschlag erzeugt wird, dessen Dichte sich in Übereinstimmung mit dem modulierten Ionenstrahl ändert.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß auf dem Aufzeichnungsträger ein Niederschlag durch Aufdampfen eines Metalls erzeugt wird, dessen Verdampfungswärme kleiner ist als diejenige des Metalls, welches in dem Ionenstrahl verwendet wird, und daß die Dichte des Niederschlags sich in Übereinstimmung mit dem Ionenstrahl ändert.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als fester blattförmiger Aufzeichnungsträger ein dielektrischer Werkstoff verwendet wird.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen