DE1916958C - Elektrophotographisches Verfahren zur Herstellung einer bildmäßigen Aufzeichnung auf einem dielektrischen Aufzeichnungsmaterial und Gerät zur Durchführung des Verfahrens - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein elektrophotographisches Verfahren zur Herstellung einer bildmäßigen Aufzeichnung auf einem dielektrischen Aufzeichnungsmaterial, das, flächenparallel zu einer photoleitfähigen Schicht, mit dieser zwirnen zwei ebenen Elektrodenplatten angeordnet ist, bei dem die photoleitfähige Schicht bildmäßig belichtet und an die Elektroden eine Spannung angelegt wird, die ein elektrisches Feld erzeugt, dessen Intensitätsverteilung durch bildmäßige Belichtung der photoleitfähigen Schicht bestimmt wird.

In der Bürotechnik, auf dem Gebiet der Dokumentation bzw. in vielen anderen Gebieten gewinnt das Problem der billigen und einfachen Hersteilung von Vervielfältigungen immer größere Bedeutung. Es hat daher nicht an vielen Versuchen gefehlt, dieses Problem zu lösen.

Es ist bekannt, auf photochemischem Wege Kopien herzustellen. Große Verbreitung hat in den letzten Jahren ein Verfahren gewonnen, das elektrophotographisch mit Ladungsbildcrn als Zwischenbilder arbeitet (Xerographie). Bei einem derartigen bekannten Verfahren wird zur Erzeugung eines Ladungsbildes auf einem isolierenden Aufzeichnungsmaterial dieses sehr nahe an eine photoleitfähige Schicht gebracht und auf dieser photoleitfähigen Schicht ein primäres Ladungs- bzw. Leitfähigkeitsbild dadurch gebildet, daß sie einer bildmäßigen Belichtung ausgesetzt wird. Ein dem primären Ladungs- bzw. Leitfähigkeitsbild entsprechendes sekundäres Ladungsbild wird dabei auf dem isolierenden Aufzeichnungsmaterial dadurch hergestellt, daß ein elektrisches Gleichfeld zwischen

ίο photoleitfähiger Schicht und dem Aufzeichnungsmaterial erzeugt wird. Prinzipiell ist also die bildmäßige Differenzierung eines elektrischen Feldes mittels einer bildmäßig belichteten photoleitfähigen Schicht, um auf einem die.t_>.trischen Material eine Aufzeichnung in Form eines Ladungsbildes zu erzielen, bekannt (deutsche Auslegeschrift 1 063 899 und britische Patentschrift 1092 813).

Obwohl vorstehend geschilderte Verfahren in der Praxis weite Verwendung gefunden haben, haftet ihnen jedoch der prinzipiellr Nachteil an. daß im Rahmen eines Belichtungsvorgan^es immer nur eine Kopie hergestellt werden kann.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der eingangs genannten Art unter Anwer Jung eines anderen physikalischen Prinzips so zu verbessern, daß mehrere Kopien gle' .hzeitig innerhalb eines Belichtungs*'organges hergestellt werden können.

Die Lösung dieser Aufgabe gelingt gemäß der Erfindung dadurch, daß während der Belichtung der photoleitfähigen Schicht oder innerhalb ihrer Relaxationszeit nach ihrer Belichtung ein hochfrequentes elektrisches Wechselfeld erzeugt wird, daß ein dielektrisches Aufzeichnungsmaterial verwendet wird, das durch Erwärmen auf eine Aufzeichnungstemperatur T sichtbar veränderbar ist und dessen Wirk widerstand kleiner als der der unbeleuchteten pho'oleitfähigen Schicht ist, daß das Wechselfeld mit einer für die Erwärmung des dielektrischen Aufzeichnungsmaterials ausreichenden Feldstärke eine Zeit r aufrechterhalten wird, die von der Frequenz des-Feldes, der Aufzeichnungstemperatur T, des dielektrischen Aufzeichnungsmaterials sowie von der in dem Aufzeichnungsmaterial erzeugbaren Feldstärke abhängt, die eine Funktion des Impedanzverhältnisses zwischen photoleitfähiger Schicht und dielektrischem Aufzeichnungsmaterial ist, und daß die Intensitätsverteilung des Feldes in dem dielektrischen Aufzeichnungsmaterial bildmäßig differenziert wird durch eine bildmäßig verteilte Wirkwiderstandserniedrigung der photolei'fähigen Schicht unter den Wert ihrer Reaktanz, wozu die pnotoleitfähige Schicht mit einer Beleuchtungsstärke I_A bildmäßig belichtet wird, die bei alleiniger Anwendung, ohne eine Erwärmung durch das hochfrequente elektric ' e Wechselfeld, den Impedanzwert der photoleitfähigen Schicht an den des dielektrischen Aufzeichnunk-smaterials anpaßt.

Um ein Negativ nach der Kopiervorlage zu gewinnen, ist zweckmäßigerweise die maximale Beleuchtungsstärke der bildmäßigen Belichtung auf der photoleitfähigen Schicht gleich der Beleuchtungsstärke /,,. Zur Herstellung eines Positivs nachder Kopiervorlage dagegen wird die phololeitfähige Schicht total mit der Beleuchtungsstärke l_A belichtet und dieser Belichtung überlagert bildmäßig belichtet. Der Unterschied /wischen Positiv und Negativ wird also in diesem Fall durch Steuerung des Beleuchtungspegels erzielt, der das Lichtmuster festlegt. Dies hat seinen Grund darin.

daß ein Lichtmuster aus Bereichen niedriger und hoher Intensität zusammengesetzt ist, und auf Grund der Entdeckung, daß das Aufzeichnungsmaterial in den Bereichen auf Aufnahmetemperatur erhitzt und dadurch sichtbar verändert wird, die Bereichen der photoleitfähigcn Schicht gegenüberliegen, die nur Belichtungsintensitäten einer bestimmten Größe ausgesetzt wurden. Es tritt jedoch keine Veränderung in solchen Bereichen des Aufzeichnungsmaterials auf. die solchen Bereichen der photoleitfähigen Schicht gegenüberliegen, welche Belichtungsintensitäten einer Größe ausgesetzt wurden, die entweder niedriger oder höher als die vorher genannte vorbestimmte Größe ist, bei der sichtbare Veränderung eintritt. Wenn dementsprechend die Intensität der Beleuchtung bestimmter Bereiche eines Lichtmusters über oder unter die vorbestimmte Größe gelegt wird und die Intensität der Beleuchtung anderer das Lichtmuster bestimmender Bereiche bis zur vorbestimmten Größe angehoben oder verringert wird, so entsteht eine Umkehrung der veränderten Bereiche. Es ist auch möglich, das elektrophotographische Verfahren zur Herstellung einer bildmäßigen Aufzeichnung auf einem dielektrischen Aufzeichnungsmaterial, das flächenparallel zu einer photoleitfähigen Schicht angeordnet ist. bei dem die photoleitfähige Schicht bildmäßig belichtet und mit dem dielektrischen Aufzeichnungsmaterial einem elektrischen Feld ausgesetzt wird, dessen Intensitätsverteilung durch bildmäßige Belichtung der photoleitfähigen Schicht bestimmt wird, in der Weise durchzuführen, daß auf der photoleitfähigen Schicht zwei an deren Rändern entlanglaufende, einander gegenüberliegende linienförmige Elektroden angeordnet werden und während der Belichtung der photoleitfähigen Schicht oder, innerhalb ihrer Relaxationszeit nach ihrer Belichtung, durch Anlegen einer Spannung an die Elektroden ein hochfrequentes Wechselfeld erzeugt wird, daß ein dielektrisches Aufzeichnungsmaterial verwendet wird, das durch Erwärmen auf eine Aufzeichnungstemperatur T sichtbar veränderbar ist und dessen Impedanz kleiner ist als die der unbeleuchteten photoleitfähigen Schicht, daß das Wechselfeld mit einer für die Erwärmung des dielektrischen Aufzeichnungsmaterials ausreichenden Feldstärke eine Zeit r aufrechterhalten wird, die von der Frequenz des Feldes, der Aufzeichnungstemperatur T sowie von der in dem Aufzeichnungsmaterial erzeugbaren Feldstärke abhängt, die eine Funktion des Impedanzverhältnisses zwischen photoleitfähiger Schicht und dielektrischem Aufzeichnungsmaterial ist, und daß die Intensitätsverteilung des Feldes in dem dielektrischen Aufzeichnungsmaterial bildmäßig differenziert wird, durch eine bildmäßig verteilte Impedanzerniedrigung der photoleitfähigen Schicht unter den Wert der Impedanz des dielektrischen Aufzeichnungsmaterials, wozu die photoleitfähige Schicht mit einer Beleuchtungsstärke I_A, die bei alleiniger Anwendung, ohne Erwärmung durch das hochfrequente elektrische Wechselfeld, den Impedanzwert der photoleitfähigen Schicht an den des dielektrischen Aufzeichnungsmaterials angepaßt oder mit einer dieser gegenüber höheren Beleuchtungsstärke Ig belichtet wird. Um ein Negativ zu erhalten, ist es zweckmäßig, daß die maximale Beleuchtungsstärke der bildmäßigen Belichtung auf der photoleitfähigen Schicht gleich der Beleuchtungsstärke I_A ist. Ein Positiv der Kopiervorlage kann in der Weise hergestellt werden, daß die photoleitfähige Schicht total mit der Beleuchtungsstärke I_A belichtet und dieser Belichtung überlagert bildmäßig belichtet wird. Es ist auch möglich, ein Positiv der Kopiervorlage in der Weise herzustellen, daß die minimale Beleuchtungsstärke der bildmäßigen Belichtung auf der photoleitfähigen Schicht über der Beleuchtungsstärke 1_A liegt.

Im Gegensatz zu den bekannten Verfahren unter Verwendung von Ladungs- oder Leitfähigkeitsbildcrn. bei denen elektrostatische Felder zum Sichtbarmachen

ίο eines latenten Bildes verwendet werden, bedient sich die Erfindung zur Bewirkung einer sichtbaren Aufzeichnung hochfrequenter elektrischer Felder, die in bildmäßiger Verteilung durch ein Aufnahmematerial geführt werden, wobei die bildmäßige Differenzierung

ts des Feldes durch eine photoleitfähige Schicht erfolgt, die entsprechend einer bildmäßigen Belichtung ein Leitfähigkeitsbild aufweist, so daß die entsprechend dem Leitfähigkeitsbild resultierenden Potentialgradienten des Feldes ausschließlich solche Bereiche des dielektrischen Aufzeichnungsmaterials auf Aufzeichnungstemperatur dielektrisch erwärmen, die in der Ebene des Aufzeichnungsmaterials durch Bildbereiche der photoleitfähigen Schicht festgelegt werden, die sich von anderen Bildbereichen durch ihre Leit-

*5 fähigkeit unterscheiden.

Es werdn·. also sichtbare Muster auf thermisch veränderbarem dielektrischen Material auf dem Wege einer dem Muster entsprechend selektiven Anwendung eines hochfrequenten elektrischen Wechselfeldes auf das Aufzeichnungsmaterial heraevstplH. wobei das hochfrequente elektrische Wechselfeld eine genügende Intensität hat. um durch dielektrisch erzeugte Wärme thermische Veränderungen auf Grund der Molekularreibung zu erzeugen, die in einer sichtbaren Verändcrung der einem Lichtmuster entsprechenden beaufschlagten Bereiche resultieren.

Als Aufzeichnungsmaterial kann übliches wärmeempfindliches dielektrisches Material oder gewöhnliches Papier benutzt werden. Die thermische Veränderung, welche durch dielektrisch erzeugte Wärme in gewöhnlichem Papier bewirkt wird, besteht in ein m Dunkelwerden, bedingt durch wenigstens teilweise eintretende Verkohlung
Bei der Durchführung des einen erfindungsgemäßen

Verfahrens wird eine elektrophotographische Aufzeichnungseinrichtung verwendet, bestehend aus einem an eine Spannungsquelle angeschlossenen flächigen Elektrodenpaar mit einer transparenten Elektrode, zwischen dem sich ein schichtförmiges dielektrisches

Aufzeichnungsmaterial zusammen mit einer photoleitfähigen Schicht befindet, bei der das dielektrische Aufzeichnungsmaterial wärmeempfindlich ist und mit der photoleitfähigen Schicht und der einen Elektrode in Kontakt steht, und die andere Elektrode die transparente Elektrode ist und die Spannungsquelle ein Hochfrequenzgenerator ist.

Zur Durchführung des nebengeordneten Verfahrens wird eine elektrophotographische Aufzeichnungseinrichtung verwendet, bestehend aus einem an einer Spannungsquelle angeschlossenen Elektrodenpaar, einem schichtförmigen dielektrischen Aufzeichnungsmaterial und einer photoleitfähigen Schicht, bei der das dielektrische Aufzeichnungsmaterial wärmeempfindlich ist und in Kontakt mit der photoleitfähigen

⁶S Schicht steht, das Elektrodenpaar aus zwei leitenden Streifen gebildet ist, die auf der dem Aufzeichnungsmaterial gegenüberliegenden Oberfläche der photoleitfähigen Schicht längs zweier einander gegenüber-

liegender Ränder angebracht sind, und die Spannungsquelle ein Hochfrequenzgenerator ist.

Vorteilhafterweise werden die Anordnungen mit einem Hochfrequenzgenerator, der Tür kurze Zeitspannen angeregt werden kann, verbunden. Optimale Ergehnisse werden erreicht, wenn die Frequenz des Generators im wesentlichen der Frequenz entspricht. bei der der Verlustfaktor des Aufzeichnungsmaterials ein Maximum besitzt.

Die Erfindung ist in den folgenden Darstellungen von Ausführungsbeispielen in Verbindung mit den Zeichnungen näher beschrieben. Es zeigt:

F i g. 1 eine schematische Darstellung der Grundelemente einer Anordnung gemäß einer ersten erfindungsgemäßen Durchführungsform des Verfahrens, später als »Parallel-Plattenanordnung« bezeichnet (ein Blatt Aufzeichnungsmaterial liegt in Arbeitsposition),

Fig. 2 eine Ansicht ähnlich der von Fig. 1, bei der nach einer Vorlage die photoleitfähige Schicht bildmäßig belichtet wird, wobei die Lichtintensitäten so auf die Aufzeichnungsintensität eingestellt sind, daß die Aufnahme eines Negativs der Vorlage erfolgt,

F i g. 3 eine Ansicht ähnlich der von F i g. 1, bei der nach einer Vorlage die photoleitfähige Schicht bildmäßig belichtet wird, wobei die Lichtintensitäten d irch eine zusätzliche Totalbelichtungsquelle in den bildmäßig belichteten Bereichen auf eine Intensität angehoben werden, die über der A.nf/eichnungsintensität l_A liegt, so daß Positive der Vorlage aufgenommen werden,

F i g. 4 ein elektrisches Ersatzschaltbild der Parallel-Plattenanordnung nach Fig. 1.

F i g. 5 ebenfalls ein elektrisches Ersatzschaltbild entsprechend Fig. 1. das Reihen-Äquivalent-Schaltkreise jedes Schaltungsweges von F ι g. 4 darstellt,

F i g. 6 eine Kurve, welche die Veränderung in der Größe der Reihen-Äquivalent-lmpedanz der photoleitfähigen Schicht mit Veränderungen des Widerstandswertes der photoleitfähigen Schicht bedingt durch Veränderungen der Lichtintensität wiedergibt,

F i g. 7 Kurven, die die Beziehung der Energieabgabe in der photoleitfähigen Schicht und in dem Aufzeichnungsmaterial zu Veränderungen im Widerstandswert der photoleitfähigen Schicht bei Veränderungen der Lichtintensität wiedergibt,

F i g. 8 eine schematische Darstellung der Grundelemente einer Anordnung gemäß einer zweiten erfindungsgemäßen Durchführungsform des Verfahrens, im folgenden als »Zweidraht-Anordnung« bezeichnet, wobei ein Blatt Aufzeichnungsmaterial in Arbeitsposition liegt,

F i g. 9 eine Ansicht ähnlich der von F i g. 8, die die Aufnahme eines Positivs einer Vorlage wiedergibt,

F i g. 10 eine Ansicht ähnlich der von F i g. 8, die die Aufnahme eines Negativs einer Vorlage wiedergibt,

F i g. 11 ein schematisches Diagramm, welches das elektrische Äquivalent der Zweidraht-Anordnung von F i g. 8 darstellt,

F i g. 12 ein schematisches Diagramm, welches die Schaltung mit den Reihen-Äquivalenten der Parallel-Schaltkreise von Fig. 11 darstellt, und

Fig. 13 eine Ansicht ähnlich der von Fig. 9, welche die Aufnahme eines Positivs einer Vorlage unter Benutzung einer Vorbelichtungsquelle von der Aufzeichnungsintensität I_A darstellt, da diese Anordnung auch eine Verkürzung der Aufnahmezeit bewirkt.

In den folgenden Zeichnungen bezeichnen gleiche Bezugszeichen gleiche oder entsprechende Elemente in den verschiedenen. Figuren. F i g. 1 zeigt ein Aufzeichnungsmaterial in Form eines Blattes 15. das vorzugsweise aus polardiclcktrischem Material hergestellt ist oder besteht, welches einen Verlustfaktor mit einem Spitzenwert bei einer bestimmten Frequenz aufweist. Demgegenüber sind nicht polardielektrische Materialien durch einen Verlustfaktor ausgezeichnet.

■o der Über den gesamten Frequenzbereich im wesentlichen konstant und relativ niedrig ist. Vorzugsweise besteht das Aufzeichnungsmaterial aus einem oder mehreren Papier-Schichtträgern 16, von welchen jeder eine wärmeempfindliche Deckschicht 17 besitzt, welche

■s sich sichtbar chemisch verändert oder transparent wird, wenn seine Temperatur auf eine spezifische Aufzeichnungstemperatur erhöht wird. Hierdurch wird die farbige Oberfläche des Schichtträgers freigelegt. Solche Aufzeichnungsmaterialien sind im Handel als

*o thermographisches Kopierpapier bekannt.

Die Arbeit J W, die erforderlich ist, um die Temperatur T der wärmeempfindlichen Schicht eines Aufzeichnungsmaterials um einen Betrag JT zu erhöhen, also von der Umgebungstemperatur zu einer

*5 spezifischen Aufzeichnungstemperatur, bei der eine sichtbare Veränderung auftritt, berechnet sich nach der folgenden wohlbekannten Gleichung:

= MS- IT.

Hierbei bedeutet M die Masse eines Schichtvolumens von einer Fläche A und einer Dicke d multipliziert mit der Dichte, und S die spezifische Wärme der wärmeempfindlichen Schicht.

Um diese Arbeit in einer bestimmten Zeit t aufzubringen, ist ein Leistungsaufwand (Arbeit/Zeiteinheit) von

MS· IT
f

erforderlich. Somit beträgt die erforderliche Leistung: MS IT

IL =

Die Leistung, die in dem dielektrischen Material abgegeben wird, wird durch die folgende Gleichung wiedergegeben:

= E² ω Cd,

Hierbei ist E die Spannung oder der Potentialgradient über einem Einheitswürfel des Materials einer Fläche A, einer Dicke d und einer Dielektrizitätskonstante e, ω das 2 π-fache der Frequenz /, d_f der Verlustfaktor des Materials bei der angewendeten Frequenz und C (— —j^) die Kapazität des Einheitswürfels des Materials.

Setzt man die erforderliche Leistung AL mit der verbrauchten Leistung L_d gleich und löst nach Δ Τ auf, so erhält man die folgende Gleichung:

JT =

E² ω Cd j ι MS

Somit erfordert das dielektrische Erwärmen oder die Erhöhung der Temperatur eines oder mehrerer Blätter Aufzeichnungsmaterial auf eine spezifische Aufzeichnungstemperatur in einer gegebenen Zeit

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eine vorbestimmte Kombination von Spannung und Frequenz: je höher die Frequenz, desto niedriger ist die Spannung und umgekehrt. Die obere Grenze der Spannung wird durch die Durchbruchsspannung des Aufzeichnungsmaterials gegeben, welches dielektrisch erwärmt werden soll. Der Verlustfaktor des Aufzeichnungsmaterials hat vorzugsweise bei der ausgewählten Frequenz oder nahe dabei ein Maximum.

In F i g. 1 ist eine photoleitfähige Platte gezeigt, welche eine Elektrodenanordnung 18 bildet. Diese besitzt eine transparente Glas- oder Glimmerschicht 19 mit einem leitenden transparenten Überzug 21. Unter dem transparenten leitenden überzug 21 liegt eine photoleitfähige Schicht 22. die in einer Ausführung eine phosphoreszierende Substanz in einem Mischungsverhältnis von 2.5: 1 mit einem beliebigen im Handel erhältlichen Acrylharz enthält. Diese phofoleitfähige Schicht ist in einer Dicke der Größenordnung von etwa 80 Mikrometer (0.003 inch) aufgebracht und besitzt eine Dielektrizitätskonstante von 3. Die plattenförmige Anordnung 18 kann geeigneterweise in einem (nicht gezeigten) Rahmen gehalten werden. Das Blatt 15 wird vorzugsweise mit seinem wärmeempfindlichen überzug 17 der Elektrode 18 zugekehrt und in direktem Kontakt mit der Schicht 22 angeordnet. Die photoleitfähige Elektrodenanordnung 18 einerseits und die Gegenelektrode 23 mit dem dazwischenliegenden Blatt 15 bilden eine Aufzeichnungsanordnung, die als Parallel-Plattenanordnung bezeichnet wird.

Eine hochfrequente konstante Wechselspannungsquelle 24 kann an die Elektroden für eine bestimmte Zeit ί angelegt werden, die von einem elektronischen Zeitgeber 25 vorgegeben wird. In dieser Zeit muß die Aufzeichnung ausgeführt werden, während die photoleitfähige Elektrodenanordnung 18bildmäßig belichtet wird. Die Spannungsquelle 24 kann die Form eines Hartley-Oszillators haben.

In F i g. 1 ist eine Kopiervorlage 26. welche kopiert werden soll, dargestellt. Die Oberfläche der Vorlage hat dunkle Bereiche 27 und weiße oder hellere Bereiche 28. welche beide zusammen ein Lichtbild bestimmen. Wenn die Kopiervorlage von Lampen 29 beleuchtet wird, so wird das davon reflektierte I icht durch eine Linse 30 auf die photoleitfähige Schic'u 22 der Elektrodenanordnung 18 projiziert. Wenn, wie in F i g. 2. bei der die gleiche Kopiervorlage 26 kopiert werden soll, die Intensität des von den weißen Bereichen reflektierten Lichtes eine vorbestimmte Intensität hat, allgemein als G₁ bezeichnet, die höher als die des von den Bereichen 27 reflektierten Lichtes ist und auf der photoleitfähigen Schicht eine Beleuchtungsstärke I_A erzeugt, und eine Wechselspannung V einer vorbestimmten Größe und einer Frequenz/ an die Elektroden 18 und 23 für die Zeit t angelegt wird, wird der Widerstandswert der photoleitfähigen Schicht 22 in den Bereichen, die von Licht der Intensität G₁ getroffen wurden, in einer noch zu beschreibenden Weise sehr stark erniedrigt, mit dem Ergebnis, daß die Dichte des elektrischen Flusses durch Bereiche des Aufzeichnungsblattes 15, die an Bereiche der photoleiifühigen Schicht 22 anliegen, die d^rch Licht der Intensität G₁ getroffen wurden, zunimmt. Auf diese Weise erreicht der Potentialgradient oder der Spannungsabfall über diesen Bereichen des Aufzeichnungsblattes 15 im wesentlichen den Wert E und ist damit hinreichend groß, um bei der angewendeten Frequenz die wärmeempündliche Schicht auf die Aufzeichnungstemperatur in einer Zeit f zu erwärmen. Die so entwickelte Wärme erzeugt sichtbare Veränderungen in der Schicht 17 des Aufzeichnungsblattes 15 in Bereichen 31 (F i g. 2) entsprechend den Vorlagebereichen 28 (Fi g. i). Das heißt, daß das Aufzeichnungsmaterial in den den mit einer Intensität G₁ belichteten Bereichen der photoleitfähigen Platte 22 gegenüberliegenden Bereichen verändert wird, wodurch ein Negativ der Kopiervorlage entsteht.

ίο Immer, wenn die !ntensität des Umgebungslichtes höher als die Intensität G₁ des Lichtes ist, welches die Veränderung bewirkt, wird die photoleitfähige Elektrodenanordnung 18 normalerweise von dem Umgebungslicht abgeschirmt. Wenn jedoch der Pegel des Umgebungslichtes niedriger als die Intensität G, des Lichtes ist. braucht die Elektrodenanordnung 18 nicht von dem Umgebungslicht abgeschirmt zu werden. Wenn, wie in F i g. 3. die photoleitfähige Elektrodenanordnung 18 von Lampen 32 beleuchtet wird, die allein für Licht von Aufzeichnungsintensität G₁ sorgen und die Elektrodenanordnung 18 gleichzeitig dem Licht ausgesetzt ist, das von der Vorlage 26 reflektiert wird, bei dem das von den weißen Bereichen 28 reflektierte Licht eine höhere Intensität, allgemein als G₁ bezeichnet, besitzt, welche auf der photoleitfähigen Schicht eine Beleuchtungsstärke I_c erzeugt, so verhindert die letztere eine Veränderung des Aufzeichnungsmaterials in den den mit einer Intensität G₂ belichteten Bereichen der photoleitfähigen Schicht 22 gegenüberliegenden Bereichen. Die Kopie ist dann ein Positiv der Vorlage.

Zur Erläuterung dieses Verhaltens kann die Parallel-Plattenanordnung von F i g. 1 bei Betrachtung der Wege durch einen Elementarbereich von der Platte 21 zu der Platte 23 in einem elektrischen Ersatzschaltbild nach F i g. 4 dargestellt werden. In F i g. 4 enthält jeder wirksame Weg durch einen solchen Elementarbereich ein Parallel-RC-Glied 33. welches das elektrische Verhalten des Materials der photoleitfähigen

Schicht 23 wiedergibt, in Reihe mit einem Parallel-RC-Glied 34. welches die Eigenschaften Ue. Aufzeichnungsmaterials wiedergibt. Typischerweise ist der Reaktanzwert X_c. der photoleitfähigen Schicht im wesentlichen gleich dem Reaktanzwert X_<r dt 5

Aufzeichnungsmaterials. Der Dunkelwiderstandswert Rp der photoleitfähigen Schicht ist größer als der Widerstandswert R_r des Aufzeichnungsmaterials und beide. R_pk und R_r sind bei den angewendeten Hochfrequenzen größer als die entsprechenden Reak-

tanzwerte X_c. und X_(r. Bei 100 Megahertz, der Frequenz, bei der der Verlustfaktor für typische Aufzeichnungsmaterialien nahe bei seinem Spitzenwert Hegt, und wenn man einen vom Licht getroffenen Elementarbereich von 0,25 x 0,25 cm (0,1 x 0,1 inch)

Fläche und eine Dicke der Schicht 22 und des Aufzeichnungsblattes 15 von jeweils etwa 80 Mikrometer (0,003 inch) annimmt und für die Dielektrizitätskonstanten der photoleitfähigen Schicht und des Aufzeichnungsrnaterials jeweils einen Wert von etwa 3 nimmt, so haben diese Parameter folgende Werte:

R_ph (dunkel oder Umgebungslicht)

= 3 x 10^s Ohm,
R_r = 11,8 Kiloohm,
X_{c h} = 700 Ohm,
X^P _Cr = 700 Ohm.

F i g. 5 zeigt die Serien-Äqumlent-Schaltung der photoleitfähigen Schicht and des Aufzeichnungsmate-

"> R² + X²

γ - -i^R2yc

In diesen Gleichungen ist, wenn R > X_c:

X²

und somit die Reihenimpedanz: . X²

7 — ' — ΪΥ

wenn

so folgt

und somit

R = *_f,
R

7 _ ^R _ ΖΞ

^A - 2 ~ 2

Wenn R < X_c, so folgt

D — 17 eo —

_v -JR²

^ceq

und somit

Z₁= R

rials ir, jedem Weg eines Elementarbercichs. wobei die zu der photoleitfähigen Schicht und dem Aufzeichnungsblatt gehörenden Parallelschaltungen 33 und 34 sich auf einen Äquivalcnt-Widerstandswert R₁,,, und einen Äquivalent-Reaktanzwert X_L,_q verringern, wobei die Werte R_eq und X_eq auf bekannte Weise durch die folgenden Ausdrücke bestimmt sind:

Da₁ wie oben erwähnt, der Widerstandswert des Aufzeichnungsmaterials R_r größer als sein Reaktanzwert bei der angewendeten Frequenz ist. so ist die Äquivalentimpedanz Z_Sx des Aufzeichnungsmaterials, wenn man die Parameter des Aufzeichnungsblattes der obigen Formeln einsetzt,

^Z*r =

X¹

konstant.

Der Widerslandswcrt der photoleittahigen Schicht jedoch verändert sich umgekehrt mit der Beleuchtungsstärke und, wenn der Widerstandswert unter den Wert ihres Reaktanzwerles be^; den angewendeten Frequenzen gebracht werden könnte, so wäre die Größe der Äquivalent-Rcihcnimpedanz Z_{5 h} der photoleitfahigen Schicht, wie in der Kurve 35 der F i g. 6 dargestellt, bei einem relativ niedrigen Wen, 'crglichen mit der Größe der Äquivalent-Reihenimpedanz Z, [Gleichung (9)] des Aufzeichnungsmaterials. Somit erscheint im wesentlichen die gesamte Spannung V über der Aufzeichnungsblatt-Impedanz Z, und wird wirksam, um das Aufzeichnungsblati in einer Zeit f auf Aufzeichnungstemperatur dielektrisch

»5 zu erwärmen. Folglich ist die natürlicherweise zu erwartende Betriebsweise der Parallel-Plattenanordnung die Erzeugung von Negativen, d. h. das sichtbare Verändern des Aufzeichnungsmaterials, in den Bereiche»:, welche an solchen Bereichen der photoleit-

2" fähigen Schicht anliegen, die von dem Licht getroffen wurden »^p i g. 2).

Bis jetzt wurde jedoch kein photoleitfähiges Material gefunden, dessen Widerstandswert auch bei Exposition mit sehr hohen Beleuchtungsstärken auf Werte erniedrigt werden kann, die sich ihrem Reaktanzwert nähern, geschweige denn wesentlich niedriger sind als ihr Reaktanzwert bei Frequenzen in dem angewendeten 100-Megahertz-Bereich. In F i g. 6 stellt die Kurve 35 den Verlauf von Z, _h auf halblogarith-

niibchcf Skala und R_ph auf einer !ogarithmischen Skala dar. und die gepunktete Linie 41 teilt die Kurve 35 in dem Punkt, in dem der Wert von R_pll dem Wert X_c. gleich ist. Da jedoch, wie oben erwähnt. R_ph durch Lichteinwirkung nicht auf diesen Wert

gebracht werden kann, bleibt der Impedanzwert Z_{s h} der photoleitfähiren Schicht innerhalb des Bereiches der Kurve 35 auf der rechten Seite der Linie 41 in F i g. 6 hoch, und die Spannungsteilung zwischen den Impedanzen der photoleitfahigen Schicht und des Aufzeichnungsblattes in der Schaltung nach F i g. 5 vollzieht sich so, daß der Spannungsabfall über der Aufzeichnungsblatt-Impedanz Z , dessen konstante Größe durch die gepunktete Linie 38 wiedergegeben ist. zur Aufzeichnung nicht ausreicht.

In Ermangelung eines photoleitfahigen Materials, dessen Widerstands wert unter seinen Reaktr^-wert gebracht werden kann, der bei Megahertz-Frequenzen sehr niedrig ist, kann dieser Vorgang das Aufzeichnungsmaterial in den den vom Licht getroffenen Bereichen der photoleitfahigen Schicht entsprechenden Bereichen nicht selektiv dielektrisch erwärmen. Bei experimentellen Versuchen, den Widerstandswert der photoleitfahigen Schicht 22 mit Lichtpunkten hoher Intensität G₂ herunterzubringen, wurde unerwartet festgestellt, daß das Aufzeichnungsmaterial in Bereichen verändert wurde, die an Bereichen der photoleitfahigen Schicht 22 außerhalb der punktförmig belichteten Bereiche anlagen. Das bedeutet, daß Bereiche des Aufzeichnungsmaterials, die einen Bereich der photoleitfahigen Schicht mit einer Belichtung niedrigerer Intensität G₁ verändert .wurden. Diese niedrigere Intensität G₁ wurde dutch ein Lichthalo um den Lichtfleck hoher Intensität erzeugt. Das Halo entstand offensichtlich aus innerer Reflexion in dem Glas oder wurde durch Umgebungslicht der Intensität G₁ erzeugt. Auf diese Weise wurde gefunden, daß das Materialproblem in der Parallelplatten-Anordnung durch Regelung des Beleuchtungspegels

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gelöst werden konnte. Hierbei wird eine Lichtintensität G₁ ausgewählt, bei der, wie man jetzt giaubt, die j Energieabgabe in der photoleitfähigen Schicht ein

; Maximum hat. Hierdurch wird das Erwärmen der

- photoleitfähigen Schicht gefördert, um deren Wider-

; stands wert niedriger als ihren Reaktanzwert zu machen.

_; Im einzelnen wurde gefunden, daß durch Anwendung

j eines Lichtintensitätspegels G₁, der den Widerstands-

, wert der photoleitfähigen Schicht 22 gegen den des

■ Aufzeichnungsmaterials vermindern würde, ein viel

j höherer Wert erreicht wird als der Reaktanzwert der

. photoieitfähigen Schicht bei 100 Megahertz, und im

. einzelnen ein solcher Wert erreicht wurde, daß die

ι Reihen-AquKilent-Impedanzen der photoleitfähigen

, Schicht und des Aufzeichnungsmaterials. Z_Sph und

Z,_r. jeweils im wesentlichen einander angepaßt wurden.

Ein Maximum an Energie wurde hier über der photoleitfähigen Schicht" in Bereichen abgegeben, die von

. der Lichtintensität G₁ getroffen wurden.

In F i g. 7 gibt die Kurve 36 die Veränderung der Energieabgabe über der Serien-Äquivalent-impedanz der photoleitfähigen Schicht nach F i g. 5 mit der Veränderung der Impedanz der photoleitfähigen Schicht wieder, die durch Veränderungen des Widerstandes in R_ph dir photoleitfähigen Schicht mit der Lichtintensität verursacht wird. Die Kurve 37 gibt die Veränderung in der Energieabgabe über der konstant bleibenden Impedanz des Aufzeichnungsmaterials mit Veränderungen der Impedanz der photoleitfähigen Schicht wieder. Man sieht, daß in Übereinstimmung mit bekannten physikalischen Gesetzen ein Maximum an Energie über der photoleitfähigen Schicht abgegeben wird, wenn ihre Impedanz der des Aufzeichnungsmaterials angepaßt ist. Dies ist die Bedingung, üie durch den Schnittpunkt zwischen der Kurve 35 und der Linie 38 in F i g. 6 und den Schnittpunkt zwischen den Kurzen 36 und 37 und der Linie 39 in F i g. 7 angezeigt wird. Die Energieabgabe in Form von Wärme wirkt, da der Widerstandswert des photoleitfähigen Materials sich umgekehrt zur Temperatur verändert, in der Art. d?ß der Widerstandswert der photoleitfähigen Schicht unter ihren Reaktanzwert gebracht wird mit dem Ergebnis, daß die Reihen-Äquivalont-Impedanz Z,._h des durch die photoleitfähige Schicht repräsentierten RC-Gliedes schnell auf einen vernachlässigbaren Wert abfällt, was durch die Reihen-Äquivalent-Impedanzkurve 35 links von der Linie 41 in F i g. 6 gezeigt wird. Demzufolge fällt fast die gesamte Spannung V über der Impedanz Z_Sr des Aufzeichnungsblattes ab und besitzt eine Größe^r E, die ausreicht, um das Aufzeichnungsblatt auf eine Aufzeichnungstemperatur in einer Zeit t in den Bereichen zu erwärmen, die an den Bereichen der photoleitfähigen Schicht anliegen, die von der mit der Beleuchtungsstärke I_A, entsprechend der Lichtintensität G₁ beuchtet wurden. Somit werden Negative wie in F i g. 2 erzeugt.

Wie oben in Zusammenhang mit F i g. 3 bemerkt wurde, können genausogut Positive einer Vorlage aufgenommen werden. Der unerwartete Effekt, daß Licht relativ niedriger Intensität G₁ eine Impedanzanpassung zwischen der photoleitfähigen Schicht und dem Aufzeichnungsmaterial bewirkt, wodurch eine Erwärmung in der photoleitfähigen Schicht und demzufolge eine Erniedrigung ihres Widerstandswertes (und Impedanzwertes) auf einen vernachlässigbaren Wert entsteht, ermöglicht, wie oben erwähnt, sowohl Negative als auch Positive herzustellen.

Wenn die auf die photoleitfähige Schicht 22 fallende, an sich hohe Lichtintensität G₂, deren Widerstand R_ph auf einen solchen Wert verringert, daß Z_Sph kleiner als Z_Sr (gepunktete Linie 38, F i g. 6) ist. so daß eine Fehlänpassung eintritt, oder auf einen solchen Wert (links von der Linie 39, F i g. 7). daß nicht genügend Energie in der photoleitfähigen Schicht abeegeben wird, um sie merklich zu erwärmen und damit ihren Widerstandswert R„_h (und Z_Sp/l) zu verringern, so daß ein genügend großer Teil der Spannung an der Aufnahmeimpedanz Z_Sr abfällt, würde keine Veränderung in Bereichen des Aufzeichnungsmaterials auftreten, die den Bereichen der photoleitfähigen Schicht entsprechen, wo Licht der an sich hohen Intensität G₂ auffällt. Im einzelnen wird, um ein Positiv der Vorlage 26 zu erhalten, die photoleitfähige Schicht 22 Umgebungslicht ausgesetzt oder einer Vorbelichtung mittels I impen 32 der oben bezeichneten Lichtintensität G^diedieAufzeichnungsbeleuchtungv stärke I₄ erzeugen. Dieses führt zu einer Impedanzanpassung zwischen der photoleitfähigen Schicht um: dem Aufzeichnungsmaterial, so daß eine Veränderung des Aufzeichnungsmaterials bewirkt wird. Die photo leitfähige Schicht wird jedoch gleichzeitig Licht mi hoher Intensität G₂ ausgesetzt, welches von Bereiche; 28 der Vorlage, wie in F i g. 1 gezeigt, über Steuerung der Lampen 29 reflektiert wird. Hierdurch wird ir. den den hellen Bereichen der Vorlage entsprechende:. Bereichen der Anordnung 15 18 eine Fehlanpajsun,· zwischen den Impedanzen der photoleitfähigen Schieb, und des Aufzeichnungsmaterials bewirkt. Unter dieser. Bedingungen fällt, wie oben erwähnt, in diesen Ik reichen nur ein geringer Teil der Spannung an dein Aufzeichnungsmaterial ab. der nicht ausreicht, ein; dielektrische Erwärmung des Aufzeichnungsmaterial> in diesen Bereichen zu bewirken, so daß. wie ir F i g. 3 gezeigt, ein Positiv der Vorlage 26 \.>: F i g. 1 gebildet wird.

In F i g. 8 wird eine Ausführungsform ge/eit;-.. die als Zweidrahtanordnung zu bezeichnen ist. ΐ.ν.ι. Paar von auseinanderliegenden Drahtelektroden 42 und 43 mit einem Durchmesser in der Größenordnip g von etwa 0.63 cm (0,250 inch) erstrecken sich über die Breite einer geeignet gehaltenen photoleitfähigen plattenförmigen Elektrode mit einer photoleitfähigen Schicht 44. welche selbsttragend oder in Seidengewehe getränkt oder auf Seidengewebe aufgebracht sein kann; sie kann aber auch auf einem Schichtträger aus Glas oder Glimmer angeordnet sein. Die photoleitfähige Platte 44 wird in Berührung mii den Elektroden 42 und 43 gehalten. Ein Aufzeichnungsblatt 15 kann mit seiner wärmeempfindlichen Schicht 17 gegen und in engem Kontakt mit der photoleitfähigen Schicht der Platte 44 gehalten werden. Wenn eine Hochfrequenz-Wechselspannung E von einer Quelle 45 an die auseinanderliegenden Elektroden 42 und 43 fur eine Zeit f gelegt wird, die von einem elektronischen Zeitgeber 25 festgelegt wird, wird ein elektrisches Feld aufgebaut, welches sich durch die Ebenen der photoleitfähigen Platte44 und des Aufzcichnungsblattes 15 erstreckt. Bei dieser Ausführungsform kann die Funktion der photoleitfahigen Platte 44 als die einer Elektrode angesehen werden, d. h. als Weiterführung der Zuführungselckirodcn 42. 43. da sie die Dichte des elektrischen Feldes als Funktion ihrer Leitfähigkeit steuert. In den dunklen Bereichen oder in den Bereichen, die der Umgcbungsbeleuchlung ausgesetzt sind, was der Fall sein kann, wie in der

Beschreibung der Parallel-Plattenanordnung erwähnt ,,, wurde, ist die Dichte des Feldes in dem Aufzeich-

r nungsmaterial nicht groß genug, um dieses auf die

Aufzeichnungstemperatur T in einer vorbestimmten

ι 7eit / zu erwärmen.

t Wie in F i g. 8 gezeigt, kann die zu reprodu-

t zierende Vorlage ein photographisches Negativ 46

mit transparenten, d. h. lichtdurchlässigen Bereichen 47 und dunklen, d. h. nicht lichtdurchlässigen Bereichen 48. sein. Eine Lampe 49 richtet Licht durch das Negativ 46 über die Kollimatorlinse Sl, und das Licht, welches durch die transparenten Bereiche 47 dringt, wird durch eine Linse 52 auf die photoleitfähige Schicht der Platte 44 abgebildet. Andererseits kann Licht durch Reflexion von weißen Bereichen 28 einer Vorlage 26. welche reproduziert werden soll, in der in F i g. 1 gezeigten Weise durch eine Linse 52 auf die photoleitfähige Schicht der Platte 44 gerichtet werden.

Die Zweidraht-Anordnung unterscheidet sich von der Parallel-Plattenanordnung darin, daß das Feld, welches zwischen den Elektroden 42 und 43 aufgebaut ist, sich durch die Ebenen der photoleitfahigen Platte 44 und die Ebene des Aufzeichnungsblattes 15 mit dem Ergebnis erstreckt, daß die Quellenspannung £ normalerweise, d. h. bei gleichmäßiger Beleuchtung der photoleitfähigen Schicht, gleichmäßig über jeden Elementar-Reihenabschnitt zwischen den Elektroden abfällt. Nimmt man drei Abschnitte a. h und c und eine Quellenspannung £ an, so liegt eine

Spannung ^ über jedem Abschnitt im Dunkeln oder

bei Umgebungsbeleuchtung. Wenn zusätzlich odor ausschließlich Licht auf einen der Abschnitte gerichtet wird. z. B. den Abschnit'. b. derart, daß dieser Abschnitt mit einer solchen Beleuchtungsstärke belichtet würde, daß in diesem Bereich gegenüber den anderen Abschnitten der Widerstand der photoleitfähigen Schicht vermindert wird und ihre Impedanz in. Übereinstimmung mit der Kurve 35 in F i g. 6 ebenfalls abfallt, werden die Spannungsabfälle über den Abschnitten α und c entsprechend zunehmen. Wenn diese genügend groß sind, so daß der größere Teil des Feldes hierin verläuft, werden dadurch die anliegenden Abschnitte des Aufzekhnüngsblattes in einer gewissen Zeit t dielektrisch erwärmt. Die natürlicherweise erwartete Arbeitsweise der Zweidraht-Anordnung ist daher die Erzeugung von Positiven, d. h.. es tritt keine Veränderung der wärmeempfindlichen Schicht in Bereichen des Aufzeichnungsblattes auf. welche an Beieiche der photoleitfähigen Schicht 44 angrenzen, die von Licht getroffen wurden.

Wie oben erwähnt, wurde bisher kein photoleitfähiges Material gefunden, dessen Widerstandswert unter, seinen Reaktanzwert bei den angewendeten Frequenzen gebracht werden kann. Eine genügende Verminderung des Widerstandswertes der photoleitfähigen Schicht in Richtung ihres Reaktanzwertes auf der rechten Seite der Linie 41 in F i g. 6 kann jedoch mit Licht hoher Intensität G₂ erreicht werden, um einen genügenden Spannungszuwachs an den nicht vom Licht getroffenen Bereichen zu bewirken, damit die entsprechend angrenzenden Bereiche des Aufzeichnungsblattes markiert werden.

Es soll hier bemerkt werden, daß. wenn der VVidcistandswert der photoleitfähitien Schicht unter ihren Reaktanzwert gebracht werden könnte, was die Impedanz des photoleitfähigen Materials, welches von Licht getroffen wurde, z. B. im Abschnitt b, auf einen vernachlässigbaren Wert führen würde, die Spannung an jedem der Abschnitte α und c im wesentlichen gleich der Hälfte der Quellspannung wäre und Veränderung in der Art eintreten würde, daß Positive in kürzeren Zeitintervallen entstehen.

Wenn in den F i g. 8 und 9 das Licht von der Lampe 49 eine hohe Intensität G₂ hat. wird in den Bereichen des Aufzeichnungsblattes, die den entsprechend den lichtdurchlässigen Bereichen 47 von der Lichtintensität G₂ getroffenen Bereichen der photoleitfähigen Schicht anliegen, verhindert: sie tritt aber in den Bereichen des Aufzeichnungsblattes auf. wo kein Licht der Intensität G₂ auf die anliegende photoleitfähige Schicht auffällt. Auf diese Weise wird ein Positiv (F i g. 9) der Vorlage 46 erzeugt.

Wenn jedoch das Licht von der niedrigen Intensität G₁ ist. tritt Veränderung des Aufzeichnungsblattes in den Bereichen auf. die den Bereichen der photoleitenden Schicht anliegen, die entsprechend den lichtdurchlässigen Bereichen 47 von der Lichtintensität G₁ getroffen wurden. Auf diese Weise wird ein Negativ der Vorlage46 wie in Fig. 10 erzeugt.
Für eine mehr ins einzelne gehende Erläuterung nach

*5 der angenommenen Theorie zur Erklärung der beobachteten Positiv- und Negativ-Markierungseffekte in der Zweidraht-Anordnung wird auf Fig. Il verwiesen, welche ein elektrisches Äquivalent-Schaltkreisdiagramm der Anordnung von F i g. 8 zeigt.

und auf Fig. 12. welche eine Reihen-Äquivalent-Schaltung der Parallel-RC-Schaltkreise von Fig. 11 wiedergibt. Die gepunkteten Linien 50 in F i g. 11 und 12 deuten die Grenzfläche zwischen der photoleitfähigen Schicht 44 und dem Aufzeichnungsblatt 15 von F i g. 8 an.

In der Zweidraht-Anor-Inung ist der Widerstand R₁ des Au^rzeichnungsblattes größer als sein Reaktanzwert X_(r und der Dunkelloder Umgebnngslichtl-Widerstandswert R_ph der photoleitfähigen Schicht ist

größer als ihr P .aktanzwert Λ', .. Bei gleicher Dielektrizitätskonstante und bei den gleichen Abmessungen des Schichtmaterialbereiches, wie sie den angegebenen Widerstandszahlenwerten bei der Parallel-Plattenanordnung zugrunde gelegt wurden, ist die Reaktanz der photoleitfähigen Schicht bei der Zweidraht-Anordnung größer als bei der Parallel-Plattenanordnung. Typische Zahl-nwerte für.die Widerstände ek:es Schichtmaterialbereiches mit den angegebenen Abmessungen sind, bei der Zweidraht-Anordnung:

R_ph (dunkel) = 10* Ohm.

R_r = 1.6 χ 10" Ohm.

,Y₁. = 0.8 χ H)" ünm.

X^P _Cr = 0,8 x 10" Ohm.

Nimmt man Elementarabschnitte a, b und ν einschließlich der photoleitfähigen Schicht 44 und des Aufzeichnungsblattes 15 zwischen den Elektroden an. so ist jeder Abschnitt durch ein erstes, in Reihe geschaltetes Parallel-RC-Glicd 53 ausgezeichnet, welches einen Weg längs in der Fläche der photoleitfähigen Schicht \viedergibi. mit einem zweiten parallel verbundenen RC-Glied54 als Nebenschluß versehen, welches einen Weg quer durch die photoleitfähige Schicht wiedergibt und in Reihe mit einem Parallel-

h< RC-Glied 55 geschaltet ist. welches die Aufzeichnungsblatt-Parameter darstellt. Die Abschnitte/) und c sind ähnlich aufgebaut Fig. 12 zeigt die Reihen-Äquivalente der Glieder 53. 54 und 55 von F i g. Π.

209 645/257

i 916 958

Il

Die Reihen-Äquivaleni-Impedanz des Gliedes 53 ist mit Z_{s h} (Serie) bezeichnet, die des Gliedes 54 mit Z _h (parallel) und die des Gliedes 55 mit Z_v.

Im folgenden wird die Erzeugung von Positiven diskutiert. Mit einer Quellenspannung E an den Elektroden 42 und 43 hat jeder Abschnitt die Spannung y an seinem reihengeschalteten Photoleiter-RC-Glied53 oder Z_{5 h} (Serie) und eine Spannung ^ an der parallelgeschalteten Reihenkombination der 7?C-GIieder54 und 55 der photoleitfahigen Schlicht und des Aufzeichnungsblattes. In bezug auf Fig. 12 ist der Spannungsabfall an der Aufzeichnungsblatt-Impedanz Zj_r, wiedergegeben durch das Glied 55

von Fig. 11, kleiner als -j- um den Betrag des

Spannungsabfalls an dem Glied 54 oder Z,_nf| (parallel). Wenn Licht »on hoher Intensität G₁ auf den Abschnitt h gerichtet wird, was z. B. in F ι g. 9 gezeigt ist. so wird dieses den Wert von Z_%b(i (Serie) merklich verringern (und Z₅. [parallel] in'geringerem Maß. da der Querwiderstand der photoleitfahigen Schicht viel höher ist als der Längswiderstand |. Hierdurch wird die Spannung an den übrigen Abschnitten a und t genügend ernöht. so daß eine Zunahme des Spannungsabfalls an dem Aufzeichnungsblatt Z,_r in diesen Bereichen bewirkt wird und Veränderung in einer bestimmten Zeit /. wie oben erwähnt, eintritt. Im folgenden wird die Erzeugung von Negativen diskutiert. Man nim.;:: ar., daß i.'abei derselbe Mechanismus zur Anpassung der Impedanz aneinander anliegender Flächenbereiche d·..- photoleitfahigen Schicht und des Aufzeichnungsblattes vorausgesetzt werden kann wie bei der Herstellung von Negativen mit der Parallelplatten-Anordnung. Wenn in einem bestimmten Abschnitt die Impedanz Z, _h (parallel) und Z_5r der photoleitfahigen Schicht und des Aufzeichnungsblattes angepaßt sind, wird maximale Energie in diesem Abschnitt der photoleitfahigen Schicht abgegeben, und die darin erzeugte Wärme verringert ihren Widerstandswert unter ihren Reaktanzwert. Wenn daher entsprechend Fig. 12 die Intensität des Lichtes von der Lampe 49 auf eine Intensität G₁ verringert wird, so daß Z,_ph (Serie) sich nicht wesentlich ändert, um in einer Zeit t ein Positiv zu erzeugen, wie oben erwähnt, so wird der Spannungsabfall an dem Glied 53 für Z, _h (parallel) und die reihengeschaltete Impedanz Z,_r als konsiante Spannungsquclic erscheinen. Die Veränderung von Z,_ph (parallel) mit Licht der niedrigen Intensität G, wird jedoch Z,_ph (parallel) jn Richtung einer Anpassung an die Impedanz Z,_r des Aufzeichnungsblattes verändern. Wenn dies, wie in Zusammenhang mit F i g. 7 erläutert, eintritt, wird die Energieabgabe in dem zugehörigen Bereich der photoleitfahigen Schicht Wärme erzeugen und dort deren Widerstandswert unter den ihres Reakianzwcrtcs fuhren und gleichzeitig die Impedanz Z, _A (parallel) auf einen vernachlässigbaren Wert erniedrigen, mit dem Ergebnis, daß die gesamte

Spannung j an Z_{1 h} (Serie) an der Impedanz Z_v des Aufzeichnungsblattes abfallt und ausreicht, eine Markierung in einer Zeit; zu bewirken. Dies geschieht in Bereichen, wo Licht der Intensität G₁ die photo-Ieitfahige Schicht trifft, wie in Fig. 10 gezeigt.
In bezug zu Fig. 13 kann eine Positivaufnahme begünstigt, d. h. beschleunigt werden, wenn die gesamte photoleitfähige Schicht, einschließlich der Abschnitte α und c. die nicht entsprechend der bildmäßigen Belichtung dem Licht der hohen Intensi-

tat G₁ von der Lampe 49 ausgesetzt sind, gleichzeitig einer überlagerten Belichtung, d. h. einer Vorbelichtung von Markierungsintensität G₁. wie sie im Falle der Herstellung eines Negativs der Vorlage verwendet wird, durch Vorbeiichtungsquellen. wie z. B. Lampeⁿ 56, ausgesetzt wird.

Entsprechend der Energie, die zur Frzeugung einer Markierung erforderlich ist. erfordert der Effekt in Zeitintervallen in der Größenordnung von 5 Millisekunden etwa 2000 V pro Millimeter. Ein größerer Abstand zwischen den Elektroden in der Zweidraht-Anordnung erft rdert eine größere Eingangsspannung, da die Kapazität C [Gleichung (3)] mit zunehmendem Abstand abnimmt. Vom praktischen Standpunkt aus ist d;r Abstand zwischen den Drahtelektroden in der Zweidraht-Anordnung auf etwa 0.63 cm beschränkt

Bei der Parallel-Plattenanordnung ist der Abstand

zwischen den plattenförmigen Elektroden 18 und 23 nicht von der Größe der Abbildung abhängig, sondern nur von der Dicke des Aufzeichnungsblattes. so daß jede beliebige Plattengröße mit der gleichen Größe der Eingangsspannung verwendet werden kann.

Die obengenannten Methoden können auf ähnliche Weise zur Herstellung in einer Maschinenschrift verwendet werden, wobei durch Tastaturbetätigung eine Auswahl und Einlegen von Negativen 46 (F i g. 8) Licht der Intensität G, innerhalb eines Buchstabenbereiches 47 auf die photoleitfähige Schicht von F i g. 1 oder 8 zur Aufzeichnung gerichtet wird.

Auch die Anwendung bei Kopiermaschinen durch Reflexbelichtung der photoleitfahigen Scnicht mit einer zu kopierenden Vorlage ist möglich. Weitere Anwendungen schließen z. B. Registrierstreifen-Schreiber ein, wenn das Aufzeichnungsblatt zur Bildung einer Zeitbasis bewegt wird, und Faksimile-Schreiber, wobei der bewegte Schreibstift die Form einer informationsmodulierten Lichtquelle annimmt. Im weitesten Sinne kann dann die beschriebene Methode zur Erzeugung fortlaufender Aufzeichnungen beliebiger Lichtmuster benutzt werden, entweder in der Form sichtbarer Markierungen auf einem Aufzeichnungsblatt oder als latente Veränderungen, die nachfolgend entwvkelt werden.

Die hier beschriebenen photoleitfahigen Platten-

anordnungen benutzen für die photoleitfähige Schicht vorzugsweise Harz-Bindemittel-Schichtcn. um glatte, feste, abriebfeste Oberflächen zu erhalten. Es könnt;, jedoch auch photoleitfähige Schichten aus aufgeschmolzenen oder aufgedampften Photoleitern ver-

wendet werden.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (14)

Patentansprüche:

1. Elektrophotographisches Verfahren zur Herstellung einer bildmäßigen Aufzeichnung auf einem dielektrischen Aufzeichnungsmaterial, das, flächenparallel zu einer photoleitfähigen Schicht, mit dieser zwischen zwei ebenen Elektrodenplatten angeordnet ist, bei dem die photoleitfähige Schicht bildmäßig belichtet und an die Elektroden eine Spannung angelegt wird, die ein elektrisches Feld erzeugt, dessen Intensitätsverteilung durch bildmäßige Belichtung der photoleitfähigen Schicht bestimmt wird, dadurch gekennzeichnet, daß während der Belichtung der photoieitfähigen Schicht oder, innerhalb ihrer Relaxationszeit nach ihrer Belichtung, ein hochfrequentes elektrischts Wechselfeld eräugt wird, daß ein dielektrisches Aufzeichnungsmaterial verwendet wird, das durch Erwärmen auf eine Aufzeic'inungstemperatur T sichtbar veränderbar ist und dessen Wirkwiderstand kleiner als der der unbeleuchteten photoleitfähigen Schicht ist. daß das Wechselfeld mit einer für die Erwärmung des dielektrischen Aufzeichnungsmaterials ausreichenden Feldstärke eine Zeit t aufrechterhalten wird, die von der Frequenz des Feldes, der Aufzeichnungstemperatur T. des dielektrischen Aufzeichnungsmaterials sowie von der in dem Aufzeichnungsmaterial erzeugbaren Feldstärke abhängt, die ei;:e Funktii .1 des Impedanz-Verhältnisses zwischen plotoleitfähiger Schicht und dielektrischem Aufzeichnungs iaterial ist und daß die Intensitätsverteilung des Feldes in dem dielektrischen Aufzeichnungsmaterial bildmäßig differenziert wird, durch eine bildmäßig verteilte Wirkwiderstandsernicdrigung der photoleitfähigen Schicht unter den Wert ihrer Reaktanz, wozu die photoleitfähige Schicht mit einer Beleuchtungsstärke l_A bildmäßig belichtet wird, die bei alleiniger Anwendung, ohne eine Erwärmung durch dar hochfrequente elektrische Wechselfeld, den Impedanzwert der photoleitfähigen Schicht an den des dielektrischen Aufzeichnungsmaterials anpaß*

2. Verfahren nach Anspruch 1. zur Herstellung eines Negativs einer Kopiervorlage, dadurch gekennzeichnet, daß die maximale Beleuchtungsstärke der bildmüßigen Belichtung auf der photoleitfähigen Schicht gleich der Beleuchtungsstärke I₄ ist.

3. Verfahren nach Anspruch 1, zur Herstellung eines Positivs einer Kopiervorlage, dadurch gekennzeichnet, daß die photoleitfähige Schicht total mit der Beleuchtungsstärke 1_Λ belichtet und dieser Belichtung überlagert bildmäßig belichtet ist.

4. Elektrophotographisches Verfahren zur Herstellung einer bildmäßigen Aufzeichnung auf einem dielektrischen Aufzeichnungsmaterial, das flächenparallel zu einer photoleitfähigen Schicht angeordnet ist, bei dem die photoleitfähige Schicht bildmäßig belichtet und mit dem dielektrischen Auf-Zeichnungsmaterial einem elektrischen Feld ausgesetzt wird, dessen Intensitätsverteilung durch bildmäßige Belichtung der photoleitfähigen Schicht bestimmt wird, dadurch gekennzeichnet, daß auf der photoleitfähigen Schichl zwei an deren Rändern entlanglaufendceinandergegenüberliegende.linienförmige Elektroden angeordnet werden und während der Belichtung der photoleitfähigen Schicht oder, innerhalb ihrer Relaxationszeit nach ihrer Belichtung, durch Anlegen einer Spannung an die Elektroden ein hochfrequentes Wechselfeld erzeugt wird, daß ein dielektrisches Aufzeichnungsmaterial verwendet wird, das durch Erwfrmen auf eine Aufzeichnungstemperatur T sichtbar veränderbar ist und dessen Impedanz kleiner als die der unbeleuchteten photoleitfähigen Schicht ist, daß das Wechselfeld mit einer für die Erwärmung des dielektrischen Aufzeichnungsmaterials ausreichenden Feldstärke eine Zeit t aufrechterhalten wird, die von der Frequenz des Feldes, der Aufzeichnungstemperatur T sowie von der in dem Aufzeichnungsmaterial erzeugbaren Feldstärke abhängt, die eine Funktion des Impedanzverhältnisses zwischen photoleitfähiger Schicht und dielektrischem Aufzeichnungsmaterial ist und daß die iatensitätsverteilung des Feldes in dem dielektrischen Aufzeichnungsmaterial bildmäßig differenziert wird durch eine bildmäßig verteilte Impedanzerniedrigung des dielektrischen Aufzeichnungsmaterials, wozu die photoleitfähige Schicht mit einer Beleuchtungsstärke I₄. die bei alleiniger Anwendung, ohne Erwärmung durch das hochfrequente elektrische Wechselfeid, den Impedanzwert der photoleitfähigen Schicht an den des dielektrischen Aufzeichnungsrr.aterials angepaßt oder mit einer dieser gegenüber höheren Beleuchtungsstärke I_c belichtet wird.

5. Verfahren nach Anspruch 4 zur Herstellung eines Negativs einer Kopiervorlage, dadurch gekennzeichnet, daß die maximale Beleuchtungsstärke der bildmäßigen Belichtung auf e'er photoleitfähigen Schicht gleich der Beleuchtungsstärke Ia ist.

6. Verfahren nach Anspruch 4 zur Herstellung eines Positivs einer Kopiervorlage, dadurch gekennzeichnet, daß die photcleitfähige Schicht total mit der Beleuchtungsstärke I_A belichtet und dieser Belichtung überlagert bildmäßig belichtet wird.

7. Verfahren nach Anspruch 4 zur Herstellung eines Positivs einer Kopiervorlage, dadurch gekennzeichnet, daß die minimale Beleuchtungsstärke der bildmäßigen Belichtung auf der photoleitfähigen Schicht über der Beleuchtungsstärke Ι_Λ liegt.

8. Verfahren nach Anspruch 1 oder einem der folgenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß als dielektrisches Aufzeichnungsmaterial ein polardielektrisches Material verwendet wird.

9. Verfahren nach Anspruch 1 oder einem der folgenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß als dielektrisches Aufzeichnungsmaterial ein Papier mit farbiger Oberfläche verwendet wird, dns eine wärmeempfindliche Deckschicht besitzt, die sich sichtbar chemisch verändert oder transparent wird, wenn seine Temperatur auf eine spezifische Aufnahmetemperatur (Markierungstemperatur) erhöht wird (thermographisches Kopierpapier).

10. Verfahren nach Anspruch 1 oder einem der Ansprüche 2 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß als dielektrisches Aufzeichnungsmaterial tin übliches Papier verwendet wird und die thermische Veränderung durch die elektrisch aufgebrachte Wärme in einer Schwnrzung besteht, entsprechend einer wenigstens teilweise eintretenden Verkohlung.

11. Verfahren nach einem der vorangehenden

Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Frequenz des zur dielektrischen Erwärmung angelegten Feldes der Frequenz entspricht, bei welcher der Verlustfaktor des dielektrischen Aufzeichnungsmaterials ein Maximum hat.

12. Elektrophotographische Aufzeichnungseinrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 2, 3 und/oder 8 bis 11, aus einem an ein_C Spannungsquelle angeschlossenen flächigen Elektrodenpaar mit einer transparenten Elektrode, zwischen dem sich ein schichtförmiges dielektrisches Aufzeichnungsmaterial zusammen mit einer photoleitfähigen Schicht befindet, dadurch gekennzeichnet, daß das dielektrische Aufzeichnungsmaterial wärmeempfindlich ist und mit der photoleitfähigen Schicht und der einen Elektrode in Kontakt steht, und daß die andere Elektrode die transparente Elektrode ist und die Spannungsquelle ein Hochfrequenzgenerator ist.

13. Elektrophotographische Aufzeichnungseinrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach den Ansprüchen 4 bis 7, aus einem an einer Spannungsquelle angeschlossenen Eleklrodenpaar. einem schichtförmigen dielektrischen Aufzeichnungsmaterial und einer photoleitfähigen Schicht, dadurch gekennzeichnet, daß das dielektrische Aufzeichnungsmaterial wärmeempfindlich ist und in Kontakt mit der photoleitfähigen Schicht steht, daß das Elektrodenpaar aus zwei leitenden Streifen gebildet ist, die auf der dem Aufzeichnungsmaterial gegenüberliegenden Oberfläche der photoleitfähigen Schicht längs zweier einander gegenüberliegender Ränder angebracht sind, und daß die Spannungsquelle ein Hochfrequenzgenerator ist.

14. Einrichtung nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Frequenz des Hochfrequenzgenerators im wesentlichen der frequenz entspricht, bei der der Verlustfaktor des dielekti .sehen Aufzeichnungsmaterials ein Maximum hat.