DE2021979A1 - Elektrographische Feldelektrode - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft das Reproduktionsgebiet und im besonderen ein mehreohiohtiges papierblattartiges Material, das hiernaoh als "Feldelektrode" bezeichnet wird, die mit einem Bildinhalt in Form eine« unterschiedIioh leitenden Mustere versehen werden kann, das in einem elektrographisohen Reproduktionsverfahren verwendet wird.

Bei dem elektrographisohen Verfahren, bei dem das erfindungsgemäße Material verwendet wird, wird das einen Belag aus einer photoleitenden Substanz tragende Material der Einwirkung eines Lichtbildes oder eines Liohtmusters ausgesetzt, wonaoh das latende Bild entwickelt und entweder ein Positiv oder ein Negativ erzeugt wird. Das Entwickeln erfolgt in der Weise, dass das bellohtete Material von einer leitenden Auftragfläche aus mit einem leitenden Entwioklungsmaterial In Berührung gebracht .,: wobei fcügreioh ein gleichmäßiges elektrisches Gleiohstrom-

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potential zwischen dem belichteten photoleitenden Material und der die Entwicklungssubstanz tragenden leitenden Fläche erzeugt wird, wobei das Entwioklungspulver je nach dem Entwicklungsverfahren entweder auf die leitenden oder nichtleitenden Bezirke des Materials übertragen wird.

Der Einfluß des elektrischen Potentials wird während der Trennung des Materials von der Quelle des Entwloklungspulvers aufrechterhalten, und nach dieser Trennung kann das Entwioklungspulver entweder auf der Oberfläche des Materials unter Herstellung einer direkten Kopie fixiert werden, oder das Ent-· wioklungspulver kann vom Material aus auf eine andere Unterlage übertragen werden. Sei dem soweit beschriebenen Reproduktionsverfahren kann das Blatt die endgültige oder .eine Zwisohenkopie darstellen, die zum Herstellen weiterer Kopien benutzt wird.

Der Auftrag des leitenden Entwioklungspulvers auf die FeIdslektrode ist in erster Linie eine Folge der Erzeugung eines elektrischen Potentialdifferenz, die in allen praktischen Fällen aus einer vorübergehenden Potentialdifferenz an der Feldelektrode und der aus dem leitenden Pulver bestehenden Zwiaohenfläohe besteht. Mit dem Ausdruok "vorübergehend¹¹ soll die Tatsache bezeiohnet werden, dass die Potentialdifferenz ansteigt und abfällt, während eine gegebene Flächeneinheit der Feldelektrode mit der das Entwioklungspulver tragenden Auftragsfläche während der Entwicklung einen elektrischen Kontakt hat. Diese vorübergehende Potentialdifferenz ist am größten in den Bezirken mit relativer Niohtleitfähigkeit der Feldelektrode, in denen die Ladung als Folge des erzeugten Potentials nioht frei über die Zwisohenfläohe zwischen dem leitenden Pulver und der Feldelektrode fließen kann. Sofern nioht anderes angegeben ist, soll der gebrauchte Ausdruok "Ladung" eine Ladung bedeuten, die in relativ leitenden Elementen von einem elektrischen Strom oder von Ladungsträgern induziert wird, die sioh unter dem Einfluß eines Potentials bewegen, das an den Schaltungselemente^ erzeugt wird, im Gegensatz zu elektrostatischen Aufladungen, die mit Hilfe von triboelektrisohen oder Koronaentladungen oder anderen elektrostatischen Aufladeverfahren erzeugt werden. Andererseits erfolgt in reftiv leitenden Bezirken ein verhältnismäßig

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freier Stromfluß an der Zwischenfläche, so dass keine Potentialdifferenz erzeugt wird, bei der eine zum tiberwinden der das Pulver an der Auftragfläche festhaltenden Kraft ausreichende Kraft auftritt. Me Menge des pro Coulomb Ladungsströmung abgesetzten Pulvers für eine gegebene Entwicklungszeit ist umgekehrt proportional der Leitfähigkeit der Fläche der bildtragenden Schicht.

Ein das Niohtabsetzen des Entwicklungspulvers in den leitenden Bezirken der bildtragenden Schicht ausgleichender Faktor ist jedoch die direkte Abhängigkeit zwischen dem Absetzen und der Stärke der Ladungsströmung in einer gegebenen Flächeneinheit für eine gegebene Entwicklungszeit.Das Absetzen des Entwioklungspulvers in den leitenden Bezirken wird daher begünstigt, da die Ladungsströmung in den leitenden Bezirken weit größer ist. Infolgedessen kann eine kleine, jedoch nachteilige Menge des Entwicklungspulvers unvermeidbar auf die leitenden Untergrundbezirke übertragen werden, sofern nicht Mittel vorgesehen werden, mit denen die gesamte Ladungsströmung kontrolliert oder reguliert werden kann. Dies ist der Fall bei Feldelektroden mit einer photoleitenden Schicht, die eine direkte Verbindung mit einer leitenden Schioht aufweist (z.B. Zinkoxid in einem isolierenden Bindemittel auf einer Aluminiumfolie), wobei überflüssigerweise eine starke Absetzung des Entwioklungspulvers in den leitenden Bezirken erfolgt als Folge dieser Abhängigkeit von der gesamten Ladungsströmung, die bei der Kopie zu einem kräftigen Untergrund und zur Kontrastarmut führt.

Außerdem ist die Zeit, in der das Entwioklungsmaterial mit solchen nioht regulierten Feldelektroden Kontakt hat, z.B. wenn eine das Entwioklungsmaterial an der Außenseite tragende Walze über die Feldelektrode hinweggeführt wird, ebenso kritisch wie die Entwioklungsspannung, da beide Faktoren die gesamte Ladung direkt beeinflussen. Erfolgt weiterhin in den leitenden Bezirken der photoleitenden Schicht ein Zusammenbruch der Spannung, so fließt ein starker Strom, der in den Bezirken, die weiß bleiben sollen, Entwioklungsflecke zurückläßt.

Bei einer nicht regulierten Feldelektrode feh/ilen daher die senaitometrisohen Merkmale, die für eine hohe Güte der Kopien

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wesentlich sind, so dass an die Verfahrensbedingungen zwingende Anforderungen gestellt werden müssen. Angesichts der stark miteinander im Wettbewerb stehenden Kopierverfahren können diese Mängel sioh sehr nachteilig auswirken besonders bei der Verwendung in Büros, in denen das Verfahren nicht mit der erforderlichen Sorgfalt und Kontrolle durchgeführt wird,

Sie Erfindung sieht ein papierblattartiges Material vor, bestehend aus einer bildtragenden Sohioht, auf der ein der Abbildung entsprechendes unterschiedlich leitendes Muster erzeugt wird, aus einer mit der bildtragenden Sohioht verbundene dielektrische Sohioht, deren Dioke und deren Widerstandswert so bemessen ist, dass bei der zum Entwickeln angelegten Spannung nur eine vorherbestimmte elektrische Ladung in jeder Fläoheneinheit der bildtragenden Sohioht fließt, und aus einer leitenden Sohicht, die mit der dielektrischen Sohioht verbunden ist, und deren Leitfähigkeit so bemessen ist, dass bei der angelegten Entwioklungsspannung an der leitenden Schioht im wesentlichen kein Spannungsabfall erfolgt. Biese, noch zu beschreibende dielektrische Sohicht bewirkt zusammen mit der bildtragenden Schioht und der leitenden Sohioht, dass die Ladungsströmung in den leitenden Bezirken der Feldelektrode reguliert und verhindert wird, dass das Entwioklungspulver sioh in unerwünschten Untergrundbezirken absetzt.

Sie Erfindung sieht ferner ein elektrographlsohes Verfahren vor, das dadurch gekennzeichnet ist, dass (1) mindestens an der Oberfläche der bildtragenden Sohioht der Feldelektrode ein Abbildungsmuster in Form von relativ leitenden und nichtleitenden Bezirken erzeugt wird, dass (2) eine Fläohenainheit des Abbildungsmusters mit einer elektrisch leitenden Auftragfläche in Berührung gebraoht wird, die ein elektrisch leitendes Entwioklungsmaterial trägt, dass (3) zwisohen der leitenden Sohioht und der elektrisch leitenden Auftragfläohe in der Fläoheneinheit ein elektrisches Gleiohstrompotential und damit ein· vorübergehende Potentialdifferenz in der Fläoheneinheit swieohen dem Entwioklungsmaterial und den relativ nichtleitenden Bezirken erzeugt wird, dass (4) der genannte Kontakt so lange aufrechterhalten wird, bis die vorübergehende Potentlaldlfferens einen

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Wert erreioht, bei dem eine Übertragungskraft ausgeübt wird, die stärker ist als die Kraft, mit der das Entwioklungsmaterial an der elektrisch leitenden Auftragfläche festgehalten wird, und dass (5) der Kontakt zwisohen der Auftragfläche und der-bildtragenden Schicht in der Fläoheneinheit unterbrochen wird, so dass die vom ttbergangspotential ausgeübte Kraft in den relativ nichtleitenden Bezirken größer wird als die Kraft an der Auftragflache, wobei das Entwioklungsmaterial zur Fläche der bildtragenden Schiohten in den relativ niohtleitenden Bezirken in der Fläoheneinheit Übertragen wird, und dass die Verfahrensschritte (2) - (5) wiederholt werden, bis sämtliche Flächeneinheiten alle bildtragenden Sohiohtenenthalten, die entwickelt werden sollen.

Die Feldelektrode weist vorzugsweise die Form eines biegsamen papierblattartigen Materials auf} im Rahmen der Erfindung kann die Feldelektrode jedooh auoh versohieden ausgestaltet werden. Sie Feldelektrode kann daher auoh aus einer Metallplatte mit der leitenden Sohioht auf der einen Seite bestehen, auf der sich die dielektrisohe Sohioht und über dieser die bildtragende Sohioht befindet.

Die Erfindung wird nunmehr ausführlich beschrieben. In den beiliegenden Zeichnungen ist die

Fig. 1 ein senkrechter Schnitt duroh eine Feldelektrode nach der Erfindung,

Fig„ 2 eine der Fig. 1 ähnliohe Darstellung, die das unterschiedlich leitende Muater vor dem Entwickeln zeigt,

Fig. 5 eine Sohnittzeiohnung, die die Feldelektrode nach der Fig_# 2 unter der Einwirkung einer Bntwioklungespannung zwieohen leitenden Platten zeigt,

,Fig. 4 eine Darstellung von zwei Kurven, die das vorübergehende Potential an der Zwisohenfläohe zwieohen dem leitenden Bntwioklungepulver und der Feldelektrode unter der Einwirkung der Bntwioklungeipmnnung in demjenigen Falle deretellen, in dem die Feldelektrode keine vollkommenen leitenden und nichtleitenden oder isolierenden Bezirke aufweist,und die

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Fig. 5, 6 je eine schematische Darstellung der Entwicklung eines mit einer Feldelektrode nach der Erfindung erzeugten unterschiedlich leitenden Musters.

Die in der Fig. 1 dargestellte Feldelektrode 1 weist eine bildtragende Schicht J auf, die mit eina? dielektrischen Schicht 5 verbunden ist, welche Schicht ihrerseits mit einer leitenden Sohioht 7 verbunden ist. Bei der bildtragenden Schicht 3 muß mindestens die freiliegende Seite bei der Bildübertragung mit einem elektronisch unterschiedlich leitenden Muster versehen werden können. Der Ausdruck "elektronisch unterschiedlich leitendes Muster" soll bedeuten, dass bei der Bildübertragung auf die Sohioht 3 ein Huster erzeugt wird, das von Bezirken relativer Leitfähigkeit und relativer Kxchtleitfähigkeit bei dem angewendeten Verfahren gebildet wird, welche Bezirke der zu kopierenden Vorlage entsprechen. Damit ein Bezirk als relativ leitfähig angesehen werden kann, maß dieser Bezirk eine elektrische Ladung innerhalb der Dauer der Entwicklungszeit von einem mit dem Bezirk in Kontakt gebrachten Leiter aus unter dem Einfluss eines geeigneten elektrischen Feldes aufnehmen können. D.h., es muß ein wirklicher elektrischer Strom von Ladungsträgern an der Zwisohenfläohe zwischen dem Leiter oder dem leitenden Pulver und der Feldelektrode unter dem Einfluss eines elektrischen Potentials fließen können, das an den genannten Elementen erzeugt wird. Bei der bildtragenden Sohioht 3 sind drei soloher Bezirke dargestellt (Fig. 1) und zwar der Bezirk 9, in dem die relative Leitfähigkeit an der freien Fläche 8 der Sohioht 3 besteht, der Bezirk 10, in dem die relative Leitfähigkeit von der freien Fläohe θ aus nur über eine unendlioh kleine Streoke quer verläuft, und der Bezirk 10, in dem die relative Leitfähigkeit von der freien Fläohe 8 aus vollständig duroh die Sohioht 3 hinduroh quer verläuft. Die dielektrische Sohioht 5 steht in innigem Fläohenkontakt mit der Unterseite der bildtragenden Sohioht 3, während die leitende Sohioht 7 gleichfalls in innigem Fläohenkontakt mit der anderen Seite der dielektrischen Sohioht steht.

Damit ein Bezirk die für die Zweoke der Erfindung geeignete Leitfähigkeit aufweist, brauoht diese nur an den elektrischen Feldern zu bestehen, die an der Zwiaohenfläohe während der

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Entwicklung der Feldelektrode erzeugt werden. Beispielsweise kann an den Bezirken 9-11 eine starke feldabhängige leitfähigkeit bestehen, so dass diese Bezirke bei schwachen elektrischen Feldern isolierend wirken, jedoch leitend werden bei den elektrischen Feldern, die während der Entwicklung erzeugt werden. Die Bezirke 9-11 könnten daher gegen die Ladungsströmung an der Zwischenfläohe bei schwachen elektrischen Feldern eine Barriere aufweisen, die während der Entwicklung von den erzeugten elektrischen Feldern überwunden wird, so dass ein Ladungsaustausoh an der Zwisohenflache erfolgenkann.

Ebenso bezieht sich die relative Nichtleitfähigkeit der bildtragenden Sohicht 3 mindestens auf die Bedingungen an der Fläohe unter der Einwirkung der elektrischen Felder während der Entwicklung.

Die Fig. 2 zeigt eine Feldelektrode, die mit einem Bildinhalt versehen wurde und daher einen Bezirk 12 mit einer relativen Leitfähigkeit aufweist, der sich durch die bildtragende Sohicht 3 hinäuroherstreokt, sowie einen Bezirk I4 mit einer relativen Mchtleitfähigkeit, der sich gleichfalls durch die Sohioht 3 hindurcherstreckt, welche Bezirke 12 und I4 zusammen ein elektronisch unterschiedlich leitendes Muster bilden, das von der größeren Anzahl von Ladungsträgern I5 im Bezirk 12 im Gegensatz zum Bezirk 14 dargestellt wird.

Um den Ladungsaustausch an der Zwisohenflache der Feldelektrode unter der Einwirkung eines elektrischen Feldes zu zeigen, ist in der Fig. 3 die Feldelektrode nach der Fig. 2 zwischen zwei leitenden Platten 15 und I7 dargestellt. Aus einer herkömmlichen Spannungsquelle 19 wird an die Feldelektrode ein gleiohgeriohtetes elektrisches Potential angelegt. In der Seriensohaltuhg fließt ein elektrischer Strom, der als reeller Strom bezeichnet werden kann und in den leitenden feilen der Schaltung fließt (Stromquelle 19, leitende Platten 15,17, leitende Sohioht 7 und leitender Bezirk 12), und der ferner als yersohiebestrom angesehen werden kann, der in den dielektrischen oder isolierenden Teilen der Sohaltung auftritt (dielöktrisohe Sohioht 5 und nichtleitender Bezirk 14). Die Ladung fließt frei über die Zwisohenflache 21 des leitenden Bezirks 12 und über die leitende

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Platte 15 hinweg, setzt ihren Weg duroh den leitenden Bezirk fort und gelangt zur Ruhe an der dielektrischen Sohioht 5· Die Ladungen mit dem entgegengesetzten Vorzeichen gelangen zur Ruhe in der Sohioht 7 an der entgegengesetzten Seite der dielektrischen Sohioht 5» wobei in dieser Sohioht eine Polarisation erfolgt. Sie Ladung fließt nicht über die Zwisohenflache 21 im nichtleitenden Bezirk 14 hinweg sondern gelangt zur Ruhe an der Fläche der leitenden Platte 13· Unterhalb dieses Bezirks werden ebenfalls Ladungen mit entgegengesetztem Vorzeichen in der leitenden Schicht 7 an der Zwisohenflache zwisohen dieser und der dielektrischen Sohioht induziert. Ferner erfolgt eine Polarisation in der dielektrischen Sohioht 5 und dem niohtleitenden Bezirk 14 der bildtragenden Schicht 5.

Ist der Bezirk nicht vollkommen nichtleitend sondern nur weniger gut leitend als der Bezirk 12, was für alle in der Pjiraxie vorkommenden Fälle gilt, so besteht ein vorübergehendes Potential an der Zwisohenfläohe 21 im Bezirk 14» da der freie Fluss der Ladung an der Zwisohenfläohe behindert wird, die jedoch aohließIioh die Zwisohenfläohe überquert und zur Fläche der Sohioht 5 gelangt, jedooh langsamer als im Bezirk 12. Biese relative Zeitabhängigkeit des Potentials an der Zwisohenfläohe 21 ist in der Fig. 4 als Kurve 20 dargestellt.

Ist ferner auoh der Bezirk 12 nioht vollkommen leitend sondern nur etwas besser leitend als der Bezirk 14· wie dies in der Praxis der Fall ist, so tritt ein vorübergehendes Potential auf an der Zwisohenfläohe 21 im Bezirk 12., das jedooh kleiner ist und kürzer dauert als im Bezirk 14t ^wi« in der Flg. 4 als Kurve 22 (für den Bezirk 12) und als Kurve 20 (für den Bezirk 14) dargestellt. Eine wahlweise Absetzung des Entwioklungspulvers kann daduroh bewirkt werden, dass das Entwioklungspulver am Auftragmittel mit einer stärkeren Kraft festgehalten wird, als diejenige Kraft, die ron der Potentieldifferens an der ZwI-sohenfläohe der Feldelektrode in den leitenden Bezirken iur Zeit der Trennung der Feldelektrode vom Pulver ausgeübt wird, welche Kraft jedoch sohwäoher ist als dls Kraft, die von dar Potentialdifferenz in den nichtleitenden Bezirken ausgeübt wird, BIe Haltekraft des Pulvers ist vorzugsweise eine magnetisoh·.

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Da ea aich nur um kurzzeitig auftretende Potentialdifferenzen handelt, so erfolgt die unterschiedliche Entwicklung während des Bestehens dieser Potentialdifferenzen, weshalb die Entwicklungszeit sehr wichtig ist.

Die Figuren 5 und 6 zeigen die unterschiedliche Entwicklung des unterschiedlich leitenden Musters bei einer Feldelektrode 23, die entwickelt wird duroh Hinwegführen einer ein elektrisch leitendes Pulver 27 tragenden Walze 25 über die Feldelektrode Während dieser Entwicklung wird von der alt der leitenden Schicht 7 und der das leitende Pulver tragenden Walze 25 in Verbindung stehenden Spannungsquelle 19 an der Feldelektrode 23 und dem Pulver 27 zwischen der Walze 25 und der Feldelektrode 23 ein Feld erzeugt. Das Pulver 27 ist selbst elektrisch leitend oder mindest halbleitend bei den erzeugten elektrischen Feldern. In den meisten Fällen weist das Pulver 27 eine starke feldabhängige Leitfähigkeit auf und ist stärker leitend als die leitenden oder die niohtleitenden Bezirke der bildtragenden Sohloht 3 unter der Einwirkung der Felder, die in der Anfangsentwioklungsstufe erzeugt werden. Bei sohwachen elektrischen Feldern ist das Pulver weniger leitend als bei stärken elektrischen Feldern.

Wenn naoh der Flg. 5 die Walze 25 sich über den leitenden Teil 12 der Feldelektrode 23 hinwegbewegt, so fließt ein Strom, wie In Verbindung mit der.Flg. 3 beschrieben, und er erfolgt ein Ladungeaustausoh mehr oder weniger frei an der Zwisohenfläohe 29 alt der Folg·, das* an dieser Zwiaonenfläohe 29 mir eine sehr kleine und sehr kurzdauernde Potentialdifferenz auftritt, so dass in diesem Bezirk zvisohen den Partikeln des leitenden Pulvere 27 und der Feldelektrode 23 nur eine geringe oder gar keine Kraft auegeübt wird. In den Bezirken, über die die Waise hinweggerollt ist, ersaheint die dielektrische Schicht 5 als ein aufgeladener Kondensator. Es wird noch bemerkt, dass Ladungen »it einem gegebenen Vorzeiohen, die »loh in einer gegebenen Hiohtung bewegen, ·!■ gleichwertig denjenigen Ladungen , , anzusehen sind, die das entgegengesetzte Torselohen aufweisen und fleh in der entgegengesetzten Richtung bewegen. Bestände der leitende Bezirk entweder aus eine» η-Leiter oder -halbleiter •der ate eines f-Leiter eder -Halbleiter, so würde die gleiche

- 10 -Sarateilung für beide Fälle gültig sein. .

Rollt die Walze 25 naoh der Fig. 6 über den verhältnismäßig nichtleitenden Bezirk 14 hinweg, der in allen in der Praxis vorkommenden Fällen nicht vollkommen niohtleitend sondern nur halbleitend ist (in jede* Falle weniger leitend als der Bezirk 12), so tritt ein vorübergehendes Potential auf an der Zwisohenfläohe zwischen Pulver und Feldelektrode 29, wie bereits beschrieben und in der Fig» 4 durch die Kurve 20 graphisch dargestellt. Dies hat ζην Folge, dass eine der Potentialdifferenz proportionale Kraft vorübergehend auf das Pulver in Richtung zur Feldelektrode wirksam wird. Soll das Pulver in diesem Falle abgesetzt werden, so muss die Walze sich mit der geeigneten Geschwindigkeit bewegen, so dass die Potentialdifferenz an der Zwisohenfläohe in dem Zeitpunkt immer nooh so hooh ist, in dem das Pulver sioh entweder von der Walze oder von der Feldelektrode trennen muss (d.h. an der rückwärtigen Kante des Entwioklungaspaltes), so dass das Pulver an der Feldelektrode haften bleibt und nioht an der Walze. Naoh der Barsteilung wird die Entwioklungsspannung beständig aufrechterhalten und besteht im Zeitpunkt der Trennung. Sa sowohl die Walze als auoh das Pulver leitend ist bei den im Verfahren benutzten Entwioklungsfeidern, so besteht zwisohen den genannten Elementen ein freier ladungsaustausoh und damit nur eine geringe gegenseitige Anziehungskraft, die zumindest sohwäoher ist als die Ansiehungekraft zwisohen dem Pulver und den weniger gut leitenden Bezirken 14 der Feldelektrode zu der Zeit, in der das Pulver sioh von der Walze trennt. _:

Obwohl die vorstehend· Beschreibung sioh in erster Linie auf eine Feldelektrode bezieht, bei der die leitenden Bezirke 12 sioh gänzlich duroh die freiliegende und unterschiedlich leitende bildtragende Sohioht 3 hinduroherstreokt, so kann die Erfindung jedooh allgemein auoh bei Ausfuhrungsformen angewendet werden, bei denen sioh die leitenden Bezirke nioht duroh die Sohioht 3 hinduroherstreoken, wie z.B. die Bezirke 9 und 10 naoh der Flg. 1. TJm eine wahlweise Absetzung de· Pulvers zu erreichen, besteht der bestimmende Faktor aus dem Grad der Freiheit des Ladungsaustausohe* an des ZwischenflÄohe zwischen dem leitenden Pulver and ier Oberfläche der bildtragenden Bohioht 3. wenn Im

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Entwioklungastromkreis ein Strom fließt* Venn Über die Zwischenfläohe eine Ladung frei fließen kann, und sei es auch nur von Pulver aus zur Fläche der bildtragenden Sohlent_f so erfolgt in diesen Bezirken in wesentlichen keine Absetzung des Pulvers, da am der Zwisohenfläohe keine ausreichende Potentialdifferenz entstehen kann, so dass die Kraft nicht ausreicht, um das Pulver vom Auftragmittel hinweg zur Oberfläche der Feldelektrode zu befördern.

Sa jedoch, wie bereits ausgeführt, für eine gegebene Entwioklungszelt die Absetzung des Pulvere dem Ladungsfluss pro Fläoheneinheit direkt proportional ist, so wird bei Fehlen einer Kontrolle oder Regulierung in den leitenden Bezirken eine kleine, jedoch βohädliehe Pulvermenge angesetzt. Mit Hilfe der dielektrischen Schicht zusammen mit den bildtragenden und den leitenden Sahlohten kann die gesamte Ladungsströmung kontrolliert werden, und die hiermit verbundenen Schwierigkeiten können behoben werden.

Die dielektrische Schicht kann ale eine in der Längsrichtung verlaufende und verteilte Kapazität zwischen der bildtragenden Sohioht und der leitenden Schicht angesehen werden. Sie dient daher für die Ladung als ein Absperrventil, das nur eine vorherbestimmte Ladungsmenge in jeder Fläoheneinheit bei der gegebenen Entwioklungsspannung hindurohlässt. Sa die seitliche Leitfähigkeit (parallel zur Fläohe) sowohl der dielektrischen Schicht als auoh des nichtleitenden Bezirkes der bildtragenden Sohioht sehr gering ist, so wirken die angrenzenden Zoneneinheiten der dielektrischen Sohioht unabhängig voneinander, d.h. die unterhalb der leitenden Bezirke liegenden Bezirke der dielektrischen Sohioht laden sioh rasoher auf und sperren den Stromfluß in diesen Bezirken, während die unter den nichtleitenden Bezirken liegenden Bezirke der dielektrischen Sohioht aloh langsamer aufladen. während der gesamten Entwicklungszeit nehmen beide Bezirke ungefähr die gleiche Ladung auf, welohe Zeit für beide Bezirke so lang 1st, dass beide Bezirke sich fast bis zur Entvioklungsspannung aufladen können.

Wird die Ungleichheit der Ladungsströmung pro Fläoheneinheit zwlsohen den leitenden und den nichtleitenden Bezirken beseitigt,

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so wird der Untergrund reduziert und damit der Kontrast gefördert, wie bereits ausgeführt. Weiterhin werden die im Spalt verbraohte Zeit und die Belichtungszeit weit weniger kritisoh, wenn keine dielektrische Schicht vorgesehen wird, da die gesamte Ladungsströmung nunmehr mehr oder weniger unabhängig von den obengenannten Veränderlichen reguliert werden kann. Die im Spalt verbrachte Zeit und die Belichtungszeit sind jedoch immer noch wichtig, jedpch weit weniger kritisch, so dass das Verfahren mit weniger Einschränkungen durchgeführt werden kann.

Die dielektrische Festigkeit und die Fähigkeit der dielektrischen Schicht, für den Strom als Absperrventil dienen zu können, stehen zur Dioke der dielektrischen Schioht in Beziehung, Wird die dielektrische Festigkeit bei guten dielektrischen oder isolierenden Materialien mit ungefähr 3 x 10 Volt/om angenommen, und beträgt die durchschnittliche Entwioklungsspannung ungefähr 600 Volt und mehr, so sind dielektrische Schichten mit einer Dioke von mindestens 2 Mikron und vorzugsweise im Bereioh von ungefähr 2 bis 125 Mikron erwünscht. Die dielektrisohe Sohioht wird vorzugsweise mit einer gleichmäßigen Dicke versehen. Diokere dielektrische Sohiohten werden benötigt für Entwioklungsspannungen an der oberen Grenze ausnutzbarer Entwioklungsspannungen und ferner bei dielektrischen Materialien, deren dielektrisohe Festigkeit geringer ist als die oben angeführten Werte. Beispielsweise wäre eine 2 Mikron starke Polyestersohioht mit einer dielektrischen Festigkeit von ungefähr 3 χ 10 Volt/om wären von Nutzen bei Entwioklungsspannungen bis zu 600 Volt, während bei einer Entwioklungsspannung von 4000 Volt eine Polyestersohioht mit einer Dioke von mindestens ungefähr 13 Mikron erforderlioh wäre, damit kein elektrischer Durohsohlag erfolgt. Würde die dielektrisohe Festigkeit der Sohioht nur ein Fünftel des im Beispiel angegebenen Wertes betragen, so müsste die Sioke der dielektrischen Sohioht auf 10 Mikron erhöht werden für Entwiok- lungsspannungen von ungefähr 600 YoIt, und bis auf 65 Mikron für Entwioklungsspannungen von ungefähr 4000 Volt. Je kleiner die Kapazität pro Fläohenelnheit ist (diokere dielektrische Sohiohten), um so gleichmäßiger vird die gesamte Ladungsströmung sowohl in den leitenden als auoh in den nichtleitenden Bezirken

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- 15 der bildtragenden Schicht für eine gegebene Entwicklungszeit.

Die Erfahrung hat gezeigt, dass 25 Mikron starke dielektrisohe Schichten in dieser Hindlsoht den 13 und 6 Mikron starken Schichten überlegen sind (weniger Untergrund, stärkerer Kontrast, größerer Behandlungsspielraum). Bei einer Vergrößerung der Dioke über 25 Mikron hinaus hat sich jedoch nioht der Grad von Verbesserung ergeben als bei der Spanne von 2 bis 25 Mikron wahrscheinlich deswegen, weil die gesamte Ladungsströmung in den leitenden und in den liohtleitenden Bezirken bei einer Dioke von 25 Mikron fast gleich ist für normale Entwicklungszeiten von ungefähr 10 bis 50 Millisekunden. Die Entwicklungszeit ist diejenige Zeit, die jede Flächeneinheit der Feldelektrode im Entwicklungsspalt verweilt, d.h. die Zeit, in der jede Flächeneinheit mit dem Pulver Kontakt hat, das den Spalt zwischen der Feldelektrode und der Entwicklungswalze ausfüllt und mit der Entwicklungswalze im elektrischen Kontakt steht. Bei wesentlich kürzeren Entwicklungszeiten, z.B. ungefähr 0,5 bis 10 Millise/ikunden würden sich größere Unterschiede zwisohen 25 Mikron und 50 Mikron starken dielektrischen Schiohten ergeben. Für die Zweoke der Erfindung ist eine dielektrische Schicht mit einer Dioke von mindestens 2 Mikron, vorzugsweise bis zu ungefähr 125 Mikron geeignet, weloher Bereich den günstigsten Bereioh von ungefähr 20 bis Mikron umfaßt, in dem das Verfahren mit dem weitesten Spielraum und mit den niedrigsten Entwioklungsspannungen durchgeführt werden kann.

Damit die erwünschte Absperrwirkung erzielt werden kann, soll die Leitfähigkeit der dielektrischen Sohioht für Gleichstrom so gering sein, dass während der Verweilzeit im Entwioklungsspalt durch die dielektrisohe Sohioht nur ein vernaohlässigbar sohwaoher Ladungsstrom fließt. Diese Bedingung wird erfüllt,

(8,85 x 10"¹⁴) 0,(S^IO mal t_gpalt ist,

wobei q der Widerstandswert in 0hm/om, C die Dielektrizitätskonstante der dielektrischen Sohioht und t die Verwellzeit im Entwiok.lungsspalt in Sekunden ist. Damit die Verweilzeit im Spalt möglioh kurz wird, muss die Leitfähigkeit der dielektrl-

—11 —1 sehen Sohioht ungefähr 10~ (Ohm/om)" oder weniger sein und

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vorzugsweise 10 oder weniger betragen, welche Bedingung von den meisten guten dielektrischen oder isolierenden Materialien erfüllt wird. Die dielektrisohe Schicht soll diese Leitfähigkeit vorzugsweise unabhängig von Umgebungsbedingungen, d.h., von der Temperatur und der relativen Luftfeuchtigkeit aufweisen. In jedem Falle soll die Leitfähigkeit der dielektrischen Schicht höohstens 1/1O der Leitfähigkeit der leitenden Schicht betragen.

Für die von der Erfindung vorgesehene dielektrische Schicht sind verschiedene Materialien geeignet, z.B. Polyester (im Handel erhältlich unter der Bezeichnung MYLAR) und ferner Polypropylen, Polykarbonat, Zelluloseazetat und Polystyren.

Auf der bildtragenden Schicht der Feldelektrode nach der Erfindung soll ein unterschiedlich leitendes Muater erzeugt werden können, wobei die leitenden Bezirke mindestens die zweifache Leitfähigkeit aufweisen als die nichtleitenden Bezirke und vorzugsweise mindestens die zehnfache Leitfähigkeit. Die relativ leitenden Bezirke der bildtragenden Schicht sollen so leitfähig wie möglich sein und an der Oberfläche einen Widerstand von mindestens 10 Ohm/cm, vorzugsweise 10 Ohm/cm aufweisen (Querwiderstand an der Oberfläche für alle drei Arten von leitenden Bezirken naoh der Fig. 1). Die verhältnismäßig nichtleitenden Bezirke sollen an der Oberfläche allgemein einen Mindestwiderstand von 10 Ohm/cm aufweisen, obwohl in besonderen Fällen ein Widerstandswert von 10 oder 10 Ohm/cm geeignet wäre. Diese Widerstandswerte werden unter der Einwirkung eines elektrischen Feldes gemessen, das während einer Zeit erzeugt wird, die der bei dem Verfahren benutzten Zeit entspricht, wobei daran erinnert wird, dass die leitenden Bezirke mindestens die doppelte Leitfähigkeit aufweisen wie die niohtleitenden Bezirke innerhalb der oben angeführten Gesamtbereiohe, während die leitenden Bezirke mindestens ungefähr die zehnfaohe Leitfähigkeit aufweisen wie die dielektrisohe Sohioht.

Zum Erzielen der besten Ergebnisse sollen die Grenzwerte des Querwiöerstandes an der Oberfläche der nichtleitenden sowie

der leitenden Bezirke der Elektrode awisohen ungefähr 10 und

14 /
10 Ohm/oin liegen.

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Das elektronisch unterschiedlich leitende Muster kann.nach verschiedenen Verfahren erzeugt werden, z.B. unter Verwendung einer halbleitenden Sohicht, einer photoleitenden isolierenden Schicht oder einer leitenden lichtempfindlichen Sohicht, die bei einer Belichtung stärker isolierend wirkt. Bei Verwendung einer photoleitenden Schicht auf einer isolierenden Unterlage hängt der Widerstandswert von mehreren Faktoren ab, z.B. von den Widerstandsmerkmalen des photoleitenden Materials und des Bindemittels, vom angelegten elektrischen Potential und von der Intensität und der Art der Strahlung, die bei der Belichtung oder Bestrahlung verwendet wird.

Es hat sich gezeigt, dass für die bildtragende Schicht eine' Anzahl von Materialien geeignet sind, obwohl sie keine guten photoleitenden Eigenschaften aufweisen. Als Beispiel sei Titandioxid angeführt. Bei solchen lichtempfindlichen Materialien bewirkt die Bestrahlung wahrscheinlich eine Photodesorption von Sauerstoff aus dem liohtempfindliohen Partikel-mit der Folge, dass bei der Leitfähigkeit an der Oberfläche eine Änderung eintritt. Als Beispiel für eine bildtragende Schicht, bei der quer durch diese Schicht ein unterschiedlich leitendes Muster erzeugt werden kann, sei eine lichtempfindliche Sohicht angeführt, die aus einem Zinkoxid-Photoleiter besteht, der in ein geeignetes Harzbindemittel, wie Styren-butadien-kopolymer eingebettet ist. Als ein weiteres Beispiel wird ein der zu reproduzierenden Vorlage entsprechendes Muster aus leitendem Graphit in einer Wasserdispersion angeführt oder eine leitende Silberfarbe, die auf eine dielektrische Schioht aufgetragen wird, mit der eine geeignete leitende Unterlage versehen ist. Bei diesen Ausführungsformen ist die bildtragende Schicht nicht fortlaufend wie bei einem Photoleiter, der in ein Harz eingebettet ist und einen Belag auf der dielektrischen Schicht bildet. Das Muster kann unter Anwendung verschiedener.Verfahren erzeugt werden z.B. durch Aufmalen oder Aufdrucken. Eine geeignete wässerige Graphitdispersion ist im Handel unter der Bezeichnung AQUADAG erhältlich, während eine geeignete Silberfarbe unter der Handelsbezeichnung Silverprint No.21-2 im Handel bezogen werden kann. Bei diesen letztgenannten Ausführungsformen wird das Pulver

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überall auf der isolierenden Fläche abgesetzt mit Ausnahme an denjenigen Stellen, an denen das leitende Material vorliegt.

Als weitere photoleitende Materialien seien angeführt CdS, organische photoleitende Materialien wie Oxidiazole und Amidoanthraquinone oder halogenierte Kohlenwasserstoffe, wie Hexabromäthan oder lodoform, die bei einer Bestrahlung mit aktinischem Licht freie Radikale erzeugen.

Ferner können auoh hitzeempfindliohe bildtragende Schichten verwendet werden, z.B. hydratisierte anorganische Verbindungen, wie Aluminium oder Siliziumoxid in einem polymerisohen Bindemittel, welohe Verbindungen bei Erhitzung einen höheren Widers tandswert aufweisen. Die Wärmequelle kann aus einem heißen Griffel oder aus einer Infrarotstrahlung bestehen, wie beispielsweise in den gewerblichen thermographischen Kopiergeräten vorgesehen.

Die leitende Schicht der Feldelektrode naoh der Erfindung kann abstützend oder nioht abstützend sein, beispielsweise kann eine dünne aufgedampfte Metallschicht oder eine dickere leitende Papierunterlage vorgesehen werden. Diese Sohioht muß eine Leitfähigkeit aufweisen, bei der nur ein kleiner Spannungsabfall auftritt, wenn der Entwioklungsstrom durch diese Schicht fließt, Als klein ist ein Spannungsabfall in bezug auf denjenigen Spannungiabfall anzusehen, der in anderen Teilen des Stromkreises auftritt, durch die ein Strom fließt. Der Spannungsabfall an der leitenden Sohioht soll nioht mehr als ungefähr 1/10 der Entwioklungsspannung betragen. Der Widerstandswert der leitenden Sohioht soll allgemein kleiner als ungefähr 10 Ohm/om sein, je nach den Verfahrensbedingungen und der Dicke der Sohioht. Es ist wiohtig, dass zwisohen der leitenden Sohioht und der dielektrischen Sohioht kein Luftspalt besteht, damit bei dem auf der bildtragenden Sohioht entwickelten Abbild keine Ungleiohmäßgkeiten auftreten. Als Beispiele für Materialien für die leitende Sohioht seien angeführt leitendes Papier, Papier-Metallfolien und Folien, Beläge oder andere Formen von Metallen, wie Kupfer, Eisen, Silber und Aluminium. Die leitende Sohioht kann aus mehreren Lagen eines leitenden Materials bestehen oder aus einer einzelnen Lage aus einem einzelnen Material oder aus einem Materialgemisch. Die leitende Sohioht kann fortlaufend

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oder unterbrochen sein. Beispielsweise würde ein diskontinuierliche leitende Schicht aus feinen leitenden Flecken oder Streifen bestehen, die von einander getrennt sind.

Die Dicke der Feldelektrode oder der Schichten, aus denen sich die Feldelektrode zusammensetzt, hängt etwas von den elektrischen erforderlichen Eigenschaften der Elektrode und von deren Verwendung ab, z.B. davon, ob es sich um eine Druckplatte ,für Reproduktionen handelt, oder ob die Feldelektrode ein Druck für eine direkte Verwendung darstellen soll. Am besten eignet sich im allgemeinen eine lichtundurchlässige weiße Feldelektrode mit einer Gesamtdicke von nur etwas mehr als 2 Mikron, wobei die dielektrisohe Sohioht selbst eine Dicke von mindestens 2 Mikron aufweist, welche erstgenannte Dicke bis zu ungefähr 1,25 mm betragen kann.

Das elektrische Potential, das zwischen der Feldelektrode und der das Entwicklungspulver auftragenden Walze oder zwisohen der Feldelektrode und einem ftbertragungsblatt erzeugt wird, wenn die Feldelektrode als Zwischenlage verwendet wird, wird aus den herkömmlichen Quellen abgeleitet, z.B. aus Batterien, Gleichriohtern usw. und soll aus einem Gleiohstrompotential bestehen. Es kann ein pulsierender Gleichstrom mit einer Frequenz von 1 bis 10 Hz verwendet werden. Das erforderliche elektrische Potential kann aus einer Spannung von 10 bis ungefähr 5000 Volt und höher bestehen und wird so hoch bemessen, dass an der Fläche des unterschiedlich leitenden Musters ein wirksames elektrisches Feld erzeugt wird, das jedoch andererseits zu keiner Koronaentladung zwirohen der Auftragwalze und der Feldelektrode führen darf. Eg werden vorzugsweise Spannungen zwisoben ungefähr 500 bis 4OOO Volt verwendet.

Nach dem Entwickeln des unterschiedlich leitenden Musters auf der Feldelektrode kann das Entwioklungspulver mittels herkömmlicher Verfahren auf der Feldelektrode fixiert werden, oder es kann eine übertragung auf ein Blatt oder eine Folie erfolgen, auf dem (der) die Fixierung durchgeführt wird. '

Nachstehend werden einige Aueführungsbeispielebeschrieben, auf die die Erfindung jedooh nioht beschränkt ist. Die in diesen Beispielen angegebenen Mengen und Prozentsätzebeziehen sioh auf

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das Gewioht, sofern nichts Anderes angegeben ist. Das Reproduktionsverfahren wird selbstverständlich unter Ausschluss äußeren Liohtes durchgeführt.

Beis-piell

Eine Dispersion aus 44 Teilen photoleitendes "ankoxidpulver, 36 Teilen eines 30^-igen Styrenbutadienharzes (unter der Handelsbezeichnung Pliolite S-7 erhältlich) in Toluen, 30 Teile Azeton und 4 χ 10~⁴ Gramm Phosphin R (C.I.46055)pro Gramm Zinkoxid als eine 2%-ige Alkohollösung wird in einer Kugelmühle 12 Stunden lang gemahlen. Die Dispersion wird in nassem Zustand mit einer Dicke von 0,1 mm auf einen 0,025 mm starken Polyesterfilm (Mylar) aufgetragen, dessen Rückseite mit einer kontinuierlichen und lichtundurohlässigen Aluminiumsohicht duroh Aufdamfen versehen wurde (Widerstand 10 0hm pro Quadrat), welcher Belag bei Raumtemperatur mit einer nachfolgenden Dunkelanpassungsperiode 12 Stunden lang bei Raumtemperatur getrocknet wurde. Das Verfahren der Dunkelanpassung kann durch Erhöhender Temperatur auf 100 G beschleunigt werden. Diese Feldelektrode wird mit einem Positiv versehen duroh Belichten der photoleitenden Sohioht mit einem 10 Fußkerzenlicht eine Sekunde lang. Der Dunkelwiderstand in der Querrichtung pro Quadratzentimeter der

photoleitenden Sohioht beträgt 1 χ 10 0hm, während der Widerstand in den vom Licht getroffenen Bezirken 1 1 10* 0hm pro om beträgt. Dies entspricht einem Widerstandswert von ungefähr 5 χ 10 0hm/om in den dunklen Bezirken und 5 χ 10 0hm/cm in den vom Licht getroffenen Bezirken.

Zum Entwickeln der Elektrode wird an eine leitende magnetisohe Entwicklungswalze eine Spannung von ungefähr I500 Volt angelegt, die ein leitendes Entwioklungspulver trägt. Die Feldelektrode bewegt sich an der Entwicklungswalze mit einer Geschwindigkeit von 25 om pro Sekunde vorbei. Während dieses Vorganges wird die leitende Sohioht der Feldelektrode geerdet. Das öntwiokelte Blatt wird entfernt, und die Abbidlung wird mit Infrarotlicht bestrahlt. Die Abbildung weißt eine ausgezeichnete Güte auf bei einem sehr niedrigen TTntergrundpegel. Diese FeId-

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elektrode kann innerhalb eines weiten Bereichs von Oberflächenges chwindigkeiten behandelt werden, z.B. mit einer Geschwindigkeit von 2,5 otn bis zu 250 cm pro Sekunde und mehr. Bei höheren Geschwindigkeiten ist eine höhere Spannung erforderlich.

Der 25 Mikron starke Polyesterfilm (Mylar) wurde durch die folgenden Schichten ersetzt: Polypropylen mit einer Dicke von 25 Mikron, Polyäthylen mit einer Dicke von 50 Mikron, Polyester mit einer Dicke \^ron 75 Mikron, Polyester mit einer Dicke von 12,5 Mikron, Polyester mit "einer Dicke von 125 Mikron und Polyester mit einer Dicke von 6,5 Mikron. Jede dieser Schichten wurde durch Aufdampfen mit einer lichtundurchlässigen leitenden Schicht aus Aluminium versehen (Widerstand weniger als ungefähr 10 Ohm pro Quadrat). Die Dicke der dielektrischen Schicht bestimmt die Höhe der Spannung, die bei einer gegebenen photoleitenden Schicht angelegt werden muß. Mit allen genannten Ma- · terialien konnten gute Kopien hergestellt werden. Die Wirksamkeit dieser Schichten wird durch den Feuchtigkeitsgehalt der Umgebungsluft nicht eingeschränkt. Die Reproduzierbarkeit und die Kontrolle ist bei den genannten Materialien ausgezeichnet. Die leitende Schicht an der Rückseite sichert die Reproduzierbarkeit, die Gleichförmigkeit und die Möglichkeit, die FeIdelektrode von einer leitenden Unterlage entfernen zu können. Bei Fehlen dieser leitenden Schioht führt eine Trennung der unabhängigen zugeordneten leitenden Sohioht vom übrigen Teil der das entwickelte Bild tragenden Feldelektrode zu einer nachhaltigen ümordnung der Ladungen mit der Folge, dass die Abbildung zerstört wird. Wird die oben beschriebene Sohicht auf eine Aluminiumfolie ohne eine dielektrisohe Schicht aufgetragen, so weist die Abbildung eine geringere Dichte auf, und die photoleitende Schioht wird nachhaltig beschädigt und kann nicht noohmals benutzt werden. Die erforderliche Belichtung beträgt 40 Fusskerzensekunden oder dag Vierfache derjenigen Zeit, die bei Anwesenheit einer dielektrischen Sohioht benötigt wird, wobei der Untergrundgrausoh!eier stärker als erwünscht ist.

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- 20 -Beispiel II

Eine Dispersion aus 44 Teilen photoleitendes Zinkoxidpulver, 56 Teilen 30$-iges Styrenbutadienharz (unter der Handelsbezeichnung Pliolite S-7 erhältlich) in Toluen, 30 Teile Azeton und 4 χ 10~⁴ Gramm Setoflavin T und Rhodamin B pro Gramm Zinkoxid als eine 2$-ige alkoholische Lösung wurde 12 Stunden lang in einer Kugelmühle gemahlen. Die Dispersion wurde in nassem Zustand mit einer Dioke von 0,1 mm auf ein 0,05 mm starkes leitendes Papier aufgetragen, das mit einem Belag eines Polykarbonatharzes in einer! Dicke von 12,5 Mikron versehen war, das unter der Bezeichnung Lexan vertrieben wird. Die leitende Papierunterlage wurde mit einem leitenden kationisohen Harz behandelt,

• das unter der Handelsbezeichnung Calgon 261 erhältlich ist.

-7 -1 Die Leitfähigkeit der Papierunterlage beträgt mehr als 10 0hm om innerhalb des untersuchten Feuohtigkeitsbereiches. Der Belag wurde bei Raumtemperatur bei einer nachfolgenden Dunkelanpassungsperiode von 12 Stunden getrocknet. Die resultierende Peldelektrode wurde mit einer projizierten positiven Abbildung durch Belichten mit einem 10 Pußkerzenlioht versehen, mit dem die photoleitende Fläche eine Sekunde lang beliohtet wurde. Der Dunkelwiderstand in der Querrichtung der photoleitenden Sohioht beträgt pro om 5 χ 10^ 0hm, während der Widerstand

A O

in den vom Lioht getroffenen Bezirken 1 χ 10 0hm pro om be-W trägt. Dies entspricht einem Widerstand von ungefähr 2,5 x 10

0hm/om, in den dunklen Bezirken und 5 χ 10 0hm/om in den vom Lioht getroffenen Bezirken. Das Ganze wird bei einer Spannung von + 2000 Volt entwickelt, wie im Beispiel I beschrieben. Die Güte ist in bezug auf Auflösung, Bilddiohte und Graueohleier gleich dem Ergebnis des Beispiels I.

Das Polykarbonatharz kann ersetzt werden duroh «in PoIyetyrenharz, Zelluloaeazetatpropionathars, Methylmethakrylatharz, Polyvinylohloridharz und Polyäthylenharz bei gleiohen Ergebniesen. Bei Verwendung einer dielektrischen Sohioht mit einer Dioke von weniger als 2,0 Mikron besteht die Gefahr eines elektrischen Durohsohlages und eines ■tarken Kopieruntergrundee bei den verwendeten Entwioklungsspannungen, Wird die Dispersion

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direkt auf die leitende Papierunterlage aufgetragen, so führt dieses Verfahren zu einer unbefriedigenden Auflösung, zu einem Zusammenbruch des elektrischen Feldes, einer geringen Abbildungsdichte und zu einem starken Untergrund. Der beschriebene leitende Untergrund kann ersetzt werden durch beispielsweise Papiere, die mit leitenden Fasern versehen sind. Wird die photoleitende Sohicht direkt auf einen leitenden Papieruntergrund aufgetragen, z.B. auf Papiere, die bei der herkömmlichen elektrostatischen Elektrophotographie verwendet werden, dann kann der Untergrund leioht 0,3 reflektierte optische Dichteeinheiten oberhalb der Färbung eines unbelichteten und unbehandelten Materials erreichen, wobei der Belag lange beliohtet werden muß und zu einer unbefriedigenden Kopie führt.

Beispiel III

Eine Dispersion aus 38 Teilen lichtempfindliches Titandioxidpulver (Rutil), 16 Teilen Pliolite S-7 (30 Gew.^) in Toluen, 3 Teile Polystyren, 40 Teile Toluen und 1 χ 10""* Gramm Phosphin-R pro Gramm Titandioxid als eine 24-ige alkoholische Lösung wurde 12 Stunden lang in einer Kugelmühle gemahlen. Die Dispersion wurde in nassem Zustand mit einer Dioke von 50 Mikron auf einen 25 Mikron starken Polyesterfilm (Mylar) aufgetragen," dessen Rüokseite duroh Aufdampfen mit einem kontinuierlichen Kupferbelag versehen wurde, wonach das Ganze bei Raumtemperatur getrocknet wurde. Alle Besohiohtungen wurden im Dunkeln durchgeführt. Diese Feldelektrode wurde unter Verwendung einer Reflexoptik mit einem positiven Abbildungsmuster versehen. Die belichtete Feldelektrode wurde auf einer rotierenden Trommel mit einer Oberfläohengesohwindigkeit von 50 om pro Sekunde behandelt. Bei Jeder Umdrehung wurde die Abbildung auf Papier übertragen. Die Entwioklungsspannung betrug +1200 Volt, während di· übertragungssparmung - 500 Volt betrug, beide Spannungen auf dl· geerdet· leitende Schloßt bezogen. Ee wurden von einer,Vorlage 20 Kopien hergestellt. Die Feldelektrode kann naoh einer Dunkelanpassung wieder benutzt werden.. Die Dichte ,des graphl-■ohen Originale betrug 0,2 bis 1,5 reflektierte optlsohe Diohte-•Inhelten. Diese gesamte Eingangsdiohte des Originals kann mit

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einem effektiven gamma-Wert von 2,0 reproduziert werden. Wird die photoleitende Schicht direkt auf eine leitende Unterlage aufgetragen, so ist die Folge eine geringe Bilddichte, elektrisohe Durchschlage führen zu Pleoken and Mangeln, und von den obengenannten Eingangsdichten kann tatsächlich nur ein Teil reproduziert werden. Ferner erfolgt ein rascherer Zerfall des lichtempfindlichen Speichereffektes ohne eine dielektrische Sohioht, so dass von einer Yorlage weniger Kopien hergestellt werden können. Wird eine dielektrische Schicht vorgesehen, so können ungeachtet von Änderungen der relativen Feuchtigkeit gute Kopien hergestellt werden im Gegensatz zu normaler Papierunterlagen.

Beispiel IV

Die Oberfläche eines 50 Mikron starken Polyesterfilms, der an der Rüokseite mit einer 7O?5-igen ffbertragungs chroma chi cht versehen war, wurde durch tauchen mit einem Belag aus einer 4$-igen Wasser-Alkohol-Dispersion aus Baymal (kolloidales Aluminiumoxid) versehen und getrocknet. Die transparente Folie wurde duroh eine gewerbliche Infrarotkopiermasohine im Kontakt mit einem Original geleitet. Das Hitzemuster setzte die Oberfläohenleitfähigkeit der hydrophilischen Baymal-sohioht herab. Als Wärmequelle für ein Bildmuster kann auoh ein heißer Sohreibgriffel verwendet werden. Das Transparent wird, wie im Beispiel I beschrieben, entwickelt mit einer Geschwindigkeit von 25om/seo, bei einer Entwioklungsspannung von + 2000 Volt in bezug auf die leitende Chromsohioht, Das entwickelte Abbild kann fixiert werden, oder das Material kann als Original für mehrere Kopien benutzt und naoh dem Beispiel III behandelt werden.

Eine für das erfindungsgemäße Verfahren geeignete Feldelektrod· kann auoh auf andere Weise hergestellt werden, wobei duroh Hitze ein unterschiedlich leitendes Muster erzeugt wird. Beispielsweise können mit stark unterkühlten Schichten, die ein ionisches Material, wie Diphenylpnthalathaltige Lithiumsalze enthalten, untersohiedlioh leitende Muster eraeugt werden. Ale ein weiteres Beispiel für ein solches System werden wärmeempfind■ liohe Reaktionamittel angeführt, wobei eine metallische Speaies

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erzeugt wird, sowie ein durch Belichtung aktiviertes Silberhalogensystem.

Beispiel V

Dieses Beispiel gleicht dem Beispiel I mit der Ausnahme, dass nach einer ersten Entwicklung ein dauerhaftes Bildmuster erzeugt wird. Nach Belichtung einer nach dem Beispiel I hergestellten Zinkoxid-Feldelektrode, auf der ein projiziertes positives Abbild hergestellt wird, wird die Feldelektrode nach dem Beispiel I entwickelt mit der Ausnahme, dass ein besonderes Entwicklungspulver benutzt wird, das das Zinkoxid dauernd relativ isolierend und nicht-photoleitend in denjenigen Bezirken macht, in den das Pulver sich während der ersten Entwicklung abgesetzt hat. Peroxide and primäre Amine zerstören die photoleitende Reaktion einiger Photoleiter, wie Zinkoxid. Bei Verwendung solcher Materialien als Entwicklungspulver wird ein permanent und relativ isolierendes, nichtphotoleitendes Bildmuster erzeugt, wenn die Entwicklung nach dem Beispiel I erfolgt. Dieses resultierende permanente Bildmuster kann dann später mit einem geeigneten Pulver bei gleichmäßiger Belichtung der gesamten Feldelektrode entwickelt werden, wonach die Entwicklung und die Übertragung der Pulverbilder nach dem Beispiel III durchgeführt wird. Bei der gleichmäßigen Belichtung der gesamten Feldelektrode sollen diejenigen Bezirke, in denen sich kein entaktivierendes Pulver abgesetzt hatte, wieder leitend gemacht werden, falls deren Photoleitfähigkeit nachgelassen hat. Diese gleichmäßige Belichtung soll ungefähr der Belichtung gleichwertig sein, die erforderlich ist, damit keine Absetzung des Entwicklungspulvers in den immer noch aktivierten Bezirken erfolgt, welche Belichtung für dieses Material ungefähr 10 Fußkerzense-. künden beträgt. Ist kurz vor einer nachfolgenden Entwicklung die Photoleitfähigkeit in diesen Bezirken noch nioht vollständig verschwunden, dann braucht bei der gleichmäßigen Belichtung die ursprüngliche Leitfähigkeit der. immer nooh aktivierten Bezirke nur wiederhergestellt zu werden, zu welchem Zweck die volle ursprüngliche Belichtung mit einem 10 Fuekerzensekunden-Lioht nicht benötigt wird. Erfolgt in diesem Falle eine zu

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starke Belichtung, so würde die Güte der Kopie nur beeinträohtigt werden. Anstelle der bilderzeugenden Belichtung und der ersten Entwicklungsstufe kann auch ein entaktivierendes Material mit Hilfe eines Griffels, durch Aufmalen usw. aufgetragen werden, oder es wird eine photochemische oder thermische Dekomposisionsreaktion eingeleitet. Dieses Verfahren ist von besonderem Nutzen für die Herstellung einer Vorlage für mehrere Kopien.

Beispiel VI

TTm einen Vergleioh zwischen den entwickelten Abbildungen mit und ohne dielektrische Schicht zwischen der bildtragenden

Γ Schioht und der leitenden Sohioht anstellen zu können, wurden gleiche Sohichten aus ToO - 10$ ZnO¹ in einem Styren-butadienkopolymer-Binderaittel auf die duroh Aufdampfen mit einem Aluminiumbelag versehene Seite eines 25 Mikron starken Polyesterfilmes sowie auf die abgewandte Seite des Filmes aufgetragen. Der aufgedampfte Aluminiumbelag wies eine Dioke von mindestens 250 S. auf, und die bild tragende Sohioht wurde durch ein auf diese aufgelegtes Transparent hinduroh (TJSAF Resolving"Power Test Target) belichtet. Am Prüftransparent war ferner eine Grauskala angebracht. Die Belichtung erfolgte mit Hilfe einer Wolframfadenglühlampe in einiger Entfernung von der Kopierebene, und die gemessene Lichtintensität in der Kopierebene betrug

fc 20 Fußkerzen und wurde mittels eines herkömmlichen Liohtmessgerätes gemessen. Die Belichtungszeit betrug eine Sekunde, wobei eine zweite Belichtung mit einem 20 Fußkerzenlioht durchgeführt wurde, sofern niohts angegeben ist.

Die belichteten Feldelektroden wurden entwickelt auf einer rotierenden elektronisch leitenden Trommel, die sich mit einer Oberfläohengesohwindigkeit von 22,4 om/seo an einer rotierenden magnetischen Entwicklungswalze vorbeibewegte. Der Spalt zwischen der Entwicklungswalze und der Oberseite der F«ldel«ktrode (die Oberseite der bildtragenden Sohioht) wurd· mit einer Veite von 0,38 mm aufrechterhalten. Bei beiden Arten von Feldelektroden mit und ohne eine dielektrische Sohioht wurden der Reih· naoh verschiedene Entwioklungsspannungen angewendet. In allen

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Fällen war die das Pulver tragende Entwicklungswalze positiv in bezug auf Sie leitende Trommel, mit der die leitende Sohioht der Feldelektrode elektrisch verbunden war. Das Entwicklungspulver hatte die folgende Zusammensetzung> 40 Teile Epon IOO4 (Handelsbezeichnung für ein Epoxidharz), 60 Teile Magnetit, 0,8 Teile Kohleruß und 0,1 Teile Cab-o-sil M5 (l(end eis bezeichnungfür fein zerteiltes Siliziumoxid.)

Nach der Entwicklung der Feldelektrode wurde diese von der Trommel sorgsam entfernt, und das Pulver wurde duroh den Kontakt mit einem erhitzen Tuoh mit einer Temperatur von 125-15O⁰C 5-10 Sekunden lang geschmolzen.

Danach wurden die Feldelektroden miteinander verglichen und überprüft im Hinblick auf optisohe Dichte des Untergrundes, größte optisohe Dichte in den gesohwärzten Bezirken, Gesarateindruck der Kopie sowie auf den VerfahrensSpielraum (unkriti- ; sehe .Entwicklungsspannungen usw). Die optisohen Reflexionsdiohten wurden in der herkömmlichen ¥_eise nach den, Vorschriften für die Amerioan Standard-Visual Reflection Density, PH2,17-1958 gemeasen. Zu diesem Zweok wurde ein Maobeth Model RD-100 Reflection Densitometer mit einem Wratten-Rotfilter Nr. 25 benutzt. Das Filter vermindert die Wirkung der rosa Farbe der farbsensibilisferten photoleitenden Sohioht.

Die Ergebnisse der überprüfung sind in der naöhstehenden

Tabelle angeführt, wobei D sioh auf die optisohe Diohte des

. - -■■ . ■ ■ . max .■.:■■■

großen schwärzen Quadrat.es des Prüf transparentes bezieht, während D., - sioh auf die optisohe Dichte des Untergrundes be-

zieht. Die optisohe Diohte eines unbelichteten und unbehandelten Materialblattes beträgt ungefähr 0,12. Der Kontrast wird JLn P»lle duroh (D_n, ■- D_kt._ÄM.) dargestellt. Alle optisohen

Diohten stellen den Durohsohnittswert von 4 Ablesungen dar.

Tabelle I

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- 26 Tabelle I

keine dielektr. Zwischens chioht

mit dielektrischer Zwischenschicht

(D	schwacher Unter grund optisohe Dichte	D max	0,54	D max	1,10
	verlangt	bkgnd	0,18	bkgnd	0,13
		Kontrast	0,36	Kontrast	0,97
(2)	größte optisohe Dichte im schwarzen Bereioh verlangt	D max ■Dbkgnd	1,10 0,56	D max ^bkgnd	1,24 ,0,14
		Kontrast.	0,54	Kontrast	1,10
(?)	insges. beste Kopie verlangt	D max	0,83	D max	.1,24
		"Dbkgnd	0,20	D bkgnd	0,14
		Kontrast	0.63	Kontrast	1.10

(4) ausnutzbarer Behändlungsspannungsbereioh

Gute Kopien innerhalb eines weiten Bereiches von 300 - 2000 Volt

sehr schmaler Bereioh

(100 - 300 Volt) die beste Kopie ist jedoch nicht so gut wie bei den in der rechten Spalte angeführten Werten.

Bei den Durchsohnittekopien warden verschiedene Beliohtungen zugelassen, um die bestmögliche Kopie herzustellen. Die Belichtung für das Material mit einer dielektrischen Zwisohensohioht betrug bis zu 20 Fußkerzensekunden und war nioht kritisoh, während die Belichtungszeit bei dem Material ohne dielektr is oh e Zwisohensohioht 40 Fußkerzensekunden betrug.

Mit der beschriebenen dielektrisohen Sohioht wird die Ungleichheit der Ladungsströmung zwischen leitenden und nioht-IeItendon Bezirken beseitigt, wobei infolge der direkten Abhän-

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gigkeit von der Ladungsströmung die Menge des in den Untergrundbezirken abgesetzten Entwicklungspulvers vermindert wird. Die Verwendung dieser dielektrischen Schicht bei einer FeIdelektrode, die bei dem beschriebenen dynamischen elektrographisohen Verfahren benutzt wird, wäre nachteilig bei den herkömmlichen elektrostatischen Vervielfältigungsverfahren. Dies ist eine Folge des TJmstandes, dass bei den elektrostatischen Verfahren die dielektrischen Schichten mit der in Betracht kommenden Dicke eine Vermischung der elektrostatischen Aufladungen zwischen den photoleitenden und den leitenden Schichten in den belichteten Bezirken verhindern würden, so dass der Grad der Differenz bei dem Oberflächenpotential zwischen den vom Licht getroffenen und den nicht belichteten Bezirken herabgesetzt wird. Vgl. die US-Patentschrift Nr. 2 901 548 (Dessauer) im besonderen die Offenbarung zur Sperrschicht 12. Bei solchen elektrostatischen Verfahren ist gerade diese Oberflächenpotentialdifferenz die Ursache für ein unterschiedliches Feld und bewirkt eine Anziehung des elektroskop!«chen !Pönungs pulver s in der Entwicklungsstufe. Sehr dünne dielektrische Schichten mit einer Dioke von 2 Mikron und weniger, oder ein Zusammenbruch , oder eine sonstige Transportaufladen unter der Einwirkung elektrischer Felder, die an den Schichten entstehen, können bei solchen elektrostatischen Verfahren gedultet werden. In diesen Fällen wirkt die dielektrische Schicht jedoch nicht als eine echte Sperrschicht für die Ladungsströmung'.

Patentansprüche

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Claims (18)

1. Patentansprüche

   Elektrographisehe Feldelktrode, die mittels eines leitenden Pulvers unter der Einwirkung einer Entwioklungsspannung entwiokelbar ist und aufweist eine bildtragende Schicht, auf der ein elektronisches, unterschiedlich leitendes Muster in Form relativ leitender und relativ niohtleitender Bezirke erzeugt wird, und eine leitende Schicht mit einer Leitfähigkeit, bei der unter der Einwirkung der Entwicklttngsspannung im wesentlichen, kein Spannungsabfall auftritt, gekennzeichnet durch eine dielektrische Sohioht., die zwischen der bildtragenden. Sohioht und der leitenden Sohioht angeordnet und mit diesen Sohiohten verbanden ist, und die eine Dicke und einen Widerstandswert aufweist, bei dem nur eine vorherbestimmte Menge einer elektrischen Ladung in jeder Flächeneinheit der bildtragenden Sohioht unter der Einwirkung der Entwioklungsspannung hindurohwandert.
2. 2. Feldelektrode nach Anspruoh 1, daduroh gekennzeichnet, dass die bildtragende Sohioht lichtempfindlich ist.
3. 3. Feldelektrode naoh Anspruoh 1, daduroh gekennzeichnet, dass die bildtragende Sohioht photoleitend ist«
4. 4· Feldelektrode naoh Anspruoh 1, daduroh gekennzeichnet, dass die bildtragende Sohioht aus einem anorganischen Photoleiter in einem isolierenden Bindemittel besteht.
5. 5. Feldelektrode naoh Anspruoh 1, daduroh gekennzeichnet, dass die bildtragende Sohioht aus photoleitendem Zinkoxid in einem isolierenden Bindemittel besteht.

   ■■■; ' - 29 - _: . ;
6. 6. Feldelektrode naoh Anspruoh 1, daduroh gekennzeichnet, daös die bildtragende Schioht aus photoleitendem Titandioxid in einem isolierenden Bindemittel besteht.
7. 7. Feldelektrode naoh Anspruoh 1, daduroh gekennzeichnet, dass die bildtragende Schicht relativ leitende Bezirke aufweist, deren Leitfähigkeit ungefähr das Doppelte der Leitfähigkeit der niohtleitenden Bezirke und mindestens ungefähr das Zehnfache der Leitfähigkeit der dielektrischen Schicht beträgt.
8. 8. Feläelefctrode naoh Anspruch 1, daduroh gekennzeichnet, dass die dielektrisohe Sohioht eine Dioke von mindestens 2 Mikron und einen Widerstandswert von mindestens ungefähr 10 Ohm/cm aufweist.
9. 9. Feldelektrode naoh Anspruoh 1, dadurch gekennzeichnet, dass die dielektrisohe Sohioht aus einem organischen PiIm mit einer Dicke von mindestens 2 Mikron und mit einem Widerstandawert von mindestens ungefähr 10 Ohm/om besteht.
10. 10. Feldelektrode naoh Anspruch 1, daduroh gekennzeichnet, dass die dielektrisohe Sohioht aus einem Polyesterfilm mit einer Dioke von mindestens 2 Mikron und mit einem Widerstandswert von mindestens 10 Ohm/om besteht.
11. 11. Feldelektrode naoh Anspruoh 1, daduroh gekennzeichnet, dass die Leitfähigkeit der dielektrischen Sohioht nioht mehr als ungefähr ein Zehntel der Leitfähigkeit der leitenden Sohioht beträgt. ..-, \
12. 12. Feldelektrode nach Anspruoh i, daduroh gekennzeichnet, dass die leitende Sohioht einen Querwiderstandswert von weniger als ungefähr 10 Ohm/om aufweist.

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13. 13· Feldelektrode nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die leitende Schicht aus einer Metallfolie besteht.
14. 14. Feldelektrode naoh Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die leitende Sohioht aus einem aufgedampften Metallfilm besteht.
15. 15. Feldelektrode nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die leitende Schicht aus einem aufgedampften Aluminiumfilm besteht.
16. 16. Elektrographische Feldelektrode mit einer bildtragenden Sohioht, mit der ein elektronisches und unterschiedliches leitendes Muster in Form relativ leitender und nichtleitender Bezirke erzeugt werden kann, und mit einer leitenden Sohicht, deren Querwiderstandswert weniger als ungefähr 10 Ohm/om beträgt, dadurch gekennzeichnet, dass zwisohen der bildtragenden Schioht und der leitenden Schicht eine mit der bildtragenden Sohioht verbundene dielektrische Schicht mit im wesentlichen gleichmäßiger Dioke angeordnet ist, die eine Dicke von mindestens ungefähr 2 Mikron und einen Widerstandswert von mindestens ungefähr 10 Ohm/cm aufweist, und dass die relativ leitenden Bezirke der bildtragenden Sohioht mindestens ungefähr die doppelte Leitfähigkeit wie die niohtleitenden Bezirke und mindestens die zehnfache Leitfähigkeit wie die dielektrische Sohioht aufweisen.
17. 17. Feldelektrode naoh Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass die bildtragende Sohioht photoleitend ist.
18. 18. Feldelektrode naoh Anspruch 16, daduroh gekennzeichnet, dass die bildtragende Sohioht photoleitend ist, dass die dielektrisohe Sohioht aus einem polymerieohen Film besteht, und dass die leitende Sohioht aus einem aufgedampften Metallfilm besteht.

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    19· Elektrographisches Verfahren, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens an der Außenseite der bildtragenden Schioht der Feldelektrode nach Anspruch 1 ein Bildmuster erzeugt wird, das von relativ leitenden und nicht-leitenden Bezirken gebildet wird, dass (2) eine Flächeneinheit des Bildmusters mit einer elektrisch leitenden Auftragfläche in Berührung gebraoht wird, die ein elektrisch leitendes Entwioklungsmaterial trägt, dass (3) zugleich mit dem Eontakt ein elektrisohes Gleiohstrompotentia1 zwisohen der leitenden Schioht und der elektrisch leitenden Auftragfläohe in der Flächeneinheit erzeugt wird, wobei vorübergehend eine Potentialdifferenz in der Flächeneinheit zwisohen dem Entwioklungsmaterial und den relativ nicht-leitenden Bezirken erzeugt wird, dass (4) der Kontakt so lange aufrechterhalten wird, bis die genannte Potentialdifferenz eine Höhe erreicht, bei der eine ttbertragungskraft ausgeübt wird, die größer ist als die Auftragkraft, die das Entwicklungen»terial an der elektrisch leitenden Auftragfläohe festhält, und dass (5) der Kontakt zwisohen der Auftragfläohe und der bildtragenden Schicht in der Flächeneinheit unterbrochen wird, während die von der vorübergehenden Potentialdifferenz ausgeübte ttbertragungskraft in den relativ nioht-leitenden Bezirken größer ist als die Auftragkraft, wobei das Entwicklungsmaterial auf die Oberfläche der bildtragenden Sohioht in den relativ nicht-leitenden Bezirken in der Flächeneinheit übertragen wird, und dass die Verfahrenesohritte (2) - (5) wiederholt werden, bis alle Flächeneinheiten die gesamte zu entwickelnde bildtragende Schioht umfassen.

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