DE2164622C3

DE2164622C3 - Verfahren zum Abbilden eines elektrofotografisch hergestellten, transparenten Reliefbildes

Info

Publication number: DE2164622C3
Application number: DE2164622A
Authority: DE
Inventors: Günther 6200 Wiesbaden Schädlich
Original assignee: Hoechst AG
Current assignee: Hoechst AG
Priority date: 1971-12-24
Filing date: 1971-12-24
Publication date: 1982-07-08
Also published as: AU464791B2; ATA1095072A; CA981086A; AU5026072A; DE2164622A1; FR2164867B1; NL7217011A; AT344502B; US3809473A; JPS5815772B2; BE793151A; GB1416329A; FR2164867A1; DE2164622B2; JPS4874218A

Description

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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Abbilden eines elektrofotografisch hergestellten, transparenten Reliefbildes mit in Abbildungsrichtung parallel, gebündelt oder divergent einfallendem Licht

Reliefbilder, die auf elektrofotografischen! Wege hergestellt werden, bestehen aus einem Träger aus dielektrischem, transparentem Material wie Kunststoff oder Glas, mit einer darauf aufgebrachten leitfähigen Schicht aus Zinnoxid, Aluminium od. dgl. oder aus einem leitfähigen Material wie Aluminiumfolie und aus einer darauf befindlichen Schicht aus einem meist thermoplastischen Harz mit fotoleitenden Substanzen, die auch in getrennten Teilschichten angeordnet sein können. Die Oberfläche kann mit einer elektrisch nichtleitenden, die Lichtreflexion verändernden Schicht versehen sein. Dieses elektrofotografische Aufzeichnungsmaterial wird unter einer Corona-Entladungsvorrichtung elektrostatisch aufgeladen, bildmäßig belichtet und erwärmt Dabei deformiert sich unter dem Einfluß des latenten Ladungsbildes die Oberfläche des plastisch gewordenen Harzes zu einem Reliefbild. Je nach den Versuchsbedingungen, speziell je nach der Höhe der Aufladungsspannung, werden unterschiedliche Reliefbilder erhalten. Bei relativ hoher Aufladung nimmt die Oberfläche an den aufgeladenen Stellen eine unregelmäßige Struktur an, so daß ein für die Durchsicht oder für die Projektion geeignetes Streubild erhalten wird. Dieses Aufzeichnungsverfahren wird als »Frost-Verfahren« bezeichnet Wird das Aufzeichnungsmaterial mit einer niedrigeren Spannung als für das Frost-Verfahren geladen, so entsteht an den Obergangsstellen, die infolge der bildmäßigen Belichtung einen Sprung in der Aufladungshöhe aufweisen, ein durchgehender reliefartiger Strich auf dem sonst glatten Hintergrund. Dieses Aufzeichnungsverfahren, bei dem die Reliefbilder aus durchgehenden strichförmigen Deformationen bestehen, wird als »Photoplastic Recording« bezeichnet

Speziell die elektrofotografischen Reliefbilder wurden in den letzten Jahren intensiv bearbeitet, wobei Schwierigkeiten bei der Wiedergabe dieser Bilder durch Projektion und insbesondere bei der optischen Duplizierung dieser Bilder auftraten, da es kein geeignetes optisches Duplizierverfahren für derartige elektrofotografisch hergestellte Reliefbilder gab. Diese Reliefbilder wurden infolge der Schichtdickenänderung wie Phasenbilder behandelt und mußten im Phasenmikroskop betrachtet werden.

Soweit Abdrücke hergestellt wurden, war es erforderlich, das Reliefbild vorher galvanisch zu verstärken. Nachteilig bei der Herstellung von Abdrücken ist es, daß die Abgüsse mit härtbaren Schichten zeitaufwendig sind. Die projektive Abbildung der Reliefbilder erfolgte mit Schlierenoptiken.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren anzugeben, das eine maßstabsgetreue Abbildung oder eine Abbildung mit verändertem Maßstab eines elektrofotografisch hergestellten, transparenten Reliefbildes mit annähernd gleicher Dicke der Reliefstriche auf eine Bildebene ermöglicht.

Die Lösung dieser Aufgabe zeichnet sich dadurch aus, daß das durchstrahlte Reliefbild annähernd gleicher Strichdicke von der Bildebene in einem von 0 verschiedenen Abstand angeordnet wird, der mit größer werdender Reliefstrichbreite zunimmt.

Die Abbildung des Reliefbildes erfolgt dabei auf die Bildebene ohne Zwischenschaltung einer Abbildungsoptik. Dadurch wird der apparative Aufwand für die Abbildung sehr klein gehalten. Das Reliefbild wird bevorzugt auf ein in der Bildebene liegendes lichtempfindliches Aufzeichnungsmaterial abgebildet

In Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird die Abbildung des Reliefbildes in der Bildebene durch eine dahinter angeordnete Abbildungsoptik auf einen lichtempfindlichen Bildschirm projiziert

Zum maßstabsgetreuen Duplizieren wird vorteilhafterweise das Reliefbild mit parallelem Licht durchstrahlt und der Abstand des Reliefbildes von dem Aufzeichnungsmaterial gleich der einfachen Brennweite der zylinderlinsenförmigen Striche des Reliefbildes gewählt

Der Zusammenhang bei der Durchstrahlung zwischen der Reliefstrichbreite (y) und dem Abstand (x)

ergibt sich gemäß der Beziehung y=m-x+b, mit Werten für m zwischen 0,02 und 0,15, für b zwischen 0 und - 0,02 und χ und y in Millimetern. Der Wert m liegt dabei bevorzugt zwischen 0,03 und 0,07 und b ist kleiner oder gleich 0,01. Dabei ist die Strichdicke des Reliefbildes größer oder gleich 0,002 mm.

Der Abstand in Abhängigkeit von der Breite des Reliefstriches zwischen Reliefbild und Bildebene wird zweckmäßigerweise im Bereich zwischen 0,1 und 5 mm festgelegt

Das erfindungsgemäße Verfahren betrifft ganz allgemein die Abbildung eines Reliefbildes und ist nicht auf den Sonderfall beschränkt daß das Reliefbild mit parallelem Licht zum maßstabsgetreuen Duplizieren durchstrahlt wird.

Mit der Erfindung wird der Vorteil erzielt daß bei Einhaltung der voranstehend angeführten Abstandsbedingungen zwischen dem Reliefbild und der Abbildungsebene mJt sehr geringem apparativem Aufwand Bilder guter Auflösung und guten Kontrasts erhalten werden.

Das erfindungsgemäße Verfahren wird im folgenden anhand der Zeichnungen näher erläutert von denen

F i g. 1 den Zusammenhang zwischen der Reliefstr.chbreite (y) und dem Abstand (x) des Reliefbildes von der Abbildungsebene und

Fig.2 im vergrößerten Maßstab einen Ausschnitt eines Reliefstrichbildes zeigt

In F i g. 1 ist auf der Ordinatenachse die Reliefstrichbreite y und auf der Abszissenachse der Abstand χ des Reliefbildes von der Abbildungsebene aufgetragen. Die Kurven A und B grenzen den Bereich, innerhalb dessen diejenigen Abstandsbedingungen eingehalten sind, die zur Herstellung lesbarer Duplikate des Reliefbildes erforderlich sind. Der bevorzugte Bereich, der Duplikate mit maximalem Kontrast und mit maximaler Schärfe liefert Hegt etwa in der Mitte zwischen den beiden Kurven A und B und ist schraffiert dargestellt

Wie später noch beschrieben werden wird, ist die Herstellung von Duplikaten auf Kopiermaterialien, wie Diazofilme oder Vesicularfilme, bevorzugt, die in die Bildebene eingebracht werden.

Lesbare Duplikate werden beispielsweise bei der Verwendung von Diazofilmen mit Gradationswerten um 2 erhalten. Es hat sich gezeigt daß der Bildkontrast beträchtlich verbessert wird bei der Verwendung von Vesicularfilmen, die in einer erweichbaren, filmbildenden Schicht lichtempfindliche Substanzen, wie beispielsweise aromatische Diazoverbindungen, enthalten, die sich bei Lichteinstrahlung unter Bildung gasförmiger Produkte zersetzen, so daß nach der meist thermischen Entwicklung ein kontrastreiches Streubild erhalten wird. Für Vesicularfilme mit Diazoniumsalzen als lichtempfindliche Komponente werden in teilweiser Abhängigkeit von der Abbildungsoptik bei der Wiedergabe der Streubilder Gradationen zwischen 2,6 und 4,8 erreicht

Wie aus F i g. 1 ersichtlich ist ist der Abstand χ etwa linear abhängig von der Reliefstrichbreite, und mit dieser gemäß der Beziehung

y = m · χ + b

verknüpft, wobei χ und y in Millimetern angegeben werden, m Werte zwischen etwa 0,02 und 0,15 und b Werte zwischen etwa 0 und -0,02 annehmen. Besonders gute Ergebnisse lauen sich erzielen, wenn m zwischen etwa 0,03 und 0,07 liegt und b Werte unter -0,01 annimmt Diebe Wirte gelten angenähert für Reliefstrichdicken größer o^ier gleich 0,002 mm. Bei breiten Reliefstrichen ist demgemäß der Abstand größer als bei schmalen Reliefstrichen. Der bevorzugte Abstand zwischen dem Reliefbild und der Bildebene, der Abbildungen mit maximalem Kontrast und maximaler Schärfe ermöglicht, liegt in einem Bereich zwischen etwa 0,1 und 5 mm. Dieser Abstand von Vorlage und Aufzeichnungsmaterial ist gegenüber den bisher sonst in der Reprografie bekannten Kontaktkopierverfahren ungewöhnlich groß.

Unter Ausnutzung der angegebenen Abstandsbedingungen können erfindungsgemäß die Reliefbilder mit parallelem Licht unter Beibehaltung des Maßstabes dupliziert werden, wie dies in Fig.2 schematisch dargestellt ist wo das Reliefbiid 1 mit der Reliefstrichbreite y in der Bildebene 2 im Abstand χ abgebildet wird. Wie aus Fig.2 ersichtlich ist wirken dabei die Reliefstrichbreiten wie parallele zylinderförmige Linsen, die parallel einfallende Lichtstrahlen in der Brennebene, die mit der Bildebene 2 zusammenfällt bündeln.

Auch bz. Einstrahlung von divergierendem Licht wie es von einer punktförmigen oder vi: .wellen punktförmigen Lichtquelle ausgesandt wird, wird :in maßstabgerecht vergrößertes Bild in der Bildebene empfangen. Es ist ebenso möglich, bei Durchstrahlung des Reliefbildes mit konvergierendem Licht, das beispielsweise von einer punktförmigen Lichtquelle mit einer Sammellinse erhalten wird, ein verkleinertes Bild des Reliefbildes in der Abbildungsebene herzustellen. Alle diese Bilder können zum Belichten eines lichtempfindlichen Aufzeichnungsmaterials herangezogen werden oder zur direkten Projektion auf einen Bildschirm aufgefangen weiden. Im letzteren Falle wird das Bild in der Bildebene über eine abbildende Optik hinter der Bildebene auf den Bildschirm geworfen. Als Bildschirm können Empfänger wie lichtempfindliche Registrierelemente, beispielsweise Fernsehkameras oder Fotozellen verwendet werden.

Zur gleichmäßigen Ausleuchtung des abzubildenden Reliefbildes werden punktförmige Lichtquellen zur Erzeugung eines in Ausbreitungsrichtung gerichteten Lichtes verwendet Hierfür sind beispielsweise Gasentladungslampen mit kurzem Lichtbogen oder Glühlampen mit einer kleinen Wendel besonders geeignet, wobei diese Lampen über einen Kondensor abgebildet werden können. Der Durchmesser der leuchtenden Zone muß in jedem Fall sehr viel kleiner sein als der Abstand des Reliefbildes von der Lampe. Paralleles Licht ergibt sich hierbei als Sonderfall der Abbildung der leuchtenden Zone mit einem Kondensor, wenn der Kondensor gerade im Abstand der Brennweite von der leuchtenden Zone entfernt ist.

Gemeinsam ist allen Reliefbildern, daß der Abstand innerhalb gewisser Bereiche über- oder unterschritten w?rdcn kann, wobei die in den Reliefbildern in direkt lesbaren Symbolen enthaltene Information zwar zunehmend schwerer, aber doch noch gelesen werden kann, solange die Kurven A und B, ausgehend von dem schraffierten Teii, nicht überschritten werden. Erst bei einem zu großen oder zu kleinen Abstand hört die Erkennbarkeit der aufgezeichneten Information völlig auf.

Günstiger ist die Abbildung einer Reliefbildvorlage mit nur einem Schriftstück, beispielsweise von einer als Reliefbild unter Maßstabsänderung aufgezeichneten Seite mit Schreibma-chinenschrift oder von in Form von elektrofotografischen Reliefbildern aufgezeichneten COM-Signalen (Computer Output Microfilm).

In den folgenden Beispielen werden die Betriebsbedingungen bei der Aufzeichnung sowie die Zusammensetzung der verwendeten Aufzeichnungsmaterialien näher beschrieben.

Beispiel I

1 g Kupferphthrlocyanin, 5 g niedermolekulares Poly-2-methylstyrol und IOg Polystyrol mit einem mittleren Molekulargewicht von etwa 30 000 werden in 50 ml Chloroform gelöst. Das Chloroform enthält im Liter 1 Tropfen Silikonöl. Mit dieser Lösung wird eine 50 μ dicke Polyesterfolie mit einer 2 μ dicken Deckschicht aus Polyvinylidenchlorid auf einer Schleuder beschichtet. 10 min bei 21 "C und dann 20 min bei WC in einem Umlufttrockenschrank getrocknet. Die Aufladung erfolgt im Dunklen auf einer geerdeten Metallplatte unter einer Nadelcorona mit -8KV. Mit einer Projektionslampe (200 Watt) wird über eine Optik (f = 3,5 cm) ein Bild aus verschieden großen Strichgruppositiven Bildes, bei dem die unbelichteten Filmbereiche geschwärzt sind, werden mit dem Mikroskop bestimmt. Die gefundenen Relationen zwischen dem erforderlichen Abstand (x) und der Dicke (y) des Rcliefstriches sind in der beigefügten F i g. I aufgetragen. Der Abstandsbereich, der zur Herstellung lesbarer Duplikate eingehalten werden muß, liegt zwischen den mit A und B bezeichneten Kurven. Die ermittelten Werte gemäß der angegebenen Formel sind:

0.143
0.022

- 0,002
0,011

Der bevorzugte Abstandsbereich, der Duplikate maximalen Kontrastes und maximaler Schärfe ermöglicht, liegt etwa in der Mitte zwischen den Kurven A und B und ist durch eine Schraffur gekennzeichnet. Hier <*«»lt«>n für /»iinrt h apmäft ancrpfiihrtpr Fnrrnpl*
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verkleinert 10 see lang abgebildet. Anschließend wird der Film durch einen thermischen Strahler entwickelt, wobei das Reliefbild entsteht. Der Strahler ist ein Stahlblech in 0,5 cm Entfernung in den Abmessungen 20x80x0,1 mm. an das in Längsrichtung während 1,5 see eine Spannung von 2,8 Volt angelegt wird; die Heizleistung beträgt etwa 0,5 KW.

Die Strichgruppen auf dem Reliefbild werden mit einem Mikroskop ausgemessen. Dann wird durch das Reliefbild paralleles Licht von einer punktförmigen Quecksilberhochdrucklampe (200 W) mit einer Quarzlinse (f - 10 cm) eingestrahlt. In vorgegebenen Abständen hinter dem Film mit dem Reliefbild wird ein Diazofilm angeordnet, der wie folgt hergestellt wurde:

Eine Celluloseacetatfolie wurde mit der folgenden Lösung beschichtet und getrocknet: 2,6 g Citronensäure. 6,0 g Thioharnstoff, 1.4 g 2-Hydroxy-3-naphthoesäure-(^hydroxyäthyl)-amid, 1,75 g 3-Hydroxy-4-methyl-phenylharnstoff. 1,2 ml Ameisensäure. 70 g 4-Diäthylaminober.zoldiazonium-tetrafluoborat. 38 ml Wasser und 48 ml Isoproponol.

Der Diazofilm wird 60 see belichtet und mit Ammoniak entwickelt. Die auf dem Diazofilm aufgezeichneten erkennbaren Strichgruppen in Form eines 0,06
0,039

-0,001
-0,003

Man kann verschiedene Schriften mit unterschiedlichen Strichbreiten gleichzeitig lesbar abbilden, wozu man sich ⁷Ur geeigneten Abstandswahl am Diagramm ,o orientieren muß.

Das in der Bildebene für jeweils eine Strichbreite scharfe Abbild des Reliefbildes karn mit einer Optik auf einen Bildschirm projiziert werrfen, wobei man ein lesbares Bild erhält.

Beispiel 2

Der im Beispiel 1 benutzte Diazofilm wird durch einen Vesicularfilm ersetzt. Die Belichtungszeit beträgt 60 see Entwickelt wird durch Auflegen des Vesicularfilmes während 3 see auf eine auf etwa 100⁰C aufgeheizte Platte. Dabei entsteht ein negatives Streubild, d. h. die belichteten Filmbereiche werden trüb. Bei der Projektion des Streubildes mit einem Projektor erhält man ein kontrastreiches, sehr gut lesbares Bild.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zum Abbilden eines elektrofotografisch hergestellten, transparenten Reliefbildes mit in Abbildungsrichtung parallel, gebündelt oder divergent -iinfallendem Licht, dadurch gekennzeichnet, daß das durchstrahlte Reliefbild annähernd gleicher Strichdicke von der Bildebene in einen von 0 verschiedenen Abstand angeordnet wird, der mit größer werdender Reliefstrichbreite zunimmt und daß die Abbildung des Reliefbildes auf die Bildebene ohne Zwischenschaltung einer Abbildungsoptik erfolgt

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Reliefbild auf ein in der Bildebene liegendes lichtempfindliches Aufzeichnungsmaterial abgebildet wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Abbildung des Reliefbildes in der Bildebene durch eine dahinter angeordnete Abbildungsoptik aui einen lichtempfindlichen Bildschirm projiziert wird.

4. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß zum maßstabsgetreuen Duplizieren das Reliefbild mit parallelem Licht durchstrahlt und der Abstand des Reliefbildes von dem Aufzeichnungsmaterial gleich der einfachen Brennweite der zylinderlinsenförmigen Striche des Reliefbildes gewählt wird.

5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gkennzeichnet, daß die Reliefstrichbreite (y) mit dem Abstand (x) gemäß der Beziehung

y = m ■ χ + ο

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zusammenhängt, mit Werten für m zwischen 0,02 und 0,15, für b zwischen 0 und —0,02 und χ und y\n Millimetern.

6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß m zwischen 0,03 und 0,07 liegt und b kleiner oder gleich —0,01 ist.

7. Verfahren nach den Ansprüchen 5 und 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Strichdicke des Reliefbildes größer oder gleich 0,002 mm ist.

8. Verfahren nach den Ansprüchen 1 —7, dadurch gekennzeichnet, daß in Abhängigkeit von der Breite des Reliefstriches der Abstand zwischen Reliefbild und Bildebene im Bereich zwischen 0,1 und 5 mm festgelegt wird.

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