DE2400269A1

DE2400269A1 - Verfahren und vorrichtung zum ausbilden eines latent elektrostatischen bildes

Info

Publication number: DE2400269A1
Application number: DE2400269A
Authority: DE
Inventors: Richard A Fotland
Original assignee: Horizons Research Inc
Current assignee: Horizons Research Inc
Priority date: 1973-01-05
Filing date: 1974-01-04
Publication date: 1974-07-11
Also published as: JPS49103638A; US3879195A

Description

PATE NTAN WALTE 2 A O O ? R 9

DIPL-ING. P. Wl RTH · DIPL.-ING. G. DAN N EN BERG DR. V. SCHMIED-K-OWARZIK · DR. P. WEI NHOLD · DR. D. GUDEL-

6 FRANKFURT AM MAIN

CR. ESCHENHEIMER STRASSE 39

31.12.1973 Gu/gra

Horizons Research Incorporated 23800 Mercantile Road Cleveland, Ohio, 44 122, USA

Verfahren und Vorrichtung zum Ausbilden eines latent elektrostatischen Bildes.

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Ausbilden eines latent elektrostatischen Bildes auf einem geeigneten Aufnahmebogen.

Ein bekanntes Verfahren zum Ausbilden eines latent elektrostatischen Bildes auf einem Aufnahmebogen für eine Ladung, beispielsweise dielektrisches (elektrographisches) Papier oder ein dünner isolierender Kunststoffilm, beinhaltet die Verwendung eines transparenten Substrats, das mit einer transparenten halbleitenden Schicht beschichtet ist, über der eine photoleitende Schicht £U%ebracht ist. Das halbleitende transparente Element wird mit dem isolierenden Aufnahmeelement für die Ladung in Berührung gebracht, und zwischen dem halbleitenden transparenten Film und einem das AufnahmeeDenent für die Ladung stützenden Substrat wird eine Spannung angelegt. Ein optisches Bild wird auf einen Photoleiter geworfen, und zwar gleichzeitig mit dem Anlegen der elektrischen Spannung, bzw. des elektrischen Feldes. Dieses Verfahren ist in der US-PS 2,825,8l4

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und in den US-PSn 2,833,648; 2,937,943; 3,635,556;3,649,261· 3,653,89o und anderen beschrieben. Dieses bekannte Verfahren zum Ausbilden eines latent elektrostatischen Bildes sieht jedoch im allgemeinen eine gleichmäßig getönte Wiedergabe nicht vor. Weiterhin treten dort beim Herstelen der genauen Abstände bzw. des Berührungsgrades, die zwischen dem Photoleiter und dem isolierenden Aufnahmeelement für die Ladung erforderlich sind, Schwierigkeiten auf; dies führt zu ungleichmäßigen oder fleckigen Bildern bei der Übertragung der Ladung.

Ein weiteres bekanntes Verfahren zum Ausbilden eines latent elektrostatischen Bildes auf einem Aufnahmeelement für die Ladung in Übereinstimmung mit einem optischen Bild beinhaltet die Verwendung eines Elementes mit vielen Öffnungen, und zwar entweder unmittelbar benachbart dem Aufnahmeelement für die Ladung, oder unter geringem Abstand von dirsßem, und zwar auf eine Art und Weise, die gewährleistet, daß das optische Bild den Ionenfluß durch die Öffnungen auf den dielektrischen Aufnahmebogen kontrolliert. Verfahren dieser Art sind in den folgenden US-Patentschriften beschrieben:

3,22o,324

3,220,833

3,532,422

3,582,2o6

3,6o3,79o

3,645,6i4

3,647,291

3,697,164

und in den GB-PSn

I,l49,9ol I,152,3o8 1,173,^27

sowie in den parallelen US-Patentanmeldungen 178,521 vom 7.1972; 275,_674 vom 2.8.1972 und 279,2o5 vom l4.8.1972 der

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Anmelderin.

Die Erfindung betrifft die Ausbildung eines latent elektrostatischen Bildes auf einem Halteelement für die Ladung in Übereinstimmung mit einem optischen Bild. Das elösfcrostatische latente Bild kann abschließend*mit einer Vielzahl von herkömmlichen Tönungseinrichtungen getönt werden, z.B. Entwickeln im Kaskadenverfahren, durch flüssiges elektrostatisches Tönen, Magnetbürste oder Feinstaub-Entwicklung, um ein sichtbares Bild zu erhalten, das anschließend durch auf dem Gebiet der Elektrophotographie bekannte Fixierungsverfahren fixiert werden kann, um ein permanentes Bild zu erhalten.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Ausbilden eines Bildes vorzuschlagen, wobei die Nachteile der oben erwähnten bekannten Verfahren und Vorrichtungen beseitigt sind.

Weiterhin schlägt die-Erfindung ein elektrophotographisches Verfahren vor, das außerordentlich einfach ist, und .bei !dem geringe Kosten, Instandhaltungskosten und damit verbundene Vorteile entstehen.

Darüber hinaus schlägt die Erfindung ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Ausbilden eines gleichmäßig getönten sichtbaren Bildes entsprechend einem optischen Bild von hoher Qualität vor.

Die Erfindung wird im folgenden anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert, aus denen sich weitere wichtige Merkmale ergeben. Es zeigt:

Fig. 1 schematisch eine Ausführungsform der Vorrichtung

zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens;
Fig. 2 schematisch eine Abänderung der Ausführungsform

nach Fig. lund
Fig. 3i^ und 5 im Schnitt verschiedene Draht- bzw. Fadenanord-

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nungen.

In Fig, 1 besitzt die erfindungsgemäße Vorrichtung einen feinmaschigen Bildschirm Io*mi€ einem photoleitenden Material 12 beschichtet ist, Der Bildschirm Io steht in Berührung mit einem Aufnahmeelement 15 für die Ladung. Das Ladungsaufnahmeelement besteht aus einem dünnen isolierenden Film l4, der über eine halbleitende Halteschicht l6 aufgebracht ist, Das Ladungsaufnahmeelement 15 steht in Berührung mit einer elektrisch leitenden Haltplatte l8. Eine

Einrichtung zum Anlegen von Spannung zwischen dem leitenden Bildschirm Io und der Metallplatte l8 ist vorgesehen, und besteht aus Leitungen, die eine Spannungsquelle 22 mit einem Schalter 2o sowie der Platte l8 und dem Bildschirm Io in Serie schalten·

Der feinmaschige Bildschirm Io kann aus jedem geeigneten Metall bzw. Legierungen ausgebildet sein. Typische elektrisch leitende Materialien, die sich als geeignet erwiesen haben, sind Messing, rostfreier Stahl, Aluminium oder Phosphorbronze. Die Maschenzahlj d.h. die Anzahl 'der Drähte pro linearem inch (l inch = 2,5** cm), kann zwischen loo und looo liegen; je feinmaschiger der Bildschirm ist, umso höher ist die Auflösung. Der feinmaschige Bildschirm kann auch aus gewebtem einzelfaserigem Kunstharz hergestellt sein, beispielsweise aus Polypropylen, Polyester oder Polyamid. Deratige Bildschirmgewebe aus Polymerisaten sind in Maschengrößen bis über "Mesh^ j

325ferhaltlich; sie sind außerordentlich stark und etwas preisgünstiger als entsprechende, aus Metalldrähten gewebte

bzw. Siebe/
Bildschirme^ wird ein Bildschirm aus isolierendem einzel-_; faserigem Kun ststoff verwendet, so muß eine leitende Schicht auf jede Einzelfaser aufgebracht werden. Bei einem bekannten Verfahren zum Aufbringen einer derartigen leitenden Beschichtung wird eine dünne Schicht eines Leiters, beispielsweise Aluminium, mittels Vakuumdampf über die Oberfläche des Bildschirms verteilt. Andere Verfahren zum Herstellen einer Leitfähigkeit, beispielsweise nichtelektrisches Plattieren oder Überziehen, können ebenfalls verwendet werden. Die photo-

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leitende Beschichtung 12 sollte im Dunkeln eine hohe Wider-

12 Standsfähigkeit besitzen, die über Io Ohm-cm typisch ist.

Bei dem vorliegenden Verfahren können eine Reihe von Photoleitern in wirksamer Weise verwendet werden, beispid-sweise Selen, Selen-Arsen-Legierungen, Selen-Arsen-Antimon-Legierungen, Selen-Antimon-Bismuth-Legierungen, Zinkoxid, Cadmiumsulfid, Cadmiumselenid, Zinksulfid sowie Kombination fester Lösungen der drei zuletzt genannten Photoleiter. Zusätzlich kann auch eine Reihe von organischen Photoleitern verwendet werden. Bei der Verwendung von Zinkoxid und organischen Photoleitern können geeignete sensibilisierende Farbstoffe zugesetzt werden, um die spektrale Empfindlichkeit in bekannter Weise zu modifizieren und zu erweitern· Die photoleitende Schicht kann auf dem Schirmgewebe 10 mit einer Reihe von bekannten Verfahren aufgebracht werden, beispielsweise mittels Vakuumdampf., Versprühen^ Absetzen von Feinstaub, wobei das Verfahren für die Durchführung der Erfindung nicht kritisch ist.

Der Aufnahmebogen für die Ladung, der aus der isolierenden Schicht l4 und der teilweise leitenden Schicht l6 besteht, kann^exn dielektrisches (elektrographisches) Papier sein. Derartiges Papier besitzt eine teilweise leitende Papiergrundschicht, die mit einer sehr dünnen isolierenden Schicht aus einem Polymerisat beschichtet ist. Die isolierende Polymerisatschicht besitz normalerweise gut verteilte weiße Pigmente, um gute Anfühl- und Oberfläeheneifigenschaften zu gewährleisten* Die Stärke der isolierenden dielektrischen Beschichtung liegt normalerweise im Bereich.zwischen 1/5 bis 1 mil (= 0,0127 - 0,0254 mm . ). Derartiges ..-Papier ist handelsüblich erhältlich. FaILs Durchsichtigkeit erwünscht ist, kann das dielektrische Papier durch einen dünnen Film aus einem Polymerisat, beispielsweise Acetat, Polyester oder Polystyrol ersetzt werden, der auf seiner Rückseite einen transparenten oder halbtransparenten Leiter besitzt. Derartig transparente Leiterschichten können auf vielfältige Weise hergestellt werden. Ein typisches Verfahren zum Ausbilden einer derartigen Schicht aus Kupferiodid be-

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steht darin, daß eine dünne Schicht aus Kupfer auf eine Filmoberfläche mit Dampf aufgebracht wird und anschließend die Kupferschicht mit Joddämpfen behandelt wird. Die Stärke der isolierenden Kunststoffschicht betragt vorzugsweise nicht mehr als 3 mil (= 0,0762 mm ) und ist im Bereich von 1 mil (= .o25^ mm) typisch· Falls es erwünscht ist, eine stärkere Transparenz zum leichteren Handhaben vorzusehen, so kann ein Auf-nahmeelement aus drei Schichten für die Ladung aus einem verhältnismäßig starken Grundfilm hergestellt werden, die mit einer transparenten leitenden Schicht beschichtet ist, und über die ein dünne. · Isolierschicht aufgebracht wird. Ein derartiges Element krtnn beispielsweise aus einer Grundschicht aus Polyester mit einer Stärke von 5 mil (= 0,127 mm )bestehen, auf die eine halbleitende durchsichtige Kupferjodidschicht aufgebracht wird, über die Ann dann eine Schicht aus einem thermoplastischen Material, z.B. Polystyrol in einer Stärke von 1/2 bis 1 mil(= 0,0127 0,0254mm) aufgebracht wird.

Die Spannungsquelle 22 ist lediglich erforderlich, um Strom im Mikroamperebereich ·. _ für kurze Dauer zuzuführen. Die Spannungsquelle kann aus Batterien bestehen, oder eine herkömmliche Gleichstromquelle sein, die in der Lage ist, Spannungen im Bereich von 5oo bis looo V zu erzeugen.

Bei der Durchführung des erfindüngsgemäßen Verfahrens wird die Anordnung nach Fig. 1 dadurch ausgebildet, daß der Ladungsaufnahmebogen auf die leitende Platte l8 gelegt wird. Der mit dem Photoleiter beschichtete feinmaschige Bildschirm wird dann über den Aufnahmebogen für die Ladung gelegt, so daß der Photoleiter in sanfter Berührung mit der dielektrischen Schicht l4 steht, und zwar an vielen tausenden von erhabenen Stellen (Kreuzungspunktflächen) des Bildschirms. Der Photoleiter steht somit in gleichförmiger Berührung mit dem dielektrischen Aufnahmebogen, und zwar nur in den Bereichen, in denen das Drahtgewebe einen Berührungspunkt ausbildet.

Zwischen dem Bildschirm und dem dielektrischen ._, _ . , ._ , außer

Element wxrd kein Druck ausgeübt , elektrostatischen Kräften,

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die infolge der Asalegimg iron Spa.unv.ng zwischen dem Metallschirm und dem Sialbleitenden Element l6 entstehen.

Ein latent elektrostatisches Bild wird durch Schließen des Schalters 2o hergestellt, während gleichzeitig ein optisches Bild auf dem feinmaschigen Bildschirm entsteht, Dieses optische Bild kann auf vielfältige Weise erzeugt ierden. Ein Projektor oder Vergrößerungsgerät kann das Bild herstellen, oder ein Negativ kann direkt auf den Bildschirm geworfen werden, um einen Kontaktabzug herzustellen. Alternativ kann

Kathodenröhre .,,,_,

die Wiedergabe einer optxsch dargestellt werden, oder ein Laserstrahl zum Abtasten kann den Bildschirm überqueren, um das optische Bild auszubilden. Somit kann dieses Bild entweder gleichmäßig über dea? Oberfläche des feinmaschigen Bildschirms oder durch Punkt-für-Punkt-Abtastung ausgebildet werden. .

Wird bei dem vorliegenden Verfahren eine Grundschicht aus Papier oder eine andere halbdurchlässige oder undurchlässige Aufnahmeeinrichtung verwendet, so wird die einfallende Beleuchtung vorzugsweise auf den Bildschirm von der unbeschichteten Seite desselben gerichtet j beim Durchführen des erfindungsgemäßen Verfahrens auf einem transparenten oder halbdurchlässigen Aufnahmeelement, kann die Beleuchtung Ton einer beliebigen Seite des Bildschirm aus auf diesen geworfen werden.Beleuchtung, die durch den Aufnahmebogen hindurchgeführt wird, macht eine transparente leitende Platte l8 erforderlich. Für diesen Fall ist. leitendes Glas^ wirkungsvoll. ·

In beleuchteten Bereic-hen des Bildschirms ist die Widerstandsfähigkeit des Photoleiters verringert, so daß die Ladung auf den dielektrischen Aufnahmebogen überführt werden kann. Auf diese Xfeise entsteht ein Negativ-Verfahren. Das auf diese Weise erhaltene Bild besteht aus einem Strich-oder

"mesh" Halbtonraster; ein Bildschirm mit einer Maschengröße von ¹IoOp"—"" steELt ein Strichraster dar, das 280 Striche pro linearemn inch enthält (l inch = 2,5^ cm). Die Größe des Striches

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hängt ab vom Belichtungsniveau des Photoleiters. Auf diese Weise entsteht auf dem Bildschirm ein Halbton-Bild mit einer getreuen Farbwiedergabe. Es hat sich ebenfalls herausgestellt, daß die Dichte des getönten Bildes in dem Strich geringfügig abhängig ist von der Belichtung, so daß ein getreuer kontinuierlicher Tönungseffekt hergestellt wird. Da das Bild auf inhärente Weise auf den Bildschirm geworfen wird, gewährleistet jedes herkömmliche Tönungsverfahren eine ausgezeichnete Beschichtung bzw. Bedeckung des festen Bereichs, ohne daß es erforderlich ist, mit einer elektrischen Gegenkraft zu entwickeln. Da der Bildschirm nur einen bescheidenen Grad von Flexibilität aufweist, ist eine intime Berührung zwischen erhabenen Stellen auf dem Bildschirm und dem dielektrischen Aufnahmeelement infolge der Flexibilität des Bildschirms und der-Aufnahmeelemente sowie der zwischen diesen Elementen während der Anlegung der Spannung erzeugten hohen elektrostatischen Kraft gewährleistet. Darüber hinaus erlaubt die Anordnung von kleinen Öffnungen in einem typischen beschichteten Bildschirm das Austreten von Luft zwischen dem Bildschirm und dem Aufnahmeelemejit fr.r die Ladung, wenn diese Elemente elektrostatisch zusammengezogen werden, so daß eine gleichmäßige Berührung über große Bereiche entsteht.

Nachdem das latente Bild auf dem dielektrischen Ladungsaufnahmebogen ausgebildet ist, kann dieser Bogen elektrostatisch getönt und fixiert werden. Alternativ kann ein thermoplastisches Aufnahmeelement als Aufnahmeelement für die Ladung verwendet werden. In diesem Fall wird durch das Erwärmen des thermoplastischen Elementes ein plastisches Bild hergestellt, das infolge der Selbstdarstellung für eine StreuuBgsbeleuchtung in zuvor aufgeladenen Zonen geeignet ist, und zwar in einer Art und Weise, die einem thermoplastischen Aufnehmen eines matten Bildes entspricht.

Das erfindungsgemäße Verfahren kann auch zum Herstellen von positiven Bildern verwendet werden. Um ein positives Bild zu erzeugen, d.h. eine elektrostatische Ladung in nichtbeleuchteten Zonen des dielektrischen Aufnahmebogens herzu-

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stellen, ist es erforderlich, zunächst den dielektrischen Aufnahraebogenzzu laden, und zwar unter Verwendung einer blinden Belichtung, . anschließend die Polarität der Spannungsquelle 22 umzukehren, und sodann den photoleitenden Bildschirm mit dem zu kopierenden Bild zu belichten.

Dieser zweite Schritt entlädt jene Bereiche des dielektrischen Bogens, die durch den ersten Schritt zuvor geladen wurden, so daß ein elektrostatisch geladenes Bild in nicht-beleuchteten Zonen der bildähnlichen Belichtung hergestellt wird.

Die folgenden Beispiele verdeutlichen-Varianten des erfindungsgemäßen Verfahrens, das im voraufgehenden beschrieben wurde. Diese BeispieLe begrenzen jedoch die Erfindung in keiner Weise. -

Beispiel 1

Ein einfacher, quergewebter Drahtsieb (Bildschirm) aus rostfreien Stahl mit einer Maschengröße von 4oo mesh wurde in einen quadratischen Aluminiumrahmen eingespannt, dessen innere Abmessungen 12 inch (=3©,48 cm) an einer Seite, und dessen äußere Abmessung 13 inch (= 33 cm) betrug. Der Bildschirm aus nicht rostendem Stahlgewebe wurde mit Epoxyleim an dem Rahmen befestigt. Die Rahmen-Bildschirmanordnung, die auf diese Weise hergestellt wurde, wurde in einem mit Vakuum betriebenen Dampfbesehichter befestigt, und zwar unter einer durch, schnittlichen Entfernung von 24 inch (=6o,9 cm) von einem in einem Tantalwärmer befestigten Quartztiegel. Eine Ladung von loo g hochreih-em Selen wurde in den Dampftiegel gegeben· Der Dampfbesehichter wurde einem Druck von Io torr ausgesetzt, und das Selen verdampfte von dem Tiegel auf den Bildschirm über einen Zeitraum von 1 Stunde. Während der Verdampfung wurde der Bildschirm unter erhöhter Temperatur gehalten, die 7o C betrug, wobei ein elektrisches Heizgerät benutzt wurde. Die Stärke der erhaltenen Selenbeschichtung betrug etwa 1 mil (= 0,0254 mm ).

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Ein Bogen von dielektrisch beschichtetem (elektrographischem) Papier der Firma Weyerhäuser wurde mit der dielektrischen Beschichtung nach oben auf eine Aluminiumplatte mit Abmessungen von 8xio" (=20,3 χ 25,4 cm ) gelegt. Der mit Selen beschichtete Bildschirm aus Drahtgewebe wurde (mit der, mit Selen beschichteten Seite nach unten) über das dielektri-

Vaaan_B00V sehe Papier gelegt. Eine .Stromquelle mit einer Kapazitiv t\ wurde mittels eines Schalters zwischen dem leitenden feinmaschigen Bildschirm und der Aluminiumplatte in Serie geschaltet.

Ein negatives Bild wurde auf den Bildschirm projiziert, wobei

die höchste Helligkeit des Bildes etwa loo Fußkerzen f t-C ('Footcandle') betrug (1 Footcandle entspricht dem Einfall " von 1 Lumen auf 9,29 dm² ).

Während der Zeit, in der das Bild projiziert wurde (etwa 1 Sek.) war der Schalter 2o geschlossen. Am Ende der Belichtung wurde das dielektrische Papier entfernt und in einer Trockentöneinheit mit einer Magnetbürste der Firma Adressograph Multigraph Corporation entwickelt. Das entwickelte Bild wurde anschließend unter Verwendung einer Wärmeschmelz— einheit der Firm Sun Chemical Corporation (Model 12o) fixiert.

Beispiel 2

Das Verfahren nach Beispiel 1 wurde wiederholt; diesmal wurde jedoch ein Kontaktabzug hergestellt, und zwar indem ein kontinuierlich getöntes Negativ direkt über den photoleitenden Bildschirm gelegt wurde. Die Belichtung wurde unter Verwendung eines elektronischen Stroboskops mit einem einzelnen Impuls (Typ 1538-A der Firma General Radio) alt Lichtquelle durchgeführt, wobei der Impuls eine Dauer von 3 Mikrosekunden besaß. Nach dem Entwickeln wurde ein Bild von hoher Qualität erhalten. Die Ausbildung des litenten Bildes mit einer derartig kurzen Belichtungszeit verdeutlicht die extrem rasche Wirkung

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diese? Verfahrens.

Beis? iel 3

Das Verfahren nach Beispiel 1 \*irde wiederholt, außer daß j das Bild durch Abtasten des Bildschirms mit einem Laserstrahl aus Helium-Neon mit einer Stärke von 1 MIi ausgeführt
wurde, dessen Abgabestrahl mit Hilfe eines Galiläischen Teles- · kops auf einen Durchmesser von ο,οΐο inch (= 0,25*1 mm ) fokussiert wurde. Zufriedenstellend hochdichte Stellen des Laser-Abtaststrahls wurden nach mit einer Magnetbürste

durchgeführten Tönung des latenten Bildes erhalten.

Beispiel 4

(·ρ-4-phosphor face plate')
Eine -PhosphorstirnplatXeVeiner "Kathodenstrahlröhre

wurde auf den Bildschirm mit dem Photoleiter geworfen, und zwar wurde eine Linsenöffnung von 4,5 bei einem Linsenabstand von 6 inch (=15»24 cm) verwendet. Ein hochdichtes Bild, das der Darstellung auf der Kathodenstrahlröhre entsprach, wurde erhalten, und zwar bei Abtastgeschwindigkeit^, von
5o inch/sec. (= 127»0 cm/s.).

Bei der Verwendungdes Bildschirms nach den Beispielen 1-4, ist die erreichte Empfindlichkeit abhängig von der angelegten Spannung. Bei Spannungen von weit über 9°o V erscheint eine Hintergrunddichte, wenn die Ladung in nicht
beleuchtete Bereiche des Bildschirms übertragen wird. Es
hat sich ebenfalls herausgestellt, daß dieselben Ergebnisse erhalten wurden, un zwar unabhängig von der Spannung der Stromzufuhr. Es war jedoch erforderlich, Färbemittel
zu verwenden, die unterschiedlich geladene Pigmentteilchen zum Entwickeln besaßen , U_n^ _zwar entsprechend der-Darstellung der auf das dielektrisch beschichte Papier übertragenen Ladung. Wenn beispielsweise die Spannung der Stromzufuhr den Bildschirm bezüglich der Rückseite des Papiers positiv hielt, so wurde eine positive Ladung auf die Oberfläche
des dielektrischen Papiers übertragen. In diesem Fall ist

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es erforderlich, mit einem Färbe- bzw. Tönungssystem mit magnetischem Träger zu entwickeln, in dem die Teilchen des Tönungsmittels bezüglich des magnetischen Trägers eine negative Ladung erhalten.

Beispiel 5

Das Verfahren nach Beispiel 1 wurde wiederholt, außer daß ein positives Bild von einem positiven Film - bzw. Bildnegativ hergestellt wurde, und zwar durch Projizieren auf den mit dem Photoleiter beschichteten Bildschirm. Die Spannung wurde derart verbunden, daß der/bezuglxch der leitenden Platte i8

/positiv Tfar. . Der Schalter wurde für die Dauer von 2 Sekunden

ft/c (vgl.S. 10) geschlossen, während der Bildschirm gleichmäßig mit 5o einer Wblframbeleuchtung tiberflutet wurde. Anschließend wurde die Spannung der Stromzufuhr umgekehrt und die Spannung derart heruntergesetzt, so daß der Bildschirm bezüglich der leitenden Platte l8 eine Spannung von -7oo V. aufwies. Ein positives Bild- bzw. Filmnegativ mit einer hellsten Helligkeit von

(vgl. S. 10}
nahezu loo ft/c γ wurde auf den Bildschirm projiziert, während die Spannung angelegt war, und zwar für die Dauer von 1 Sekunde. Der Bildaufnahntebogen wurde anschließend von der sandwichartigen Anordnung entfernt und mit einer Tönungseinrichtung mit einer Magnetbürste getönt. Das ausgebildetl/BxIa Besaß eine hohe Dichte.

Beispiel 6

Ein einfaches, quergewebtes Drahtgewebe (Bildschirm) - _aUs rostfreiem Stahl mit einer Maschengröße von 4oo ^ftoiesh"wurde über einen Aluminiumrahmen gespannt,und der Bildschirm wurde mit Epoxyleim an dem Rahmen befestigt. ßSe/laSmen-BxiSschirmanordnung wurde in einer horizontalen Ebene am Boden eines großen Bechers gehalten. Der Becher wurde mit Methyläthylketon gefüllt, das in chloriniertem Kautschuk gelöst war. Kupfer und mit Chlor aktiviertes Cadmiumsulfid in Pulverform wurde in die Lösung gegeben und setzte sich auf den Drähten des feinmaschigen Bildschirms ab. Nachdem das pulverförmige Cadmiumsulfid sich gesetzt hatte, wurde die Flüssigkeit aus dem Becher

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gegossen, und der Bildschirm wurde daraus entfernt und getrocknete

Dieser Bildschirm wurde dazu verwendet, sichtbare Bilder entsprechend den Negativen eines projezierten Bildes auszubilden, und zwar in der im Beispiel 1 beschriebenen Art und Weise. Eine erhöhte Empfindlichkeit wurde beobachtet$ zufriedenstellende Bilder wurden mit einer Belichtungsdauer

S.10) von 1 Sekunde bei einer höchsten Helligkeit von 5 ft/c(vgl.y erhalten.

Beispiel 7

Das in Beispiel 1 beschriebene Verfahren wurde angewendet, außer daß das dielektrische Papier durch einen transparenten Aufnahmebogen ersetzt wurde. Dieser transparente Aufnahmebogen wurde vorbereitet, indem zunächst eine dünne Schicht aus Kupfer unter Dampf auf eine Filmgrundschicht aus Polyester mit einer Stärke von 5 mil (= 0,127 mm ) aufgebracht wurde. Das Kupfer wurde anschließend in Kupferiodid verwandelt, indem der mit Kupfer-beschichtete Film in einen Joddampfstrom gehalten wurde. Schließlich wurde ein dünner dielektrischer Film über die nunmehr transparente halbleitende Kupferjodidschicht hergestellt, und zwar durch Anwendung eines Verfahrens zum Abziehen einer Beschichtung, wobei ein "Bird"-Applikator zusammen mit einer Lösung aus lo-prozentigem Polystyrol in einer Zusammensetzung aus Benzentoluen mit einem Mischungsverhältnis von 5o:5o verwendet wurde. Die Stärke der trocknen Polystyrolschicht betrug annähernd l/2 mil (= 0,0127 mm ). Dasselbe Verfahren wie in Beispiel 1 wurde mit annähernd denselben Ergebnissen verwendet, lediglich war es nicht möglich, das Bild mittels Durchleuchtung zu betrachten.

Zwei*Stufen-Verfahren

Das erfindungsgemäße Verfahren kann auch in einer weniger direkten Weise durchgeführt werden. Bei dieser Verfahrens-

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■weise werden zwei Arbeitsstufen ausgeführt, um ein elektrostatisches latentes Bild auf einem Ladungsaufnahmebogen zu erhalten. Die erste Arbeitsstufe ist mit der im voraufgehenden beschriebenen identisch, d.h. ein latentes Bild wird nicht nur auf" dem dielektrischen Papier sondern auch auf der Oberfläche des Photoleiters ausgebildet. Somit entsteht in beleuchteten Bereichen ein Oberflächenbild auf dem Photoleiter, während in nichtbeleuchteten Zonen eine derartige Ladung nicht besteht.

Falls der das latente Bild tragende und mit dem Photoleiter beschichtete Bildschirm von dem dielektrischen Aufnahraebogen getrennt, und wurde ein zweiter dielektrischer Aufnahmebogen unter den Bildschirm gelegt (vgl. -Fig. 2), so hat es sich als möglich herausgestellt, auf dem zweiten Ladungsaufnahmebogen ein eHctrostatiseh latentes Bild herzustellen, und zwar unter Verwendung des latenten Bildes auf dem Photoleiter zum Kontrollieren des Ionenstroms von einer Ionenquelle auf diesen zweiten Aufnahmebogen.

Fig. 2 zeigt das Verfahren zur Durchführung der zweiten Arbeitsstufe deser indirekten Arbeitsweise, wobei ein leitender Bildschirm Io und ein Photoleiter 12 entweder in Berührung oder in einer Entfernung von 1 inch {= 2,54 cm) über einem zweiten dielektrischen Aufnahmebogen mit einer dielektrischen Beschichtung l4 und einem halebleitenden Halteelement l6 angeordnet sind. Dieser Aufnahmebogen ist ebenfalls von einer^Haiteplatte l8 gehalten. Ein Glimmdraht 3o dient als Ionenquelle (vgl. Fig. 2). Die Ionen werden erzeugt, nachdem eine Quelle 32 eine Spannung erzeugt, die die Spannung des Gliimndrahts bei wenigstens 6 KV, vorzugsweise Io bis 15 KV positiv bezüglich des leitenden Bildschirms Io hält. Eine zweite Spannungsquelle 34 wird dazu verwendet, den leitenden Bildschirm Io bezüglich der leitenden Platte l8 positiv zu halten. Diese zweite Spannungsquelle dient dazu, die Parallelität aller lonenströme, die durch die Öffnungen in dem leitenden Bildschirm Io hindurchgeführt werden, zu gewährleisten, so daß die Auflösung des latenten Bildes, das auf der dielektri-

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sehen Schicht 1% vorhanden ist, zu sichern. Der Glimmdraht (30) besteht vorzugsweise aus Platinlegierung oder Wolfram und besitzt eine Stärke von 0,002 - 0,005 inch ί- 0,0508 - 0,127 mm )» ^{und vird} mechanisch quer über den Bildschirm (10) bewegt, wie in Fig. 2 dargestellt. Alternativ Jsänn eine Reihe von Glimmdrähten über dem Bildschirm (10) angeordnet sein, sodaß der Bildschirm mit einer gleichmäßigen Ladungsspannung Versehen ist. Obgleich der Glimmdraht unter negativer Spannung bezüglich des Bildschirms betätigt werden kann, wird eine positive Spannung bevorzugt, da hierdurch eine stärkere Gleichmäßigkeit der Verteilung der Ladung erhalten wird, und da geringere Mengen von Luft hex der Bildung einer wirksamen Ladung für den Bildschirm aufgelöst werden.

Die erforderliche Spannung der Stromquelle (3^) ist abhängig von dem Abstand zwischen dem mit dem Photoleiter beschichteten Bildschirm (10) und dem dielektrischen Aufnahmebogen (l4r). Falls die Abstände sehr eng sind, dh. weniger als o,öl inch (etwa 0,254 mm) betragen, so k«*nn diese Spannung iiehr niedrig bzw. gleich 0 betragen· Für Abstände von etwa 1/2 inch (= 1,27 cm) ist eine Spannung von 8-10 KV erforderlich, um die Parallelität des Ionenstroms aufrecht zu erhalten·

Bei der Durchführung dieser indirekten Verfahrensweise kann der ursprüngliche dielektrische Aufnahmebogen, der bei der Ausbildung eines latenten Bildes auf einer photoleitenden Oberfläche verwendet wurde, erneut verwendet werden, indem das latente Ladungsbild auf einfache Weise mittels einer Wechselstromladung durch Abwischen der Oberfläche des Bogens mit einem Leiter beseitigt werden, um die Oberflächenspannung des Bogens im wesentlichen zu beseitigen.

Der mit dem Photoleiter beschichtete Bildschirm, der das latente Bild prägt, kann dazu verwendet werden, den Strom der geladenen Teilchen des Tönungsmittels durch die Öffnungen in dem Bildschirm zu kontrollieren, und zwar auf ähnliche

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Weise, wie es in den US-Patentschriften 3,220,833.3,582,206 und 3,647,291 beschrieben ist. Für den Fall, daß das getönte Bild direkt auf dem Aufnahmebogen hergestellt wird, kann der Ladungsaufnahmebogen mit beliebigem herkömmlichen Papier ersetzt werden, weil es in diesem Fall nicht erforderlich ist, daß der dielektrische Aufnahmebogen imstande ist, eine elektrostatisch latentes Bild zu tragen.

Eine der sogenannten indirekten Verfahrensweisen wird in dem folgenden Beispiel naher beschrieben.

Beispiel 8

Der Bildschirm nach Beispiel 1 wurde in der dort beschriebenen Weise verwendet, um ein elektrostatisch latentes Bild auf der Oberfläche der p"hotoleitenden Beschichtung des leitenden Maschengewebes bzw. Bildschirms herzustellen. Ein positiv projiziertes Bild wurde auf den Bildschirm geworfen, und eine Spannung von plus 8OO V, und zwar bezüglich der leitenden Plaste l8 , wurde an den Bildschirm für die Dauer von 2 see. angelegt. Am Ende dieser Periode wurde die Spannung entfernt und die Beleuchtung gelöscht. In der Dunkelheit wurde der Bildschirm um 1/4 inch (=0,635cm) angehoben, der ursprüngliche Ladungsaufnahmebogen wurde entfernt und ein zweiter Bogen wurde in die in Fig. 2 gezeigte Position eingesetzt. Der Bildschirm wurde anschließend bezüglich der leitenden Platte l8 unter einer Spannung von plus 6.000 V gehalten, während ein Glimmdraht

30 aus Wolfram mit einem Durchmesser von 2 mil (a Qfi&Omm} 1/2 inch (=1,27 cm) über dem Bildschirm gehalten wurde, und zwar unter einer Spannung von 12 KV, die bezüglich des leitenden Bildschirms 10 positiv war· In der Dunkelheit wurde der Glimmdraht que r über den ^ildschir» bewegt, und zwar mit einer Geschwindigkeit von 2 inch/sec. (=5,08 cm/s.).

In den vorher schon beleuchteten Bereichen wurde kein Ionenstrom durch die Öffnungen in de» Bildschirm hindurchgeführt, und infolgedessen nicht auf den dielektrischen Auf-

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nahmebogen. Andererseits wurde in vorher nicht beleuchteten Bereichen die Ladung durch die Öffnungen in dem Bildschirm hindurch geführt und bildete ein latentes Bild auf dem dielektrischen Aufnahmebogen in jenen Bereichen aus, die den nicht beleuchteten Zonen in der ursprünglichen Beleuchtung entsprachen; somit wurde eine positive Arbeitswiedergabe erhalten, nachdem das dielektrische Aufnahmeelement elektrostatisch getönt war·

Es hat sich herausgestellt, daß eine Vielzahl von Kopien durch Wiederholung des zweiten Schrittes in diesem Verfahren hergestellt werden konnten. Nach jedem Überqueren des Glimmdrahtes wurde der Aufnahmebogen, der das latente Bild enthielt, entfernt und mit einem frischen Aufnahmebogen ersetzt, der seinerseits mit einem latenten Bild beladen wurde, während der Glimmdraht wiederum über die Länge des zuvor geladenen Bildschirms bewegt wurde.

Die Durchführung dieses Verfahrens ist abhängig von der Errichtung eines Bremsi&des für die positiv geladenen Ionen an jenen"Öffnungen, die von dem Photoleiter umgeben sind, der eine positive elektrostatische Oberflächenladung aufweist. Dieses Bremspotential verhindert, daß Ionen durch den Bildschirm hihdurchgeführt werden, und diese Ionen werden auf der oberen Oberfläche des leitenden Metallbildschirms gesammelt. Ist ein derartiges Bremspotential nicht vorhanden, so wird ein Teil der einfallenden Ionen durch den Bildschirm auf den dielektrischen Aufnahmebogen hindurchgeführt·

Beispiel 9

Die sogenannte indirekte Arbeitsweise kann derart durchgeführt werden, daß der Kontrast über dem durch das vorherige Beispiel erhaltenen erhöht wird. In diesem Fall wird ein Verfahren, ähnlich dem Verfahren in Beispiel 2, verwendet, um ein latentes Bild auf der Oberfläche des

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Photoleiters herzustellen. Dies wurde erreicht, indem zunächst eine blinde Belichtung des Bildschirms vorgenommen wurde, wobei der Bildschirm einer Spannung von minus 900 V bezüglich der Halteplatte l8 ausgesetzt war. Die Polarität wurde dann umgekehrt und zwischen Bildschirm und leitender Platte l8 angelegt, und zwar gleichzeitig mit dem Projizieren eines positiven Bildes auf den Bildschirm· Der Bildschirm wurde dann angehoben, die dielektrischen Aufnahmengeändert wie in 3eisp. 4 und die Ladung und der Bildschirm wurden unter der gleichen Spannung gehalten wie in den voraufgegangenen Beispielen, während der Glimmdraht quer über die Oberfläche des Drahtmaschenbildschirms bewegt wurde.

Die Bilder mit stärkerem Kontrast entstehen, da in den positiv geladen Bereichen des Photoleiters ein Bremspotential vorhanden ist, das das Hindurchführen von Ionen verhindert, während in Zonen des Bildschirms, die zuvor nicht beleuchtet waren, ein Beschleunigungsfeld vorhanden ist, und zwar infolge des Vorhandenseins einer negativen Ladung auf der Oberfläche des Photoleiters; diese negative Ladung wird infolge der ursprünglichen blinden Belichtung erzielt.

Das indirekte Verfahren kann angewendet werden, um negative Kopien auszubilden, und zsrar durch Umkehrung der Polaritäten während der blinden Beleuchtungen der bildähnlichen Belichtungen.

In den Fig. 3 und 4 sind die Ausführungsformen des maschenförmigen Photoleiters 12 im Detail dargestellt, die nur auf der Seite benachbart der Schicht l4 zum Ausbilden des Bildes angebracht sind. Obgleich die Fig. 1-4 dem Photoleiter nur auf einer Seite des Bildschirms darstellen, wird eine wirksame Betätigung ebenfalls beobachtet, wenn der Photoleiter vollständig die Drähte des Maschengewebes (vergl. Fig. 5) umgibt, oder wenn der

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Photoleiter asymetrisch beschichtet ist. Das einzige Erfordernis der Ausbildung der Beschichtung ist, daß de*· Photoleiter zwischen dem Bildschirm 10 und der Isolierschicht 14 vorhanden sein muß, sodaß der Bildschirm nicht in direkter Berührung mit der Isolierschicht steht.

Wichtig für die Erfindung ist, daß in mit einem Photoleiter beschichteter elektrisch leitender Bildschirm zum Ausbilden eines latent elektrostatischen Bildes entsprechend einem optischen Bild vorgesehen ist, und zwar in einer Vorrichtung, in weicher der Photoleiter in direkter Berührung mit einem Isolierelement steht, während eine Spannung zwischen dem leitenden Bildschirm und einer leitenden Schicht benachbart des Isolierelementes angelegt wirdi

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Claims

Ansprüche

1. Verfahren zum Ausbilden eines latenten elektrostatischen Bildes entsprechend einem optischen Bild, dadurch gekennzeichnet, daß ein elektrisch leitendes Maschengewebe (10) von dem wenigstens ein Teil mit einem Photoleiter (12) beschichtet ist, in direkte Berührung mit einem Isolierelement (l4) gebracht wird, wobei der in direkter Berührung mit dem Isolierelement stehende Teil des Masctengewebes mit dem Photoleiter beschichtet wird, ferner, daß ein elektrisches Potential (22) zwischen dem elektrisch leitenden Ma|4jengewebe und einer leitenden Schicht (l8) benachbart der Isolierschicht angelegt wird, und daß ein optisches Bild gleichzeitig mit der Anlage des Potentials auf das beschichtete Maschen gewebe projiziert wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein sichtbares Bild von dem latenten elektrostatischen Bild entwickelt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das sichtbare Bild einem Aufzeichnungsmedium zugeführt wird.

hm Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das sichtbare Bild durch Projizieren von geladenen Farbteilchen durch das Maschaigewebe hergestellt wird.

5. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das sichtbare Bild ein in einem thermoplastischen Film entwickeltes plastisches Bild ist.

6. Vorrichtung zum Erzeugen eines elektrostatischen Bildes, gekennzeichnet durch eine elektrisch leitende Grundschicht (18), ferner durch einen auf der Grundschicht angebrachten Aufnahmebogen, der aus einer teilweise

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elektrisch leitenden Schicht (l6) und einer Isolierschicht (Ik) zum Stützen der Ladung besteht, wobei die elektrisch leitende Schicht (l6) auf der Grundschicht (l8) aufliegt, durch einen Bildschirm (10) aus gewebtem bzw. gewirktem Maschengewebe, der auf "der Isolierschicht (l4) aufliegt, wobei wenigstens der in direkter Berührung mit der Isolierschicht (14) stehende Teil des Maschengewebes (10) eine Beschichtung (12) aus photoleitendem Material besitzt, die elektrisch leitend wird, wenn sie einer Bestrahlung durch sichtbares Licht «umgesetzt ist, durch eine Einrichtung (20) zum Anlegen einer Spannung zwischen der elektrisch leitenden Grundschicht (l8) und dem Schirm (10), und durch eine Einrichtung zum Projizieren eines sichtbaren Bildes auf den Schirm (10).

7. Vorrichtung nach Anspruch 6_$ dadurch gekennzeichnet, daß das Maschengewebe (10) aus Metalldrahtfäden besteht. -

8. Vorrichtung nach Anspruch 6_S-dadurch gekennzeichnet, daß das Maschengewebe (10) aus Fäden aus Kunstharz besteht, die mit einer elektrisch leitenden Schicht beschichtet sind.

9· Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die photoleitende Schicht die einzelnen Fäden des Maschengewebes (10) umgibt.

10, Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Photoleiter aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus Selen, Selen-Arsen-Legierungen, Zinkoxid, Cadmiumsulfid, Cadmiumselenid, Zinksulfid, Selen-Arsen-Antimon-Legierungen , Selen-Antimnn-Bisrauth-Legierungen besteht, sowie aus einer Kombination aus zwei oder mehr dieser Photoleiter_o

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11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Photoleiter vorwiegend aus Selen, Selen-Zusammensetzungen oder Selen-Legierungen besteht.

12*. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Photoleiter Cadmiumsulfid ist.

13. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß zusätzlich eine Einrichtung zum Entwickeln eines sichtbaren Bildes aus dem latenten elektrostatischen Bild vorgesehen ist.

l(l·. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung eine Vorrichtung zum Projizieren geladener Farbteilchen durch das Maschengewebe aufweist.

15· Verfahren zum Ausbilden eines latenten elektrostatischen Bildes entsprechend einem optischen Bild, dadurch gekennzeichnet, daß ein elektrisch leitendes Maschengewebe (10), von dem wenigstens-ein Teil mit einem
Photoleiter (12) beschichtet ist, in direkte Berührung mit einem Isolierelement (l4) gebracht wird, wobei
der in direkter Berührung mit dem Isolierelement
stehende Teil des Maschengewebes mit dem Photoleiter beschichtet wird, ferner, daß ein elektrisches Potential (22) zwischen dem elektrisch leitenden Maschengewebe und einer leitenden Schicht (18) -benachbart der Isolierschicht angelegt wird, daß gleichzeitig mit dem Anlegen der Spannung eine gleichmäßige Beleuchtung auf das photoleitende Maschengewebe projiziert wird, daß anschließend die Spannung zwischen dem elektrisch leitenden Bildschirm und einem benachbart der Isolierschicht vorgesehenen leitenden Schicht umgekehrt wird, und daß gleichzeitig mit dem zweiten Anlegen von
Spannung ein optisches Bild auf den beschichteten
Bildschirm (10) gerichtet wird.

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l6. Verfahren zum Ausbilden eines ?atenten elektrostatischen Bildes entsprechend einem optischen Bild, dadurch gekennzeichnet, daß zunächst ein latentes elektrostatisches Bild auf einem mit einem Photoleiter beschichteten Maschengewebe nach dem Verfahren nach Anspruch 1 hergestellt wird, daß das latente Bild anschließend auf einen Bildschirm gegeben wird, der in geringer Entfernung über einem das Bild aufnehmenden , Isolierelement gehalten wird, und daß, während eine Spannung zwischen der leitenden Schicht benachbart dem Isolierelement und dem leitenden Bildschirm angelegt wird, Ionen durch den mit dem Photoleiter beschichteten leitenden Bildschirm gerichtet werden.

17· Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß als erste Verfahrensstufe das Verfahren nach Anspruch 15 verwendet wird.

18. Verfahren nach Anspruch l6, dadurch gekennzeichnet, daß geladene Färbteilchen durch das mit dem Photoleiter beschichtete Maschengewebe projiziert werden, während zwischen der leitenden Schicht benachbart der Isolierschicht und dem leitenden Maschengewebe Spannung angelegt wird.

19. Verfahren nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß geladene Färbteilchen durch das mit dem Photoleiter beschichtete Maächengewebe projiziert werden, während zwischen der leitenden Schicht benachbart der Isolierschicht Uiid dem leitenden Maschengewebe eine Spannung angelegt wird.

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