DE2064010A1

DE2064010A1 - Verfahren zum Andern der Lichtempfindlichkeit eines elektrophotographischen Aufzeichnungsträgers

Info

Publication number: DE2064010A1
Application number: DE19702064010
Authority: DE
Inventors: Philip Joseph Woodbury N J. Donald (V.St.A.)
Original assignee: RCA Corp
Current assignee: RCA Corp
Priority date: 1970-01-02
Filing date: 1970-12-28
Publication date: 1971-07-22
Also published as: NL7019073A; SE361745B; JPS4917743B1; GB1288740A; FR2074231A5; US3681071A; BE761173A; CH535980A; CA922139A

Description

Dipl.-Ing. H. Sauerland · Dr.-Ing. R. König

Dipl₀-Ing_o K. Bergen

Patentanwälte · 4odo DDsseldorT ■ Cecilienalree 7B · Telefon -43273Ξ

Unsere Akte: 26 356 23. Dezember 1970

RCA Corporation, New York, N. Y. (V.St.A.)

"Verfahren zum Ändern der Lichtempfindlichkeit eines elektrophotographischen Aufzeichnungsträgers"

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Ändern der Lichtempfindlichkeit eines elektrophotographischen Aufzeichnungsträgers sowie auf einen nach diesem Verfahren behandelten elektrophotographischen Aufzeichnungsträger. Die mittels des neuen Verfahrens hergestellten Aufzeichnungsträger eignen sich besonders zur Vervielfältigung von Bildern mit einer kontinuierlichen Tönung (kontinuierlich veränderlicher Grauschattierung) durch photoelektrische Verfahren, bei denen dünne Papierblätter verwendet werden, die mit einer dünnen Schicht eines Photoleiters überzogen sind.

Die meisten elektrophotographischen Aufzeichnungsträger haben einen relativ schmalen Grau-Skalenbereich und liefern schlechte Wiedergaben von Bildern mit kontinuierlicher Tönung. Es ist bereits vorgeschlagen worden, ein Bild mit kontinuierlicher Tönung auf einem elektrophotographischen Aufzeichnungsträger unter Verwendung eines äußeren Halbton-Rasters während der Belichtung in einem elektrophotographischen Verfahren zu vervielfältigen. Ein Nachteil dieses bekannten Verfahrens besteht darin, daß das für die Projektion des Bildes verwandte optische System der Bildschärfe und der Anzahl der aufzulösenden, zu kopierenden Elemente eine Grenze setzt. Des weiteren ist vorgeschlagen

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worden, zur Anfertigung eines Halbton-Bildes eine spezielle elektrophotographische Platte zu verwenden, welche eine Trägerplatte mit einem Muster von Erhöhungen und Vertiefungen aufweist, die mit einem photoelektrischen Material überzogen ist. Obgleich eine derartige elektrophotographische Platte für gewisse Anwendungsbereiche geeignet sein kann, läßt sie sowie ihre Herstellungsweise viel zu wünschen übrig, wenn es sich um die Herstellung direkter Kopien mit elektrophotographischen Verfahren handelt^ bei denen elektrophotographische Aufzeichnungs- -. träger aus dünnem Papier verwendet werden, die mit einer dünnen Schicht eines Photoleiters, Z₀B₀ Zinkoxydj, überzogen sind,,

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Herstellen von Aufzeichnungsträgern zu schaffen^ die die Nachteile der bekannten Aufnahme elemente vermeiden,.

Gemäß der Erfindung besteht das erfindungsgemäße Verfahren zur Änderung der Lichtempfindlichkeit eines elektrophotographischen Aufzeichnungsträgers, der ein Substrat mit einer darauf befindlichen photoleitenden Schicht aufweist, darin, einen Druck zwischen dem Substrat und der φ photoelektrischen Schicht zu erzeugen, um diese zusammenzupressen. Die resultierende Änderung in der Lichtempfindlichkeit des Aufzeichnungsträgers ist dabei eine Funktion des aufgebrachten Druckes» Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren wird weiterhin auf einer der Hauptflächen des Aufzeichnungsträgers unter Druck ein Halbton-Raster eingedruckt oder herausgeprägt. Die nach dem neuen Verfahren hergestellten Aufzeichnungsträger weisen in den gepreßten Bereichen eine geänderte Lichtempfindlichkeit auf und eignen sich besonders zur Vervielfältigung von Bildern mit kontinuierlicher Tönung» Des weiteren weisen die neuen

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Aufzeichnungsträger eine gegenüber den bekannten Aufzeichnungsträgern vergrößerte Grauskala auf.

In den Zeichnungen sind nach dem erfindungsgemäßen Verfahren arbeitende Vorrichtungen sowie mit diesen Vorrichtungen hergestellte Aufzeichnungsträger dargestellt. Es zeigen:

Fig. 1 einen elektrophotographischen Aufzeichnungsträger, dessen eine Hälfte nach dem erfindungsgemäßen Verfahren behandelt wurde, und mit dem ein auf beiden Hälften gleichzeitig entwickeltes Bild aufgenommen ä wurde, in Draufsicht}

Fig. 2 eine nach dem erfindungsgemäßen Verfahren arbeitende Preßvorrichtung, in schematischer Darstellung;

Fig. 3 eine Teildraufsicht eines Lichtfilters mit abgestufter Lichtdurchlässigkeit zur Belichtung des Trägers gemäß Fig. 1;

Fig. 4 eine Teildraufsicht einer weiteren Ausführungsform des neuen Aufzeichnungsträgers 5

Fig. 5 eine Preßvorrichtung zum Herstellen eines Trägers

nach Fig. 4, in schematischer Darstellung; ^j

Fig.5a eine Preßvorrichtung zum Herstellen einer dritten Ausführungsform des neuen Trägers, in schematischer. Darstellung;

Fig. 6 eine Teildraufsicht einer vierten Ausführungsform des Trägers;

Fig. 7 einen Querschnitt des Aufzeichnungsträgers nach Linie 7-7 der Fig. 6, wobei eine Schablone im Augenblick der Abnahme gestrichelt dargestellt ist;

Fig. 8 eine Preßvorrichtung zum Herstellen eines Trägers

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nach den Fig. 6 und 7, in schematischer Darstellung; und

Fig. 9 eine perspektivische Teilansicht einer Schablone, die in Verbindung mit der Preßvorrichtung nach Fig. 8 zum Herstellen des Trägers gemäß den Fig. und 7 verwendet wird.

Ausführungsbeispiel I

Fig. 1 zeigt einen entwickelten elektrophotographischen Aufzeichnungsträger 10, der in zwei im wesentlichen gleiche Abschnitte aufgeteilt ist. Der eine Abschnitt 12 ist in bekannter Weise nicht behandelt und der andere Abschnitt 14 ist nach dem erfindungsgemäßen Verfahren gepreßt. Der gepreßte Abschnitt 14 veranschaulicht eine Ausführungsform des erfindungsgemäßen Aufzeichnungsträgers. Der Träger 10 besteht aus einem relativ leitfähigen Substrat 16 (Fig. 2), wie z.B. Papier, und einer photoleitenden Schicht 18, die z.B. aus Zinkoxyd-Partikeln mit einem geeigneten Harz als Bindemittel besteht. Der nicht gepreßte Abschnitt 12 des Aufnahmeelementes 10 stellt die Ausführungsform dar, wie sie bisher verwendet wurde.

Der gepreßte Teil 14 des Aufnahmeelementes 10 wurde nach dem· erfindungsgemäßen Verfahren mittels eines Paares glatter Druckwalzen 20 und 22 zusammengepreßt (Fig. 2), Die Druckwalzen 20 und 22 werden durch geeignete, nicht dargestellte Antriebsmittel in den durch die gebogenen Pfeile angezeigten Drehrichtungen in Drehung versetzt. Die Druckwalze 20 wird durch geeignete Druckmittel, z.B. Federn, gegen die Druckwalze 22 in die durch die geraden Pfeile 24 und 26 bezeichneten Richtungen gedrückt, wobei der Druck dazu ausreicht, die photoleitende Schicht 18 zusammenzupressen.

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Es ist festgestellt worden, daß ein Druck von wenigstens 3,5 kg/cm erforderlich ist, ταπί die photoleitende Schicht 18 aus Zinkoxyd mit einem Harz als Bindemittel auf einem Substrat 16 aus Papier zusammenzupressen. Ein Druck von ausreichender Stärke, um die Schicht 18 zusammenzupressen, setzt die photoleitende Reaktion auf Licht der Schicht 18 herab. Die Reduktion der Empfindlichkeit stellt eine Funktion des auf den Aufzeichnungsträger aufgebrachten Druckes dar. Träger 10 der beschriebenen Art wurden mit Drücken zwischen 3,5 kg/cm und 703 kg/cm gepreßt, wodurch sukzessiv abnehmende Empfindlichkeit erzeugt wurde, die bei f elektrophotographischen Druckverfahren gewünscht werden,, Ss hat sich ebenfalls ergeben, daß Druckeinwirkungen auf einen Aufzeichnungsträger 10 nicht nur seine Lichtempfindlichkeit ändern, sondern auch seine Grauskala vergrößern«,

Die vorstehend erwähnten Resultate sind an dem belichteten und entwickelten Träger 10 in Fig. 1 verdeutlicht. Der gepreßte Abschnitt 14 wurde mit einem Druck von ungefähr 351 kg/cm zusammengepreßt, während der Abschnitt 12 nicht gepreßt wurde. Beide Abschnitte 12 und 14 wurden anschließend gleichmäßig in der Dunkelheit mit einer negativen elektrostatischen Ladung mittels eines an sich bekannten * Koronaentladungsgerätes aufgeladen und anschließend gleichzeitig durch einen Lichtfilter 28 mit abgestufter Lichtdurchlässigkeit belichtet, der in Fig. 3 dargestellt ist. Der belichtete Aufzeichnungsträger 10 wurde danach mit einem elektroskopischen, flüssigen Toner entwickelt, wodurch Bilder mit abgestufter Tönung nach Fig. 1 entstanden.

Der Filter 28 ist ein lichtdurchlässiger Filter z.B. aus Glas oder einem photographischen Kunststoffilm, der ein Material mit abgestufter Lichtdurchlässigkeit aufweist, wobei die Durchlässigkeit von einer schwarzen Stufe 30 über mehr durchlässige Graustufen 31 bis 36 bis zu einer

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völlig lichtdurchlässigen Stufe 37 reicht.

Ein Vergleich der entwickelten Bilder auf dem gepreßten Abschnitt 14 und dem nicht gepreßten Abschnitt 12 zeigt, daß der auf den Abschnitt 14 aufgebrachte Druck die Lichtempfindlichkeit reduziert und die Grauskala im Vergleich zu dem nicht gepreßten Abschnitt 12 vergrößert. So belichtete z.B. das durch die Stufe 31 des Filters 28 eintretende Licht den nicht gepreßten Abschnitt 12 und es entstand ein Stufenbild 31a. Dasselbe Licht belichtete nicht den gepreßten Abschnitt 14, so daß ein schwarzes unbelichtetes Stufenbild 31b entstand. Auf der anderen Seite war die Länge der Grauskala, die auf dem nicht gepreßten Teil 12 reproduziert wurde, kleiner als die Länge der Grauskala_s die auf den gepreßten Teil 14 reproduziert wurde. So erzeugte z_eB_ffi die gleichzeitige Belichtung beider Abschnitte 12 und 14 durch den Filter 28 eine entwickelte Grauskala auf dem nicht gepreßten Abschnitt 12, die sich von schwarz Ms weiß über drei Graustufen 31a, 32a und 33a erstreckte, wohingegen die entwickelte Grauskala des gepreßten Abschnittes 14 verschoben wurde und sich von schwarz bis weiß über fünf Graustufen 31b, 32b, 33b, 34b und 35b erstreckte. Obgleich die Photoleitfähigkeit der Schicht 18 im gepreßten Abschnitt 14 reduziert wird, erhält dieser Abschnitt durch den Preßvorgang eine breitere Grauskala,, die gepreßte Aufzeichnungsträger zur Vervielfältigung von Bildern mit kontinuierlicher Tönung geeigneter machte Aufzeichnungsträger, die mit Drücken zwischen 3,5 und 703 kg/cm gepreßt wurden, ergeben Kopiermaterialien zur Wiedergabe von Bildern verschiedener Kontraste in einem elektrophotographischen Verfahren, deren Bereiche dem von photographischen Druckpapieren verschiedener Lichtempfindlichkeit zur Vervielfältigung von Bildern unterschiedlicher Kontraste in einem photographischen Prozeß unter Benutzung von Silberhalogenid verwendet werden.

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Ausführungsbeispiel II

Fig. 4 zeigt eine weitere Ausführungsform eines nach dem erfindungsgemäßen Verfahren gepreßten Aufzeichnungsträgers 40, bei dem zur Bildung eines photographischen Halbton-Raster-Musters lediglich Teilabschnitte eingedrück oder erhaben herausgearbeitet sind. Das Muster des Halbtonrasters wird auf das Aufnahmeelement durch Druckmittel, z.B. durch Druckwalzen 42 und 44 gemäß Fig. 5, aufgebracht, wobei der Aufzeichnungsträger 40 mittels der Druckrollen 42 und 44 einer in den Pfeilrichtungen 43 und 45 wirkenden J

Druckbeanspruchung zwischen 3,5 und 703 kg/cm unterworfen wird. Die in Fig. 5 gezeigte Druckwalze 44 weist eine glatte Oberfläche auf und ist dem Substrat "16 des Trägers 40 benachbart angeordnet. Die photoleitende Schicht 18 liegt unter der Druckwalze 42, die mit einem Muster einer Vielzahl von Vorsprüngen zum Zusammenpressen der Schicht 18 versehen ist, um auf dieser zusammengepreßte Abschnitte 46 im Muster eines Halbton-Rasters zu erzeugen. Die gepreßten Abschnitte 46 sind im Abstand voneinander angeordnet und bilden ein Halbton-Raster, der einem Muster mit 20 bis 100 Linien pro Zentimeter entspricht, und können bis 90% der oberen Fläche 48 des Aufzeichnungsträgers 40 bedecken. %

Gemäß der Erfindung ist es ebenfalls möglich, einen Teil der Schicht 18 derart zusammenzupressen, daß das Muster des Halbton-Rasters aus der Schicht 18 erhaben herausgearbeitet wird. Das Wesentliche der Erfindung liegt darin, daß das Halbtonraster, das entweder erhaben oder eingedrückt ist, eine unterschiedliche Lichtintensität zu den ebenen, nicht verformten Abschnitten der Schicht 18 aufweist, um Halbton-Kopien von Bildern mit kontinuierlicher Tönung herstellen zu können.

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Zum Herstellen einer weiteren Ausführungsform des erfindungsgemäßen Aufzeichnungsträgers wird gemäß Fig. 5a dieser den Druckwalzen 42 und 44 derart zugeführt, daß die Schicht 18 unter der glatten Druckwalze 44 und das Substrat 16 auf der Druckwalze 42 liegt, so daß ein Muster eines Halbton-Rasters auf der inneren Fläche 50 der Schicht 18 eingedrückt oder aus der Fläche 50 erhaben herausgearbeitet werden kann, wobei der Druck durch das relativ dünne, das Substrat 16 bildende Papier, übertragen wird. Bei diesem Verfahren bleibt die äußere Fläche 48 der photoleitenden Schicht glatt und auf der inneren Fläche 50 wird das Muster des Halbton-Rasters entweder erhaben herausgearbeitet oder eingedrückt.

Mit dem erfindungsgemäßen Aufzeichnungsträger 40 kann eine bessere elektrophotographische Kopie von Bildern mit kontinuierlicher Tönung hergestellt werden als mit dem früher verwendeten, nicht gepreßten Träger, wie er durch den Abschnitt 12 verkörpert wird, weil der Aufzeichnungsträger 40 nicht nur seine ursprüngliche Grauskala in seinen ungepreßten Bereichen aufweist, sondern weil seine Grauskala in den gepreßten Bereichen erweitert wurde«, Da die Grauskalen der gepreßten und der ungepreßten Abschnitte des Aufzeichnungsträgers miteinander auf der Schicht 18 abwechseln, arbeitet dieser Träger effektiv mit einer einzigen ausgedehnten Grauskala, die den kombinierten Grauskalen der gepreßten und nicht gepreßten Abschnitte entspricht _β

Ausführungsbeispiel III

Fig. 6 zeigt eine weitere Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Aufzeichnungsträgers 60, der aus dem Substrat und der photoleitenden Schicht 18 besteht, wie dies bereits für den Träger 10 gemäß Fig. 1 beschrieben wurde.

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Bei diesem Träger 60 wird die photoleitende Schicht mit einer Vielzahl von Erhebungen 62 versehen, indem der Träger mit einer Schablone 64 nach Fig. 9 zwischen einem Paar paralleler, glatter Druckwalzen 66 und 68 gemäß Fig„ 8 gepreßt wird. Die Schablone 64 weist eine Vielzahl von Löchern 70 auf, die im Muster eines Halbton-Rasters angeordnet sind. Die Schablone 64 wird über die photoleitende Schicht 18 gelegt, und beide werden zwischen den Druckrollen 66 und 68 hihdurchgeführt, die in den durch die Pfeile gekennzeichneten Drehrichtungen angetrieben werden. Zum Erzeugen eines erhabenen Musters eines Halbton-Rasters, das durch die Abschnitte 62 gebildet wird, wird über die Druckwalzen 66 und 68 in Richtung der senkrechten Pfeile 72 und 74 ein Druck zwischen 3,5 und 703 kg/cm aufgebracht. Die Schablone 64 kann auch dem Substrat 16 benachbart angeordnet und zwischen den Druckwalzen 66 und 68 hindurchbewegt werden, so daß ein Halbton-Raster aus der inneren Fläche 50 der Schicht 18 erhaben herausgearbeitet oder in dieselbe eingedrückt wird und dabei die äußere Fläche 48 glatt bleibt. Ungeachtet der Fläche der Schicht 18, in die oder aus der das Muster des Halbton-Rasters eingedrückt oder erhaben herausgearbeitet wird, bleibt das Gewicht pro Flächeneinheit des erfindungsgemäßen elektrophotographischen Aufzeichnungsträgers dasselbe„

Abweichend von den beschriebenen Vorrichtungen zum Herstellen des neuen Aufzeichnungsträgers kann der Druck beispielsweise mit einer hydraulischen Presse aufgebracht werden, wobei die Druckplatten eine Gravur in Form des herzustellenden Rasters' aufweisen können, um das Muster eines Halbton-Rasters in oder aus einer Fläche der photoleitenden Schicht einzudrücken oder erhaben herauszuarbeiten«

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Einige der neuen Aufzeichnungsträger können im wesentlichen das gleiche äußere Aussehen haben wie die bekannten unbearbeiteten Träger. Dies ist dann der Fall, wenn der aufgewandte Druck relativ gering war oder wenn ganze Bogen bekannter Träger über ihre gesamten Flächen verpreßt worden sind. Die Struktur der neuen Aufzeichnungsträger unterscheidet sich jedoch von der nicht behandelter, ungeppeßter Träger darin, daß die gepreßten Abschnitte der photoleitenden Schicht eine größere Dichte aufweisen als irgendwelche Abschnitte von unbehandelten» nicht gepreßten Trägern. Die Dichte, d.h. das Gewicht pro Yolumeneinheit, der gepreßten Abschnitte des neuen Auf zeichnungsträgers, die durch den Preßdruck bestimmt ist, ist durch die Schichtdicke der licht elektrischen Schicht hindurch jedoch völlig gleichmäßig zwischen ihren Hauptflächen.

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Claims

- 11 RGA Corporation, New York, N.Y, (V0St.A.) Patentansprüche: Verfahren zum Ändern der Lichtempfindlichkeit wenigstens eines Teiles eines elektrophotographischen Aufzeichnungsträgers» der ein Substrat mit einer durchgehend gleichmäßig dicken, photoleitenden Schicht und gegenüberliegende Hauptflachen aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß die Hauptflächen (48, 50) des Aufzeichnungsträgers (10, 40, 60) mindestens abschnittsweise mit Druck beaufschlagt werden-, um die gesamte Dicke dieser !Abschnitte zu stauchen. 2„ Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Druck zwischen einem Betrag, der gerade dazu ausreicht, um die photoleitende Schicht (18) zu verdichten und 351 kg/cm gewählt wird, wobei die Lichtempfindlichkeit der gepreßten Abschnitte eine Funktion des aufgebrachten Druckes ist. 3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Schicht (18) einen Photoleiter aus Zinkoxyd-Partikeln mit Harz als Bindemittel aufweist, und daß die gepr.eßten Abschnitte der Schicht (18) ein Mister (46, 62) eines Halbton-Rasters bilden, das erhaben herausgearbeitet oder eingedrückt ist. 4. Verfahren, nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Druck mindestens 3,5 kg/cm2 beträgt, das Mister einem Halbton-Raster (46, 60) mit 20 bis 100 Zeilen pro Zentimeter entspricht und zwischen 10 und 90$ einer Hauptfläche der Schicht (18) bedeckt. •5. Verfahren nach, einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, 109830/1722 d a d u r c h g e k e η η ζ e i c h η e. t , daß der Aufzeichnungsträger (10, 40, 60) zwischen einem Druckwalzenpaar (20, 22; 42, 44; 66, 68) hindurchbewegt wird, um seine Dicke zu stauchen«

1.

6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens eine der Druckwalzen (42) mit einer Anzahl von Vorsprüngen versehen ist, mit denen ein Muster (46) eines Halbton-Rasters auf einer der Häuptflächen (48 bzw. 50) der Schicht (18) entweder erhaben geprägt oder eingedrückt wirdj wodurch die Lichtempfindlichkeit der geprägten bzw. eingedrückten Abschnitte gegenüber der der nicht verformten Abschnitte der Schicht (18) verändert wird«

7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet , daß die mit VorSprüngen versehene Druckwalze (42) auf die Schicht (18) einwirkt und Abschnitte (46) der Schicht (18) beim Durchgang durch das Walzenpaar verdichtet.

S₀ Verfahren nach Anspruch 6,· dadurch gekennz e i c h η e t, daß die mit Vorsprüngen versehene Druckwalze (42) auf das Substrat (16) und die glatte Walze (44) auf die Schicht (18) einwirken, und das somit erzeugte Muster (46) einem Halbton-Räster mit 20 bis 100 Zeilen pro Zentimeter entspricht und zwischen TO und 90% einer Fläche (48, 50) der Schicht (18) bedeckt.

9. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß e^ne Schablone (64) mit einem Halbton-Raster (70) auf eine Hauptfläche (48) des Aufzeichnungsträgers aufgelegt wird und Schablone (64) und Aufzeichnungsträger (60) zusammen zwischen den Druckwalzen (66, 68) hiridürchbewegt werden, um ein Muster (62) des

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Halbton-Rasters (70) aus der Hauptfläche der Schicht (18) herauszuarbeiten oder in diese einzudrücken, wobei die Druckwalzen einen Druck zwischen 3,5 und 703 kg/cm auf den Aufzeichnungsträger (60) ausüben,

10. Elektrophotographischer Aufzeichnungsträger, hergestellt nach dem Verfahren eines oder mehrerer der Ansprüche 1 bis 9, bestehend aus einem Substrat und einer darauf angeordneten, durchgehenden, photoleitenden Schicht, d a d u r ch gekennzeichnet, daß die gepreßten Abschnitte und die nicht gepreßten Abschnitte der Schicht (18) unterschiedliche Lichtempfindlichkeit, jedoch das gleiche Gewicht pro Flächeneinheit aufweisen«,

11. Aufzeichnungsträger nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet , daß die gepreßten Abschnitte eine größere Dichte als die nicht gepreßten Abschnitte aufweisen.

12. Aufzeichnungsträger nach Anspruch 10 oder 11,dadurch gekennzeichnet , daß das Flächengewicht der gepreßten Abschnitte dem der nicht gepreßten Abschnitte entspricht.

13. Aufzeichnungsträger nach einem oder mehreren der Ansprüche 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die gepreßten Abschnitte dünner als die nicht gepreßten Abschnitte sind.

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