DE2816379A1

DE2816379A1 - Transportable elektrostatische kamera

Info

Publication number: DE2816379A1
Application number: DE19782816379
Authority: DE
Inventors: John Michael Payne
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1977-04-16
Filing date: 1978-04-15
Publication date: 1978-10-19
Also published as: JPS53129044A; US4295714A; FR2387469A1; CA1103971A; FR2387469B1; IT7812563A0; US4198139A; IT1104245B

Description

HELMUT BERKENFELD ^ ^_n, ₂ wo J ⁸

PATENTANWALT _r _D 5000 Köln 60

John Michael Payne

Transportable elektrostatische Kamera

Die Erfindung bezieht sich auf eine transportable Kamera, welche dazu ausgildet ist, anstelle einer Fotografie eine elektrostatische Fotokopie zu erzeugen.

Das elektrostatische Fotokopieren ist auf das Kopieren von Dokumenten und dergleichen angewandt worden und mannigfache elektrostatische Fotokopierverfahren sind bekannt und werden zu diesem Zweck ausgedehnt kommerziell angewandt.

Die japanische Patentschrift 47-30808 beschreibt eine Kameraart, bei welcher ein elektrostatisches Abbild auf einer beschichteten Platte gebildet wird, welche sich in der Kamera anstelle eines herkömmlichen Filmes befindet, wobei die elektrische Ladung, welche zum Aufladen der Schichtplatte erforderlich ist, von einer kristallpiezoelektrischen Quelle erhalten wird. Wenn auch diese Kamera transportabel ist, so schafft sie doch nicht eine Fotografie normalerweise annehmbarer Form.

Die USA-Patentschrift 3 695 755 beschreibt eine fotoelektrophoretische Kamera, bei welcher eine Ladung auf eine Filmrolle aufgebracht wird durch Aufladen einer Rolle und einer flachen Platte, zwischen denen der Film hindurchgeht; Einrichtungen zum Aufbringen von Toner auf den Film nach der Belichtung sind nicht eingeschlossen.

Die USA-Patentschrift 2 932 742 beschreibt eine andere Art einer elektrostatischen Kamera, bei welcher das elektrische Feld zwischen dem Papier und einer Zick-Zack-Elektrode aus

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Draht gebildet wird, von welcher in der Praxis gefunden wurde, daß die Elektrode ein unbeschreibliches Ladungsmuster auf dem Papierblatt erzeugt.

Die USA-Patentschrift 3 057 275 beschreibt eine noch andere elektrostatische Kamera, bei welcher die Ladung von einer Drahtelektrode aus auf das Papier aufgebracht wird und die Ausbreitung der Ladung wird nur erreicht durch relative Bewegung zwischen dem Papier und der Elektrode.

Erfindungsgemäß sollen nun die Merkmale eines elektrostatischen Fotokopierprozesses in eine transportable Kamera einverleibt werden, so daß elektrostatische Fotokopien des Abbildes, welche mittels der Kameraoptik projiziert werden, direkt erzeugt werden können.

Eine Kamera, welche elektrostatische Fotokopien eines optischen Abbildes anstelle herkömmlicher Fotografien erzeugt, sei als eine elektrostatische Kamera bezeichnet zur Unterscheidung von einer herkömmlichen Kamera, bei welcher das optische Abbildung auf einem sensibilisierten Film gebildet wird und bei welcher der Prozeß der Umwandlung des Lichtbildes in eine herkömmliche Fotografie ein chemischer ist.

Bei einer Ausfuhrungsform der Erfindung, weist eine transportable elektrostatische Kamera die folgenden Merkmale auf: ein lichtdichtes Gehäuse, eine Oberfläche innerhalb des Gehäuses, eine öffnung für das Einlassen von Licht zur Bildung eines optischen Abbildes auf dieser Oberfläche, Elektroden zum elektrischen Aufladen der Oberfläche innerhalb des Gehäuses, wobei die Elektroden vor der Oberfläche zwischen der öffnung und der Oberfläche gelagert sind, eine Blende zum Steuern des Lichtdurchganges auf die Oberfläche, wodurch eine elektrische Ladung dieser Oberfläche modifiziert werden kann unter Bildung eines elektrischen Abbildes, welches dem optischen Abbild entspricht, und eine Einrichtung zum Aufbringen

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eines Druckmediums auf diese Oberfläche für das Beibehalten auf dieser in Abhängigkeit der Höhe der elektrischen Ladung, welche an unterschiedlichen Punkten über die Oberfläche hinweg verbleibt.

Die Oberfläche kann aus" einem Blatt sensibilisierten Papieres bzw. Filmes, oder aus einer sensibilisierten Platte bestehen.

Das Druckmedium bzw. der Toner, kann, wie allgemein bekannt, ein fein zerteiltes trockenes Pulver oder eine Pulversuspension in einer Flüssigkeit sein und kann auf diese Oberfläche in irgendeiner zweckmäßigen Weise aufgebracht werden. So können Rollen und/oder Bürsten oder Tonerträgerpastillen zum Verteilen der fein zerteilten Druckmedienpartikel über die geladene Oberfläche verwendet werden. Der Druck, welcher den geladenen Regionen anhaftet, kann fixiert werden beispielsweise durch Quetschen des Blattes bzw. der Platte zwischen einem Rollenpaar oder dergleichen, welche, falls erforderlich, erhitzt sein können, je nach den Eigenschaften des verwendeten Toners.

Das Blatt bzw. die Platte, welche das elektrische Abbild trägt, kann aber auch durch ein Bad hindurchgeführt werden, welches eine fein zerteilte Suspension an Druckmedium in einer flüssigen Grundlage suspendiert enthält und das Druckmedium, welches den geladenen Bezirken auf der Oberfläche anhaftet, kann darauf durch ein Fixiermittel festgelegt werden, wobei das Fixiermittel in der flüssigen Grundlage enthalten ist, weichletztere abdampft, nachdem das Blatt bzw. die Platte aus dem Bad entfernt worden ist.

In allen Fällen wurde gefunden, daß eine stark verbesserte Fotografie mit voller Tönung erzielt wird durch Verwenden einer Entwicklungselektrode, d.h. einer geerdeten Leiterplatte bzw. -rolle, welche in die unmittelbare Nachbarschaft des elektrischen Abbildes der sensibilisierten Platte bzw. des Blattes gebracht ist, wobei der Toner (naß oder trocken) zwischen die sensibilisierte Oberfläche und die Entwickler-

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elektrode zwischengeschichtet wird. Dies schaltet den "Kanteneffekt" und "Hohlbildeffekt" aus, welcher erhalten werden kann, wenn keine Entwicklerelektrode verwendet wird.

Die Einrichtung zum Fixieren des Druckmediums auf der Oberfläche besteht vorzugsweise aus Rollen oder dergleichen, welche einen Teil des Auslasses im Kameragehäuse bilden, zum Zusammenpressen des Blattes bzw. der Platte, welche die besagte Oberfläche aufweist, wenn sie durch diesen Auslaß hindurchtritt.

Die besagte Oberfläche kann mit einem lichtempfindlichen überzug wie etwa Zinkoxyd überzogen sein. Wo getrennte Blätter bzw. Platten verwendet werden, besitzen diese vorzugsweise die gleiche Größe wie der endgültige Druck, der aus der elektrostatischen Kamera erhalten wird. Es kann aber auch eine Papierrolle oder Filmrolle verwendet werden, welche nach der Belichtung durch das Gehäuse gezogen werden kann, um den Rollenabschnitt freizulegen, welcher aufgeladen und belichtet worden ist und vorzugsweise ist eine Einrichtung zum Abschneiden dieses Abschnittes von der Rolle vorgesehen, nachdem der Abschnitt aus dem Gehäuse gezogen worden ist. Der restliche Teil der Rolle kann so, bereit für künftigen Gebrauch, im Gehäuse belassen werden. Die Rolle kann aber auch bzw.zusätzlich längs ihrer Länge perforiert sein und zwar in Abständen, welche der Länge jedes Abschnittes entsprechen, welcher belichtet werden soll, so daß "Drucke" abgezogen werden können.

Bei einer anderen Ausführungsform der Erfindung kann die besagte Oberfläche aus einer dauerhaften Platte bzw. einem flexiblen Band bestehen, welches mit einer Schicht reaktionsfähigen Materials überzogen ist, wobei dieses Material bei elektrischer Aufladung lichtempfindlich wird (wie etwa Cadmiumsulfid oder Selen) und auf welchem ein elektrisches Abbild

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gebildet wird, das dem darauffallenden Lichtbild entspricht. Dieses kann in eine Fotografiekopie umgewandelt werden, indem man zunächst Druckmedium darüber verteilt, so daß das Druckmedium veranlaßt wird, den aufgeladenen Regionen auf der Oberfläche der Platte bzw. des Bandes anzuhaften, welche nach der Belichtung verbleiben; und es ist eine Einrichtung vorgesehen, um zumindest etwas von dem anhaftenden Druckmedium zu veranlassen, von dieser Oberfläche auf ein Blattmaterial wie Papier oder Film übertragen zu werden; und es ist eine Einrichtung vorgesehen zum Fixieren des Druckmediums auf dem Blatt zum Erzeugen des dauerhaften elektrostatischen Druckes auf diesem.

Bei einer anderen Ausführungsform, welche ebenfalls einen überzug reaktionsfähigen Materials auf einer Platte oder einem Band beinhaltet, auf welchem ein einem Lichtbild entsprechendes elektrisches Ladungsmuster durch elektrisches Aufladen des Überzuges und anschließendes Belichten der geladenen Oberfläche gebildet werden kann, ist eine Einrichtung vorgesehen, um das elektrische Abbild zu veranlassen, auf ein sensibilisiertes Blattmaterial übertragen zu werden, beispielsweise auf Papier, welches z.B. mit Zinkoxyd überzogen ist; und es ist eine Einrichtung vorgesehen zum Aufbringen von Druckmedium auf die Oberfläche des sensibilisierten Blattmaterials, welches das Ladungsmuster trägt, das sich aus der Belichtung ergibt, sowie zum Fixieren des Druckmediums auf diesem.

Wenn auch die Einrichtung zum Aufbringen elektrischer Ladung auf die besagte Oberfläche innerhalb des Gehäuses aus irgendeiner zweckmäßigen EHT-Quelle bestehen kann, so besteht doch gemäß einem bevorzugten Merkmal der Erfindung die Einrichtung zum Aufladen der Oberfläche aus einem kristallpiezoelektrischen EHT-Generator, bei welchem die EHT-Spannung durch Drücken des piezoelektrischen Kristalls erzeugt wird. Die gedrungene Beschaffenheit dieser Art an EHT-Generatoren erlaubt deren Einpassung innerhalb des Gehäuses einer elektrostatischen Kamera.

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Bekanntlich wird eine gleiche Spannung entgegengesetzterλ Polarität erzeugt, wenn die Druckkräfte auf einem piezoelektrischen Kristall aufgehoben werden. Von dieser gleichen Spannung entgegengesetzter Polarität kann man Gebrauch machen durch Schaffen einer Einrichtung in der Kamera zum Aufbringen dieser Spannung entgegengesetzter Polarität auf die umgekehrte Seite eines flachen Blattes, welches in Kontakt gebracht wurde mit dem elektrisch geladenen Abbild mit anhaftendem Druckmedium. Die übertragung des Druckmediums von dieser Oberfläche zum flachen Papier wird dadurch gesteigert.

Zweckmäßig wird besagte Oberfläche zunächst von einer Elektrode elektrisch aufgeladen, welche vor dieser Oberfläche an einer Stelle zwischen der Linse und der Oberfläche liegt, wobei die Elektrode mit einem Ausgangsanschluß eines EHT-Generators verbunden ist, welcher sich innerhalb des Gehäuses befindet. Die Elektrode besteht typischerweise aus einem nadelähnlichen Leiter, welcher an das obere Ende einer leitenden Halterung angeschlossen ist, die direkt mit dem einen Ausgangsanschluß des EHT-Generators in Verbindung steht, wobei dessen anderer Anschluß vorzugsweise geerdet ist bzw. mit Masse verbunden ist. Sofern nicht in den Generator einverleibt, ist außerhalb des Generators ein Gleichrichter vorgesehen, um zu gewährleisten, daß Ladung nur einer Polarität die Elektrode erreicht. Im Falle eines kristallpiezoelektrischen Generators kann der Gleichrichter ein Schalter oder eine gleichrichtende Diode sein.

Zweckmäßigerweise befindet sich die hadelähnliche Elektrode auf der Achse des optischen Systems an einem Punkt längs dieser, um eine Schattierung außerhalb des Brennpunktes auf einem Minimum zu halten, wobei solche Schattierung auf der Oberfläche auftreten kann infolge der Anwesenheit der Nadelelektrode vor dieser Oberfläche.

Wo es wichtig ist, auf dieser Oberfläche eine Ladung zu erzeugen, welche so einheitlich wie möglich ist, über zumindest

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den Oberflächenbezirk, auf welchen das optische Abbild fallen soll, kann ein elektrisch leitfähiger Rahmen gerade vor dieser Oberfläche auf deren gleicher Seite angebracht sein, wo die die Glimmentladung erzeugende Elektrode sich befindet, so daß die Ionisierung von der Glimmentladung durch den Rahmen hindurchgehen muß, um die Oberfläche zu erreichen, und der Rahmen wird auf dem gleichen elektrischen Potential und der gleichen Polarität gehalten wie die Oberfläche.

Eine bevorzugte Gestalt für den Rahmen ist eine rechteckige Schleife mit etwa den gleichen Abmessungen wie die Längen- und Breiteabmessungen der Oberfläche, welche dem Lichtbild ausgesetzt werden soll.

Der Vorteil des rechteckigen Rahmens bzw. der Schleife wird voll realisiert, wenn der Entladungspunkt der Elektrode sich in einem Abstand von der Oberfläche befindet, welcher, gemessen längs der Senkrechten zur Oberfläche von der Elektrode, ungefähr gleich ist dem mittleren Abstand zwischen dem Entladungspunkt der Elektrode und dem Rahmen, so daß eine gleiche Anziehung von der Mitte der Oberfläche wie von dem Rahmen bei Massepotential besteht.

Wo ein rechteckiger leitfähiger Rahmen gerade vor dieser Oberfläche verwendet wird, wird die Abmessung des rechteckigen Rahmens so gewählt, daß er gerade größer ist als die Abmessungen eines Fensters an der gleichen Stelle wie der rechteckige Rahmen, durch welches geradlinig sich bewegende Ionen von der Glimmentladung soeben die äußersten Enden dieser Oberfläche erreichen können, ohne die Kanten des Fensters zu berühren .

Das Papier bzw. die Platte bzw. das Band können aber auch aufgeladen werden mittels eines sehr feinen Drahtes, welcher über die Breite in geringem Abstand davor ausgestreckt ist, wobei der Draht beim Anliegen einer hohen Spannung eine Glimmentladung erzeugt, welche das sensibilisierte Papier, die Platte

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bzw. das Band über einen engen Bezirk auflädt, welcher sich in einem engen Band bzw. Bereich über die Oberfläche in der Nachbarschaft des Ladungsdrahtes erstreckt. Um den ganzen Bezirk aufzuladen, kann das Papier, die Platte oder das Band am Draht·vorbeibewegt werden während die Ladung aufgebracht wird, oder der Draht selbst kann in bezug auf das Papier usw. bewegt werden. Diese mechanische Bewegung kann erreicht werden bzw. in Betrieb gesetzt werden von der Verbindung her, welche gebraucht wird, um die EHT-Quelle bzw. Hochspannungsquelle zu betätigen.

Wo die besagte Oberfläche aus einem Blatt opaken, sensibilisierten Papieres besteht, auf welchem ein Fotokopiedruck direkt gebildet werden soll, ist das optische System der Kamera vorzugsweise so modifiziert, daß ein umgekehrtes reelles optisches Abbild auf dieser Oberfläche erzeugt wird zur Lieferung einer korrekten Darstellung des Anblickes, welcher sich der Kameraoptik bietet. Typischerweise kann man eine zusätzliche Linse bzw. ein Prisma verwenden.

Wo die Oberfläche, auf welcher das optische und elektrische Abbild gebildet werden, aus einer sensibilisierten Platte bzw. Band besteht, auf welchem ein elektrisches Zwischenabbild erhalten wird, welches unter Anwendung einer Ladungsübertragungstechnik auf ein Blatt einfachen Papieres bzw. Filmes übertragen wird (oder auf welchem ein Zwischendruck erhalten wird durch Abscheiden eines Druckmediums, welches dann direkt auf ein Blatt einfachen Papieres oder Filmes übertragen wird), ist keine Umkehrung des optischen Bildes erforderlich, weil beim übertragen des Zwischenbildes bzw. -druckes auf.· das einfache Papier bzw. den Film eine angemessene Umkehrung des Abbildes erzielt wird, so daß der endgültige Druck auf dem einfachen, flachen Papier oder Film, welcher nach einer übertragung der Ladung bzw. des Druckmediums erhalten wird, richtig herum ist.

Ein Raster aus einem transparenten Blatt, auf welchem eine große Anzahl sehr kleiner, opaker Punkte in gleichem Abstand

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voneinander gebildet sind, kann vor der besagten Oberfläche eingesetzt werden und vor der Belichtung mit dem Abbild läßt man im wesentlichen einheitliches Licht auf diese Oberfläche durch das transparente Blatt hindurch fallen. Die Wirkung des einfallenden, einheitlichen Lichtes auf die geladene Oberfläche besteht in einer Herabsetzung der Ladung in den Bezirken zwischen den auf die Oberfläche projizierten, opaken Punkten, wodurch eine große Anzahl winziger, isolierter Ladungsbezirke auf der Oberfläche verbleibt. Ein nachfolgendes Belichten nach dem Entfernen des Rasters zerstreut die Ladung auf jedem der Punkte bis zu einem Ausmaß, welches von der einfallenden Lichtmenge bestimmt wird und dies verursacht die Ausbildung eines elektrischen Abbildes, welches aus einer großen Anzahl geladener Teilbezirke besteht. Der Vorteil dieser Arbeitsweise besteht darin, daß die Neigung des Stattfindens von Ladungswanderung von Regionen hoher Aufladung zu Regionen geringer Aufladung (während und nach der Belichtung) wesentlich vermindert ist, weil das elektrische Abbild in eine große Anzahl winziger Teilbezirke aufgebrochen ist, von denen jeder Bezirk, für sich betrachtet, als solcher mit einheitlichem Potential angesehen werden kann, welcher wegen seiner Trennung von benachbarten Bezirken, wenig Neigung besitzt, sich nach Bezirken niedrigeren Potentials hin zu entladen.

Vorzugsweise ist eine Einrichtung vorgesehen zum automatischen Einsetzen des transparenten Rasters vor der besagten Oberfläche innerhalb des Kameragehäuses, und zum automatischen Entfernen des Rasters nach einer anfänglichen Belichtung mit einheitlichem Licht, wonach das Lichtabbild auf der Oberfläche fokussiert wird.

Wie bereits erwähnt, unterstützt bei einigen Anwendungen eine zweite Ladung entgegengesetzter Polarität das Übertragen eines elektrischen Zwischenladungsmusters oder eines anhaftenden Druckmediums von dieser Oberfläche auf einfaches Papier. In dem Fall, wo der EHT-Generator eine piezoelektrische Energiequelle ist, welche aufeinanderfolgend Ladungen entgegengesetz-

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ter Polarität erzeugt, wenn die Quelle abwechselnd einer Druckkraft unterliegt und dann entspannt wird, ist eine Einrichtung vorgesehen zum Fördern von Ladung der einen Polarität zur Ladungselektrode und zum Fördern der Ladung entgegengesetzter Polarität zu einer Platte hinter der besagten Oberfläche während der übertragung von Ladung oder Druckmedium.

Es können zusätzliche oder wahlweise Einrichtungen geschaffen sein zum Speichern der Ladung unbenötigter Polarität während des Aufladens, so daß diese Ladung verfügbar ist beim Unterstützen der Übertragung von Ladung bzw. Druckmedium von der besagten Oberfläche auf flaches Papier während eines späteren Stadiums des Verfahrens.

Ein Strombegrenzungswiderstand kann zwischen einem piezoelektrischen EHT-Generator und der Ladungselektrode angeordnet sein, um die 15.000 Volt, welche von einem typischen piezoelektrischen EHT-Generator erzeugt werden, auf ungefähr 6000 Volt an der Elektrode herabzumindern, was für eine mit Zinkoxyd behandelte Oberfläche besser geeignet ist. Es wurde gefunden, daß der Wert eines solchen Widerstandes in der Größenordnung von 10 megohm liegt und Widerstände dieses Wertes haben den Brenneffekt, welchem man sonst begegnet, wesentlich herabgesetzt.

Das oben beschriebene Verfahren der Bildung einer elektrostatischen Fotografie umfaßt die Bildung einer elektrostatischen Aufladung über die Oberfläche eines Papierblattes oder einer Platte und das nachfolgende Belichten der aufgeladenen Oberfläche mit einem optischen Abbild des Objektes bzw. der Szene, welche fotografiert werden soll, so daß sich ein entsprechendes Ladungsmuster bildet, an welchem Druckmedium (Toner) unterschiedlich anhaftet, je nach den Bezirken, welche nach der Belichtung aufgeladen verbleiben. Es ist klar, daß bei einem ebenen und gleichmäßig ausgeleuchteten optischen Abbild, die Lichtintensität über den Bezirk des Abbildes einheitlich ist und das sich ergebende elektrische Ladungsmuster

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sollte nach dem Belichten ebenfalls einheitlich sein. Dies ist nur der Fall, wenn die elektrische Ladung anfangs ebenmäßig über die Oberfläche verteilt ist und die Herstellung eines solchen ebenmäßig aufgeladenen Bezirks ist in der Praxis schwierig.

Es ist bekannt, einen gestreckten Draht vor einer flachen Oberfläche anzuordnen und eines in bezug auf das andere zu bewegen, während man an den Draht eine Hochspannung anlegt, um einen großen Bezirk im wesentlichen einheitlicher Ladung über die Oberfläche hinweg zu erzeugen. Jedoch diese Annäherung ist nicht sehr geeignet für eine elektrostatische Kamera, wo Raumund Gewichtserfordernisse es unerwünscht machen, in den Raum den Mechanismus zum Erzeugen einer konstanten Hochspannung und einer relativen Bewegung aufzunehmen.

Eine Glimmentladungselektrode mit einem einzigen Punkt erzeugt ein radiales elektrisches Feld mit höchster Intensität in der Mitte und dies führt dazu, daß nur ein relativ kleiner, kreisförmiger Ladungsbezirk auf der Oberfläche erhalten werden kann, wenn nicht Vorkehrungen getroffen sind, wie das Schaffen einer Rahmenelektrode rings um den Abbildungsbezirk auf der Oberfläche, auf welche die Ladung aufgebracht wird, um eine ebenmäßigere Ladungsverteilung herbeizuführen.

Ein Steigern der Anzahl der Einpunktelektroden bringt tatsächlich keine Hilfe, weil jede Elektrode ihr eigenes, lokales elektrisches Feld erzeugt und es bildet sich ein Gitter neutraler Zonen aus wegen der polaren Gegenüberstellung der benachbarten Felder gleicher Polarität.

Erfindungsgemäß soll daher bevorzugt eine einfache und nicht aufwendige Vorrichtung geschaffen werden zum Kompensieren der nichteinheitlichen elektrischen Ladung, welche von einer Einpunkt-Glimmentladungselektrode ausgestreut wird.

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Gemäß einem welter bevorzugten Merkmal der Erfindung wird dies erreicht durch Einsetzen einer opaken Sperre zwischen das fokusslerende Linsensystem einer elektrostatischen Kamera und die Oberfläche, auf welcher das Abbild gebildet werden soll, wobei die Sperre eine öffnung besitzt, deren Gestalt und Abmessung so gewählt 1st, daß, zusammen mit den bestehenden Unvollkommenheiten des fokussierenden Linsensystems, die Variation der Lichtintensität über diese Oberfläche, wenn diese von einem einheitlich erleuchteten ebenen Abbild beleuchtet wird, ähnlich ist der Variation der elektrischen Ladungsintensität über die gleiche Oberfläche von einer Einpunkt-Glimmentladungselektrode, welche sich vor der Oberfläche befindet.

Wo die Variation der optischen Intensität ebenfalls radial ist und in allen Richtungen von der Achse im wesentlichen einheitlich ist, ist die öffnung vorzugsweise kreisförmig, obgleich infolge gesteigerter Weglänge zu den Eckenregionen einer rechteckigen Abbildoberfläche, eine öffnung als günstig befunden werden mag, welche mehr rechteckig als kreisförmig ist.

Die öffnung kann eine öffnung in einem Metallblech oder in Kunststoff sein, oder sie kann eine transparente Region in einem sonst opaken Blatt sein.

Der Erfolg dieses Merkmales liegt in der Tatsache, daß durch Herabsetzen der Lichtstärke im gleichen Ausmaß, wie die Ladungsstärke in den äußeren radialen Regionen herabgesetzt ist, die einfallende geringere Lichtstärke den gleichen Entladungseffekt auf die niedriger geladenen Regionen ausübt, wie eine höhere Lichtstärke, welche in die zentralen, höher aufgeladenen Regionen einfällt.

Die axiale Stellung der öffnung wird so gewählt, daß die öffnung auf der Oberfläche keine Schattierung oder ein Abbild im Brennpunkt bildet, sondern lediglich die Lichtmenge herabsetzt, welche vom fokussierenden Linsensystem zu den radial äußeren

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Regionen der Brennebene wandert.

Vorzugsweise ist eine Einrichtung vorgesehen zum Einstellen sowohl der Gestalt der öffnung als auch der axialen Lage der öffnung, so daß endgültige Einstellungen vorgenommen werden können unter Anwendung eines einheitlich ausgeleuchteten Feldes zur Erzeugung der einheitlichsten entladenen Fotokopie. Die Einstellungen werden vorzugsweise während der Herstellung vorgenommen, weil sie, einmal durchgeführt, während des Gebrauchs nicht verändert zu werden brauchen.

Dieses Merkmal in Kombination mit den anderen oben beschriebenen Merkmalen, erlaubt das Herstellen relativ großflächiger Kopiefotografien unter Verwendung einer Einpunkt-Glimmentladungselektrode und einer transportablen Hochspannungsquelle wie etwa einer kristallpiezoelektrischen Quelle oder einem elektronischen Kondensatorentladungsschaltkreis.

Die Erfindung sei nunmehr beispielhaft unter Bezugnahme auf die anliegenden Zeichnungen beschrieben.

Fig. 1 ist eine schematische Darstellung der Prinzipien elektrostatischer Aufladung, welche in der erfindungsgemäßen Kamera angewandt werden;

Fig. 2 veranschaulicht schematisch eine Verbesserung zum Anpassen an die Grundkamera, deren Prinzip in Fig. 1 gezeigt ist;

Fig. 3 ist eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Kamera;

Fig. 4 ist eine Schnittansicht durch eine erfindungsgemäße Kamera;

Fig. 5 1st ein Schnitt durch eine andere erfindungsgemäße Kamera; und

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Fig. 6 ist eine Draufsicht auf die Sperreinrichtung, welche in die Kamera der Fig. 5 eingepaßt ist.

Wie in Fig. 1 gezeigt, wird Licht, welches in eine Kamera eintritt, mittels einer Linse 10 auf eine Fotoaufnahmeplatte oder ein Blatt fotoaufnahmefähigen Papiers 12 oder dergleichen fokussiert, so daß sich auf dem Papier 12 ein fokussiertes Abbild bildet.

Ein (nicht gezeigter) Verschlußmechanismus ist geschaffen zur Regelung der Dauer des Lichtdurchganges in die Kamera und es ist eine (ebenfalls nicht gezeigte) Blende vorgesehen zum !Bestimmen des Linsenbezirkes, durch welchen Licht hindurchtreten kann, also, für eine festgelegte Arbeitsgeschwindigkeit des Verschlusses, zum Bestimmen der Lichtmenge, welche in die Kamera eintritt.

Die Platte bzw. das Papier 12 wird elektrostatisch aufgeladen durch den Punktentladungseffekt von einer hadelähnlichen Elektrode 14, welche mit der einen Ausgangselektrode eines Hochspannungs-kristallpiezoelektrischen Generators, welcher allgemein mit 16 bezeichnet ist, elektrisch verbunden ist. Die andere Elektrode des Generators ist mit Masse verbunden, ebenso wie die Platte bzw. das Papier 12.

Die Methode des Benutzens einer Kamera, welche nach dem Prinzip gemäß Fig. 1 arbeitet, besteht in dem Betätigen des kristallpiezoelektrischen Generators zur Erzeugung eines Hochspannungsimpulses angemessener Polarität zum Erzeugen einer elektrostatischen Entladung für das Aufladen der Oberfläche der Platte bzw. des Papieres 12, wobei die Ladung entweder positiv oder negativ sein kann. Wenngleich nicht gezeigt, ist eine Einrichtung vorgesehen zum Entfernen der Entladung nicht benötigter Polarität aus dem kristallpiezoelektrischen Generator, so daß anstatt des Entladens der Oberfläche der Platte bzw. des Papieres, wie dies der Fall wäre, wenn elektrostati-

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sehe Ladungen gleicher und entgegengesetzter Polarität angelegt würden, die Platte bzw. das Papier 12 Über mindestens einen Teil seiner Oberfläche in im wesentlichen einheitlicher Weise mit einer Ladung der einen oder der anderen Polarität angemessen aufgeladen wird. Nach dem Aufladen der Platte bzw. des Papieres 12 wird der Verschluß betätigt, um zeitweilig Licht einzulassen zur Bildung eines fokussierten Abbildes auf der Platte bzw. auf dem Papier. Das optische Abbild wird in ein elektrisches Abbild umgewandelt infolge der Entladungswirkung des Lichtes, so daß ein elektrisches Abbild hinterbleibt, bei welchem die Dunkelbezirke des optischen Abbildes durch Regionen hoher Polarität ersetzt sind, wohingegen hell erleuchtete Regionen und weiße Regionen des Abbildes nach dem Belichten geringe bzw. keine Polaritätsladung besitzen.

Das elektrische Ladungsmuster wird umgewandelt in eine sichtbare Fotokopie durch Aufbringen von Toner auf die Oberfläche der Platte bzw. des Papieres 12 in bekannter Weise und durch Entwickeln des so erhaltenen Fotokopiedruckes.

In der Praxis wurde gefunden, daß eine gemäß dem Grundprinzip der Fig. 1 konstruierte Kamera eine ziemlich uneinheitliche elektrische Ladung auf der Oberfläche der Platte bzw. des Papieres 12 besitzt; Fig. 2 zeigt schematisch, wie eine einheitlichere Ladung auf der Oberfläche der Platte bzw. des Papieres 12 erhalten werden kann. Dies wird erreicht durch Anbringen eines leitfähigen Rahmens 18 vor der Platte bzw. dem Papier 12, sowie dadurch, daß man die Punktentladungselektrode 14 sich durch den Rahmen hindurch auf die Platte bzw. das Papier 12 entladen läßt. Der Abstand zwischen dem Entladungspunkt 20 und dem Zentralpunkt 22 der Platte bzw. des Papieres 12, ist gleich dem Abstand zwischen dem gleichen Punkt 20 und dem Mittelpunkt 24 entweder der unteren horizontalen Schiene des leitfähigen Rahmens 18 (wie gezeigt) oder der oberen horizontalen leitfähigen Schiene des Rahmens 18. Man findet, daß durch Einverleiben eines leitfähigen Rahmens 18, wie in Fig. 2 gezeigt, die elektrische Ladung, welche auf der Platte bzw. dem Papier durch eine Einpunkt-Entladungselektrode 14 gebildet wird, im

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wesentlichen einheitlich ist und beträchtlich einheitlicher ist, als man sie unter Verwendung einer Vorrichtung nach dem in Fig. 1 dargestellten Grundkonzept der Erfindung erhält.

Die Fig. 3 veranschaulicht etwas schematisch die wesentlichen Teile einer erfindungsgemäßen Kamera. In der Zeichnung sind diejenigen Teile, welche der unter Bezugnahme auf die Fig. 1 und 2 gezeigten und beschriebenen Vorrichtung gemeinsam sind, mit den gleichen Bezugszahlen versehen.

Eine in Fig. 3 gezeigte Vervollkommnung umfaßt die Schaffung einer Gleichrichterdiode 26, welche zwischen dem Hochspannungs-Äusgangsanschluß des kristallpiezoelektrischen Generators 16 und Masse bzw. Erde angeschlossen ist. Vom Hochspannungsende der Diode 26 wird das Potential zur Entladungselektrode 14 über einen Ballastwiderstand 28 geleitet.

Wo das aktivierende Material auf der Platte bzw. dem Papier 12 aus Zinkoxyd besteht und der kristallpiezoelektrische Generator eine typische Spannung von ungefähr 15.000 Volt bei offenem Stromkreis entwickelt, beträgt der Wert des Ballastwiderstandes 28 ungefähr 10 megohm.

Die Anwesenheit der Diode 26 dient dazu, eine der Spannungsspitzen vom kristallpiezoelektrischen Generator zu eliminieren, wenn letzterer betätigt wird, und um die andere Spannungsspitze angemessener Polarität zu belassen.

Die Schaffung des Widerstandes 28 schafft den verfügbaren Strom, welcher zur Elektrode 14 fließt und dieser kann hinsichtlich der Erzeugung des Brenneffektes reguliert werden, weichletzterer auf der sensibilisierten Fotoaufnahmeplatte bzw. dem Papier 12 auftreten kann, wenn man ein zu hohes Entladungspotential anwendet .

Fig. 4 zeigt, wie die Vorrichtung, welche zunächst zum elektrostatischen Aufladen des Papieres benötigt wird und dann zum

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Entwickeln eines elektrostatischen Abbildes auf dem Papier benötigt wird, innerhalb eines normalen Kameragehäuses eingepaßt werden kann. Zu diesem Zweck ist ein Gehäuse mit 30 bezeichnet, welches eine Linse 32 an der Vorderseite des Gehäuses aufweist. Ein Verschluß 35 und eine einstellbare Blende 37 (beispielsweise eine Irisblende) normaler Form, befinden sich im Vorsprung des Gehäuses. Eine Umkehrlinse 39 ist zwischen der Linse 32 und der Rückseite der Kamera angeordnet.

Innerhalb des Kamerakörpers befindet sich ein piezoelektrischer Spannungsgenerator 16, welcher, wie in Fig. 3 gezeigt, durch einen Hebelmechanismus 36 betätigt wird. Der Hebelmechanismus 36 steht vorzugsweise in Verbindung mit dem (nicht gezeigten) Mechanismus zum Steuern des öffnens des Verschlusses 35/ so daß das elektrostatische Potential, welches zum Aufladen eines Blattes fotoempfänglichen Papieres 40 benötigt wird, soeben vor dem öffnen des Verschlusses zugeführt witd.

Eine Rolle an mit Zinkoxyd überzogenem Papier 38 ist an der Rückseite des Kameragehäuses 30 anstelle der Rolle herkömmlichen, sensibilisierten Filmes vorgesehen, und die Zinkoxydoberfläche wird mit dem Lichtbild belichtet, welches von der Linse 32 gebildet wird. Zu diesem Zwecke ist die Zinkoxydoberfläche quer über die Rückseite des Kameragehäuses 30 gestreckt.

Anstelle direkt aus dem Gehäuse herauszugehen, läuft das fotoempfängliche Papier um eine Rolle 42, welche in Vorwärtsrichtung durch eine Feder belastet ist, so daß die Rolle eine öffnung in der Wandung eines Tonerbades abschließt, welches im Gehäuse gebildet ist und die Bezugszahl 44 trägt. Damit keine Beeinträchtigung des Ladungsmusters erfolgt, besteht die Wandung aus elektrisch isolierendem Material. Das Papier 40 wird leicht zwischen der Rolle 42 und den vertikalen Kanten der öffnung in der Wandung des Tonerbades 44 festgehalten. Das Tonerbad kann trockenes Tonerpulver oder eine Suspension von Toner in einer flüssigen Lösungsmittelgrundlage oder eine

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Aufschlämmung von Toner und Flüssigkeit enthalten.

Nach dem Gehen des Papieres um die Rolle 42 herum, erstreckt sich das Papier zwischen einem Paar Quetschrollen 46, wonach das Papier durch eine längsgestreckte öffnung 48 in der Seite des Gehäuses 30 hindurchgeht.

Nach dem Aufladen eines Stückes frischen Papieres 40 und nach dem Einwirkenlassen eines Lichtbildes, wird das Papier, welches nunmehr eine elektrostatische Version des Lichtbildes trägt, langsam durch das Tonerbad hindurch gezogen, indem man die freiliegende Kante des Papieres, welche die Bezugszahl 50 trägt, abzieht. Nach einem vorbestimmten Abstand, welcher ausreicht, um die belichtete Papierregion zu veranlassen, vollständig durch das Tonerbad hindurchzugehen und vollständig frei außerhalb der öffnung 48 zu liegen, wird das Papier, welches aus der Kamera herausgezogen ist, längs einer gezackten Kante 49 auf einem Vorsprung auf der einen Seite der öffnung 48 abgerissen, so daß eine kurze Länge des Papieres freiliegend bleibt und aus der öffnung 48 vorspringt, um das Herausziehen des Papieres nach der nächsten Belichtung zu erleichtern. Man findet, daß das Papier, welches durch die öffnung 48 gezogen worden ist, eine elektrostatische Fotokopie bzw. Fotografie des Abbildes trägt, welches auf dem Papier durch die Linsen 32 und 39 gebildet worden ist.

Ein (nicht gezeigter) Abschneider kann zusammenhängend mit dem Gehäuse oder als getrennte Hilfseinrichtung vorgesehen sein, um den Papierüberschuß an der Führungsseite jeder Fotografie bzw. Fotokopie zu entfernen.

Die Fig. 5 und 6 veranschaulichen eine Ausführungsform der Erfindung, welche ein Raster aufweist zum Kompensieren des radialen Ladungsmusters, welches sich aus einer Einpunkt-Entladungselektrode wie etwa 14 ergibt. Das Raster besteht aus

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einem transparenten Blatt 52 (siehe Fig. 6) mit einer Anzahl Punkte 54, welche aufgedruckt oder in anderer Weise aufgebracht sind und welche in der Nähe der Kanten dichter gepackt sind und in der Zentralregion 56 des Blattes 52 vollständig fehlen. Das Blatt befindet sich in einer Hülle 58 an einer Seite des Kameragehäuses und kann aus der Hülle in die in Fig. 5 gezeigte Stellung geschoben werden, um eine Stellung auf der Achse des Linsensystems 32, 39 zu besetzen. Die Wirkung besteht in einem Herabmindern der Lichtmenge, welche die äußeren Regionen des Bezirks des belichteten Filmes 40 bei öffnen des Verschlusses erreicht, verglichen mit der Lichtmenge, welche das Zentrum dieses Bezirkes (von einem einheitlich erleuchteten Feld) erreicht. Das Abfallen ist so gewählt, daß. es so dicht wie möglich dem Abfallen der elektrischen Entladungsintensität über den gleichen Bezirk entspricht, wenn der Bezirk dem elektrischen Feld von einer Einpunkt-Glimmentladungselektrode unterworfen wird.

Die Hülle 58 gestattet das Einsetzen eines zweiten Blattes zur Steigerung der Punktdichte in den Randregionen. Die Hülle gestattet aber auch das Einsetzen eines unterschiedlichen Blattes mit einer geringeren Punktdichte, so daß die beste Anpassung zwischen dem Abfall des elektrischen Feldes und dem Abfall der Lichtintensität durch Experiment erzielt werden kann, wobei man einen einheitlich erleuchteten Bezirk als Objekt verwendet, welches auf dem Film 40 fokussiert werden soll.

Unter bestimmten Umständen kann die Zentralregion 56 einfach aus einer öffnung in einer opaken bzw. halbtransparenten Platte bestehen, wie dies in Fig. 7 gezeigt ist. Hier besteht das Blatt aus einer opaken Platte 60, beispielsweise aus Metall oder Kunststoff, mit einer zentralen, im allgemeinen kreisförmigen öffnung 62.

Patentansprüche

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Claims

Patentansprüche

1. Transportable elektrostatische Kamera mit einem lichtdichten Gehäuse, mit einer Oberfläche innerhalb des Gehäuses, mit einer Blende zum Einlassen von Licht unter Bildung eines optischen Abbildes auf der Oberfläche innerhalb des Gehäuses, und mit einem Verschluß zum Regeln des Lichtdurchganges auf die Oberfläche unter Bildung eines optischen Abbildes auf dieser, gekennzeichnet durch eine Elektrode (14) vor der Oberfläche zwischen der Blende und der Oberfläche (12, 40) zum elektrischen Aufladen der Oberfläche vor der Bildung des optischen Abbildes auf dieser, wobei das optische Abbild die Ladung modifiziert unter Bildung eines elektrischen Abbildes, welches dem optischen Abbild entspricht; und gekennzeichnet durch eine Einrichtung (42 > 44) innerhalb des Gehäuses zum Aufbringen eines Druckmediums auf besagte Oberfläche zum Pesthalten auf dieser in Abhängigkeit von der Höhe der elektrischen Ladung, welche an verschiedenen Punkten über die Oberfläche hinweg verbleibt.

2. Kamera nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberfläche (40) aus einem Blatt sensibilisierten Papieres oder Filmes besteht.

3. Kamera nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberfläche (40) aus einer sensibilisierten Platte besteht.

4. Kamera nach Anspruch 1, 2 oder 3, gekennzeichnet durch eine Einrichtung (46) innerhalb des Gehäuses zum Fixieren des Druckmediums auf denjenigen Bezirken der Oberfläche, an denen das Druckmedium infolge der Anwesenheit von Ladung anhaftet.

5. Kamera nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeich- P 85/4 809842/1085

ORIGINAL INSPECTED

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net durch eine zusätzliche Elektrode innerhalb der Kamera und dicht an der Oberfläche, auf welcher das elektrische Abbild gebildet wird, zur Unterstützung beim übertragen von Druckmedium auf die Oberfläche.

6. Kamera nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die zusätzliche Elektrode, welche sich dicht an der Oberfläche befindet, während das Druckmedium auf diese übertragen wird, bei einer Polarität gehalten wird, welche entgegengesetzt ist der Polarität der Elektrode (14).

7. Kamera nach Anspruch 1 bis 6, gekennzeichnet durch eine Rolle aus Papier bzw. Film (38) , welche sich innerhalb des Gehäuses (30) befindet mit einem Rollenabschnitt,welcher die besagte Oberfläche (40) innerhalb des Gehäuses ausmacht, und einem weiteren Abschnitt (50), welcher durch eine öffnung im Gehäuse hindurch vorspringt, damit das Papier bzw. der Film nach dem Belichten von der Rolle abgezogen werden kann.

8. Kamera nach Anspruch 7, gekennzeichnet durch eine Einrichtung (49) zum Abschneiden des Papieres bzw. Filmes, nachdem letzterer durch das Gehäuse hindurch gezogen worden ist, zum Freigeben des Abschnittes, welcher aufgeladen, belichtet und entwickelt worden ist.

9. Kamera nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, daß die darin enthaltene Papierrolle (38) perforiert oder in anderer Weise längs ihrer Länge in Abständen teilgeschnitten ist, wobei der Abstand zwischen jeder Perforierung der Länge jedes Abschnittes entspricht, welcher belichtet werden soll, zusammen mit einem weiteren Abschnitt, so daß belichtete und entwickelte Abschnitte der Papier- bzw. Filmrolle abgerissen oder in anderer Weise von der restlichen Rolle nach dem Belichten und Entwickeln abgetrennt werden können.

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10. Kamera nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberfläche aus einer dauerhaften Platte (12) oder einem flexiblen Band besteht, welches vollständig im Gehäuse enthalten ist, und welches mit einer Schicht reaktionsfähigen Materials überzogen ist, wobei das Material bei elektrischer Aufladung fotoempfindlich wird und auf ihm ein elektrisches Abbild gebildet wird, welches dem eingefallenen Lichtbild entspricht.

11. Kamera nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß das reaktionsfähige Material Cadmiumsulfid oder Selen ist.

12. Kamera nach Anspruch 10 oder 11, gekennzeichnet durch eine Einrichtung zum Verteilen von Druckmedium auf die elektrisch geladene fotoempfindliche Oberfläche der dauerhaften Platte bzw. des flexiblen Bandes, damit Druckmedium an den aufgeladenen Regionen der Oberfläche der Platte bzw. des Bandes anhaftet; ferner gekennzeichnet durch eine Einrichtung, um wenigstens etwas des anhaftenden Druckmediums zu veranlassen, um von dieser Oberfläche auf ein Blattmaterial (38) wie Papier oder Film übertragen zu werden, welches damit in Anlagerung gebracht wird; und gekennzeichnet durch eine Einrichtung (46) zum Fixieren des Druckmediums auf dem Blatt zum Erzeugen eines dauerhaften elektrostatischen Druckes.

13. Kamera nach Anspruch 10 oder 11, gekennzeichnet durch eine Einrichtung zum Inberührungbringen sensibilisierten Blattmaterials mit dem elektrischen Ladungsabbild auf der Oberfläche (12), damit das elektrische Ladungsmuster auf das sensibilisierte Blattmaterial übertragen wird; ferner gekennzeichnet durch eine Einrichtung (42, 44) zum Aufbringen von Druckmedium auf die Oberfläche des sensibilisierten Blattmaterials, welches das übertragene Ladungsmuster trägt; und gekennzeichnet durch eine Einrichtung (46) zum Fixieren des Druckmediums auf diesem.

14. Kamera nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß das

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sensibllisierte Blattmaterial aus mit Zinkoxyd überzogenem Papier besteht.

15. Kamera nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch einen kristallpiezoelektrischen Generator (16) innerhalb des Gehäuses; durch eine Einrichtung (36) zum Aktivieren des piezoelektrischen Generators zur Erzeugung einer Hochspannungsladung zum Aufbringen auf die Elektrode (14); und durch eine Einrichtung (26), welche sicherstellt, daß Ladung nur einer Polarität auf die Elektrode aufgebracht wird.

16. Kamera nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektrode (14) zum elektrischen Aufladen der Oberfläche innerhalb des Gehäuses eine Einpunkt-Entladungselektrode ist.

17. Kamera nach Anspruch 16, gekennzeichnet durch einen elektrisch leitfähigen Rahmen (18) , welcher gerade vor der Oberfläche (12) angebracht ist auf der gleichen Seite, auf der sich die Elektrode (14) befindet, zum Aufladen der Oberfläche in der Weise, daß die Ionisierung von der Elektrode durch den Rahmen gehen muß, um die Oberfläche zu erreichen, wobei der Rahmen (18) auf dem gleichen elektrischen Potential und der gleichen Polarität gehalten wird wie die Oberfläche.

18. Kamera nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch ein optisches System (32, 35, 37) mit einer zusätzlichen Linse (39) bzw. einem Prisma über und oberhalb der Linsen (32) , welche ein herkömmliches optisches Kamerasystem bilden, zum Erzeugen eines umgekehrten reellen optischen Abbildes auf der Oberfläche, so daß eine korrekte Darbietung des Anblickes, wie er sich der Kameraoptik darbietet, beim fertigen Fotokopiedruck erhalten wird. P 85/4

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19. Kamera nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch ein transparentes Blatt, auf welchem eine große Anzahl sehr kleiner, opaker, in gleichem Abstand voneinander befindlicher Punkte gebildet sind, wobei das Blatt dazu ausgebildet ist, vor dem Belichten vor der Oberfläche eingesetzt zu werden.

20. Kamera nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine im allgemeinen opake Sperre (52, 60) zwischen der Blende und der Oberfläche (40), auf welcher das Abbild gebildet werden soll, wobei die Sperre ein optisches Fenster (56, 62) aufweist, dessen Gestalt und Abmessung so ist, daß zusammen mit den bestehenden Unvollkommenheiten des optischen Systems (32, 35, 37), welches das Abbild bildet, die Variation der Lichtintensität über diese Oberfläche bei deren Beleuchtung von einem einheitlich erleuchteten, flachen Abbild, ähnlich ist der Variation der elektrischen Ladungsintensität über der gleichen Oberfläche von der Elektrode her.

21. Kamera nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß die Fenstersperre (52, 60) so einstellbar ist, daß die angemessenste Lichtverteilung über die Oberfläche von einem einheitlich erleuchteten Feld her erreicht werden kann.

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