DE1797620C2 - Elektrophoretophotographisches Abbildungsverfahren - Google Patents
Elektrophoretophotographisches AbbildungsverfahrenInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein elektrophoretophotographisches Abbildungsverfahren, bei dem eine photoelektrophoretische
Teilchensuspension auf eine Ladungen injizierende Elektrode aufgebracht wird, mit der freien
Oberfläche der Teilchensuspension eine Grenzflächenschicht aus einem elektrisch isolierenden Material in
Berührung gebracht wird, die Teilchensuspension sodann einem elektrischen Feld ausgesetzt und bildmäßig
belichtet wird, und bei dem die Grenzflächenschicht und die injizierende Elektrode sod&nn voneinander
getrennt werden.
In der NL-OS 65 09 617 wurde bereits ein elektrophoretophotographisches
Abbildungssystem beschrieben, mit dem Farbbilder unter Verwendung elektrisch
photoempfindlicher Teilchen hergestellt werden können. In einem solchen Abbildungssystem sind verschiedenfarbige
lichtabsorbierende Teilchen in einem elektrisch nichtleitenden flüssigen Träger suspendiert. Die
Suspension wird zwischen eine sogenannte Sperrelektrode und eine Ladungen injizierende Elektrode
eingebracht, von denen eine durchsichtig ist, und an die Elektroden wird eine Potentialdifferenz angelegt,
während die Suspension durch die durchsichtige Elektrode hindurch mit einem Bild belichtet wird.
Während diese Verfahrensschritte ausgeführt werden, findet eine selektive Teilchenwanderung in Bildkonfiguration
statt, wodurch zueinander komplementäre Bilder auf den beiden Elektroden erzeugt werden. Bei einer
ersten Art des Verfahrens wird das die Suspension während der bildmäßigen Belichtung durchsetzende
elektrische Feld dadurch erzeugt, daß als Sperrelektrode eine Platte verwandt wird, die auf ihrer der
Suspension zugewandten Seite aus einem elektrisch isolierenden Material besteht und auf ihrer Rückseite
mit einem elektrisch leitenden Belag versehen ist, an den die Potentialdifferenz zwischen der Sperrelektrode und
der injizierenden Elektrode angelegt werden kann. Bei diesem Verfahren wird eine speziell ausgebildete
Sperrelektrode benötigt, die verhältnismäßig teuer ist und deshalb für mehrere aufeinander folgende Bilderzeugungsschritte
verwandt wird. Um die Sperrelektrode wieder für einen neuen Abbildungsvorgang geeignet
zu machen, muß sehr gründlich gesäubert werden, da zurückbleibende Teilchen das nächstfolgende Bild
verschlechtern können.
In einer zweiten Art für die Durchführung des Verfahrens wurde auch bereits eine rollenförmige
Sperrelektrode verwandt, die aus einem Kern aus
ίο leitfähigeirii Material besteht, auf deren Oberfläche eine
Schicht uus einem elektrisch isolierenden Material aufgebracht ist Während der bildmäßigen Belichtung
wird die Sperrelektrode über die auf der injizierenden Elektrode: liegende Suspensionsschicht gerollt, während
eine Spannung zwischen der Sperrelektrode und der injizierenden Elektrode angelegt ist Bei diesem
Verfahren besteht gleichfalls die Notwendigkeit daß die Sperrelefcitrode nach jedem Abbildungsvorgang gründlich
gereinigt werden muß. Weiterhin ist es notwendig,
μ daß die !injizierende Elektrode während des Darüberrollens
der Sperrelektrode gut gehaltert sein muß, da sich ansonsten bei einer Bewegung der injizierenden
Elektrode: eine Unscharfe im abschließenden Bild ergibt Bei beiden Verfahrensarten ergibt sich ein sichtbares
Bild auF einer oder auf beiden Elektroden. Da die Elektroden jedoch verhältnismäßig kostspielig sind,
wird jeweils ein weiterer Übertragungsschritt benötigt, um das erhaltene Bild von einer Elektrode auf ein
Bildempfangsmaterial zu übertragen. Bei einem solchen Bildüberliragungsschritt ergeben sich jedoch häufig
Bildverschlechterungen.
Der vorliegenden Erfindung liegt nunmehr die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der eingangs erwähnten
Art anzugeben, das eine vereinfachte und verbilligte Durchführung bei gleicher oder verbesserter Bildqualität
gestattet.
Diese Aufgabe wird bei einem Abbildungsverfahren der eingangs erwähnten Art erfindungsgemäß dadurch
gelöst, cl;aß als Grenzflächenschicht eine elektrisch isolierende Folie auf die Teilchensuspension aufgebracht
wird und daß zur Erzeugung des elektrischen Feldes aiii die der Teilchensuspension abgewandte Seite
der Folie gleichförmig eine elektrostatische Ladung aufgebracht wird.
Die Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist vereinfacht, da eine Elektrode verwandt werden
kann, die üo billig ist, daß sie nur jeweils während einer Abbildung verwandt wird. Es entfällt damit der
umständliche und zeitraubende Schritt einer Reinigung
so der Spenrelektrode. Weiterhin kann mit dem neuen Verfahren bei Verwendung einer ausreichend dünnen
Grenzflädienschicht erreicht werden, daß sich durch die
elektrostatische Aufladung der Rückseite dieser Grenzflächenschicht
ein besonders guter Kontakt dieser etwa in Form eines Blattes vorliegenden Grenzflächenschicht
mit der Oberfläche des Suspensionsschicht ergibt. Hierdurch werden besonders günstige Voraussetzungen
für eine gute Bilderzeugung geschaffen. Schließlich kann bei demi erfindungsgemäßen Verfahren, bei dem die
sogenannte »Sperrelektrode« durch eine Folie aus einem elektrisch isolierenden Material ersetzt ist, die auf
ihrer Rückseite auf ein vorbestimmtes Potential aufgeladen wird, diese Folie nunmehr auch direkt als
Bildempfangsmaterial dienen, wenn ein auf dieser Folie entstehendes Bild erhalten bleiben soll. Dadurch entfällt
ein zusätzlicher Übertragungsschritt, wodurch insgesamt
bessere Abbildungen erhalten werden können.
Die gleichmäßige elektrostatische Aufladung kann
Die gleichmäßige elektrostatische Aufladung kann
mit Hilfe jeder üblichen Einrichtung erreicht werden. Vorzugsweise wird eine Aufladung durch eine Koronaentladung
erzielt da hiermit eine gleichmäßige Ladung der gewünschten Spannung in einfacher und leichter
Weise auf eine Fläche aufgebracht werden kann, ohne einen physikalischen Kontakt mit dieser Fläche zu
erfordern. Falls gewünscht, kann auch jedes andere Aufladeverfahren angewandt werden. Beispielsweise
kann die Oberfläche der elektrisch isolierenden Folie, falls sie durch physikalische Berührung nicht beschädigt
wird, mittels Reibung mit einem reibungselektrisch geeigneten Stoff aufgeladen werden.
Die in dem erfindungsgemäßen Abbildungsverfahren verwendeten Bildstoffsuspensionen können alle geeigneten
lichtempfindlichen Teilchen enthalten. Sollen einfarbige Bilder erzeugt werden, so werden Teilchen
einer einzelnen Farbe verwendet Sollen mehrfarbige Bilder erzeugt werden, so werden verschiedenfarbige
Teilchen verwendet. Beispielsweise sind zur subtraktiven Farbenbildung magentafarbene, cyane ui.d gelbe M
Teilchen geeignet. Als Träger für die lichtempfindlichen Teilchen innerhalb der Bildstoffsuspension kann jede
geeignete nichtleitende Flüssigkeit verwandt werden. Typische nichtleitende Trägerflüssigkeiten sind Dekan,
Dodekan. geschmolzenes Paraffin, geschmolzenes Bienenwachs oder andere geschmolzene thermoplastische
Stoffe, etwa eine Petroieumfraktion, ein langkettiger,
gesättigter aliphatischer Kohlenwasserstoff oder Mischungen hieraus. Die isolierende Folie kann aus jedem
geeigneten nicht leitenden Stoff gebildet sein. Typische Stoffe mit den geeigneten Eigenschaften sind »Barytpapier
(mit Bariumsulfat, in einem Gelatinebindemittel überzogenes Papier), mit Zelluloseacetat oder Polyäthylen
überzogene Papiere, Polyethylenterephthalat, PoIytetrafluoräthylen,
Polystyrol, Polyamide usw. Besteht die Folie aus einem durchsichtigen Material, so kann die
bildweise Belichtung der Suspension auch durch diese Folie hindurch erfolgen.
Im folgenden sol! die Erfindung näher anhand von vorzugsweisen Ausführungsbeispielen in Verbindung
mit der Zeichnung näher erläutert werden. In der Zeichnung zeigt
F i g. 1 eine schematische Darstellung einer bisher vorgeschlagenen Einrichtung zur Durchführung eines
elektrophoretophotographischen Abbildungsverfahrens;
F i g. 2 eine Einrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens, wobei eine Koronaentladungsvorrichtung
vorgesehen ist, um die Rückseite der Sperrelektrode gleichförmig elektrostatisch aufzu- so
laden, und
F i g. 3 eine andere Einrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens, bei der eine Pelzbürste
vorgesehen ist, Um die Rückseite der Sperrelektrode gleichförmig elektrostatisch aufzuladen.
In F i g. 1 ist ein Beispiel für eine bisher übliche Einrichtung zur Durchführung eines photoelektrophoretischen
Abbildungsverfahrens dargestellt, mit der ein Bild auf einer der Elektroden erzeugt und darauf auf ein
Bildblatt übertragen wird. Es ist eine durchsichtige Elektrode 1 dargestellt, die im vorliegenden Falle aus
einer Schicht optisch durchsichtigen Glases 2 besteht, das mit einer dünnen, optisch durchsichtigen Schicht 3
aus Zinnoxid überzogen ist. Diese Elektrode wird im folgenden als die »injizierende Elektrode« bezeichnet.
Auf der Oberfläche der injizierenden Elektrode 1 befindet sich eine dünne Schicht 4 aus feinverteilten
elektrisch lichtempfindlichen Teilchen, die in einer nichtleitenden Trägerflüssigkeit dispergiert sind. Die
Bezeichnung »elektrisch lichtempfindlich« bezieht sich in der vorliegenden Beschreibung auf die Eigenschaften
eines Teilchens, das zunächst von der injizierenden Elektrode angezogen, unter dem Einluß eines elektrischen
Feldes bei Belichtung mit aktivierender elektromagnetischer Strahlung von dieser Elektrode wegwandert.
Eine eingehende theoretische Erklärung des scheinbaren Mechanismus dieser Vorgänge bei der
Bilderzeugung befindet sich in der DT-OS 14 97 243. Anliegend an der flüssigen Suspension 4 ist eine zweite
Elektrode 5 angeordnet, die im folgenden als »Sperrelektrode« bezeichnet wird und mit dem einen Pol einer
Spannungsquelle 6 über einen Schalter 7 verbunden ist. Der andere Pol der Spannungsquelle 6 liegt an Erde wie
die injizierende Elektrode 1, so daß bei Schließen des Schalters 7 an der Suspension 4 zwischen den
Elektroden 1 und 5 ein elektrisches Feld erzeugt wird.
Bilder guter Qualität können mit Spannungen im Bereich zwischen 300 und 5000 Volt erzeugt werden.
Bilder sehr guter Qualität werden mit Spannungen zwischen 2000 und 4000VoIt ohne die Gefahr der
unerwünschten Luftionisierung erzeugt.
Während der Bilderzeugung wird die Sperrelektrode
5 über die Oberfläche der injizierenden Elektrode 1 geführt. Ein aus einer Lichtquelle 8 und einem Objektiv
10 bestehender Bildprojektor dient zur Belichtung der flüssigen Suspension 4 mit einem Lichtbild des
Originalbildes 9, das reproduziert werden soll. Die Elektrode 5 hat die Form einer Rolle und besteht aus
einem leitfähigen Kern 11, der mit der Spannungsquelle
6 verbunden ist. Der Kern ist mit einer Schicht aus Sperrelektrodenmaterial 12, beispielsweise Barytpapier
überzogen. Durch Belichtung der Teilchensuspension mit dem zu reproduzierenden Bild und gleichzeitige
Erzeugung eines elektrischen Feldes durch Schließen des Schalters 7 zwischen der Sperr- und der
injizierenden Elektrode wird ein Bild aus der Teilchensuspension erzeugt. Die Rolle 5 wird über die
Oberfläche der injizierenden Elektrode 1 geführt, während der Schalter 7 bei der Bildbelichtung
geschlossen ist. Die Belichtung verursacht eine Wanderung der anfangs an der Elektrode 1 anliegenden
Teilchen durch die Trägerflüssigkeit hindurch, wonach diese Teilchen an der Oberfläche der Sperrelektrode 5
anhaften, so daß auf der injizierenden Elektrodenoberfläche ein Pigmentstoffbild zurückbleibt, das dem
Originalbild 9 entspricht. Vorzugsweise wird das auf der Oberfläche der injizierenden Elektrode erzeugte Teilchenbild
auf ein Bildblatt übertragen und darauf zur weiteren Verwendung und Betrachtung fixiert. Zur
Lösung des Bildes von der injizierenden Elektrode kann eine Bildübertragungsrolle verwendet werden. Diese
Übertragungsrolle ist in Fig. 1 mit 13 bezeichnet. Sie
hat dieselbe Form wie die Sperrelektrode 5. Ein leitfähiger Kern 14 liegt über eine Spannungsquelle 15
und einen Schalter 16 an Erde. Die Oberfläche der Übertragungsrolle besteht aus einem zur Bildübertragung
geeigneten Stoff 17, z. B. aus Barytpapier. Das an die Übertragungsrolle angelegte Potsntial hat eine zum
Potential der Sperrelektrode entgegengesetzte Polarität. Während die Übertragungsrolle 13 über die
Oberfläche der injizierenden F.lektrode 1 geführt wird, wird dir injizierende Elektrode gleichmäßig mit weißem
Licht oder mit dem projizierten Originalbild 9 belichtet. Falls erwünscht, kann die Oberfläche des Teilchenbildes
auf der injizierenden Elektrode mit zusätzlicher Trägerflüssigkeit befeuchtet werden, um die Bildüber-
tragung zu begünstigen. Wird die Bildübertragungsrolle 13 unmittelbar nach der Bilderzeugung über die
Oberfläche der injizierenden Elektrode 1 geführt, so wird eine wirksame Übertragung eines Bildes guter
Qualität auf die Oberfläche der Rolle 13 bewirkt. Ergibt sich jedoch eine Verzögerung von mehr als einigen
wenigen Sekunden zwischen der Bilderzeugung und der Bildübertragung, so verschlechtert sich die Qualität des
übertragenen Bildes.
Fig. 2 zeigt eine Einrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen photoelektrophoretischen Abbildungsverfahrens
mit elektrostatischer Aufladung. Bei dieser Ausführungsform ist die Teilchensuspension 4 auf
der Oberfläche der injizierenden Elektrode 1 wie in Fi g. 1 als Schicht aufgebracht. Eine aus einer Lampe 8
und einem Objektiv 10 bestehende Projektionseinrichtung projiziert ein Bild entsprechend dem Diapositiv 9
auf die Suspension 4. Anstelle der in Fig. 1 gezeigten Sperrelektrode 5, die mit einer Stromversorgungseinrichtung
zur Erzeugung einer Spannung am leitfähigen Kern der Sperrelektrode verbunden ist, wird ein Blatt 23
aus einem elektrisch isolierenden Material verwandt, das auf die Suspension 4 aufgelegt wird, und die der
Suspension abgewandte Fläche dieses Blattes wird durch eine Koronaentladungseinrichtung 18 gleichförmig
elektrostatisch aufgeladen. Die Speisung erfolgt durch das Stromversorgungsgerät 19 über den Schalter
20. Infolge der Erdung der injizierenden Elektrode wird aufgrund der elektrostatischen Aufladung ein die
Bildstoffsuspension durchsetzendes elektrisches Feld erzeugt.
Das Blatt 23 kann aus jedem geeigneten nichtleitenden Stoff, z. B. Barytpapier, Polyethylenterephthalat
usw. bestehen. Nachdem die Rückseite des Blattes 23 aufgeladen worden ist, wird die Bildstoffsuspension
bildmäßig belichtet. Dann wird das Blatt 23 entfernt, wobei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ein
Positivbild, das dem Originalbild entspricht, auf der Oberfläche der injizierenden Elektrode zurückbleibt.
Soll das auf der injizierenden Elektrode erzeugte Bild auf ein Bildempfangsblatt übertragen werden, so wird
ein zweites nichtleitendes Blatt 23 über das erzeugte Bild gelegt, und die Koronaentladungseinrichtung 18
wird über die Rückseite des Blattes 23 zur gleichförmigen Aufladung hinübergeführt. Für die Bildübertragung
muß jedoch das Vorzeichen der elektrostatischen Ladung, die auf das zweite Blatt 23 aufgebracht wird,
demjenigen, der bei der Bilderzeugung verwendeten Ladung entgegengesetzt sein. Wird das zweite Blatt 23
von der injizierenden Elektrode 1 abgezogen, so befindet sich das erzeugte Bild auf diesem zweiten Blatt
23 und kann darauf durch ein geeignetes Verfahren I ixiert werden.
F i g. 3 zeigt eine Einrichtung die ähnlich derjenigen aus F i g. 2 aufgebaut ist, bei der jedoch die der
Suspension abgewandte Oberfläche des Blattes 23 mit einer rotierenden Pelzbürste reibungselektrisch aufgeladen
wird, weshalb keine Koronaentladungseinrichtung erforderlich ist Diese Einrichtung ist gegenüber
der in F i g. 2 gezeigten Einrichtung einfacher aufgebaut, da die Koronaentladungseinrichtung 18, das Stromversorgungsgerät
19 und der Schalter 20 durch eine einfache rotierende Bildbürste ersetzt sind.
Die folgenden Beispiele dienen der weiteren Beschreibung des erfindungsgemäßen Verfahrens im
Hinblick auf die Anwendung einer gleichförmigen elektrostatischen Aufladung bei der photoelektrophoretischen
Bilderzeugung. Anteile und Prozentangaben beziehen sich auf das Gewicht, falls nicht anders
angegeben.
Alle folgenden Beispiele wurden mit einer in Fig. 2
dargestellten Einrichtung durchgeführt. In jedem Falle hat die injizierende Elektrode eine Größe von
7,5 χ 7,5 cm und wird mit einer Lichtstärke von 86 100 Lux, gemessen auf der nicht überzogenen
injizierenden Elektrode belichtet. Soll ein einfarbiges Bild erzeugt werden, so wird die Suspension mit einem
Lichtbild eines üblichen Schwarz-Weiß-Diapositivs belichtet. Soll ein mehrfarbiges Bild erzeugt werden, so
wird die Suspension mit dem Lichtbild eines Color-Diapositivs belichtet. Alle Pigmentstoffe, die eine handelsübliche,
relativ große Teilchengröße besitzen, wurden in einer Kugelmühle etwa 48 Stunden lang zur Verringerung
ihrer Teilchengröße sowie zur Erzeugung einer stabilen Dispersion und zur Verbesserung der Auflösung
der endgültigen Bilder gemahlen.
Die Koronaentladungsspannung zum Aufladen der Folie vor dem eigentlichen Abbildungsvorgang kann im
Bereich von 3000 bis 8000 Volt und vorzugsweise im Bereich von 4000 bis 8000 Volt liegen. Der vorzugsweise
angewendete Wert liegt bei 6000 Volt, da mit diesem Wert die beste Bilderzeugung erhalten wurde.
Dieses Beispiel wurde mit einer Einrichtung zur photoelektrophoretischen Bilderzeugung der in Fig. 2
gezeigten Art durchgeführt. Eine Pigmentstoffsuspension aus 7 Teilen einer Mischung der alpha- und der
beta-Form metallfreien Phthalocyanins in etwa 100 Teilen einer Kerosinfraktion wurde als Überzug mit einer
Stärke von etwa 5 my auf die Oberfläche der injizierenden Elektrode aufgebracht. Dann wurde auf
die Suspension ein 10 my starkes Polyäthylenterephthalatblatt aufgelegt, dessen freie Oberfläche dann mit
einer Koronaentladung auf eine negative Spannung von etwa 4000 Volt aufgeladen wurde. Auf die Suspension
wurde durch die injizierende Elektrode hindurch ein
AO Schwarz-Weiß-Bild projiziert. Das Blatt wurde sodann
abgezogen, wobei auf der injizierenden Elektrode ein dem Originalbild entsprechendes Bild zufriedenstellender
Qualität zurückblieb.
Beis pie I 11
Bei diesem Beispiel wurde eine Einrichtung der in Fig. 2 gezeigten Art verwendet. Es wurde eine
Pigmentstoffsuspension hergestellt mit etwa 3 Teilen des gelben Pigmentstoffes Flavatron C. I. Nr. 70 600,
etwa 3 Teilen eines magentafarbenen Pigmentstoffes aus einem substituierten Chinakridon, und etwa 3 Teilen
eines cyanfarbenen Pigmentstoffes, einer Mischung der alpha und beta-Formen metallfreien Phthalocyanins,
dispergiert in etwa 100 Teilen einer K.erosinfraktion.
Diese Suspension wurde auf die Oberfläche der injizierenden Elektrode mit einer Stärke von etwa 5 my
aufgebracht. Ein Blatt Barytpapier wurde dann auf die Suspension aufgelegt Die Rückseite des Barytpapiers
wurde gleichförmig elektrostatisch auf eine negative Spannung von etwa 2000 Volt durch Koronaentladung
aufgeladen. Die Suspension wurde mit einem Farbbild belichtet und das Barytpapier wurde abgezogen. Auf
der Oberfläche der injizierenden Elektrode blieb ein dem Originalbild entsprechendes vollgefärbtes Bild
zurück. Ein zweites Blatt Barytpapier wurde dann auf das Bild aufgelegt, und die dem Bild abgewandte Seite
des Barytpapiers wurde auf eine positive Spannung von etwa 2000VoIt aufgeladen, während das Originalbild
nochmals auf die injizierende Elektrode projiziert wurde. Beim Abziehen des Barytpapiers stellte sich
heraus, daß das Bild auf das Barytpapier übertragen worden war.
Beispiel
Die Bilderzeugungsschritte
Die Bilderzeugungsschritte
III
aus Beispiel I wurden wiederholt mit dem Unterschied, daß die Rückseite des
Polyäthylenterephthalatblattes mit einer rotierenden Pclzbürste statt mit einer Koronaentladung gleichförmig
elektrostatisch aufgeladen wurde. Die durch Reibung erzeugte Ladung hatte eine negative Spannung
von etwa 3000 Volt. Nach der Bilderzeugung wurde das Polyäthylenierephthalatblatt wie in Beispiel I von der
injizierenden Elektrode getrennt. Es ergab sich ein dem Originalbild entsprechendes Bild guter Qualität.
Hierzu 2 Blatt Zeichnungen
80S 627/29
Claims (2)
1. Eiekirophoretophotographisches Abbildungsverfahren,
bei dem eine photoelektrophoretische Teilchensuspension auf eine Ladungen injizierende
Elektrode aufgebracht wird, mit der freien Oberfläche der Teilchensuspension eine Grenzflächenschicht
aus einem elektrisch isolierenden Material in Berührung gebracht wird, die Teilchensuspension
sodann einem elektrischen Feld ausgesetzt und bildmäßig belichtet wird, und bei dem die Grenzflächenschicht
und die injizierende Elektrode sodann voneinander getrennt werden, dadurch gekennzeichnet,
daß als Grenzflächenschicht eine elektrisch isolierende Folie (23) auf die Teilchensuspension aufgebracht wird und daß zur
Erzeugung des, elektrischen Feldes auf die der Teilchensuspension abgewandte Seite der Folie
gleichförmig eine elektrostatische Ladung aufgebracht wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die elektrostatische Ladung mit Hilfe
einer auf einer Spannung von 3000 bis 8000 Volt gehaltenen Koronaentladungsvorrichtung aufgebracht
wird.
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