DE1949150C3 - Photoelektrophoretisches Abbildungsverfahren - Google Patents

Description

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Die Erfindung bezieht sich auf ein photoelektrophoretisches Abbildungsverfahren, bei dem eine Suspensionsschicht mit einer Vielzahl in einer Trägerflüssigkeit fein verteilter Teilchen, von denen jedes Teilchen ein elektrisch lichtempfindliches Pigment enthält, das sowohl der primär photoelektrophoretisch wirksame Bestandteil als auch der primär farbgebende Bestandteil des Teilchens ist, auf eine von zwei Elektroden, von denen wenigstens eine mindestens teilweise transparent ist, aufgebracht ist und die zwischen den Elektroden befindliche Suspensionsschicht während des Abrollens einer der Elektroden auf der anderen Elektrode einem elektrischen Feld ausgesetzt wird, während im wesentlichen gleichzeitig die Suspensionsschicht durch die transparente Elektrode hindurch mit einer elektromagnetischen Strahlung bildmäßig belichtet wird.

Es wird angenommen, daß die Teilchen bei ihrer SüsperidiefUng in der Flüssigkeit eine anfängliche Ladung tragen, die sie an der transparenten Bezugselektrode anhaften läßt. Während der Belichtung Wechseln die Teilchen infolge Ladungsaustausches mit der Bezugselektrode ihre Polarität, so daß die belichteten Teilchen von der Bezugselektrode zu der Rollenelektrode fortwandern, Wodurch auf beiden Elektroden durch Teilchenabbau Bilder entstehen, die zueinander komplementär sind. Dieses Verfahren kann zur Herstellung ein- und mehrfarbiger Bilder verwendet werden. Im ersten Fall wird eine einfarbige lichtempfindliche Teilchensorte oder aber eine Anzahl unterschiedlich gefärbter Teilchen, die alle auf die gleiche Lichtwellenlänge bei der Belichtung ansprechen, in der Suspension verwendet.

Obwohl mit dem beschriebenen Abbildungsverfahren Bilder verhältnismäßig guter Qualität hergestellt werden können, treten dennoch, insbesondere dann, wenn eine relativ nichtleitende Sperrelektrodenfläche verwandt wird, Schwierigkeiten auf, die eine Herabsetzung des Kontrastes und eine Verschlechterung der Farbentrennung bewirken.

Der vorliegenden Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der eingangs genannten Art anzugeben, mit dem der Kontrast und die Farbtrennung verbessert werden können.

Diese Aufgabe wird bei einem Verfahren der eingangs erwähnten Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß dsn Teilchen in der Trägernüssigkeit eine, von der gegebenenfalls durch die relative Bewegung der Elektroden gegeneinander während des Abrollens hervorgerufene Bewegung unabhängige, Teilchenzusammenballungen auftrennende Vibrationsbewegung erteilt wird.

Es wurde überraschend gefunden, daß eine derartige, vor oder während des Abbildungsvorgangs des Abbildungsverfahrens erzeugte Bewegung der Teilchen zu einer erhebliche/i Verbesserung des Kontrastes und der Farbentrennung führt. Es wurde festgestellt, daß sich diese Verbesserungen auch dann einstellten, wenn von einer Anfangssuspension ausgegangen wurde, in der die Teilchen äußerst homogen verteilt waren. Es wurde nachträglich festgestellt, daß sich offenbar während der Durchführung des Abbildungsverfahrens offensichtlich Teilchenballungen bilden, die bei einer ausreichenden Bewegung der Teilchen gegeneinander wieder aufgebrochen werden können. Es wird angenommen, daß die Gesamtverbessemng des erhaltenen Bildes durch die hohen auf die Suspension einwirkenden elektrischen Feldstärken in Verbindung mit den hydrodynamischen Kräften in der Suspension bewirkt wird.

Vorzugsweise wird die Vibrationsbewegung der Teilchen durch eine elektromechanisch bewirkte relative Vibrationsbewegung der Elektroden gegeneinander hervorgerufen. Dies hat den Vorteil, daß die Suspensionsschicht selbst möglichst wenig verändert wird.

Im folgenden soll die Erfindung näher an Hand eii.es in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels erläutert werden.

Eine mit 1 bezeichnete transparente Elektrode besteht z. B. aus einer optisch durchsichtigen Glasschicht 2, die mit einer dünnen optisch durchsichtigen Zinnoxydschicht 3 überzogen ist. Derartiges mit Zinnoxyd überzogenes Glas isi unter der Bezeichnung NF.SA-Glas erhältlich. Diese Elektrode 1 wird im weiteren als injizierende Elektrode bezeichnet. Auf der Oberfläche der injizierenden Elektrode 1 ist eine dünne Sähicht 4 einer Bildstoffsuspension aufgebracht, die fein Verteilte lichtempfindliche Pigmentteilchen, aufgeschwemmt in einer elektrisch nichtleitenden Trägerflüssigkeit, enthält. Der Ausdruck »lichtempfindliche wird hier für die Eigenschaften von Teilchen gebraucht, die, Ursprünglich an der injizierenden Elektrode gebunden, unter Einfluß des angelegten elektrischen Felds bei Belichtung mit einer

aktivierenden Strahlung von dieser abwandern.

Über die flüssige Bildstoffsuspension wird eine Sperrelektrode 5 geführt, die in dem hier gezeigten Ausführungsbeispiel als Rollenelektrode mit einem elektrisch leitenden Kern 11 ausgebildet ist, der mit einer Spannungsquelle 6 verbunden ist. Der Kern 11 ist hier mit einer Schicht eines Elektrodensperrmaterials bedeckt, das z. ¹J. Barytpapier sein kann. Der andere Anschluß der Spannungsquelle 6 ist mit der injizierenden Elektrode 1 verbunden, so daß bei geschlos w senem Schalter 7 über der flüssigen Suspension 4 zwischen den Elektroden 5 und 1 ein elektrisches Feld aufgebaut wird. Die ßildstoffsuspension wird von einer Belichtungsvorrichtung belichtet, die aus einer Lichtquelle 8, einem Dia 9 und einer Linsenanordnung 10 aufgebaut ist. Bei dem hier beschriebenen Ausführungsbeispiel wird ein farbiges Positivdia verwendet. Beim Schließen des Schalters 7 wird zwischen Sperr- und injizierender Elektrode ein Potential angelegt. Die zyünderförrnigc Sperrelektrodc 5 wird über die ao Oberfläche der injizierenden Elektrode 1 gerollt, während die Bildstoffsuspension mit dem Dia 9 belichtet wird. Während der Belichtung ist der Schalter 7 geschlossen. Die Belichtung bewirkt, daß die belichteten, ursprünglich an der injizierenden Elektrode 1 gebundenen Teilchen durch die Trägerflüssigkeit hindurchwandern und an der Oberfläche des Sperrelektrodenmaterials 12 anhaften, wodurch ein dem Dia 9 entsprechendes Bild auf der Oberfläche der injizierenden Elektrode zurückbleibt. Das entstehende Bild kann z. B. durch Anordnung einer dünnen Schicht auf seiner Obei fläche oder durch die Wirkung eines in der Trägerflüssigkeit gelösten Bindemittels, wie z. B. Paraffinwachs oder ein anderes geeignetes Bindemittel, fixiert werden, das beim Verdunsten der Trägerflüssigkeit frei wird.

Um der Bildstoffsuspension eine Vibrationsbewegung zu erteilen, kann jede geeignete und befriedigend arbeitende Errichtung verwendet werden. Es wurden verschiedene Möglichkeiten ausgeführt, die der Bild-Stoffsuspension die notwendige Anregung erteilen: So kann eine mechanische Vibration erreicht werden durch Anwendung von äußerem Druck. Luftzuführung und elektromechanischer oder rein mechanischer Erschütterung mindestens eines Teils der Anordnung. Die beste Wirkung wird dann erzielt, wenn die Vibrationsbewegung gerade in der Abbildungs- also Bildentstehungszone erzeugt wird. Bei einer eine Rollenelektrode verwendenden Anordnung befindet sich die Abbildungszone, also die Zone, wo gerade am meisten Bildstoffteilchen in Bildkonfiguration angeordnet werden, im Bereich der Geraden mit dem kleinsten Abstand /wischen der Rollen- und der injizierenden Elektrode. Bei dieser Anordnung nehmen die erläuterten elektrostatischen und hydrodynamischen Kräfte im Bereich um diese Gerade ihren maximalen Wert an.

Die den Elektroden der Anordnung zugeführte Spannung kann innerhalb eines großen Bereiches gewählt werden, jedoch wird zur Unterstützung der Wirkungen des netien Verfahrens zur Erzielung einer guten Bildauflösung, hohen Bilddichte und eines geringen Hintergrundes ein Potential bevorzugt, das ein elektrisches Feld mis einem Höchstwert von mindestens etwa 12 kV/mm über der Bildstoffsuspension erzeugt. Das zum Erreichen einej so starken Feldes etforderliclie Potential ändert sich natürlich in Abhängigkeit des Elektrodenabstandes sowie der Stärke Und der Art des für die Sperrelektrodenoberfiäche verwendeten Sperrmaterials. Für besonders hohe Bildqualitäten kann die maximale Feldstärke bis zu 200 kV/mm betragen. Die obere Grenze der Feldstärke wird allein durch die elektrische Leitfähigkeit der Suspension und die dielektrischen Eigenschaften des Sperrmaterials begrenzt.

Das Verfahren kann in Verbindung mit allen geeigneten unterschiedlich farbigen lichtempfindlichen Pigmentteilchen, die die gewünschten, spektralen Ansprechbereiche aufweisen, verwendet werden. Die lichtempfindlichen Pigmente können z. B. von polymerischer Natur sein. Der Prozentsatz an Pigmentteilchen in der nichtleitenden Trägerflüssigkeit wird nicht als kritisch angesehen; jedoch können als Anhaltswerte Konzentrationen von etwa 2 bis 20 Gewichtsprozenten Pigment angegeben werden, mit denen die gewünschten Ergebnisse befriedigend erzielt wurden. Obwohl verschiedene F .ktrodenabstände verwendet werden kuiinen, wird eine ixr ondcfs bevorzugte Ausführungsform der Erfindung mit einem Elektrodenabstand von weniger als etwa 0,025 mm bis hinunter zu dem Punkt, an dem die Elektroden bereits zusammengedrückt werden, durchgeführt.

Die folgenden Beispiele werden mit der in der Zeichnung gezeigten Anordnung durchgeführt, bei der die Bildstoffsuspension auf einer NESA-Glasplatte aufgebracht ist und durch diese be'ichttt wird. Die NESA-GIaspIatte ist mit einem Schalter, einer Spannungsquelle und dem leitenden Teil der Rollenelektrode in Serie geschaltet. Eine Barytpapierschicht wird als Sperrmaterial für die Sperrelektrode verwendet. Die Rollenelektrode hat einen Durchmesser von etwa 6 cm und wird mit einer Geschwindigkeit von etwa 2.5 cm see über die Platte geführt. Die verwendete NESA-Glasplatte ist etwa 7,5 ·'. 7.5 cm groß und wird mit einer Intensität von etwa 19 350 Lux belichtet. Die Belichtung wird mit einer Lampe von 3200 K durch ein Kodachrom-Dia ausgeführt, das zwi- «.-hen der weißen Lichtquelle und der NESA-Glasplatte angeordnet wird.

Beispiel I

Eine Bildstoffsuspension, die gleiche Teile eines Bariumsalzes der l-(4'-Methyl-5'-chlorazobenzol-2'-sulfonsäure)-2-hydroxy-3-naphthensäure,einerForm des metallfreien Phthalocyanin und eines gelben Pigmentes, !^,S.o-di-CCC'-DiphenylHhiazolanthrachinon in Mineralöl enthält, wird mit einer Gesamtpigmentkonzentration von etwa 8% der Suspension zubereitet. Die Pigmentteilchen sind purpurrot, cyanblau und gelb. Die entstehende Mischung wird auf der NESA-GlasplLite aufgetragen und π it einem fotografischen Diapositiv belichtet. vVährend der Belichtung wird die bereits beschriebene Rollenelektrode über die Oberfläche der auf der NESA-Glasplatte aufgetragenen Bildstoffsuspension geführt. Die Rollenelektrode erhält ain gegenüber der NESA= Glasplatte negatives Potential von 2500 Volt. Während der Belichtung wird die Rollenelektrode elektromechanisch in Schwingungen versetzt. Dieser Vorgang wird sechsmal wiederholt, wobei die Rollenelektrode nach jedem Weg über die NESA-Glasplatte gereinigt gereinigt wird. Die Belichtung und das elektrische Potential wird während des gesamten Vorgangs aufrechterhalten. Auf der Oberfläche der NESA-Glasplatte entsteht ein positives farbtees Bild.

Beispiel II

Eine Bildstoffsüspensiön aus 7 Teilen metallfreiem Phthalocyaninpigment wird in Mineralöl zubereitet. Die Bildstoffsuspension wird auf einer NESA-Glasplatte aufgetragen Und in der beschriebenen Weise belichtet. Während der Belichtung wird die rollenförmige Sperrelektrode auf einem negativen Potential von etwa 2500 Volt gegenüber der NESA-Olasplatte gehalten. Die Sperrelektrode wird während der Belichtung elektromechanisch wie im Beispiel I in Schwingungen versetzt. Obwohl die Bildstoffsuspension ein einziges Pigment enthält, beweist das entstehende Bild den mit Hilfe der Erfindung auch bei einfarbigen Bildern erzielbaren höhen Bildkontrast,

Die Vorteilhaften Wirkungen der Erfindung können auch dann erzielt werden, wenn anstelle der roiienförmigcn Sperrelektrode eine plattenförmige Sperrelektrode mit etwa den gleichen Abmessungen wie die NESA-Olasplatte verwandt wird. Zur Erläute- ao rung soll das folgende Beispiel III dienen.

Beispiel III

Eine Bildstoffsuspension, die gleiche Teile von einem Bariumsalz der l-(4'-Methyl-5'-chlorazobenzol-2'-su!fonsäure)-2-hydroxyⁱ3-naphthensäure,einerForm des metallfreien Phthalocyanin und eines gelben Pigmentes aus l,2,5,6-di-(C,C'-Diphenyl)-thiazolart^ thrachinon in Mineralöl enthält, wird in Mineralöl mit einer Gesamtpigmentkonzefitration von etwa 7% zubereitet. Die Pigmente sind purpurrot, cyanblau und gelb. Die entstehende Mischung wird auf einer NESA-Glasplatte aufgetragen und eine plattenförmige Sperrelektrode auf die obere Schicht der Suspension aufgebracht. Die Suspension wird wie beim Beispiel I belichtet. Ein gegenüber der NESA-Glasplatte negatives Potential von 2500 Volt wird an die Sperrelektrode gegeben. Während der Belichtung wird die Speffelektrode mechanisch in Schwingungen versetzt. Auf der Oberfläche der NESA-Glasplatte entsteht ein positives farbiges Bild.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Photoelektrophoretisches Abbildungsverfahren, bei dem eine Suspensionsschicht mit einer Vielzahl in einer Trägerflüssigkeit fein verteilter Teilchen, von denen jedes Teilchen ein elektrisch lichtempfindliches Pigment enthält, das sowohl der primär photoelektrophoretisch wirksame Bestandteil als auch der primär farbgebende Bestandteil des Teilchens ist, auf eine von zwei Elektroden, von denen wenigstens eine mindestens teilweise transparent ist, aufgebracht ist und die zwischen den Elektroden befindliche Suspensionsschicht während des Abrollens einer der Elektroden auf der anderen Elektrode einem elektrischen Feld ausgesetzt wird, während im wesentlichen gleichzeitig die Suspensionsschicht durch die ;-ansparente Elektrode hindurch mit einer elektiumagnetischen Strahlung bildmäßig belichtet wird, dadurch gekennzeich-^ao net, daß den Teilchen in der Trägerflüssigkeit eine, von der gegebenenfalls durch die relative Bewegung der Elektroden gegeneinander während des Abrollens hervorgerufene Bewegung unabhängige, Teilchen-Zusammenöallungen auftren- ^a5 nende Vibrationsbewegung erteilt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Vibrationsbewegung der Teilchen durch eine elektromechanisch bewirkte relative Vibrationsbewegung der Elektroden gegeneinander hervorgerufen wi:J.