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Die Erfindung betrifft ein photoelektrophoretisches Abbildungsverfahren, bei dem eine Suspensionsschicht zwischen zwei Elektroden, von denen mindestens eine lichtdurchlässig ist, einem elektrischen Feld ausgesetzt wird, wobei die Suspension eine Vielzahl von in einer Trägerflüssigkeit fein verteilten Teilchen aufweist und jedes
Teilchen ein elektrisch lichtempfindliches Pigment enthält, das sowohl der primär elektrisch lichtempfindliche als auch der primär farbgebende Bestandteil des Teilchens ist, und wobei die Suspension annähernd gleichzeitig durch die lichtdurchlässige Elektrode hindurch mit einem von einer aktinischen Strahlungsquelle erzeugten
Lichtbild belichtet wird, wodurch aus der Suspension ein Bild erzeugt wird.
Bei solchen photoelektrophoretischen Abbildungsverfahren werden photoempfindliche farbige Teilchen in einer elektrisch nichtleitenden Trägerflüssigkeitsuspendiert. Diese Suspension wird dann zwischen ein
Elektrodenpaar gebracht, zwischen dem eine Potentialdifferenz herrscht, und mit einem Lichtbild belichtet.
Gewöhnlich wird dabei die Suspension auf einer transparenten, elektrisch leitenden Platte in Form eines dünnen überzuges aufgebracht. Die Belichtung wird durch die transparente Platte hindurch vorgenommen, während eine zweite, gewöhnlich zylindrisch ausgebildete Elektrode über die bilderzeugende Suspension gerollt wird. Es wird angenommen, dass die Teilchen bei ihrer Suspendierung 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 photoempfindliche Teilchensorte oder aber eine Anzahl unterschiedlich gefärbter Teilchen, die bei der Belichtung alle auf die gleiche Lichtwellenlänge ansprechen, in der Suspension verwendet. Eine umfassende und ausführliche Beschreibung photoelektro- phoretischer Abbildungsverfahren ist in den USA-Patentschriften Nr. 3, 384, 565, Nr. 3, 384, 566 und Nr. 3, 383, 993 enthalten.
Obwohl mit dem beschriebenen Abbildungsverfahren Bilder guter Qualität hergestellt werden können, haben infolge der Suspensionseigenschaften verschiedene auftretende Schwierigkeiten die Herstellung kontrastreicher, eine geeignete Farbentrennung zeigender Bilder verhindert. Viele Verfahren wurden inzwischen angegeben, welche die Gesamtfarbqualität ein- und mehrfarbiger Bilder verbessern sollen, jedoch ist bis heute kein Verfahren bekannt, das alle auftretenden Schwierigkeiten beseitigt.
Aufgabe der Erfindung ist es daher, ein neues elektrophoretisches Abbildungsverfahren zu schaffen, mit dem kontrastreiche ein- und mehrfarbige Bilder grosser Farbqualität herstellbar sind.
Bei einem photoelektrophoretischen Abbildungsverfahren der vorstehend angegebenen Art wird diese Aufgabe erfindungsgemäss dadurch gelöst, dass das aus der Suspension erzeugte Bild mit einer zusätzlichen, einen eine Schleifwirkung ausübenden Bestandteil enthaltenden Suspension bei gleichzeitiger Belichtung und Aufrechterhaltung des elektrischen Feldes in Berührung gebracht wird.
Wie bei den bekannten Verfahren wird aus der Bildstoffsuspension zuerst ein Bild durch Teilchenwanderung erzeugt, wobei die nicht zum Bild beitragenden Teilchen auf der Oberfläche der andern Elektrode anhaften. Diese die unerwünschten Teilchen aufweisende Elektrode wird entweder entfernt und durch eine andere, ähnliche Elektrode ersetzt oder aber die Oberfläche der Elektrode wird von den unerwünschten Teilchen gereinigt. Die Oberfläche der neuen oder gereinigten rollenförmigen Elektrode wird mit einer dünnen Schicht einer Suspension aus farblosen oder durchsichtigen Teilchen und einer nichtleitenden Trägerflüssigkeit überzogen. Diese so beschichtete Elektrode wird mit der bilderzeugenden Suspension in Berührung gebracht und die Belichtung bei Aufrechterhaltung des elektrischen Feldes wiederholt.
Dieser eine Qualitätsverbesserung des Bildes bewirkende Verfahrensschritt kann mehrmals wiederholt werden, je nachdem wie gross die gewünschte Farbreinheit ist.
Es wurde festgestellt, dass durch die Behandlung des erzeugten Bildes mit einer zusätzlichen Suspension aus einer nichleitenden Flüssigkeit mit in dieser dispergierten farblosen oder transparenten Teilchen die Gesamtfarbqualität und der Bildkontrast des fertigen Bildes entscheidend verbessert wird. Es wird angenommen, dass infolge der auftretenden Schrubb- oder Schleifwirkung der suspendierten Teilchen während der Wiederbelichtung eine Störung innerhalb der Abbildungszone bewirkt wird. Diese Schleifwirkung trägt offensichtlich zum Aufbrechen von Teilchenzusammenballungen und der auftretenden Schichtstruktur der Suspension bei, so dass die Farbentrennung und der Kontrast des fertigen Bildes verbessert wird.
Beim Verfahren gemäss der Erfindung werden intensiv gefärbte Pigmentteilchen verwendet, die sowohl als farbgebendes als auch als lichtempfindliches Medium wirken, das bei der Belichtung mit einer aktivierenden Strahlung einem ausnutzbaren Wechsel der Ladungspolarität beim Zusammenwirken mit einer der Elektroden unterliegt. Da keine zusätzlichen lichtempfindlichen Elemente oder Medien erforderlich sind, stellt das Verfahren ein sehr einfaches und billiges Abbildungsverfahren dar. Werden zwei oder mehr verschieden gefärbte Pigmentteilchen gemischt, von denen jede Sorte nur auf eine ganz bestimmte Lichtwellenlänge anspricht, so können mehrfarbige Bilder hergestellt werden. Es wurde gefunden, dass die Teilchen auf dasjenige Teilspektrum ansprechen, in dem auch ihre Lichtabsorption liegt.
So sprechen cyanblaue, purpurrote und gelbe Teilchen auf rotes, grünes und blaues Licht an. Ein mit diesen Teilchen ausgeführtes Verfahren ist daher besonders für die
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Leitfähigkeit der Suspension und die dielektrischen Eigenschaften des Sperrmaterials begrenzt.
Beim Verfahren zur Herstellung mehrfarbiger Bilder werden die Teilchen so ausgewählt, dass die Teilchen unterschiedlicher Farben auch gegenüber unterschiedlichen Wellenlängen des sichtbaren Spektrums empfindlich sind, die ihrer Lichtabsorption entsprechen. Ferner sollen sich die Kurven ihrer spektralen Empfindlichkeit möglichst wenig überlappen, so dass die Farbtrennung und der Aufbau eines Bildes nach dem subtraktiven
Farbverfahren möglich sind. Hiezu werden verschiedene unterschiedliche Teilchen verwendet : cyanblaue
Teilchen, die in erster Linie gegenüber rotem Licht empfindlich sind, purpurrote Teilchen, die in erster Linie gegenüber grünem Licht und gelbe Teilchen, die in erster Linie gegenüber blauem Licht empfindlich sind.
Obwohl dieses die einfachste Zusammenstellung ist, können zusätzliche Teilchen mit verschiedenen
Absorptionsmaxima hinzugefügt werden, um die Farbsynthese des Bildes zu verbessern. Werden diese Teilchen zusammen in einer Trägerflüssigkeit gemischt, so bildet sich eine schwarze Flüssigkeit. Wandert eines oder mehrere der Teilchen von der injizierenden Elektrode zur Sperrelektrode, so bleiben Teilchen zurück, die eine der Farbe des auftreffenden Lichtes entsprechende Farbe erzeugen.
Auf diese Weise bewirkt z. B. eine Belichtung mit rotem Licht die Wanderung der cyanblauen Teilchen, so dass die purpurroten und gelben Teilchen zurückbleiben, die zusammen eine rote Färbung des fertigen Bildes bewirken. In der gleichen Weise wird blaues oder grünes Licht durch die Entfernung der gelben oder purpurroten
Teilchen reproduziert. Trifft weisses Licht auf die Mischung, dann wandern alle Teilchen, so dass allein die Farbe der weissen oder aber transparenten Unterlage zurückbleibt. Eine dunkle Belichtung bewirkt, dass alle Teilchen zurückbleiben und diese sich zu einem schwarzen Bild zusammenfügen.
Dieses Verfahren stellt also eine ideale
Abbildungstechnik nach dem subtraktiven Farbverfahren dar, da die Teilchen nicht nur alle aus der gleichen
Komponente hergestellt, sondern zusätzlich eine doppelte Funktion ausüben, da sie die endgültige Bildfärbung bewirken und gleichzeitig das lichtempfindliche Medium selbst darstellen. Das gemäss der Erfindung angegebene
Verfahren stellt daher eine optimale Lösung gegenüber bisher bekannten und sehr komplexen Verfahren zur
Abbildung nach dem subtraktiven Farbverfahren dar.
Wie bereits erwähnt, ist das erfindungsgemässe Verfahren besonders zur Verbesserung der Farbtrennung und des Bildkontrastes mehrfarbiger Bilder geeignet. Es ist jedoch in ähnlicher Weise auch für die Verbesserung der
Qualität einfarbiger Bilder geeignet. In diesem Falle werden eine einzige Farbe aufweisende lichtempfindliche
Teilchen in der Bildstoffsuspension oder aber eine Anzahl unterschiedlich gefärbter lichtempfindlicher Teilchen verwendet, die alle auf die gleiche Wellenlänge des Belichtungslichtes ansprechen.
Es werden möglichst kleine elektrophoretische Pigmentteilchen verwendet, weil kleine Teilchen bessere und stabilere Pigmentdispersionen in der Trägerflüssigkeit ergeben und zusätzlich Bilder höherer Auflösung als bei
Teilchen grösserer Abmessungen ermöglichen. Sind die Pigmentteilchen nicht in solchen kleinen Grössen im
Handel erhältlich, so kann die Teilchengrösse mit Hilfe herkömmlicher Verfahren, wie z. B. einer Kugelmühle, verringert werden. Bei Aufschwemmen der Teilchen in der Trägerflüssigkeit nehmen diese eine nutzbare elektrostatische Ladung an und können infolgedessen von einer der Elektroden der Anordnung angezogen werden, was von ihrer Ladungspolarität gegenüber jener der Elektroden abhängt.
Es ist nicht erforderlich, dass die Teilchen nur eine einzige Ladungspolarität annehmen, vielmehr können Teilchen beider Ladungspolaritäten vorhanden sein. In diesem Falle werden einige Teilchen der Suspension anfangs zur injizierenden Elektrode wandern, während andere sich zur Sperrelektrode bewegen. Diese Teilchenwanderung erstreckt sich jedoch gleichmässig über die gesamte Ausdehnung der Elektroden, der die Wirkung der bildmässigen, durch die Belichtung bedingten Wanderung überlagert wird. Diese auftretende Bipolarität der Suspension beeinträchtigt in keiner Weise die Abbildungsfähigkeit der Anordnung, ausser der Tatsache, dass einige der Teilchen gleichmässig aus der Bildstoffsuspension entfernt werden, bevor eine bildmässige Anordnung der Teilchen stattfindet. Ein Teil der suspendierten Teilchen wird also der Anordnung als Bilderzeuger entzogen.
Diese Wirkung kann jedoch dadurch ausgeglichen werden, dass eine Suspension ausreichender Teilchenkonzentration hergestellt wird, so dass mit ihrer Hilfe immer noch ein Bild der gewünschten Intensität erzeugt werden kann. Es wurde festgestellt, dass mit einigen der vorstehend genannten Suspensionen den Elektroden während des Abbildungsvorganges jede Potentialpolarität zugeführt werden kann.
Typische lichtempfindliche Pigmentteilchen zur Bildung der Teilchenmischung gemäss der Erfindung sind in der USA-Patentschrift Nr. 3, 384, 488 beschrieben. Der Prozentsatz der Pigmentteilchen in der Trägerflüssigkeit wird gewöhnlich nicht als kritisch angesehen. Um Anhaltswerte zu geben, haben sich Konzentrationen von etwa 2 bis 10 Gew.-% Pigmentteilchen für das beschriebene Verfahren als besonders geeignet erwiesen. Wie bereits erwähnt, kann das einmal hergestellte Teilchenbild auf seiner entsprechenden Elektrode fixiert werden, indem ein Bindemittel auf seine Oberfläche aufgesprüht, eine dünne Schicht über die Oberfläche des Bildes gezogen oder aber ein Bindemittel der flüssigen Suspension hinzugefügt wird.
Gewöhnlich wird das Bild vorzugsweise von der Elektrode übertragen und auf einem zusätzlichen Bildträger fixiert, so dass die Elektrode wiederverwendet werden kann. Eine solche Übertragung kann durch Abnahmetechniken unter Ausnutzung der Adhäsion, wie z. B. einem klebenden Band oder durch Übertragung mittels eines elektrostatischen Feldes vorgenommen werden. Im letzteren Fall wird eine rollenförmige Elektrode über das auf der injizierenden Elektrode vorhandene Teilchenbild mit einem gegenüber dem während der ursprünglichen Bildherstellung verwendeten Potential
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entgegengesetzte Polarität aufweisenden Potential geführt. Diese Übertragungselektrode kann mit einer Papierhülle bedeckt sein, die in herkömmlicher Weise nach der Bildübertragung vom Elektrodenkern entfernt wird.
Obwohl verschiedene Elektrodenabstände verwendet werden können, werden Abstände von weniger als
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stellt eine besonders bevorzugte Ausführungsform der Erfindung dar.
Um die Merkmale der Erfindung noch näher zu erläutern, werden im folgenden Beispiele beschrieben, die jedoch keine Beschränkung der Erfindung auf diese Angaben bedeuten. Anteile und Prozentzahlen sind, soweit nicht ausdrücklich anders erwähnt, immer als Gewichtsanteile zu verstehen. Die Beispiele 1 bis 4 werden unter
Verwendung der in der Zeichnung gezeigten Anordnung ausgeführt, wobei die Bildstoffsuspension auf einer
NESA-Glasplatte aufgetragen ist, durch welche hindurch sie auch belichtet wird. Die Oberfläche der
NESA-Glasplatte ist in Serie mit einem Schalter, einer Spannungsquelle und dem leitenden Teil der
Rollenelektrode geschaltet. Eine Tedlar-Hülle ist um die Rollenelektrode als Sperrelektrodenfläche gewickelt. Die
Rollenelektrode hat einen Durchmesser von etwa 6 cm und wird über die Plattenfläche mit einer
Geschwindigkeit von etwa 1, 4 cm/sec bewegt.
Die verwendete NESA-Platte ist annähernd 7, 5 X 7, 5 cm gross und wird mit einer Lichtintensität von etwa 19350 Lux belichtet. Die Belichtung wird mit einer Lampe von 3200 K durch ein positives Kodachrom-Dia vorgenommen, das zwischen der weissen Lichtquelle und der NESA-Glasplatte angeordnet ist.
Beispiel l : Eine Bildstoffsuspension aus gleichen Teilen von Watchung Red B, ein Bariumsalz der l- (4'-Methyl-5'-chlorazobenzol-2'-sulfonsäure)-2-hydroxy-3-naphthensäure, C. I. Nr. 15865, Monolite Fast Blue G. S., die Alphaform eines metallfreien Phthalocyanin, C. I. Nr. 74100, und ein gelbes Pigment Algol Yellow G. C., 1, 2, 5, 6-di (C, C'-Diphenyl) thiazolanthrachinon, C. I. Nr. 67300 in Mineralöl wird mit einer Pigmentgesamtkonzentration von etwa 8 Gel.-% der Suspension zubereitet. Diese Pigmente sind purpurrot, cyanblau und gelb.
Die sich ergebende Mischung wird auf der NESA-Glasplatte aufgetragen und, wie vorstehend beschrieben, so belichtet, dass ein positives mehrfarbiges Bild auf die Mischung projiziert wird, während die Rollenelektrode sich über die Oberfläche der NESA-Glasplatte bewegt. Die Rollenelektrode erhält ein negatives Potential von etwa 2500 V gegenüber der NESA-Glasplatte. Eine weitere Suspension, die eine 10%ige Lösung von Zinkoxyd in Mineralöl enthält, wird auf eine zweite Rollenelektrode aufgetragen, die ähnlich der bereits erwähnten ausgebildet ist, wobei diese zweite Rollenelektrode unter ähnlichen Bedingungen nacheinander sechsmal über die NESA-Glasplatte bewegt wird. Die Fläche der Rollenelektrode wird nach jeder Bewegung gereinigt und erneut mit der Zinkoxydsuspension überzogen.
Nach Beendigung der sechs Bewegungen wird auf der NESA-Glasplatte ein ausgezeichnetes vollfarbiges, positives Bild mit ausgezeichnet getrennten Farben erhalten. Das Potential und die Belichtung werden während des gesamten Verfahrens aufrechterhalten.
Beispiel 2 : Das Verfahren nach Beispiel 1 wird wiederholt mit der Ausnahme, dass das Zinkoxyd durch Bariumsulfat ersetzt wird. Ein Bild mit guter Farbtrennung entsteht.
Beispiel 3 : Das Verfahren nach Beispiel i wird wiederholt mit der Ausnahme, dass das Zinkoxyd durch Titandioxyd ersetzt wird. Es wird ein ähnliches Ergebnis erhalten.
Beispiel 4 : Eine Bildstoffsuspension, die metallfreies Phthalocyaninpigment, Monolite Fast Blue G. S., aufweist, wird vorbereitet, wobei 7 Teile der lichtempfindlichen Teilchen in einem Mineralöl als Trägerflüssigkeit aufgeschwemmt werden. Die entstehende Suspension wird auf einer NESA-Glasplatte aufgetragen und im übrigen wie im Beispiel 1 behandelt. Das entstehende Bild zeigt, wie gemäss der Erfindung auch einfarbige Bilder verbessert werden können.
Obwohl in den vorstehenden Beispielen jeweils von bestimmten Bedingungen und Materialien Gebrauch gemacht wird, können diese Materialien durch andere geeignete Materialien ersetzt und damit ähnliche Ergebnisse erzielt werden. Zusätzlich können zu dem Verfahren gemäss der Erfindung weitere Verfahrensschritte hinzugefügt oder Modifikationen des Verfahrens benutzt werden, wenn dieses wünschenswert ist. Beispielsweise kann das als Beimengung in der Suspension zur Bildverbesserung verwendete Pigment photoleitend sein, so dass auch dieser Verfahrensschritt gleichzeitig noch als Verfahrensschritt für die Bildherstellung wirkt. Ausserdem können weitere Materialien den Bildstoffsuspensionen hinzugefügt werden. Weitere Merkmale, welche die Erfindung weiter verbessern, vervollkommnen oder in anderer Weise wünschenswert beeinflussen, können ebenfalls angewendet werden.
So können z. B. verschiedene Sensitivierer in Verbindung mit der Bildstoffsuspension angewendet werden.
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