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Die Erfindung bezieht sich auf ein Abbildungsverfahren mit einer photoelektrophoretischen Bildstoffsuspension, bei dem eine erste, als Bildträger für das aus der Suspension erzeugte Bild dienende Elektrode und mindestens eine weitere Elektrode verwendet wird, welche die Suspension so berührt, dass sich diese zwischen den Elektroden befindet, wobei zwischen den Elektroden ein elektrisches Feld erzeugt wird, das sich über die Suspension erstreckt, und die Suspension entsprechend der Bildkonfiguration belichtet wird. Die Erfindung betrifft ferner eine Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens.
In der USA-Patentschrift Nr. 3, 384, 565 ist ein Abbildungsverfahren beschrieben, bei dem eine oder mehrere Arten lichtempfindlicher und strahlungsabsorbierender Teilchen in einer nichtleitenden Trägerflüssigkeit eine Suspension bilden, die zwischen Elektroden als Bildstoffsuspension verwendet wird. Bei Einwirkung einer Strahlung und eines elektrischen Feldes wandern die Teilchen in einer der Strahlung entsprechenden Verteilung, so dass auf einer oder beiden Elektroden ein sichtbares Bild entsteht. Es werden lichtempfindliche Teilchen verwendet, die bei Einwirkung einer aktivierenden Strahlung durch Wechselwirkung mit einer der Elektroden eine Änderung ihrer Eigenladungspolarität erfahren.
Zur Aussonderung verschiedener Bildfarben werden Mischungen von zwei oder mehr verschiedenfarbigen Teilchenarten mit unterschiedlichen Empfindlichkeits- spektren verwendet. Die Teilchen solcher Mischungen haben entweder voneinander getrennte oder sich
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Bei einem einfarbigen Abbildungsverfahren wandern die Teilchen, wenn Licht einer beliebigen Wellenlänge innerhalb des panchromatischen Empfmdlichkeitsspektrums der Teilchen auf diese einwirkt.
Es können Verfahren bereits existieren oder aber entdeckt und erfunden werden, die zu ihrer Ausführung
Suspensionen benötigen, welche einige oder viele Eigenschaften der hier beschriebenen Suspensionen haben, so dass die Erfindung auf diese Verfahren zu deren Verbesserung angewendet werden kann ; eine solche Anwendung liegt daher ebenfalls noch innerhalb des Erfindungsgedankens.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein neues Verfahren und eine Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens zu schaffen, mit denen bessere Bilder auf elektrophoretischem Weg hergestellt werden können. Dabei soll besonders die Bilderzeugungsgeschwindigkeit der für die Farbgebung verwendeten Suspension gesteigert und die Bildqualität bestimmter Abbildungsverfahren verbessert werden. Ferner soll bei besonderen Farbabbildungsverfahren die Farbsättigung erhöht und Bilder mit Zeilenrastern verbessert werden.
Diese Aufgabe wird bei einem Verfahren der einleitend angegebenen Art erfindungsgemäss dadurch gelöst, dass die Belichtung der Suspension mit aktivierender elektromagnetischer Strahlung intermittierend vorgenommen wird. In Verbindung mit einem konstanten oder diskontinuierlichen elektrischen Feld wird also die Suspension mit einer diskontinuierlichen elektromagnetischen Strahlung belichtet.
Eine erfindungsgemässe Einrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens hat eine erste, als Bildträger für das aus der Suspension erzeugte Bild dienende Elektrode, mindestens eine weitere Elektrode, welche die Suspension so berührt, dass diese zwischen den Elektroden zu liegen kommt, ferner Antriebsvorrichtungen zur Erzeugung einer vorbestimmten Relativgeschwindigkeit zwischen der ersten und der weiteren Elektrode, eine Spannungsquelle zur Erzeugung eines elektrischen Feldes in der Suspension zwischen den Elektroden, wenn die weitere Elektrode die Suspension berührt, und eine zur Belichtung der Suspension mit aktivierender elektromagnetischer Strahlung entsprechend der Bildkonfiguration dienende Belichtungsvorrichtung ; sie ist dadurch gekennzeichnet, dass die Belichtungsvorrichtung während der Erzeugung eines Bildes intermittierend arbeitet.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung werden nachfolgend an Hand von Ausführungsbeispielen der erfindungsgemässen Einrichtung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert. Im einzelnen zeigen Fig. l schematisch eine Einrichtung zur Bilderzeugung mit einer pulsierend arbeitenden Belichtungsvorrichtung, Fig. 2 eine Draufsicht im teilweise aufgebrochenen Zustand auf die in Fig. l gezeigte Einrichtung, Fig. 3 schematisch einen elektrischen Schaltkreis für die pulsierend arbeitende Belichtungsvorrichtung, Fig. 4 schematisch eine Einrichtung zur pulsierenden Belichtung und Erzeugung eines diskontinuierlichen elektrischen Feldes, die Fig. 5 bis 7 schematisch die durch die Belichtung und das elektrische Feld bewirkte Abbildung bzw.
Bilderzeugung, die Fig. 8 bis 12 graphische Darstellungen der Belichtung-un Feldverteilungen über der Zeit und Fig. 13 eine andere Einrichtung zur Erzeugung eines Wechselfeldes in Verbindung mit einer pulsierenden Belichtung.
In den Fig. l und 2 ist eine mit--11--bezeichnete durchsichtige Elektrode dargestellt, die z. B. aus einer Schicht optisch durchsichtigen Glases--12--hergestellt ist, elche mit einer ebenfalls optisch durchsichtigen dünnen Zinnoxydschicht--13--überzogen ist. Eine solche Glasplatte ist unter der Bezeichnung"NESA-Glas" von der Pittsburgh Plate Glass Co. erhältlich. Diese Glas-Elektrode wird als injizierende Elektrode bezeichnet.
Auf die Oberfläche der injizierenden Elektrode--11--wird eine dünne Schicht einer Suspension aufgetragen, die in einer elektrisch nichtleitenden Trägerflüssigkeit fein verteilte lichtempfindliche Teilchen aufweist. Unter der Bezeichnung"lichtempfindlich"soll verstanden werden, dass ein ursprünglich an der injizierenden Elektrode gebundenes Teilchen unter dem Einfluss eines elektrischen Feldes bei der Belichtung mit einer aktivierenden elektromagnetischen Strahlung von der Elektrode fortwandert.
Die Bezeichnung "Suspension" wird für eine Anordnung von festen Teilchen, die in einem festen, flüssigen
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oder gasförmigen Stoff verteilt sind, gebraucht. Die hier verwendete Suspension besteht aus festen, in einer Trägerflüssigkeit fein verteilten Teilchen. über der Suspension--14--ist eine Sperrelektrode --16-- angeordnet, die über einen Schalter --18-- mit dem einen Pol einer Spannungsquelle--17--verbunden ist. Der andere Pol der Spannungsquelle --17-- ist mit der injizierenden Elektrode--11--verbunden, so dass bei geschlossenem Schalter-18-- über der Suspension--14--zwischen den Elektroden--11 und 16-ein elektrisches Feld erzeugt wird.
Ein aus einer Lichtquelle--20--, einer Blende--21--, einem Diapositiv--22--und einer Optik-23- aufgebauter Projektor bewirkt eine diskontinuierliche Belichtung der Suspension --14-- mit einem von dem zu reproduzierenden Original--22--stammenden Lichtbild. Die Durchsichtigkeit der Elektrode --11-- ist nur eine beispielsweise angeführte Eigenschaft und hat, wie auch die sonstige Bilderzeugungsanordnung, keine Auswirkung auf den Erfindungsgedanken.
Die Blendenvorrichtung-21-ist lediglich ein Beispiel für irgendeine Vorrichtung, mit der eine kontinuierlich strahlende Lichtquelle zur untermittierenden Belichtung benutzt werden kann. Das Licht kann zu der Bilderzeugungsanordnung nur durch die Öffnung --24-- der Blende --21-- gelangen Die Öffnung --24-- wird durch mechanische Betätigung der Blende-21-geöffnet und geschlossen. Dies wird durch einen pulsierend angesteuerten Elektromagneten --25-- erreicht, der über einen Stift --27-- mit der
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in ihre in Fig. 2 gezeigte, die Öffnung--24--verschliessende Stellung zurück.
Die in Fig. 2 gezeigte Anordnung ist lediglich als Beispiel einer zur intermittierenden Unterbrechung des Lichtstromes einer konstanten Strahlungsquelle geeigneten Vorrichtung anzusehen.
Die Elektrode--16--ist als Rolle mit einem leitenden Kern--30--ausgebildet, der mit der Spannungsquelle --17-- verbunden ist. Der Kern ist mit einer Schicht eines Sperrelektrodenmaterials--31-bedeckt, das z. B. Tedlar, ein von der E. I. DuPont de Nemours and Co. Inc. erhältliches Polyvinylfluorid oder ein anderes Material sein kann. Beim gezeigten Ausführungsbeispiel wird die Teilchensuspension mit dem zu reproduzierenden Original belichtet, während bei geschlossenem Schalter--18--ein Potential zwischen der Sperrelektrode und der injizierenden Elektrode anliegt. Die Sperrelektrode--16-rollt während der Belichtung bei geschlossenem Schalter --18-- über die Oberfläche der injizierenden Elektrode Ein geeigneter Antrieb, z. B. ein Motor-M-l-bewirkt diese Bewegung.
Die Belichtung veranlasst die belichteten,
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--11-- gebundenenDie intermittierende Belichtung der Suspension beeinflusst merkbar den Kontrast, die Hintergrundtönung und die Dichte des auf der Elektrode --11-- erzeugten Bildes. Obwohl Einrichtungen zur Reinigung der Elektroden und zur Fixierung des erzeugten Bildes nicht dargestellt sind, können diese Verfahrensschritte selbstverständlich mit Hilfe an sich bekannter Einrichtungen ebenfalls vorgenommen werden.
An Stelle der in Fig. l dargestellten konstanten Strahlungsquelle und des Blendenmechanismus kann auch eine pulsierende Lampe zur Erzeugung der erforderlichen diskontinuierlichen Belichtung verwendet werden. Fig. 3 zeigt eine solche Lampe.
Die in Fig. 3 gezeigte Ausführungsform kann zur periodischen Blitzbelichtung verwendet werden. Eine Lampe ist in einer Umhüllung --32-- eingeschlossen, die ein Material enthält, das Strahlung einer bestimmten gewünschten Wellenlänge mit hoher Intensität abgibt. Zuleitungen --33-- sind in der Umhüllung eingeschmolzen, wobei jede Zuleitung mit einer Elektrode verbunden ist, und die Elektroden voneinander einen bestimmten Abstand haben.
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--35-- mit--43-- eine teilweise Ionisation des gasförmigen Mediums innerhalb der Lampe bewirkt, so dass dieses leitfähig genug wird, um eine Entladung des Kondensators --36-- über die Lampe zu ermöglichen. Zwischen Anode --34-- und Kathode --40-- entsteht dabei eine Strahlung hoher Intensität im gewünschten Wellenlängenbereich.
Viele andere Steuerkreise sind hier ebenfalls anzuwenden. So kann z. B. ein aufgeladener Silberstreifen, der
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auf einem Teil der Lampenumhüllung aufgebracht ist, oder ein aufgeladener metallischer Reflektor als äusserer Steuerkreis für die Zündung der Lampe verwendet werden. Die Lampe selbst kann mit Xenon, Quecksilberdampf oder einem andern Gas gefüllt sein, das die gewünschten Strahlungseigenschaften für die Belichtung aufweist.
Gegenwärtig sind Xenonlampen erhältlich, die hochfrequente Lichtblitze niedriger Energie bei einer Lampenlebensdauer von 109 Blitzen bis 50% der ursprünglichen Lichtausbeute mit 600 Lichtimpulse pro Sekunde von 0, 008 Joule pro Impulse abgeben. Solche und andere Lampen können in Verbindung mit der hier beschriebenen Einrichtung zur Erzielung der mit der Erfindung beabsichtigten Ergebnisse benutzt werden. Ferner können zusätzlich Vorrichtungen zur Frequenzänderung der Impulse verwendet werden.
Lichtimpulse können auch durch stroboskopische Vorrichtungen erhalten werden, z. B. durch eine Elektronenblitzanlage General Radio Type 1531-A, die so gesteuert werden kann, dass Lichtblitze mit einer Anstiegszeit von 10-6 sec und einer Dauer von 10 X 10-6 sec bis zu einem Zehntel der Spitzenintensität erzielt werden.
In Fig. 4 ist eine andere Ausführungsform einer Einrichtung zur Verbesserung der Bildqualität bei photoelektrophoretischen Abbildungsverfahren dargestellt, die eine in Fig. 2 gezeigte Einrichtung aufweist. Bei der Einrichtung nach Fig. 4 überstreicht die Sperrelektrode--16--die injizierende Elektrode--11--und
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--46-- erzeugt,Elektrode--16--wird über die Oberfläche der Elektrode -11-- durch einen Motor--M-2--bewegt. Nach der Bilderzeugung durch die Sperrelektrode auf der injizierenden Elektrode wird eine ebenfalls rollenförmig
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erzeugte zeitveränderliche Potential bewirkt eine Bildverbesserung durch einen grösseren Kontrast- und Dichteumfang des Bildes.
Eine Lichtquelle --44--, ähnlich der in Fig. 3 gezeigten, wird zur Beleuchtung des Objektes--22--zur intermittierenden Belichtung der Bilderzeugungsanordnung durch die Optik --23- benutzt. Die intermittierende Belichtung tritt in zeitlicher Abhängigkeit des diskontinuierlichen, von der Spannungsquelle 52erzeugten elektrischen Feldes auf. Diese Abhängigkeit wird später noch näher erläutert. Durch eine intermittierend strahlende Lichtquelle können grössere Beleuchtungsintensitäten angewendet werden, da die erzeugte Hitze begrenzt ist. Diese Wärmeentwicklung stellt ein bedeutendes Problem bei derartigen Bilderzeugungsanordnungen dar.
Sowohl in Fig. l als auch in Fig. 4 ist schematisch eine Beschickungsvorrichtung - -54-- dargestellt, die zur Zuführung der Bildstoffsuspension -14-- an die Berührungsfläche zwischen den beiden das Bild aus der Suspension erzeugenden Elektroden dient. Die Elektrode--11--wird als injizierende oder Bilderzeugungselektrode bezeichnet, wodurch gesagt werden soll, dass diese Elektrode vorzugsweise zum Ladungsaustausch mit den lichtempfindlichen Teilchen der Bildstoffsuspension --14-- befähigt ist, wenn diese belichtet wird und damit ein nutzbarer Wechsel in der Eigenladungspolarität der Teilchen auftritt. Die Elektrode --16-- wird als Sperrelektrode bezeichnet, womit gemeint ist, dass sie das Bestreben hat, keine Elektronen an die Teilchen der Suspension abzugeben oder von diesen aufzunehmen.
Neben Tedlar, das als Sperrmaterial für die Elektrode verwendet werden kann, kann jedes andere geeignete Material mit einem Widerstand von etwa
107 Ohm/cm2 oder grösser als Sperrmaterial benutzt werden.
Zwischen den Elektroden der Anordnung können innerhalb eines grossen Bereiches wählbare Spannungen angelegt werden. Zur Erzielung guter Bildauflösung, hoher Bilddichte und einer geringen Hintergrundtönung wird vorzugsweise eine solche Spannung benutzt, die ein elektrisches Feld von mindestens etwa 12 kV/mm über der Bildstoffsuspension erzeugt. Das für die Erzeugung eines so starken elektrischen Feldes erforderliche Potential wird sich natürlich in Abhängigkeit von der Grösse des Elektrodenabstandes und der Stärke und Art des verwendeten Sperrmaterials auf der Sperrelektrode ändern. Zur Erzielung der höchsten Bildqualitäten beträgt das optimale Feld mindestens 80 kV/mm. Die obere Grenze der Feldstärke wird allein von der Durchbruchspannung der Suspension und des Sperrelektrodenmaterials bestimmt.
Bilder, die bei Feldstärken unter 12 kV/mm erzeugt werden, haben gewöhnlich eine niedrige und/oder unregelmässige Bilddichte. Das verwendete Feld wird durch Division der zwischen den Elektroden angelegten Spannung durch den gemessenen Elektrodenabstand bestimmt.
Das so bestimmte Feld herrscht dann innerhalb des Elektrodenspaltes. Daher beträgt die bei einem Elektrodenabstand von etwa 0, 025 mm zwischen der Sperrelektrode und der injizierenden Elektrode anzulegende Spannung etwa 300 V. Diese Spannung erzeugt dann zwischen den Oberflächen der beiden Elektroden eine Feldstärke von 300 V/0, 025 mm oder 12 kV/mm. Werden sowohl die Konstantspannung als auch die Wechselspannung gleichzeitig an die Suspension gelegt, wird vorzugsweise dieser niedrige Spannungspegel während des gesamten Abbildungsverfahrens aufrechterhalten.
Die Teilchen in der Bildstoffsuspension sind nicht leitfähig, wenn sie nicht mit aktivierender Strahlung
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beeinflusst werden. Die negativen Teilchen kommen in Kontakt mit der injizierenden Elektrode--11--oder nehmen eine Lage nahe ihrer Oberfläche ein und bleiben in dieser Lage unter dem Einfluss des elektrischen Feldes, bis sie einer aktivierenden elektromagnetischen Strahlung ausgesetzt werden. Die an der Oberfläche der injizierenden Elektrode --11-- angeordneten Teilchen sind die potentiellen Bilderzeugungsteilchen für das zu reproduzierende Bild. Werden sie von einer aktivierenden Strahlung getroffen, so wird diese durch das jeweilige lichtempfindliche Teilchen absorbiert und macht dieses leitfähig, wobei Loch-Elektron-Paare gebildet werden, die als beweglich angesehen werden können.
Diese neu erzeugten Loch-Elektron-Paare innerhalb der Teilchen waren vor ihrer Kombination durch das das jeweilige Teilchen umgebende elektrische Feld zwischen den beiden Elektroden getrennt. Die negativen Ladungsträger dieser Loch-Elektron-Paare bewegen sich zur positiven
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ausreichendem Ladungsübergang eine positive Eigenladung erhalten. Die jetzt positiv geladenen Teilchen werden von der positiven Oberfläche der Elektrode-11-abgestossen und von der negativen Sperrelektrode-16-angezogen.
Werden also die Teilchen durch eine aktivierende Strahlung getroffen, für deren Wellenlänge sie empfindlich sind, d. h. bei der sie die Bildung von Loch-Elektron-Paaren ermöglichen, so bewegen sie sich von der Elektrode --11-- zur Elektrode --16-- und lassen lediglich Teilchen zurück, die nicht ausreichend von elektromagnetischer Strahlung ihres Empfindlichkeitsbereiches getroffen wurden.
Sind alle Teilchen einer derartigen Anordnung empfindlich für nur eine Lichtwellenlänge und wird eine Belichtung nur mit Licht dieser Wellenlänge vorgenommen, so wird durch Absonderung von Teilchen von der
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verschiedene Teilchenarten unterschiedlicher Färbung und mit unterschiedlichen Empfindlichkeitsspektren enthalten. Bei einem Einfarbenverfahren haben die in der Suspension--14--verwendeten Teilchen eine beliebige Farbe und erzeugen Bilder mit dieser Farbe, wobei die Lage ihrer Empfindlichkeit innerhalb des Spektrums relativ unwichtig ist, solange sie in einem Bereich des Spektrums liegt, in dem auch eine Lichtquelle der üblichen Art arbeitet.
Bei einem Mehrfarbenverfahren werden die Teilchen derart ausgewählt, dass sie entsprechend ihrer unterschiedlichen Färbung auf verschiedene Wellenlängen des sichtbaren Spektrums ansprechen und damit eine Farbentrennung ermöglichen. Unabhängig von der Erzeugung einfarbiger oder mehrfarbiger Bilder sollen vorzugsweise relativ kleine Teilchen verwendet werden, da diese bessere und stabilere Dispersionen bilden und Bilder höherer Auflösung erzeugen als dies mit grösseren Teilchen möglich wäre.
Bei der Belichtung mit einer pulsierenden Strahlung können bei einer bestimmten Pigmentart in der Suspension Bilder nur dann erzeugt werden, wenn die Pulsbreite grösser als ein bestimmter kritischer Wert ist, während bei Pulsbreiten unterhalb dieses Wertes keine Bilder erzeugt werden können. Die Pulsdauer muss nach der erforderlichen Bilderzeugungszeit gewählt werden. So benötigt z. B. ein bestimmtes Pigment zur Bilderzeugung eine Pulsdauer von 6, 5 X 10-4 sec oder länger. Diese Zeitdauer wird bei einem Lichtimpuls mit einer Intensität von annähernd 10Photonen/cm und sec und einem Potential von 1300 V zwischen den Elektroden benötigt. Diese Zahlen wurden nur als Beispiel angegeben, da jedes Pigment für die Bilderzeugung eine unterschiedliche bestimmte Zeitdauer erfordert.
Bei einer vorgegebenen Suspension ist daher ihre langsamste Pigmentsorte bestimmend für die Begrenzung der kleinsten Impulsdauer.
Innerhalb der belichteten Bereiche ist die optische Lichtdichte über das gesamte Band nicht konstant, sondern steigt zu den Kanten hin an. Durch eine einfache Kantenüberlappung der einzelnen Bänder wird daher eine sich periodisch ändernde Dichte auftreten, so dass das Bild nicht vollständig gleichmässig erscheint.
Wird nun die Folgegeschwindigkeit der pulsierenden Belichtung ausreichend gross gemacht, so haben die Bandüberlappungen so kleine Abstände zu benachbarten Bildteilen, dass die bei jedem Lichtblitz auftretenden Bänder so schmal werden, dass sie kontinuierlich erscheinen. Gewöhnlich tritt daher bei dieser "Überlappungsfrequenz"eine besondere Bildverbesserung auf. Die verwendeten Pigmente erzeugen ein kontinuierlich erscheinendes Bild bei einer Folgefrequenz von etwa 20 bis 30 Lichtblitzen/sec und einer Elektrodengeschwindigkeit von etwa 3, 8 cm/sec. Die Folgefrequenz zur Erzeugung kontinuierlicher Bilder ist dabei eine Funktion der Elektrodengeschwindigkeit, der Grösse des Feldes zwischen der Rollen- und der injizierenden Elektrode und der Lebenszeit der Teilchen, die später näher definiert wird.
In Fig. 5 sind die Verhältnisse bei Ende eines von der Belichtungsvorrichtung abgegebenen Lichtblitzes dargestellt. Es wird angenommen, dass die vergangene Zeit geringer als die notwendige Bilderzeugungszeit für die Teilchen ist und mit dem Buchstaben--A--die Entfernung auf der Elektrode --11-- angegeben ist, über die sich das elektrische Feld gleichzeitig erstreckt. Da die Zeit der Blitzbelichtung innerhalb eines gleichzeitig anliegenden Feldes kleiner als die erforderliche Bilderzeugungszeit ist, wandert keines der innerhalb des Feldes
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vorhandenen Teilchen von der injizierenden Elektrode ab. Die betrachtete Zeitdauer ist dabei so klein, dass die Rollenelektrode über der Elektrode --11- als feststehend angesehen werden kann.
Das Mass-A-ist eine Funktion der Elektrodenabmessungen und der Teilchensuspension und unabhängig von der Elektrodengeschwindigkeit.
Fig. 6 zeigt die gleichen physikalischen Erscheinungen zu einem späteren Augenblick nach dem Lichtblitz und innerhalb der Grössenordnung der für die in der Suspension verwendeten Teilchen erforderlichen Bilderzeugungszeit. Die Rollenelektrode hat sich um eine Strecke Vc. t, mit Vc als Geschwindigkeit der Rollenelektrode und t der seit dem Belichtungsblitz vergangenen Zeit, weiterbewegt. Die Teilchen-6 bis 9-- haben sich auf der Rollenelektrode abgelagert. Die Teilchen--10 und 11nahe der Feldgrenze am hinteren Ende der Rollenelektrode und die Teilchen--4 und 5--, die gerade in das Feld eintreten, hatten nicht ausreichend Zeit, um ein Bild zu erzeugen, da sie nicht während der gesamten erforderlichen Bilderzeugungszeit unter dem Einfluss des elektrischen Feldes standen.
In der letzten Abbildung der Bildfolge, der Fig. 7, ist die vergangene Zeit gleich der Lebenszeit der Teilchen, welche der Zeit nach Ende der Belichtung entspricht, während der sie unter Einfluss eines elektrischen Feldes noch ein Bild erzeugen können. Die Rollenelektrode ist wieder um die Strecke Vie. t weitergerückt und die Teilchen--3, 4 und 5--haben sich noch zusätzlich auf der Rollenelektrode abgelagert, was einer gesamten Bandbreite des Bildes von der Strecke--C--entspricht. Die auf der injizierenden Elektrode--11--zur Bilderzeugung verarbeitete Strecke beträgt C = A + B, wobei--B--die durch die Lebensdauer der Teilchen gegebene zusätzliche Strecke ist.
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innerhalb der Teilchen ; 3. Ablagerung der Teilchen nahe oder auf der injizierenden Elektrode ; 4.
Bildung von
Elektron-Loch-Paaren zwischen den Teilchen und der injizierenden Elektrode ; 5. Ladungsänderung der Teilchen infolge der injizierenden Elektrode ; 6. elektrophoretische Wanderung der Teilchen zur Sperrelektrode und 7.
Teilchenablagerung auf der Sperrelektrode. Ist das elektrische Feld konstant und nur die Belichtung pulsierend, so haben die unter 1. und 2. genannten Schritte bereits stattgefunden, bevor die Suspension durch Lichtblitze belichtet wird.
In den Fig. 8, 9 und 10 sind die für eine Bilderzeugung erforderlichen Zusammenhänge zwischen dem Feld und der Belichtung dargestellt, wenn beide diskontinuierlich sind. Es sei vorausgesetzt, dass die Pulsbreite und die Zeitdauer des Feldes grösser als die Bilderzeugungszeit für die in der Suspension verwendeten Teilchen sind. Die Belichtung ist durch einen sägezahnförmigen Impuls dargestellt, der dem auf einem Oszillographen abgebildeten Signalverlauf der Belichtung ähnelt. Tritt die pulsierende Belichtung und das diskontinuierliche Feld in der in Fig. 9 gezeigten zeitlichen Abhängigkeit auf, so entsteht kein Bild.
Ist der Abstand zwischen dem Belichtungsimpuls und dem Feld dagegen so, wie er in Fig. 10 gezeigt ist, so entsteht ein Bild, vorausgesetzt, dass die Lebenszeit der Teilchen grösser ist als die Zeit zwischen dem Belichtungsimpuls und der ansteigenden Flanke des pulsierenden Feldes.
In Fig. ll sind graphisch die auf die Suspension einer Anordnung ausgeübten elektrischen Kräfte dargestellt, wenn das Feld eine Wechselstromkomponente aufweist. Die Ordinate gibt das über der Suspension zwischen den Elektroden--11 und 16-anliegende Potential und das oszillographierte Signal der pulsierenden Belichtung an, während die Abszisse die Zeit angibt. Die untere gestrichelte Linie gibt die erforderliche Konstantspannung oder den"idealen Gleichstrom"--Ii--an, der zur Teilchenwanderung für ein annehmbares Bild aufrechterhalten werden muss. Die durchgezogene Linie, die mit --Ia-- bezeichnet ist, gibt das tatsächlich konstante Potential oder den tatsächlich konstanten Gleichstrom an, der von der Spannungsquelle--17-abgegeben wird.
Die Entfernung zwischen der oberen und der unteren gestrichelten Linie gibt die maximale Amplitude des Wechselspannungssignals bzw. des Wechselstromes an und ist mit--Iw--bezeichnet.
In Fig. 12 ist das Ausgangssignal einer hier nicht gezeigten Gleichrichterschaltung dargestellt, dem eine Konstantspannung überlagert ist. Die Abszisse gibt wieder die Zeit an, während die Ordinate das über der Suspension wirksame Potential angibt, wenn diese Schaltung mit den beiden Elektroden verbunden ist. Gleichfalls ist wieder die pulsierende Belichtung angegeben. Die Linien für den idealen und den tatsächlichen Gleichstrom--Ii und Ia--fallen zusammen. Der Wechselstrom-Iw--des Feldes wird durch die Entfernung zwischen der oberen gestrichelten Linie und der durchgezogenen Linie angegeben, die den tatsächlichen und den idealen Gleichstrom--Ia und Ii--angibt. Die pulsierende Belichtung kann bei jedem Spitzenwert des Feldes oder aber, wie gezeigt, auch phasenverschoben dazu auftreten.
Ein Vorteil dieses gleichgerichteten Ausgangssignals besteht darin, dass bei einer Bilderzeugungsanordnung, die ein hohes Potential zur Erzeugung annehmbarer Bilder benötigt, die Potentialänderungen nur in einer Richtung, nämlich zusätzlich zu dem zwischen den Elektroden liegenden Gleichspannungspotential auftreten.
In Fig. 13 ist eine Teilansicht einer andern Ausführungsform einer Einrichtung zur Durchführung des erfindungsgemässen Verfahrens dargestellt. Hier wird eine mit--80--bezeichnete zusätzliche Elektrode über die Elektrode --11-- geführt, nachdem die Elektrode --11-- mit Bildstoffsuspension versehen und durch die Bewegung einer andern Elektrode bereits ein Bild erzeugt wurde. Selbstverständlich kann diese Anordnung
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entweder mit der Sperrelektrode --16-- oder einer dritten Elektrode --48-- arbeiten, was ebenfalls noch innerhalb des Erfindungsgedankens liegt.
Eine Spannungsquelle --82-- ist zwischen die Elektroden-11 und
80-geschaltet und erzeugt ein Feld ausreichenden Potentials, um eine elektrophoretische Bilderzeugung zu ermöglichen.
Ein Ein-Aus-Schalter --84-- ist in diesen Schaltkreis geschaltet, so dass die Spannungsquelle nur dann eingeschaltet ist, wenn die Elektrode --80-- wirksam ist. Ein Motor-M-3--bewegt die Elektrode - über die Elektrode Eine Steuereinrichtung --86-- ermöglicht die Erzeugung eines intermittierenden diskontinuierlichen Feldes zwischen den beiden Elektroden, indem der Stromkreis abwechselnd geöffnet und geschlossen wird. Einrichtungen --88-- zur Änderung der Periodendauer oder der Arbeitszeit innerhalb einer festen Periodendauer der zwischen den Elektroden angelegten Spannung können der Steuereinrichtung --86-- zugeordnet werden.
Feldverläufe, die von dieser Einrichtung erzeugt werden, sind in den Fig. 8, 9 und 10 dargestellt.
Bei Anwendung des erfindungsgemässen Verfahrens und seiner Einrichtung für ein photoelektrophoretisches Abbildungsverfahren wird bei mehrfarbigen Bildern die Abbildungsgeschwindigkeit und die Farbsättigung oder bei einfarbigen Bildern allein die Abbildungsgeschwindigkeit verbessert. Um diese Ergebnisse ohne merkbare Streifenbildung des Bildes zu erzielen, muss die Frequenz der Schwingungen entsprechend der folgenden Beziehung gewählt werden : f = Vc. R mit f der Frequenz in Hertz, Vc der Relativgeschwindigkeit zwischen den Elektroden in mm/sec und R der gewünschten Bildauflösung in Zeilenpaaren pro Millimeter.
Die Stärke der Belichtung und die Grösse der verwendeten Frequenz hängen von der Empfindlichkeit der Pigmentteilchen ab.
Die Bilderzeugung mit den Suspensionsteilchen findet nur in der Abbildungszone zwischen den beiden Elektroden statt, die von Licht beaufschlagt wird und unter Einwirkung eines elektrischen Feldes steht. Bei einem diskontinuierlichen Feld und/oder einer diskontinuierlichen Belichtung werden die Teilchen mehrmals in einer einzigen Abbildungszone bzw. Berührungszone zwischen den Elektroden zum Wandern gezwungen. Wie in den vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispielen gezeigt, wird eine Elektrode mit einer Geschwindigkeit --V,-- über die andere Elektrode bewegt. Diese Geschwindigkeit ist gewöhnlich klein gegenüber der Frequenz der diskontinuierlichen Speisequellen. Daher treten innerhalb einer einzigen Abbildungszone mehrere Perioden der wechselnden Frequenz auf.
Der Abstand zwischen den Kanten dieser durch je eine Periode gegebenen Bänder wird als die Auflösung des erzeugten Bildes bezeichnet. Bei einer schnelleren Relativgeschwindigkeit zwischen den Elektroden wird daher bei fester Frequenz die Bildauflösung kleiner. Ähnlich wird bei einer Erniedrigung der Frequenz und bei gleichbleibender Relativgeschwindigkeit zwischen den Elektroden die Bildauflösung ebenfalls kleiner. Infolge der gleichen Beziehungen werden umgekehrte Bedingungen selbstverständlich eine höhere Bildauflösung bewirken.
Soll ein sichtbares Halbton-Rasterbild erzeugt werden, so genügt es, die Frequenz f etwas geringer als Vc. R zu machen. Dadurch entsteht ein streifenförmiges Bild, das so gesteuert werden kann, dass es verwendbare Halbtonzeilen aufweist.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Abbildungsverfahren mit einer photoelektrophoretischen Bildstoffsuspension, bei dem eine erste, als Bildträger für das aus der Suspension erzeugte Bild dienende Elektrode und mindestens eine weitere Elektrode verwendet werden, welche die Suspension so berührt, dass sich diese zwischen den Elektroden befindet, wobei zwischen den Elektroden ein elektrisches Feld erzeugt wird, das sich über die Suspension erstreckt, und die
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Belichtung der Suspension (14) mit aktivierender elektromagnetischer Strahlung intermittierend vorgenommen wird.
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