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In der Vervielfältigungstechnik sind verschiedene Verfahren zur Herstellung von Druckplatten bekannt, die in einem Druckverfahren angewendet werden können. Zu den klassischen Verfahren zählt ferner die Erzeugung von Kohlekopien in einer Schreibmaschine. Neben der begrenzten Zahl herzustellender lesbarer Kopien hat dieses Verfahren einige weitere Nachteile. Beispielsweise muss die Faserstruktur des Papiers für die Kopien extrem leicht sein, um für mindestens zwei oder drei Kopien eine durchgehende Druckwirkung zu erzielen. Ferner ist es erforderlich, dass bei einer Vielzahl gewünschter Kopien ein extrem hoher Druck auf die Schrifttypen einwirkt, wodurch das Original geprägt oder gelöchert wird. Ausserdem wird die Lesbarkeit der Kohlekopien mit jeder zusätzlichen Kopie schlechter.
Zur Vermeidung der vielen Nachteile bei der Vervielfältigung mit Kohlepapier wurden Vervielfältigungsverfahren geschaffen, die mit speziell ausgebildeten Druckplatten arbeiten. Die Lithographie bzw. der Offsetdruck sind bekannte und bewährte Druckverfahren. Allgemein wird bei der Lithographie mit einer flachen Platte gedruckt, deren Bildflächenteile gegenüber den nicht zum Bild gehörenden Flächenteilen unterschiedliche Eigenschaften und damit unterschiedliche Druckfähigkeit haben. Bei der üblichen Lithographie sind die nicht zum Bild gehörenden Flächenteile hydrophil oder wasserbindend, während die Bildflächenteile hydrophob oder wasserabstossend sind. Die Druckplatte wird zunächst mit einer Benetzungslösung versehen, die alle Teile ihrer nicht mit dem hydrophoben Bild bedeckten Oberfläche benetzt.
Dann wird eine auf Ölbasis hergestellte Druckfarbe aufgebracht, um die erwünschte selektive Einfärbung der Bildflächen zu erzielen.
Normalerweise wird das eingefärbte Bild dann auf eine Offsetrolle übertragen, mit der der endgültige Druck vorgenommen wird. Obwohl bei diesem Verfahren die Herstellung der Druckplatte vereinfacht ist, treten auch noch grundlegende Nachteile auf, die seine Verwendung einschränken. Normalerweise muss nämlich eine Konversionslösung verwendet werden, um die zunächst hydrophoben Hintergrundflächen mit hydrophilen Eigenschaften zu ersehen. Ferner ist es schwierig, das richtige Verhältnis von Wasser zu Druckfarbe während des Druckvorganges selbst aufrechtzuerhalten. Die Einführung eines Zwischenschrittes in das Druckverfahren, nämlich die übertragung des Bildes von der Druckplatte auf eine Offsetrolle, erhöht die Möglichkeit einer schlechteren Auflösung des gedruckten Bildes.
Der Buchdruck wird als das älteste und am meisten angewendete Druckverfahren angesehen. Die Druckfarbe wird auf eine erhabene Fläche aufgebracht und direkt durch Druckeinwirkung auf eine Unterlage übertragen. Die zu druckenden Flächen sind gegenüber den nicht zu druckenden Flächen erhaben, und die Farbwalzen berühren nur die Oberfläche der erhabenen Bereiche. Die nicht zu druckenden Bereiche liegen niedriger und erhalten daher keine Färbung. Dieses Verfahren weist jedoch auch Nachteile auf. Zur Vorbereitung der Druckplatte ist ein beachtlicher Zeitaufwand erforderlich, wobei im allgemeinen genaue Kontrollmessungen durchgeführt werden müssen, um die erwünschten Ergebnisse zu erzielen.
Bei einem dritten bekannten Verfahren, dem Tiefdruckverfahren, wird eine vertiefte Fläche zur Bildübertragung verwendet. Eine Platte oder ein Zylinder mit dem in bzw. unter die Oberfläche eingeätzten Bild wird durch ein Farbbad bewegt. Die überschüssige Druckfarbe wird mit einem Abstreiftuch von der Plattenoberfläche entfernt. Die in den vielen tausend vertieften Zellen verbleibende Druckfarbe erzeugt das Bild durch direkte übertragung auf das Papier, welches zwischen der Platte und einer Druckwalze hindurchgeführt wird. Obwohl dieses Verfahren sehr wirksam arbeitet, zeigt es auch Nachteile im Hinblick auf genau vorgeschriebene und einzuhaltende Druckplattenherstellung.
Die Aufgabe der Erfindung besteht nun darin, die vorstehend beschriebenen Nachteile bei der Herstellung von Druckplatten zu vermeiden und ein Verfahren zu schaffen, das die Herstellung einer Druckplatte mit geringen Kosten und ohne grossen zeitlichen Aufwand ermöglicht. Diese Druckplatte soll zur direkten Herstellung positiver Drucke geeignet sein.
Zur Lösung dieser Aufgabe wird ein Verfahren zur Herstellung einer Xerodruckplatte vorgeschlagen, bei welchem ein aus photoleitfähigen Partikeln zusammengesetztes Bild zwischen zwei Elektroden, von denen zumindest eine für elektromagnetische Strahlung durchlässig ist, auf der Oberfläche einer dieser beiden Elektroden unter dem Einfluss eines elektrischen Feldes in Gegenwart einer die Partikeln aktivierenden elektromagnetischen Strahlung durch bildmässiges Ablagern der Partikeln aus einer lichtempfindlichen Bildstoffzusammensetzung gebildet wird. Das erfindungsgemässe Verfahren ist nun dadurch gekennzeichnet, dass auf der das erzeugte Bild tragenden Elektrode oder auf einer andern leitfähigen Unterlage, auf welche das Bild allenfalls übertragen wurde, ein dielektrisches Material aufgebracht wird.
Nach dem erfindungsgemässen Verfahren wird somit auf der Oberfläche einer leitfähigen Unterlage ein photoelektrophoretisches Bild derart erzeugt, dass die Bildflächenteile photoleitfähig sind, während nicht zum Bild gehörende Flächenteile einen dielektrischen Stoff enthalten, der sie isolierend macht und eine Speicherung elektrostatischer Ladung bei Licht ermöglicht.
Das erfindungsgemässe Verfahren kann beispielsweise derart durchgeführt werden, dass eine Suspension photoelektrophoretischer Bildstoffteilchen in einer nichtleitenden Trägerflüssigkeit gebildet wird. Diese Suspension wird zwischen zwei Elektroden gebracht und einer elektrischen Spannung ausgesetzt, während sie gleichzeitig mit einem reproduzierbaren Bild bestrahlt wird. Allgemein gesprochen, wird die Bildstoffsuspension auf eine transparente, elektrisch leitfähige Bildplatte bzw. erste Elektrode in Form einer dünnen Schicht
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aufgebracht, und die Belichtung erfolgt durch die transparente Platte hindurch, während eine zweite Elektrode auf die Bildstoffsuspension aufgelegt oder über sie hinweggerollt wird.
Die in der Suspension vorhandenen Teilchen werden durch die elektromagnetische Strahlung zum Wandern gebracht und erzeugen ein sichtbares Bildmuster auf einer oder beiden Elektroden. Beide Bilder sind zueinander komplementär. Eine isolierende Stoffzusammensetzung wird dann auf den belichteten Film auf der ersten, durchsichtigen und leitfähigen Elektrode aufgebracht, und diese Oberfläche wird dann auf eine vorbestimmte Spannung aufgeladen, wobei eine elektromagnetische Strahlung auf sie einwirkt. Die elektrostatische Ladung wird in den Flächenteilen des Filmes gehalten, in denen keine lichtempfindlichen Bildstoffteilchen mehr vorhanden sind und die im folgenden auch als nicht zum Bild gehörende Flächenteile bezeichnet werden. Auf diese Weise ergibt sich eine Xerodruckplatte, die in einem Massendruckverfahren angewendet werden kann.
Das erzeugte latente Bild kann mit pigmentierten Kunstharztonerteilchen oder einer Entwicklungsflüssigkeit entwickelt werden, wonach es auf die Oberfläche eines Kopieblattes übertragen wird. Die Aufladung, Entwicklung und Bildübertragung können wiederholt werden, bis die vorgegebene Anzahl von Kopien des Originalbildes hergestellt ist.
Bei dem erfmdungsgemässen Verfahren ist es möglich, positive Kopien von negativen Durchsichtbildern oder negativen Kopien von positiven Durchsichtbildern direkt zu erzeugen. Wird eine negative Kopie erzeugt, so kann es günstig sein, eine Entwicklungselektrode zu verwenden, wie sie in den USA-Patentschriften Nr. 2, 573, 881 und 3, 147, 147 beschrieben ist. Dadurch wird die Flächentönung des Bildes verbessert. Das erfindungsgemässe Verfahren ist insbesondere zur Herstellung einfarbiger Strichzeichnungen bei Verwendung einfarbiger Teilchen in der Suspension oder mehrerer verschiedenartig gefärbter Teilchenarten in der Suspension bei Belichtung mit einer Lichtmischung geeignet.
Falls erwünscht, kann das auf der Oberfläche der Bilderzeugungselektrode hergestellte photoelektrophoretische Bild nach einem beliebigen Verfahren übertragen werden, beispielsweise durch das in der franz. Patentschrift Nr. 1. 520. 919 beschriebene elektrostatische Verfahren oder durch Klebstoffübertragung. Die Übertragung erfolgt dann auf die Oberfläche einer leitfähigen Unterlage, die wieder mit dem isolierenden Stoff in beschriebener Weise behandelt werden kann, um eine Xerodruckplatte zu bilden. Dieses Verfahren erübrigt den Druck mit der Bilderzeugungselektrode und ist daher vielseitiger anzuwenden.
Die isolierende Stoffzusammensetzung bzw. das Bindemittel kann sorgfältig mit der Dispersion der photoelektrophoretischen Teilchen gemischt werden, bevor diese auf die Oberfläche der Bilderzeugungselektrode aufgebracht werden. Dabei ist es also nicht erforderlich, den Isolierstoff nach der Erzeugung des photoelektrophoretischen Bildes aufzubringen.
Es zeigte sich, dass bei Einführung eines Isolierstoffes in eine photoelektrophoretische Bildstoffsuspension oder bei Aufbringen des dielektrischen Isolierstoffes auf das elektrophoretische Bild nach dessen Erzeugung diejenigen Bereiche, aus denen die lichtempfindlichen Teilchen abgewandert sind, nichtleitend werden und eine elektrostatische Ladung annehmen können. Auf diese Weise ergibt sich eine Bildfläche, die photoleitfähig ist und auf oder in ihrer Oberfläche ein nichtleitendes Bild enthält, das eine elektrostatische Ladung aufnimmt.
Die Erfindung wird im folgenden an Hand der Zeichnungen beschrieben. Es zeigen : Fig. l eine schematische Darstellung einer Vorrichtung zur photoelektrophoretischen Bilderzeugung beim erfmdungsgemässen Verfahren, Fig. 2 den Schnitt der in Fig. l gezeigten Bilderzeugungselektrode beim Aufbringen des Isolierstoffes, Fig. 3 eine schematische Darstellung der in Fig. 2 gezeigten Bilderzeugungselektrode mit photoleitfähigen und isolierenden Flächenteilen, Fig. 4 einen vergrösserten Querschnitt der in Fig. 3 gezeigten Bilderzeugungselektrode bei der Aufladung, Fig. 5 die Belichtung und deren Wirkung auf die geladene Bildplattenoberfläche, Fig. 6 die Entwicklung des gemäss Fig. 5 erzeugten latenten Bildes, Fig. 7 eine Bildübertragung nach dem Xerodruckverfahren, Fig.
8 eine Darstellung des nach dem erfindungsgemässen Verfahren erzeugten Druckes und Fig. 9 eine Vorrichtung zur Durchführung eines Druckverfahrens mit einer nach dem erfmdungsgemässen Verfahren hergestellten Xerodruckplatte.
In Fig. l ist eine durchsichtige und leitfähige erste Elektrode-l-dargestellt, die aus einer Schicht optisch transparenten Glases--2--und einer darauf aufgebrachten dünnen, optisch transparenten Schicht --3-- aus Zinnoxyd bestehen kann. Mit Zinnoxyd in dieser Weise überzogenes Glas ist im Handel unter der Bezeichnung"NESA-Glas"von der Pittsburgh Plate Glass Company erhältlich. Diese Elektrode wird im folgenden auch als die Bilderzeugungs- oder die injizierende Elektrode bezeichnet.
Auf der Oberfläche der injizierenden Elektrode--l--ist eine dünne Schicht--4--fein verteilter lichtempfindlicher Pigmentstoffteilchen vorgesehen, die in einer nichtleitenden Trägerflüssigkeit dispergiert sind. über die flüssige Suspension--4--wird eine zweite Elektrode, die Sperrelektrode--7--hinweggeführt, die aus einer Rolle mit leitfähigem Kern--8--gebildet ist, der mit einer Spannungsquelle--11--verbunden ist. Der Kern ist
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Lichtquelle--14--, einem Durchsichtbild--15--und einer Optik--16--besteht. Im vorliegenden Falle wird ein Mikrofilmnegativ als Durchsichtfilm verwendet. An die Sperrelektrode und die injizierende Elektrode wird bei Schliessen des Schalters --12-- eine Spannung angelegt.
Die Sperrelektrode-7-wird über die
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negatives Pigmentstoffbild-23-auf der injizierenden Elektrode zurückbleibt, das ein Duplikat des Originalbildes--15--ist. Es sei bemerkt, dass die Sperrelektrode auch die Form einer ebenen Platte wie die injizierende Elektrode haben kann. In diesem Falle kann die Sperrelektrode durchsichtig sein, so dass die Belichtung durch sie hindurch vorgenommen wird und die injizierende Elektrode undurchsichtig sein kann.
Auf die Oberfläche der mit dem Bild versehenen injizierenden Elektrode--l--wird eine isolierende Stoffzusammensetzung-21-gemäss Fig. 2 aufgesprüht. Sie kann aus zirka 2 bis 10% Bindemittel und im übrigen aus einer flüchtigen Trägerflüssigkeit beispielsweise aus Toluol, bestehen. Optimale Ergebnisse erhält man bis 4 bis 7% Bindemittel. Der nichtleitende Überzug imprägniert die Bildstoffsuspension --4-- in den
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Bild komplementär ist. Das nichtleitende Bindemittel wird vorzugsweise aufgesprüht, es können jedoch auch andere Aufbringungsverfahren angewendet werden.
Beispielsweise kann die flüssige Suspension--4--ein nichtleitendes Bindemittel bereits enthalten, dessen Rückstände auf der injizierenden Elektrode verbleiben, wenn die elektrophoretischen Pigmentstoffteilchen durch Wanderung infolge Belichtung aus der Dispersion ausgeschieden werden. Die Bindemittelkonzentration als Teil der Bildstoffdispersion soll zirka 2 bis 25 Gew.-%, vorzugsweise zirka 4 bis 6 Gew.-% betragen. In allen Fällen liegt die Bindemittelstärke innerhalb des erzeugten Bildes zwischen zirka 1 bis zirka 20 Mikron, vorzugsweise zwischen zirka 2 und 4 Mikron. Fig. 3 zeigt eine perspektivische Darstellung der gemäss Fig. 2 hergestellten Platte.
Die elektrophoretische Bildablagerung --23-- auf der Oberfläche der Bilderzeugungselektrode dient als lichtempfindliches Element, das nichtleitende Bindemittelbild-24-als ladungsaufhahmefähiges Element. Durch die Einbringung der isolierenden Komponente ergibt sich auf der Oberfläche der injizierenden Elektrode ein Muster aus ladungsaufnahmefähigen Bereichen und damit ein Bildmuster, das dem Pigmentstoffbild komplementär ist. Die auf der injizierenden Elektrode und auf der Sperrelektrode erzeugten Pigmentstoffbilder können durch Verdunstung der relativ flüchtigen Trägerflüssigkeit fixiert werden, so dass sie dann im wesentlichen nicht klebrige Oberflächen haben.
Fig. 4 zeigt den Verfahrensschritt, bei dem die Oberfläche der mit dem Bild versehenen injizierenden Elektrode mit einer elektrostatischen Ladung versehen wird. Hiezu dient eine Korona-Entladungseinheit - -32--, die mit einer Spannungsquelle --33-- gespeist wird. Bei Einwirkung einer Lichtquelle-35gemäss Fig. 5 wird die aufgebrachte Ladung in denjenigen Flächenteilen abgeleitet, in denen noch lichtempfindliche Teilchen vorhanden sind. Auf diese Weise entsteht ein elektrostatisches latentes Bild--37-- auf der Oberfläche der Elektrode bzw. Bildplatte-l-in den ladungsaufnahmefähigen Bereichen-24-.
Die Ladung wird in bildmässiger Verteilung auf dem Isolierstoff gespeichert, der die jeweiligen Oberflächenbereiche gegenüber der darunterliegenden leitfähigen NESA-Glaspallte isoliert.
Nach der Belichtung der geladenen Bildplatte gemäss Fig. 5 wird ein elektroskopisches Entwicklerpulver - -41--, das entsprechend dem erwünschten Ergebnis polarisiert aufgeladen ist, auf die Bildplatte aufgebracht.
In Fig. 6 ist hiezu eine Kaskadierungsentwicklung dargestellt, in gleicher Weise kann jedoch auch die Pulverwolkenentwicklung, die Magnetbürstenentwicklung oder ein anderes bekanntes Verfahren angewendet werden. Falls das entwickelte Bild dem Ladungsmuster entsprechen soll, so muss ein Entwicklerstoff aufgebracht werden, der reibungselektrisch mit einer Polarität entgegengesetzt derjenigen der Bildladungen aufgeladen ist, so dass er in den geladenen Flächenteilen des isolierenden Bildmusters angezogen und gebunden wird. Soll ein entwickeltes Bild entsprechend den nicht geladenen Bereichen entstehen, so muss ein Entwicklerstoff verwendet werden, dessen Polarität mit derjenigen der Bildladungen übereinstimmt.
Der Entwicklerstoff wird dann von diesen Ladungen abgestossen und lagert sich auf den nicht geladenen Flächenteilen der Bildplatte ab, während die geladenen Flächenteile von Entwickler freibleiben. Gemäss Fig. 6 wird der Entwicklerstoff --41-- über die
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USA-Patentschriften Nr. 2, 618, 551 und Nr. 2, 618, 552 beschrieben. Sie arbeitet mit einer Entwicklerstoffmischung, die aus fein verteilten, elektroskopischen Zeichenteilchen oder Toner sowie aus grösseren Trägerteilchen besteht. Die Trägerteilchen dienen zur Auflockerung der feinen Tonerteilchen und zu deren leichterem Transport sowie ferner zur gegenseitigen Aufladung infolge des Abstandes beider Stoffe innerhalb der reibungselektrischen Reihe.
Die Trägerteilchen werden mit den an ihnen anhaftenden Tonerteilchen aus einem Trichter --43-- über die Oberfläche der Bildplatte kaskadiert. Das elektrostatische Feld des Bildladungsmusters bewirkt eine Anziehung der Tonerteilchen von den Trägerteilchen, so dass damit das Bild entwickelt wird. Die Trägerteilchen gelangen zusammen mit den zur Entwicklung nicht verwendeten Tonerteilchen in eine Sammelschale--45-.
Soll ein Negativbild von einem negativen Original oder ein Positivbild von einem positiven Original ohne die vorstehend beschriebene Umkehrentwicklung hergestellt werden, so ist eine andere Ausführungsform des erfindungsgemässen Verfahrens möglich, bei der das auf der Oberfläche der Sperrelektrode erzeugte
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elektrophoretische Bild nach einem geeigneten Verfahren, beispielsweise durch klebendes Abziehen oder elektrostatisch, auf die Oberfläche einer zweiten leitfähigen Unterlage übertragen wird. Ein dünner Film einer nichtleitenden Stoffzusammensetzung kann dann als Überzug auf die Oberfläche des zweiten Bildträgers aufgebracht werden, so dass sich ein photoleitfähiges Bild auf leitfähiger Unterlage zusammen mit einem nicht leitfähigen Bild ergibt, das zum photoleitfähigen Bild komplementär ist.
Dieses nicht leitfähige Bild kann dann in beschriebener Weise geladen und entwickelt werden, das damit erzeugte Tonerbild wird dann auf ein Kopieblatt übertragen, und die Ladung und Entwicklung wird bis zur Herstellung einer vorgegebenen Anzahl Kopien wiederholt.
Fig. 7 zeigt den Bildübertragungsschritt, bei dem das Kopieblatt --51-- aus normalem Feinpapier auf die mit dem Bild versehene Oberfläche der Bilderzeugungselektrode--l--aufgelegt und eine Ladung--53-- mit einer Polarität entgegengesetzt derjenigen der Tonerteilchen mit der Entladungsvorrichtung --55-- und der Spannungsquelle --56-- auf die Rückseite des Kopieblattes --51-- aufgebracht wird. Durch diesen
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Ladungspolarität übertragen. Fig. 8 zeigt eine schematische Darstellung des Kopieblattes--51--aus Fig. 7 nach der Übertragung, das Tonerbild --37a-- ist die endgültige Kopie des Originalbildes.
Das Tonerbild kann auf der Oberfläche des Kopieblattes auf geeignete Weise fixiert werden, beispielsweise durch Einschmelzen nach Dampfeinwirkung, Behandlung des entwickelten Bildes mit Wärme oder Aufbringen einer Folie auf die Oberfläche des übertragenen Bildes.
Fig. 9 zeigt eine einfache, kontinuierlich arbeitende Vorrichtung zur Durchführung eines Xerodruckverfahrens mit einer erfindungsgemäss hergestellten Xerodruckplatte. In dieser Vorrichtung ist eine drehbare Lagerung--61--in Form einer Trommel vorgesehen, die aus Aluminium --62-- besteht und auf ihrer Aussenfläche mit einer dünnen, optisch transparenten und leitfähigen Schicht --63-- aus mit Chrom überzogenem Mylar besteht. Mylar ist ein Polyäthylenterephthalat der Fa. E.I, duPont de Nemours & Co., Inc.
Auf der Oberfläche der Trommel--61--ist eine Schicht--64--fixiert, die aus der elektrophoretischen Bildstoffsuspension besteht und ein positives, ladungsaufnahmefähiges Bild-65-enthält. Die Trommel wird mit konstanter Geschwindigkeit in der dargestellten Pfeilrichtung gedreht. Sie wird dabei an einer Entladungsvorrichtung--67--vorbeibewegt und gleichmässig aufgeladen, wonach sie an einer
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mehreren Förderbehältern--74--auf einem endlosen angetriebenen Band--75--aufgenommen und über die Trommeloberfläche kaskadiert. Das elektrostatische Feld des auf dem ladungsaufnahmefähigen Bereichen der Trommel erzeugten Ladungsmuster bewirkt eine Anziehung der Tonerteilchen aus der Entwicklerstoffzusammensetzung, wodurch das Bild entwickelt wird.
Der nicht zur Entwicklung verwendete Teil des
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des Tonerbildes --65a-- auf das Kopieblatt --67-- erfolgt durch eine Korona-Übertragungsvorrichtung - -84--, die unmittelbar hinter der Berührungsstelle des Kopieblattes mit der rotierenden Trommel angeordnet ist. Die Übertragungsvorrichtung --84-- ist ähnlich der Entladungsvorrichtung --67-- ausgebildet. Das an der Übertragungsstelle erzeugte elektrostatische Feld bewirkt eine Anziehung der Tonerteilchen des entwickelten Bildes--65a--, so dass sie elektrostatisch an der Oberfläche des Kopieblattes anhaften. Das mit dem Tonerbild so versehene Kopieblatt wird auf einem Endlosförderer --85-- an einer Hitzefixiervorrichtung--86-vorbeigeführt, die eine Einschmelzung des Bildes in das Kopieblatt bewirkt.
Danach wird die fertige Kopie aus der Vorrichtung ausgegeben.
Auf die Bildübertragungsstelle folgt dann eine Reinigungsbürste-88--, die die Trommeloberfläche auf den nächsten Xerodruckzyklus vorbereitet. Das Verfahren wurde in Verbindung mit einer Korona-Entladung beschrieben, diese wurde jedoch nur als Beispiel genannt, jedes andere geeignete Verfahren kann gleichfalls angewendet werden. Weitere Ladeverfahren sind die Reibungsladung und die Induktionsladung gemäss den USA-Patentschriften Nr. 2, 934, 649 und Nr. 2, 833, 930 sowie die Rollenladung gemäss USA-Patentschrift Nr. 2, 934, 650.
Unter einer injizierenden oder Bilderzeugungselektrode soll eine Elektrode verstanden werden, die vorzugsweise zum Ladungsaustausch mit den lichtempfindlichen Teilchen der Bildstoffdispersion fähig ist, wenn die Dispersion mit Licht bestrahlt wird. Dadurch tritt eine Änderung der Eigenladungspolarität der Teilchen ein.
Unter einer Sperrelektrode soll eine Elektrode verstanden werden, die nicht in der Lage ist, Elektronen in die
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lichtempfindlichen Teilchen zu injizieren oder aus ihnen aufzunehmen, abgesehen von einer sehr geringen Menge bei Berührung der Elektrodenoberfläche durch die Teilchen. Werden alle Polaritäten des Systems umgekehrt, so kehren sich auch die Funktionen der Elektroden um.
Die injizierende Elektrode soll vorzugsweise aus einem optisch durchsichtigen Glas bestehen, das mit einem leitfähigen Material überzogen ist, um optimale Ergebnisse zu erzielen, beispielsweise mit Zinnoxyd, Kupfer, Kupferjodid, Gold od. ähnl. Es können jedoch auch andere geeignete Stoffe einschliesslich vieler halbleitender Stoffe wie Rohzellophan verwendet werden, die normalerweise nicht als Leiter angesehen werden, jedoch injizierte Ladungsträger der geeigneten Polarität unter dem Einfluss eines elektrischen Feldes aufnehmen. Die Verwendung der leitfähigeren Stoffe ermöglicht eine bessere Ladungstrennung, und die die Teilchen bei Belichtung verlassende Ladung kann sich von den Teilchen, auf denen sie erzeugt wurde, in die darunterliegende Fläche bewegen.
Dadurch wird auch eine mögliche Ladungsansammlung auf der Elektrode verhindert, die das elektrische Feld schwächen könnte. Die Sperrelektrode ist derart ausgewählt, dass sie die Injektion von
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hoher elektrischer Leitfähigkeit. Typische leitfähige Stoffe sind leitfähiges Gummi, Metallfolien aus Stahl, Aluminium, Kupfer und Messing. Vorzugsweise hat der Kern der Rolle ober die Unterlage der Platte eine hohe elektrische Leitfähigkeit, um den erforderlichen Polaritätsunterschied zu erzeugen. Wird jedoch ein Stoff mit geringer Leitfähigkeit verwendet, so kann eine besondere elektrische Verbindung zur Rückseite der Sperrelektrodenschicht hergestellt werden. Auf der Oberfläche der Elektrode muss nicht unbedingt ein Sperrelektrodenstoff verwendet werden, er ermöglicht jedoch wesentlich bessere Ergebnisse.
Eine eingehende Beschreibung der damit verbundenen Vorgänge und der Stoffarten, die für Sperrelektroden verwendet werden können, findet sich in der brit. Patentschrift Nr. l, 124, 625. Vorzugsweise wird für die Sperrelektrodenschicht ein Nichtleiter oder ein Halbleiter verwendet, der den Durchgang von Ladungsträgern unter dem Einfluss eines elektrischen Feldes in einer solchen Zahl verhindert, dass die endgültig gebundenen Teilchen nicht entladen werden, wodurch eine Teilchenschwingung in der Anordnung vermieden und damit eine bessere Bilddichte und Auflösung gewährleistet wird.
Auch wenn die Sperrelektrode einige Ladungsträger zu den lichtempfindlichen Teilchen durchlässt, gehört ihr Material noch zu den vorzugsweise verwendeten, wenn es den Durchgang so vieler Ladungsträger verhindert, dass die Teilchen auf die entgegengesetzte Polarität geladen würden. Ein vorzugsweiser Sperrelektrodenstoff ist Barytpapier, ein Papier, das mit in einer Gelatinelösung suspendiertem Bariumsulfat überzogen ist, sowie Tedlar, ein Plyvinylfluorid, erhältlich von E. I. duPont de Nemours. Obwohl die Erfindung für Barytpapier und Tedlar als Sperrelektrodenstoffe beschrieben wurde, können auch andere geeignete Stoffe mit einem spez. Widerstand von zirka 107 52/cm2 oder mehr verwendet werden.
Typische Stoffe mit diesen Werten sind mit Zelluloseacetat und Polyäthylen überzogenes Papier, Zellophan, Polystyrol, Polytetrafluoräthylen, Polyvinylfluorid und Polyäthylenterephthalat. Barytpapier, Tedlar und andere Sperrelektrodenschichten können auf ihrer Rückseite mit Leitungswasser benetzt oder mit elektrisch leitfähigen Stoffen überzogen werden. Eine Sperrelektrodenschicht kann als auswechselbare Schicht ausgebildet sein, die entweder auf der Entwicklungs- oder Sperrelektrode aufgeklebt oder durch mechanische oder anderweitige Befestigungselemente lösbar befestigt ist. Die Schicht kann auch als ein Teil der Elektrode selbst ausgebildet sein und entweder fest aufgeklebt, als Folie aufgezogen oder aufgesprüht sein.
Andere Stoffe, die für die injizierende Elektrode und die Sperrelektrode verwendet werden können sowie diejenigen elektrophoretischen Teilchen, die als lichtempfindliche Pigmentstoffe verwendbar sind, und die Trägerflüssigkeiten und Betriebsbedingungen sind den brit. Patentschriften Nr. l, 124, 625, Nr. 1, 155, 403 und Nr. l, 160, 771 zu entnehmen.
Jedes geeignete dielektrische Bindemittel oder isolierende Material kann bei der photoelektrophoretischen Bilderzeugung des erfindungsgemässen Verfahrens verwendet werden. Typische nichtleitende Stoffe sind Krylon, ein Acrylesterharz der Fa. Krylon Incorporated, Viken, ein Vinylkunststoff der Chemical Rubber Company, Polyvinylacetat, Polyvinylchlorid, Amoco 18, ein Polyalphamethylstyrolharz der Amoco Chemical Corporation, Polyäthylenwachse, Halokohlenstoffwachse, halogenierte Wachse der Halocarbon Products Corporation, Polyäthylenäthylacrylatharz EA-2018 der Dow Chemical Company, Panarezharze, Kohlenwasserstoffharze der Amoco Chemical Corporation, Piccolastic A75, ein Polystyrolcopolymer der Pennsylvania Industrial Chemical Corporation, und Piccopalharze, ungesättigte Kohlenwasserstoffharze der Pennsylvania Industrial Chemical Corporation, sowie Mischungen dieser Stoffe.
Ist das Verfahren derart ausgebildet, dass der Stoff aufgesprüht oder als überzug aufgebracht wird, so ergeben sich mit Krylon optimale Ergebnisse. Wird das dielektrische Bindemittel in die photoelektrophoretische Suspension eingelagert, so sind die besten Ergebnisse mit Amocoharzen möglich.
Wie bereits ausgeführt, kann jedes geeignete Entwicklungsverfahren zur Entwicklung der erfindungsgemässen Xerodruckplatte angewendet werden. Hiezu gehören die Kaskadierungsentwicklung gemäss den USA-Patentschriften Nr. 2, 618, 551 und Nr. 2, 618, 552, die Pulverwolkenentwicklung gemäss USA-Patentschriften Nr. 2, 725, 305 und Nr. 2, 918, 910, die Magnetbürstenentwicklung gemäss den USA-Patentschriften Nr. 2, 791, 949 und Nr. 3, 015, 305 sowie die Flüssigkeitsentwicklung gemäss der USA-Patentschrift Nr. 3, 084, 043.
Jeder geeignete Toner kann bei der Entwicklung verwendet werden, beispielsweise die in den
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Chemical Corporation, Phenolformaldehydharze sowie andere Harze mit ähnlichen Eigenschaften. Das Entwicklungspulver bzw. die elektroskopischen Zeichenteilchen können direkt auf das latente Bild der Xerodruckplatte aufgebracht oder mit einem Trägerstoff wie z. B. Glaskörnern in beschriebener Weise gemischt werden. Der Toner kann in Form einer Mischung mit magnetischen Teilchen, beispielsweise magnetischen Eisenteilchen, aufgebracht werden, um den Pulverteilchen die erforderliche reibungselektrische Ladung zu geben.
Die Entwicklerteilchen werden derart ausgewählt, dass sie von den geladenen Bildflächenteilen elektrostatisch angezogen und/oder von den Hintergrundflächen auf das geladene Bild abgestossen und darauf durch elektrostatische Anziehung gehalten werden. Ferner können sie derart ausgewählt sein, dass sie die nicht geladenen Bereiche elektrostatisch entwickeln, wodurch sich der oben beschriebene Vorgang der Umkehrentwicklung ergibt.
Entwicklerflüssigkeiten können gleichfalls beim erfindungsgemässen Verfahren verwendet werden. Typische derartige Stoffe sind in den USA-Patentschriften Nr. 2, 890, 174 und Nr. 2, 899, 335 beschrieben. Sie bestehen im allgemeinen aus einer flüssigen Zusammensetzung miteinander verträglicher Anteile, die bei Berührung mit einem elektrostatischen latenten Bild auf dessen Oberfläche in bildmässiger Verteilung abgelagert werden. In der einfachsten Form kann eine derartige Zusammensetzung aus fein verteiltem undurchsichtigen Pulver, einer Flüssigkeit mit hohem spez. Widerstand und einem die Agglomeration verhindernden Anteil bestehen. Typische Flüssigkeiten mit hohem spez. Widerstand sind organische dielektrische Flüssigkeiten wie Tetrachlorkohlenstoff, Kerosin, Benzol und Trichloräthylen.
Der Entwicklerstoff kann auch allein Wasser oder eine Flüssigkeitsmischung enthalten, die zum grösseren Teil aus Wasser und zum geringeren Teil aus einem andern Lösungsmittel wie einem Alkohol besteht. Der Entwicklerstoff kann eine polare Flüssigkeit wie Äthylenglykol, Propylenglykol oder Glycerol sein. In der Entwicklungsflüssigkeit kann jeder geeignete fein verteilte und undurchsichtige Feststoff verwendet werden, beispielsweise Russ, Talkumpulver oder andere Pigmentstoffe.
Weitere Entwicklerstoffanteile oder Zusätze sind Vinylharze wie Carboxyvinylpolymere, Polyvinylpyrrolidone, Methylvinyläther-M Polyvinylalkohole, Zellulosearten wie Natriumcarboxyäthylzellulose, Hydroxypropoylmethylzellulose, Hydroxy- äthylzellulose, Methylzellulose, Zellulosederivate wie Ester und Äther von Zellulose, alkalilösliche Proteine, Kasein, Gelatine und Acrylatsalze wie Ammoniumpolyacrylat und Natriumpolyacrylat.
Jede geeignete wässerige oder ölige Druckfarbe kann bei der Erfindung entweder allein oder in Verbindung mit einer flüssigen Entwicklerstoffzusammensetzung verwendet werden, insbesondere wenn der Entwickler farblos ist. Dazu gehören also Farben, die eine wasserlösliche oder öllösliche Farbsubstanz enthalten, sowie die pigmentierten Farbstoffe. Typische Farbsubstanzen sind Methylene Blue, erhältlich von der Eastman Kodak Company, Brilliant Yellow, erhältlich von der Harlaco Chemical Comapany, Kaliumpermanganat, Chloreisen sowie die von der Allied Chemical Company erhältlichen Farben Methylene Violet, Rose Bengal und Quinoline Yellow.
Typische Pigmentstoffe sind Russ, Graphit, Lampenruss, Knochenkohle, Holzkohle, Titandioxyd, Bleiweiss, Zinkoxyd, Zinksulfid, Eisenoxyd, Chromoxyd, Bleichromat, Zinkchromat, Cadmiumgelb, Cadmiumrot, Bleirot, Antimondioxyd, Magnesiumsilicat, Calciumcarbonat, Calciumsilicat, Phthalocyanine, Benzidine, Naphthole und Toluidine. Die pigmentierten Farbstoffe werden vorzugsweise verwendet, damit ihnen der endgültige Druck beständiger ist und optimal optische Dichteigenschaften hat. Unter den Pigmentstoffen wird insbesondere Russ verwendet, da er für die meisten Druckvorgänge besser geeignet ist.
Jede geeignete Vorrichtung kann zur Übertragung des entwickelten Bildes von der Oberfläche der Xerodruckplatte auf ein Kopieblatt zur Erzeugung der endgültigen Kopie verwendet werden. Ein insbesondere günstiges und vorzugsweise angewendetes Verfahren zur Übertragung ist das elektrostatische übertragungsverfahren, bei dem ein übertragungsblatt mit der Oberfläche der Xerodruckplatte in Berührung gebracht und eine elektrische Ladung auf seine Rückseite aufgebracht wird, wozu beispielsweise eine Ionenquelle wie z. B. eine Korona-Entladungselektrode oder eine andere ähnliche Vorrichtung nahe an das Übertragungsblatt herangebracht wird. Eine derartige Ionenquelle kann ähnlich der während der Aufladung der Xerodruckplatte verwendeten ausgebildet sein und arbeitet mit einer an sie und die Bildfläche angeschalteten Hochspannung.
Die Korona-Entladung bewirkt eine Ablagerung ionisierter Teilchen auf dem übertragungsblatt, wodurch dieses geladen wird. Es wird mit einer Polarität entgegengesetzt derjenigen des entwickelten Bildes sowie mit einer Spannung geladen, die höher ist als die Oberflächenspannung der Xerodruckplatte. Das klebende Abziehen ist eine andere anwendbare Form der Bildübertragung. Vorzugsweise wird jedoch die elektrostatische übertragung angewendet, die eine optimale übertragung unter Beibehaltung einer hohen Bildauflösung gewährleistet. Werden flüssige Entwicklerstoffe verwendet, so ist ein übertragungsverfahren möglich, das mit Kontaktdruck bei flächenhafter Berührung des Übertragungsblattes mit dem entwickelten Bild arbeitet.
Das auf der Oberfläche des Kopieblattes erzeugte Bild kann beispielsweise durch Lösungsdampfschmelzung, Einwirkung einer regulierten Wärmemenge oder Aufbringen einer Folie fixiert werden. Vorzugsweise wird die Hitzefixiertechnik bei mit Toner entwickelten Bildern angewendet, da mit ihr der Fixiervorgang selbst genau gesteuert werden kann. Bei Anwendung eines flüssigen Entwicklers erfolgt die Fixierung durch Verdampfung der relativ flüchtigen Trägerflüssigkeit.
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Jeder geeignete Stoff kann als Ubertragungs-oder Kopieblatt verwendet werden. Er soll ein Nichtleiter oder zumindest ein schlechter Leiter sein. Typische derartige Stoffe sind Polyäthylen, Polyvinylchlorid, Polyvinylfluorid, Polypropylen, Polyäthylenterephthalat und normales Feinpapier.
Zur weiteren Erläuterung, jedoch nicht zur Einschränkung der Erfindung, dienen die folgenden Beispiele.
In ihnen beziehen sich Anteile und Prozentwerte auf das Gewicht, falls nicht anders angegeben. Die Bilderzeugungs- oder injizierende Elektrode besteht aus NESA-Glas, dessen Oberfläche Erdpotential führt. Die Entwicklungs- oder Sperrelektrode besteht aus einem leitfähigen Hartgummikern, der mit einer Schicht aus wasserundurchlässigem Barytpapier überzogen ist, falls nicht anders angegeben. Eine Potentialdifferenz von 2500 V wird an die Bildstoffsuspension angelegt. Diese besteht in den folgenden Beispielen aus 7 Gew.-Teilen lichtempfindlicher Teilchen in Sohio Odorless Solvent 3440, ein Kerosinanteil, erhältlich von der Standard Oil of Ohio.
Beispiel l : Unter Verwendung des metallfreien Phthalocyaninpigmentstoffes Monolite Fast Blue GS wird ein photoelektrophoretisches Bild auf der Oberfläche der NESA-Glasplatte durch Belichtung mit einem negativen Mikrofilmbild erzeugt. Das so erzeugte Bild ist ein Negativbild, das dem Originalbild entspricht. Die belichtete Oberfläche der NESA-Glasplatte wird mit einer 6%igen Lösung von Krylonkunststoff besprüht, die aus Polyvinylmethylmethacrylat dispergiert in Toluol besteht. Damit wird eine Bindemittelstärke von zirka 3 Mikron auf der Plattenoberfläche erzeugt. Die Plattenoberfläche wird dann auf eine Spannung von zirka + 500 V durch Korona-Entladung aufgeladen, mit Licht bestrahlt und durch Kaskadierungsentwicklung mit Toner versehen. Der Toner besteht aus einer Polystyrolzusammensetzung.
Das positive Tonerbild wird dann elektrostatisch auf ein Papierblatt übertragen, wonach dieser Xerodruckzyklus wiederholt wird.
Beispiel 2 : Das Verfahren aus Beispiel 1 wird wiederholt, jedoch mit einer Entwicklungselektrode, wie sie in der USA-Patentschrift Nr. 3, 147, 147 beschrieben ist. Als Originalbild wird ein positives photographisches Strichdurchsichtbild verwendet. Das auf der Oberfläche der injizierenden Elektrode erzeugte photoelektrophoretische Bild entspricht dem Originalbild. Nach Überziehen mit Krylon, Aufladung auf zirka +500 V, Bestrahlen mit Licht und Kaskadierungsentwicklung des latenten Bildes werden die Tonerteilchen elektrostatisch auf ein Papierblatt übertragen. Der erhaltene Druck ist eine negative Reproduktion des Originalbildes. Das Verfahren wird wiederholt, um die Xerodruckeigenschaften der Platte zu demonstrieren.
Beispiel 3 : Unter Verwendung des magentafarbenen Pigmentstoffes Watchung Red B, 1- (4'-Methyl-
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durch Belichtung mit einem negativen Mikrofilm erzeugt. Die Bildstoffsuspension enthält zirka 5 Gew.-% Amoco-Harz 18 mit einer Stärke von zirka 4 Mikron. Die Bildfläche wird dann auf eine Spannung von zirka +500 V durch Korona-Entladung aufgeladen, mit Licht bestrahlt und mit einer Entwicklungsflüssigkeit entwickelt, die aus zirka 10% Russ, 10% Silica-Aerogel und 80% Kerosinflüssigkeit besteht. Das entwickelte Bild wird dann in Druckberührung mit der Oberfläche eines Papierblattes gebracht, so dass die Flüssigkeit in bildmässiger Verteilung übertragen wird. Bei Verdunstung der flüchtigen Trägerflüssigkeit erhält man auf dem Papierblatt ein positives Bild.
Der Xerodruckzyklus wird wiederholt, um die Druckeigenschaften der hergestellten Druckplatte zu demonstrieren.
Beispiel 4 : Das Verfahren aus Beispiel 3 wird wiederholt mit dem Unterschied, dass ein Zellophanblatt auf die Oberfläche der NESA-Elektrode und das darauf erzeugte photoelektrophoretische Bild aufgelegt wird. Das Zellophanblatt wird dann in Verbindung mit den restelichen Verfahrensschritten als Xerodruckplatte verwendet.
Beispiel 5 : Das Verfahren aus Beispiel 1 wird wiederholt ; bis zur Erzeugung des Bildes aus der NESA-Elektrode. Das photoelektrophoretische Bild wird dann auf die Oberfläche eines leitfähigen Papierblattes nach dem in der franz. Patentschrift Nr. 1. 520. 919 beschriebenen Verfahren übertragen, und das Blatt wird mit einer 6%igen Lösung von Krylon wie in Beispiel 1 besprüht. Die Oberfläche des Bildblattes wird dann auf eine Spannung von zirka +500 V mit einer Korona-Entladungsvorrichtung aufgeladen, mit Licht bestrahlt und unter Verwendung der Kaskadierungsentwicklung sowie einer Tonerzusammensetzung mit Polystyrol wie in Beispiel 1 entwickelt. Das entwickelte Bild wird dann elektrostatisch auf ein Papierblatt übertragen und der Xerodruckzyklus des Ladens, Belichtens und Entwickeln wiederholt.
Beispiel 6 : Das Verfahren aus Beispiel l wird wiederholt mit dem Unterschied, dass eine Dreistoffmischung an Stelle der einen Pigmentstoff enthaltenden Mischung verwendet wird. Sie wird gebildet durch Dispersion gleicher Anteile des cyanfarbenen Pigmentstoffes Monolite Fast Blue GS, eine Mischung der alpha- und der beta-Form metallfreien Phthalocyanins, erhältlich von der Arnold Hoffman Co., des magentafarbenen Pigmentstoffes Watchung Red B, 1- (4'-Methyl-5'-chlorazobenzol-2'-sulfonsäure)-2-hydroxy-
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General Dyestuffs, in Sohio Odorless Solvent 3440. Das restliche Verfahren ist dasselbe, und es werden gleiche Ergebnisse erzielt.
Obwohl in den vorstehenden Beispielen bestimmte Verfahrensbedingungen und Stoffe genannt wurden,
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können sie durch die weiter oben genannten bei ähnlichen Ergebnissen ersetzt werden. Ferner können zusätzliche Verfahrensschritte oder Abänderungen vorgesehen sein, falls dies erwünscht ist. Beispielsweise kann die Herstellung und die Verwendung der Xerodruckplatte in einem kontinuierlichen Arbeitsgang erfolgen. Ferner können weitere Stoffe in der elektrophoretischen Bildstoffsuspension, der injizierenden Elektrode, der Sperrelektrode oder dem Drucksystem vorgesehen sein, die eine verbessernde, synergetische oder anderweitig günstige Wirkung auf die Eigenschaften der Anordnung haben. Die Bildstoffsuspension kann z. B.
Sensitivierungsmittel für die lichtempfindlichen Teilchen enthalten, die in der Trägerflüssigkeit aufgelöst oder suspendiert sind.
Dem Fachmann sind nach Kenntnis der Erfindung weitere Ausführungsformen möglich, die insgesamt durch den Grundgedanken der Erfindung umfasst werden.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Verfahren zur Herstellung einer Xerodruckplatte, bei welchem ein aus photoleitfähigen Partikeln zusammengesetztes Bild zwischen zwei Elektroden, von denen zumindest eine für elektromagnetische Strahlung durchlässig ist, auf der Oberfläche einer dieser beiden Elektroden unter dem Einfluss eines elektrischen Feldes in Gegenwart einer die Partikeln aktivierenden elektromagnetischen Strahlung durch bildmässiges Ablagern der Partikeln aus einer lichtempfindlichen Bildstoffzusammensetzung gebildet wird, d ad urc h ge ke n n- zeichnet, dass auf der das erzeugte Bild tragenden Elektrode oder auf einer andern leitfähigen Unterlage, auf welche das Bild allenfalls übertragen wurde, ein dielektrisches Material (21) aufgebracht wird.
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