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Die Erfindung bezieht sich auf ein photoelektrophoretisches Abbildungsverfahren, bei welchem an eine zwischen einer ersten weitgehend lichtdurchlässigen Elektrode, der Injektorelektrode, und einer zweiten Elektrode, der Bilderzeugungselektrode, befindliche Bildstoffsuspension mit einem Gehalt an photoelektrophoretischen Bildstoffteilchen ein elektrisches Feld angelegt und diese Bildstoffsuspension durch die lichtdurchlässige Elektrode hindurch einer bildmässig verteilten aktivierenden elektromagnetischen Strahlung ausgesetzt wird.
Bei der photoelektrophoretischen Abbildung werden farbige lichtempfindliche Teilchen in einer nichtleitenden Trägerflüssigkeit suspendiert. Diese Suspension wird dann zwischen zwei Elektroden eingeführt, zwischen denen eine Potentialdifferenz herrscht. Sodann erfolgt eine Belichtung entsprechend einem zu reproduzierenden Bild. Zur Durchführung dieses Verfahrens wird die Bildstoffsuspension normalerweise auf eine transparente, elektrisch leitende Platte in Form eines dünnen Filmes aufgebracht. Die Belichtung erfolgt dann durch die transparente Platte hindurch, während eine zweite, im wesentlichen zylinderförmige Elektrode über die Oberfläche der Suspension gerollt wird. Bezüglich der Teilchen wird angenommen, dass diese eine Anfangsladung tragen, wenn sie im Flüssigkeitsträger suspendiert sind.
Dadurch können diese Teilchen von der transparenten Grundelektrode (Injektorelektrode) angezogen werden. Auf eine Belichtung hin ändern die betreffenden Teilchen ihre Polaritäten, indem ein Ladungsaustausch mit der Injektorelektrode erfolgt, u. zw. in der Weise, dass die belichteten Teilchen von der Injektorelektrode weg zu der Rollenelektrode, die auch als Sperrelektrode oder Bilderzeugungselektrode bezeichnet wird, hin wandern. Auf diese Weise werden auf beiden Elektroden durch Teilchenanziehung Bilder hergestellt. Dabei ist jedes Bild komplementär zu dem jeweils andern Bild. Der betreffende Vorgang kann zur Herstellung von polychromatischen und monochromatischen Bildern angewendet werden.
Im letzteren Fall kann ein einfarbiges lichtempfindliches Teilchen in der Suspension verwendet werden ; es kann aber auch eine Anzahl von verschiedenfarbigen lichtempfindlichen Teilchen in der Suspension verwendet werden, d. h. Teilchen, die alle auf die gleiche Wellenlänge bei der Belichtung ansprechen. Weitere Einzelheiten photoelektrophoretischer Abbildungsverfahren finden sich in den USA-Patentschriften Nr. 3, 384, 565 und Nr. 3, 384, 566.
Beim polychromatischen Abbildungsverfahren enthält die Bildstoffsuspension in einer Trägerflüssigkeit eine Vielzahl von Teilchen, die zumindest zwei Gruppen von Farben angehören. Jedes dieser Teilchen enthält ein elektrisch lichtempfindliches Pigment, dessen Hauptlichtabsorptionsband weitgehend mit seiner Hauptlichtempfindlichkeit zusammenfällt. Damit stellt das jeweilige Pigment sowohl den primären elektrisch lichtempfindlichen Bestandteil und den Hauptfarbstoff für das jeweilige Teilchen in der Suspension dar. Die Teilchen in dem polychromatischen System sollen vorzugsweise intensive reine Farben mit einer hohen Lichtempfindlichkeit besitzen. Dabei wird bevorzugt, dass die Teilchen schon bei minimaler aktivierender elektromagnetischer Strahlung wandern und dass die Teilchen jeder Farbe bei Bestrahlung mit Licht ihrer Komplementärfarbe in gleichem Mass wandern.
Wird eine Teilchenmischung mit einem vielfarbigen Bild belichtet, so erfolgt eine Teilchenwanderung im Verhältnis der Intensität des Lichtes, das jeweils absorbiert wird. Diese Teilchenwanderung sollte unter minimaler elektrischer Wechselwirkung zwischen den Teilchen verschiedener Farben erfolgen. Daher ist es bevorzugt und erwünscht, dass Teilchen selektiv auf einer der Elektroden in Bildkonfiguration zurückbleiben und dass die erwünschten Teilchen zu der andern Elektrode des Systems hin wandern. Wird z. B. eine cyanfarbene, magentafarbene und gelbfarbene Teilchen enthaltende Teilchenmischung bildmässig mit gelbem Licht belichtet, so sollen die cyanfarbenen Teilchen und die magentafarbenen Teilchen wandern, während ein Bild aus den gelben Teilchen zurückbleiben soll.
Wird die Belichtung entsprechend einem vielfarbigen Bild vorgenommen, so absorbieren in entsprechender Weise die verschiedenfarbenen Teilchen Licht ihrer jeweiligen Komplementärfarbe in den entsprechenden Bildbereichen. Diese Teilchen wandern dann und lassen ein vollfarbenes Bild entsprechend dem Original zurück.
Obwohl sich gezeigt hat, dass im allgemeinen Bilder guter Qualität hergestellt werden können, u. zw. insbesondere dann, wenn eine relativ gut isolierende Sperrelektrodenoberfläche, als ein Teil der Rollenelektrode, in dem System verwendet wird, ergibt sich auf Grund der Eigenschaft der Bildstoffsuspension, dass das auf der Oberfläche der Sperrelektrode gebildete Bild nicht nur Pigmentteilchen enthält, die zur betreffenden Oberfläche auf eine entsprechende Belichtung von der Lichtquelle hingewandert sind, sondern dass darüber hinaus noch eine beträchtliche Anzahl von bildverschlechternden geladenen Pigmentteilchen vorhanden ist, die während der Bildbelichtungsphase des Vorganges ebenfalls zur Sperrelektrodenfläche hin wandern und diese unbrauchbar machen. Dies geht auf die Bipolaritätseigenschaften der in dem System verwendeten Teilchen zurück.
Daher wurde es bisher als eine wesentliche Notwendigkeit angesehen, da gewünschte Bild auf der Oberfläche der Injektorelektrode zu erzeugen und dann dieses Bild auf die Oberfläche eines Aufnahmeblattes zu übertragen. Demgemäss führt ein Negativbild zu einem brauchbaren Negativbild auf der Injektorelektrode ; ein Positivbild führt zu einem brauchbaren Positivbild auf der Injektorelektrode. In jedem Fall ist ein Übertragungsschritt erforderlich. Aus diesem Grund hat sich dieses Verfahren, wie es bisher bekannt ist, als im wesentlichen unbrauchbar für die Herstellung eines Positivbildes in einem Ein-Schritt-System herausgestellt, bei dem ein farbiges Negativ-Lichtbild als Eingabe-Lichtbild verwendet wird.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Abbildungsverfahren zu schaffen, das die vorstehend
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angeführten Nachteile überwindet. Dabei soll ein elektrophoretisches Abbildungsverfahren geschaffen werden, das Bilder hoher Qualität liefert. Mit Hilfe des elektrophoretischen Abbildungsverfahrens soll ein Positivbild unmittelbar aus einem Negativbild hergestellt werden. Schliesslich soll ein verbessertes polychromatisches Ein-Schritt-Abbildungssystem geschaffen werden.
Das erfindungsgemässe Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, dass vor der bildgemässen Einwirkung der elektromagnetischen Strahlung die Bildstoffsuspension unter Ausschluss von Licht einem auf die Teilchen in der Suspension elektrophoretisch trennend wirkenden elektrischen Feld, das zwischen der Injektorelektrode und einer dritten Elektrode, der Trennelektrode, erzeugt wird, ausgesetzt wird.
Bei der beschriebenen Arbeitweise wird also erst nach erfolgter elektrophoretischer Ablagerung der Bildstoffsuspension, was erfindungsgemäss unter Einsatz der Trennelektrode geschieht, die auf der Oberfläche der Injektorelektrode befindliche Suspension selektiv mittels einer elektromagnetischen Strahlungsquelle durch die Injektorelektrode hindurch belichtet, wobei die Bilderzeugungselektrode über die Oberfläche der Bildsuspension geführt und gleichzeitig mit der Belichtung eine Potentialdifferenz durch die Bildstoffsuspension hindurch wirksam wird. Diese Suspension enthält eine Vielzahl von in einer (nicht leitenden) Trägerflüssigkeit fein verteilten Teilchen, welche jeweils ein elektrisch lichtempfindliches Pigment aufweisen, das sowohl als primärer elektrischer lichtempfindlicher Bestandteil als auch als primärer Teilchenfarbstoff dient.
Der Abbildungsschritt wird beispielsweise mit einem Negativlichtbild ausgeführt, indem dieses auf die Bildstoffsuspension durch die Injektorelektrode hindurch projiziert wird. Das auf der Oberfläche der Sperrelektrode sich ausbildende Teilchenbild ist in seinen Farben komplementär zu dem die Bildstoffsuspension erreichenden Lichtbild. Auf diese Weise wird von einem Negativbild unmittelbar ein Positivbild erhalten.
Bei den bisher bekannten elektrophoretischen Abbildungssystemen ist eine direkte Negativ-Positiv-Abbildung nicht möglich gewesen, u. zw. deshalb nicht, weil eine Anzahl unerwünschter Pigmentteilchen zur Oberfläche der Bilderzeugungselektrode zusammen mit den gewünschten Pigmentteilchen hin gewandert ist, u. zw. in solchem Ausmass, dass das Endbild vollständig undeutlich wurde. Bei diesen bildverschlechternden Teilchen handelt es sich um jene Teilchen, die bisher eine annehmbare Vervielfältigung eines Positivbildes von einem Negativbild her im Wege eines direkten Ein-Schritt-Vorganges verhindert haben.
Im Rahmen der Erfindung wurde festgestellt, dass durch die mit Hilfe der Trennelektrode vorgenommene elektrophoretische Ablagerung der Bildstoffsuspension auf der Oberfläche der Injektorelektrode die erwähnten unerwünschten Teilchen aus der Suspension entfernt werden. Es wird angenommen, dass die Bildstoffsuspension zur Ableitung der oben erwähnten bildverschlechternden Teilchen elektrophoretisch aufgeteilt wird.
Tatsächlich muss diese erste Verfahrensstufe der unter der Einwirkung eines elektrischen Feldes erfolgenden elektrophoretischen Ablagerung der Bildstoffsuspension auf der Injektorelektrode mit einer andern Elektrode als der Bildelektrode durchgeführt werden, damit der erfindungsgemäss angestrebte Effekt eintreten kann. Gerade durch die Anwendung einer solchen andern Elektrode ("Trennelektrode") vor der eigentlichen Bilderzeugungsstufe wird eine Ablagerung des grössten Teiles der Bildstoffteilchen auf der Injektorelektrode bewirkt, während die unerwünschten Teilchen, die das spätere Bild stören würden, zur Trennelektrode hin wandern und mit dieser entfernt werden.
Wird dann anschliessend die Bilderzeugungsstufe durchgeführt, so sind die unerwünschten Teilchen aus der Bildstoffsuspension bereits mit der Trennelektrode entfernt worden und können nicht mehr zur Bildelektrode wandern. Somit bleiben bei der erfindungsgemässen Anwendung einer Trennelektrode nur die erwünschten Bildstoffteilchen auf der Injektorelektrode zurück, worauf dann bei bildgemässer Belichtung und neuerlichem Anlegen eines elektrischen Feldes sowohl auf der Bildelektrode als auch auf der Injektorelektrode unmittelbar fehlerfrei komplementäre Bilder entstehen. Bei dieser unmittelbar erfolgenden Erzeugung eines Positivbildes auf der Oberfläche der Bilderzeugungselektroden entsteht also gleichzeitig auch ein Negativbild auf der Oberfläche der Injektorelektrode.
Für das erfindungsgemässe elektrophoretische Abbildungsverfahren werden stark gefärbte Pigmentteilchen verwendet, die sowohl als Farbmittel als auch als lichtempfindliches Material dienen, das offensichtlich eine Änderung in der Ladungspolarität erfährt, wenn es durch Wechselwirkung mit einer der Elektroden des Systems aktivierender Strahlung ausgesetzt wird. Dabei sind keine zusätzlichen lichtempfindlichen Elemente oder Materialien erforderlich. Somit ist ein sehr einfaches und billiges Abbildungsverfahren geschaffen. Bei einem monochromatischen System können einfarbige lichtempfindliche Teilchen in der Suspension verwendet werden.
Es kann aber auch eine Anzahl von verschiedenfarbenen lichtempfindlichen Teilchen in der Suspension verwendet werden. Als Teilchen kommen dabei solche Teilchen in Frage, die alle auf die gleiche Lichtwellenlänge ansprechen. Bei Verwendung einer Mischung aus zwei- oder mehrfarbigen Teilchen, deren jedes nur auf Licht einer bestimmten Wellenlänge anspricht, werden vielfarbige Bilder erzeugt. Die Teilchen sprechen dabei auf Bereiche des Spektrums ihrer Hauptlichtabsorption an, wobei die cyanfarbenen, magentafarbenen und gelbfarbenen Teilchen auf Rot-, Grün- und Blaulicht ansprechen. Damit eignet sich dieses System in höchstem Masse für eine subtraktive Farbzusammensetzung.
Die Erfindung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert. Fig. 1 zeigt in einer Seitenschnittansicht eine Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemässen Verfahrens in der Anfangsphase des erfindungsgemässen Verfahrens, wobei eine Bildstoffsuspension elektrophoretisch, mit Hilfe
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einer Trennelektrode, auf der Oberfläche einer lichtdurchlässigen Injektorelektrode aufgebracht wird und Fig. 2 zeigt ein einfaches System zur Ausführung der Belichtungsphase beim erfindungsgemässen Verfahren.
In Fig. 1 ist eine Injektorelektrode --1-- dargestellt, die beim gezeigten Ausführungsbeispiel aus einer Schicht aus optisch transparentem Glas --2-- besteht, das mit einer dünnen transparenten Schicht --3-- aus Zinnoxyd überzogen ist. Diese Glasplatte ist im Handel unter der Bezeichnung "NESA-Glas" erhältlich. Neben der Injektorelektrode--l--Ist eine Rollenelektrode (Trennelektrode)--4-vorgesehen, deren Oberfläche mit einer dünnen Schicht --6-- der Bildstoffsuspension überzogen ist. Die Trennelektrode--4-wird über
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Trägerflüssigkeit fein verteilten lichtempfindlichen Teilchen.
Im Rahmen der Erfindung wird der Ausdruck "lichtempfindlich" für in Suspension befindliche Teilchen verwendet, die, nachdem sie von der Injekorelektrode angezogen sind, unter dem Einfluss eines elektrischen Feldes von dieser Elektrode wegwandern, wenn sie einer aktinischen elektromagnetischen Strahlung ausgesetzt werden. Die Bildstoffsuspension kann ferner einen Sensibilisator und/oder ein Bindemittel für die Pigmentteilchen enthalten. Dieses Bindemittel soll dabei
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Stromkreis dieser Spannungsquelle --7-- liegt ein Schalter--8--, bei dessen Schliessen ein elektrisches Feld zwischen den Elektroden--4 und l--wirksam ist, wenn sich die Trennelektrode über die Oberfläche der Injektorelektrode bewegt.
Liegt das Potential der Trennelektrode --4-- bei einer Polarität fest und ist das entsprechende Potential der Injektorelektrode von entgegengesetzter Polarität, so wird die Bildstoffsuspension - unter Ausschluss von Licht auf der Oberfläche der transparenten Elektrode --1-- bei --6a-- abgelagert. Nach erfolgter elektrophoretischer Ablagerung der Bildstoffsuspension auf der Oberfläche der Injektorelektrode wird die Trennelektrode --4-- im vorliegenden System durch eine zweite Rollenelektrode (Bilderzeugungselektrode)-10-ersetzt, wie dies Fig. 2 zeigt.
Die Injektorelektrode--l-gemäss Fig. 2 ist nunmehr auf ihrer Oberfläche mit einer dünnen Bildstoffsuspensionsschicht--6a--überzogen, die entsprechend der in Verbindung mit Fig. 1 erläuterten Weise auf dieser Oberfläche elektrophoretisch abgelagert worden ist. Ober die flüssige Bildstoffsuspension --6a-- wird nunmehr diese zweite Rollenelektrode
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diesem Beispiel mit einer Schicht eines Sperrelektrodenmaterials--12--überzogen. Das andere Ende der Spannungsquelle --7-- ist mit der Injektorelektrode in der in Verbindung mit Fig. 1 erläuterten Weise verbunden. Die Bilderzeugungselektrode--10-ist somit ebenfalls eine Sperrelektrode.
Die Teilchensuspension wird nunmehr mit Hilfe des Projektionsmechanismus belichtet, zu dem eine Lichtquelle-15-, ein Farbnegativ--16-und ein Linsensystem --17-- gehören. Durch Schliessen des Schalters--8-wird an die Bilderzeugungselektrode --10-- und an die Injektorelektrode--l-eine Spannung angelegt. Die zylinderförmige Bilderzeugungselektrode--10--wird nunmehr über die die
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hindurch wandern und an der Oberfläche des Sperrelektrodenmaterials--12--haften bleiben. Auf diese Weise wird ein Positivbild erzeugt, das zu dem Original-Negativbild komplementär ist.
Das somit auf der Oberfläche der Bilderzeugungselektrode erzielte Positivbild kann dann dort fixiert werden, indem über seine Oberfläche eine dünne Schicht aufgebracht wird, oder durch ein aufgelöstes Bindematerial, das ursprünglich in der Trägerflüssigkeit enthalten war, wie ein Paraffinwachs oder ein anderes geeignetes Bindemittel. Das zuletzt erwähnte Bindemittel tritt aus der Lösung aus, wenn der Flüssigkeitsträger verdampft. Die das Positivbild tragende Sperrelektrodenschicht--12--kann dann gelöst und von dem Rollenkern--11-abgenommen werden, um als End-Positivabzug verwendet zu werden. Damit stellt das Verfahren ein Ein-Schritt-Verfahren zur unmittelbaren Erzeugung von Positivbildern aus Negativbildern dar, in diesem Fall zur Erzeugung eines vielfarbigen Abzuges.
Der im Rahmen der Erfindung verwendete Ausdruck "Injektorelektrode" soll zur Bezeichnung einer Elektrode dienen, die vorzugsweise imstande ist, Ladung mit lichtempfindlichen Teilchen der Bildstoffsuspension auszutauschen, wenn diese Bildstoffsuspension belichtet wird. Auf diese Weise erfolgt eine tatsächliche Änderung in der Ladungspolarität der Teilchen. Unter dem Ausdruck"Sperrelektrode"ist eine Elektrode zu verstehen, die Elektronen in die oben erwähnten lichtempfindlichen Teilchen abzugeben und von diesen Teilchen Elektronen aufzunehmen imstande ist, u. zw. mit einer vtrnachlässigbaren Grösse, wenn die betreffenden Teilchen mit der Elektrodenoberfläche in Berührung gelangen. Sind alle Polaritäten in diesem System umgekehrt, so ist auch die Funktion der Elektroden, wie einzusehen sein dürfte, vertauscht.
Vorzugsweise besteht die Injektorelektrode aus einem lichtdurchlässigen Material, wie Glas, das mit einem elektrisch leitenden Material überzogen ist, wie mit Zinnoxyd, Kupfer, Kupferjodid, Gold od. dgl. Andere geeignete Materialien sind viele Halbleitermaterialien, wie Rohzellophan, das gewöhnlich nicht als Leiter angesehen wird, das jedoch noch imstande ist, injizierte
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Ladungsträger geeigneter Polarität unter dem Einfluss eines angelegten Feldes aufzunehmen. Derartige Materialien können im Rahmen der Erfindung verwendet werden. Die Verwendung von besser leitenden Materialien erlaubt jedoch, eine saubere Ladungstrennung vorzunehmen. Ferner wird in einem solchen Fall eine gegebenenfalls sich ausbildende Ladung auf der Elektrode vermieden. Eine solche Ladung würde sonst das innere Elektrodenfeld schwächen.
Die Sperrelektrode ist auf der andern Seite so ausgewählt, dass die Injektion von Elektroden in die lichtempfindlichen Pigmentteilchen vermieden oder weitestgehend verhindert ist, wenn die Teilchen die Oberfläche dieser Elektrode erreichen. Die Sperrelektrodengrundfläche besteht im allgemeinen aus einem Material, das eine ziemlich hohe elektrische Leitfähigkeit besitzt. Typische leitfähige Materialien sind leitender Gummi und Metallfolien aus Stahl, Aluminium, Kupfer und Messing. Vorzugsweise besitzt der Sperrelektrodenkern ebenfalls eine hohe elektrische Leitfähigkeit, um nämlich die erwünschte Polaritätsdifferenz zu erzielen. Wird ein Material geringer Leitfähigkeit verwendet, so kann eine gesonderte elektrische Verbindung zur Rückseite der Sperrschicht der Elektrode hergestellt werden.
Obwohl im erfindungsgemässen System eine Sperrelektrode nicht notwendigerweise verwendet werden muss, wird die Verwendung einer derartigen Schicht jedoch bevorzugt, u. zw. wegen der durch sie erzielten merklichen Verbesserungen. Wird die Sperrschicht verwendet, so ist sie vorzugsweise ein Isolator oder ein Halbleiter, der nicht den Durchtritt von genügend Ladungsträgern unter dem Einfluss eines angelegten Feldes zulässt, um die seine Oberfläche begrenzenden Teilchen zu entladen. Auf diese Weise wird eine Teilchenschwingung innerhalb des Systems verhindert. Obwohl die Sperrelektrode einen Durchgang einiger Ladungsträger ermöglicht, wird sie noch als zur Klasse bevorzugter Materialien gehörig betrachtet, wenn sie nicht genügend Ladungsträger abzuführen gestattet, um die Teilchen entgegengesetzter Polarität wieder aufzuladen.
Beispiele für das bevorzugt verwendete Sperrschichtmaterial sind Barytpapier, das aus einem Papier besteht, welches mit in einer Gelatinelösung suspendiertem Bariumsulfat
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Materialien können ebenfalls als Sperrelektrodenmaterialien verwendet werden. Typische Materialien in diesem Widerstandsbereich sind mit Zelluloseacetat überzogene Papiere, Polystyrol, Polytetrafluoräthylen und Polyäthylenterephthalat. Das Barytpapier, Tedlar und die andern als Sperrschichtmaterialien verwendeten Materialien können von der Rückenfläche mit Leitungswasser befeuchtet sein oder mit einem elektrisch leitenden Material überzogen werden. Die Sperrelektrodenschicht kann eine gesondert austauschbare Schicht sein, die entweder um den Sperrelektrodenkern herumgewickelt oder durch eine geeignete Einrichtung, wie mechanische Festhalteglieder, festgehalten ist.
Als Festhalteglieder kommen solche Elemente in Frage, welche die Schicht auf der Elektrode einfach festzuhalten gestatten. Anderseits kann die Schicht auch einen mit der Elektrode entweder angeklebt, aufgewalzt, durch ein Sprühüberziehverfahren aufgebracht oder in sonst irgendeiner Weise an der Oberfläche des Elektrodenkernes befestigt sein. Bei der Erfindung wird die Verwendung einer gesonderten auswechselbaren Schicht bevorzugt.
Im Rahmen der Erfindung kann jede geeignete isolierende Trägerflüssigkeit verwendet werden. Typische Stoffe umfassen Dekan, Dodekan und Tetradekan, geschmolzenes Paraffinwachs, geschmolzenes Bienenwachs und andere geschmolzene thermoplastische Stoffe, handelsübliche Kerosinfraktionen und langkettige gesättigte aliphatische Kohlenwasserstoffe im Bereich von Co-) Cn-und Cn-Isoparaffinen sowie Mischungen daraus.
An die Elektroden können im vorliegenden System Spannungen innerhalb eines grossen Bereiches angelegt werden. Zur Erzielung einer guten Bildauflösung, einer hohen Bilddichte und eines schwachen Hintergrundes wird vorzugsweise ein solches Potential angelegt, dass über die Bildstoffsuspension ein elektrisches Feld von zumindest etwa 300 V ausgebildet ist. Das angelegte Potential, das zur Erzielung dieser Feldstärke erforderlich ist, hängt natürlich von dem Zwischenelektrodenabstand und von der Dicke und der Art des auf der Sperrelektrodenfläche verwendeten Sperrmaterials ab. Zur Erzielung der höchsten Bilddichte liegt die optimale Feldstärke bei zumindest etwa 5000 V. Die obere Grenze der Feldstärke ist dabei lediglich durch die Durchbruchspannung der Suspension und des Sperrmaterials begrenzt.
Andere als die erläuterten Anordnungen können ebenfalls verwendet werden ; die gezeigte Rollenform ist lediglich als beispielhaft für die Erfindung anzusehen. So könnte z. B. die rollenförmige Elektrode in Form einer Antriebseinrichtung ausgebildet sein.
Beim polychromatischen System werden die Teilchen so ausgewählt, dass jene Teilchen verschiedener Farben auf verschiedene Wellenlängen im sichtbaren Spektrum ansprechen, u. zw. entsprechend ihrer jeweiligen Hauptabsorption. Ferner werden die Teilchen so ausgewählt, dass sich ihre spektralen Empfindlichkeitskurven nicht wesentlich überlappen. Auf diese Weise ist eine Farbtrennung und die Ausbildung eines subtraktiven Vielfarbenbildes erzielt. Eine Anzahl verschiedener Teilchen kann verwendet werden, nämlich cyanfarbene Teilchen, die hauptsächlich im Rotlichtbereich empfindlich sind, magnetfarbene Teilchen, die hauptsächlich im Grundbereich empfindlich sind, und gelbfarbene Teilchen, die hauptsächlich im Blaubereich empfindlich sind.
Während dies die einfachste Zusammenstellung darstellt, können noch zusätzliche Teilchen der Mischung hinzugesetzt werden, die unterschiedliche Absorptionsmaximas besitzen. Auf diese Weise lässt sich die Farbzusammensetzung noch verbessern. Werden diese Teilchen in der Trägerflüssigkeit miteinander vermischt, so ergibt sich eine nahezu schwarze Flüssigkeit. Erfolgt eine Wanderung eines oder mehrerer Teilchen von der
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Injektorelektrode zu der Sperrelektrode hin, so bleiben jene Teilchen zurück, welche der Farbe des Lichtes entsprechen, das auf den betreffenden Bereich aufgetroffen ist. So führt z. B. eine Rotlichtbelichtung dazu, dass das cyanfarbene Teilchen wandert und die magentafarbenen und gelbfarbenen Teilchen zurücklässt. Diese zurückgelassenen Teilchen bilden den Rotanteil in dem Endbild.
In gleicher Weise werden die Farben blau und grün dadurch wiedergegeben, dass gelbfarbene und magentafarbene Teilchen abgeführt werden. Trifft weisses Licht auf die Mischung auf, so werden selbstverständlich sämtliche Teilchen wandern und die Farbe weiss oder die lichtdurchlässige Trägerschicht zurückgelassen. Bei Nichtbelichtung bleiben sämtliche Teilchen zurück, so dass ein Schwarzbild gebildet wird. Es sei darauf hingewiesen, dass diese ein vorzügliches Verfahren zur subtraktiven Farbabbildung darstellt, indem die Farbkomponenten der Teilchen eine doppelte Funktion ausführen. Zum einen wirken diese Komponenten als Endbild-Farbstoff und zum andern stellen sie das lichtempfindliche Element des Systems dar. Demgemäss ist durch das vorliegende System schliesslich die Kompliziertheit bisher bekannter Verfahren zur subtraktiven Farbabbildung überwunden worden.
Es ist erwünscht, Pigmentteilchen zu verwenden, die eine relativ geringe Grösse besitzen, da kleinere Teilchen bessere und stabilere Dispersionen im Flüssigkeitsträger bilden. Ferner sind kleinere Teilchen imstande, Bilder von stärkerer Abdeckkraft und höherer Auflösung zu liefern, als es mit grösseren Teilchen möglich ist. In den Fällen, wo die Teilchen im Handel nicht in kleinen Grössen erhältlich sind, können sie durch Anwendung herkömmlicher Verfahren zerkleinert werden, wie in einer Kugelmühle od. dgl.
Die elektrophoretischen Bildteilchen erfahren, nachdem sie im Flüssigkeitsträger suspendiert sind, im wesentlichen eine elektrostatische Umladung, derart, dass sie von einer der Elektroden des Systems angezogen werden. Von welcher der Elektroden sie angezogen werden, hängt von der Polarität der Ladung in bezug auf die jeweilige Elektrode ab. Daher sind die Teilchen im vorliegenden System praktisch nicht auf die Aufnahme nur einer Ladungspolarität beschränkt ; die Teilchen können vielmehr von beiden Elektroden angezogen werden.
Einige der in der Suspension enthaltenen Teilchen bewegen sich zunächst zur Injektorelektrode, während andere Teilchen sich zur Sperrelektrode hin bewegen. Die durch bildweise Belichtung erfolgende Wanderung ist dieser Teilchenwanderung überlagert. Damit bewirkt die ersichtliche Bipolarität dieser Suspensionen, dass ein Teil der suspendierten Teilchen vom System zusammen mit jenen Teilchen abgeführt wird, die normalerweise auf die bildmässige Belichtung ansprechen. Die Wirkung der Subtraktion jener Teilchen zusammen mit den auf die Strahlung ansprechenden Teilchen beeinflusst wesentlich die Qualität des auf der Oberfläche gebildeten Bildes, zu welcher die Teilchen hin gewandert sind. Damit ist das betreffende Bild in seiner vorliegenden Form unbrauchbar.
Durch elektrophoretische Ablagerung der Bildstoffsuspension im vorliegenden Fall, bei Fehlen einer Belichtungsstrahlung, werden die bildzerstörenden Pigmentteilchen jedoch selektiv von der Suspension abgeführt, u. zw. derart, dass sie nicht länger im System vorhanden sind, um das schliesslich erzielte Bild zu beeinflussen.
Dieses Bild wird auf der Bilderzeugungselektrode während der Belichtungsphase des Verfahrens erzeugt.
Zur Herstellung der Teilchenmischung in der Trägerflüssigkeit, u. zw. für eine Farbabbildung, können jegliche geeignete verschiedenfarbene lichtempfindliche Pigmentteilchen verwendet werden, welche die gewünschte spektrale Empfindlichkeit besitzen. Derartige Pigmentteilchen sind z. B. in der USA-Patentschrift Nr. 3, 384, 488 angegeben. Das lichtempfindliche Teilchen kann z. B. von Natur aus polymerisch sein. Der Prozentsatz an Teilchen in der nichtleitenden Trägerflüssigkeit ist nicht als kritisch anzusehen. Um Bezugsgrössen anzugeben, sei bemerkt, dass zwischen etwa 2 und 10 Gew.-% Teilchen die erwünschten und annehmbaren Ergebnisse liefern.
Wie oben bereits ausgeführt, kann das Teilchenbild, nachdem es hergestellt ist, auf der betreffenden Elektrode fixiert werden, wie durch Aufsprühen eines Bindemittels auf die Oberfläche, durch Aufwalzen einer Schicht über die Bildfläche oder dadurch, dass im flüssigen Suspensionsmittel ein Bindemittel verwendet wird. Im allgemeinen hat es sich als zweckmässig herausgestellt, das Bild von der Elektrode auf eine zweite Fläche zu übertragen und dort zu fixieren. Auf diese Weise kann die betreffende Elektrode wieder verwendet werden. Ein derartiger Übertragungsschritt kann durch Anwendung eines Adhäsions-Aufnahmeverfahrens ausgeführt werden, wie mit Hilfe eines Adhäsionsbandes. Eine andere zweckmässige übertragungsmethode besteht in der Anwendung eines elektromagnetischen Feldes.
Noch zweckmässiger ist es jedoch, eine Aufnahmehülle zu verwenden, die entsprechendes Material auf der Sperrelektrode aufweist, das von der betreffenden Elektrode auf den Abbildungsvorgang hin einfach abgezogen werden kann.
Obwohl mit verschiedenen Elektrodenabständen gearbeitet werden kann, werden Abstände von weniger als etwa 25, 4 t und noch geringere Elektrodenabstände bevorzugt, bei denen die Elektroden weitgehend einander scheinbar berühren, indem sie zusammengepresst sind. Der zuletzt erwähnte Zustand stellt eine besonders zweckmässige Form der Erfindung dar, da in diesem Fall die optimale Bildauflösung erreicht wird und eine stark bemerkbare Verbesserung in der Farbtrennung auftritt. Diese festgestellte Verbesserung dürfte auf die hohe Feldstärke über der Suspension während des Abbildungsvorganges zurückzuführen sein.
An Hand von nachstehend angegebenen Beispielen sollen spezielle Ausführungsformen der Erfindung näher erläutert werden. Diese Beispiele sollen lediglich zur Erläuterung der Erfindung dienen, nicht jedoch die Erfindung irgendwie beschränken. Die jeweils angegebenen Anteile und Prozentsätze beziehen sich auf Gewichtsangaben, sofern nicht anderes angegeben ist.
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Sämtliche nachstehend aufgeführten Beispiele werden unter Verwendung einer Vorrichtung ausgeführt, wie sie allgemein in den Zeichnungen dargestellt ist. Dabei wird die Bildmischung elektrophoretisch auf eine NESA-Glasträgerschicht aufgebracht. Die NESA-Glasoberfläche ist mit einem Schalter verbunden, der an das eine Ende einer Spannungsquelle angeschlossen ist. Das andere Ende der Spannungsquelle ist mit dem elektrisch leitenden Kern der verwendeten Rollenelektroden verbunden. Die Rolle besitzt einen Durchmesser von etwa 64 mm. Sofern nichts anderes angegeben ist, wird diese Rolle mit einer Geschwindigkeit von etwa 85 mm/sec über die Plattenoberfläche geleitet. Die verwendete NESA-Platte besitzt eine Grösse von etwa 85 mm im Quadrat.
Die Bildmischung wird durch die Platte hindurch mit einer Beleuchtungsstärke von etwa 1076 Lux belichtet. Die Belichtung erfolgt mittels einer Lampe, die eine Farbtemperatur von 3200 K besitzt, und unter Verwendung eines Kodacolor-Negativbildes, das zwischen die Weisslichtquelle und die NESA-Glasträgerschicht eingebracht wird.
Bei siel l : Es wird eine Bildstoffsuspension hergestellt, die gleiche Mengen an Watchung Red B, ein Bariumsalz der 1- (4'-Methyl-5'-chlor-2'-sulfonsäure) azobenzol-2-hydroxy-3-naphthoe-Säure, C. I. No. 15865, Monolite Fast Blue G. S., die Alphaform von metallfreiem Phthalocyanin, C. I. No. 74100, und ein gelbes Pigment Algol Yellow C. C., 1, 2, 5, 6-di (C, C'-diphenyl)-thiazol anthrachinon, C. I. No. 67300, in einer Petroleumfraktion gelöst enthält. Diese Bildstoffsuspension wird in der Weise hergestellt, dass die Gesamtteilchenmenge etwa 8 Gew.-% der Suspension ausmacht. Die Teilchen sind magenta-, cyan- und gelbfarben.
Die so hergestellte Mischung wird auf die Oberfläche einer ersten Rollenelektrode, d. i. der Trennelektrode--4--, aufgetragen, und sodann wird an diese Rolle eine Spannung von-3000 V angelegt. Die Dreiermischung wird elektrophoretisch auf einer NESA-Glasträgerschicht unter Ausschluss von Licht aufgebracht. Die so überzogene NESA-Glasplatte wird dann in der betrachteten Weise belichtet, indem ein Farbbild auf die Dreiermischung projiziert wird, wenn sich die zweite Rollenelektrode, d. i. die Bilderzeugungselektrode-10--, über diese Oberfläche hinweg bewegt.
Als Sperrelektrode wird eine Zellophanpapier-Sperrelektrode verwendet, die Bilderzeugungselektrode wird auf einer Spannung von etwa-1000 V in bezug auf die NESA-Glasträgerplatte gehalten. Das von der Papierfläche aufgenommene Bild umfasst die Komplementärfarben des Originalbildes. Auf diese Weise ist ein Positiv-Farbbild gebildet. Das Zellophanpapier wird dann von der Bilderzeugungselektrode abgezogen.
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ist) in einer Petroleumfraktion verwendet werden. Die Bildstoffsuspension umfasst dabei eine Gesamtteilchenmenge, die etwa 8 Gew.-% der Suspension ausmacht. Diese Teilchen sind magenta-, cyan- und gelbfarben. Die so hergestellte Mischung wird auf die Oberfläche einer ersten Rollenelektrode (Trennelektrode) aufgebracht, an welche eine Spannung von-2000 V angelegt wird.
Die Dreiermischung wird elektrophoretisch auf einer NESA-Glasträgerschicht unter Ausschluss von Licht aufgebracht. Die so überzogene NESA-Glasträgerplatte wird dann in der oben betrachteten Weise mit einem Farbbild belichtet, das auf die Dreiermischung projiziert wird, wenn sich die zweite Rollenelektrode (Bilderzeugungselektrode) über die Oberfläche der NESA-Glasträgerplatte hinweg bewegt. Als Sperrelektrode wird hier eine Barytpapiersperrelektrode verwendet ; die Bilderzeugungselektrode wird in bezug auf die NESA-Glasträgerplatte auf einem Potential von etwa-1200 V gehalten. Das von der Barytpapierfläche aufgenommene Bild umfasst die Komplementärfarben des Originalbildes.
Damit ist auf dem Barytpapier ein Positivbild entstanden. Das Barytpapier wird dann von der Bilderzeugungselektrode abgenommen.
Beispiel 3 : Das unter Beispiel 2 erläuterte Verfahren wird mit der Ausnahme wiederholt, dass die Bilderzeugungselektrode über die Plattenoberfläche mit einer Geschwindigkeit von etwa 51 mm/sec hinweg bewegt wird. Dabei werden entsprechende Ergebnisse erzielt, wie sie unter Beispiel 2 angegeben sind.
Beispiel 4 : Das unter Beipsiel l erläuterte Verfahren wird mit der Ausnahme wiederholt, wobei aber an Stelle des dort angegebenen Algol-Yellow-Pigmentes das unter Beispiel 2 angegebene Gelbpigment verwendet wird. Die übrigen Verfahrensschritte sind die gleichen. Es werden entsprechende Ergebnisse erzielt.
Beispiel 5 : Das unter Beispiel 4 genannte Verfahren wird wiederholt, wobei aber die Spannung an der ersten Rollenelektrode (Trennelektrode) -3000 V beträgt und die Spannung an der zweiten Rollenelektrode (Bilderzeugungselektrode) -750 V beträgt.
Beispiel 6 : Das unter Beispiel 1 erläuterte Verfahren wird mit der Ausnehme wiederholt, wobei an Stelle von Zellophanpapier auf der Sperrelektrode eine Polyvinylfluoridfolie verwendet wird. Die übrigen Verfahrensschritte bleiben die gleichen. Damit wird ein Farbpositivabzug auf der lösbaren Polyvinylfluorid-Trägerschicht gebildet.
Beispiel 7 : Es wird eine Bildstoffsuspension hergestellt, die ein metallfreies Phthalocyaninpigment, Monolite Fast Blue G. S., umfasst und bei der die lichtempfindlichen Teilchen in einer Petroleumfraktion derart dispergiert sind, dass sie etwa 7 Gel.-% der Lösung ausmachen. Die Teilchensuspension wird dann elektrophoretisch auf eine NESA-Glasträgerschicht aufgebracht, auf der ein Potential von-2500 V herrscht. Sodann erfolgt eine Belichtung nach einem auf die Mischung projizierten Bild, wenn sich die
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Bilderzeugungselektrode über die Oberfläche hinwegbewegt. Als Sperrelektrode wird eine Zellophanpapier-Sperr- elektrode verwendet ; die Bilderzeugungselektrode liegt dabei auf einem Potential von etwa-2000 V.
In diesem Beispiel, bei dem lediglich ein Pigment in der Bildstoffsuspension verwendet wird, wird unmittelbar ein monochromatisches Positivbild erzeugt.
Die vorstehend angegebenen Beispiele geben spezifische Zustände und Materialien an, die jedoch unter Erzielung entsprechender Ergebnisse durch entsprechende Zustände bzw. Materialien ersetzt werden können.
Darüber hinaus können noch, sofern erwünscht, weitere Schritte oder Modifikationen vorgenommen werden. So könnte das System z. B. dazu herangezogen werden, von einem Positivbild unmittelbar ein Negativbild herzustellen. Darüber hinaus können in der Bildstoffsuspension noch weitere Stoffe enthalten sein, die die Erfindung fördern, mit ihr zusammenwirken oder sonstwie in gewünschter Weise die Eigenschaften beeinflussen.
So können z. B. verschiedene Sensibilisatoren in Verbindung mit der Bildstoffsuspension verwendet werden.
Abschliessend sei noch darauf hingewiesen, dass die Erfindung auf die vorstehend betrachteten Ausführungsbeispiele nicht beschränkt ist, sondern ohne Abweichung vom Erfindungsgedanken noch in verschiedener Weise modifiziert werden kann.