DE1622376C - Verfahren und Vorrichtung zur Gewinnung von fotoelektrophoretischen Tonerteilchen, die nur in einem be grenzten Wellenlangenbereich foto elektrophoretisch sind - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Gewinnung von fotoelektrophoretischen Tonerteilchen für elektrophoretofotografische Verfahren, die nur in einem begrenzten Wellenlängenbereich fotoelektrophoretisch sind.

Es ist bereits ein elektrophoretofotografisches Abbildungsverfahren zur Herstellung von Farbbildern bekannt, bei dem fotoelektrophoretische Tonerteilchen verwendet werden. Dieses Verfahren ist eingehend in der französischen Patentschrift 1 450 843 beschrieben. Es arbeitet mit verschiedenartig gefärbten, lichtabsorbierenden Tonerteilchen, die in einer nichtleitenden Flüssigkeit suspendiert sind. Die Suspension befindet sich zwischen Elektroden, an die eine Spannung angeschaltet ist, und wird mit einem Bild belichtet. Bei Durchführung dieser Verfahrensschritte findet eine bildmäßig verteilte Tonerteilchenwanderung statt, die auf einer oder beiden Elektroden ein sichtbares Bild erzeugt. Ein wesentlicher Bestandteil dieses Verfahrens sind die suspendierten Tonerteilchen, die fotoelektrophoretische Eigenschaften haben müssen, d. h. eine Änderung der Polarität ihrer Eigenladung durch Wechselwirkung mit einer der Elektroden bei Einwirkung aktivierender elektromagnetischer Strahlung erfahren müssen. Bei einem Einfarbverfahren werden Tonerteilchen einer einzigen Farbe verwendet, die ein einfarbiges Bild entsprechend der üblichen Schwarz-Weiß-Fotografie erzeugen. Bei einem Mehrfarbverfahren ergeben sich Bilder in natürlichen Farben, da Mischungen von Tonerteilchen zweier oder mehr verschiedener Farben verwendet werden, die jeweils für Licht einer bestimmten Wellenlänge oder eines schmalen Wellenlängenbandes empfindlich sind. Die bei diesem Verfahren verwendeten Tonerteilchen müssen eine intensive Färbung haben und auf Strahlungseinwirkung intensiv reagieren.

Bei einem subtraktiven Mehrfarbenverfahren sind die Tonerteilchen derart ausgewählt, daß verschiedenartig gefärbte Tonerteilchen auf verschiedene Wellenlängen des sichtbaren Spektrums entsprechend ihren Absorptionsbändern ansprechen. Es ist ferner wichtig, daß die Tonerteilchen praktisch keine Überlappung der Kurven ihres Empfindlichkeitsspektrums zeigen, so daß eine Farbtrennung und eine subtraktive Erzeugung eines Mehrfarbenbildes möglich ist. Bei einem typischen subtraktiven Mehrfarbenverfahren soll die Tonerteilchensuspension blaugrüne, hauptsächlich für rotes Licht empfindliche Tonerteilchen, purpurfarbige, hauptsächlich für grünes Licht empfindliche Tonerteilchen und gelbe, hauptsächlich für blaues Licht empfindliche Tonerteilchen enthalten. Werden diese Tonerteilchen in einer Trägerflüssigkeit miteinander vermischt, so erhält die entstandene Suspension eine schwarze Färbung. Wird die Wanderung einer oder mehrerer Tonerteilchenarten von einer Elektrode auf die andere verursacht, so bleiben Tonerteilchen zurück, die eine der Farbe des auftreffenden Lichtes entsprechende Farbe erzeugen. So verursacht beispielsweise eine Belichtung mit rotem Licht eine Wanderung der blaugrünen Tonerteilchen, weshalb die purpurfarbigen und gelben Tonerteilchen zurückbleiben und ein rotes Bild erzeugen. In der gleichen Weise werden blaue und grüne Farben durch Entfernung der gelben und purpurfarbigen Tonerteilchen erzeugt. Trifft weißes Licht auf die Mischung auf, so wandern alle Tonerteilchen, so daß die Farbe der weißen bzw. durchsichtigen Unterlage zurückbleibt. Bei fehlender Belichtung bleiben alle Tonerteilchen zurück und erzeugen ein schwarzes Bild. Dadurch ergibt sich ein ideales Verfahren zur subtraktiven Farbbilderzeugung, da die Tonerteilchen die doppelte Funktion eines Färbungsmittels und eines lichtempfindlichen Mediums erfüllen.

Ausgezeichnete Bilder können mit einer großen Anzahl von Tonerteilchenarten hergestellt werden, die entweder aus einem einzelnen Pigmentstoff oder einer Zusammensetzung verschiedener Anteile bestehen. Es stellte sich jedoch heraus, daß viele Pigmentstoffe oder zusammengesetzte Tonerteilchenarten, die im Handel erhältlich sind und auf die richtige Tonerteilchengröße gemahlen werden oder die synthetisiert werden, Verunreinigungen enthalten, die die hergestellten BiI-der verschlechtern. Das Hauptproblem liegt bei einigen Tonerteilchenarten einer Bildstoffmischung in einem unerwünschten Empfindlichkeitsspektrum. Sind einige Tonerteilchen einer gegebenen Farbe für einen breiteren Wellenlängenbereich als der erwünschte empfindlieh, so wandern diese Tonerteilchen von ihrer Elektrode ab, verursacht durch die unrichtige Lichtauswertung, wodurch die Dichte dieser Farbe beim endgültigen Bild verschlechtert wird. Sprechen die Tonerteilchen andererseits nicht auf das Licht der richtigen Wellenlänge an, so bleiben sie auf ihrer Elektrode, während die meisten Tonerteilchen dieser Farbe abwandern. So bleibt beim endgültigen Bild eine unerwünschte Farbtönung in den unrichtigen Flächenteilen. Sind beispielsweise einige der blaugrünen Tonerteilchen nicht vollständig empfindlich für rotes Licht, so wandern sie bei Rotbelichtung nicht ab und bleiben auf ihrer Elektrode. Der betreffende Flächenteil, der bei dem endgültigen Bild eine rote Farbe haben soll, hat durch die mit den purpurfarbigen und gelben Tonerteilchen zurückgebliebenen blaugrünen Teilchen einen blauen Farbstich.

Es stellte sich ferner heraus, daß einige Tonerteilchen einer vorgegebenen Farbe gegenüber dem durch Dispersion in der Trägerflüssigkeit verursachten durchschnittlichen Ladungszustand der Tonerteilchen stärker, schwächer oder mit entgegengesetzter Polarität aufgeladen sind. Für eine Tonerteilchenmischung sollen alle Tonerteilchen vorzugsweise eine einzige Polarität haben, so daß sie anfangs an einer Elektrode anhaften und von dieser bei Bestrahlung abwandern. Stimmt der Ladungszustand einiger der Tonerteilchen einer gegebenen Farbe nicht genau, so können sie entweder zu stark an der Elektrode anhaften und bei Bestrahlung nicht abwandern, oder sie wandern von der Elektrode ab, auch wenn sie nicht durch die richtige Strahlung beeinflußt wurden. Diese Eigenschaften verursachen entweder einen fehlerhaften Farbenausgleich oder einen geringeren Farbkontrast. Die Aufgabe der Erfindung besteht deshalb darin, fotoelektrophoretische Tonerteilchen zu gewinnen, die die vorstehend genannten Nachteile nicht aufweisen. Hierzu soll ein Verfahren zur Aussonderung solcher Tonerteilchen aus einer fotoelektrophoretischen Tonerteilchensuspension geschaffen werden, die unerwünschte spektrale oder elektrische Eigenschaften haben.

Ein Verfahren der eingangs genannten Art ist zur Lösung dieser Aufgabe erfindungsgemäß derart ausgebildet, daß in einer Suspension von fotoelektrophoretischen Teilchen einer Farbe in einer nichtleitenden Flüssigkeit durch elektrophoretische Trennung diejenigen Teilchen, die nicht oder nicht ausschließlich in dem gewünschten begrenzten Wellenlängenbereich fotoelektrophoretisch sind, von den zu gewinnenden Teilchen dadurch getrennt werden, daß die Suspension zwischen zwei Elektroden, von denen eine von der Suspension durch eine nichtleitende Oberflächenschicht getrennt ist und von denen zumindest eine zumindest teilweise lichtdurchlässig ist, angeordnet wird,

daß an die Elektroden eine Spannung angelegt wird, daß die Suspension gleichzeitig mit Licht eines begrenzten Wellenlängenbereiches belichtet wird und daß anschließend die Elektroden voneinander getrennt werden.

Die Tonerteilchensuspension wird also zwischen ein Elektrodenpaar gebracht, dessen eine Elektrode leitfähig, die andere an ihrer Oberfläche nichtleitend ist. Eine der Elektroden ist zumindest teilweise lichtdurchlässig. Licht einer Wellenlänge, für die nur die erwünschten Tonerteilchen empfindlich sind, wird durch die lichtdurchlässige Elektrode hindurch auf die Tonerteilchensuspension projiziert, während zwischen den Elektroden ein elektrisches Feld erzeugt wird. Die auf die spezielle Wellenlänge ansprechenden Tonerteilchen wandern auf die nichtleitende Elektrode. Unerwünschte Tonerteilchen bleiben auf der leitfähigen Elektrode zurück. Sie haben eine geringe Empfindlichkeit für die jeweils verwendete Wellenlänge oder elektrische Eigenschaften, die ihre fotoelektrophoretische Wanderung verhindern. Der letztere Fehler kann seine Ursache in vielen Eigenschaften wie z. B. chemischen Verunreinigungen haben, deren physikalische und chemische Eigenschaften denen des erwünschten Pigmentstoffes sehr ähnlich sind, so daß ihre Aussonderung durch übliche chemische oder physikalische Verfahren schwierig ist. Bestehen die Tonerteilchen aus verschiedenen Anteilen, so bleiben diejenigen Tonerteilchen, die nicht die vorgegebene Verteilung der verschiedenen Anteile besitzen, auf der leitfähigen Elektrode zurück. Nach Belichtung werden die Elektroden getrennt, und die gewanderten Tonerteilchen werden von der nichtleitenden Elektrode zum weiteren Gebrauch in elektrophoretofotografischen Abbildungsverfahren entfernt.

In ähnlicher Weise können fotoelektrophoretische Tonerteilchen, die ein zu breites Lichtempfindlichkeitsspektrum haben, ausgesondert werden. Eine Suspension der zu veredelnden Tonerteilchen wird zwischen eine leitfähige und eine mit nichtleitender Oberfläche versehene Elektrode gebracht. Zwischen den Elektroden wird ein elektrisches Feld erzeugt, und es wird eine Bestrahlung mit dem Licht vorgenommen, auf das die Tonerteilchen nicht reagieren sollen. Beispielsweise sollen blaugrüne Tonerteilchen nicht auf blaues Licht und/oder grünes Licht reagieren, so daß bei Bestrahlung mit blauem und/oder grünem Licht nur diejenigen Tonerteilchen wandern, deren Spektrum zu groß ist. Nach der Bestrahlung werden die Elektroden getrennt. Die auf der leitfähigen Elektrode verbliebenen Tonerteilchen sind dann zur weiteren Verwendung in elektrophoretofotografischen Abbildungsverfahren geeignet.

Das Verfahren nach der Erfindung kann derart weiter ausgebildet sein, daß für die gewonnenen Teilchen das Trennungsverfahren unter Verwendung eines gegenüber der ersten Trennung anderen Wellenlängenbereichs wiederholt wird. Diese Verfahrensart zur Gewinnung von nur in einem begrenzten Wellenlängenbereich fotoelektrophoretischen Teilchen kann ferner derart durchgeführt werden, daß die elektrophoretische Trennung zuerst unter Verwendung von Licht außerhalb dieses Wellenlängenbereiches und sodann unter Verwendung von Licht dieses Wellenlängenbereiches durchgeführt wird.

Alle genannten Verfahrensarten haben gemeinsam, daß bei ihnen Tonerteilchen gewonnen werden können, die ausschließlich bei Belichtung mit einer vorgegebenen Grundfarbe fotoelektrophoretisch sind.

Dazu können jeweils die verschiedenen möglichen Kombinationen von Tonerteilchenfarbe und Strahlungswellenlänge angewendet werden, die in der noch folgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen erläutert sind.

Eine Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist gekennzeichnet durch:

a) eine zumindest teilweise lichtdurchlässige erste Elektrode,

b) eine zweite Elektrode mit einer nichtleitenden Oberflächenschicht,

c) eine Einrichtung zum Anlegen einer Spannung zwischen der ersten und der zweiten Elektrode,

d) eine dritte Elektrode mit nichtleitender Öberflächenschicht,

e) eine Einrichtung zum Anlegen einer Spannung zwischen der ersten und der dritten Elektrode,

f) eine Einrichtung zum Einbringen einer Suspension der zu trennenden Teilchen zwischen die erste und die zweite Elektrode,

g) eine Projektionseinrichtung zur Belichtung der zwischen der ersten und der zweiten Elektrode befindlichen Suspension mit Licht einer ersten Farbe durch die lichtdurchlässige erste Elektrode hindurch,

h) eine Einrichtung zur Einführung der nach der Trennung auf der ersten Elektrode verbliebenen Teilchensuspension zwischen die erste und die dritte Elektrode,

i) eine Projektionseinrichtung zur Belichtung der zwischen der ersten und der dritten Elektrode befindlichen Suspension mit Licht einer zweiten Farbe durch die lichtdurchlässige erste Elektrode hindurch,

kj Einrichtungen zum Entfernen der voneinander getrennten Teilchen von den Elektroden.

Die Erfindung wird im folgenden an Hand in den Figuren dargestellter Anordnungen zu ihrer Durchführung beschrieben. Es zeigt

F i g. Γ die schematische Darstellung einer elektrophoretofotografischen Anordnung, die zur Veredelung von Pigmentstoffen und auch zur Herstellung von Bildern verwendet werden kann, und

F i g. 2 die schemätische Darstellung einer kontinuierlich arbeitenden Einrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens.

In F i g. 1 ist eine erste durchsichtige Elektrode 1 dargestellt, die aus einer Schicht optisch durchsich-

tigen Glases 2 besteht, auf der ein Überzug 3 aus optisch durchsichtigem Zinnoxid vorgesehen ist. Auf der Oberfläche der Elektrode 1 befindet sich eine dünne Schicht 4 feinverteilter fotoelektrophoretischer Tonerteilchen, die in einer nichtleitenden Trägerflüssigkeit dispergiert sind. Die Bezeichnung »fotoelektrophoretisch« bezieht sich in der vorliegenden Beschreibung auf die Eigenschaften eines Teilchens, das unter dem Einfluß eines elektrischen Feldes zunächst an der ersten Elektrode gebunden ist und bei Einwirkung aktivierender elektromagnetischer Strahlung von dieser Elektrode abwandert..Eine eingehende theoretische Erklärung der dabei auftretenden Vorgänge findet sich in der bereits genannten französischen Patentschrift 1 450 843. Wird diese Anordnung zur Trennung erwünschter von unerwünschten Tonerteilchen verwendet, so besteht die Suspension aus Tonerteilchen einer einzigen Farbe, die in einer nichtleitenden Trägerflüssigkeit dispergiert sind. Wird die Anordnung zur

Herstellung mehrfarbiger Bilder verwendet, so besteht die Suspension aus einer Mischung von Tonerteilchen zweier oder mehr verschiedener Farben in der Trägerflüssigkeit. Nahe der Tonerteiichensuspension 4 befindet sich eine zweite Elektrode 5, die mit dem einen Pol einer Spannungsquelle 6 verbunden ist. Der andere Pol der Spannungsquelle 6 ist mit der ersten Elektrode 1 über einen Schalter 7 verbunden, so daß bei Schließung des Schalters 7 in der Tonerteiichensuspension 4 zwischen den Elektroden 1 und 5 ein elektrisches Feld erzeugt wird. Ein aus einer Lichtquelle 8 und einem Durchsichtbild 9 oder einem Filter sowie einem Objektiv 10 bestehender Projektor ist zur Belichtung der Tonerteiichensuspension 4 mit Licht einer gewünschten Farbe oder mit einem Lichtbild eines zu reproduzierenden Bildes vorgesehen. Wird die Anordnung zur Trennung erwünschter von unerwünschten Tonerteilchen verwendet, so besteht das Element 9 aus einem Filter, das lediglich Licht der vorgegebenen Farbe zur Bestrahlung der Tonerteiichensuspension 4 durchläßt. Wird die Anordnung zur Herstellung eines Mehrfarbenbildes verwendet, so besteht das Element 9 aus einem natürlich gefärbten Diapositivbild. Im vorliegenden Falle hat die zweite Elektrode 5 die Form einer Rolle mit einem leitfähigen Kern 10, der mit der Spannungsquelle 6 verbunden ist. Der Kern ist mit einer Schicht eines Isoliermaterials 12 überzogen, wozu Barytpapier verwendet werden kann. Die Tonerteiichensuspension wird mit Licht oder einem zu reproduzierenden Bild belichtet, während eine Spannung an die Elektroden durch Schließen des.Schalters 7 angelegt wird. Die zweite Elektrode 5 wird über die Oberfläche der ersten Elektrode 1 bei geschlossenem Schalter 7 während der Belichtung hinübergeführt. Durch die Belichtung wird eine Wanderung der zunächst an der ersten Elektrode 1 gebundenen Teilchen durch die Flüssigkeit sowie deren Anhaften an der Oberfläche der zweiten Elektrode 5 verursacht, wobei die nicht auf das einfallende Licht ansprechenden Teilchen auf der ersten Elektrode 1 zurückbleiben. Wird die Anordnung zur Trennung -erwünschter von unerwünschten Tonerteilchen verwendet, so können die erwünschten Tonerteilchen entweder auf der ersten Elektrode 1 oder auf der zweiten Elektrode 5 abgelagert werden, was von dem jeweils verwendeten Licht abhängt, wie bereits beschrieben. Wird die Anordnung zur Herstellung von Bildern verwendet, so bleibt auf der ersten Elektrode 1 ein dem Originalbild entsprechendes mehrfarbiges Bild zurück, während die nicht zur Bilderzeugung nötigen Tonerteilchen auf die zweite Elektrode 5 gewandert sind.

Wird die Anordnung zur Trennung erwünschter von unerwünschten Tonerteilchen verwendet und hat das auf die Suspension fallende Licht eine Farbe, die von den erwünschten Tonerteilchen absorbiert wird, so werden die auf der zweiten Elektrode 5 befindlichen , Tonerteilchen entfernt und zur weiteren Verwendung bei der mehrfarbigen elektrophoretofotografischen Bilderzeugung bestimmt. Hat das auf die Suspension fallende Licht eine Farbe, die von den erwünschten Tonerteilchen nicht absorbiert wird, so bleiben die erwünschten Tonerteilchen auf der ersten Elektrode 1 zurück. Sie werden von dieser entfernt und zur weiteren Verwendung bei der elektrophoretofotografischen Bilderzeugung bestimmt. In jedem Falle werden die unerwünschten Tonerteilchen von der jeweils anderen Elektrode entfernt und ausgeschieden.

Wird die Anordnung zur Bilderzeugung verwendet, so kann das Bild auf eine Empfangsfläche übertragen und mittels eines geeigneten Verfahrens fixiert werden, beispielsweise mit dem in der französischen Patentschrift 1 485 775 beschriebenen Verfahren.

Die in Fig.] gezeigte Anordnung ermöglicht eine gute Trennung der Tonerteilchen und damit eine Erzeugung ausgezeichneter Bilder. Da es sich hier jedoch um ein Verfahren handelt, bei dem nur geringe Mengen der veredelten Pigmentstoffe erhalten werden, ist

ίο ein kontinuierliches Veredelungsverfahren günstiger.

In F i g. 2 ist eine kontinuierlich arbeitende Einrichtung zur Trennung erwünschter von unerwünschten fotoelektrophoretischen Tonerteilchen dargestellt. Eine erste Elektrode 20 hat die Form eines durchsichtigen Zylinders, der aus Glas bestehen kann und mit einem dünnen, durchsichtigen Überzug aus Zinnoxid auf seiner Außenfläche versehen ist. Eine zweite und dritte rollenförmige Elektrode 21 und 22 sind derart angeordnet, daß sie auf der ersten Elektrode 20 abrollen.

so Sie bestehen jeweils aus einem leitfähigen Kern 23 bzw. 24 sowie einer nichtleitenden Oberflächenschicht 25 bzw. 26 beispielsweise aus Barytpapier. Zur synchronen Drehung der ersten Elektrode 20 und der zweiten und dritten Elektrode 21 und 22 kann jede geeignete Einrichtung verwendet werden. Beispielsweise können Synchronmotoren oder Getriebe vorgesehen sein, die die erste Elektrode 20 und die Elektroden 25 und 26 mit derartigen Geschwindigkeiten drehen, daß keine Differenzen ihrer Umfangsgeschwindigkeiten vorhanden sind. Es sind ferner Projektionseinrichtungen 27 und 28 vorgesehen, die Licht mit einer erwünschten spektralen Eigenschaft an denjenigen Stellen auf die Suspension projizieren, an denen die zweite Elektrode 21 und die dritte Elektrode 22 der ersten Elektrode 20 nahekommen. Die Projektionseinrichtungen 27 und 28 enthalten Filter, mit denen die Spektraleigenschaften des abgegebenen Lichtes geändert werden können. Es sind ferner einstellbare Schlitzblenden 29 und 30 vorgesehen, mit denen die auf die Suspension auftreffende Lichtmenge eingestellt • werden kann, wozu ihre Breite verändert wird. An die zweite und dritte Elektrode 21 und 22 sowie die erste Elektrode 20 wird die Spannung der Spannungsquelle 31 angeschaltet. Diese ist mit den leitfähigen Kernen der zweiten Elektrode 21 und der dritten Elektrode 22 und mit der leitfähigen Oberfläche der ersten Elektrode 20 über den Schleifer 32 und den Schalter 33 verbunden. Beim Betrieb der Einrichtung wird eine gleichmäßige Schicht der zu veredelnden Tonerteilchen, die in einer nichtleitenden Trägerflüssigkeit suspendiert sind, auf die Oberfläche der ersten Elektrode 20 aus einem Vorratsbehälter 34 aufgebracht.

Zur Verdeutlichung der Arbeitsweise der Einrichtung sei der Fall betrachtet, daß der Behälter 34 normale blaugrüne Tonerteilchen suspendiert in einer nichtleitenden Trägerflüssigkeit enthält. Erreichen die blaugrünen Tonerteilchen den Spalt zwischen der zweiten Elektrode 21 und der ersten Elektrode 20, so werden sie mit Licht einer Farbe belichtet, auf die sie nicht ansprechen sollten. Sind die Tonerteilchen blaugrün, so muß dieses Licht blau und grün sein. Tonerteilchen mit einem zu breiten Empfindlichkeitsspektrum sprechen auf das blaue und grüne Licht an und wandern auf die Oberfläche der zweiten Elektrode 21.

Tonerteilchen, die diesen zu großen Empfindlichkeitsbereich nicht aufweisen, bleiben auf der Oberfläche der ersten Elektrode 20. Ist die nichtleitende Trägerflüssigkeit zu stark verdunstet, so kann die Oberfläche

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der ersten Elektrode 20 mittels einer Sprüheinrichtung 35 wieder befeuchtet werden, wobei zusätzliche nichtleitende Trägerflüssigkeit aufgebracht wird. Erreicht die Tonerteilchensuspension den Spalt zwischen der dritten Elektrode 22 und der ersten Elektrode 20, so wird die Suspension mit Licht belichtet, auf das die. Tonerteilchen ansprechen sollen. Bei blaugrünen Tonerteilchen hat das Licht eine rote Farbe. Die Tonerteilchen mit der richtigen Empfindlichkeit wandern auf die Oberfläche der dritten Elektrode 22. Tonerteilchen, die entweder nicht empfindlich sind oder eine zu geringe Empfindlichkeit haben, bleiben auf der Oberfläche der ersten Elektrode 20 zurück. Bei weiterer Drehung der dritten Elektrode 22 erreichen die erwünschten Tonerteilchen den Abstreifer 36, der sie von der Oberfläche der dritten Elektrode 22 entfernt, so daß sie in den Behälter 37 gelangen. Diese Tonerteilchen haben insgesamt eine starke Strahlungsempfindlichkeit und die erwünschten fotoelektrophoretischen Eigenschaften in einem begrenzten Wellenlängenbereich. Wie in dem folgenden Beispiel noch weiter ausgeführt wird, haben diese Tonerteilchen im allgemeinen bessere Bilderzeugungseigenschaften, verglichen mit den handelsüblichen bzw. synthetisierten Teilchen. Die unerwünschten Tonerteilchen, die ein zu großes Empfindlichkeitsspektrum haben, werden von der Oberfläche der zweiten Elektrode 21 mit dem Abstreifer 38 entfernt und gelangen in den Behälter 39. In ähnlicher Weise erreichen diejenigen Tonerteilchen, die relativ unempfindlich sind und auf der ersten Elektrode 20 verbleiben, den Abstreifer 40 und gelangen in den Behälter 41. Die in den Behältern 39 und 41 erhaltenen Tonerteilchen werden nochmals in die Einrichtung eingegeben oder ausgeschieden. Bei Verwendung dieser Einrichtung kann jede gewünschte Menge normaler Tonerteilchen in geeignete und nichtgeeignete Mengen aufgeteilt werden. Nach der Aussonderung der Tonerteilchen einer Farbe können die Tonerteilchen anderer Farben in ähnlicher Weise gewonnen werden, indem lediglich die Filter in den Projektionseinrichtungen 27 und 28 gewechselt werden, so daß Licht der richtigen Farbe erzeugt wird. In jedem Falle wird Licht derjenigen f-arbe an dem Spalt zwischen der zweiten Elektrode 21 und der ersten Elektrode 20 auf die Suspension projiziert, auf das die Tonerteilchen nicht ansprechen sollen. Am Spalt zwischen der dritten Elektrode 22 und der ersten Elektrode 20 wird Licht auf die Suspension projiziert, auf das die aussondernden Tonerteilchen reagieren sollen. Selbstverständlich können die Elektroden 20, 21 und 22 auch die Form eines Bandes haben, das auf Rollen geführt ist.

Jede geeignete nichtleitende Trägerflüssigkeit kann für die Tonerteilchen beim erfindungsgemäßen Verfahren verwendet werden. Typische Trägerflüssigkeiten sind Decan, Dodecan, N-Tetradecan, Paraffin, Bienenwachs oder andere thermoplastische Stoffe, ferner eine Kerosinfraktion und ein langkettiger, gesättigter, aliphatischer Kohlenwasserstoff. Zur Erzeugung einer guten Tonerteilchentrennung und ausgezeichneter Bilder können bei den in den Figuren dargestellten Anordnungen Spannungen zwischen etwa 3(X) und etwa 5(X) Volt positiv oder negativ verwendet werden.

Jede geeignete fotoelektrophoretische Tonerteiichenart kann mit dem erfindungsgemäüen Verfahren verbessert werden und ermöglicht dann die Herstellung mehrfarbiger Bilder besserer Qualität als der mit den nichtbehandelten Tonerteilchen erzeugten Bilder. Typische Stoffe für Tonerteilchen sind: 1,2,5,6-Di-(C,C-diphenyl)-thiazol-anthrachinon, ein Molybdänfarbstoff von 3,6 Bis-(diäthylamino)-9,2'-carbäthoxyphenyl-anthenonchlorid, ein Calciumfarbstoff von l-(4'-Äthyl-5'-chlorazobenzol-2'-sulfonsäiire)-2-hydroxy-3-naphthoesäure, 4,10-Dibrom-6,12-anthanthron, ein Calciumfarbstoff von l-(2'-Azonaphthalin-l'-sulfonsäure)-2-naphthol, Dichlor-QJS-isoviolanthron, die beta-Form von Kupferphthalocyanin, Flavanthron, ein chloriertes Kupferphthalocyanin, eine Phosphor-Wolfram-Molybdänfarbe von 3-(N,N-,N'-Trimethylanilin)-methylen-N",N"-dimethylanilinchlorid, 3,3'-Methoxy-4,4'-diphenyl-bis-(l"-azo-2"-hydroxy-3"-naphthanilid), eine Mischung von metallfreiem alpha- und beta-Phthalocyanin, ein Calciumfarbstoff von l-(4'-Methylazobenzol)-2'-sulfonsäure-2-hydroxy-3-naphthoesäure, l-(2'-Methoxy-5'-nitrophenylazo)-2-hydroxy-3"-nitro-3-naphthanilid, ein substituiertes Chinakridon, 3,3'-Dimethoxy-4,4'-biphenyl-bis-(l"-phenyl-3"-methyl- 4"-azo-2"-pyrazolin-5"-on), l-(4'-Methyl-5'-chlorazobenzol-2'-sulfonsäure)-2-hydroxy-3-naphthoesäure, und deren Mischungen. Weitere typische Stoffe für fotoelektrophoretische Tonerteilchen sind 8,13-Dioxodinaphtho-(l ,2-2',3')-furan-6-carbox-4"-methoxyanilid, beschrieben in der französischen Patentschrift 1 467 288, l-Cyan-2,3-(3'-nitro)-phthaloyI-7,8-benzpyrrocolin, N-2"-Pyridyl-8,13-dioxodinaphtho-(l,2-2',3')-furan-6-carboxamid, beschrieben in der französischen Patentschrift 1 467 288, verschiedene Chinacridone, beschrieben in der belgischen Patentschrift 683 405, Anthrachinone, beschrieben in der belgischen Patentschrift 683 221, Azopigmentstoffe, Dioxazinpigmentstoffe und Phthalocyanine.

Die folgenden Beispiele dienen der weiteren Erläuterung der vorliegenden Erfindung bzw. von Verfahrensarten zur Gewinnung fotoelektrophoretischer Tonerteilchen der beschriebenen Art sowie von Verfahren zur· Herstellung von Bildern mit diesen Tonerteilchen. Anteile und Prozentwerte beziehen sich auf das Gewicht, falls nicht anders angegeben.

Alle Beispiele werden mit einer Anordnung der in Fig. 1 dargestellten Art durchgeführt, in der die Tonerteilchenmischung auf die erste Elektrode als Überzug aufgebracht ist, durch die hindurch die Belichtung vorgenommen wird. Die erste Elektrode ist mit einem Schalter, einer Spannungsquelle und mit leitfähigen Kern einer als zweite Elektrode vorgesehenen Rolle mit einem Barytpapierüberzug in Reihe geschaltet. Die Rolle hat einen Durchmesser von etwa 6,5 cm und wird mit einer Geschwindigkeit von 4 cm pro Sekunde über die erste Elektrode bewegt. Die erste, Elektrode hat eine Größe von 7,5 · 7,5 cm und wird mit etwa 387 Lux, gemessen auf der nicht überzogenen Elektrode, belichtet. Alle Tonerteilchen mit einer relativ großen Teilchengröße handelsüblicher oder hergestellter Art werden in einer Kugelmühle 48 Stunden lang zur Verringerung ihrer Größe und damit zur Herstellung einer stabileren Dispersion gemahlen, wodurch die Auflösung der endgültigen Bilder verbessert wird. In jedem Beispiel der Trennung geeigneter von ungeeigneten Teilchen werden etwa 7 Teile der jeweiligen Teilchen in etwa KX) Teilen einer Kerosinfraktion suspendiert. In jedem Falle wird die Suspension mit Licht der gewünschten Farbe durch Projektion unter Verwendung entsprechender Farbfilter belichtet. Die Beispiele, in denen mehrfarbige Bilder hergestellt werden, arbeiten mit etwa 8 Gewichtsteilen einer Mischung der drei

verschieden gefärbten Tonerteilchenarten, die in etwa 100 Teilen Kerosinfraktion dispergicrt sind. Die Suspension wird mit einem natürlich gefärbten Bild, beispielsweise einem üblichen Diapositiv, belichtet.

B e i s ρ i e 1 I

Eine Probe eines blaugriinen Pigmentstoffes aus einer Mischung metallfreien alpha- und beta-Phthalocyanins wird in 2 Teile geteilt. Der erste Teil wird in Kerosinfraktion dispergiert und auf die erste Elektrode einer Anordnung der in Fig. 1 gezeigten Art aufgebracht. Ein Rotfilter wird zwischen die Lichtquelle und die erste Elektrode gebracht. An der Suspension liegt während der Belichtung und der Bewegung der zweiten Elektrode eine Spannung von etwa 3000 Volt. Da die blaugriinen Pigmentstoffe für rotes Licht empfindlich sein sollen, wandern die meisten Tonerteilchen auf die zweite Elektrode und lassen die weniger empfindlichen Tonerteilchen auf der ersten Elektrode zurück. Diese wird gereinigt, und die an der zweiten Elektrode anhaftenden Teilchen werden entfernt und wieder in Kerosinfraktion suspendiert. Der Belichtungsschritt wird wiederholt, jedoch befindet sich in diesem Falle ein Blaufilter zwischen der Lichtquelle und der ersten Elektrode. Da die blaugrünen Tonerteilchen nicht auf blaues Licht reagieren sollen, wandern nach der Belichtung lediglich diejenigen Tonerteilchen auf die zweite Elektrode, die ein unerwünscht breites Empfindlichkeitsspektrum haben. Die gewonnenen Tonerteilchen bleiben auf der ersten Elektrode.

Dann werden mit den schlechten und den besseren Tonerteilchen Abbildungstests durchgeführt. Zwei Suspensionen werden hergestellt mit etwa 7 Teilen Tonerteilchen in etwa 100 Teilen Kerosinfraktion. Jede Suspension wird auf eine erste Elektrode aufgebracht und in der beschriebenen Weise mit einem normalen Schwarz-Weiß-Diapositiv belichtet. In jedem Falle wird auf der ersten Elektrode ein Bild erzeugt, das eine positive Kopie des Originalbildes in blaugrüner Farbe auf durchsichtigem Untergrund darstellt. Die gewonnenen Tonerteilchen haben eine höhere Strahlungsempfindlichkeit und eine größere Dichte. Die schlechteren Tonerteilchen erzeugen ein Bild mit unerwünschter Ablagerung von Tonerteilchen in Untergrundflächenteilen.

Beispiel II

Eine Probe purpurfarbiger Tonerteilchen aus l-(4'-Methyl-5'-chlorazobenzol-2'-sulfonsäure)-2-hydroxy- 3-naphthoesäure, C. I. Nr. 15 865, wird in zwei Teile geteilt. Der erste Teil wird wie im* Beispiel I zur Aussonderung behandelt. Die erste Belichtung wird mit grünem Licht mittels eines Filters durchgeführt. Da purpurfarbige Tonerteilchen für grünes Licht empfindlich sein sollen, wandern die empfindlicheren Tonerteilchen auf die zweite Elektrode. Sie werden von dieser Elektrode entfernt und nochmals suspendiert. Diese Suspension wird dann mit rotem Licht mittels eines Filters belichtet. Da die purpurfarbigen Tonerteilchen nicht für rotes Licht empfindlich sein sollen, bleiben die veredelten Tonerteilchen auf der ersten Elektrode, wobei lediglich die in unerwünschter Weise empfindlichen Tonerteilchen auf die zweite Elektrode wandern.

Dann werden zwei Suspensionen hergestellt, die erste besteht aus etwa 7 Teilen der nicht behandelten Tonerteilchen, dispergiert in Kerosinfraktion, die zweite besteht aus etwa 7 Teilen der besseren gewonnenen Tonerteilchen, dispergiert in Kerosinfraktion. Jede der Suspensionen wird in der beschriebenen Weise belichtet, wozu ein übliches Schwarz-Weiß-Diapositiv zwischen der Lichtquelle und der ersten Elektrode vorgesehen ist. In jedem Falle wird ein dem Originalbild entsprechendes Bild auf der ersten Elektrode erzeugt, das purpurfarbig gegenüber dem durchsichtigen Untergrund erscheint. Das mit den gewonnenen Tonerteilchen erzeugte Bild hat eine bessere Gesamtqualität und weinger unerwünschte Teilchenablagerung in den Untergrundflächenteilen.

Beispiel III

Eine Probe gelber Tonerteilchen aus N-2"-Pyridyl-8,13-dioxodinaphtho-(l,2-2',3')-furan-6-carboxamid, hergestellt nach dem in der französischen Patentschrift 1467 288 beschriebenen Verfahren, wird in zwei Teile aufgeteilt. Der erste Teil wird mit dem im Beispiel I beschriebenen Verfahren zur Gewinnung von Tonerteilchen behandelt. Eine damit gebildete Suspen-

. sion wird zuerst mit blauem Licht mittels eines Filters belichtet. Da gelbe Tonerteilchen auf blaues Licht reagieren sollen, wandern die erwünschten Tonerteilchen auf die zweite Elektrode und lassen die nicht empfindlichen Tonerteilchen auf der ersten Elektrode zurück. Die Tonerteilchen werden von der zweiten Elektrode entfernt, nochmals suspendiert und belichtet, wozu rotes Licht mit einem Filter erzeugt wird.

Da gelbe Tonerteilchen nicht auf rotes Licht reagieren sollen, bleiben die erwünschten Tonerteilchen auf der ersten Elektrode zurück, während die Tonerteilchen mit zu breitem Empfindlichkeitsspektrum auf die zweite Elektrode wandern.

Dann werden zwei Suspensionen für Abbildungstests hergestellt. Die erste besteht aus etwa 7 Teilen der nicht behandelten Tonerteilchen, dispergiert in etwa 100 Teilen Kerosinfraktion, die zweite besteht aus etwa 7 Teilen der gewonnenen Tonerteilchen, suspendiert in etwa 100 Teilen Kerosinfraktion. Mit jeder Suspension werden in der beschriebenen Weise Bilder erzeugt, wozu ein übliches Schwarz-Weiß-Diapositiv zwischen der Lichtquelle und der ersten Elektrode vorgesehen ist. Das mit den gewonnenen Tonerteilchen erzeugte Bild hat bessere Qualität als das mit den unbehandelten Tonerteilchen erzeugte Bild, da eine höhere Empfindlichkeit und eine bessere Untergrunddarstellung vorliegt.

Beispiel IV

Zwei Dreistoffmischungen werden folgendermaßen hergestellt:

a) Etwa 4 Teile unbehandeltes metallfreies alpha- und beta-Phthalocyanin, etwa 4 Teile unbehandelte l-(4'-Methyl-5'-chlorazobenzol-2'-sulfonsäure)-2-hydroxy-3-npahthoesäure und etwa 4 Teile N-2"-Pyridyl-8,13-dioxodinaphtho-(l,2-2',3')-furan-6-carboxamid laboratoriumsüblicher Herstellung werden in etwa 100 Teilen Kerosinfraktion dispergiert.

b) Eine zweite Suspension wird wie unter a) hergestellt mit dem Unterschied, daß jede Tonerteilchenart gemäß Beispiel 1 bis Hl behandelt wurde, um Tonerteilchen der beschriebenen Art zu gewinnen.

Jede dieser Dreistoff mischungen wird als Überzug auf eine erste Elektrode einer Anordnung der in Fig. 1

gezeigten Art aufgebracht. Jede Suspension wird mit einem natürlich gefärbten Bild mittels eines Diapositivs zwischen Lichtquelle und erster Elektrode belichtet. Nach der Belichtung ergibt sich bei jeder Suspension ein voll gefärbtes Bild auf der ersten Elektrode, das dem Originalbild entspricht. Die gewonnenen Tonerteilchen sind empfindlicher als die nicht nach der Erfindung gewonnenen. Das mit ihnen erzeugte Bild hat ein besseres Farbengleichgewicht und eine nur geringe Ablagerung unerwünschter Tonerteilchen in den Untergrundflächenteilen.

Obwohl in den vorstehenden Beispielen spezielle Anteile und Stoff mengen beschrieben wurden, können auch andere Stoffe, wie sie weiter oben aufgeführt sind, mit ähnlichen Ergebnissen verwendet werden. Ferner können Zusatzstoffe in den Tonerteilchen oder deren Suspensionen verwendet werden, um eine synergistische, verbessernde oder anderweitig günstige Auswirkung auf die jeweils vorhandenen Eigenschaften zu erzielen. In typischer Weise können die Tonerteilchen ίο oder die Tonerteilchensuspensionen, falls erwünscht, farblich oder elektrisch sensitiviert werden.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (12)

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Gewinnung von fotoelektrophoretischen Tonerteilchen für elektrophoretofotografische Verfahren, die nur in einem begrenzten S Wellenlängenbereich fotoelektrophoretisch sind, dadurch gekennzeichnet, daß in einer Suspension von fotoelektrophoretischen Teilchen einer Farbe in einer nichtleitenden Flüssigkeit durch elektrophoretische Trennung diejenigen Teilchen, die nicht oder nicht ausschließlich in dem gewünschten begrenzten Wellenlängenbereich fotoelektrophoretisch sind, von den zu gewinnenden Teilchen dadurch getrennt werden, daß die Suspension zwischen zwei Elektroden (1, 5), von denen eine (5) von der Suspension durch eine nichtleitende Oberflächenschicht (12) getrennt ist und von denen zumindest eine zumindest teilweise lichtdurchlässig ist, angeordnet wird, daß an die Elektroden eine Spannung angelegt wird, daß die Suspension gleichzeitig mit Licht eines begrenzten Wellenlängenbereiches belichtet wird und daß anschließend die Elektroden voneinander getrennt werden. _:

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Gewinnung von ausschließlich bei Belichtung mit rotem Licht fotoelektrophoretischen Teilchen blaugrüne fotoelektrophoretische Teilchen verwendet werden und diese mit rotem Licht belichtet werden.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Gewinnung von ausschließlich bei Belichtung mit rotem Licht fotoelektrophoretischen Teilchen blaugrüne fotoelektrophoretische Teilchen verwendet werden und diese mit blauem und/oder grünem Licht belichtet werden.

4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Gewinnung von ausschließlich bei Belichtung mit grünem Licht fotoelektrophoretischen Teilchen purpurfarbige fotoelektrophoretische Teilchen verwendet werden und diese mit grünem Licht belichtet werden.

5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Gewinnung von ausschließlich bei Belichtung mit grünem Licht fotoelektrophoretischen Teilchen purpurfarbige fotoelektrophoretische Teilchen verwendet werden und diese mit rotem und/oder blauem Licht belichtet werden.

6. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Gewinnung von ausschließlich bei Belichtung mit blauem Licht fotoelektrophoretischen Teilchen gelbe fotoelektrophoretische Teilchen verwendet werden und diese mit blauem Licht belichtet werden.

7. Verfahren nach Anspruch 1,.dadurch gekennzeichnet, daß zur Gewinnung von ausschließlich bei Belichtung mit blauem Licht fotoelektrophoretischen Teilchen gelbe fotoelektrophoretische Teilchen verwendet werden und diese mit rotem und/ oder grünem Licht belichtet werden.

8. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß für die gewonnenen Teilchen das Trennungsverfahren unter Verwendung eines gegenüber der ersten Trennung anderen Wellenlängenbereichs wiederholt wird.

9. Verfahren zur Gewinnung von nur in einem begrenzten Wellenlängenbereich fotoelektrophoretischen Teilchen nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die elektrophoretische Trennung zuerst unter Verwendung von Licht außerhalb dieses Wellenlängenbereichs und sodann unter Verwendung von Licht dieses Wellenlängenbereiches durchgeführt wird.

10. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrensnach Anspruch 9, gekennzeichnet durch:

a) eine zumindest teilweise lichtdurchlässige erste Elektrode (20),

b) eine zweite Elektrode (21) mit einer nichtleitenden Oberflächenschicht (25),

c) eine Einrichtung zum Anlegen einer Spannung zwischen der ersten (20) und der zweiten Elektrode (21),

d) eine dritte Elektrode (22) mit nichtleitender Oberflächenschicht (26),

e) eine Einrichtung zum Anlegen einer Spannung zwischen der ersten (20) und der dritten Elektrode (22),

f) eine Einrichtung (34) zum Einbringen einer Suspension der zu trennenden Teilchen zwisehen die erste (20) und die zweite Elektrode (jf (21),

g) eine Projektionseinrichtung (27) zur Belichtung der zwischen der ersten (20) und der zweiten Elektrode (21) befindlichen Suspension mit Licht einer ersten Farbe durch die lichtdurchlässige erste Elektrode (20) hindurch,

h) eine Einrichtung zur Einführung der nach der Trennung auf der ersten Elektrode (20) verbliebenen Teilchensuspension zwischen die erste (20) und die dritte Elektrode (22),

i) eine Projektionseinrichtung (28) zur Belichtung der zwischen der ersten (20) und der dritten Elektrode (22) befindlichen Suspension mit Licht einer zweiten Farbe durch die lichtdurchlässige erste Elektrode (20) hindurch,.

k) Einrichtungen (36, 38, 40) zum Entfernen der voneinander getrennten Teilchen von den Elektroden (20, 21, 22).

11. Vorrichtung nach Anspruch 10, gekennzeichnet durch eine Einrichtung (35) zur nochmaligen / Suspension der Teilchen in der Trägerflüssigkeit, ^ bevor die Teilchen zwischen die erste (20) und die dritte Elektrode (22) geführt werden.

12. Vorrichtung nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektroden (20, 21, 22) als Mantelflächen drehbarer Zylinder ausgebildet sind, daß die Suspension als Schicht auf die erste Elektrode (20) aufbringbar ist, daß die Zylinder so angeordnet sind, daß in Bewegungsrichtung der ersten Elektrode (20) gesehen die zweite Elektrode (21) vor der dritten Elektrode (22) liegt und die zweite und die dritte Elektrode auf der auf der ersten Elektrode liegenden Suspensionsschicht abrollen kann und daß eine Einrichtung vorhanden ist zum Antrieb der Zylinder mit gleicher Umfangsgeschwindigkeit und gleicher Bewegungsrichtung in den Abroilpunkten.