DE1949120A1 - Photoelektrophoretisches Abbildungsverfahren und nach diesem Verfahren erzeugtes Bild - Google Patents

Description

Patentanwälte Dipl.-Ing. F. Weickmann,

Dipl.-Ing. H. Weickmann, Dipl.-Phys. Dr. K. Fincke Dipl.-Ing. F. A. Weickmann, Dipl.-Chem. B. Huber

8 MÜNCHEN S6, DEN

POSTFACH 860 820

MÖHLSTRASSE 22, RUFNUMMER 48 39 21/22

COR-rORATIüL
.Rochester, Li.ϊ. 14^U;?, V.St.v.A.

.t'hotoelektrophoretisches Abbildungsverfahren und nach diesOHi Verfahren erzeugtes Bild

Die üJrfinaun^ bezieht sich auf ein Abbildungssystem und insbesondere auf ein elektrophoretisches Abbildungssystem.

bei der photoelektrophoretischen Abbildung werden farbige lichtempfindliche Teilchen in einer isolierenden Trägerflüssigkeit suspendiert. Diese Suspension wird dann zwischen -zwei KLektrocexi e:i.n,.-efühxt, zv/ischon denen eine totentialdifferenz herrscht. Lloaaiin erfol;:t eine Belichtung entsprechend einem zu reproduzierenden BiIa. 1'iUi" -Uui'f-iiführung dieses Verfahrens wird die BildSLurjension normalerweise auf eine transparente, elektrisch leibende blatte in Form eines dünnen Filmes aufgebracht. Die Belichtung erfolgt dann durch die transparente blatte hindurch, währenddessen eine zv/oite im wesentlichen zylinderförmige EleKbroao über die Überfläche der Suspension gerollt wird. Bezüglich der Teilchen wird angenommen, daß diese eine Anfangsladung tragen, vjenn sie in den Flüsai^keitstr'iger suspendiert werden. Dadurch können diese Teilchen von der transparenten

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Grundelektrode angezogen vrerden. Auf eine Belichtung; hin ändern die betreffenden Teilchen ihre Polaritäten, indem ein Ladungcaustausch mit der Crundelektrode erfolgt, und zvi/ar in der Weise, daii die belichteten Teilchen von der Grundelektrode v/er; zu der Rollen- oder Walzenelektrode hin wandern. Auf diese Weise v/erden auf beiden Elektroden durch ■Teilchenanziehung Bilder hergestellt. Dabei ist jedes Bild komplementär zu dem jeweils anderen Bild. Der betreffende Vorgang kann zur Herstellung von polychromatischen und monochromatischen Bildern angewendet werden. Im letzten 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 v/erden, d.h. Teilchen, die alle auf die gleiche äi/ellenlänge bei der Belichtung ansprechen. Weitere Einzelheiten der photoelektrophoretischen Abbildungsverfahren finden sich in aen US-Patentschriften 3 384- 565 und 3 3Ö4 56b.

Bei dem polychromatischen Abbildungsverfahren enthält die Bildsuspension in einer Träyerflüssigkeit eine Vielzahl von Teilchen, die zumindest zwei Gruppen von Farben angehören. Jedes dieser Teilchen enthält ein elektrisch lichtempfindliches Pigment, dessen Hauptlichtabsorptionsband weitgehend mit seiner Häuptlichtempfindlichkeit zusammenfällt. Damit stellt das jeweilige i'igment sowohl den primären elektrisch lichtempfindlichen Bestandteil und den Hauptfarbstoff für das jeweilige Teilchen in der Suspension dar. Die Teilchen bzw. Partikel in dem polychromatischen System sollten vorzugsweise intensive reine Farben mit einer hohen Lichtempfindlichkeit besitzen. Dabei wird bevorzugt, daß die Teilchen schon bei minimaler aktivierenden elektromagnetischer Strahlung wandern und daß die Teilchen jeder Farbe bei Bestrahlung mit Licht ihre Komplementärfarbe in gleichem Maße wandern. Wird eine Teilchenmischung mit einem vielfarbigen Bild belichtet, so erfolgt eine Teilchenwanderung im Verhältnis der Intensität

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des Licnües, dar- Jeweils absorbiert v/ird. Diese Teilchenwanderun.; sollte unter minimaler elektrischer Wechsel-. v.'irKunp zwischen Gen Teilchen verschiedener Farben erfolgen. Daher ist es bevorzugt und erwünscht, dan Teilchen selektiv a'.i.r." einer der Ele.--.tiOa.en in Bildkoni'i^uration zurückbleiben und aaJo aie unerwünschten Teilchen zu der anderen Elektrode acc ijvüteiac hin \. andern. Wird .z.B. eine cxan-farbene, ma'.;entpfarbene unu. ;~elbfarbcne Partikel enthaltene Partiiceimischunr ■ bildrnäiii : mit . elben Licht belichtet, so sollten die G.yanrartiivel una aie Latenta-Partikel wandern, während ein Bild •juü den . .elben x'artikeln zurückbleiben sollte» . V«'ird die Belichtung ents,brechend einem vielfarbigen ^üq vorgenommen,. so absorbieren in entsprechender Weise die verschiedenearbenen !artikel JLicht ihrer ,jevieiliKen Komplenent.ärfarbe in den encsyrechenden 5il üb er eichen. Diese Teilchen i/ander-ii dann und lassen ein vollfarbenes Bild entsprechend.,.dem -QrIKiCaI. zurück.

Obwohl sich fezei ύ hat, dal.- im allgemeinen Bilder guter Qualität lier_t;esx;elit v/erden können, .und/δν;ar, insbesondere . üaiin, wenn eine relativ .^ut isolierende "Sp.errelektroden*'-» Oberfläche als ein Teil der Rollen- b.zv.. Vi^rals,en.elektrode in dem S-;stei;i verwendet v;ird, ergibt sich, auf .Grund der Eigenschaft der BildDuspension, da*: das auf der Oberflache der Walzenelektrode rebildete Bild nicht nur Pigmentteilchen bzw. Pir;mentpartikel enthält, die zu der betreffenden Oberfläche auf eine entsprechende Belichtung von der Lichtquelle hin rewandert sind, sondern daß darüber hinaus noch eine beträchtliche Anzahl von bildverschlechternden geladenen Pigmentteilchen vorhanden sind, die während der Bildbelichtungsphase des Vorrangs ebenfalls zu der Y/alzenelektrodenfläche hin v/andern und diese unbrauchbar machen. Dies geht auf die Bipolaritäbsei^enschaften der in dem Svstem verwendeten Pigmente zurück. Daher ist es im wesentlichen notwendig gewesen, das gewünschte Bild auf der Oberfläche der transparenten Elektrode

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zu bilden-und dann dieses Bild auf die Oberfläche eines Aufnahmeblattes zu übertragen. Demgemäß führt ein i.erativbild su ein ein brauchbaren Negativbild aiu' der transparenten Elektrode; ein l-osibivbilu fühi'te zu oinera brauchbaren lositivbild auf der transparenten Elei:i;rodo. In ,jedem .^aIl ist ein i.tertra.'i'unf.sscbritt erforderlich. Deshalb hat ;.;ich üiesys Verfahren, v:ie es bisher benennt ist, als im wesentlichen unbrauchbar für die ^erstellunr eines j/osibivbildes in einem Ein-ochritt-u^rjtem herausgestellt ,bei "ein ein farbiges Negativ-Lichtbild als Eingabe-Lichtbild vex-'., enact -ird.

Der Erfindung- lie;;t dall er die ^ux'c'abe zu Grunde, ein Abbildunf_:,ss;-stem zu schaffen, das die vorstehend aufgeführten liachteile überwindet. Dabei ist ein eloktroohoretisches Abbildunfjssf/cteiF: au schaffen, das Lilder hoher Qualität liefert. Dac betreffende eleKtrophoretische Abbildunp^ss-'Stem soll imstande sein, ein i-ositiv-Bild unmittelbar aus einem l.e;ativ- " bild herzustellen. Schließlich soll ein verbessertes polychrom at is dies jiin-iJchi'itt-Abbilaun;/ss-.stem - escliaffen \;erden.

■ielost v.^Tird die vorstehend auiVezei^t-fe'' Aufgabe mit Hili'e eines photoeleirtroyhcretischen Abbildunc-sverfahrens erfinaunrs: emüiT dadurch, dai: auf der Oberfliiche einer weitgehend lichtdurchlässigen Elektrode eine Bildsusuennion elektrophoretisch ab^elayert wird," die in ο in ex* Träperf lüssigkeit eine ",ielzahl von fein zerteilten χ artikeln enthalt, v;elche Jev/eils ein elektrisch lichtempfinaliches x-i^ment umfassen, das sov7ohl als primärer elektrischer lichtempfindlicher best endteil als auch als primärer Partikel!'arbstoff üient, daß zwischen der v/eitgehend lichtdurchlässigen iilektroae una zumindest einer zusätzlichen Elektrode -ein aie^;©us:>ension durchsetzendes eleiiti^isches Feld aufgebaut wird und daß die Suspension durch die transparente Elektrode hindurch einer bildmäßig verteilten aktivierenden elektromagnetischen Strahlung ausgesetzt '..'ira. -

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Jomäf: der Erfindung wird also^ ::enei*ell gesagt, eine Bi Idsuspension aus photoeleirbrophoretischen ßildparbikeln in einer isolierenden Trägerflüssigkeit verwendet. Die SiIdsuspension vira elektrophoretisch aui' der Oberfläche einer lilekcx'oae ab ./ela^ert, aie zumindesb beilweise lichtdurchlässig ist. iJach erfolgter Aufbringung der Bildsusjension auf aor Oberfläche der oben erwähnten transparenten bzw. lichtdurchlässigen Elektrode wird diese Suspension selektiv liiifcuelü einer elektromagnetischen Strahlungsquelle durch die fcranayarenbe Elektrode hindurch belichtet, wenn eine Bildwalze über aie Oberfläche der Bildsuspension geführt wird und ,,leichzeiti^; mit der Belichtung eine Potenbialdifferenz zwischen der Bildsuspension v/irksam v/ird. Der Abbildun^sschritt wird mit einem Lepativ-Lichtbild ausgeführt, indem dieses auf die Bildsuspension durch die lichtdurchlässige Elektrode hindurch projisiert wird. Das auf der Oberfläche der bildwalze sich ausbildende Pigmentbild ist in seinen i'arben komplementär zu dem die Bildsuspension erreichenden Lichtbild. Auf diese Weise wird von einem Negativ-Bild unmittelbar ein rositiv-Bild erhalten.

Bei den bisher bekannten elektrophoretischen Abbildungss^steinen ist eine direicte Negativ-Positiv-Abbildung nicht möglich gewesen, und zwar deshalb nicht, weil eine Anzahl unerwünschter Pigmentpartikel zu der Oberfläche der Abbildungselekbrode zusammen mit den gewünschten Pigmentpartikeln hin gewandert ist, und zwar in solchem Ausmaß, daß das Endbild vollständig undeutlich wurde. Es ist bei der vorliegenden Erfindung ermittelt worden, daß durch elektrophoretisches Aufbringen der Bildsuspension auf die Oberfläche der zu verwendenden transparenten Elektrode in dem System die,unerwünschten Partikel aus der Suspension entfernt werden. Es wird angenommen, daß die Bildsuspension zur Ableitung der oben erwähnten bildverschlechternden Teilchen elektro-

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phoretisch aufgeteilt wird. Bei diesen biluverschleciruernaen '.Deilchen handelt es sich um ,jene Teilchen, die bisher die annehmbare Vervielfältigung ein®Positiv-üildes von einem Negativ-Bild in einem direkten Ein-Schritt-Vorgan^ verhindert haben. Es dürfte ersichtlich sein, daß bei der unmittelbar erfolgenden Erzeugung eines Positiv-Bildes auf der vialzenelektrodenoberfläche gleichzeitig auch ein Negativ-Bild auf der Oberfläche der transparenten Elektrode entsteht.

Das erfindungsgemäße elektrophoretische Abbildungssystem verwendet stark farbene Pigmentteilchen, die sowohl als !Farbmittel als auch als lichtempfindliches Material dienen, aas offensichtlich eine Änderung in der Laaun:;sporarität erfährt, wenn es aktivierender Strahlung ausgesetzt wird, und zwar durch 'Jechselwirkung mit einer der Elektroden des Systems. Dabei sind keine zusätzlichen lichtempfindlichen Elemente oder Materialien erforderlich. Somit ist ein sehr einfaches und billiges Abbildungsverfahren geschaffen. Bei einem monochromatischen System kann ein einfarbiger lichtempfindlicher Partikel in der Suspension verwendet v/erden. Es kann aber auch eine Anzahl von verschiedenfarbenen lichtempfindlichen Partikeln in der Suspension verv/endet werden. Als Partikel kommen dabei solche Partikel in .Frage, die alle auf die gleiche Lichtwellenlänge ansprechen. Bei Verwendung einer Mischung aus zwei- oder mehrfarbigen .f artikeln, deren Jeder nur auf Licht einer bestimmten Wellenlänge anspricht, v/erden vielfarbige Bilder erzeugt. Die Partikel sprechen dabei auf Bereiche des Spektrums ihrer Hauptlichtabsorption an, wobei die Cyan-, Magenta- und Gelb-Partikel auf Rot-, Grün- und Blaulicht ansprechen. Damit eignet sich dieses System in höchstem Maise für eine subtraktive Färbzusammensetzung.

An Hand von Zeichnungen wird tiie Erfindung nachstehend näher erläutert.

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jj'i,·. ^Λ> vernnsohrmlichL. in e ine zweitens chnittüiis-ic nt aie An:C'an_:-ίΐυΐιρ.πο des crfinaunrn ;emHI;-en Verfahrens, v.oboi eine Falususpenoion olektroohoretisch auf der Oberfläche einer liciitviU"j'chl^:-.'3iii en Elektrode auff-ot.racht *,-;ird. jii'i :. V: ;-:eii",'u ein ein:.'π 'heu System zuv Ausführung der Beliciitun- :;',;1η:.οο lios eri'induu-.ü :oi:i'den Verfahrens.

In -B'ir. Ί ist ei-~.e hier auch als lichtdurohlüssi.-e Elektrode bezeichnete Klo; r.roao 1 dar... estellt, o.ie bei dem vorlie^enci.en AusxiUirun,.:jt oispiel aus einer Schicht aus optisch OransyarorrcGu ..!las i.ü besteht, aas nit einer dünnen transparenten Gc.hio.lit ■) aus r.inno::;^ überzogen ice. Diese Glasrlat'jenfoi'u isi- iio::i:;;Drr:iell unter dem liandelsnainen KüSA-Glas erhvlltlica. Die.'je JSlektroäo v,^:i::.'d nächstenend auch-als In₁IeK-uoL^eleixtroae I er.eichneu. _;,eben der In.iekuorelelitroce Ί ist eine V."alr:enelei-.trode 's vor. esehen, deren Oberfläche r.it einex" dünnen Ccliicat ^ aer erfindun-r>,'ei:i'L:en Bildsur.'jension über:;o τη isi:·. Die ./nlsenelektroäe •'¹- v.ii-d über die Oberfläche ■...er InQektorelektroue Λ -cle.itet. Die Bildsuspension be&teht aus fein ::e:-ueiiten lichtempfindlichen 'teilchen., aie in 'einer isoliej'enaei: ¹TrI'. e..':'lüssii.;keit aisoer^iert sind. Im Rahmen der vorlie encen i-e^cuj'eibun,: ν.iro. der Ausdruciv "lichtempfindlich" für in uer Uuspension befindliche Teilchen oder Partikel verwendet, aie, nachdem sie von der In_t;ektorelekt;rode angezogen sind, unter dem Eini'lu·.- einec elektrischen Feldes von aieser Elektrode we :v.^:andern, wenn sie einer sogenannten aktinischen eleKtromaitnebischen Strahlun ; aus-/e<3etat \;erden. Die BiIdbuspension Kann ferner qinen Sensibilisator und/oder ein Bindemittel für aie i-irmenl;partikel enthalten. Dieses Bindeiiiittel soll dabei zumindest, teilweise in der Grund- oder 'TrÜ^erf lüssi.;keit las bar. sein. Die Walzenelektrode 4 besteht i;us einem elektrisch leitenden Mittelkern 5 und einer Sperrte hi cht ~j\ sie ist; mit ihrem Mq.ttelkern 5 an eine Spannunpscuelle V anlese!lossen, an welche auch die Insektorelektrode Λ

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angeschlossen ist. Im Stromkreis dieser Spannungsquelle 7 liegt ein Schalter 6, mit dessen Schließen ein elektrisches Feld zwischen den Elektroden-4- und 1 wirke am ist, wenn sich cie SperreleKtrode über die Oberfläche cer Injektorelektrode bewegt. Liegt das Potential der Vi al ze 4- bei einer Polarität fest und ist das entsprechende Potential der InjektoreloKtrode von entgegengesetzter Polarität, so v.^;ird die'Bildsuspension 6 bei fehlen von Licht auf der Oberfläche der transparenten Elektrode 1 bei Ga abr;elape,'.'t. Kach erfolgter elektrophoretischer Ablagerung der Bildsuspension auf cer Oberfläche der In^ektorelektrocie"wird die Walzenelektrode 4- in dem vorliegenden System durch eine zweite Walzenelektrode., ersetzt, wie dies iig". 2 verdeutlicht. Die Injekto-relektroüe 1 ;;emäi: Wir .?_-. ist nunmehr auf ihrer Oberfläche mit; ei η er üt'nnen BiIdsuspensionsschicht 6a überzogen, die entc-jrechenu flor in Verbindung mit Fig. 1 erläuterten Weise- auf cie:;er überfläche elektrophoretisch abgelagert v;orden ist. über die flüssige Bildsuspension Sa wird nunmehr eine Bildwalz-enelektrode 10 hinwe^geführt, die in diesem .Fall durch eine Waise mit eineia leitenden MittelKern 11 gebildet ist, der an die Spannungsquelle 7 angeschlossen ist. Der Hittelkern ist in diesem Beispiel mit einer Schicht eines SperrelektiOcenrneterials 12 überzogen. Das andere Ende der Spannun^squelle 7 ist mit der Insekt or elektrode in der in Verbindung mit Jb¹Ig. 1 erläuterten V/eise verbunden. Die Elektrode 10 wird hier auch als Sperrelektrode bezeichnet. Die Pigmentsuspension v.'ird nunmehr mit Hilfe des Projektionsmechanismus belichtet, zu dem eine Lichtquelle 15, ein Parbnegativ 16 und ein Linsensystem 17 gehören. Hit Schließen des Schalters δ wird an die Bildelektrode und an die Injektorelektrode eine Spannung angelegt. Die zylinderförmige Bildelektrode 10 wird nunmehr über die die Bildsuspension 6a tragende Oberfläche der Injektorelektrode 1 geleitet, wobei der Schalter 8 während der Dauer der Bildbelichtung geschlossen ist. Die Belichtung führt dazu, daß die

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belichteten Teilchen, die ursprünglich von der Injektorelektrode 1 angezogen wurden, durch den Flüssigkeitsträger hindurch v/andern und an der Oberfläche des Sperrelektrodenmaterials 12 haften bleiben. Auf diese Weise wird ein Positiv-BiId erzeugt, das zu dem Original-Kegativ-Bild komplementär ist. Das somit auf der Oberfläche der Bildelektrode erzielte Positiv-Bild 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 Flüssigkeitstrager verdampft. Die das Positivbild tragende Sperrelektrodenschichb 12 kann dann gelöst und von dem Walzenkern 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 Abzugs.

Der im Rahmen der vorliegenden Erfindung benutzte- Ausdruck "Injektorelektrode" soll so verstanden werden, daß damit eine Elektrode bezeichnet ist, die vorzugsweise imstande ist, Ladung mit lichtempfindlichen Teilchen der Bildsuspension auszutauschen, wenn diese Bildsuspension belichtet wird. Auf diese Weise erfolgt eine tatsächliche Änderung in der Ladungs-₍;olarität der Teilchen. Unter dem Ausdruck "Sperrelektrode" ist eine Elektrode zu verstehen, die Elektronen in die oben erwähnten lichtempfindlichen Teilchen abzugeben und von diesen 1'eil cn en Elektronen aufzunehmen imstande ist, und zwar mit einer vernachlässigbaren Größe, wenn die betreffenden Partikel mil; der Elektrodenöb er f lache in Berührung gelangen. Sind alle Polaritäten in diesem System umgekehrt, so ist auch die Funktion der Elektroden, wie einzusehen sein dürfte, vertauscht.

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"Vorzugsweise besteht die Injektorelektrode aus einem lichtdurchlässigen Material, wie Glas, das mit einem elektrisch leitenden Material überzogen ist, wie mit. Zinnoxyd, Kupfer, Kupferiodid, Gold oder dgl.. Andere geeignete Materialien umfassen viele Halbleitermaterialien, wie Rohzellophan, das gewöhnlich nicht als Leiter angesehen wird,das jedoch noch imstande ist, injizierte Ladungsträger geeigneter Polarität unter dem Einfluß eines angelegten Feldes aufzunehmen. Derartige Materialien können im Rahmen der vorliegenden Erfindung verwendet v/erden. Die Verwendung von besser leitenden Materialien erlaubt jedoch eine saubere Ladungstrennung vorzunehmen. Ferner ist in einem solchen Fall eine ggfs. sich ausbildende Ladung auf der Elektrode vermieden. Eine solche Ladung würde sonst das innere'Elektrodenfeld schwächen. Die Sperrelektrode ist auf der anderen Seite so ausgewählt, daß die Injektion von Elektroden in die lichtempfindlichen Pigmentρartikel vermieden oder weitestgehend verhindert ist, wenn die Partikel 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 Polaritätsdii'feren-a su erzielen. Wird ein Material geringer LeitfähigKeit verwendet, so kann eine gesonderte elektrische Verbindung zu der Rückseite der Sperrschicht der Elektrode hergestellt werden. Obwohl eine Sperrelektrode nicht notwendigerweise im vorliegenden System verwendet werden muß, wird die'Verwendung einer derartigen Schicht jedoch bevorzugt, und zwar wegen der durch' sie erzielten merk__lichen Verbesserungen. Wird die Sperrschicht verwendet, so ist" sie vorzugsweise ein Isolator oder ein Halb-' leiter, der nicht den Durchtritt von genügend Ladungsträgern '^l'"" unter dem Einfluß eines angelegten Feldes zuläßt, um die seine

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überfläche begrenzenden Teilchen zu entladen. Auf diese "Jeise ist eine Teilchenschwinguni:; innerhalb des Systems verhindert. Obv/ohl die Sperrelektrode einen Burch-an^ = einiger Ladungsträger ermöglicht, wira sie noch als in der Klasse bevorzugter Materialien liegend betrachtet, vjenn sie nicht penü₄-·end ladmr:ctr^:i -er abzuführen gestattet, um die Teilchen entgegengesetzter j öl ar it ät wieder aufzuladen. Beispiele für aas bevox'r.ugt verv. enuete Sperrschichtmaterial sind Baryt papier, das aus einem i-upier besteht, das mit Bariumsulfat überzogen ist, vrelchen in einer Gelatinelösung suspendiert ist, Tedlar, ein jl-ό Iy vinylfluorid, und Polyurethan. Andex^e ~_;eeignete liateria] ien besitzen einen spezifischen Widerstand von etwa 10' Ohm · cm oder einen noch hüheren spezifischen •Viderstand. Diese Materialien können ebenfalls als Sperrelelitrodenmaterialien verv;enaet werden. Typische Materialien in diesem WiderstancU-bex'eich umfassen mit Celluloseacetat iiberzo'nene i'apiere, xolystyrol, Polytetrafluoräthylen und: PoIj-" äth^lentererhthalat. Das Barytpapier, Tedlar und die anderen als Sperr s cxiic'htmateri alien verwendet en Materialien können von der liückenfläche mit Leitungsv;asser· befeuchtet sein oder mit einem elektrisch leitenden Material"überzogen werden. Die »Sperrelelvtrodenschicht kann eine gesondert austauschbare Schicht sein, die entweder um den Sperrelektrodenkern herum-,qewickelt odex" durch eine geeignete Einrichtung, wie mechanische Festhalte^lieder, festgehalten ist. Als Festhalteglieder kommen solche Elemente in Frage, die die Schicht auf der Elektrode einfach festzuhalten gestatten. Im Unterschied dazu kann die schicht auch einen mit der Elektrode zusammenhängenden'Teil bilden; sie kann an der Elektrode entweder angeklebt, aufgewalzt, durch ein Sprühüberziehverfahren aufgebracht oder in sonst irgendeiner Weise an der Oberfläche des Elektrodenkernes befestigt sein. Bei der vorliegenden Erfindung wird die Verwendung einer gesonderten auswechselbaren Schicht bevorzugt.

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Iiu Rahmen der vorliegenden Ei^findunr: kann jede -;eeif;nete isolierende Trägerflüssigkeit verwendet v;eraen. Typische Stoffe umfassen Dekan, Dodekan und Tetradekan, geschmolzenem l·araff inv;achs, geschmolzenes Bienenwachs und andere, ^eschir.olzene thermoplastische Stoffe, Sohio-OdorleciJ-Lüsux'j·;, eine Kerosinfrsktion, die kommerziell von der S'canuord Oil Company, Ohio, erhältlich ist, und Isopar G, oin l-anr_;kettifer gesättigter aliphatischer Lohlenv/assei'ctoi'f, der kommerziell von der Humble Oil Company, i.ev. uer.cej', erhältlich isö, und Mischungen daraus. ·

An aie Elektroden können in dem vorliegenden ijv^ten. rjpannun_;-'en innerhalb eines ^roiien Bereiches anr;ele: -t ^!,.e_'aen. Zur Erzielung einer ;;uten Bildauflüsun,_, einer hchen ^iliuichte und eines schwachen n'interr.-rundec v;ird vorzu..r,.eiae oil. solche; xOtential angelegt, das" eich ■ über die Bi3 a;;us; cnsion ein- -lektrischea ^eIc. von zuminaeet etv;^ ^0L) 7ol"c ::usbilaet. jjctj angelegte lotentiai, das zur Erzielung die.'.O.' Feldstärke oiv foi^erlici- irra, hänjt natürlich von den Zv.'iGchenelektroaonabstand und von der Dicke una aer/.rt der- -. u:' öer ßperrolc.·:- ■crodenfl^L-lche verwendeten Sperr^aterials ab. Zur Erzielung-- der IiCchsten Bildaichte liegt die optimale· feldstärke, bei zubindest etv/a 500C Volt. Die obere Grenze der Feldstärke ist dabei lediglich durch die Durchbruchstjannunr: der Suspension und_des Sperrinaterials begrenzt.

Andere, den hier betrachteten Anordnungen ent-yrechenue Konfigurationen kennen ebenfalls verv,-endet werden: die hier dargestellte ".(alzenform sei dabei lediglich als beispielhaft für die Erfirr^unr anzusehen. So könnte z.B. die v.alzenfor^iice Elektrode in Form einer Antriebseinrichtung ausgebildet sein.

Bei dem pclychronatischen System v/erden die Teilchen bzv/. Partikel so ausgev.'ählt, daß. jene verschiedener Farben am" verschiedene Wellenlängen im sichtbaren Spektrum ansprechen,

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und zwar entsprechend ihrer ,jeweiligen Hauptabsorption, ferner v/erden die Partikel so ausgewählt , daß sich ihre spektralen liopfindlichkeitskurven nicht wesentlich überlappen. Auf diese Weise ist eine .Farbtrennung und die Ausbildung eines subtraktiven Vielfarbenbildes erzielt. Eine Anzahl verschiedener x^Jartikei kann verwendet werden, nämlich ein zyanfarbener Partikel, der hauptsächlich im Rotlichtbe-. reich empfindlich ist, ein magentafarbener Partikel, der hauptsächlich im Grundbereich empfindlich ist, und ein gelbfarbener χ artikel, der hauptsächlich im Blaubereich empfindlich ist. Während dies die einfachste Zusammenstellung darstellt, können noch zusätzliche Partikel der Mischung hinzugesetzt v/erden, die unterschiedliche Absorptionsmaxima bedibzen. Auf diese Weise läßt sich die Farbzusammensetzung noch verbessern. V/erden diese Partikel in der Trägerflüssigkeit miteinander vermischt, so ergibt sich eine nahezu schwarze Flüssigkeit.ErJbl_r;t eine Wanderung eines oder mehrerer x^Jartikel von der Injektorelektrode zu der Sperrelektrode hin, so'bleiben diejenigen Partikel zurück, die der Farbe entsprechen, von welcher das Licht ist, das auf den betreffenden Bereich aufgetroffen ist. So führt z.B. eine Rotlichbelichtung dasu, daß das zyanfarbene Pigment wandert und die magentafarbenen und gelbfarbenen Partikel zurückläßt. Diese zurückgelassenen Partikel bilden den Hotanteil in dem Endbild. In gleicher Weise werden die Farben blau und grün dadurch wiedergegeben, daß gelbfarbene und magentafarbene Pigmente abgeführt werden. Trifft weißes■lacht auf die Mischung auf, so werden selbstverständlich sämtliche Pigmente wandern und die Farbe weiß oder die lichtdurchlässige- Trägerschicht zurücklassen. Durch Nichtbelichtung bleiben sämtliche Pigmente zurück, wodurch ein Schwarzbild gebildet ist. Es sei darauf hingewiesen, daß dies ein vorzügliches Verfahren zur subtraktiven Farbabbildung darstellt, indem die Fkrbkomponenten der Partikel eine doppelte Funktion ausführen." Zum einen wirken diese

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Komponenten als Endbild-Farbstoff und zum anderen stellen sie das lichtempfindliche Element des Systems dar. Demgemäß ist durch das vorliegende System schließlich die Kompliziertheit bisher bekannter Verfahren" zur subtraktiven Färbabbildung, überwunden v/orden.

Es ist' erwünscht, Pigmentpartikel zu verwenden, die eine relativ geringe Größe besitzen, da kleinere Partikel bessere und stabilere Pigmentdispersionen in dem Flüssigkeitsträger bilden. Ferner sind kleinere Partikel imstande, Bilder von stärkerer Abdeckkraft und höherer Auflösung zu liefern, als es mit größeren Partikeln möglich ist. In den Fällen, daß. die Pigmente kommerziell nicht in kleinen Partikelgrößen erhältlich sind, können die betreffenden Partikel durch Anwendung herkömmlicher Verfahren .zerkleinert-werden, wie" in. einer Kugelmühle oder dgl..

Die elektrophoretischen Bildpartikel erfahren,nachdem sie in dem 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 Partikel im vorliegenden System praktisch nicht auf die Aufnahme nur einer Ladungspolarität beschränkt; die Partikel können vielmehr von beiden Elektroden angezogen werden. Einige der in der Suspension enthaltenen Partikel bewegen sich zunächst zu der Injektorelektrode, während andere Partikel sich zu der Sperrelektrode hin bewegen. Die durch bildweise Belichtung erfolgende Wanderung ist dieser Partikelwanderung überlagert. Damit bewirkt die ersichtliche Bipolarität dieser Suspensionen, daß ein Teil der suspendierten Partikel von dem System zusammen mit jenen Partikeln abgeführt wird, die normalerweise auf die bildmäßige Belichtung ansprechen. Die

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^ der Subtraktion 3^ene^r Partikel zusammen mit den auf die Strahlung anspx^echenden rartikeln beeinflußt v.esentiich die Qualität des auf der Oberfläche gebildeten Bildes, au der die i:artikel hin gewandert sinu. Damit ist das betreffende Bild in seiner vorliegenden Eorm unbrauchbar. Durch olektroohoretische Ablagerung der Biläsusoension im vorliegenden LTaIl bei Fehlen einer BeIichtungsstrahlung werden die bildzerstörenden .Pigment partikel jedoch selektiv von der· Suspension abgeführt, und zwar derart,-, dai' sie nicht länger in cein 3.ysten vox'handen sind, um das schließlich erzielte MId au beeinflussen. Dieses""Bild wii-d auf der Äbbildunaswalze während der Beiichtungsphase des Verfahrens.erzeugt.

-Jur Ile:osOeliun~ der Pigmentmischung in der Trä.^erflüssi^keit, und av;ar für eine i'arbabbildung, können jegliche geeigneten verticiiiedenfax'benen lichtempfindlicLen iipment ρ artikel ver-.:encet werden, die aie gewünschte, spektrale Siiipfindlichkeii; besitzen· De;¹ artige l· X₁^n ent ρ artikel sind z.3." in der US-ratcntEcIirif'u 5 5c^zr 4Sö angegeben. Das lichtempfindliche ri._::;.ienc kann γ,.Β. von Natur aus pol^merisch sein. Der I'rozentcata an l'irinenten in der isolierenden Trägerflüsai^keit ist nicnt als kritisch ansusehen. Um Eecu^.scröiien anzuheben, sei bemei'kt, da- sich zwischen etwa Z und 10 uewicrrcsyroaent; α iv-mente als Anteile herausgestellt haben, die erwünschte und annehmbare Srr^ebnisse liefern.

Wie'oben bereits ausgeführt, kann .das-Partikelbild, nachdem es hergestellt ist, auf der betreffenden Elektrode fixiert werden, wie aux^ch Aufsprühen eines Binuemittels auf die Oberfläche, dux^ch Aufvialzen einer Schicht über die Bildfläche oder dadurch, daß in dem flüssigeren Suspensionsmittel ein Bindemittel verwendet wird. Im allgemeinen hat es sich als zweckmäßig herausgestellt, dae Bild von der Elektrode auf eine zweite ZLliehe zu übertragen und dort zu fixieren. Auf

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diese Weise kann die betreffende Elektrode wieder verwendet werden. Ein derartiger Übertragungoschritt kann durch Anwendung eines Adhäsions-Aufnahmoverfahrens ausgeführt werden, wie mit Hilfe eines Adhäsionsbandes. Eine andere zweckmäßige tjbertragungsmetho;de besteht in der Anwendung eines elektromagnetischen .Feldes. Hoch zweckmäßiger ist es jedoch, eine Aufnahmehülle zu verwenden, die entsprechendes Material auf der Sperrelektrode aufweist, das von der betreffenden Elektrode auf den Äbbildungsvorgang hin einfach abgezogen werden kann. :

Obwohl mit verschiedenen Elektrodenabständen gearbeitet werden kann, werden Abstände von weniger als otwai25,4/U und noch geringere Elektrodenabstände bevorzugt, bei denen die Elektroden weitgehend scheinbar einander berühren, indem sie zusammengepreßt sind. Der zuletzt en.ahnte Zustand stellt""" eine besonders zweckmäßige Forin der Erfindung dar, da in aiesem 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 nachstehend angegebener Beispiele sollen spezielle Ausführungsformen der vorliegenden 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.

Sämtliche nachstehend aufgeführten Beispiele werden unter Verwendung einer Vorrichtung ausgeführt, die von der generellen Art ist, wie sie in den Zeichnungen dargestellt'ist. Dabei v;ird

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aie Bi Minis chunn; elektrophoretisch auf eine NESA-Glasträgerschicht aufgebracht. Die NBSA-Gl as ob er f lache ist mit einem Schalter verbunden, der an das eine Ende einer Spannungquelle angeschlossen ist. Das andere Ende der Spannungsquelle ist mit dem elektrisch leitenden Kern der verwendeten Walzenelektroden verbunden. Die Walze besitzt oinen -^urenmesser von etwa 64- mm. Sofern nichts anderes angegeben ist, wird diese Walze mit einer Geschwindigkeit von etv.a 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 Ix (entsprechend 100 fb-c) belichtet. Die Belichtung erfolgt mittels einer Lampe, die eine !''arbtemperatur von 3200⁰K besitzt, und unter Verwendung eines Kodacolor-Negativbildes, das zwischen aie WeiJ31ichquelle und die NESA-Glasträ.-rerschicht eingebracht wird.

Beispiel I

Es wird eine Bildsuspension hergestellt, die gleiche Mengen an tfatchung Red B, ein Bariumsalz der 1-(4-'-Methyl-5'-chlor-2'-sulfonsäure) azQbenzol-2-hydroxy-3-naphthoe-3äure, CI. ii'o. 15ö65j erhältlich von E.I. duPont de Nemours & Co., Monolite Fast Blue G.3., die Alphaform von metallfreiem Phthalocyanin, CI. Wo. 74-100, erhältlich von der Arnold Hoffman Company, und ein gelbes Pigment Algol Yellow; G.G., 1,2,5,6-di(C,C'-diphenyl)-thiazol anthrachinone C.I. No.673500, von der General Dyestuffs erhältlich, in einer Sohio Solvent-Lösung p^MlO enthält, einer von der Standard Oil, Ohio erhältlichen Petroleumfraktion. Diese Bildsuspension -wird in der V/eise hergestellt, dais die Gesamtpigmentmenge" etwa b Gewichtsprozent der Suspension ausmacht. Die Pigmente sind magenta-, zjan- und gelbfarben. Die so hergestellte Mischung;-wird auf

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die Oberfläche einer ersten Walzenelektrode aufgetragen, und sodann wird an diese Walze eine Spannung von -9OOO V angelegt. Die: Dreiermischung v/ird elektrophoretisch auf einer NESA-Glasträgerschicht bei Fehlen von Licht aufgebracht. Die so überzogene UIiSA—Glasplatte wird dann in der betrachteten Weise belichtet, indem ein Farbbild auf die Dreiermischung projiziert wird, wenn sich die zweite Walzenelektrode über diese Oberflüche hinweg bev-'e^b. Als Sperrelektrode wird eine Zellophanpapier-Sperrelektrode verwendet, und die Walze wird auf einer Spannung von etwa -1000 V in Bezug auf die NESA-GlasträgerplattFe 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 Bildwalze abgezogen.

Beispiel Il .

■Eine Bildmischung wird dadurch hergestellt, daß gleiche Mengen von Bonadur Eeä B, der 1-(4'-Ghlor-5^l-äthyl-2^l sulfonsäure) azobenzol^-hydroxyd^-nyphthoesäure, erhältlich von der American Cyanamide, Monolite Fast Blue G.Si, die Alphaform von metallfreiem Phthalocyanin, G.I. No. 7^0O, von der Arnold Hoffman Co. erhältlich und ein eigenes Gelbpigment N-2"-pyrid5a-8,13-dioxodinaphthoho-(2,1-6; 2', 3'-d) furan-6-carboxamid (das an anderer Stelle näher beschrieben ist) in einer Sohio-SoTvent-Lösung 54-40 verwendet werden. Die Bildsuspension umfaßt dabei eine Gesamtpigmentmenge, die etwa 8 Gewichtsprozent der Suspension ausmacht. Diese Pigmente sind magenta-, zyan- und ^elbfarben. Die so hergestellte Mischung wird auf die Oberflüche einer ersten Walzenelektrode aufgebracht, an welche eine Spannung von " "~ -2000 V angelegt wird.Die Dreiermischung wird elektrophoretisch auf einer NESA-Glasträgerschichb bei fehlendem

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Licht aufgebracht. Die so überzogene NESA-Glastragerplatte wird dann in der oben betrachteten Weise mit einem Färbbild belichtet, das auf die Dreiermischung projiziert wird, wenn sich die zweite Walzenelektrode über die Oberfläche ■aer NESA-Glasträ^erplatte hinweg bewegt. Als Sperrelektrode wird hier eine Barytpapiersperrelektrode verwendet, und die Waise wird in Bezug auf die NESA-Glasträgerplatte auf ein e© Potential von etwa -1200 V gehalten. Das von der Barytpapierfläche aufgenommene Bild umfaßt die Komplementärfarben des Ori^inalbildes. Damit ist auf dem Barytpapier ein i'ositivbild gebildet. »Das Barytpypier wird dann von der Bildwalze abgenommen.

Beispiel III

Das unter Beispiel II erläuterte Verfahren wird mit der Ausnahme wiederholt, daß die zweite Bildwalze über die Plattenoberfläche mit einer Geschwindigkeit von etwa 5.1 mm/sec hinweg bewegt wird. Dabei werden entsprechende Ergebnisse erziel-t, wie sie unter Beispiel II angegeben sind.

Beispiel IY

Das unter Beispiel I erläuterte Verfahren wird mit der Ausnahme wiederholt", daß anstelle des dort angegebenen Algol-Yellow-Pigmentes das unter Beispiel II angegebene Gelb-Pigment

verwendet wird. Die übrigen Verfahrensschritte sind die gleichen, iis werden entsprechende Ergebnisse erzielt.

Beispiel V

Das unter Beispiel IV genannte Verfahren wird mit der Ausnahme wiederholt, daJi die Spannung an der ersten Walzenelektrode -5000 V beträgt und daß die Spannung an der zweiten walzenelektrode -'/50 V beträgt.

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Beispiel VI

Das unter Beispiel I erläuterte Verfahren wird mit der Ausnahme wiederholt, daß anstelle von Zellophanpapier auf der Sperrelektrode Tedlar verwendet wird. Die übrigen Verfahrensschritte bleiben die gleichen. Damit wird ein 1arbpositivabzug auf der lösbaren Tedlar-Trägerschicht gebildet.

Beispiel VII

Es wird eine Bildsuspension hergestellt, die ein metallfreies Phthalocyaninpigment, Monolite Fast Blue G.S.,umfaßt und bei der die. lichtempfindlichen Partikel in einer Sohio-Odorless-Lösung 3440 derart dispergiert sind, daß sie etwa 7 Gewichtsprozent der Lösung ausmachen. Die Pigmentsuspension wird dann elektrophoretisch auf eine HESA-Glasträger— schicht aufgebracht, auf der ein Potential von -2500 V herrscht. Sodann erfolgt eine Belichtung nach einem auf die Mischung projizia?ten Bild, wenn sich die · zweite Bildwalze über die Oberfläche hinwegbewegt. Als Sperrelektrode wird eine Zellophanpapiers perrelektrode verwendet; die zweite Walze liegt dabei auf einem Potential von etwa -2000 V. In diesem Beispiel, bei dem lediglich ein Pigment in der Bildsuspension 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 Sj⁷S tem z.B. dazu herangezogen werden, von einem i'ositivbild unmittelbar ein Negativbild

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hersustellen. Darüber hinaus können in der Bildsuspension 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 Bildsuspension verwendet werden.

Abschließend sei noch darauf hingewiesen, daß die Erfindung auf die vorstehend betrachteten Ausführungsbeispiele nicht beschränkt ist, sondern ohne Abweichung vom Srfindungsgedanken noch in verschiedener Weise modifiziert werden kann.

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Claims (7)

1. P at ent a n s ρ. r ü g he

   /1, Photoelektrophöretisches Abbildungsverfahren, dadurch gekennzeichnet, daß auf der Oberfläche einer weitgehend lichtdurchlässigen Elektrode (1) eine Bildsuspension (6a) elektrophoretisch abgelagert wird, die in einer Trägerflüssigkeit eine Vielzahl von fein zerteilten Partikeln enthält, welche Jeweils ein elektrisch lichtempfindliches Pigment umfassen, das sowohl als primärer elektrischer lichtempfindlicher Bestandteil als auch als primärer Partikelfarbstoff dient, daß zwischen der weitgehend lichtdurchlässigen Elektrode (i) und zumindest einer zusätzlichen Elektrode (4) ein die Suspension durchsetzendes elektrisches Feld aufgebaut wird und daß die Suspension (6a) durch die transparente Elektrode (1) hindurch. einer bildmäßig verteilten aktiviei_jenden elektromagnetischen Strahlung ausgesetzt wird.
2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß -die Suspensionsschicht (6a) von einem elektrischen Feld durchsetzt wird, währenddessen sie nahezu gleichzeitig mit einem Lichtbild (16) durch die transparente Elektrode (1) hindurch belichtet wird, derart, daß sich komplementäre Pigmentbilder auf den Oberflächen der Elektroden (1,4) ausbilden.
3. 3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektroden (1,4) während der Belichtung unter scheinbarer Berührung voneinander beabstandet gehalten werden..- .__ -
4. 4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis ;> > dadurch gekennzeichnet, daß die Elektroden (1,4) während der Belichtung der Suspension (6a) scheinbar miteinander in Kontakt gebracht werden. - ,

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5. 5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis J, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektroden (1,4) während der Belichtung der Suspension (6a) auf einen Abstand von bis zu etwa 25,4- Kikron zusammengebracht werden.
6. 6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß in der Bildsuspension (6a) eine Vielzahl fein zerteilter Partikel mit zumindest zwei verschiedenen Farben verwendet wird und daß jeder dieser Partikel ein elektrisch lichtempfindliches Pigment enthält, dessen^Hauptlichtabsorptionsband weitgehend mit seiner Hauptlichtempfindlichkeit zusammenfällt.
7. 7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß eine Suspension (6a) verwendet wird, die cyanfarbene Partikel, deren Hauptlichtempfindlichkeit im Rotlichtbereich liegt, magentafarbene Partikel, deren Hauptlichtempfindlichkeit im

   .Gründlichtbereich liegt, und gelbfarbene Partikel enthält, deren Hauptlichtempfindlichkeit im Blaulichtbereich liegt.

   S. Lichtbild tragendes Teil mit einem -⁰Ud, hergestellt nach einem Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7<

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