DE1949416A1

DE1949416A1 - Abbildungsverfahren mit einer fotoelektrophoretischen Bildstoffsuspension und Einrichtung zur Durchfuehrung des Verfahrens

Info

Publication number: DE1949416A1
Application number: DE19691949416
Authority: DE
Inventors: Davies Terence J
Original assignee: Xerox Corp
Current assignee: Xerox Corp
Priority date: 1968-10-03
Filing date: 1969-09-30
Publication date: 1970-04-09
Also published as: GB1279285A; DE1949416C3; DE1949416B2; NL146950B; BE739747A; CA922141A; NL6914876A; FR2019840A1; JPS4815036B1; US3708286A

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 86, DEN

POSTFACH 860 820

MÖHLSTRASSE 22, RUFNUMMER 48 39 21/22

XEROX CORPORATION, Rochester, Ή.Ί. 14603, V.St,Ac

AbMldungsverfahren mit einer fotoelektrophoretischen Bildstoffsuspension und Einrichtung zur Durchführung

des Verfahrens

Die Erfindung bezieht sich auf ein Abbildungsverfahren sowie auf eine Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens mit einer fotoelektrophoretischen Bildstoffsuspension unter Verwendung einer ersten als Bildträger für das aus der Suspension erzeugte Bild vorgesehenen Elektrode und mindestens einer weiteren Elektrode, die die Suspension so berührt, daß diese sich zwischen den Elektroden befindet, wobei zwischen den Elektroden ein elektrisches PeId erzeugt wird, das sich über die Suspension erstreckt, und die Suspension mit einer aktivierenden elektromagnetischen Strahlung belichtet wird.

In der U.S.-Patentschrift 3 384 565 ist ein Abbildungsverfahren beschrieben, bei dem eine oder mehrere Arten lichtempfindlicher und strahlungsabsorbierender Teilchen in einer nichtleitenden Trägerflüssigkeit eine Suspension bilden, die zwischen Elektroden als Bildstoffsuspension verwendet wird. Bei Einwirkung einer Strahlung und eines elektrischen Felds wandern die Teilchen in einer

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der Strahlung entsprechenden. Verteilung, so daß auf einer oder "beiden Elektroden ein sichtbares Bild entsteht_o Es werden lichtempfindliche Teilchen verwendet, die bei Einwirkung einer aktivierenden Strahlung durch Wechselwirkung mit einer der Elektroden offenbar eine Änderung ihrer Eigenladungspolarität erfahren. Zur Aussonderung verschiedener Bildfarben werden Mischungen zweier oder mehr verschiedenfarbiger Teilchenarten mit unterschiedlichen Empfindlichkeitsspektren verwendet. Die Teilchen fe solcher Mischungen haben entweder voneinander getrennte oder sich gegenseitig überlappende Empfindlichkeitsspek-. tren und können zur subtraktiven Farbsynthese verwendet werden« Bei einem einfarbigen Abbildungsverfahren wandern die Teilchen, wenn licht einer beliebigen Wellen« länge innerhalb des panchromatischen Empfindlichkeitsspektrums der Teilchen auf diese einwirkte

Es können andere "Verfahren bereits existieren oder aber entdeckt und erfunden werden,, die au ihrer Ausführung Suspensionen benötigen, die einige oder viele Eigenschaften der hier beschriebenen Suspensionen haben, so daß die vorliegende Erfindung auf diese Verfahren zu deren ' Verbesserung angewendet werden kannj eine solche Anwendung liegt daher ebenfalls noch innerhalb des Erfindungsgedankenso

Aufgabe der Erfindung ist es, ein neues Verfahren und eine Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens zu schaffen, mit denen bessere Bilder auf elektrophoretischem Weg hergestellt werden können,, Dabei soll besonders die Bilderzeugungsgeschwindigkeit von für die Farbgebung verwendeten Suspensionen gesteigert und die Bildqualität bestimmter Abbildungsverfahren verbessert werden· Ferner soll bei Farbabbildungsverfahren die Farbsättigung erhöht werden«

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Gelöst wird diese Aufgabe "bei einem Verfahren der eingangs genannten Art gemäß der Erfindung dadurch, daß die Bild stoffsuspension während der Belichtung und bei Anliegen d'es elektrischen Felds in Schwingungen versetzt wird.

Mit Hilfe des erfindungsgemäßen Verfahrens werden also der Bildstoffsuspension hochfrequente Schwingungen erteilt, die gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung als Ultraschallschwingungen angewendet werden.

In einer Weiterbildung- der Erfindung wird eine Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens angegeben, die sich durch einen mit der zwischen den Elektroden befindlichen Suspension in Wirkverbindung stehenden Schwingungserzeuger auszeichnete

Ausführungsbeispiele solcher Einrichtungen sind in der Zeichnung dargestellt, an Hand derer die Erfindung und die mit ihr zu erzielenden Vorteile näher erläutert werden· Im einzelnen stellen dar:

Fig»1 eine schematische Darstellung einer Einrichtung einschließlich eines Schwingungserzeugers fiir die Suspension;

Figo2 und 3 andere Ausführungsformen einer solchen Einrichtung und

Figo4 schematisch die in der Abbildungszone durch die erfindungsgemäße Einrichtung erzeugten Kräfte₀

In Pig.1 ist eine mit 11 bezeichnete durchsichtige Elektrode dargestellt, die hier z.B. aus einer Schicht eines

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optisch durchsichtigen Glases 12 besteht, das mit einer ebenfalls optisch durchsichtigen Schicht 13 aus Zinnoxyd überzogen ist und unter der Bezeichnung NESA-Glas von der Pittsburg Plate Glass Go₀ erhältlich isto Diese Elektrode wird als injizierende oder auch Bilderzeugungselektrode bezeichnet. Auf der Oberfläche der injizierenden Elektrode 11 wird eine dünne Schicht fein verteilter lichtempfindlicher Teilchen, die in einer elektrisch nichtleitenden Trägerflüssigkeit aufgeschwemmt sind, aufgetragen, die als Suspension oder auch Bildstoffsuspension bezeichnet wird·

Die Bezeichnung "Suspension" soll für eine Substanz gelten, die in einem Feststoff, einer Flüssigkeit oder einem Gas verteilte feste Teilchen aufweist« Die hier beschriebene Suspension v/eist in einer Trägerflüssigkeit verteilte feste Teilchen auf. Der Ausdruck "lichtempfindlich" soll die Eigenschaft eines Teilchens bedeuten, das nach anfänglicher Bindung an der injizierenden Elektrode von dieser unter dem Einfluß eines elektrischen Felds bei Einwirkung einer aktivierenden elektromagnetischen Strahlung abwanderte

Über der Suspension 14 ist eine Sperrelektrode 16 angeordnet, die mit dem einen Pol einer Konstantspannungsquelle 17 über einen Schalter 18 verbunden isto Der andere Pol der Spannungsquelle 17 ist mit der injizierenden Elektrode 11 verbunden, so daß bei geschlossenem Schalter 18 ein elektrisches Feld an der Bildstoffsuspension 14 zwischen den Elektroden 11 und 16 erzeugt wirdo Ein aus einer Lichtquelle 20, einem Diapositiv 21 und einer Op« tik 22 gebildeter Projektor dient zur Belichtung der Suspension 14 mit einem Lichtbild des zu reproduzierenden Originals 21_o Die Durchsichtigkeit der Elektrode 11

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ist nur eine beispielhaft angeführte Eigenschaft und hat wie auoh die sonstige Bilderzeugungsanordnung keine Auswirkung auf den Erfindungsgedankeno Die dargestellte Anordnung ist lediglich als ein mögliches Ausführungsbeispiel der Erfindung aufzufassen·

Die Elektrode 16 ist mit der Spannungsquelle 17 verbunden und weist eine Schicht eines elektrisch sperrenden Materials, wie Z₀B. Tedlar, ein von Ε·Ι· DuPont de Uemours and Co„ Inc. erhältliches Polyvinylfluorid, oder ein anderes Material auf«, Bei dem hier gezeigten Ausfuhr rungsbeispiel wird die Teilchensuspension mit dem zu reproduzierenden Bild belichtet, während an die Sperrelektrode 16 und die injizierende Elektrode 11 beim Schließen des Schalters 18 eine Spannung angelegt wirdo Durch die Belichtung wandern die anfangs an der injizierenden Elektrode 11 gebundenen !Teilchen durch die Trägerflüssigkeit hindurch und haften an der Oberfläche der Elektrode 16 an, so daß auf der injizierenden Elektrode ein Teilchenbild zurückbleibt, welches eine Kopie des Originals 21 ist. Obwohl eine Reinigung der Elektroden und eine Übertragung und Fixierung der erzeugten Bilder hier nicht dargestellt ist, können selbstverständlich mit Hilfe geeigneter, für sich bekannter Vorrichtungen diese Verfahrensschritte ausgeführt werden·

Die Bilderzeugungselektrode ist mit einem Trog 24 fest und dicht verbunden, so daß die Elektrode eine Wand oder einen Teil des Trogs bildet. Der Trog 24 enthält eine Flüssigkeit 26. In der Flüssigkeit ist ein Ultraschallschwinger 28 eingetaucht, der mit einem Ultraschallgenerator 30 verbunden ist« Gibt der Generator ein Signal ab und schwingt der Ultraschallschwinger 28, so wird die

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Flüssigkeit zu einer Wellenbewegung angeregt, die eine Störung der gesamten Elektrode 11 bewirkt. Diese Störung wird auf die zwischen den Elektroden 11 und 16 befindliche Suspension 14 übertragen. Diese Wirkung bedingt eine Qualitätsverbesserung des Bilds, deren Ursachen später· erläutert werden» Die Frequenz und Amplitude des Generators 30 sind unabhängig voneinander über eine Steuerschaltung 51 von Hand einstellbar.

In Fig.2 ist eine andere Ausführungsform zur "Verbesserung der Bildqualität nach dem fotoelektrophoretischen Verfahren hergestellter Bilder gezeigte Bei dieser Ausführungsform ist die Sperrelektrode 16 als Rolle mit einem von Sperrmaterial 34 umgebenen Kern 32 ausgebildet. Ein Motor M-1 bewegt die Sperrelektrode 16 über die injizierende Elektrode 11, wobei ein Rest der Suspension 14 in Bildkonfiguration zurückbleibt. Die elektrische Spannung zwischen den zwei Elektroden wird von einer Spannungsquel-Ie 17 geliefert, die über einen Schalter 18 während der Bewegung der Sperrelektrode 16 gegenüber der injizierenden Elektrode 11 eingeschaltet wird»

Eine Besohickungsvorrichtung 36 läuft vor der Sperrelektrode 16 über die Elektrode 11 und lagert die fotoelektrophoretisohen Teilchen in ihrer Trägerflüssigkeit auf der Elektrode 11 ab. Ihre Bewegung kann mit der der Elektrode 16 gekoppelt werden und sie kann ebenfalls vom Motor M-1 angetrieben werden. Während die Elektrode 16 über die Suspension bewegt wird, liegt ein elektrisches Feld zwischen den Elektroden. Außerdem werden die Teilchen von einer aktivierenden elektromagnetischen Strahlung getroffen und wandern zwischen den Elektroden, um ein Bild zu erzeugen» In der Beschickungsvorrichtung 36 befindet sich ein Vorrat der in dieser Ausführungsform benutzten Bildstoffsuspension 14· In diese Flüssigkeit ragt

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der Ultraschallschwinger 28 des Ultraschallgenerators 30 hinein«

Die Teilchen der in der Beachickungsvorrichtung 36 befindlichen Suspension, wie auch die in der zwischen den Elektroden und auf der Elektrode 11 befindlichen Suspension führen infolge der Schwingungsübertragung innerhalb der Suspension Schwingungen auso

In Fig«3 ist eine ähnliche Einrichtung wie in Fig,2 gezeigt, jedoch befindet sich hier eine Ultraschallquelle 38 an der Rollenelektrode 16« Die Quelle 38 überträgt ihre Schwingungen auf die Rollenelektrode 16 ZoBo über einen Übertrager 40, der die Ultraschallquelle 38 mit der Rückseite der Rollenelektrode 16 verbindet. Dieser Übertrager ist möglichst gleitend innerhalb der Rolle befestigt, damit er auch bei der Drehbewegung der Rolle immer an der Stoßstelle zwischen Rolle und injizierender Elektrode 11 bleibt. Die Schwingungen werden durch die Fläche 26 auf die zwischen der Fläche 26 und der Bilderzeugungselektrode 11 befindliche Suspension übertragen.

Die Schwingungen sind hier vorzugsweise, jedoch nicht notwendigerweise senkrecht zur Tangente an der Stoßstelle zwischen den beiden Elektroden gerichtet· Durch Festlegung der Schwingungsrichtung senkrecht zur Elektrodentangente können Teilchenzusanmenballungen aufgebrochen werden, wodurch die Bilddichte und Qualität verbessert wird. Die theoretischen Zusammenhänge dieser experimentell nachweisbaren Erscheinungen werden später erläutert·

Die Suspension 14 kann zwischen den Elektroden durch jedes beliebige Verfahren bzw· Vorrichtung angeordnet werden und kann auch von der Sperrelektrode in beliebiger,

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die Erfindung nicht berührender Weise entfernt werden.

In Fig.4 ist eine Darstellung zur Erläuterung der theoretischen Zusammenhänge gezeigt, auf Grund der die verbesserten Ergebnisse mit dem erfindungsgemäßen Verfahren und seiner Einrichtung zu erzielen sind. Selbstverständlich ist es nicht beabsichtigt, die Erfindung durch die hier erläuterten Theorien zu beschränken, die lediglich zum besseren Verständnis des Verfahrens und der mit die- | sem erzielbaren Vorteile angegeben werden·

Die Elektrode 11 wird als injizierende oder Bilderzeugungselektrode bezeichnet, wodurch gesagt werden soll, daß die Elektrode vorzugsweise zum Ladungsaustausch mit den lichtempfindlichen Teilchen der Bildstoffsuspension 14 fähig ist, wenn diese belichtet wird und damit ein nutzbarer Wechsel in der Eigenladungspolarität der Teilchen auftritt» Die Elektrode 16 wird als Sperrelektrode bezeichnet, womit gemeint ist, daß sie das Bestreben hat, keine Elektronen an die Teilchen der Suspension abzugeben oder von diesen aufzunehmen. Neben Tedlar, das als Sperrmaterial für die Elektrode verwendet werden kann, kann jedes andere geeignete Material mit einem Widerstand von etwa 10 Ohm/cm oder größer als Sperrmaterial benutzt werden«.

Zwischen den Elektroden der Anordnung können innerhalb eines großen Bereichs wählbare Spannungen angelegt wer·- den«, Zur Erzielung guter Bildauflösung, hoher Bilddichte und einer geringen Hintergrundtönung wird vorzugsweise eine solche Spannung benutzt,- die ein elektrisches Feld von mindestens etwa 12 kV/mm über der Bildstoffsuspension erzeugte Das für die Erzeugung eines so starken elektrischen Feldes erforderliche Potential wird sich natürlich

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in Abhängigkeit der Größe des Elektrodenabstands, der Stärke und der Art des verwendeten Sperrmaterials auf der Sperrelektrode ändern. Zur Erzielung der höchsten Bildqualitäten beträgt das optimale Feld mindestens 80 kV/mm. Die obere Grenze der Feldstärke wird allein von der Durchbruchspannung der Suspension und des Sperrelektrodenmaterials bestimmt. Bilder, die bei Feldstärken unter 12 kV/mm erzeugt werden, haben gewöhnlich eine niedrige und/oder unregelmäßige Bilddichte. Das verwendete Feld wird durch Division der zwischen den Elektroden angelegten Spannung durch den gemessenen Elektrodenabstand bestimmt. Das so bestimmte Feld herrscht dann innerhalb des ElektrodenspaltS₀ Daher beträgt die bei . einem Elektrodenabstand von etwa 0,025 mm zwischen der Sperrelektrode und der injizierenden Elektrode anzulegende Spannung etwa 500 Tolt» Diese Spannung erzeugt dann zwischen den Oberflächen der beiden Elektroden eine Feldstärke von 300 V/0,025 mm oder 12 kV/mm.

Die Teilchen in der Bildstoffsuspension sind nicht leitfähig, wenn sie nicht mit aktivierender Strahlung beeinflußt werden. Die negativen Teilchen kommen in Kontakt mit der injizierenden Elektrode 11 oder nehmen eine Lage nahe ihrer Oberfläche ein und bleiben in dieser Lage unter dem Einfluß des elektrischen Feldes, bis sie einer aktivierenden elektromagnetischen Strahlung ausgesetzt werden. Die an der Oberfläche der injizierenden Elektrode 11 angeordneten Teilchen sind die potentiellen Bilderzeugungsteilchen für das zu reproduzierende Bild. Werden sie von einer aktivierenden Strahlung getroffen, so wird diese durch das jeweilige lichtempfindliche Teilchen absorbiert und macht dieses leitfähig, wobei Loch-Elektron-Paare gebildet werden, die als beweglich angesehen werden können. Diese neu erzeugten Looh-Elektron«Paare in··

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nerhalb der Teilchen waren vor ihrer Kombination durch das das jeweilige Teilchen umgebende elektrische Feld zwischen den beiden Elektroden getrennt. Die negativen Ladungsträger dieser Loch~Elektron-Paare bewegen sich zur positiven Elektrode 11, während die positiven Ladungsträger sich zur Elektrode 16 bewegen« Die negativen Ladungsträger nahe der Grenzschicht zur Elektrode 11 können sich über den sehr kurzen Zwischenraum zwischen den Teilchen und der Oberfläche 13 bewegen und verlassen die Teilchen, wodurch diese nach ausreichendem Ladungsübergang eine positive Eigenladung erhaltene Die jetzt positiv geladenen Teilchen werden von der positiven Oberfläche der Elektrode 11 abgestoßen und von der negativen Sperrelektrode 16 angezogen. V/erden also die Teilchen durch eine aktivierende Strahlung getroffen, für deren Wellenlänge sie empfindlich sind, d.ho bei der sie die Bildung von Loch—Elektron-Paaren ermöglichen, so bewegen sie sich von der Elektrode 11 zur Elektrode 16 und lassen lediglich Teilchen zurück, die nicht ausreichend von elektromagnetischer Strahlung ihres Empfind— lichkeitsbereiches getroffen wurden_e

Sind alle Teilchen einer derartigen Anordnung empfindlich für nur eine Lichtwellenlänge und wird eine Belichtung nur mit Licht dieser Wellenlänge vorgenommen, so wird durch Absonderung von Teilchen von der Oberfläche der injizierenden Elektrode 11 und Zurückbleiben von Teilchen in den nicht belichteten Flächenteilen auf der injizierenden Elektrode 11 ein Positivblld erzeugt«, Werden alle Polaritäten der Anordnung umgekehrt, so kann die Elektrode 11 bei Belichtung von den an ihr gebundenen Teilohen injizierte Löcher aufnehmen^ und die Elektrode 16 ist eine Sperrelektrode, die keine Löcher in die Teilchen injizieren kann, wenn diese mit ihrer Oberfläche in Berührung kommen,,

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Abhängig vom jeweiligen Verwendungszweck kann die BiIdstoffsuspension 14 eine, zwei oder mehr verschiedene Teilchenarten unterschiedlicher Färbung und mit unterschiedliehen Empfindlichkeitsspektren enthalten. Bei einem Einfarbenverfahren haben die in der Suspension 14 verwendeten Teilchen eine beliebige Farbe und erzeugen Bilder mit dieser Farbe, wobei die Lage ihrer Empfindlichkeit innerhalb des Spektrums relativ unwichtig ist, solange sie in einem Bereich des Spektrums liegt, in dem auch eine Lichtquelle der üblichen Art arbeitet. Bei einem Mehrfarbenverfahren sind die Teilchen derart ausgewählt, daß sie entsprechend ihrer unterschiedlichen Färbung auf verschiedene Wellenlängen des sichtbaren Spektrums ansprechen und damit eine Farbentrennung ermöglichen. Unabhängig von der Erzeugung einfarbiger oder mehrfarbiger Bilder sollen vorzugsweise relativ kleine Teilchen verwendet werden, da diese bessere und stabilere Dispersionen bilden und Bilder höherer Auflösung erzeugen als dies mit größeren Teilchen möglich n&Te.

Bei ihrer Suspension in der Trägerflüssigkeit können die Teilchen eine elektrostatische Ladung annehmen, so daß sie von einer der zwei Elektroden der Bilderzeugungsanordnung abhängig von ihrer Ladungspolarität angezogen werden· Einige der Teilchen in der Suspension können positiv, einige negativ und einige sogar bipolar sein· Die "falsche" Polarität der Teilchen in der Suspension kann das Bild dadurch beeinflussen, daß einige der Teilchen vor der bildmäßigen Steuerung der Teilchenwanderung der Anordnung entzogen werden oder eine stärkere Hintergrundtönung entsteht· Mit anderen Worten werden einige der suspendierten Teilchen der Anordnung als potentielle Bilderzeugungsteilchen entzogen, andere bleiben dagegen unbeeinflußt und bewirken einen mehr oder weniger gleichmäßigen Teilchenrückstando

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Einige weitere Teilchen erhalten während der Belichtung eine Ladung injiziert, jedoch gewinnen sie nur eine schwache positive Ladung. Die elektrischen Kräfte sind zu klein, um die Bindungskräfte, wie z.B. die Van der Waal'sehen Kräfte und andere zu überwinden. Die von dem Schwingungserzeuger hervorgerufenen Kräfte verschieben jedoch die einzelnen Teilchen, so daß sie unter Einwirkung des elektrischen Felds wandern können_o

Durch die Einwirkung auf die Anordnung können Teilchen der "falschen" Polarität von der injizierenden Elektrode abgelöst werden. Dieses ermöglicht eine bessere, schnellere, vollständigere und intensivere Abbildung, wenn die mit einer aktivierenden Strahlung in Bildkonfiguration belichtete Suspension von der Elektrode 16 berührt wird.

Es sei ein subtraktives Farbverfahren mit drei verschiedenen Farben betrachtet, bei dem die Bildstoffsuspension purpurrote, gelbe und cyanblaue Teilchen enthält, die gegenüber grünem,blauem und rotem Licht empfindlich sind. Es sei angenommen, daß unter optimalen Bedingungen die elektrisch leitende Glaselektrode, die die Bildstoffsuspension mit den drei Teilchensorten trägt, mit grünem licht belichtet wird· Die purpurroten Teilchen absorbieren und die cyanblauen und gelben Teilchen reflektieren das Licht. Durch Absorption des Lichts werden die Teilchen elektrisch leitend und tauschen mit der Glaselektrode, wie beschrieben, ihre Ladung aus. Die purpurroten Teilchen werden infolge ihrer Aktivierung durch die Belichtung mit grünem Licht positiv und wandern von der injizierenden Elektrode ab· Die cyanblauen und gelben Teilchen bleiben nichtleitend und werden nicht beeinflußt, da sie nur wenig oder gar nicht im grünen Bereich des

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Lichtspektrums empfindlich sind. Die purpurroten Teilchen wandern selektiv, sowie sie leitend werden, zur negativen Sperrelektrode, wenn diese über die Bildfläche läuft· Auf diese Weise ergibt sich eine Farbreproduktion des grünen Originallichtbilds in bildmäßiger Verteilung auf der injizierenden Elektrode durch subtraktiven Farbauszug. Das bedeutet, daß die zurückgebliebenen cyanblauen und gelben Teilchen bei der Betrachtung grün erscheinen. Dieses Bild kann dann übertragen werden, wobei bekannte Einrichtungen, wie sie ZoB. in der britischen Patentschrift 1 149 265 beschrieben sind, benutzt werden können.

Die theoretischen Zusammenhänge der Bilderzeugung und die durch Anwendung hochfrequenter Schwingungen zu erzielenden Vorteile, wenn mit diesen die Suspension zwischen der injizierenden Elektrode 11 und der Sperrelektrode angeregt wird, werden anhand der Fig.4 erläuterto Die kleinen Kreise stellen sehr stark vergrößert einen kleinen Teil der einzelnen Pigmentteilchen innerhalb der Suspensionsflüssigkeit 50 dar. Die großen Pfeile 52 bedeuten die aktivierende elektromagnetische Strahlung, die die Abwanderung der Teilchen von der injizierenden Elektrode 11 bewirkt. Die Plus- und Minuszeichen innerhalb der Teilchen stellen ihre Ladung nach Einwirkung der elektromagnetischen Strahlung dar· Einige Teilchen sind wahllos aneinandergebunden oder zusammengeballte Wellenlinien 54 veranschaulichen die Bewegung der Teilchen durch die Suspension, während die geraden Linien 58 die Einwirkung der Sohwingungskräfte auf die Teilchen bzw. Teilchenzusammenballungen zeigen« Gewöhnlich haben die Teilchen keine symmetrische Form.Sie neigen zu Zusammenballungen offensichtlich ohne Rücksicht auf die den ein« zelnen Teilchen eigentümliche Farbe*

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-H-

Zwischen den beiden Elektroden liegt eine Spannung, so
daß die positiv geladenen Teilchen zur Elektrode 16 wandern und dort anhaften, während die negativ geladenen
Teilchen sich auf der Elektrode 11 niederlassen· Trifft die durch die Pfeile 52 dargestellte elektromagnetische Strahlung die auf der Elektrode 11 gebundenen Teilchen, so bilden diese Loeh-Elektron-Paare, geben das Elektron an die injizierende Elektrode 11 ab und wandern infolge ihrer dann positiven Ladung zur negativen Elektrode 16. Die über der Elektrode angeregten Ultraschallschwingungen haben zwei Wirkungen: Einmal rütteln sie positiv geladene Teilchen los, die nahe oder an. der injizierenden Elektrode 11 in unerwünschter Weise gehalten werden. Diese Teilchen bleiben auf der injizierenden Elektrode infolge von Bindungskräften, wie der Van der Waal»sehen
Kräfte, Kapillarkräfte, der Schwerkraft sowie möglichen Molekular- und anderer kleiner Kräfte. Werden die Teilchen zu Schwingungen angeregt_f so werden die infolge der kleinen Abstände zwischen z.B. dem eingeschlossenen Teilchen 55 und der Elektrode 11 bestehenden Bindungskräfte stark abgeschwächt und des elektrische Feld zwischen den Elektroden 11 und 16 bewirkt eine Abwanderung der Teilchen zur negativen Spannung der Elektrode 16» Andererseits werden bestimmte zusammengeballte Teilchengruppen infolge der Schwingungen Zug- und/oder Scherungskräften ausgesetzt j wobei die Schwingungen gewöhnlich senkrecht zur Tangente an die Berührungsfläche zwischen der Bilderzeugungselektrode 11 und der Sperrelektrode 16 gerichtet sind. Die Zugkräfte bewirken, eine Trenmmg der zusammengeballten Teilchen, wodurch die positiven Teilchen
frei werden* um zur Elektrode 16 au. wandern, und die negativen Teilchen von der injizierenden Elektrode 11 gebunden werden können. Erreishen die negativen Teilchen
die injizierende Elektrode, so können sie voii der el<sk>-

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tromagnetisehen Strahlung getroffen und aktiviert werden· Sie werden dann positiv und wandern in der bereits beschriebenen Weise zur Sperrelektrode 16. Diese zweite Wirkung auf die Teilchen ist nur während der Bilderzeugung mit senkrecht zur Bilderzeugungselektrode oder ihrer Tangente gerichteten Schwingungen möglich· Dieses beruht darauf, daß nichtsenkrechte Kräfte zum Aufbrechen der Teilchenzusammenballungen das Bild verschmieren und zerstören würden·

Werden die Kräfte dagegen nicht so groß gemacht, daß das Bild zerstört werden kann, so können die Schwingungen Kräfte in allen Eichtungen erzeugen und trotzdem das Bild verbessern. Die einzige Beschränkung bei der Erzeugung verschieden gerichteter Kräfte liegt darin, daß diese keine Zusammenballungen mehr aufbrechen.

Die mit 58 in der Suspension bezeichneten Pfeile stellen die von den Schwingungen erzeugten Kräfte auf die zwischen den Elektroden befindliche Suspension dar·

Bei Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens und seiner Einrichtung für ein fotoelektrophoretisches Abbildungsverfahren wird bei mehrfarbigen Bildern die Abbildungsgeschwindigkeit und die Farbsättigung oder bei einfarbigen Bildern allein die Abbildungsgeschwindigkeit verbessert· Um diese Ergebnisse ohne merkbare Streifenbildung des Bildes zu erzielen, muß die Frequenz der Schwingungen entsprechend der folgenden Beziehung gewählt werden:

f = V -R mit
c

f der Frequenz in Hertz

V_ der Relativgeschwindigkeit zwischen

den Elektroden in mm/sec und R der gewünschten Bildauflösung in Zei-

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lenpaaren pro Millimeter.

Die Amplitude und die Frequenz der Schwingungen hängt von der Empfindlichkeit der Teilchen einer gegebenen Suspension und von der jeweils verwendeten Anordnung zur Durchführung des Verfahrens ab.

Offenbar ist die größere Abbildungsgeschwindigkeit eine Folge der schnelleren Teilchenwanderung. Die Teilchenwanderung wird schneller infolge des verkleinerten physikalischen Widerstands zwischen den einzelnen benachbarten Teilchen der Suspension. Der physikalische Reibungswiderstand wird kleiner infolge der individuellen Teilchenschwingungen, bedingt durch die auf die Teilchen ausgeübten mechanischen Kräftee

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Claims

- 17 Patentansprüche

Abbildungsverfahren mit einer fotoelektrophoretischen Bildstoffsuspension unter Verwendung einer ersten als Bildträger für das aus der Suspension erzeugte Bild vorgesehenen Elektrode und mindestens einer weiteren Elektrode, die die Suspension so berührt, daß diese sich zwischen den Elektroden befindet, wobei zwischen den Elektroden ein elektrisches leid erzeugt wird, das sich über die Suspension erstreckt und die Suspension mit einer aktivierenden elektromagnetischen Strahlung belichtet wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Suspension (4) während der Belichtung und beim Anliegen des elektrischen Felds in Schwingungen versetzt wirde

2o Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Suspension (4) mechanisch in Schwingungen versetzt wird e

3· Verfahren nach den Ansprüchen 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Schwingungen durch Ultraschall erzeugt werden·

4e Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 3» dadurch gekennzeichnet, daß die Amplitude der Schwingungen geändert wird·

5o Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 3» dadurch gekennzeichnet, daß die Frequenz der Schwingungen geändert wird·

6e Verfahren nach Anspruoh 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß eine konstante Frequenz der Schwingungen verwendet wird«

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7· Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Schwingungsrichtung senkrecht zur Tangente an die Berührungsfläche der Elektroden (11, 16) gewählt wird·

8# Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß Belichtung, Erzeugung der Schwingungen und der Aufbau des elektrischen Felds gleichzeitig vorgenommen werden·

9· Einrichtung zur Abbildung eines Bildes aus einer üotoelektrophoretischen Bildstoffsuspension mit einer ersten als Bildträger vorgesehenen Elektrode, mindestens einer weiteren Elektrode, die die Suspension so berührt, daß sich diese zwischen den Elektroden befindet, einer Spannungsquelle zur Erzeugung eines elektrischen Felds zwischen den Elektroden und einer Belichtungsvorrichtung zur Belichtung der Suspension mit einer aktivierenden elektromagnetischen Strahlung, insbesondere zur Durchführung des Verfahrens nach den Ansprüchen 1 bis 8, gekennzeichnet durch einen mit der Suspension (4) über Übertragungseinrichtungen (24, 40) gekoppelten Schwingungserzeuger (28, 30)·

10. Einrichtung nach Anspruch 9» dadurch gekennzeichnet, daß der Schwingungserzeuger ein Ultraschallgenerator (30) ist.

11· Einrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß eine Antriebsvorrichtung" (M-1) für eine Relativbewegung zwischen der ersten Elektrode (11) und der weiteren Elektrode (16) vorgesehen ist und daß dar Ultraschallgenerator (30, 38) mit einer Frequenz arbeitet, die mindestens etwa gleich dem Produkt aus Bildauflösung

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und Relativgeschwindigkeit der Elektroden (11, 16) ist.

12. Einrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Frequenz des Ultraschallgenerators (30, 38) gegenüber der Relativgeschwindigkeit der Elektroden (11, 16) ausreichend hoch ist, um eine Bildauflösung von mindestens fünf Zeilenpaaren auf etwa 2,5 cm zu erreichen·

13· Einrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 12, gekennzeichnet durch eine Beschickungsvorrichtung (36) für die Suspension (4), die über die Übertragungseinrichtungen (28) mit dem Ultraschallgenerator (30) gekoppelt ist.

14· Einrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß Übertragungseinrichtungen (24, 28) zur Kopplung des Ultrasehallgenerators mit einer der Elektroden (11, 16) vorgesehen sind«

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