DE2027776A1 - Abbildungsverfahren und Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens - Google Patents

Description

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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 483921/22

XEROX CORPORATION, Rochester, N.Y. 14603, V.St.A.

Abbildungsverfahren und Vorrichtung zur Durchführung

des Verfahrens

Die Erfindung bezieht sich auf ein Abbildungsverfahren, bei dem eine Schicht Strahlung absorbierender Teilchen auf einer Fläche einer Unterlage aufgebracht wird, sowie eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.

Obwohl viele fotografische Verfahren heute bekannt sind, weisen doch alle den einen oder anderen Nachteil auf. So erfordern einige z*Be teure und komplizierte anfängliche Vorbereitungen des lichtempfindlichen Materials, während andere eine schlechte Bildauflösung, Spektralempfindlichkeit oder andere nachteilige Eigenschaften aufweisen. Zu diesen Nachteilen vieler der heutigen fotografischen Verfahren kommen noch komplizierte, teure und zeitraubende zusätzliche Behandlungsschritte, um ein sichtbares Bild aus dem auf einer lichtempfindlichen Fläche nach deren Belichtung hergestellten latenten Bild zu erzeugen.

Am weitesten verbreitet von den vorstehend genannten fotografischen Verfahren sind gewöhnliche Fotografier- und Pausverfahren, die eine chemische Reaktion ausnutzen, duroh die unter Einwirkung von Licht die Farbe eines lichtempfindlichen Materials geändert wird· Chemische Zusammensetzungen wurden zur Herstellung fotografischer Reliefbilder benutzt, die be-

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sonders im grafischen Gewerbe, wie für Druckplatten, gedruckte Schaltungsplatten, Adremaplatten (Adreßplatten) oder zum chemischen Ätzen, verwendet werden® Diese Yerfahren benut-* zen Licht zur Änderung der Härte, der Klebfähigkeit_s des Auflösungswideratands oder der TintenaufSaugfähigkeit der chemischen Zusammensetzung» Während der letzten Jahre wurden auch andere Verfahren eingeführt₉ die mehr auf den elektrischen Eigenschaften als auf den chemischen Eigenschaften fotoleitender Stoffe beruhen, was z@B<, bei der Elektrofotografie angewendet wird* Beim elektrofotografischen Yerfahren wird eine Schicht eines fotoleitenden Stoffs mit einem Lichtbild belichtet und das entstehende elelrferisohe Bildmuster wird zur Steuerung der selektiven Anziehung oder Abstoßung einiger Markierungsstoffe von öer fotoleitenden Schicht be«· nutzt« Ein anderes Yerfahren zur Abbildung oder Informationsspeicherung macht von der Verformung thermoplastischer Stoffe nach Maßgabe eines Lichtbilds Gebrauch«

Diese ?,ngegebenen Abbildungsverfahren erfordern komplizierte, zeitraubende und teure Verfahrensschritte nach der Belichtung zur Entwicklung zu einem sichtbaren Bilde Bei der gewöhnlichen Fotografie sind weitere chemische Behandlungsschritte zur Entwicklung des Bild® erforderlich-, Bei Verfahren zur Herstellung fotografischer Reliefbilder wird das Bild duroh Eintauchen der belichteten chemischen Zusammensetzung in ein Lösungsmittel entwickelt· Bei der Elektrofotografie wird, wie bekannt, eine Ladung auf der Oberfläche einer fotoleitenden Fläche nach Maßgabe eines Lichtbilds selektiv ent« ladene Das Ladungsbild wird dann durch Anwendung eines geeigneten Toners entwickelt und das Tonerbild auf ein 'Empfängerblatt übertragene

Wie erläutert, besteht der Bedarf nach einem schnellest und wirtschaftlichen Verfahren zur Erzeugung positiver Drucke aus gewöhnlichen Fotonegativen· Die positiven Drueke erfordern

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"bisher eine teure und. komplizierte Vorbereitung und verlangen außerdem eine Entwicklung unter Dunkelkammerbedingungen ohne Störlichtc

Aufgabe der Erfindung ist es daher, ein neues Abbildungsverfahren und eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens anzugeben, mit denen schnell, wirtschaftlich und einfach Bilder erzeugt werden können.

Diese Aufgabe ist bei einem Verfahren der eingangs genannten Art gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß die Schicht durch eine relativ lichtundurchlässige und lichtdurchlässige Bereiche aufweisende Maske hindurch mit Strahlung belichtet wird, so daß die den lichtdurchlässigen Bereichen der Maske entsprechenden Schichtbereiche von der Strahlung belichtet werden, wodurch die Bindungskräfte zwischen den belichteten Teilen und der Unterlage größer werden als die Bindungskräfte zwischen den nichtbelichteten Teilchen und der Unterlage_f und daß die nichtbelichteten Teilchen entfernt werden, so daß die belichteten Teilchen auf der Unterlage zurückbleiben und das Bild erzeugen_e

Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung wird eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens geschaffen, die sich dadurch auszeichnet, daß eine Einrichtung zur Ablagerung einer Strah« lung absorbierenden Teilchenschicht auf einer Seite der Un« terlage vorgesehen ist, daß eine Kurzzeitstrahlungsquelle ho·- her Strahlungsintensität zur Belichtung der Schicht vorgesehen ist, daß eine zwischen der Teilchenschicht und der Strahlungsquelle anzuordnende Maskenanordnung vorgesehen ist, die gegenüber der Strahlung relativ lichtundurchlässige und lichtdurchlässige Bereiohe aufweist, und daß eine Einrichtung zur Entfernung der nichtbelichteten Teilchen von der Unterlage vorgesehen ist_o

Mit Hilfe dieses erfindungsgemäßen Verfahrens und der Vor-

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richtung zu dessen Durchführung sind in einfacher, wirtschaftlicher und schneller Weise Bilder zu erzeugen, insbesondere positive Drucke fotografischer Negative·. Diese Drukke sind dabei "trocken" im Sinne dieses gewöhnlich bei Abbildungsverfahren verwendeten Ausdrucks und können bei Umgebungslicht erzeugt werden, so daß die bei herkömmlichen Entwicklungsverfahren benötigten Dunkelkammern entfallene

Die Erfindung wird anhand in der Zeichnung.dargestellter Ausführungsbeispiele näher erläutert,, Im einzelnen zeigen:

Figoi eine perspektivische Ansicht einer bei der Erfindung verwendeten Bildplatte,

Pige2 eine Schnittdarstellung der Bildplatte aus Fig_e1, wobei diese mit einer Strahlung belichtet wird,

Figo3 eine Entwicklungsart des durch Belichtung auf der Bildplatte erzeugten latenten Bilds,

Figo4 eine andere Entwicklungsart und

Fig j ¹^ eine Vorrichtung zur Bilderzeugung und Bild entwicklung, die gemäß der Erfindung ausgebildet ist«

Die in Figd gezeigte bei der Erfindung benutzte Bildplatte 10 weist eine Schicht Strahlung absorbierender Lampenrußteilchen 12 auf, die auf einer geeigneten Unterlage 14 abgelagert sind ο Dabei können auch alle anderen geeigneten Strahlung absorbierenden Teilchen benutzt werden» Typische dieser Teilchen sind z_oB. organische' Pigmente, wie Watchung Red B, ein Bariumsalz der 1-(4'-Methy1-5^t-chlorazobenzol-2'-sulfonsäure)-2-hydroxy-3-naphtliensäure, 0.1. No«i5865 und Naphthol Red B, 1-(2'-Methoxy~5^l-Nitrophenylazo)-2-Hydroxy-3"-nitro--3-naphthanilid, CoI. No. 12355, sowie anorganische Teilchen, wie Ruß, Cadmiumsulfid, Zinkoxid, Schwefel, Selen, Zinksulfid und Cadmiurasulfoselenid. Beispiele für bei der Erfindung.zu verwendende geeignete Unterlagen sind geleimtes Papier, Per-

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gamentpapier, mit Kunststoff beschichtetes Papier, Glas und Polyalkylenterephthalat. Die Schicht 12 kann durch jedes geeignete Verfahren auf der Unterlage 14 aufgebracht werden. So werden die Strahlung absorbierenden Teilchen z.B. pulverisiert und auf die Unterlage 14 aufgestäubt, aufgedampft, durch Tauehen, Sprühen oder mit Hilfe einer Rolle als Schicht aufgebrachte

Der hier benutzte Ausdruck "Strahlung absorbierende Teilchen" soll hier Teilchen angeben, die ihre Bindungskräfte gegenüber der Unterlage bei ihrer Belichtung mit einer elektromagnetischen Strahlung der von ihnen absorbierten Wellenlänge erhöhen»

In Pig*2 wird eine Maske 16, die ein mit einem Bild versehenes fotografisches Negativ mit gegenüber der auf sie treffenden Strahlung lichtundurchlässigen und lichtdurchlässigen Bereichen sein kann, in Kontakt mit der Teilchenschicht 12 auf dieser angeordnet. Die so entstehende Struktur aus. der Schicht 12, der Unterlage 14 und der Maske 16 wird mit einem kurzen Strahlungsimpuls belichtet, wie er, durch die Pfeile 20 angegeben, von einer Xenon-Blitzlampe 30 erzeugt wird. Die hier verwendete Strahlungsquelle ist im Handel erhältlioh und soll während kurzer Zeitintervalle zwischen etwa einer Mikrosekunde und etwa zehn Millisekunden Strahlungsenergie abgeben» In Pig.2 entsprechen die Bereiche 22 und 24 den lichtundurchlässigen Bereichen der Maske, während der Bereich 26 einem lichtdurchlässigen Bereich der Maske entspricht_o Die von der Strahlungsquelle 30 erzeugte Strahlungsintensität ist so hoch, daß die Teilchen der Schicht 12 in den belichteten und unbelichteten Bereichen unterschiedlich fest an der Unterlage 14 anhaften«. Die Bindungskräfte zwischen den belichteten Teilchen und der Unterlage sind größer als die zwischen den unbelichteten Teilchen und der Unterlage. Die genauen physikalischen Vorgänge, die die untersohiedliohen Bindungskräfte gegenüber der Unterlage 14 bewirken, konnten

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bisher nicht vollständig ermittelt werden» Ein selektives Aufschmelzen der Teilchen wird jedenfalls nicht ausgenutzt, da die zum Aufschmelzen erforderliche Temperatur trotz der unterschiedlichen Bindungskräfte nicht erreicht wird»

Die zum Erreichen unterschiedlicher Bindungskräfte "bei Lampenrußteilchen verwendeten Strahlungsenergien liegen im Bereich von etwa 0,001 bis etwa 0,4 Joules/cm » Diese Energieangaben sind jedoch lediglich als Beispiele aufzufassen, da auch höhere und niedrigere Strahlungsenergien erfolgreich benutzt werden können, was lediglich von der Art der in der Schicht 12 benutzten Teilchen abhängt«.

In Fig«, 3 ist eine erste Entwicklungsart des auf der Oberfläche der Unterlage 14 nach der Belichtung erzeugten latenten Bilds dargestellt. Das Bild wird durch Zufuhr eines Druckgases, wie z.B. Luft, auf die Oberfläche der Unterlage 14 entwickelt. Eine Druckgasquelle, wie Z₉B₀ ein Aerosolbehälter 32, führt L-.as über eine Leitung 34" an Düsen 36« Das Gas wird mit einer solohen Kraft auf die Oberfläche der Unterlage 14 geblasen, daß die Teilchen in den unbelichteten Bereichen 38 der Schicht 12 von der Unterlage 14 fortgeblasen und entfernt werden, während sie in einem belichteten Bereich 40 nicht beeinflußt werden. Obwohl in Figo3 nicht gezeigt, können Einrichtungen zum Auffangen der von dem Gas hochgewirbelten Teilchen vorgesehen werden, so daß diese Teilchen nicht die Düsen 36 verstopfen und wiederverwendet werden können,.

Wie in Figo4 gezeigt, können die Bildbereiohe auf der Unterlage 14 auch durch Anwendung von Strahlungsenergie, Z₀Bo von einer Xenon-Blitzlampe oder einem Laser 30, auf die andere Seite der Unterlage 14 entwickelt werden, wobei die Teilchen der unbelichteten Bereiche 38 aus der Schicht 12 entfernt werden. Bei diesem Entwicklungsverfahren soll die Unterlage 14 gegenüber der Entwicklungsstrahlung lichtdurchlässig

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sein, was ζ.B₀ durch eine G-lasunterläge gewährleistet wird. Der Strahlungsenergiebereich, bei dem erfolgreich entwickelt wird, liegt etwa zwischen 0,0005 "bis etwa 0,3 Joule/cm . Je naoh der verwendeten Teilchenart können jedoch auch höhe- ■ re oder niedrigere Strahlungsenergien benutzt werden, so daß die angegebenen Werte nur als Beispiele aufzufassen sindo

Die Bildbereiche der Unterlage 14 können aber auch durch Eintauchen der Schicht 12 in einen ein Schleifmittel enthaltenden Behälter, wie z.B. in Sand oder Aluminiumoxid, und durch Schütteln oder Erschüttern des Behälters entwickelt werdeno

Das auf der Oberfläche der Unterlage 14 erzeugte Bild kann durch einen Kunststoffüberzug dauerhafter gemacht werden, ZoBo durch Aufsprühen von Krylon, ein als Acrylharz angesehener, von Krylon, Ine«, erhältlicher farbloser Kunststoff, auf der Unterlage 14» oder aber bei einer mit Kunststoff beschichteten Unterlage 14 durch kurzes Bestrahlen jeder ihrer Seiten mit einer Xenon-Blitzlampe oder einem Laser, so daß die belichteten Bereiche 40 der Schicht auf die Kunststoffschicht der Unterlage 14 aufgeschmolzen werden. Bei der in Figo4 gezeigten Ausführungsform kann die Entfernung der unbelichteten Teilchen und das Aufschmelzen der belichteten Teil- · chen bei einer mit Kunststoff beschichteten Unterlage 14 in einem einzigen Vorgang ausgeführt werden, wenn die Energie der Lampe 30 gesteigert wird, um zuerst die Teilchen zu entfernen und dann die verbliebenen Teilchen aufzuschmelzen·

Obwohl bisher immer von latenten Bildern auf der Unterlage gesprochen wurde, wurde festgestellt, daß bei einer Energie größer als 0,3 Joule/cm bereits sichtbare Bilder entstehen. Jedoch sind diese Bilder kaum sichtbar, so daß die beschriebenen Entwicklungsverfahren zur Erzeugung von Bildern guter Qualität und scharfer Tönungen erforderlich sind»

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Eine in Figo5 gezeigte Vorrichtung zur Durchführung des Ab-? bildungsverfahrens weist eine Zuführungsrolle 50 auf, die die Maske, z_oB<> Diapositive 52, trägt und an der Strahlungsquelle 54 mit Hilfe einer Aufwickelrolle 60 vorbeibewegt. Die Strahlungsquelle 54, die eine Xenon-Blitzlampe oder ein laser sein kann, erzeugt bei ihrer Einschaltung von einer Hochspahnungsquelle 62 einen Lichtimpuls kurzer Dauer. Die dabei verwendete Bildplatte weist eine Schicht Strahlung absorbierender Teilchen auf einer Unterlage auf. Wie in Figo5 gezeigt, wird eine geeignete Unterlage, wie ein mit Kunststoff beschichtetes Papier 72, von einer Zuführungsrolle 74 an der Strahlungsquelle 54 vorbei zu einer Aufwickelrolle 76 bewegt. Die Strahlung absorbierenden Teilchen, wie Lampenruß, können der Unterlage 72 durch eine Schütte 70 zugeführt werden© Die Strahlungsquelle 54 wird von der Spannungsquelle 62 eingeschaltet, wenn ein bestimmter Teil des Diapositivs 52, z.B. das Bild eines Films, den Bereich unter der Strahlungsquelle 54 erreicht, so daß die Bildplatte 72 belichtet wird« Fach der Belichtung der Bildplatte mit dem Diapositiv wird die Bildplatte in die Entwicklungsstation bewegt, in der die nichtbelichteten Teilchen von der Unterlage 72 entfernt werden. Diese Teilchen können durch eine Entwicklungseinrichtung 80 entfernt werden, die eine Druckgasquelle 82, eine Leitung 84, ein Servoventil 86 und Gasdüsen 88 ähnlich der Fig·3 aufweist. Das Servoventil 86 wird von einem elektrischen Signal gesteuert, so daß das Gas zu einem bestimmten Zeitpunkt nach der Belichtung auf die Unterlage 72 geblasen wird. Andererseits kann das Bild durch Einschaltung der Blitzlampe über eine Spannungsquelle 92 entwickelt werden, wie dieses in Verbindung mit Fig·4 erläutert wurde. Die Unterlage 72 kann aber auch durch einen bewegbaren, ein Schleifmittel enthaltenden Behälter bewegt werden, wobei durch die Relativbewegung zwischen dem Schleifmittel und der Unterlage 72 die niohtbelichteten Teilchen aus Lampenruß entfernt werden· Die zur Einschaltung der Blitzlichtlampen oder Laser, des Servo-

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ventila und der Antriebe der Aufwickelrollen benutzten Schaltkreise sowie ihre Signale wurden hier nicht gezeigt, da diese von jedem Fachmann sofort angegeben werden können. Ferner sind noch lührungsrollen 78 vorgesehen, die das Diapositiv und die Unterlage führen«.

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Claims (1)

1. - ίο -

   Pat entanspräche

   My Abbildungsverfahren, bei dem eine Schicht Strahlung absorbierender Teilchen auf einer Unterlage aufgebracht wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Schicht (12) durch eine relativ lichtdurchlässige und lichtundurchlässige Bereiche (22, 24, 26) aufweisende Maske (16) hindurch mit der Strahlung (2Q) belichtet -wird, so daß die den lichtdurchlässigen Bereichen (26) der Maske (16) entsprechenden Schichtbereiche (40) von der Strahlung (20) beleuchtet werden, wodurch die Bindungskräfte zwischen den belichteten Teilchen und der Unterlage (14) größer werden als die Bindungskräfte zwischen den nichtbelichteten Teilchen und der Unterlage (14), und daß die nichtbelichteten Teilchen auf der Unterlage (14) zurückbleiben und das Bild erzeugen.

   Abbildungsverfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in der die Strahlung absorbierenden Schicht (12) Lampenrußteilchen verwendet werden.

   3ο Abbildungsverfahren nach Anspruch 1 oder 2₉ dadurch gekennzeichnet, daß die nichtbelichteten Teilchen durch Behandlung der Teilchenschicht (12) mit einem Druckgas entfernt werden*,

   4· Abbildungsverfahren nach Anspruoh 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die nichtbelichteten Teilchen durch Bestrahlung der anderen Seite der Unterlage (14) entfernt werden«,

   5ο Abbildungsverfahren nach Anspruoh 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die niohtbeliohteten Teilohen duroh Behandlung der Teilohensohicht (12) mit einem Schleifmittel entfernt werden, wobei zwisohen der Teilohenschioht (12)

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   und dem Schleifmittel eine Relativbewegung eingeführt wird ο

   6. Abbildungsverfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5» dadurch gekennzeichnet, daß die Strahlung (20) während einer Zeitdauer von etwa einer Mikrosekunde bis etwa zehn Millisekunden mit einer Energiedichte von etwa.0,001 bis etwa 0,4 Joule/cm erzeugt wird«

   7. Vorrichtung zur Abbildung auf einer Unterlage, insbesondere zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß eine Einrichtung (70) zur Ablagerung einer Strahlung absorbierenden Teilchenschicht auf einer Seite der Unterlage (72) vorgesehen ist, daß eine Kurzzeitstrahlungsquelle (54) hoher Strahlungsintensität zur Belichtung der Schicht vorgesehen ist, daß eine zwischen der Teilchenschicht und der Strahlungsquelle (54) anzuordnende Maskenanordnung (52) vorgesehen ist, die gegenüber der Strahlung relativ lichtundurchlässige und lichtdurchlässige Bereiche auf« weist, und daß eine Einrichtung (80) zur Entfernung der nichtbelichteten Teilchen von der Unterlage (72) vorgesehen ist.

   8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Strahlungsquelle (54) eine Xenon-Blitzlampe ist«.

   9ο Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Strahlungsquelle (54) ein Laser ist₀

   1Oo Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Teilohenschicht (12) Lampenruß-Teilchen aufweisto

   11. Vorrichtung nach einem der Ansprüohe 7 bis 10, dadurch

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   gekennzeichnet, daß die Einrichtung (80) zur Entfernung der Teilchen eine Druckgasquelle (82) aufweist, deren Druckgas der Oberfläche der Unterlage (72) zuführbar ist.

   12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung (80) zur Entfernung der Teilchen eine die andere Seite der Unterlage (14) bestrahlende Strahlungsquelle (90) iste

   13· Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zur Entfernung der Teilchen ein beweglicher, ein Schleifmittel enthaltender Behälter ist, in den die Unterlage (72) einbringbar ist»

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