DE2031247C3 - Einrichtung zur fotoelektrophoretischen Bilderzeugung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur photoelektrophoretischen Bilderzeugung mit einer zwischen einer injizierenden Elektrode und einer Sperrelektrode angeordneten bildbüdenden Suspension, die zwischen den Elektroden einem elektrischen Feld und einer bildmäßig verteilten aktivierenden Strahlung aussetzbar ist.

Das photoelektrophoretische Abbildungsverfahren ist bereits durch die US-PS 33 84 488, 33 84 566 und 33 83 993 bekannt. Bei diesem Verfahren wird eine Bildstoffsuspension verwendet, die aus einer .nichtleitenden Trägerflüssigkeit und darin suspendierten lichtempfindlichen Teilchen besteht. Sie wird zwischen eine injizierende und eine Sperrelektrode gebracht, von denen zumindest eine transparent ist. Dann wird sie durch die transparente Elektrode hindurch mit einem Lichtbild bestrahlt und einem elektrischen Feld ausgesetzt. Die Bilderzeugung kann dadurch erklärt werden, daß die Bildstoffteilchen eine Eigenladung in der Suspension tragen und daher im elektrischen Feld durch die Elektroden angezogen werden. Die von der injizierenden Elektrode angezogenen Teilchen erfahren einen Ladungsaustausch mit der Elektrode, wenn sie belichtet werden. Sie wandern von der injizierenden Elektrode zur Sperrelektrode und erzeugen auf der injizierenden Elektrode ein Positivbiid, auf der Sperrelektrode ein Negativbild. Die Sperreigenschaft der Sperrelektrode ergibt sich aus dem minimalen Ladungsaustausch zwischen ihr und den Bildstoffteilchen. Diese Eigenschaft der Sperrelektrode erhält man beispielsweise durch Überziehen der Elektrode mit einem elektrischen isolierenden Material.

Das fotoelektrophoretische Abbildungsverfahren kann entweder einfarbig oder mehrfarbig durchgeführt werden, was davon abhängt, ob die Bildstoffteilchen in der Suspension nur für einen oder mehrere Teile des Lichtspektrums empfindlich sind. Eine Mehrfarbenbilderzeugung ergibt sich beispielsweise, wenn cyanfarbene, magentafarbene und gelbe Teilchen verwendet werden, die für rotes, grünes und blaues Licht empfindlich sind.

Die Qualität der erzeugten Bilder hängt von der Anzahl der zwischen den Elektroden zum Wandern gebrachten Teilchen ab. Diese Anzahl wird durch die Intensität des Lichtes bestimmt, dem die Teilchen ausgesetzt sind, sowie durch die Stärke des elektrischen Feldes. Eine Erhöhung der Lichtenergie hat jedoch nicht immer eine entsprechende Erhöhung der Bildqualität zur Folge. Dies liegt zumindest teilweise daran, daß die Bildstoffteilchen im allgemeinen undurchsichtig sind und gegeneinander das Licht abschirmen. Dieses Problem ändert sich mit entsprechender Dichte der

Teilchen innerhalb der Trägerflüssigkeit und mit Änderungen der Bildstoffmenge zwischen den Elektroden. In jedem Falle absorbieren die der transparenten Elektrode am nächsten angeordneten Teilchen den Hauptteil der Lichtenergie und schirmen deshalb die in der Suspension tiefer liegenden Teilchen gegen das Licht ab. Diese abgeschirmten Teilchen erfahren einen weniger intensiven Ladungsaustausch mit der injizierenden Elektrode, anderen Teilchen oder anderen Ladungsträgern und sind daher in geringerem Maße an der das Bild erzeugenden Teilchenwanderung beteiligt. Daraus ergibt sich eine geringere Bildqualität und eine langsamere und unempfindlichere Bilderzeugung.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, die eingangs genannte Einrichtung dahingehend zu verbessern, daß bei der elcktrophoretischen Bilderzeugung die Anzahl der an der Teilchenwanderung beteiligten Teilchen erhöht wird, so daß sich eine schnellere Bilderzeugung und bessere Bildqualität ergibt.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die beiden Elektroden transparent sind und daß die bildbildende Suspension durch eine Bestrahlungsvorrichtung der bildmäßig verteilten Strahlung von zwei Seiten deckungsgleich aussetzbar ist.

Von besonderem Vorteil bei der erfindungsgemäßen Einrichtung ist, daß durch die doppelseitige bildmäßig verteilte Bestrahlung der Suspension eine größere Anzahl von Teilchen an der Bilderzeugung beteiligt wird. Die sonst normalerweise bei nur einer einseitigen Bestrahlung der Suspension von den in der vorderen Schicht liegenden Teilchen abgeschirmten Teilchen im hinteren Bereich der Suspension erfahren bei a?.r erfindungsgemäßen Einrichtung einen intensivereren Ladungsaustausch mit der injizierenden Elektrode, anderen Teilchen oder anderen Ladungsträgern, so daß diese Teilchen ebenfalls an der das Bild erzeugenden Teilchenwanderung beteiligt sind. Infolgedessen weist das erzeugte Bild eine bessere Qualität auf, und man erhält eine schnellere und empfindlichere Bilderzeugung.

Bei einer Weiterbildung der Erfindung können entweder eine oder beide Elektroden als sich drehende Trommeln ausgebildet werden. Es ist dabei möglich, nacheinander in verschiedenen Bereichen der Trommeloberfläche elektrophoretische Abbildungen zu erzeugen.

Weitere Ausbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.

Ausfuhrungsbeispiele der Erfindung werden im folgenden unter Bezugnahme auf die Figuren beschrieben. Es zeigt

F i g. 1 eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Einrichtung zur photoelektrophoretischen Bilderzeugung,

F i g. 2 eine schematische Darstellung einer anderen Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Einrichtung zur photoelektrophoretischen Bilderzeugung,

F i g. 3 den Schnitt 3-3 aus F i g. 2 sowie zusätzliche Vorrichtungen und

F i g. 4 den Schnitt 4-4 aus F i g. 2.

In den Figuren sind jeweils eine injizierende Elektrode 1 und eine Sperrelektrode 2 dargestellt, die als Trommeln oder Rollen ausgebildet sind. Die Trommeln 1 und 2 sind drehbar gelagert und derart zueinander angeordnet, daß sich ihre Umfangsflächen berühren und den Walzenspalt 3 bilden. Auf der Umfangsfläche der injizierenden Elektrode 1 wird aus der Bildstoffsuspension 4 zwischen den Elektroden im Bereich des Spaltes 3 ein Positivbild erzeugt Die Elektroden sind mit einer Spannungsquelle 6 verbunden, und bei Schließen des Schalters 7 wird ein elektrisches Feld zwischen den Elektroden erzeugt Beide Elektroden sind transparent und die Suspension 4 zwischen ihnen wird mit einem Lichtbild bestrahlt das durch jede transparente Elektrode projiziert wird. Auf der Oberfläche der injizierenden Elektrode 1 wird durch Schließen des Schalters 7 und damit verbundene

ίο Felderzeugung ein Vollbild erzeugt, indem das Lichtbild durch beide transparente Elektroden hindurch auf die Suspension 4 projiziert wird und beide Trommeln gedreht werden.

Die Trommel- oder Rollenform der Elektroden ist nicht unbedingt notwendig. Eine oder beide Elektroden können auch die Form einer flachen Platte oder eine andere Konfiguration haben. Jedoch müssen sich beide Elektroden innerhalb eines begrenzten Bereichs, beispielsweise im Bereich des Spaltes 3, berühren. Auch müssen sie so angeordnet sein, daß eine Elektrode relativ zur anderen beweglich ist, so daß im Berührungsbereich zwischen ihnen zeilenweise ein Bild erzeugt wird. Im dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Trommelkonfiguration gewählt, da diese sich gut für eine kontinuierliche Bilderzeugung eignet

Die injizierende Elektrodentrommel 1 besteht aus einem Zylinder eines elektrisch leitfähigen Glases, das im Handel unter der Bezeichnung N ESA-Glas erhältlich ist. Dieses besteht aus optisch transparentem Glas 9, auf dem eine dünne und optisch transparente Schicht aus Zinnoxid 10 vorgesehen ist. Die Sperrelektrodentrommel 2 besteht gleichfalls aus einem Zylinder aus optisch transparentem N ESA-Glas. Jedoch ist hier die optisch transparente Zinnoxidschicht 10 mit einem optisch transparenten, sehr gut isolierenden Material 14, z. B. mit Polyäthylen, überzogen.

Die Trommeln 1 und 2 sind mit ihren Rotationsachsen 16 und 17 parallel zueinander angeordnet, so daß sich ihre Umfangsflächen berühren. Der in den Figuren dargestellte Abstand zwischen den Trommeln dient lediglich zur Verdeutlichung der Anordnung der Bildstoffsuspension 4 zwischen den Trommeln. Während der Bilderzeugung trennt die Bildstoffsuspension 4 die beiden Trommeln im Bereich des Spaltes 3 voneinander, dessen Breite im allgemeinen in der Größenordnung von 25 Mikron liegt.

In den F i g. 1 und 2 sind zwei unterschiedliche Ausführungsformen der Belichtungsvorrichtung dargestellt, die die beiden Seiten der photoelektrophoretischen Bildstoffsuspension 4 mit einem Lichtbild bestrahlt. In Fig. 1 wird ein Lichtbild eines Originals 18 durch die beiden transparenten Elektroden hindurch auf beide Seiten der Bildstoffsuspension 4 projiziert. Das Original 18 ist ein im Rahmen 19 gehaltenes Durchsichtbild, das mit einer Lampe 20 durchleuchtet wird. Das Lichtbild des Originals wird auf einen Strahlenteiler 21 bekannter Art geleitet der eine teilweise reflektierende und teilweise durchlässige Oberfläche hat, die also das Licht sowohl durchläßt als auch reflektiert. Das reflektierte

t.» Licht wird mit der Optik 22 gesammelt und auf den Spalt 3 durch die injizierende Elektrode hindurch fokussiert, nachdem es am Spiegel 23 reflektiert wurde. Das durch den Strahlenteiler hindurchfallende Licht wird mit der Optik 24 gesammelt und auf den Spalt 3 durch die

Hi Sperrelektrode 2 hindurch fokussiert, nachdem es am Spiegel 26 reflektiert wurde.

Das durch die injizierende Elektrode hindurchprojizierte Bild ist ein seitenrichtiges Positivbild des

Originals 18. da es an zwei Spiegelflächen reflektiert wird, nämlich an der reflektierenden Oberfläche des Strahlenteilers 21 und am Spiegel 23. Das durch die Sperrelektrode hindurch projizierte Bild ist ein seitenverkehrtes Positivbild (oder Spiegelbild) des Originals 18, da in seinem Strahlengang nur eine reflektierende Fläche angeordnet ist. nämlich die Oberfläche des Spiegels 26. Das seitenrichtige und das seitenverkehrte Bild werden am Spalt 3 benötigt, um das gesamte Volumen der Bildstoffsuspension 4 innerhalb des Spaltes einem einheitlichen Lichtbild auszusetzen. Das durch die injizierende Elektrode projizierte seitenrichtige Bild bewirkt die Erzeugung eines seitenverkehrten Bildes auf der Oberfläche der injizierenden Elektrode. Bei Übertragung dieses Bildes auf ein Kopieblatt ergibt sich ein seitenrichtiges Positivbild.

Der Spalt 3 kann nur hinsichtlich seiner Längenausdehnung, d. h. als eine über die Breite der Trommeln 1 und 2 verlaufende Linie angesehen werden. Um das gesamte Original 18 abzubilden, müssen deshalb die Trommeln in einander entgegengesetzten Richtungen gedreht werden, und das Original wird senkrecht zur Zeichenebene in F i g. 1 bewegt. Seine Bewegungsgeschwindigkeit entspricht dabei der Relativgeschwindigkeit zwischen den Trommeln. Zur Erzeugung von Bildern mit anderem Format als im Maßstab 1:1 müssen die Optiken und die relativen Geschwindigkeiten der verschiedenen sich bewegenden Teile geändert werden. Unabhängig vom Format ist jedoch die Geschwindigkeit des Originals 18 gleich oder ein Vielfaches der Trommelgeschwindigkeiten, und es soll sich synchron mit den Trommeln bewegen.

Die in F i g. 2 gezeigte Belichtungsvorrichtung umfaßt die Objekttrommel 27, den Spiegel 28, den Strahlenteiler 29. die Optiken 31 und 32 sowie die Spiegel 33,34, 35 und 36. Das Original 38 ist auf der Umfangsfläche der Objekttrommel 27 befestigt, wobei das Bild nach innen gerichtet ist. Eine Lichtquelle, dargestellt durch die Pfeile 39. ist auf das Original 38 gerichtet. Ein Lichtbild des Originals wird an der Oberfläche des Spiegels 28 auf den Strahlenteiler 29 reflektiert. Das Lichtbild wird durch den Strahlenteiler auf die Optik 31 durchgelassen, die es zusammen mit dem Spiegel 36 auf den Spalt 3 durch die transparente injizierende Elektrode 1 hindurch fokussiert. Die Oberflächen der Spiegel 28 und 36 bewirken eine geradzahlige Reflexion, weshalb das durch die injizierende Elektrode hindurch projizierte Bild ein positives und seitenrichtiges Bild ist.

Das am Strahlenteiler 29 reflektierte Bild wird am Spiegel 33 reflektiert und mit der Optik 32 sowie den Spiegeln 34 und 35 durch die transparente Sperrelektrode 2 hindurch auf den Spalt 3 fokussiert. Dieses Bild erfährt eine ungeradzahlige Reflexion und ist daher ein seitenverkehrtes Positivbild des Originals 38 (die Oberflächen des Spiegels 28, des Sirahlenteilers 29 sowie der Spiegel 33, 34 und 35 bewirken eine fünfmalige bzw. eine ungeradzahlige Reflexion des > Lichtbildes).

Die Objekttrommel 27 ist drehbar gelagert und wird synchron mit den Elektrodentrommeln 1 und 2 gedreht. Der Spiegel 28 sowie die anderen Spiegel und die Optiken sind stationär angeordnet, so daß das volle

ίο Lichtbild des Originals auf den Oberflächen der Elektroden erzeugt wird, wenn die Objekttrommel und die Elektrodentrommeln sich über die entsprechenden Winkelbereiche drehen.

Bei der in I·" i g. 3 gezeigten Anordnung wird die Bildstoff suspension 4 der injizierenden Elektrode mit der Beschickungsrolle 56 zugeführt. Ein Vorrat an Bildstoffsuspension wird aus dem Behälter 57 auf die Beschickungsrolle gebracht, die die Suspension wiederum auf die injizierende Elektrodentrommel I überträgt.

:o Bei ihrem Durchlauf durch den Spalt 3 wird die Suspension mit dem Lichtbild bestrahlt und dem elektrischen Feld ausgesetzt. Dabei wird mit den auf der Oberfläche der injizierenden Elektrode verbleibenden Suspensionsteilchen 58 ein seitenverkehrtes Positivbild

2s und mit den auf die Sperrelektrode gewanderten Teilchen 59 ein Negativbild erzeugt Das Positivbild ist aus den bereits genannten Gründen seitenverkehrt und wird zu einem seitenrichtigen Bild, wenn es auf das Kopieblatt 61 übertragen ist Diese Übertragung erfolgt mittels der Übertragungsrolle 6Z Die Reinigungsrollen 63 und 64 bestehen aus Filz, Baumwolle, Pelz oder einem ähnlichen faserigen Stoff, der die Oberfläche der Elektroden während ihrer Drehung reinigt und auf diese Weise die Erzeugung weiterer Bilder bei nachfolgenden Umdrehungen ermöglicht. Die Trommeiiorm der Elektroden eignet sich also zur kontinuierlichen Bilderzeugung. Ferner ermöglicht die Trommelform zumindest einer Elektrode die Verwendung relativ einfacher Belichtungsvorrichtungen für die doppelseitige Belichtung der Bildstoffsuspension, da das Lichtbild aus dem Inneren einer Trommel auf den Spalt projiziert werden kann.

F i g. 4 zeigt die in F i g. 2 dargestellte Objekttrommel 27. Das Original 38 ist auf der Innenseite der Trommel 27 mit nach innen weisendem Bild angeordnet. Es wird durch die Lampen 66 und 67 beleuchtet. Die Lampen und der Spiegel 28 bleiben in stationärer Lage, während die Trommel sich dreht so daß eine zeilenweise Abtastung des Originals erfolgt Die Objekttrommel dreht sich synchron mit den Elektrodentrommeln und ermöglicht so die entsprechend zeilenweise Bilderzeugung auf den Elektroden.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (8)

Patentansprüche:

1. Einrichtung zur photoelektrophoretischen Bilderzeugung mit einer zwischen einer injizierenden Elektrode und einer Sperrelektrode angeordneten bildbildenden Suspension, die zwischen den Elektroden einem elektrischen Feld und einer bildmäßig verteilten aktivierenden Strahlung aussetzbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Elektroden (1, 2) transparent sind und daß die bildbildende Suspension (4) durch eine Bestrahlungsvorrichtung (19, 21, 23, 26; 27, 29, 35, 36) der bildmäßig verteilten Strahlung von zwei Seiten deckungsgleich aussetzbar ist.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn- ι? zeichnet, daß die Bestrahlungsvorrichtung (19, 21, 23,26; 27,29,35,36) Projektionselemente (21,22,23; 21,24,26; 29,31,36; 29,33,32,34,35) umfaßt, durch die von einer Vorlage (18, 38) auf die bildbildende Suspension (4) eine seitenrichtige Abbildung durch die eine Elektrode (1) hindurch und eine seitenverkehrte durch die andere Elektrode (2) hindurch erzeugbar sind.

3. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest eine der Elektroden (1,2) trommeiförmig ausgebildet ist und daß beide Elektroden (1,2) mit einem einen Spalt (3) bildenden Abstand relativ zueinander bewegbar angeordnet sind.

4. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch jo gekennzeichnet, daß die beiden Elektroden (1, 2) trommeiförmig ausgebildet und drehbar gelagert sind und mit einem einen Spalt (3) bildenden Abstand angeordnet sind.

5. Einrichtung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch J5 gekennzeichnet, daß die Bestrahlungsvorrichtung (19, 21, 23, 26) eine Halterung (19) für eine abzubildende Vorlage (18), erste Projektionselemente (21, 22, 23) zur seitenrichtigen Abbildung der Vorlage (18) auf den Spalt (3) durch die injizierende Elektrode (1) hindurch und zweite Projektionselemente (21, 24, 26) zur seitenverkehrten Abbildung der Vorlage (18) auf den Spalt (3) durch die Sperrelektrode (2) hindurch umfaßt.

6. Einrichtung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß in der Bestrahlungsvorrichtung (19, 21, 23, 26) ein Strahlenteiler (21) zur Reflexion und zum Durchlassen von Abbildungen einer Vorlage (18), ein erster Spiegel (26) zur Reflexion einer durchgelassenen Abbildung auf den Spalt (3), ein zweiter Spiegel (23) zur Reflexion einer am Strahlenteiler (21) reflektierten Abbildung auf den Spalt (3) und eine Halterung (19) für die Vorlage (18) relativ zum Strahlenteiler (21) vorgesehen sind, durch die eine Abbildung der Vorlage (18) durch den « Strahlenteiler (21) auf den ersten (23) bzw. den zweiten Spiegel (26) reflektiert bzw. durchgelassen wird, und daß die Vorlage (18) synchron mit den Elektroden (1,2) bewegbar ist.

7. Einrichtung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch ω) gekennzeichnet, daß die Bestrahlungsvorrichtung (27, 29, 35, 36) eine Trommel (27) zur Aufnahme einer Vorlage (38) und zu deren mit der Bewegung der Elektroden (1, 2) synchroner Drehung, erste Projektionselemente (28, 29, 36) zur seitenrichtigen ^ Abbildung der Vorlage (38) auf den Spalt (3) durch die injizierende Elektrode (1) hindurch und zweite Projektionselemcnte (28, 29, 33, 34, 35) zur seitenverkehrten Abbildung der Vorlage (38) auf den Spalt (3) durch die Sperrelektrode (2) hindurch umfaßt.

8. Einrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 3 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß eine Beschickungsvorrichtung (56) zur Zuführung der büdbildenden Suspension (4) in den zwischen den Elektroden (1, 2) gebildeten Spalt (3), eine Vorrichtung (62) zur Übertragung des auf einer der Elektroden (1, 2) erzeugten Bildes auf ein Aufzeichnungsmaterial (61) und Reinigungsvorrichtungen (63, 64) für die Oberflächen der Elektroden (1, 2) vorgesehen sind.