DE2053002C3

DE2053002C3 - Verfahren zur Herstellung eines Bildes

Info

Publication number: DE2053002C3
Application number: DE2053002A
Authority: DE
Inventors: Robert William Victor N.Y. Gundlach (V.St.A.)
Original assignee: Xerox Corp
Current assignee: Xerox Corp
Priority date: 1969-10-29
Filing date: 1970-10-28
Publication date: 1979-01-11
Also published as: US3655379A; CA929351A; NL7015631A; GB1333783A; JPS5129408B1; FR2066828A5; DE2053002B2; BE758057A; DE2053002A1

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung •ines Bildes, bei dem ein Aufzeichnungsmaterial mit '» •inem Schichtträger und einer bildmäßig entfernbaren Schicht bildmäßig mit elektromagnetischer Strahlung keuchtet und die entfernten Bildteile auf ein Bildempfangsmaterial übertragen werden.

Es sind Verfahren zur Erzeugung sichtbarer Bilder ■·■> bekannt, bei denen hochenergiereiche Lichtstrahlung liir Verdampfung einer bildmäßig entfernbaren Schicht »on einem Aufzeichnungsmaterial angewendet wird, Wobei sich die entfernten Bildteile dann in bildmäßiger Verteilung auf einem Bildempfangsmaterial nieder- *>» ichlagen bzw. kondensieren. Ein weiteres Verfahren ist tus der US PS 25 03 /59 bekannt, das mit Verdampfung einer bildmäßig entfernbaren Schicht von einem Schichtträger arbeitet, wobei ein Posilivbild zurückbleibt. Diese bekannten Verfahren erfordern die M Verdampfung einer bildmäßig entfernbaren Schicht zur Herstellung eines Bildes.

Es wurde auch bereits ein Verfahren zur Herstellung •ines Bildes vorgeschlagen, bei dem eine Schicht Itrahlungsabsorbierender Teilchen auf einen Schichtträ- <■< > ger aufgebracht und mit einem bildmäßig verteilten Muster sehr energiereicher und kurzdauernder elektromagnetischer Strahlung bestrahlt wird, wodurch die Teilchen von dem Schichtträger in bildmäßiger Verteilung auf ein Bildempfangsmaterial abgestoßen '>*' werden. Die bei diesem Verfahren verwendeten Schichten auf dem Schichtträger sind jedoch schwierig auszubilden und in einer günstigen Teilchenstruklur zu verwirklichen.

Aufgabe der Erfindung ist daher ein Verfahren zur Herstellung eines Bildes der genannten Gattung, bei dem weder komplizierte chemische Verbindungen noch elektrostatische Aufladungen erforderlich sind und auch nicht ve.-dampfbare Pigmente auf ein Bildempfangsmaterial übertragen werden können.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren der eingangs genannten Art geliist, das dadurch gekennzeichnet, ist, daß ein Aufzeichnungsmaterial mit einer flüssigen, bildmäßig entfernbaren Schicht verwendet wird, und daß eine so energiereiche elektromagnetische Strahlung verwendet wird, daß die übertragenen Bildteile in nüssiger Form auf das Bildempfangsmaterial übertragen werden.

Das erfindungsgemäße Verfahren kann beispielsweise derart ausgeführt sein, daß das Bildempfangsmaterial nahe der flüssigen, bildmäßig entfernbaren Schicht angeordnet wird. Bei Einwirkung hochenergetischer elektromagnetischer Strahlung in bildmäßiger Verteilung wird die Flüssigkeit in den bestrahlten Bereichen über den Abstand zum Bildempfangsmaterial in bildmäßiger Verteilung abgestoßen. Das auf dem Bildempfangsmaterial so erhaltene Bild kann durch Trocknung flüssiger übertragener Bildteile fixiert werden oder es wird ein poröses Empfangsmaterial verwendet, welche; ein Eindringen der Flüssigkeit bewirkt. Durch Einwirkung der Strahlung eines negativen Durchsichtbildes kann ein Positivbild auf dem Empfangsmaterial erzeugt werden. Gemäß einer vorzugsweisen Ausführungsform hat der Schichtträger des Aufzeichnungsmaterials die Form einer gravierten oder mit Vertiefungen versehenen Platte. Die Vertiefungen sind dann mit Flüssigkeit gefüllt, während die erhabenen Bereiche das Bildempfangsmaterial berühren und praktisch frei von Farbstoff sind. Das Bildempfangsmaterial steht dann also in Berührung mit den erhabenen Bereichen des Schichtträger. Es werden schärfere Bilder erzeugt, wenn die Flüssigkeitsschicht aus winzigen, diskreten Flüssigkeitsbereichen besteht und nicht die Struktur einer gleichmäßigen Schicht hat. Ein weiterer Vorteil besteht darin, daß bei Berührung des Bildempfangsmaterials mit den erhabenen Bereichen der Platte fast auch ein Kontakt mit der flüssigen Schicht besieht, so daß weniger Lichtenergie zur Bewegung der Flüssigkeit zum Bildempfangsmaterial erforderlich ist, als dies bei einem größeren Abstand des Bildempfangsmaterials von der Flüssigkeitsschicht der Fall wäre. Auch trägt ein geringer Abstand zur Herstellung schärferer Bilder bei.

Der genaue Mechanismus der Übertragung der flüssigen bildmäßig entfernbaren Schicht auf das Bildempfangsmaterial ist nicht vollständig geklärt, offenbar werden jedoch in der bildmäßig entfernbaren Schicht durch Umsetzung der Strahlungsenergie in Wärmeenergie bei Absorption der Strahlung an der Grenzschicht zwischen dem Schichtträger und der Flüssigkeit kleine Dampfmengen gebildet. Die schnelle Ausdehnung dieser Dampfmengen stößt die Flüssigkeit von dem Schichtträger ab. Es hat sich gezeigt, daß die Herstellung eines Bildes mit einem Abstand zwischen beiden Flächen von etwa 3 mm möglich ist. Da die Verdampfung nur einer sehr geringen Flüssigkeitsmenge zur Übertragung erforderlich ist, ist auch eine viel geringere Strahlungsenergie als bei Verdampfung und Kondensation einer gesamten Schicht erforderlich.

Es ist günstig, eine relativ kurze Bestrahlungsdauer für die Übertragung anzuwenden. Die durch längere

Bestrahlung einer geringen Starke erzeugte Energie würde durch Leitung au^f das Bildempfangsmaterial oder die umgebenden Bildmaterialbereiche verschwinden. Vorzugsweise wird eine Bestrahlung mit einer Enerige von weniger als etwa 1,0 Jcm^J für eine Zeit bis zu etwa IQ-² sek durchgeführt, was jeweils von der Schichtstärke, der stofflichen Ausbildung der Schicht und dem Abstand zum Bildempfangsmaterial abhängt. Ferner haben auch eventuelle blasenbildende Anteile der Schicht einen Einfluß auf diese Werte. Wird die Beslrahlungszeit beispielsweise auf etwa 4 χ 10"⁵ sek verringert, so reicht eine Energie von etwa 0,3 Jcm^J aus.

Es können Bilder jeder Farbe erzeugt werden, was lediglich von der Farbe des für die flüssige, bildmäßig entfernbare Schicht verwendeten Materials abhängt. Ferner können Farbbilder erzeugt werden, indem Farbauszüge als Durchsichtbilder verwendet und auf einem Oildempfangsmaterial eine Folge einander überlagerter einfarbiger Bilder erzeugt wird.

Hie Fixierung des erzeugten Bildes kann durch Verwendung eines flüssigen Materials für die bildmäßig entfernbare Schicht begünstigt werden, in dem ein Paraffin oder ein wachsartiges Material gelöst ist. Bei Verdunstung der flüssigen Komponente bildet das wachsartige Material ein Bindemittel für das endgültige Bild. Auch kann die flüssige Schicht ein Material enthalten, das bei höheren Temperaturen flüssig ist, so daß durch Abkühlung eine Fixierung des Bildes erfolgt.

Die flüssige Schicht kann eine Dispersion, eine Suspension oder eine Lösung sein und in einer oder mehreren Zustandsphasen vorliegen. Die flüssige Schicht kann beispielsweise eine Druckfarbe sein, in der eine Mischung fein verteilter Pigmentstoffe wie z. B. Ruß in einem trocknenden öl suspendiert ist, beispielsweise in Leinöl, das durch Wärmeeinwirkung eingedickt wird. Alkyde, Phenolformaldehyd oder andere synthetische Harze sowie Kobalt-, Mangan- und Bleiseifen können beigegeben werden, um eine schnelle Trocknung durch Oxidation und Polymerisation zu erzielen. Farbstoffe, lie durch Verdunstung eines flüchtigen Lösungsmittels wie z. B. Mineralöl trocknen, können gleichfalls verwendet werden. Für farbige Bilder können pigmentierte oder gefärbte Druckfarben verwendet werden, die beispielsweise Chromgelb, Benzidingelb oder Lilholrot enthalten.

Eine vo/zugsweise angewendet flüssige Schicht enthält eine Suspension von Tuß in Isopropylakohol. Diese flüssige Schicht wird deshalb vorzugsweise angewendet, da sie tiefschwarze Bilder erzeugt und schnell trocknet.

Um die Übertragung der flüssigen Schicht zu begünstige,}, können blasenbildende Anteile gasförmiger, flüssiger oder fester Art in dem Material der flüssigen Schicht vorhanden sein. Blasenbildende oder schäumende Anteile sind solche Stoffe, die bei Erwärmung ein neutrales Gas wie z. B. Stickstoff oder Kohlendioxid erzeugen. Typische blasenbildende Mittel sind Pentan, Hexan, Isohexan, Methyienchlorid und Trichlortrifluoräthan.

Zur Begünstigung der Fixierung des erzeugten Bildes kann auch ein durch Licht aktivierbares Polymerisa» tionsmittel vorgesehen sein.

Die Erfindung wird im folgenden anhand der Figuren beschrieben. Es zeigt

Fig. 1 eine Seitenansicht einer einfachen Anordnung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens mit einem Durchsichtig das auf der Innenseite einer transparenten Trommel angeordnet ist Und durchleuchtet wird. Die Stärke der flüssigen .Schicht ist übertrieben dargestellt,

Fig. 2 zeigt einen vergrößerten Querschnitt eiivs

Teils der in Fig. I gezeigten Anordnung während der Bilderzeugung. Zum besseren Verständnis sind ,uich hier die Abmessungen und Abslände übertrieben dargestellt.

In Fig. 1 ist eine transparente Trommel 1 dargestellt, die beispielsweise aus Glas, Plastik oder einem anderen geeigneten transparenten Material besteht. Das flüssige Bildmaterial 2 wird auf die Oberfläche der Trommel 1 mit einer Beschickungsrolle 3 aufgebracht. Die Stärke und die Gleichmäßigkeit der Schicht 2 werden durch ein flexibles Abstreifblatt 4 bestimmt. Ein Dtirchsichtbild 5

Π ist auf der Innenseite der transparenten Trommel 1 angeordnet. Diese Anordnung ist lediglich als Beispiel dargestellt, es sind auch andere Anordnungen möglich, die gleiche Ergebnisse der Bilderzeugung erzielen. Vorzugsweise ist die Oberfläche der Trommel 1 in Form einer Gravurplatle oder einer nut Vertiefungen versehenen Platte ausgeführt, wimjrch eine saubere Trennung zwischen Bildteilen und Uritcrgnindflachen möglich ist. Eine Lichtquelle 7. die beispielsweise ein Laser oder eine andere Quelle fur gebündelte Stählung

2Ί sein kann, sowie eine Optik 9 dienen .-ur Erzeugung einer eiiergiereichen Strahlung, die in einer feinen Linie auf der Innenfläche der flüssigen Schicht 2 fokussiert wird. In den dunklen Bereichen des Durchsichtbildes ΐ •vird soviel Energie absorbiert, daß eine Übertragung

μ der Farbstoffschicht 2 verhindert ist. In den durchsichtigen Bereichen des Durchsichtbildes 5 kann ausreichend viel Energie auf die flüssige Schicht 2 einwirken, um sie über den Abstand zum Empfangsblatt 15 zu übertrugen, welches beispielsweise aus Papier bestehen kann. Das Empfangsblatt 15 ist im dargestellten Fall auf einer Trommel 17 geführt. Ein Positivbild 19, das in seinem Abbildungssinn dem Durchsichibild 5 entspricht, wird auf der Trommel 1 erzeugt. Dieses Bild kann, falls erwünscht, übertragen werden oder auf der Trommel

ι» verbleiben. Ein Negativbild 21. dessen Abbildungssinn demjenigen des Durchsichtbildes 5 entgegengesetzt ist, wird auf der Oberfläche des Bildempfangsblattes 15 erzeugt.

In F i g. 2 ist ein stark vergrößerter Querschnitt eines

f> Teils einer Bilderzeugungsanordnung Jargestcllt. Die transparente Spenderschicht 23 des Aufzeichnungsmuterials ist mit kleinen Vertiefungen 25 versehen.

Diese sind mit flüssigem Bildmaterial 26 gefüllt und derart abgestrichen, daß bei Auflegen eines Hildemp-

w fangsblattes 27 auf die Spenderfläche 23 kein Bildmaterial ohne Einwirkung von Licht 29 übertragen wird Das Licht wird als feine Linie mit einer zylindrischen Opuk 30 fokussiert. Das Durchsichtbild 3 3 mit den Bildfla chemeilen 34 ermöglicht einn bildmäßig verteilte

« Bestrahlung der Soendersc-hicht 23 des Anf/eichnongs materials.

In den folgenden Beispielen beziehen sich Anteile und Prozentwerte auf das Gewicht, falls nicht ander« angegeben. Die "eispiele stellen einige vorzugsweise

mi Ausführun^sformen des erfindungsgemäßen Verfahrens dar.

Beispiel 1

Etwa 50 Gewichisteile fein verteilter Ruß werden in '>> etwa 50 Teilen isop^opanol dispergiert. Ein Glasplättchen wird an seinen Kanten mit einem 0,075 mm starken Klebeband versehen. Der Raum zwischen den Klebebandteilen wird mit einer etwa 25μπι starken Schicht

der Suspension bestrichen. Dann wird das Plättchen mit der Bilderzcugungsfläehc nach unten auf ein BIaIt Papier aufgelegt. Das Hand erzeugt einen Abstand zwischen dem Bildmaterial und dem Papier mil einer Breite von etwa 0,05 riini. Eine Schablone wird auf die Oberseite des Glasplättchcns aufgelegt. Das flüssige Bildmaterial wird durch die Schablone und das Glas hindurch mit dem RIiIz einer Gasentladungslampe bestrahlt, die eine Energie von etwa 0,4 Joule/cm² innerhalb einer Zeil von etwa 3 χ 10 ⁵ see crz.eugt. Bei Trennung des Glaspläüchcns von dem Papierblatt befindet sich auf dem Papierblatt ein Bild, das der Schablone entspricht.

Beispiel 2

Das Verfahren aus Beispiel 1 wird wiederholt mit dem Unterschied, daß das Glasplättchcn mit der Biidcrzcugungsseitc nach oben angeordnet und das Papier

uuiutiig^i^i vrnu. l^ic οιιιπυιι/ιιι: uumiuui aiuii uiitui dem Glasplättchen. Dies entspricht der umgekehrten Anordnung wie in Beispiel 1. Das Bildmaterial wird durch die Schablone wie in Beispiel I belichtet. Ein Bild, das der Schablone entspricht, ist auf dem Papier vorhanden. Dies zeigt, daß die Übertragung des Bildmaterials gegen dessen Schwerkraft erfolgt.

Beispiel 3

Das Verfahren aus Beispiel 1 wird wiederholt mit dem Unterschied, daß an Stelle von Ruß ein mit Ruß pigmentiertes Copolymer von Polystyrol und n-Butylmclhacrylal verwendet wird; dieses Material ist als elektrofotografischen loner erhältlich. Das Bild wird durch Einwirkung von Wärme fixiert, so daß sich ein reibungsfestes Bild hoher Qualität ergibt.

Beispiel 4

Eine Glasplatte wird in horizontaler und vertikaler Richtung mit etwa 60 Vertiefungen pro cm verschen. Die Vertiefungen haben eine Tiefe von etwa 0,075 mm, der Bereich der erhabenen Teile bildet einen Anteil von etwa 10% der Gesamtfläche. Die Platte wird mit dem Bildmaterial aus Beispiel I bestrichen, wozu ein Äbstrcichblatl verwendet wird, das eine Höhe des Bildmaterials von etwa 0,013 mm unter der Höhe der erhabenen Bereiche erzeugt. Ein Papierblatt mit glatter

5 Oberfläche wird auf die Platte aufgelegt. Das Bildmaterial wird durch eine Schablone wie in Beispiel 1 bestrahlt, wodurch sich auf dem Papier ein Bild ergibt. Dieses Bild wird mit dem aus Beispiel 1 verglichen, es hat eine höhere Auflösung und eine schärfere Trennung

Id zwischen Bildflächenieilcn Und Bildünlcrgründ.

Beispiel 5

Ein undurchsichtiges und schwarzes Spcnderblatt wird als Schichtträger verwendet, wobei die Strahlung durch das Bildempfangsmaterial und die Bildmatcrialschicht hindurchgcleitet wird, bevor sie durch das schwarze Spcnderblatt in Wärme umgewandelt wird. Das Spcndcrblalt wird mit etwa 80 zueinander parallelen Veriieiungcii pro cm sowie weiteren SO, dazu

2i) senkrechten Vertiefungen pro cm aus schwarzem, • elektronischem Aluminium hergestellt. Dadurch ergibt sich ein Spender ähnlich demjenigen aus Beispiel 4 Die Vertiefungen haben eine Tiefe von etwa 0,025 mm. Das Bildmaterial wird derart aufgestrichen, daß in den

2^ri Vertiefungen eine Schicht von etwa 0,0)3 mm Dicke entsteht. Fin durchscheinendes Empfangsblatt wird über die so mit Bildmaterial versehene Platte gelegt. Die Bestrahlung erfolgt mit einer Schablone Und infraroter Strahlung von etwa 0,4 Joule/cm² für eine Dauer von

in etwa 4 χ ΙΟ ⁵ see, wodurch ein Bild auf der Oberfläche des durchscheinenden Papiers erzeugt wird. Ein transparentes Band kann an Stelle des Papicrblatles verwendet werden, und das Bild kann, falls erwünscht, auf Papier übertragen werden.

Beispiele 6 bis 10

Die Verfahren aus den Beispielen 1 bis 5 werden wiederholt, wobei eine Bestrahlung von 0,2 Joule/cm^J mit einer Dauer von 10 -² see angewendet wird. Die Bilder haben nicht die hohe Qualität der Bilder aus den Beispielen 1 bis 5.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Herstellung eines Bildes, bei dem ein Aufzeichnungsmaterial mit einem Schichtträger und einer bildmäßig enlfernbaren ,Schicht bildmäßig i mit elektromagnetischer Strahlung belichtet und die entfernten Bildteile auf ein Bildempfangsmaterial übertragen werden, dadurch gekennzeichnet, daß ein Aufzeichnungsmaterial mit einer flüssigen, bildmäßig entfernbaren Schicht verwendet in wird und daß eine so energiereiche elektromagnetische Strahlung verwendet wird, daß die übertragenen Bildteile in flüssiger Form auf das Bildempfangsmaterial übertragen werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als bildmäßig entfernbare Schicht eine Schicht aus einem Pigment, das in einer Flüssigkeit dispergiert ist, verwendet wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dnß als bildmäßig entfernbare Schicht eine m Schicht aus cmer gefärbten Lösung verwendet wird.

4. Verfahren nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß als elektromagnetische Strahlung paralleles Licht verwendet wird.

5. Verfahren nach Anspruch !, dadurch gekenn- i> zeichnet, daß die bildmäßig entfernbare Schicht eines Aufzeichnungsmaterials, uas einen transparenten Schichtträger enthält, durch den transparenten Schichtträger hindurch bildmäßig belichtet wird.

6. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekenn- )<> zeichnet, daß ein Aufzeichnungsmaterial mit einem Schichtträger verwendet wird, der Vertiefungen, in denen sich jeweils Tetie der -ntfernbaren Schicht befinden, enthält.