DE2331833A1

DE2331833A1 - Verfahren und anordnung zur photoelektrophoretischen bilderzeugung

Info

Publication number: DE2331833A1
Application number: DE19732331833
Authority: DE
Inventors: Karl John Fowler; Chqub Moradzadeh; Jun Clayton Vance Wilbur
Original assignee: International Business Machines Corp
Current assignee: International Business Machines Corp
Priority date: 1972-06-23
Filing date: 1973-06-22
Publication date: 1974-01-17
Also published as: GB1417659A; FR2197191B1; FR2197191A1; JPS4953041A

Description

Verfahren und Anordnung zur photoelektrophoretischen Bilderzeugung

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur photoelektrophoretischen Bilderzeugung, bei dem unter dem Einfluß eines zwischen zwei Elektroden angelegten Potentials und der Belichtung entsprechend dem zu reporduzierenden Bild in einer isolierenden Flüssigkeit suspendierte, lichtempfindliche Partikel zu einer der Elektroden wandern und dort ein Bild erzeugen sowie eine Anordnung zur Durchführung dieses Verfahrens.

Es sind eine Reihe von Bilderzeugungsverfahren und Anordnungen bekannt, die auf dem Prinzip der Farbpartikelwanderung arbeiten. So sind beispielsweise aus den US-Patentsehriften 2 940 847, 3 384 565, 3 384 566, 3 383 993 und 3 582 205 Systeme bekannt, die nach dem eingangs genannten Verfahren arbeiten.

Unter dem Begriff Photoelektrophorese wird im allgemeinen verstanden, daß unter der Einwirkung eines angelegten elektrischen Potentiales und zugeführter Lichtstrahlung Farbpartikel wandern. Die Photoelektrophorese kann für die Herstellung von einfarbigen und mehrfarbigen Bildern benutzt werden. Dabei sind die bildformenden Partikel, die Farbpartikel, in einer isolierenden TrM-gerflüssigkeit suspendiert, die zwischen zwei Elektroden angeord-

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net ist. An die beiden Elektroden wird eine Potentialdifferenz angelegt und die Suspension wird der Belichtung mit dem zu reproduzierenden Bild ausgesetzt. Die belichteten elektrisch geladenen Farbpartikel wandern zu einer der Elektroden und bilden auf ihr ein Bild. Bei diesen bekannten Verfahren, wie sie Gegenstand der eingangs genannten US-Patentschriften sind, muß das so auf einer Elektrode erzeugte Bild von dieser als Injektionselektrode anzusprechenden Elektrode auf eine andere Fläche, den endgültigen Kopienträger, wie beispielsweise Papier, übertragen werden. Dazu ist eine besondere übertragungsstation notwendig. Weiterhin muß die Injektionselektrode, auf der die Farbpartikel aufgelagert worden sind, von den überschüssigen nach der Übertragung noch vorhandenen Farbpartikeln gereinigt werden. Dies erfordert einen weiteren besonderen Arbeitsvorgang.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, daß ein Verfahren und eine Anordnung angegeben wird, bei der die angesprochenen Nachteile der bekannten photoelektrophoretischen Bilderzeugungsverfahren vermieden werden, d.h. daß ein Verfahren angegeben wird, welches die übertragung des durch Wanderung der Farbpartikel auf eine Elektrode entstandenen Bildes und die Reinigung der Injektionselektrode nicht mehr erforderlich macht.

Diese Aufgabe wird bei dem Verfahren der eingangs genannten Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß zumindest teilweise lichtdurchlässiges Papier, als Bildträger und Injektions-Elektrode verwendet, kurz vor oder während der Potential- und Belichtungseinwirkung mit der Suspension befeuchtet und anschließend getrocknet wird.

In vorteilhafter Weise wird mit dem erfindungsgemäßen Verfahren das Bild direkt auf dem als Kopienträger dienenden Papier abgelagert und durch anschließendes Trocknen der Trägerflüssigkeit gewonnen. Es ist also keine besondere Übertragung notwendig, nc :h muß eine Elektrode gesäubert werden, wie dies bei den bekannten Verfahren bisher notwendig gewesen ist.

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Eine vorteilhafte und zweckmäßige Anordnung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens sieht vor, daß ein Behälter mit der Suspension vorgesehen ist, über den das zumindest teilweise lichtdurchlässige Papier hinweggeführt und dabei angefeuchtet wird, daß im oder am Ende des Behälters eine Elektrode zur Potentialzuführung angeordnet ist, daß gegenüber dieser Elektrode eine Belichtungsquelle, die das zu reproduzierende Bild durch das Papier hindurch auf die Suspensionsschicht wirft, und eine zweite, zumindest teilweise transparente Elektrode angeordnet ist und daß schließlich eine Trocknungsvorrichtung vorgesehen ist.

Weitere Vorteilhafte Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Verfahrens sowie der zugehörigen Anordnung sind den Unteransprüchen zu entnehmen.

Anhand des in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispieles wird im folgenden das erfindungsgemäße Verfahren sowie die zugehörige Anordnung näher erläutert.

Die Figuren zeigen 'im einzelnen:

Fig. 1 schematisch eine typische Schichtung der verschiedenen, bei der photoelektrophoretischen Bilderzeugung beteiligten Komponenten, und

Fig. 2 schematisch in einem seitlichen Schnittbild ein

Bilderzeugungsgerät, mit dem das erfindungsgemäße Verfahren für die Herstellung vieler Kopien benutzt werden kann.

Gemäß der in Fig. 1 gezeigten Anordnung ist eine Glasplatte 11 vorgesehen, die mit einer dünnen Schicht aus Zinnoxid belegt ist. Eine solche Glassorte ist im Handel unter dem Namen NESA-Glas erhältlich. Durch diese NESA-Glasplatte hindurch erfolgt die Belichtung mit dem zu reproduzierenden Bild, dies ist in Fig. 1 durch die Pfeile angedeutet. Auf dieser NESA-Glasplatte ist eine

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Papierschicht 12 angeordnet, die zumindest teilweise transparent ist. Diese Papierschicht ist über die Zinnoxidschicht der NESA-Glasplatte 11 geerdet, ftber der Papierlage ist eine Schicht der flüssigen bildformenden Suspension 13, die von einem isolierenden FiIn 14 abgedeckt wird. Mit 15 ist eine koronaemittierende Flektrode gezeigt, und mit 16 sind Erdungsdrähte, die zur Abschirmung dienen, gezeigt. Die Figur stellt keine maßstäbliche Wiedergabe der Wirklichkeit dar.

Bei Betrieb wird unter dem Einfluß der bildgemäßen Belichtung und der Koronaeinwirkung, d.h. allgemein der Potentialzuführung, der isolierende Film 14 entfernt und die in der Suspension 13 enthaltenen Farbpartikel wandern entsprechend dem belichtenden Bild an die zugeordneten Stellen. Damit sind die Farbpartikel direkt auf dem Kopierpapier 12 abgelagert. Das Papier wird anschließend durch Wärmeeinwirkung und/oder Luftzuführung getrocknet. Falls es erwünscht ist, kann das Bild fixiert werden, beispielsweise durch Aufsprühen eines Firnis oder durch Verwendung eines Fixiermittels in der Suspension.

Fig. 2 stellt einen Schnitt durch ein Bildherstellungsgerät dar, das für die Herstellung vieler Kopien von einem Objektbild geeignet ist. Das Licht einer Belichtungsquelle 21 scheint durch eine transparente Trommel 22 und gegebenenfalls durch einen Filter 23 sowie durch das Objektbild 24 hindurch, das zu reproduzieren ist. Das Objektbild 24 wird von einer Schicht transparentem aluminisiertem Polyäthylenterephtalats 25, das im Handel unter der Bezeichnung "Mylar" erhältlich ist und das mit Erde verbunden ist, abgedeckt. Auf der Mylarschicht befindet sich ein Blatt von Feinpapier 26. Die flüssige Suspension 28 ist in einem Behälter untergebracht, in dessen Mitte ein mit Gleichstrom beaufschlagtes leitendes Messer 27 angeordnet ist, das vorzugsweise mit PoIytetrafluoräthylen beschichtet sein kann. Dieses Messer 27 dient als eine Elektrode und kann auch eine andere Form haben als die des Messers, nämlich beispielsweise eine flache Fläche sein. Das Feinpapier 26 wird von einer Papiervorratsrolle 30 abgezogen und

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nach der Belichtung und Bilderzeugung bei einer Trocknungstation 29 getrocknet. Es sei nebenbei darauf verwiesen, daß die Figur nicht maßstäblich gezeichnet ist.

Bei Betrieb des in Fig. 2 dargestellten Gerätes kommt das Papier 26 mit der Suspension 28 in Kontakt und wird dadurch angefeuchtet. Normales Feinpapier zeigt bei Anfeuchtung durch die flüssige bildformende Suspension eine wesentlich erhöhte Fähigkeit, Licht durchzulassen. Der Zuwachs an Papiertransmissionsfähigkeit wird aufgrund der Absorbtion der Flüssigkeit erreicht. Typisches Feinpapier läßt beispielsweise etwa 24% Licht durch, wenn mit einem McBeth Dichtemesser gemessen. Dieser Wert wird bis auf 58% angehoben, wenn das Papier mit der dielektrischen Flüssigkeit angefeuchtet wird, die bei der Herstellung der bildformenden Suspension verwendet wird. Wenn das Licht durch das Objektbild 24 und durch das nunmehr noch transparentere Feinpapier 26 hindurchfällt, während ein elektrisches Feld angelegt ist, wandern die Farbpartikel in der bildformenden Suspension zu der Papierschicht 26 und formen auf ihr ein Bild. Anschließend wird das Papier getrocknet. Die Trocknung kann durch die Zuführung von Wärme und/ oder durch Luftzuführung beschleunigt werden.

Es ist nicht notwendig bei dem erfindungsgemäßen Verfahren, daß das Papier mit dem flüssigen Dielektrikum wesentlich vor dem Belichtungsschritt angefeuchtet wird, da genügend Flüssigkeit absorbiert wird, während das Papier belichtet wird, um es auf diese Weise genügend transparent werden zu lassen.

Das erfindungsgemäße Verfahren kann bei jedem der verschiedenen bekannten Verfahren der Photoelektrophorese angewendet werden. Es kann beispielsweise für die Herstellung schwarzweißer oder farbiger Bilder verwendet werden. Es kann weiterhin benutzt werden bei Verfahren, die entweder mit parallelen Feldlinien oder mit divergierenden, nicht einheitlichen Feldlinien arbeiten. Es ist geeignet für die Benutzung mit jedem der elektrophoretisehen bildformenden Suspensionen, die bekannt sind. Diese Suspensionen

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enthalten isolierende Flüssigkeiten, denen elektrische, photosensitive Partikel zugesetzt sind, die entweder mono- oder polychromatisch sind. Für das erfindungsgemäße Verfahren hat sich als besonders geeignete Suspensionsflüssigkeit Petroleumsolvent, d.h. im allgemeinen als Leichtbenzin angesprochen, herausgestellt.

Als besonders geeignetes Papier hat sich für die Verwendung in der vorliegenden Erfindung Feinpapier herausgestellt, jedoch können auch dielektrisch beschichtete Papiere, leitfähig gemachte Papiere oder verschiedene andere behandelte Papiere benutzt werden. Feinpapier hat jedoch den überaus großen Vorteil, daß es nicht besonders behandelt ist.

Die folgenden Beispiele sind nur aus Zwecken der Illustration angeführt, stellen keine Begrenzung der Erfindung dar und verschiedene Variationen sind dabei möglich, ohne daß vom Schutzumfang und dem Erfindungsgedanken der Erfindung dabei abgewichen wird.

Beispiel I

Die Bilder wurden mit einer Schichtstruktur hergestellt, die in Fig. 1 dargestellt ist. Eine abtastende, bewegliche Koronaladevorrichtung mit variierendem Koronapotential wurde für diesen Zweck benutzt, übliche Konditionen für die Herstellung schwarzweißer und farbiger Bilder auf Papier sind in der folgenden Tabelle 1 angeführt:

Tabelle 1

Isolierender Film 0,0254 mm (1 mil) Mylar

Bildformende Suspension Standard Dreiermischung*

Papier: Feinpapier, dielektrisch

beschichtetes Papier, Wachspapier, Pauspapier_f leitfähig gemachtes Papier usw.

Koronapotential - 5,5 kV

Belichtungsart; Reflexverfahrer.

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* Dreiermischung ist eine Suspension von: 1.) 2 % einfarbigem Blau (Monolight Fast Blue),2)2% rotem Farbstoff (Watchung Red B), 3) 2 % Gelb (Algol Yellow GC) in Leichtbenzin (Sohio 3440 Odorless Solvent) für 48 Stunden in einer Kugelmühle vermählen.

Beispiel II

In der zweiten Art zur photoelektrophoretischen Bilderzeugung wurde eine Anordnung gemäß Fig. 2 verwendet. Diese Anordnung hat sich als besonders geeignet für die Herstellung von Schwarzweißbildern herausgestellt. Die Konditionen für eine typische Anwendung gemäß Fig. 2 sind in Tabelle 2 gegeben.

Tabelle 2

Trommelgeschwindigkeit l"/sec 0,5"/sec

Elektrodenform Messer Messer

Elektrodenabstand 15 mm 15 nun

zugeführte Feldstärke -15 kV -18 kV

Bildträger Feinpapier Feinpapier

Suspension Phthalocyanin 0,02 % Dreiermischung

(dieselbe wie in Tabelle 1)

+ 0,02 % TNF + 0,02 % TNF Bildliniendichte 0,79 1,16

TNF ist die Abkürzung für Trinitrofluorenon.

Beispiel III

Gemäß einer dritten Konfiguration wurde die messerförmige Elektrode aus Fig. 2 durch eine flache Elektrode ersetzt und dabei wurden im wesentlichen dieselben Resultate erzielt.

Unabhängig von dem verwendeten Papier oder¹ der angewendeten Bildherstellungsart, muß das Papier gut angefeuchtet werden, entweder vor der Belichtung oder während der Belichtung.

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Mit Hilfe des erfindungsgemäßen Verfahrens sowie der Anordnung zur Durchführung dieses Verfahrens wird in vorteilhafter Weise das Bild direkt auf dem Bildträger, nämlich vorzugsweise unbehandeltem Papier, erzeugt, ohne daß eine separate Bildübertragung stattfinden muß.

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Claims

PATENTANSPRÜCHE

1. Verfahren zur photoelektrophoretisehen Bilderzeugung, bei dem unter dem Einfluß eines zwischen zwei Elektroden angelegten Potentials und der Belichtung entsprechend dem zu reproduzierenden Bild in einer isolierenden Flüssigkeit suspendierte, lichtempfindliche Farbpartikel zu einer der Elektroden wandern und dort ein Bild erzeugen, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest teilweise lichtdurchlässiges Papier (12, 26), als Bildträger und Injektions-Elektrode verwendet, kurz vor oder während der Potential- und Belichtungseinwirkung mit der Suspension (13, 14, 28) befeuchtet und anschließend getrocknet (29) wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Belichtung durch das als Injektions-Elektrode verwendete Papier (12, 26) hindurch erfolgt.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß als isolierende Flüssigkeit ein Petroleumsolvent verwendet wird.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß als Papier (12, 26) Feinpapier verwendet wird.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Trocknung des Papiers (12, 26) und des auf ihm erzeugten Bildes durch Aufheizen (29) des Papiers (12, 26) erfolgt.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Trocknung des Papiers (12, 26) und des auf ihm erzeugten Bildes durch Anblasen mit Luft erfolgt.

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7. Anordnung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 oder einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß ein Behälter mit der Suspension (28) vorgesehen ist, über den das zumindest teilweise lichtdurchlässige Papier

(26) hinweggeführt und dabei angefeuchtet wird, daß im
oder am Ende des Behälters eine Elektrode (27) zur Polentialzuführung angeordnet ist, daß gegenüber dieser Elektrode

(27) eine Belichtungsquelle (21 _r 23), die das zu reproduzierende Bild (24) durch das Papier (26) hindurch auf die Suspensionsschicht wirft, und eine zweite, zumindest teilweise transparente Elektrode (25) angeordnet 1st und daß schließlich eine Trocknungsvorrichtung (29) vorgesehen ist.

8. Anordnung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß
das Papier (26) und das zu reproduzierende Bild (24)
synchron an der feststehenden Belichtungsquelle (21), dem Behälter mit der Suspension (28) und der feststehenden
Elektrode (27) vorbeigeführt werden und dabei relativ
engen Kontakt miteinander haben.

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