DE1802992A1

DE1802992A1 - Elektrophoretisches Abbildungsverfahren

Info

Publication number: DE1802992A1
Application number: DE19681802992
Authority: DE
Inventors: Luebbe Ray Henry; Carreira Leonard Maurice
Original assignee: Xerox Corp
Current assignee: Xerox Corp
Priority date: 1967-10-17
Filing date: 1968-10-14
Publication date: 1969-06-19
Also published as: US3645883A; GB1239259A; BE722300A; AT299697B; FR1589548A; NL6814656A; CH496265A; US3595770A; LU57101A1

Description

Patentanwälte Dipl.-Ing. F. Weickmann, ·

Dipl.-Ing. H.Weickmann, D1PL.-PHYS. Dr. K. Fincke Dipl.-Ing. R A.Weickmann, Dipl.-Chem. B. Huber

8 MÜNCHEN 27, DEN XEIiOX CÜKPOHATION, MÖHLSTRASSE 22, RUFNUMMER 48 3921/22

'Rochester, H.Y.I46O3/USA

Elektrophoretisch.es Abbildungsverfahren

In der französischen Patentschrift 1 450 843 ist ein elektrophoretisches Abbildungsverfaliren besclirieben, mit dem unter Verwendung elektrisch lichtempfindlicher Teilchen farbige Bilder hergestellt v/erden können. Hierbei v/erden verschiedenartig gefärbte, lichtabsorbierende Teilchen in einer nichtleitenden Trügerfliissigkeit suspendiert. Die Suspension wird zwischen zwei Elektroden gebracht, an die eine Spannung angeschaltet ist, und'mit einem Bild belichtet. Bei Durchführung dieser Schritte findet eine selektive Teilchenwanderung in bildmäßiger Verteilung statt, wodurch sich ein sichtbares Bild auf einer oder beiden Elektroden ergibt. Bei einem üinfarbenverfaiiren werden Teilchen einer einzelnen i'arbe verwendet und erzeugen ein einfarbiges Bild analog der herkömmlichen Schwarz-

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Weiß-Fotografie. Bei einem MehrfarlDeirvrerfaliren-können natürlich gefärbte Bilder erzeugt werden, da Mischungen von Seilchen' zweier oder mehr verschiedener Farben verwendet werden, die jeweils nur für Licht einer bestimmten Wellenlänge oder eines schmalen Wellenlängenbandes empfindlich sind.

Für eine optimale Bildqualität liegt die an die Bildstoffsuspension Tdzw. an die Elektroden angeschaltete Spannung normalerweise in der Größenordnung von einigen tausend Volt. Die eine Elektrode ist leitfähig und wird als die injizierende Elektrode bezeichnet, während die andere eine isolierende Oberfläche auf einem leitfähigen Kern besitzt und als Sperrelektrode bezeichnet wird. Normalerweise ist eine der Elektroden durchsichtig, und das zu reproduzierende Bild wird auf die Bildstoffsuspension durch diese Elektrode hindurch projiziert. Die Elektroden werden bei angeschalteter Spannung und während der Belichtung mit der Suspension in Berührung gebracht.

Mit diesem Verfahren ist die Herstellung von Farbbildern hoher Qualität möglich. Es treten dabei jedoch auch einige Nachteile auf. Beispielsweise ist die Erzeugung eines elektrischen Feldes während der Belichtung erforderlich. Hierzu wurde bisher eine durchsichtige, leitfähige Elektrode verwendet, die zumindest so groß wie das erwünschte Bild ist« Leitfähige und durchsichtige Stoffe sind kostspielig und

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normalerweise sehr spröde. Ferner setzt duroh das während der Belichtung vorhandene Feld die Teilohenwanderung -unmittelbar bei der Belichtung mit aktivierender elektromagnetischer Strahlung ein. Da eine Änderung des Zeitraumes zwischen Bilderzeugung und Biläiibertragung oder Fixierung Änderungen in der Qualität des endgültigen Bildes verursacht, ist es nicht möglich, nacheinander bestimmte Teile der Bildstoff suspension zu belichten und dann das daraus sich ergebende Bild zu entwickeln.

Die Aufgabe der Erfindung besteht deshalb darin, ein elektrophoretisohes Abbildungsverfahren zu schaffen, das die vorstehend beschriebenen Nachteile vermeidet und die Erzeugung von Bildern guter Qualität ermöglicht. Hierzu soll die Verwendung relativ großer, leitfähiger und durchsichtiger Elektroden nicht erforderlioh sein. Ferner soll die Erzeugung eines elektrischen Feldes während der Belichtung entfallen. Insgesamt soll das zu schaffende Verfahren einfach und unkompliziert durchführbar sein.

Die Erfindung löst diese Aufgabe durch ein elektrophoretisches Abbildungsverfahren, welches sich dadurch auszeichnet, daß eine auf einer von zwei Elektroden vorgesehene Suspension, die Alterungsei^enschaften besitzt und aus elektrisch lichtempfindlichen Teilchen in einer Trägerflüssigkeit gebildet ist, mittels aktivierender elektromagnetischer Strah-

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lung mit einem Bildmuster "beliohtet und danaoh mit der zweiten Elektrode bei einer an die Elektroden angeschalteten Gleichspannung in Berührung gebracht wird» bis sich auf zumindest einer der Elektroden ein aus Teilchen bestehendes Bild geformt hat.

Bisher wurde die bildmäßige Belichtung der Bildstoffsuspension gleichzeitig mit der Einwirkung des elektrischen Feldes durchgeführt. Das elektrische Feld wurde durch leitfähige Elektroden erzeugt oder durch eine elektrostatische ladung auf der Oberfläche nichtleitender Teile, die mit der Bildstoffsuspension in Berührung gebracht wurden. Es war daher eine Bildentwicklung durch die Teilchenwanderung nur dann möglich, wenn die bildmäßige Belichtung und die Felderzeugung gleichzeitig erfolgten. Die Erfindung beruht auf der Erkenntnis, daß bei Verwendung bestimmter Bildstoffsuspensionen die Gleichzeitigkeit der Felderzeugung und der Belichtung nicht erforderlich ist. Eine solche Suspension kann mit aktivierender elektromagnetischer Strahlung belichtet und danach durch Einwirkung eines gleichmäßigen elektrischen Feldes entwickelt werden. Die zwischen Belichtung und Entwicklung liegende Zeit hängt weitgehend von der jeweils verwendeten Bildstoffsuspension ab, der Bßlichtungsstärke und der elektrischen Feldstärke.

Die Eigenschaft von Teilchen einer Bildstoffsuspension, die eine Entwicklung nach der Bildbelichtung ermöglichen,

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wird als Alterung bezeichnet. OTd eine bestimmte Bildstoffsuspension Alterungseigenschaften hat, kann nicht vorausgesagt werden. Jedoch kann der Fachmann diese Eigenschaft leicht unter Verwendung einer Anordnung der in Fig. 1 gezeigten Art bestimmen. Diese Anordnung wird im folgenden noch beschrieben. Allgemein wird folgender Versuch durchgeführt; Eine Bildstoffsuspension v/ird auf die leitfähige Oberfläche einer NESA-G-lasplatte aufgebracht und mit bildmäßig verteilter aktivierender elektromagnetischer Strahlung belichtet. Die Bildbelichtung wird dann unterbrochen. Die geladene Entwicklungselektrode wird dann über die Bildstoffsuspension gerollt und erzeugt ein Bild auf der leitfähigen Oberfläche der ITESA-G-lasplatte. Die zwisehen dem Ende der Belichtung und dem Ende der Bilderzeugung auf der Oberfläche der l'TLSA-G-laöplatte verstrichene Zeit wird als die Alterungseigenschaft der jeweiligen Bildstoffsuspension bestimmt. Die Alterungseigenschaft für eine bestimmte Suspension kann unter verschiedenen Betriebsbedingungen bestimmt werden, indem die Belichtungsstärke oder auch die elektrische Feldstärke bei der Entwicklung geändert wird. Die Zeit, die zwischen dem Ende der Belichtung und der Bilderzeugung auf der überfläche der IfiSSA-G-lasplatte verstreichen kann, kann sich zwischen einigen Hundertstel Sekunden und Stunden ändern.

Für Teilchen mit einer Alterungseigenschaft von weniger als ca. 1 Sekunde v/ird die in Fig. 1 gezeigte Anordnung so abge-

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ändert, daß die zur Bewegung der Sperrelektrode an die injizierende Elektrode heran erforderliche Zeit wegfällt. Um eine Felderzeugung kurz nach der Bildbelichtung zu ermög« liehen, soll die Sperrelektrode die Form einer flachen Platte haben und vor der Bildbelichtung auf die Bildstoffsuspension aufgelegt werden.

Der genaue Mechanismus der Alterung ist hoch nicht 'völlig geklärt. Allgemein jedoch wird darunter die Eigenschaft eines Stoffes verstanden, nach einer Einwirkung aktivierender elektromagnetischer Strahlung seine Leitfähigkeit für relativ lange Zeit beizubehalten. Stoffe, die keine Alterungseigenschaft besitzen, kehren unmittelbar nach Ende der Strahlungseinwirkung in ihren nichtleitenden Zustand zurück.

Normalerweise wird das auf der Oberfläche der injizierenden Elektrode, im vorliegenden Falle der leitfähigen und durchsichtigen Elektrode, erzeugte Bild auf ein Empfangsblatt übertragen und auf diesem zum. späteren Gebrauch und zur Betrachtung fixiert. Da jedoch auf einer Elektrode ein Negativbild, auf der anderen ein Positivbild erzeugt wird, ist eine Verwendung beider Bilder möglich. Das Bild kann' durch Aufsprühen eines Bindemittels, Auflegen einer Folie oder Einlagerung eines gelösten Bindemittels in die Suspensions-

wird flüssigkeit fixiert werden. Das Bild/vorzugsweis© von der

Elektrode übertragen und auf einer anderen Bildfläche fixiert,

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BO daß die Elektrode wiederholt verwendet werden kann. Eine derartige Bildübertragung kann durch klebendes Abziehen, mit einem Klebeband wie z.B. Sootch Brand Cellophane Tape oder vorzugeweiee duroh elektrostatische Übertragung erfolgen. Die elektrostatische Bildübertragung kann beispielsweise nach Ihüfäfcftüirung des Abbildungsverfahrens durch Hinüberfuhren einer aweiten Rolle über das Teilohenbild auf der injizierenden Elektrode erfolgen, wobei die zweite Rolle eine Spannung mit gegenüber derjenigen der ersten Elektrode entgegengesetztem Vorzeichen führt. Ist die Übertragungsrolle mit Papier überzogen, so wird von diesem das vollständige Bild aufgenommen, wenn die Elektrode über die injizierende Elektrode rollt. Außerdem können die Teilchen einen Anteil enthalten, der sie durch Einwirkung von Hitze oder eines Lösungsmittels klebrig macht, so daß auch hierdurch das Teilchenbild an seiner Elektrode oder einer Übertragungsfläche anhaftet und fixiert wird.

Die Oberfläche der Sperrelektrode und der Übertragungselektrode kann aus jedem geeigneten Isolierstoff bestehen. Typische derartige Stoffe sind Barytpapier, Zelluloseacetat, mit Polyäthylen überzogenes Papier, Zellophan, Nitrocellulose; Polystyrol, Polytetrafluorethylen, Polyvinylfluorid, Polyalkylenterephthalat und deren Mischungen. Barytpapier wird wegen seiner geringen Kosten vorzugsweise verwendet.

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ORIGINAL INSPECTED

Wird das erfindungsgemäße Verfahren mit Bildbelichtung durch eine der Elektroden hindurch ausgeführt, so kann für die durchsichtige und leitfähige Elektrode jeder geeignete Stoff ver- \ wendet werden. Derartige Stoffe sind: leitfähig überzogenes Glas wie z.B. mit Zinn- oder Indiumoxid überzogenes Glas, mit Aluminium überzogenes Glas oder-ähnliche Überzüge auf Kunststoffunterlagen. NESA-Glas wird vorzugsweise wege'n seiner guten Idchtdurchlässigkeit und TJnempfindlichkeit gegenüber Bildstoffsuspensionen verwendet.

Die zweite Elektrode kann aus jedem geeigneten Elektrodenstoff bestehen.. Typische Stoffe sind: Metallflächen wie Aluminium, Messing, korrosionsbeständiger Stahl, Kupfer, Nickel, Zimk usw., leitfähig überzogenes Glas wie z.B. mit Zinn- oder Indiumoxid überzogenes Glas, mit Aluminium überzogenes Glas, ähnliche Überzüge auf Kunststoffunterlagen, durch Einlagerung eines geeigneten Stoffes leitfähig gemachtes Gummi und durch Einlagerung eines geeigneten Stoffes oder durch Einwirkung einer feuchten Atmosphäre und entsprechenden Wassergehalt leitfähig gemachtes Papier. Wegen seiner ausgezeichneten Iieitereigenschaften und geringen Kosten wird Aluminium vorzugsweise verwendet»

Die Aufladung oder Bildentwicklung wird auf bekannte Weise beispielsweise unter Verwendung der in den TJS-Pat ent schrift en ⁱ 2 588 699 und 2 777 577 beschriebenen Korona-Entladung durch-

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geführt. Es wird vorzugsweise eine geladene Sperrelektrode wie oben beschrieben verwendet, da die gewanderten Teilchen unmittelbar aus der Anordnung entfernt werden und eine höhere Bildqualität möglich ist. Es kann auch zur Aktivierung der Bildstoffsuspension eine gleichmäßige Lichteinwirkung und dann eine bildmäßig verteilte Feldeinwirkung zur Erzeugung eines sichtbaren Bildes erfolgen. Die Erzeugung eines bildmäßig verteilten Feldes kann beispielsweise mit einer entsprechend geformten Elektrode oder duroh ein auf der Oberfläche eines Isolators vorhandenes elektrostatisches latentes Bild erfolgen..

Jede geeignete, stark gefärbte, elektrisch leitfähige Teilchenart oder Mischung von Teilchenarten kann zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens verwendet werden, unabhängig davon, ob die jeweils ausgewählten Teilchen organischer oder anorganischer Natur sind oder aus einer oder mehreren Komponenten in fester Lösung oder ineinander dispergiert bestehen. Auch können die Teilchen aus mehreren Schichten verschiedener Stoffe oder aus Kombinationen lichtempfindlicher und nicht lichtempfindlicher Stoffe bestehen. Stark gefärbte, elektrisch leitfähige Stoffe organischer tfatur sinfli 8_f13-Dioxodinaphtho-(l,2,2',3')-furan-6-oarbox>p-methoxyanilid, Locarno Red, C.I. Nr. 15865, l-(4*-Methyls' -chlorazoben25ol-2^>-sulfonsäure)-2-hydroxy-3-naphthenaäure, Watchung Red B, das Bariumsalz von !-(V

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benzol-2'-sulfonsäure)-2-h.ydroxy-3-naphthensäure, O.I,Nr. 15865, Naphthol Red B, l~(2^l^Iethoxy-5*-nitrophenylazo)-2_rhydroxy-3"-nitro-3-naphthanilid, C.I.Ne, 12355, Duol Oanliine, der Kalziumlack von l-(4'-Methylazo'benzol-2^fsulfonsäure)-2-hydroxy-3-naphthensäure, O.I. Nr. 15850, Calcium lithol Red, der Kalziumlack von l-(2'-Azonaphthalinl'-sulfonsäure)-2-naphthol, O.I,Nr. 15630, Pyranthrone, Indofast Brilliant Scarlet Toner, 3,4,9,10-bis(N,N»-(p-Methoxy-phenyl)-imido)-perylen, C.I. Nr. 71140, Dichlorthioindigo, Pyrazolone Red B Toner, O.I. Nr. 21120, Methyl Violet, ein Phosphor-Wolfram-Molybdänaäurelaok eines Triphenylmethamßarbstoffes, C,I.Nr. 42535, Indofast Violet Lake, Dichlor-gjlö-isoviolanthron, C.I.Nr, 60010, Diane Blue, 3,3^f-Methoxy-4,4^r-diphenyl-Ms(l"-azo-2"-hydroxy-3¹¹-naphthanilid, O.I.Nr. 21180, Indanthrene Brilliant Orange R.I., 4,10-Drbrom-6,12-anthanthron, C.I.Nr, 59300, Algol Yellow Gr.C, !^,S^-dKCjC'-DiphenyD-thiazol-anthrachinon, C.I.Nr. 67300, Plavanthron, Indofast Orange Toner, O.I.Nr. 71105, l-Cyan^^-phthaloyl-^e-benzopyrrocolin und viele andere Thioindigostoffe, Azetessigarylide, Anthrachinone, Perinone, Perylene, Dioxazine, Chinacridone, Azos, Diazos, Thoazine, Azine und ähnliohe;anorganische Stoffe sind Cadmiumsulfid, Cadmiumsulfoselenid, Zinkoxid, Zinksulfid, Sohwefelselen, Quecksilbersulfid, Bleioxid, Bleisulfid, Cadmiumselenid, Titandioxid, Indiumtuioxid und ähnliche. Außer den vorstehenden Pigmentstoffen sind weitere typische

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- ORiGJNAL

organische Stoffe Poly-vlnyloarbazol, 2,4~bi8(4,4'-Diä-thylaminophenyl)-l»3»4-oxidiazol_f N-Isopropyloarbazol, PoIyvinylanthrao en, Triphenylpyrröl, 4,5 -Diphenylimidaz oli dinon, 4»5-Diphenylimidazolidinon, 4»5-Diphenylimidazolidinäthion, 4#5-T3is-(4*-Ajainophenyl)-imidazolidinon* 1,2,5»6-Tetraazacyoloootatetrain-(2,4»6,a), 3»4-di-(4'-Methoxyphenyl)-7_f8-dlphenyl-1»2,5» 6-tetraaza-oyolooctatetraen-C2,4»6,8), 5 ₁ 4-di (4^f-Pheaoxy-phenyl)-7»8-diphenyl-l,2,5» 6-tetraaza-oyclooc-fcatetraen-(2,4»6,8)i 3»4»7,8-Tetramethoxy-l_f2,5,6-tetraaza~cyolooctatetraen-( 2,4» 6»8)» 2-llercaptobenzthiazol» 2-Phenyl-4-alpha-ntlphthyliden-oxazolon, 2-Phenyl-4-diphenyliden-oxaeolon, 2-Phenyl-4-p-methoxy'benzyliden-oxazolon» 6-Hydroxy-2-phenyl-(p-dimethyl-äminophenyl) -beiFo furan, 6-Hydroxy-^»3*ΗΪί (p-metlioxyplienyl)-benzofui^in, 2,3,5,6-Tetra-(p*«!iethoxyphenyl)-furo-(3» 2f)-benzofuran, 4-Dimethylaminobenzyliden-benzhydrazid, 4-Dimethyl-amin.obenzylldenisonicotinsäurehydrazid, Furfuryliden-(2)-4'-dimethylaminobenzhydrazid, S-Benziliden-amino-acenaphthen^-benzylidenaminocarbazol, (4»N,N-Dime1;hylamino-benzyliden)-p-li,N-dimethylaininoanilin, (2-Hitro-benzyliden) -p-bromanilin, !!,N-Dimethyl-N' -(2-nitro-4-cyan-benzyliden) -p-phenylendiamin, 2,4-Diphenyl-chinazolin, 2-(4^f-Aminophenyl)-4-phenyl-chinazolin, 2-Phenyl-4-(4*-dimethyl-amino-phenyl)-7-methoxy-chinazolin, 1,3-Diphenyl-tetrahydroimidazol, 1,3-di-(4* -ChlorphenyD-tetrahydroiiiiidazol, 1,3-^iphenyl-2-4»-dimethylaminophenyl)-tetrahydroimidazol, 1,3-di-

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^Of"G'NA_L ,N_SPECTED

Methylaminophenyl) -5-(4"-methoxyphenyl) -6-phenyl-l , 2₁ 4-triazin, 3-Pyridil-(4*)-5-(4''-dimethylaminophenyl)-6-phenyl-l, 2,4-triazin, 3-(4'-Aminophenyl)-5,6-di-phenyl-l,2,4-triazin,

■ 2,5-|l>is-4^>-Aminophenyl-(l^# jl -1,3,3-triaaol, 2_?5™l3is|4*- (Η-Äthyl-N-acetylamino)-phenyl-(1»)J-1,3,4-triazol, 1,5-Diphenyl-3-methyl-pyrazolin, 1,3»4,5-2etraphenyl-pyrazolin, l-Phenyl-3-(p-methoxystyryl)-5-(p-methoxy-phenyl)-pyrazolin_y l-Methyl-2-(3* »4*-dihydroxy-methylenphenyl)-benzimidazol,

^ 2-(4'-Dimethylaminophenyl)-i3enzoxazol, 2-(4^f-Methoxyphenyl)-■banzthiazol, 2,5-bis- p-Aminophenyl-(l)j -1,3»4-oxidiazol, 4»5-Diphenyl-imidazolon, 3-Aminocarbazol, Copolymere und Mischungen dieser Stoffe.
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■ Weitere Stoffe sind organische Donator-Akzeptor (Lewis-Säure-Lewis-Base) ladungsubertragende Komplexstoffe aus Donatoren wie Phenolaldehydharze, Phenoxyharze, Epoxyharze, Polycarbonate, Urethane, Styrol oder ähnliche und Elektronen-Akzeptoren wie 2,4,7-Trinitro-9-fluorenon, 2,4,5,7-2etra-" nitro-9-fluorenon, Picrinsäure, I,3j5-Trinitrobenzol, ChIoranil, 2_r5-Dichlorbenzochinon_f Anthraohinon-2-carboxyl3äure, Bromal» 4-Nitrophenol, Maleinsäureanhydrid, Metallhalogenide von den Metallen und Metalloiden der Gruppen 1-B und II-VIII des periodischen Systems, beispielsweise Aluminiumchlorid, Zinkchlorid, Perrichlorid, Magnesiumchlorid, Kalziungodid, Strontiumbromid, Chroiabromid, Arsentrijodid, Magnesiumbromid,

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Zinnohlorür usw., Borhalogenide wie BortriiTuoride, Ketone wie Benzophenon und Anisil, iiinoralsäuren wie Schwefelsäure, organische Carboxyl säur en wie ^süigsäure und i.aleinsäure, i>eiiiG"beinsäure, Citraconsäure, oulphonoäure wie 4-i'oluolsulphonsäure und deren Mischungen. Es sei darauf hingewiesen, daß außer den ladungsüb ertragend en Komplexstoff en viele weitere der oben genannten Stoffe durch das ladungsübertragende Komplexverfahren weiter sensitiviert werden können und daß bei vielen dieser Stoffe eine farbliche Seiisitivierung möglich ist, um ihr Empfindlichlceitsspektrum einzuengen, zu verbreitern oder zu erhöhen.

Chinacridone werden vorzugsweise wegen ihrer guten Alterungseigenschaften und ausgezeichneten "Färbung verwendet. Jedes Chinacridon kann zur Herstellung der Bildstoffsuspension für das erfindungsgemäße Verfahren verwendet werden. Chinacridone sind Verbindungen mit einer Struktur, die als das Kondensationsprodukt eines Chinolinrestes mit einem Acridinrest mit zwei zum Chinonzustand oxydierten Kohlenstoffatomen bezeichnet werden kann. Es kann jede kristalline Phase verwendet werden. Die Chinacridone können substituiert oder nicht substituiert sein.

Typische Chinacridone sind 2,9-Dimethylchinacridon, 3,10-Dichlor-ejl^-dihydrochinacrldon, 2,9-Dimethoxy-6,13-dihydrochinacridon, 2,g-Mmethyl-ejl^-dihydrochinacridon,

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4,ll-I)imethyl-6,i:3-dihydrochinacridon, 3,4,10,11-Tetrachlorchinacridon, 2,4,9,11-Tetrachlorchinacridon, 2,4,9,11-Tetrabromchinacridon, 1,4»8,11-Tetrafluorchinacridon, 1,2,4»8,9 »XI-Hexachlorchinacridon, 2,4»9>ll~Tetramethoxychinacridon und deren Mischungen« Ferner können Chinacridone mit winkeliger Struktur, wie sie in der US-Patentschrift 2 830 990 beschrieben sind, verwendet werden.

2,9-Dimethylchinacridon, erhältlich als Quindo Magenta P RV 6803 von Harmon Colors, wird wegen seiner guten Alterungseigenschaften, ausgezeichneter elektrischer Empfindlichkeit und reinen Färbung vorzugsweise verwendet»

Jede geeignete Teilchenstruktur kann verwendet werden. Typische Teilchen bestehen nur aus dem reinen lichtempfindlichen Stoff oder einer sensitivieren Form dieses Stoffes, festen Lösungen oder Dispersionen des lichtempfindlichen Stoffes in einer Matrix z.B. aus einem thermoplastischen oder wärniehärtbaren Harz, Copolymeren von lichtempfindlichen Pigmentstoffen und organischen Monomeren, Mehrfachschichten mit dem lichtempfindlichen Stoff in einer der Schichten und lichtfilternden V/irkungen der anderen Schichten oder einem schmelzbaren oder durch Lösung erweichbaren Kern aus Kunstharz. Auch ist ein Kern aus einer Flüssigkeit wie z.B. einem Farbstoff oder einem anderen Zeichenstoff oder ein Kern eines lichtempfindlichen Stoffes überzogen mit einer Schicht eines

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weiteren lichtempfindlichen Stoffes zur Verbreiterung des ^: Snpfindliohkeitsspektrums möglich. Weitere lichtempfindliche Strukturen sind Lösungen» Dispersionen oder Copolymere eines lichtempfindlichen Stoffes in einem anderen mit oder ohne lichtempfindlich neutrale Stoffe. Weitere Teilchenstrukturen sind in der US-Patentschrift 2 940 847 beschrieben.

Es können verschiedene Blektrodenabstan.de verwendet werden, jedooh beträgt der Abstand vorzugsweise weniger als 0,025 mia bis but Berührung» wie in Jig. 1 dargeetellt, da sich so eine bessere Bildauflösung und eine bessere Farbentrennung ergibt. Diese Verbesserung wird der hohen Feldstärke an der Bildstoffsuspension während der Entwicklung zugeschrieben.

Wird ein ELnfarbenbild erzeugt, so haben die Teilchen eine einzige Farbe. Werden Mehrfarbenbilder erzeugt, so werden Teilchen zweier oder mehrerer Farben verwendet. Beispielsweise sind die Teilchen zur subtraktiven Farberzeugung normalerweise magentafarben, cyanfarben und gelb gefärbt.

Jede geeignete nichtleitende Flüssigkeit kann als Träger für die lichtempfindlichen Teilchen in der Bildstoffsuspension verwendet werden. Typische nichtleitende Trägerflüssigkeiten sindi Deoan, Dodecan, geschmolzenes Paraffin, geschmolzenes Bienenwachs und andere geschmolzene thermoplastische Stoffe, Sohio Odorless Solvent 3440 (ein Kerosinanteil

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der Standard Oil Company of Ohio), Isopar-G (ein langkettiger, gesättigter aliphatisoher Kohlenwasserstoff der Humble Oil Company of New Jersey) sowie deren Mischungen. Sohio wird wegen der guten Isolationseigenschaften und leichten Verfügbarkeit vorzugsweise verwendet.

Die Vorteile des erfindungsgemäßen Abbildungsverfahrens gehen aus der folgenden eingehenden Beschreibung an Hand der Figuren hervor. Es zeigen:

Pig. 1 eine Anordnung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens und

Pig. 2 eine Anordnung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens ohne eine große, durchsichtige und leitfähige Elektrode,

In Pig· 1 ist eine Anordnung zur Erzeugung fotoelektrophoretischer Bilder gemäß der Erfindung dargestellt. Die durchsichtige, leitfähige Elektrode 1 besteht aus einer Schicht optisch transparenten Glases 2, die mit einer "dünnen, optisch transparenten Schicht 3 aus Zinnoxid überzogen und im Handel unter der Bezeichnung NESA-Glas erhältlich ist. Diese Elektrode wird im folgenden auch als die "injizierende Elektrode" bezeichnet. Auf der Oberfläche der injizierenden Elektrode 1 befindet sich eine dünne Schicht 4 fein verteilter lichtempfindlicher Teilchen, die eine Alterungseigenschaft

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besitzen und in einer nichtleitenden Trägerflüssigkeit dispergiert sind. Die Bezeichnung "Alterung" bezieht sich auf die Eigenschaft eines Teilchens, welohes zunächst an der indizierenden Elektrode gebunden ist und von dieser unter dem Einfluß eines elektrischen Feldes nach Belichtung mit aktivierender elektromagnetischer Strahlung abwandert. Nahe der flüssigen Suspension 4 befindet sich eine zweite Elektrode 5, die im folgenden auch als "Sperrelektrode" bezeichnet wird und mit dem einen Pol einer Spannungquelle 6 verbunden ist. Der andere Pol der Spannungsyuelle iot an Erde geschaltet. Die injizierende Elektrode 1 liegt über den Schalter 7 an Erde, so daß bei Schließung dieses Schalters ein elektrisches Feld an der flüsoigeii Stispension 4 zwischen den Elektroden 1 und 5 erzeugt wird.

Das Verfahren läuft folgendermaßen ab: Die Bildatoffschicht wird mit bildmäßig verteilter elektromagnetischer aktivierender Strahlung 9 belichtet. Es kann entweder eine Vollbildbelichtung oder eine Teiljilubelichtung vorgenommen werden. Ferner kann eine Mehrfachbeliehtung angewendet v/erden. Xn diesem Falle können die Belichtungen gleichzeitig oder nacheinander erfolgen. Die Zeit, die zwischen der anfänglichen Bildbelichtung und der Entwicklung bzw. der Ladung liegen kann, hängt von der Alterung der jeweiligen Bildstoffschicht ab. Diese Zeit muß nicht die Alterungseigenschaften der jeweiligen Bildstoifschicht übersteigen. Die Bildbelichtungen können

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beispielsweise durch Projektion eines Diapositivs oder einer von undurchsichtigen Objekten reflektierten Information erfolgen.

Nach einer oder mehreren Bilclfoelichtungen wird der Schalter 7 geschlossen, und die Sperrelektrode 5 wird über die Bildstoffsuspension geführt. Sie hat die ]?ona einer Rolle und besteht aus einem 1eitfähigen Kern 11, der mit einer Schicht eines Sperrelektrodenmaterials 12, z.B, Barytpapier, überzogen ist« Die Einwirkung des Feldes zwischen der Elektrode 5 und der Elektrode 1 verursacht eine Wanderung der leuchen durch die Trägerflüssigkeit hindurch und ihre Anhaftung an der Oberfläche der Sperrelektrode 5, wodurch ein Pigmentstoffbild auf der injizierenden Elektrode zurückbleibt, welches ein Duplikat der bildmäßigeii Belichtung bzw. der Kombination mehrerer Belichtungen ist. Wurden mehrere Diapositive als Bildquelle verwendet, so ist das auf der überfläche der injizierenden Elektrode 1 vorhandene Bild ein Duplikat der Kombination dieser Diapositive. Die letzte Bildbelichtung muß nicht beendet werden, "bevor die Sperrelektrode 5 über die Oberfläche der injizierenden Elektrode 1 gerollt wird. Vorzugsweise wird das auf der Oberfläche der injizierenden Elektrode 1 erzeugte i'eilclieiiMld auf ein Empfangsblatt übertragen und auf diesem zum v/eiteren Gebrauch bzw. zur Betrachtung fixiert. Wie in der französischen Patentschrift 1 520 919 beschrieben ist, kann eine Übertragungsrolle

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hierzu verwendet werden. Diese führt eine Spannung, die in ihrem Wert derjenigen der Sperrelektrode entspricht, jedoch ein entgegengesetztes Vor ζ eichen, führt. Normalerweise werden die Bildflachen während des Übertragungssohrittes entweder mit weißem Licht oder mit in geeigneter Weise gefiltertem weißem Licht beleuchtet. Palis erwünscht, kann die Oberfläche des Teilchenbildes auf der injizierenden Elektrode mit zusätzlicher Trägerflüssigkeit befeuchtet werden, um die Übertragung zu verbessern.

In Fig. 2 ist eine Anordnung zur Erzeugung eines f otoelektrophoretischen Bildes auf einer der Elektroden dargestellt, die keine durchsichtige und leitfähige Elektrode erfordert. Die Sperrelektrode 21 besteht aus einer leitfähigen Platte 22 aus Aluminium, auf deren Oberfläche sich

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ein Fila/aus Tedlar (ein Polyvinylfluorid von duPont) befindet. Eine dünne Schicht 24 fein verteilter lichtempfindlicher Teilchen, die eine Alterungseigenschaft besitzen und in einer nichtleitenden Trägerflüssigkeit dispergiert sind, befindet sich auf der Schicht 23. Nahe der Suspension 24 ist eine zweite Elektrode 25 angeordnet, die auch als "injizierende Elektrode" bezeichnet wird. Sie ist mit dem einen Pol einer Spannungsquelle 26 verbunden. Der andere Pol der Spannungsquelle 26 liegt an Erde. Die Sperrelektrode 21 liegt über den Schalter 27 gleichfalls an Erde, so daß bei Schließung dieses Schalters ein elektrisches Feld an

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ORIGINAL INSPECTED

der flüssigen Suspension 24 zwischen den Elektroden 25 und erzeugt wird.

Das Verfahren läuft folgendermaßen ab: Die Bildstoffsuspension 24 wird mit bildmäßig verteilter aktivierender elektromagnetischer Strahlung ähnlich wie in¹ Pig. I belichtet mit dem Unterschied, daß hier keine Projektion durch eine der beiden Elektroden hindurch vorgenommen wird. Nach Unterbrechung der Bildbelichtung wird die injizierende Elektrode' 25» die aua einem leitfähigen Kern 31 mit einer Schicht 32 leitfähigen. Papiers besteht, über die Oberfläche des Tedlarfilms geführt, wobei gleichzeitig das Feld erzeugt wird. Die Einwirkung des Feldes verursacht eine Wanderung von Teilchen in bildmäßiger Verteilung, so daß ein sichtbares Bild auf der injizierenden Elektrode 25 entsteht. Das Teilchenbild kann fixiert werden, oder das Papier wird von dem leitfähigen Kern entfernt und das Bild auf ihm fixiert. Das Bild kann auch auf einen anderen Bildträger übertragen und auf diesem fixiert werden. Dies kann durch Druck oder elektrostatisch erfolgen.

Die folgenden Beispiele dienen der weiteren Erklärung des erfindungsgemäßen Verfahrens. Sie stellen einige vorzugsweise Ausführungsformen dieses Verfahrens dar. Anteile und Prozentwerte beziehen sich auf das Gewicht, falls nicht anders angegeben.

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BEISPIEL I

In allen folgenden Beispielen wird die Bilds tonsuspension "bei Dunkelheit zumindest 30 Minuten vor der Bildbelichtung gelagert. 100 Gramm Naphthol Red B, C.I.Nr. 12555, erhältlich von American Cyanamid (Code 20-7575)» werden in einem geschlossenen. Behälter in Reagens-Äthyl endiamin gelost'. Die lösung wird durch einen abgedeckten !Filter gefiltert, und das Pil trat wird in Reagens-I sopropanol geschüttet. i)ie auf diese Weise gebildete Suspension wird in verschlossenen Flaschen zentrifugiert. Der Pigmentstoff wird dann mit einer Mischung aus Isopropanol und deionisiertem «/asser gewaschen. Dann wird er mit Dimethylformamid und danach mit Methanol gewaschen. Der Pigmentstoff wird dann getrocknet.

Ca. 8 Teile des gereinigten Naphthol Red B werden dann in 92 Teilen Sohio Odorlenn Solvent 3440, einem Kerosinanteil, erhältlich von Standard Oil of Ohio, suspendiert.

Die Suspension wird dann in einer .Anordnung der in I'ig. 1 gezeigten Art als Überzug auf einer IfESA-G-lasplatte verwendet, durch die hindurch die Belichtung durchgeführt wird. Die NBSA-^lasplatte ist mit einem Schalter, einer upannungsquelle und dem leitfähigen Kern einer Rolle mit Barytpapier-Überzug in Reihe geschaltet. Die Rolle hat einen Durchmesser von ca. 6,5 am und wird über die Plattenoberfläche mit einer Geschwindigkeit von ca.

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5 cm/sec hinübergeführt, Die verwendete Platte hat eine Größe von 7,5 x 7,5 cm "und wird mit einer Lichtstärke von ca. IO 530 Lux, gemessen auf der nicht überzogenen NESA-Glasplatte, belichtet. Die an die Elektroden angeschaltete Spannung beträgt ca. 3500 YoIt. Die negative Klemme der Spannungsquelle liegt an der Rolle. Die Belichtung wird mit einer 3200° K-Lampe durch ein Diapositiv hindurch vorgenommen. Nach 5 Sekunden wird sie unterbrochen. Die Rolle wird

dann über die Oberfläche der Suspension bei angeschalteter Spannung hinübergeführt. Auf der NESA-Glasplatte wird ein aus Pigmentstoffteilchen bestehendes Bild erzeugt.

BEISPIEL Il

Ga. 8 Teile Naphthol led M, C.I.Nr. 12390_s erhältlich von American Cyanamid (Code 20-7515)» werden nach Reinigung gemäß Beispiel I in 92 Teilen Sohio 3440 suspendiert.

Die Suspension wird in der Anordnung aus Beispiel I unter den gleichen Betriebsbedingungen verwendet» Ein aus Pigmentstoffteilchen bestehendes Bild wird auf der Oberfläche der NESA-Glasplatte abgelagert.

BEISPIEL III

Ca. 8 Teile Quindo Magenta RV 6803, ein 2,9-Dimethylchinacridon von Harmon Colors, werden in ca. 92 Teilen Sohio Odorleso Solvent 5440 suspendiert.

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Die Suspension wird in der Anordnung aus Beispiel I unter denselben Betriebsbedingungen mit folgendem Unterschied verwendet! Me bildbaäßige Belichtung wird mit ca. 10 760 Lux ca. 1 Sekunde lang durchgeführt. Auf der NESA-Glasplatte entsteht ein Bild aus Pigmentstoffteilchen.

Das Verfahren aus Beispiel III wird wiederholt mit dem Untersohied, daß naoh der ersten bildmäßigen Belichtung eine bildlaäßige Belichtung durch _%ein zweites Diapositiv hinduroh vorgenomuien wird, und zwar ca. 10 Sekunden nach der ersten Belichtung· Die sweite Belichtung erfolgt gleichfalls mit 10 760 Luxsec. Ein der Kombination beider Belichtungen entsprechendes Bild ist auf der Oberfläche der NESA-G-lasplatte zu erkennen.

Der Versuch aus Beispiel IV wird wiederholt mit dem Unterschied» daß vier bildmäßige Belichtungen von jeweils 10 760 Iiuxsec in Abständen von 15 Sekunden vorgenommen werden. Ein der Kombination der vier Belichtungen entsprechendes ist auf der KESA-G-iasplatte au erkennen.

Ca. 4 'üeile Quindo !!agenta werden in ca. 100 Teilen Sohio suspendiert· ßle Suspension wird dann in einer Anordnung

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ORIGINAL

.der in I¹Ig. 2 dargestellten Art verwendet. Sie wird als ..- i Überzug auf einen 0,05 mm dicken Tedlarfilm aufgebracht, der sich auf einer ca, 7,5 x 7»5 cm großen und 6,4 mm ' dicken Aluminiumplatte befindet. Die Aluminiumplatte ist mit einem Schalter, einer Spannungsquelle und dem leitfähigen Kern einer Rolle mit 0,05 mm dickem Zellophanüberzug in Reihe geschaltet. Die Rolle hat einen Durchmesser vom ca. 5 cm und· wird über die Oberfläche des Tedlarfilms mit einer Geschwindigkeit von: ca* 5 cm/sec hinübergeführt. Die angeschaltete Spannung beträgt ca. 5 500 Volt, wobei der positive Pol an die Rolle gelegt ist. Die Bildbelichtung von ca. 10 760 Lux wird wie in Beispiel I durchgeführt mit dem Unterschied, daß sie direkt auf die Suspension geriohtet ist, wie dies in Beispiel II dargestellt ist.: Nach der Belichtung von ca. 1 Sekunde Dauer wird die Rolle über die Suspension bei angeschalteter Spannung hinübergeführt. Auf der Oberfläche des Zellophans entsteht ein Bild aus gewanderten Pigmentstoffteilchen.

BEISPIEL· VII

Der -Versuch aus Beispiel V wird wiederholt mit dem Unterschied, daß vier Bildbelichtungen mit jeweils 10 760 I/uxsec in Abständen von 15 Sekunden durchgeführt werden. Ein der Kombination der vier Belichtungen entsprechendes Bild ist auf der Oberfläche der Zellophanfolie zu erkennen..

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'-■■■" - ORIGINAL IWSPECTEO

Obwohl spezielle Bestandteile und Stoffmengen in der vorstehenden Beschreibung von Durohführungsformen der Erfindung genannt wurden, können auch andere typische Stoffe, wie sie weiter" oben aufgeführt sind, mit ähnlichen Ergebnissen verwendet werden. !Ferner können der Bildstoff suspension Zusatzstoffe beigegeben sein, die eine synergetische, verbessernde oder anderweitig günstige Wirkung auf die Bildstoffschicht haben. Beispielsweise kann die Suspension einen Plastikstoff enthalten, der bei Verdunstung der Trägerflüssigkeit die erzeugten Bilder überzieht.

Weitere Atisführungsformen und Weiterbildungen der Erfindung sind dem Fachmann nach Kenntnis der vorstehenden Beschreibung möglich. Diese werden insgesamt durch den Grundgedanken der Erfindung umfaßt.

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Claims

~2β ~ 1802932 Pat e η t a n a ρ r ü c h a,

1. -Elektrophoretisches Abbildungsverfahren, dadurch gekennzeichnet, daß eine auf einer (1) von zwei Elektroden (1, 5) vorgesehene Suspension (4), die Alterungseigenschaften "besitzt und aus elektrisch lichtempfindlichen !Eeilchen in einer. Trägerflüssigkeit gebildet ist, mittels aktivierender elektromagnetischer Strahlung (9) mit einem Bildmuster belichtet und danach mit der zweiten Elektrode (5) bei einer an die Elektroden (1, 5) angeschalteten G-leichspannung (6) in Berührung gebracht wird, bis sich auf zumindest einer (1) der Elektroden (1, 5) ein aus Teilchen bestehendes Bild geformt hat,.

2. Verfahren nach Anspruch 1,. dadurch gekennzeichnet, daß als eine (1) der beiden Elektroden (1, 5) eine zumindest teilweise durchsichtige Elektrode verwendet wird*

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß als eine (5) der beiden Elektroden (1, 5) eine Sperrelektrode verwendet wird.

4. Verfahren nach Anspruch 3» dadurch gekennzeichnet, daß eine Sperrelektrode mit einem spezifischen Widerstand von min.-destens 10' Ohm cm verwendet wird.

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5· Verfahren nach Anspruch 3 oder 4» dadurch gekennzeichnet, daß als Träger für die Suspension (4) die der Sperrelektrode (5) gegenüberliegende Elektrode (1) verwendet wird,

6. Verfahren naöh Anspruch 5 ode_r 4_f dadurch gekennzeichnet, daß ale Träger für die Suspension (4) die Sperrelektrode (5) verwendet wird.

7. Verfahren naoh einem der Ansprüche 1 Ms 6, dadurch gekennzeichnet, daß zur Erzeugung einfarbiger Bilder Teilchen mit einer einzigen Färbung verwendet werden.

8. Verfahren naoh einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß in der Suspension (4) Teilchen zumindest zweier verschiedener Farben zur Erzeugung mehrfarbiger Bilder verwendet werden.

9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß Teilchen, mit einem lichtempfindlichen Pigmentstoff verwendet werden.

10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8., dadurch gekennzeichnet „ daß Teilchen mit einem lichtempfindlichen Pigmentstoff dispergiert in einer Kunstharzmatrix verwendet werden.

11. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8_r dadurch gekennzeichnet, daß Teilchen mit einem lichtempfindlichen Pigment-

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INSPECTED

stoff in fester Lösung mit einem Kunstharz verwendet werden.

12. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß Teilchen verwendet werden, die einen lichtempfindlichen Donator-Akzeptor ladungsübertragenden Koiaplexstoff enthalten.

13. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß Teilchen verwendet werden, die einen optisch transparenten lichtempfindlichen Stoff als Überzug auf einem intensiv gefärbten Kernstoff enthalten.

14* Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 13» dadurch gekennzeichnet, daß die Belichtung der Suspension (4) aus zumindest zwei Belichtungen mit zwei Bildmustern besteht.

15. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 13» dadurch gekennzeichnet, daß das Bildmuster der Belichtung eine gleichmäßige Strahlungsverteilung besitzt, und daß das durch die Gleichspannung erzeugte elektrische Feld eine bildmäßige Verteilung besitzt.■ _ ,

16. Vorrichtung zur Durchführung des elektrophoresecnen ^bbildungsverfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 15,-gekennzeichnet durch eine auf einer (1; von zwei elektroden

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(.1, 5j vorgesehene Suspension (4)» die Alterungseigenschaften besitzt und aus elektrisch lichtempfindlichen Teilchen in einer Trägerflüssigkeit gebildet ist.

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