DE1949121B2 - Photoelektrophoretisches Abbildungsverfahren und Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens - Google Patents

Description

Suspensionsschicht mit dem negativen Pol der 30 erwähnten Art bekannt, bei dem die zweite Elek-Spannungsquelle (41) verbunden ist. trode in Form einer Rolle ausgebildet ist, die wäh

rend der bildmäßigen Belichtung der Suspensionsschicht unter Anlegung einer Gleichspannung zwi-

sehen dieser zweiten Elektrode und der ersten Elek-

35 trode über die Suspensionsschicht gerollt wird. Bei einem derartigen Abbildungsverfahren traten die

Die Erfindung betrifft ein photoelektrophoretisches obengenannten Nachteile aber in gleicher unverän-Abbildungsverfahren, bei dem an eine Teilchensus- derter Form auf.

pensionsschicht zwischen wenigstens zwei Elektroden Aus »Uilmann's Encyklopädie der Techn. Che-

während der Belichtung der Teilchensuspensions- 4° mie«, Bd. 1, 1951, 3. Auflage, S. 717 bis 726, ist es schicht mit einer elektromagnetischen Strahlung in bereits bekannt, Suspensionen, die zu Koagulatio-Bildkonfiguration ein erstes elektrisches Feld angelegt nen, Ausflockungen oder Abscheidungen neigen, dawird. Die Erfindung bezieht sich gKichfalls auf eine durch zu homogenisieren, d.h. das Auftreten von Vorrichtung zur Erzeugung von photoelektrophore- Koagulationen zu verhindern, daß die suspendierten tischen Abbildungen aus einer Teilchensuspensions- 45 Teilchen an ihren Teilchenoberflächen gleichsinnig schicht mit einer ersten Elektrode, auf der das zu elektrisch aufgeladen werden, oder daß die Teilchen erzeugende Bild hergestellt wird, mit wenigstens einer auf ihrer Oberfläche mit einer Solvathülle überzogen zweiten, mit der Teilchensuspensionsschicht derart in werden, die die Teilchen an einer gegenseitigen BeBerührung stehenden Elektrode, daß die Suspensions- nahrung hindern, oder daß ein homogene Verteischicht zwischen den Elektroden gehalten wird, mit 50 lung der Teilchen dadurch erhalten wird, daß zusätz-Einrichtungen, um zwischen den Elektroden ein erstes liehe Schutzkolloide bzw. Emulgatoren zugesetzt werelektrisches Feld zu erzeugen, und mit Einrichtungen, den. Ein solches Verfahren, das bereits zur Verhinum die Suspensionsschicht mit einem Bild zu be- derung von Koagulationen dienen soll, ist für ein lichten. photoelektrophoretisches Abbildungsverfahren nicht

In der US-Patentschrift 33 84 565 ist ein Abbil- 55 geeignet, da hierdurch die Empfindlichkeit der in der dungsverfahren beschrieben, bei dem eine oder meh- Suspension dispergierten Teilchen gegenüber der bildrere Arten lichtempfindlicher und strahlungsabsorbie- mäßigen Strahlung ebenso wie der Ladungsübergang render Teilchen in einer nicht leitenden Trägerflüssi₍>- an der Injektionselektrode beeinträchtigt würden, keit eine Suspension bilden, die zwischen Elektroden Aus »Uilmann's Encyklopädie der Techn. Che-

als Bildstoffsuspension verwendet wird. Bei Einwir- 60 mie«, Bd. 1, 1951, 3. Auflage, S. 717 bis 726, ist es kung einer Strahlung und eines elektrischen Feldes auch bereits bekannt, für das Einmischen von Füllwandern die Teilchen in einer der Strahlung ent- stoffen und die Mastizierung in der Kautschuk- und sprechenden Verteilung, so daß auf einer oder beiden Kunststoffindustrie offene Mischwalzwerke aus meist Elektroden ein sichtbares Bild entsteht. Es werden zwei gegenläufigen, schweren, zusammengepreßten lichtempfindliche Teilchen verwendet, die bei Ein- 65 Walzen, die heiz- und kühlbar sind, zu verwenden.

wirkung einer aktivierenden Strahlung durch Wechselwirkung mit einer der Elektroden offenbar eine Änderung ihrer Eigenladungspolarität erfahren. Z.ur

Die beiden Walzen laufen mit unterschiedlicher Umfangsgeschwindigkeit, so daß in dem zwischen den beiden Walzen gebildeten Walzenspalt Druck- und

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Scherkräfte auf das Kunststoffmaterial ausgeübt wer- nichtleitenden Trägerflüssigkeit dispergiert sind,

den, um die Füllstoffe auf diese Weise möglichst ho- Diese Schicht wird im folgenden auch als Suspension

mögen in dem Kunststoffmaterial zu verteilen. bezeichnet. Diese Bezeichnung soll sich auf Fest-

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zu- stoffteilchen beziehen, die in einem festen Stoff,

gründe, ein Verfahren und eine Vorrichtung zur 5 einer Flüssigkeit oder einem Gas dispergiert sind. Die

Herstellung von photoelektrophoretischen Abbildun- im folgenden beschriebenen Suspensionen bestehen

gen anzugeben, mit denen eine verbesserte Bildquali- aus in einer Trägerflüssigkeit dispergierten Feststoff-

tät und insbesondere bei Farbabbildungen eine ver- teilchen. Die Beziehung »lichtempfindlich« soll sich

besserte Farbauftrennung erreicht werden kann. auf ein Teilchen beziehen, das nach anfänglicher Bin-

Diese Aufgabe wird bei einem photoelektrophore- io dung an der injizierenden Elektrode von dieser unter

tischen Abbildungsverfahren der eingangs erwähnten dem Einfluß eines elektrischen Feldes bei Einwirkung

Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß vor der Be- einer aktivierenden elektromagnetischen Strahlung

lichtung der Teilchensuspension auf die Teilchen in abwandert.

der auf einer der Elektroden befindlichen Suspen- Über die Suspension 14 ist eine Sperrelektrode 16 sion eine hydrodynamische Druckkraft und gleich- 15 vorgesehen, die mit dem einen Pol einer Spannungszeitig eine hydrodynamische Scherungskraft von sol- quelle 17 verbunden ist. Der andere Pol dieser Spancher Größe ausgeübt werden, daß die zwischen agglo- nungsquelle 17 ist über einen Schalter 18 mit der inmerisierten Teilchen wirksamen Bindungskräfte über- jizierenden Elektrode 11 verbunden, so daß bei wunden werden. Schließung des Schalters 18 ein elektrisches Feld an

Durch das erfindungsgemäße Verfahren wird er- 20 der Bildstoff suspension 14 zwischen den Elektroden reicht, daß in der Suspension vorliegende agglomeri- 11 und 16 erzeugt wird. Ein aus einer Lichtquelle 19, sierte Teilchen unmittelbar vor dem eigentlichen Bild- einem Diapositiv 21 und einer Optik 22 gebildeter erzeugungsschritt aufgespalten werden, so daß eine Projektor dient zur Belichtung der Suspension 14 Suspensionsschicht mit im wesentlichen homogener mit einem Lichtbild des zu reproduzierenden Ori-Verteilung der Teilchen in dieser Suspensionsschicht 25 ginalbildes 21. Die Durchsichtigkeit der Elektrode 11 vorliegt, wenn die Suspensionsschicht bildmäßig be- ist nur eine beispielsweise angeführte Eigenschaft und lichtet wird, und eine Wanderung der belichteten hat weder auf die sonstige Bilderzeugungsanordnung Teilchen hervorgerufen wird. Hierdurch läßt sich eine noch auf den Erfindungsgedanken eine Auswirkung, wesentlich verbesserte Bildschärfe bei den erzeugten Die dargestellte Anordnung ist lediglich als Anwen-Abbildungen erreichen. Bei Farbabbildungsverfahren, 30 dungsgebiet der Erfindung aufzufassen,
bei denen verschiedene Teilchen mit verschiedenen Die Sperrelektrode 16 hat die Form einer Rolle Pigmentstoffen und verschiedenen Ansprechberei- und ist mit einem leitfähigen Kern 24 versehen, der chen für die eingestrahlte elektromagnetische Strah- mit der Spannungsquelle 17 verbunden ist. Der Kern lung verwandt werden, lassen sich zusätzlich erheb- trägt eine Schicht eines Sperrelektrodenstoffes 26, liehe Verbesserungen in bezug auf die Farbreinheit 35 beispielsweise aus einem Polyvinylfuorid. Bei einer und den Farbton erzielen. derartigen Bilderzeugungsanordnung wird die Teil-Weitere zweckmäßige Ausgestaltungen des Ver- chensuspension mit dem zu reproduzierenden Bild fahrens sowie von Vorrichtungen zur Durchführung belichtet, während an die Sperrelektrode und die indes Verfahrens ergeben sich aus den Patentansprü- jizierende Elektrode durch Schließung des Schalters chen. 40 18 eine Spannung angeschaltet wird. Die Sperrelek-

Im folgenden soll die Erfindung näher an Hand trode wird über die Oberfläche der injizierenden Elek-

von in der Zeichnung dargestellten vorzugsweisen trode 11 bei geschlossenem Schalter 18 während der

Ausführungsbeispielen erläutert werden. In der Belichtung hinübergerollt. Durch die Belichtung

Zeichnung zeigt wandern die anfangs an der Elektrode 11 gebundenen

F i g. 1 eine schematische Darstellung einer Bild- 45 Teilchen durch die Trägerflüssigkeit und haften an erzeugungsvorrichtung, der eine Vorrichtung zur der Oberfläche der Elektrode 16 an, so daß auf der Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens injizierenden Elektrode ein Teilchenbild zurückzugeordnet ist, bleibt, welches ein Duplikat des Originalbildes 21 ist.

F i g. 2 eine schematische Darstellung einer Bild- Bei der in F i g. 1 gezeigten Anordnung ist ferner erzeugungsvorrichtung, der eine andere Ausführungs- 50 eine Rolle 30 vorgesehen, die die Oberfläche dei form einer Vorrichtung zur Durchführung des er- Sperrelektrodenrolle 16 vor der Bilderzeugung befindungsgemäßen Verfahrens zugeordnet ist, rührt. Außerdem ist eine Beschickungsvorrichtung 32 Fig. 3 bis 6 weitere Vorrichtungen zur Durch- für Bildstoffsuspension vorgesehen, die die Suspenführung des erfindungsgemäßen Verfahrens bei einer sion 14 auf die Oberfläche 26 der Elektrode 16 auf· Bilderzeugung, 55 bringt. Ein Abstreifstab 34 aus Glas oder einem an·

Fig.7 die Kraftwirkung auf ein innerhalb einer deren geeigneten Stoff bewirkt eine Schichtbildunf

Suspension agglomerierten Teilchen und der Suspension auf der Elektrodenrolle 16 mit ziem

F i g. 8 die Kraftwirkung auf ein Raumelement lieh gleichmäßiger Stärke. Die Rolle 30 ist mit einen

eines agglomerierten Teilchens. Motor W-I gekoppelt, der sie derart dreht, daß ihn

In F i g. 1 ist eine durchsichtige Elektrode 11 dar- 60 Oberflächengeschwindigkeit größer ist als diejenigi

gestellt, die aus einer optisch durchsichtigen Glas- der Sperrelektrode 16. Die Rolle 30 dreht sich in de

platte 12 und einer darauf aufgebrachten dünnen dargestellten Pfeilrichtung; ebenso ist jedoch aucl

und optisch durchsichtigen Schicht 13 aus Zinnoxid eine entgegengesetzte Drehung möglich, wenn dii

gebildet ist. Eine derartige Elektrode wird auch als Bildstoff suspension zwischen beiden Rollen hin

injizierende Elektrode oder Bilderzeugungselektrode 65 durchgelangen kann. Bessere Ergebnisse sind jedocl

bezeichnet. Auf der Oberfläche der injizierenden mit der dargestellten Drehrichtung möglich. Di

Elektrode 11 ist eine dünne Schicht feinverteiher Oberfläche 33 der Rolle 30 kann aus einem leitfähi

lichtempfindlicher Teilchen angeordnet, die in einer gen. einem halbleitenden oder einem nichtleitende!

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Stoff bestehen. Ein Ausführungsbeispiel einer derar- angezogen (weitere Einzelheiten der Bilderzeugung tigen Rolle besteht z.B. aus einem Metallkern mit werden im folgenden noch beschrieben). Die so beeiner darauf aufgebrachten elastomeren Schicht. Die anspruchte Bildstoffsuspension gelangt dann im BeRolle 30 kann insgesamt aus Metall bestehen und reich der Sperrelektrodenrolle 16 zur Bilderzeugung, ftarr oder elastisch, homogen oder inhomogen aus- 5 Schematisch ist eine Bewegungsvorrichtung dargegebildet sein. stellt, die eine Zahnstange 35 sowie entsprechende

Die Rolle 30, die Beschickungsvorrichtung 32 und Zahnräder auf den Achsen der Rollen 16 und 40 die Sperrelektrodenrolle 16 sind mechanisch mitein- umfaßt, so daß diese, quer über die Elektrode 11 beander verbunden bzw. in einem Gehäuse angeordnet, wegt werden können. Eine Halterung 36 verbindet so daß sie in einer festen relativen Lage zueinander io die Rollen miteinander, so daß ihre Bewegung gleichgemeinsam über die injizierende Elektrode 11 ge- sinnig und mit konstantem Abstand zueinander erführt werden, wenn das Bild links von der Sperr- folgt. Die Rollen können jedoch auch unabhängig elektrodenrolle 16 erzeugt wird. Die Bildstoffsuspen- voneinander bewegt werden, so daß die Halterung sion 14 gelangt aus der Beschickungsvorrichtung 32 nicht vorhanden ist.

zum Abstreifstab 34 und passiert diesen mit einer 15 Es treten geringe Unterschiede zwischen einer für die Elektrode 11 jeweils vorgegebenen Stärke. . Bilderzeugung mit einer direkt auf die Bildstoff-Allgemein beträgt diese 0,025 mm oder weniger zur suspension auf der Elektrode 11 einwirkenden Rolle Bilderzeugung zwischen den Elektroden 11 und 16. und einer Bilderzeugung mit einer auf die auf der

Ein Teil der zwischen die Rolle 30 und die Ober- Sperrelektrode 16 vorgesehene Suspension einwir-

fläche 26 der Rolle 16 gelangenden Suspension wird 20 kenden Rolle auf.

insgesamt um die Rolle 30 herum und mehrmals In F i g. 3 ist eine Anordnung ähnlich derjenigen zwischen beiden Rollen hindurchgeführt, während aus F i g. 2 dargestellt, bei der gleichfalls eine Beanein anderer Teil direkt zwischen die Rollen gelangt. spruchung der Bildstoffsuspension erfolgt. Hier bein beiden Fällen wird jedoch eine Druck- und eine steht jedoch die Vorrichtung, mit der das photo-Scherungswirkung auf sie ausgeübt. Die so bean- 25 elektrophorctische Abbildungsverfahren durchgespruchte Suspension bewegt sich dann mit der Ober- führt werden kann, aus einem Element 46, dessen fläche 26 der Sperrelektrodenrolle 16 weiter und untere Fläche 47 schräg zur injizierenden Elektrode "ird zwischen der Oberfläche 26 und der Oberfläche 11 angeordnet ist. Es bildet mit der Elektrode 11 1 der injizierenden Elektrode 11 belichtet. Die nicht einen sich verengenden Kanal, so daß die durch ihn zur Bilderzeugung auf der Elektrode 11 verbrauchte 30 hindurchgeführte Bildstoffsuspension äußeren Kraft-Suspension wird mit der Elektrode 16 wieder in den Wirkungen ausgesetzt ist. Die schräge Fläche kann Bereich der Beschickungsvorrichtung 32 bewegt und mit Federn 48 und 49 auf die Elektrode 11 gedrückt dort mit neuer Suspension für weitere Bilderzeugun- werden. Zur Einstellung des Winkels der Fläche 47 gen vermischt. Sie kann auch mit geeigneten Vor- zur Elektrode durch unabhängiges Verstellen der richtungen von der Oberfläche 26 entfernt werden. 35 Federn 48 und 49 oder einer anderen Druckvorrich-Vorzugsweise wird an die Rolle 30 aus noch zu be- lung ist das Einwirkungselement schwenkbar angeschreibenden Gründen eine elektrische Spannung ordnet.

angeschaltet, die gegenüber der Sperrelektrode 16 ne- Der Motor M-I bewirkt eine Bewegung des EIegativ ist. Dies erfolgt durch Anschließen einer elek- mentes 46 über die Bildstoffsuspension 14, wodurch trischen Spannungsquelle 31 an die Rolle 30 oder 40 im Bereich zwischen der Fläche 47 und der Obereinen leitfähigen Teil der Rolle 30, wenn diese bei- fläche 13 der Elektrode 11 eine Druck- und Schespielsweise mit einer nichtleitenden Gummischicht 33 rungswirkung auf die Bildstoffsuspension ausgeübt überzogen ist. wird. Dadurch ergibt sich ähnlich wie mit den Rollen

In F i g. 2 ist eine andere Ausführungsform einer 30 und 40 der zuvor beschriebenen Ausführungsfor-Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemä- 45 men eine Beanspruchung der Bildstoffsuspensibn ßen Verfahrens dargestellt, mit der Kraftwirkungen und damit eine verbesserte Bilderzeugung im Beauf die Bildstoffsuspension vor der tatsächlichen reich der Elektrodenrolle 16, die in beschriebener Bilderzeugung ausgeübt werden. Die Suspension ist Weise arbeitet. Eine elektrische Spannungsquelle 45 auf die injizierende Elektrode 11 auf geeignete ist mit ihrem negativen Pol mit dem Element 46 ver-Weise in Form einer mehr oder weniger dünnen 5o bunden. Wie noch beschrieben wird, ermöglicht dies Schicht aufgebracht. Vor der Bilderzeugung wird eine eine verbesserte Bilderzeugung mit den übrigen Teil-Rolle 40 über sie hinweggeführt, die eine gegenüber chen der Suspension. Da zwischen dem Element 46 ihrer Bewegungsgeschwindigkeit relativ schnelle und der Elektrode 11 ein elektrisches Feld herrscht, Drehgeschwindigkeit hat. Die Rolle 40 berührt die kann zwischen beiden ein Luftüberschlag auftreten. Bildstoffsuspension auf der injizierenden Elektrode 55 Um diesen zu verhindern, ist das Element 46 mil 11. Ihre Oberflächengeschwindigkeit liegt in der einer Nase 43· versehen, durch die der Zwischenraum Größenordnung von 100 bis 760 cm/sek über der Be- zur Elektrode 11 nicht mit Luft, sondern mit Bildwegungsgeschwindigkeit der Rolle quer über die Stoffsuspension gefüllt wird.

Elektrode. Dadurch wird die Suspension 14 zwischen In diesen Figuren sind die Winkel übertrieben dar-

der Elektrode 11 und der Oberfläche der Rolle 40 60 gestellt. Ferner kann das Element 46 abweichend vor

mechanisch beeinflußt. Durch Anschaltung einer ne- der gezeigten Keilform auch jede andere Form ha-

gativen Spannung an die Rolle 40 mit der Span- ben, wenn sichergestellt ist, daß seine untere Fläch«

nungsquelle 41 werden nicht nur Druck- und Sehe- die richtigen Kraftwirkungen auf die Bildstoffsuspen

rungsbeanspruchungen im Bereich 42 erzeugt, son- sion ausüben kann.

dem auch unerwünschte positiv geladene Pigment- 65 Fig.4 zeigt eine andere Ausführungsform eine

stoff teilchen, die bei einer »Löcher« injizierenden Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemä

und gegenüber der Sperrelektrode 16 postiven Elek- ßen Verfahrens, mit der ähnliche Ergebnisse wie dii

trode 11 zur Bilderzeugung nicht gebraucht werden. bereits beschriebenen erzielt werden und bei der dii

ίο

in F i g. 2 gezeigte Rolle 40 und das in F i g. 3 ge- sehen den Teilchen innerhalb des Agglomerate aul

zeigte Element kombiniert sind. Die auf die Suspen- wodurch sich jedes Teilchen von den anderen Teil

sion einwirkende Rolle 50 ist mit einem Element 52 chen befreit und in einem unanhängigen Zustan«

gekoppelt und an dessen unterer Fläche 53 angeord- bleibt, in dem es anderen Kraftwirkungen, wie ζ. Β

net. Mit dieser Vorrichtung wird die Bildstoffsus- 5 den elektrischen und elektromagnetischen Kräftei

pension beansprucht. Die Rolle 50 ist auf einer Achse bei der photoelektrophoretischen Bilderzeugung, aus

51 drehbar gelagert und dreht sich mit einer Ober- gesetzt wird. Das Brechen kann durch Scherungs

flächengeschwindigkeit, die wesentlich größer als oder Dehnungsbeanspruchung auftreten auch wem

ihre Quergeschwindigkeit über die Elektrode 11 ist. nur eine Scherung, ein Druck und elektrische Kraft

Dadurch werden Scherungs- und Druckbeanspru- io auf die Suspension einwirken,

chungen ähnlich wie mit der Rolle 30 in Fi g. 1 und Die Scherungsbeanspruchung der Suspensioi

der Rolle 40 in F i g. 2 erzeugt. Ferner arbeitet das wurde zwar vorstehend als unmittelbar vor der Bild

Element 52 in derselben Weise wie das Element 46 erzeugung durchzuführen beschrieben, experimentel

aus Fig. 3 und erzeugt eine zusätzliche Scherungs-, hat sich jedoch gezeigt, daß eine Pause von minde

Druck- und elektrische Beanspruchung, wie im Zu- 15 destens einigen Stunden und auch wesentlich größere

«ammenhang mit Fig.3 beschrieben wurde. Die Dauer zwischen dieser Beanspruchung und der Bild

Federn 54 und 55 ermöglichen eine Einstellung und erzeugung liegen kann, ohne daß eine Kombinatioi

Steuerung des gesamten Systems. Die Bilderzeugung der zerbrochenen Agglomerate auftritt

rwischen der Elektrodenrolle 16 und der injizieren- Die Wirkungsweise der Bilderzeugung mit eine

den Elektrode 11 wurde bereits beschrieben. Auch ao Bildstoffsuspension zwischen den Elektroden 11 un.

die Nase 43 ist aus den erläuterten Gründen vor- 16 ist derart, daß zwischen den Elektroden ein elek

gesehen. trisches Feld im Bilderzeugungsbereich erzeugt wird

Fig 5 zeigt eine andere Ausfuhrungsform einer wobei die injizierende Elektrode 11 positiv, die Sperr

Vorrichtung zur Erzielung der Banspruchung der elektrode 16 negativ gepolt ist. Die Teilchen der Bild

Bildstoff suspension Diese hat die Form eines abge- a₅ Stoffsuspension, die negativ geladen sind, haften als«

!tuften Elementes 61 dessen untere Flache 62 mit an der Löcher injizierenden Elektrode 11

Stufen versehen ist. Alle weiteren Einzelheiten dieser Bleibt der Schalter 18 in der dargestellten Weis.

Vorrichtung entsprechen den in Fig. 3 gezeigten. geöffnet und wird somit an die Elektroden 11 und K

päJnJ'iV ,Γ Ψ«™1 η Η⁸'?, tV H^S ϊί Ψ^{06 Spannun}S ^schaltet, so nehmen die suspen Elektrode 16 zugeordnet ist. Die der Elektrode 16 30 dierten Teilchen ledielich willkürliche Laeen inner zugewandte Oberfläche 61 dieses Elementes 60 ist halb ihrer TrägerfSSeU ein wfrdKen de gebogen und der Oberfläche der Elektrode 16 ange- Schalter 18 g«ilSeÄuS"ÄtfCoiS paßt. Diese Anpassung soll derart sein, daß ein kon- fläche 13 der Elektrode 11 positiv gegenüber dei vergierender Kanal gebildet ist, durch den die Bild- Oberflächen 26 der Sperrelektroden 16 wird, so be itoffsuspension hindurchgefühlt wird. Daher ist am 35 wegen sich die negativ eeladenen Teilchen auf dii Eintrittspunkt der Bildstoffsuspension der Abstand Elektrode 11, während"dos Sv^eeladene Teüchen zu zwischen dem Element 60 und der Elektrode 16 grö- Sperrelektrode iHÄIÄS IÄX ßer als am Austnttspunkt. Die Bildstoffsuspension Einfluß einer Strahlung, wie sie zur Bi derzeugunj wird mit einer Beschickungsvorrichtung 32 züge- verwendet wird.

führt und in beschriebener Weise mit einem Ab- 40 Οϊεςρΐν>ρ FrcA»i„,- ♦ ~ ■ ι. j π n 11 «treifstab 34 in ihrer Dicke bemessen. Die Elektrode η^Χ^^ΖίΤίΓα^Τ, f g efg 16 dreht sich in der dargestellten Pfeilrichtung und ten Anordnung odezwischen^en WrtehfrichK

achen der Elektrode 16 und der Oberflache 61 des zeigten Anordnungen auf. Die Wirkeinrichtung is Einwirkungselementes 60. Dieses ist gegenüber der ₄₅ gegenüber der Elektrodenoberfläche mk der sie ii

jungsflektroie 11. An das Element 60 und an die sjlit lefwSeinriSmig angeben,'« Elektrode 16 ist eine Spannung angeschaltet, wie daß sie an dieser anhaften „ndZ cnätPrP Bilder dies für die Rolle 30 und die Elektrode 16 in Fig. 1 ₅o zeugung nichtSrSS?liZt ^?
beschrieben wurde. Die Tpilrhpn ;_n λ» o^jT « · · j ■ t,

Fig. 7 zeigt schematisch ein stark vergrößeres leimig SNTe S ^ds _t ^to«!^usP^ensl°^{n s}'^nd ""* mikroskopisches Agglomerat von Teilchen Lerhalb beeinflußtWerten rS « ^tov*render Strahlun einer Suspension, üilrch die Pfeile sind die Beanspru- £Kakt tSf L^i£^g Γ* £1?*? ι°ιHe chungen dieses Teilchenagglomerates dargesteUt. Die 55 nehmS^TmeTainSr^nh¹¹.^·^t. \ Wei

Teilchen können aus dem gleichen Stoff bestehen, benh, diener iS ^Λ S^ff^ ^ Γ* ΐ
eleich groß und gleichsinnig geladen oder hinsieht: fS£ S £^Γϊ£? ^ ⁰T₁**"^ fich dieser Eigenschaften unterschiedlich sein. Sie scheTStSlS SL^ !f ^αβ°?^1βΐΛΤΑ können beispielsweise drei verschiedenartig gefärbte fläche de7mT4r3'n^i w ^' ^ "" **?
Teüchenarten sein, die zur subtraktiven Fa^nthese 60 Teüchen sind die ί^ t n^tü ^anß^eordnf
verwendet werden. Werden eine ScherungsbeLpru- chen S di zu L^h ^{β Π}, ^35"S⁸T⁸ ί chung und eine Druckbeanspruchung auf das Ag^Io- von eSer aktivS JnH^"f^{de Bdd}· ^Wenien ?^u tneraf ausgeübt, so verursachen die Scherungskräfte d°ese SuJch Η« ^Γ m° ^St,^rahlunß getroffen, so wire innere Spannungen in den Teilchen und im Agglo absorbiert und ' μ ^ ^hchi^emP^{findliche Te}i^lchfi tnerat selbst, so daß dieses längs seinen schwächten 6₅ SSSSw SS ^dieses '^eitfäh> ^ ^V Linien zerbricht. Die schwächsten Teile des Agglo- angesehen Sen Ϊ" ^WA^rden· ^ ^ ^beWf^g f merates sind im allgemeinen die Grenzflächen der Elektro!^-plre Τηί^κ ^^K%^neu erzeugten Loch-Teilchen zueinander. Deshalb tritt ein Brechen zw,- *£%£%££& £ ZfSZ&S

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11 12

umgebende elektrische Feld zwischen den beiden nen die Teilchen eine elektrostatische Ladung anElektroden getrennt. Die negativen Ladungsträger nehmen, so daß sie von einer der Elektroden einer dieser Loch-Elektron-Paare bewegen sich zur po- Bilderzeugungsanordnung abhängig von ihrer Lasitiven Elektrode 11, während die positiven Ladungs- dungspolarität angezogen werden. Einige der Teilchen träger sich zur Elektrode 16 bewegen. Die negativen 5 können positiv, andere negativ und weitere bipolar Ladungsträger nahe der Grenzschicht zur Elektrode sein. Die »falsche« Polarität der Teilchen kann die 11 können sich über den sehr kurzen Zwischenraum Bilderzeugungseigenschaften beeinträchtigen, indem zwischen den Teilchen und der Oberfläche 13 bewe- sie einige der »richtigen« Teilchen abschirmen oder gen und verlassen die Teilchen, wodurch diese nach mit einigen der »richtigen« Teilchen agglomerieren, ausreichenden Ladungsübergang eine positive Ei- io bevor die bildmäßig verteilte Teilchenwanderung eingenladung erhalten. Die jetzt positiv geladenen Teil- tritt. Dieses Verhalten verursacht eine Aussonderung chen werden von der positiven Oberfläche der Elek- potentieller Bilderzeugungsteilchen aus dem System, trode 11 abgestoßen und von der negativen Sperr- während andere noch zur Verfügung stehen, elektrode 16 angezogen. Werden also die Teilchen Durch die elektrische Vorspannung der Wirkein-

durch eine aktivierende Strahlung getroffen, für deren 15 richtung können Teilchen der »falschen« Polarität Wellenlänge sie empfindlich sind, d. h. bei der sie die aus der Suspension entfernt oder zumindest weit-Bildung von Loch-Elektron-Paaren ermöglichen, so gehend von der mit dem Mechanismus in Wechselbewegen sie sich von der Elektrode 11 zur Elektrode wirkung stehenden Elektrode getrennt werden. Durch 16 und lassen lediglich Teilchen zurück, die nicht die erzeugten Beanspruchungen zerbrechen die aggloausreichend von elektromagnetischer Strahlung ihres ao merierten Teilchen, so daß die Vorspannung dann Empfindlichkeitsbereiches getroffen wurden. »falsch« geladene Teilchen vor der Bilderzeugung

Sind alle Teilchen einer derartigen Anordnung aus dem System aussondern kann. Ist der Einwirempfindlich für nur eine Lichtwellenlänge und wird kungsmechanismus nicht vorgespannt, so wird trotzeine Belichtung nur mit Licht dieser Wellenlänge dem ein Zerbrechen der Agglomerate verursacht, vorgenommen, so wird durch Absonderung von 35 jedoch ohne den zusätzlichen Vorteil der Aussonde-Teilchen von der Oberfläche der injizierenden Elek- rung nicht zur Bilderzeugung brauchbarer Teilchen, trode 11 und Zurückbleiben von Teilchen in den Es sei ein subtraktives Mehrfarbenverfahren mit

nicht belichteten Flächenteilen auf der injizierenden drei verschiedenen Farben betrachtet, bei dem die Elektrode 11 ein Positivbild erzeugt. Werden alle Bildstoffsuspension magentafarbene, gelbe und cyan-Polaritäten der Anordnung umgekehrt, so kann die 30 farbene Teilchen enthält, die für grünes, blaues und Elektrode 11 bei Belichtung von den an ihr gebun- rotes Licht empfindlich sind. Es sei angenommen, denen Teilchen injizierte Löcher aufnehmen, und die daß eine Belichtung mit grünem Licht vorgenommen Elektrode 16 ist eine Sperrelektrode, die keine Löcher wird. Unter optimalen Bedingungen absorbieren die in die Teilchen injizieren kann, wenn diese mit ihrer magentafarbenen Teilchen dieses Licht, während die Oberfläche in Berührung kommen. Die Bilderzeu- 35 cyanfarbenen und die gelben Teilchen es reflektieren, gungsanordnung kann mit Teilchendispersionen ar- Die durch Absorption der Strahlung leitfähig geworbeiten, deren Teilchen zunächst eine positive oder denen Teilchen tauschen mit der injizierenden Eleknegative Eigenladung haben oder deren Teilchen La- trode in beschriebener Weise Ladungen aus. Die madungen beider Polaritäten enthalten. Im letzteren gentafarbenen Teilchen werden durch ihre Aktivie-Falle begünstigt die Spannung am Einwirkungs- 40 rung mit grünem Licht positiv und wandern von der mechanismus die Eentfemung von Teilchen der je- injizierenden Elektrode ab. Die cyanfarbenen und weils nicht erwünschten Polarität aus dem Bild- die gelben Teilchen bleiben isolierend und werden erzeugungssystem. nicht beeinflußt, da ihre Lichtempfindlichkeit für den

Die bei einer derartigen Anordnung verwendeten grünen Bereich des Spektrums nur gering oder nicht Spannungen während der Bilderzeugung können zwi- 45 vorhanden ist. Die magentafarbenen Teilchen wanschen 300 und 5000 Volt liegen. Abhängig vom je- dem infolge ihrer Leitfähigkeit selektiv auf die neweiligen Verwendungszweck kann die Bildstoffsus- gative Sperrelektrode. Auf diese Weise ergibt sich pension 14 eine, zwei oder mehr verschiedene Teil- eine Farbreproduktion des grünen Lichtes in bildchenarten unterschiedlicher Färbung und mit unter- mäßiger Verteilung auf der injizierenden Elektrode schiedlichen Empfindlichkeitsspektren enthalten. Bei 50 durch subtraktiven Farbauszug. Dies bedeutet, daf einem Einfarbenverfahren haben die in der Suspen- die cyanfarbenen und gelben Teilchen bei Betrach sion 14 verwendeten Teilchen eine beliebige Farbe tung grün erscheinen, und erzeugen Bilder mit dieser Farbe, wobei die Lage Eine Einschränkung einer wirksamen Farbausson

ihrer Empfindlichkeit innerhalb des Spektrums rela- derung bei dem vorstehend beschriebenen photoelek tiv unwichtig ist, solange sie in einem Bereich des 55 trophoretischen Abbildungsverfahren tritt durch di Spektrums liegt, in dem auch eine Lichtquelle der Agglomeration verschiedenartig gefärbter Pigment üblichen Art arbeitet. Bei einem Mehrfarbenverfah- Stoffteilchen auf. Bei Anwendung der Erfindung wer ren sind die Teilchen derart ausgewählt, daß sie ent- den diese Agglomerate zerbrochen, so daß eine ge sprechend ihrer unterschiedlichen Färbung auf ver- nauere Farbtrennung und damit eine bessere Bild schiedene Wellenlängen des sichtbaren Spektrums 6° erzeugung möglich ist Die Theorie und die Aus ansprechen und damit eine Farbentrennung ermög- führung des Verfahrens gelten in gleicher Weis liehen. Unabhängig von der Erzeugung einfarbiger aber auch für Einfarbenverfahren sowie für Druck oder mehrfarbiger Bilder sollen vorzugsweise relativ verfahren oder andere Abbildungsverfahren, bei de kleine Teilchen verwendet werden, da diese bessere nen gleichfalls Agglomerationen von Teilchen i und stabilere Dispersionen bilden und Bilder höherer 65 einer Suspension aufgebrochen werden müssen. Die i Auflösung erzeugen, als dies mit größeren Teilchen der Suspension vorhandenen Teilchen bilden b( möglich wäre. kanntlich aurch elektrostatische und Van-der-Waal:

Bei ihrer Suspension in der Trägerflüssigkeit kön- sche-Kräfte sowie durch geringe mechanische Bii

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dungskräf te Agglomerate. Diese Kräfte sind im Ver- Bildqualität bestätigt werden. Die folgenden Beispiele gleich zu den elektrostatischen Kräften, die auf die wurden mit einer Anordnung der in F i g. 1 dargegesamte Suspension einwirken, bemerkenswert und stellten Art durchgeführt. Die Einwirkungsrolle 30 führen zum Zusammenlagern der Teilchen in der hatte einen Durchmesser von etwa 6,5 cm. Die Bild-Suspension, da zwischen den Teilchen geringe Ab- 5 erzeugungsgeschwindigkeit, die gleich der Bewegungsstände herrschen, geschwindigkeit der Elektrodenrolle 16 ist, betrug

Bei einem Mehrfarbenverfahren bestehen die etwa 3,8 cm/sec. Die verwendete Bildplatte hatte eine Agglomerate, die durch diese und andere Vorgänge Größe von 10 χ 10 cm und wurde mit 2150 bis wie z. B. Kugelmahlen bei der Herstellung gebildet 3200 Lux belichtet. Eine Suspension mit 845 g Teilwerden, aus verschiedenartig gefärbten Pigmentstoff- io chen pro Liter enthielt als Trägerflüssigkeit Mineralteilchen, wobei die Eigenladung insgesamt negativ öl. Die an die Elektroden während der Bilderzeugung oder positiv ist. Durch das Verhalten des Agglomera- angeschaltete Spannung betrug 2000 bis 4000 Volt, tes als eine Einheit tritt ein Fehler in der Farben- Die in der Suspension verwendeten Teilchen wurden trennung auf, da die nicht bestrahlten Teilchen mit in einer Kugelmühle 48 Stunden lang gemahlen, um den bestrahlten Teilchen fälschlicherweise wandern 15 ihre Größe zu reduzieren und eine stabilere Disper- oder die bestrahlten teilchen nicht wandern können, siun zu erzeugen und damit die Auflösung der erweil sie mit den nicht bestrahlten Teilchen verbun- zeugten Bilder zu verbessern,
den sind. Als Pigmentstoffe wurden verwendet: als cyan

Bei einem Einfarbenverfahren wandern die Teil- Pigmentstoff eine Mischung der alpha- und der betachen, wenn Energie mit einer Wellenlänge innerhalb ao Form metallfreien Phthalocyanins, als magenta Pigdes panchromatischen Spektrums der Teilchenemp- mentstoff l-(4'-Methyl-5'-chlorazobenzol-2'-sulfonfindlichkeit die Teilchen trifft. Man nimmt an, daß säure)-2-hydroxy-3-nahpthensäure, als gelber Pigdie Energieabsorption und das dadurch erfolgende mentstoff N-2"-Pyridyl-8,13-dioxodinaphtho-(2,l-Ansprechen des Teilchens von der der Strahlung 2',3')-furan-6-carboxamid.

ausgesetzten Oberfläche eines Teilchens abhängt. Das as Die Belichtung erfolgte mit einer Lampe von 2800 Verhältnis von Oberfläche zu Masse der Teilchen bis 3400° K durch ein kontinuierlich getöntes Grauwird verringert, wenn einige Teilchen agglomerieren. filter neutraler Dichte, das als Folie über mehrere Daher sind dann größere Energiewerte erforderlich, primäre Farbfilter und neutrale Interferenzfilter zur um eine Wanderung der agglomerierten Teilchen zu Bildung eines Farbkeils und Messung der Empfindbewirken, als sie zur Wanderung individueller Teil- 30 lichkeit der Suspension aufgebracht war.
chen nötig wären, die nicht zusammenhaften. Die Geschwindigkeit der Einwirlcungsrolle 30 re-

Sind die Bindungskräfte innerhalb der Agglomerate lativ zu der Geschwindigkeit der Rollenelektrode 16

in ihrer Stärke bestimmt, so müssen die zur Über- in der in F i g. 1 dargestellten Richtung betrug

windung dieser Kräfte und zur Zerstörung der Agglo- 330 cm/sec. Die Einwirkungsrolle führte eine Span-

meratstruktur erforderlichen kritischen Spannungen 35 nung von — 125 Volt relativ zur Rollenelektrode 16.

erzeugt werden. Dies erfolgt durch Erhöhung der Der entwickelte maximale hydrodynamische Druck

äußeren Einwirkungen, wodurch der innere Span- betrug 1,05 at. Die folgenden Ergebnisse wurden bei

nungszustand innerhalb der Teilchenagglomerate den Verwendung einer Wolframfarbenlampe und dem

zu deren Zerfall erforderlichen Spannungswert über- vorstehend beschriebenen Testbild erhalten. Es folgt

steigt. Dadurch tritt eine Teilchentrennung und da- 40 eine Aufstellung von Werten des Vergleichs der opti-

mit eine bessere Bilderzeugung auf. malen Ergebnisse mit Einwirkungsrolle and der Er-

Die mit den verwandten Wirkeinrichtungen erzeug- gebnisse ohne Einwirkungsrolle, wobei Δ Ό = die Än-

ten äußeren Krafteinwirkungen auf die agglomerier- derung der analytischen Dichte mit Einwirkung ge-

ten Teilchen kommen in der Kontaktzone zwischen genüber der analytischen Dichte ohne Einwirkung ist.

der Oberfläche der Einrichtungen und der ihnen 45

jeweils zugeordneten Elektrode zur Wirkung. In die- ~^ _Ä„_derungen der analytischen Dichte der

ser Zone treten drei bestimmte Kraftwirkungen auf, Pigmentstoffe

die auf die agglomerierte Suspension einwirken. , „ „ _tnu _, , _n „ .,

τν ν ··«» -J-I-Jj-Lr.! Δ D Cyan a D Magenta Δ D Gelb

Diese Kräfte sind eine hydrodynamische Scherungs- 1 -

kraft, eine hydrodynamische Druckkraft und eine 50 elektrische Kraftwirkung, wenn ein elektrisches Feld erzeugt wird. Es wurde die Theorie entwickelt, daß bei Überschreiten eines Schwellwertes der Kraftwirkung ein Teilchenagglomerat so beansprucht wird, D_mi„

daß eine Teilchentrennung und damit eine Farbtren- 55 Neutral +0,10 + 0,09 +0,12 nung auftritt. Dieser strukturelle Zerfall muß entsprechend einer der allgemein gültigen Zerfallstheo- Eine Änderung der Dichte wurde festgestellt bei rien für Festkörper erfolgen. Die normalerweise auf einer Relativgeschwindigkeit zwischen der Ein < irdie Teilchen in der Bildstoffsuspension während der kungsrolle 30 und der Sperrelektrode 16 von Bilderzeugung einwirkenden Kräfte sind zu gering, um 60 50 cm/sec bei einem Ladungsdifferenzial von einen strukturellen Zerfall der Teilchen zu bewirken. — 100 Volt zwischen Einwirkungsrolle und Elektro-Nur bei Vorhandensein hydrodynamischer Spannun- denrolle sowie einem hydrodynamischen Suspensionsgen und Druckkräfte ergibt sich eine ausreichend druck von 0,35 at.

hohe resultierende Spannung, die ein Teilchenagglo- Verbesserungen der Bilddichte wurden ferner fest-

mcrat beeinträchtigen kann und damit eine verbesserte 65 gestellt mit einer Relativgeschwindigkeit zwischen der

Bilderzeugung und Farbentrennung bei einem Mehr- Einwirkungsrolle und der Elektrodenrolle 16 von

farbenverfahren zur Folge hat. Diese Theorie konnte 660 cm/sec, einem Spannungsunterschied von

exDerimentell durch bessere Farbentrennung und — 600 Volt zwischen Einwirkungsrolle und Elektro-

Cyan	+ 0,62	+ 0,10	-0,06
Magenta	+ 0,16	+ 0,66	-0,41
Gelb	+ 0,12	+ 0,09	+ 0,17

ΛΟ

denrolle 16 und einem hydrodynamischen Suspentionsdruck von 2,1 at.

Die vorstehend genannten Parameter haben keine kritische Bedeutung, und einige der experimentell erhaltenen Werte bedeuten keine notwendige Einschränkung des erfindungsgemäßen Verfahrens. Einige Ergebnisse ergaben sich lediglich aus Einschränkungen des für die Experimente verwendeten Mechanismus und sollen nicht als Grenzwerte angesehen werden, über oder unter denen bei einer be- ίο stimmten Bildstoffsuspension kein Vorteil erreichbar ist.

Es werden einige Annahmen gemacht, um allgemeingültige Regeln für die Kraftwirkungen auf zu den geprüften unterschiedliche Teilchensuspension festzulegen. Die zur Bildung und Beibehaltung von Agglomeraten auftretenden inneren Spannungen sind grundsätzlich sehr klein und müssen zur Teilchentrennung überwunden werden. Auch in Teilchensuspensionen, die anders ausgebildet sind als die geprüften, sind die die Teilchen bindenden Kräfte relativ gering, verglichen mit den durch die erfindungsgemäßen Vorrichtungen erzeugten Kräften. Wegen der vielen Variationsmöglichkeiten der erfindungsgemäßen Einwirkungsvorrichtungen können die Seherungsspannungen mit dem Faktor 100 multipliziert werden, ohne ein Bilderzeugungssystem wesentlich zu beeinträchtigen. Daher kann für jede gegebene Bildstoffsuspension, auch wenn diese Teilchenbindungen mit gegenüber der geprüften Suspension hundertfacher Stärke enthält, die zur Zerstörung der Agglomerate richtige Kraftwirkung bestimmt werden, so daß die vorstehend beschriebenen Verfahrensund Vorrichtungsarbeiten zur Erzeugung dieser Kraftwirkungen angewendet werden können.

Die vorstehend beschriebene Theorie kann auf Teilchensuspensionen für beliebige Anwendungszwecke herangezogen werden, bei denen agglomerierte Teilchen in einzelne Teilchen aufgespalten werden sollen, um eine bessere Wirkung zu erhalten.

Im folgenden wird ein mathematisches Modell beschrieben, das die Wechselbeziehungen zwischen der Viskosität der Suspension, den elektrischen Kraftwirkungen, der hydrodynamischen Scherungswirkung und der hydrodynamischen Druckwirkung einer Suspension darstellt. Durch Einsetzen der verschiedenen bekannten Größen eines gegebenen Systems in eine Formel können die zum Zerfall eines Teilchenagglomerates innerhalb einet Teilchensuspension erforderliche Scherungswirkung, Druckwirkung oder elektrische Kraftwirkung bestimmt werden.

Es ist davon auszugehen, daß das gemäß der Erfindung angewandte Verfahren und die zu dessen Durchführung verwandten Einrichtungen die auf die Teilchen innerhalb einer Suspension einwirkenden maximalen Kräfte verstärken, die Teilchenagglomerate zerstören und damit die Bilderzeugung, die Farbentrennung und/oder die Gleichmäßigkeit einer Bildstoffschicht verbessern.

Die beschriebenen Vorrichtungen zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens ermöglichen eine äußere Kraftwirkung auf die agglomerierten Teilchen, die eine Anhebung des Spannungspegels innerhalb der agglomerierten Teilchen auf den zur strukturellen Trennung in diskrete Teilchen erforderlichen kritischen Werte verursacht.

Die zur Verbesserung der Bilderzeugung und der Farbentrennung bei Mehrfarbenverfahren oder der Bilderzeugung bei Einfarbenverfahren und zum Zerbrechen der Agglomerate erforderlichen Werte können auf der Grundlage der verschiedenen Variablen einer Bilderzeugungsvorrichtung und der Bildstoffsuspension selbst bestimmt werden. Das folgende mathematische Modell beschreibt die zur Erzielung der gewünschten Ergebnisse erforderlichen Parameter. Zur Erläuterung dienen die F i g. 7 und 8.

F i g. 7 zeigt ein agglomeriertes Teilchen, das sich innerhalb der Kontaktzone 42 in F i g. 2 zwischen der Einwirkungsrolle und der ihr zugeordneten Elektrode befinden soll. Ferner sind in Fig.7 auch die auf das Teilchen innerhalb der Suspension einwirkenden Kräfte dargestellt. Die Kräfte F werden durch das elektrische Feld erzeugt, die Kräfte ρ stellen die Druckwirkung auf das Agglomerat dar, die gleich dem Druck innerhalb der Suspension im Bereich des Agglomerates ist. Die Kräfte T sind die auf das Agglomerat einwirkenden Scherungskräfte oder die Scherungsspannung innerhalb der Suspension in der Berührungszone.

F i g. 8 zeigt ein Raumelement innerhalb des agglomerierten Teilchens sowie die darauf einwirkenden Kräfte in vereinfachter mathematischer Darstellung. Die Kräfte ρ geben den durch die Suspension auf das Teilchen und damit auf das Raumelement im Teilchen einwirkenden Druck an. Die auf das Teilchen einwirkende elektrische Kraft ist mit q bezeichnet, während die Kraft T die Scherungsspannung am Raumelement ist.

Wird das Raumelement innerhalb eines Agglomerats in der Kontaktzone betrachtet und die Scherungsspannung des Agglomerats und innerhalb der Suspension in dieser Zone als durch eine in einer Richtung verlaufende viskose Strömung verursacht

vorausgesetzt, so ist die Scherungsspannung T — μ _d·- wobei μ die scheinbare Viskosität der Suspension und —— die Scherungsgcschwindigkeit innerhalb der

Flüssigkeit ist. Die in F i g. 7 dargestellte Kraft F, die auf das Teilchen einwirkt, erzeugt eine elektrische

Beanspruchung q = -=-, wobei D eine charakteristische Länge des Teilchens ist. Diese Beanspruchung wirkt in einer Richtung, da das elektrische Feld ir der Kontaktzone ausgebildet ist.

Aus den Darstellungen der F i g. 7 und 8 könner die folgenden Bearispruchungskomponenten inner halb des Agglomerats bestimmt werden. Es wird an genommen, daß die Beanspruchungswerte am Schnitt punkt der vertikalem Mittellinie der Einwirkungsein richtung mit der Tangentialebene der berührende! Elektrode maximal sind.

+ (3p

q)a* = (3p¹ - 2pq + {p*-p*q -

τ == Six

¹ max

Six ~

In der vorstehenden Formel sind a„ die Haup spannung mit den drei Komponenten o_p ,, σ_ρ2 und σ_ρ

■TO S98/3

wobei Op j >
nerhalb des

σ_{ρ 2} > σ_ρ 3 und diese Komponenten inTeilchens auftreten. Ferner ist Z_n die oktaedrische Scherungsspannungskomponente innerhalb des Teilchens, ρ der dynamische Druck innerhalb der Flüssigkeit, q die elektrische Kraftwirkurig auf das Teilchen, T die dynamische Scherungsspannung innerhalb der Flüssigkeit und T_mox die maximale Scherungsspannung, eine Scherungskomponente innerhalb des Teilchens.

Überschreitet die Spannungskomponente, die den Strukturzerfall des Teilchenagglomerats charakteristisch bestimmt, beispielsweise die Scherungsspannung, den dazu kritischen Wert, so zerfällt das Agglomerat in diskrete Teilchen. Diese können dann in der weiter oben beschriebenen Weise individuell eine bessere Wirkung innerhalb der Bildstoffsuspension erzielen.

Obwohl das meathematische Modell zur Erklärung der Zerfallstheorie eines Teilchenagglomerats auf der Theorie des Zerfalls bei maximaler Sehe- ao rungssppnnung basiert, können die experimentell auswertbaren Agglomeratzerfäile durch andere Zerfallstheorien, beispielsweise mit der Theorie der Hauptspannung, erklärt werden. Auch wenn eine andere Theorie zur Erklärung dieser Vorgänge anwendbar ist, bedeutet dies keine Einschränkung für das vorstehend beschriebene erfindungsgemäße Verfahren sowie die Einrichtungen zu dessen Durchführung, auf deren Wirkung auch das oben erläuterte mathematische Modell anwendbar ist.

Durch die vorstehend beschriebenen Theorien und dementsprechend durchgeführten Experimente zeigt sich ein weiterer wesentlicher Vorteil der mit hoher Geschwindigkeit rotierenden Rolle, wie sie beispielsweise in Fig. 1 dargestellt ist. Bei Anwendung in einer der dargestellten Anordnungen wird eine relativ gleichmäßige dünne Schicht der Suspension nahe der mit hoher Geschwindigkeit rotierenden Rolle erzeugt, nachdem die Schicht mit der Rolle in Berührung gekommen ist.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims (20)

Patentansprüche:

1. Photoelektrisches Abbildungsverfahren, bei dem an eine Teilchensuspensionsschicht zwischen wenigstens zwei Elektroden während der Beiichhing der Teilchensuspensionsschicht mit einer elektromagnetischen Strahlung in Bildkonfiguration ein erstes elektrisches Feld angelegt wird, dadurch gekennzeichnet, daß vor der Belichtung der Teilchensuspension auf die Teilchen in der auf einer der Elektroden befindlichen Suspension eine hydrodynamische Druckkraft und gleichzeitig eine hydrodynamische Schelungskraft von solcher Größe ausgeübt werden, daß die zwischen agglomerierten Teilchen wirk- »amen Bindungskräfte überwunden werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß gleichzeitig während der Wirkung der hydrodynamischen Druck- und Scherungskräfte auf die Teilchen in der Suspension ein zweites, die Teilchensuspension durchsetzendes elektrisches Feld auf die Teilchen einwirken gelassen wird.

3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das zweite elektrische Feld mit einer Spannung von 50 bis 600 Volt erzeugt wird.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß Scherungskräfte von 0,35 bis 2,1 at und Druckkräfte von 0,7 bis 1,4 at erzeugt werden.

5. Vorrichtung zur Erzeugung von photoelektrischen Abbildungen aus einer Teilchensuspenfionsschicht mit einer ersten Elektrode, auf der das zu erzeugende Bild hergestellt wird, mit wenigstens einer zweiten, mit der Teiichensuspen-Sionsschicht derart in Berührung stehenden Elektrode, daß die Suspensionsschicht zwischen den Elektroden gehalten wird, mit Einrichtungen, um twischen den Elektroden ein erstes elektrisches Feld zu erzeugen, und mit Einrichtungen, um die Suspensionsschicht mit einem Bild zu belichten, dadurch gekennzeichnet, daß eine Einrichtung zur Erzeugung von hydrodynamischen Druck- und Scherungskräften in der Suspensionsschicht mit einer relativ zu einer der Elektroden (11, 16) beweglichen, schräg gegen diese Elektrode verlaufenden, und einen konvergierenden Spalt hiermit bildenden Fläche (47, 60) vorgesehen ist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Flächen (47) an ihrer der Elektrode (11) zugewandten Kante in einem elektrische Überschläge verhindernden zurückgebogenen Vorsprung (43) endet.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 Oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Winkel der Fläche (47) gegenüber der Elektrode (11, 16) verstellbar ist.

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß in der Fläche (53) ein quer zur Bewegungsrichtung verlaufender, eine Rolle (50) drehbar aufnehmender Schlitz vorgesehen ist und daß eine RoIIe(SO) zu einer von der Bewegung der Fläche unabhängigen Rotation mit einer Antriebsvorrichtung gekoppelt ist.

9. Vorrichtung zur Erzeugung von photoelektrophoretischen Abbildungen aus einer Teilchensuspensionsschicht mit einer ersten Elektrode, auf der das zu erzeugende Bild hergestellt wird, mit wenigstens einer zweiten, mit der Teilchensuspensionsschicht derart in Berührung stehenden Elektrode, daß die Suspensionsschicht zwischen den Elektroden gehalten wird, mit Einrichtungen, um zwischen den Elektroden ein erstes elektrisches Feld zu erzeugen, und mit Einrichtungen, um die Suspensionsschicht mit einem Bild zu belichten, dadurch gekennzeichnet, daß zur Erzeugung von Druck- und Scherungskräften in der Suspensionsschicht eine in Berührung mit der Suspensionsschicht relativ gegenüber einer Elektrode bewegliche Einrichtung (61) vorgesehen ist und daß die Einrichtung (61) mit einer der Suspensionsschicht zugewandten, abgestuften und in Bewegungsrichtung einen sich erweiternden SpaU bildenden Fläche (62) versehen ist.

10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtungen zur Erzeugung von Druck- und Scherungskräften mit einer Anordnung zur Einstellung ihres Abstandes zu der mit ihnen zusammenwirkenden Elektrode (11,16) gekoppelt sind.

11. Vorrichtung zur Erzeugung von photoelektrophoretischen Abbildungen aus einer Teilchensuspensionsschicht mit einer ersten Elektrode, auf der das zu erzeugende Bild hergestellt wird, mit wenigstens einer zweiten, mit der Teilchensuspensionsschicht derart in Berührung stehenden Elektrode, daß die Suspensionsschicht zwischen den Elektroden gehalten wird, mit Einrichtungen, um zwischen den Elektroden ein erstes elektrisches Feld zu erzeugen, und mit Einrichtungen, um die Suspensionsschicht mit einem Bild zu belichten, dadurch gekennzeichnet, daß eine Einrichtung zur Erzeugung von Druck- und Scherungskräften in der Suspensionsschicht mit einem relativ zu einer der Elektroden unter Schlupf beweglichen Element (30, 40) mit endloser Oberfläche vorgesehen ist.

12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß das Element mit endloser Oberfläche aus einer Rolle (30, 40) besteht, die mit einer Vorrichtung zum Drehantrieb der Rolle gekoppelt ist.

13. Vorrichtung nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Elektrode (16) als über die erste Elektrode (11) abrollbarer Zylinder ausgebildet ist und daß das Element (30) mit endloser Oberfläche (33) der zweiten Elektrode zugeordnet ist und mit der zwischen ihm und der zweiten Elektrode (16) vorgesehenen Suspensionsschicht (14) in Gleitberührung steht.

14. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Gleitberührung mit einer Bewegung des Elementes (30) erfolgt, die derjenigen der zweiten Elektrode (16) entgegengesetzt gerichtet ist.

15. Vorrichtung nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, daß das Element mit endloser Oberfläche (40) der ersten Elektrode (11) zugeordnet ist und in Gleitberührung mit der Suspensionsschicht (14) relativ zur ersten Elektrode (11) bewegbar ist, bevor zwischen der ersten und der zweiten Elektrode eine Bilderzeugung stattfindet.

16. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberflächengeschwindigkeit des Elementes (30) mit endloser Oberfläche (33) um 50 bis 760cm/sek höher ist als die Oberfläche^igeschwindigkeit der zweiten Elektrode (16).

17. Vorrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß das Element (40, SO) mit endloser Oberfläche mit einer um 50 bis

Aussonderung verschiedener Eildfarben werden Mischungen zweier oder mehr verschiedenartig gefärbter Teilchenarten mit unterschiedlichem Empfindlichkeitsspektrum verwendet. Die Teilchen solcher Mi-5 schungen haben entweder voneinander getrennte oder sich gegenseitig überlappende Empfindlichkeitsspektren und können zur subtraktiven Farbsynthese verwendet werden.
Bei einem Verfahren der vorstehend beschriebenen

760 cm/sek höheren Oberflächengeschwindigkeit io Art haben die in der Suspensionsschicht dispergierten

gedreht wird als seine Relativbewegung gegen- Teilchen wahrscheinlich unterschiedliche Größen und

über der ersten Elektrode (11). Formen. Aus diesen und anderen Gründen scheinen

18. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 die Teilchen zusätzlich auch in Folge unterschiedbis 17, dadurch gekennzeichnet, daß eine Ein- licher elektrischer Ladungen innerhalb einer neutrarichtung (31,41, 45) zur Erzeugung eines den von 15 len Mischung zur Agglomeration zu neigen. Dies ist Scherungskräften und Druckkräften beaufschlag- in verstärktem Maße bei einem Mahrfarben verfahren ten Teil der Suspensionsschicht durchsetzenden der Fall, bei dem verschiedenartig gefärbte Teilchenzweiten elektrischen Feldes vorgesehen ist. arten in einer Suspension verwandt werden. Bei

19. Vorrichtung nach Anspruch 18, dadurch einem einfarbigen Verfahren wird hierdurch die Bildgekennzeichnet, daß die Einrichtung zur Erzeu- so schärfe beeinträchtigt. Bei einem Mehrfarbenabbilgung des zweiten elektrischen Feldes eine Span- dungsverfahren werden hierdurch sowohl die Schärfe nungsquelle (31, 41, 45) umfaßt, die mit einer wie auch der Farbton der Farbbilder beeinträchtigt, der Einrichtungen (33, 40, 45, 52, 60, 61) zur da anscheinend manche bestrahlten Teilchen durch Erzeugung von Druck- und Scherungskräflen in die Agglomeration an einer Wanderung gehindert der Suspensionsschicht und einer Elektrode (11, 25 werden, während andererseits bestrahlte und wan-16) verbunden ist. dernde Teilchen andere Teilchen mit sich ziehen,

20. Vorrichtung nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung (40) zur Erzeugung von Druck- und Scherungskräften in der

die an sich nicht wandern sollen.

Aus der US-Patentschrift 33 84 565 ist bereits ein photoelektrisches Abbildungsverfahren der eingangs