Brevet FR2153211A1 — publié le 19730504

La présente invention concerne les systèmes de formation d'image en général, et plus particulièrement ceux de formation d'image par photoélectrophorèse. Un système de reproduction par électrophorèse s'est récemment révèle capable de produire des images en couleur par l'emploi de particules électriquement photosensibles. Cette procédure est détaillée et révélée dans les brevets US No 3.383.993 de Shu Hsiung Yeh; No 3.384.565 de V. Tulagin et al et No 3.384.566 de H.E. Clark tous du 21 Mai 1968. Dans un tel système de formation d'image, des particules absorbant la lumière, différemment colorées, sont en suspension dans un porteur liquide non conducteur. On place la suspension entre des électrodes soumises à une différence de potentiel, puis on l'expose a une image. Lors de l'achèvement de ces phases, une migration sélective de particule a lieu dans une configuration imagée, produisant une image visible sur l'une ou les deux électrodes.Dans un système monochrome, une seule image en couleur, analogue à la photographie en noir et blanc est produite. Dans un système polychrome, des images en couleur naturelle peuvent être formées par l'emploi de mixtures de particules de deux couleurs différentes, voire plus, qui sont sensibles à la lumière d'une longueur d'onde spécifique ou d'une bande étroite de longueurs d'ondes. Le potentiel appliqué travers la suspension de formation d'image, entre les électrodes, est normalement de l'ordre de plusieurs milliers de volts, en vue de l'obtention d'images de qualité optimale. Ce potentiel élevé est maintenu entre une paire d'électrodes, dont l'une, de préférence conductrice, est appelée électrode d'injection et dont l'autre présentant une surface isolante appuyee sur un coeur conducteur, est dénommée électrode de blocage. Normalement, une de ces électrodes est transparente et l'image a reproduire est projetée sur la suspension a travers l'électrode transparente. Les électrodes sont ensuite amenées en contact avec la suspension, pendant qu'on applique le potentiel entre elles, durant l'exposition. La procédure antérieure décrite ci-dessus produit des images en couleur de haute qualité. Néanmoins, elle présente plusieurs inconvénients. Par exemple, l'application du champ doit avoir lieu pendant l'exposition pour formation d'image. I1 est par conséquent normal, d'utiliser une électrode conductrice transparente de largeur supérieure à celle de i'image désirée. De plus, de par la présence du champ en période d'exposition, la migration de particule ou le développement commence immédiatement sur exposition au rayonnement électromagnétique d'activation. I1 est donc impossible de procéder séquentiellement à une exposition sélective des portions de la suspension, pour ensuite développer l'image résultante. Le brevet anglais No 1.239.259 révèle un moyen de surmonter les problèmes précédents. Cette procédure décrite ici, utilise des particules qui, une fois exposées au rayonnement électromagnétique demeurent capables d'échange de charge avec une électrode, pendant une durée limitée, après achèvement de l'exposition. Néanmoins, on n'a rencontré peu de ces matériaux. Donc, un objet de la présente invention consiste à fournir un système de formation d'image par photoélectrophorèse, qui surmonte les inconvénients précédents. Un autre objet de l'invention vise à procurer un système de formation d'image photoélectrophorétique à exposition séquentielle, capable de produire des images de relativement haute qualité. Un objet supplémentaire consiste à produire un système de formation d'image photoélectrophorétique, dans lequel on puisse procéder à une exposition d'image complète, de relativement courte durée. Un autre objet vise à procurer un système de formation d'image photoélectrophorétique qui ne nécessite pas l'emploi d'électrodes transparentes et conductrices, relativement grandes. Un objet encore, de l'invention consiste à fournir un système de formation d'image, qui produise une image positive ou une image négative sur l'une ou l'autre des électrodes. Un objet supplémentaire vise à procurer un système de formation d'image par photoélectrophorèse dans lequel on ne doive pas recourir à l'application d'un champ pendant la phase d'exposition. Un autre objet consiste à procurer un système de formation d'image photoélectrophorétique, non complexe et relativement simple. Un objet, encore, vise à fournir un système de formation d'image par photoélectrophorèse, pouvant employer n'importe quelles particules photosensibles à l'électricité, sans exiger l'application simultanée d'un champ et d'un rayonnement électromagnétique. Ces objets et d'autres se réalisent selon cette invention, qui procure un système de formation d'image photoélectrophorétique, dans lequel une suspension de particules électriquement photosensibles dans un liquide porteur isolant, est déposée sur un substrat, de préférence conducteur, par l'emploi d'un membre polarisé, et est subséquemment exposée à la radiation électromagnétique d'activation dans une configuration imagée. Puis l'image développée par l'application d'un champ à travers la suspension.Bien que thêoriquement, cette invention ne soit pas totalement comprise, il semble que l'application de tension de polarisation ou le dépot de la suspension de formation image, ou la charge appliquée sur celle-ci, après son dépôt, rende les particules capables de migration sélective dans une configuration imagée, suite à l'application d'un champ, un intervalle de temps considérable après l'exposition des particules à la radiation électromagnétique. Lleffet semble aussi s'appliquer à toutes les particules électro-photosensibles. Un intervalle de 5 minutes peut être alloué entre les phases d'exposition et de développement, sans que l'on discerne une dégradation dans la qualité d'image. Puisque l'application du champ n'est plus nécessaire pendant l'exposition de la suspension à la radiation, on peut disposer de procédures de traitement et d'appareil très simplifiés Normalement, l'image formée est transférée sur une feuilla Zreceveusew et y est fixée pour emploi ultérieur. Depuis qu'une image négative se forme sur une des électrodes, et qu'une image positive se forme sur~l'autre, il est possible d'utiliser chaque image, en particulier, pour des images monochromes. On peut fixer l'image par pulvérisation d'un liant à sa surface, en la recouvrant deux mince film, ou par l'inclusion d'un liant en solution dans le milieu de suspension liquide. On transfère de préférence l'image de l'électrode, pour la fixer sur une autre surface, de façon à pouvoir disposer. à nouveau de l'électrode. Cette phase de report peut se réaliser à l'aide d'une bande adhésive, telle une bande de Cellophane Scotch", ou de préférence par transfert électrostatique. Cette dernière procédure peut avoir lieu par exemple, par la réalisation de la phase de formation d'image décrite, puis en faisant passer un second rouleau au-dessus de l'image de particule formée sur l'électrode d'injection, en maintenant le second rouleau à un potentiel de polarité opposée à celui de la première électrode. Si le rouleau de transfert est couvert d'une chemise de papier, ce papier ramasse l'image entière, lorsque 1'électrode roule au-dessus de l'électrode d'injection.De plus, les particules peuvent inclure un composant rendu collant par l'application de chaleur ou d'un solvant convenable, l'un ou l'autre pouvant être utilisé pour faire adhérer et fixer limage de particules sur l'électrode ou sur une surface de transfert. La surface de l'électrode de blocage ou surface de l1élec- trode de développement d'image peut être faite d'un quelconque ma tériau isolant approprié. Ces matériaux isolants incluent: le caoutchouc isolant, le papier baryté, l'acétate de cellulose, le papier revêtu de polyéthylène, la nitrocellulose, les polystyrène, poly tétrafluoréthylène, fluorure de polyvinyle, téréphtalate de polyéthylene et leurs mélanges.Le film Dupont Tedlar de fluorure de polyvinyle est préférable, car il allie sa haute constante diélectrique a sa résistance diélectrique élevée, et est facile à nettoyer La seconde électrode peut être faite d'un quelconque matériau d'électrode conducteur incluant: les surfaces en métal, en aluminium, laiton, acier inoxydable, cuivre, nickel, zinc, etc. le verre rendu conducteur par revêtement, tel le verre recouvert d'o oxyde d'indium ou d'étain, le verre revêtu d'aluminium, ou tous revêtements similaires sur des substrats en plastique, le caoutchouc rendu conducteur par l'inclusion d'un matériau approprié, ou le papier rendu conducteur par l'inclusion d'un produit chimique convenable, ou par conditionnement en atmosphère humide pour y assurer la présence d1une teneur suffisante en eau et rendre la matériau conducteur. L'aluminium est préféré, car il est excellent conducteur et relativement inerte. Unequelconque particule électriquement photosensible, fortement colorée, appropriée ou de quelques mixtures de cette particule peuvent être utilisées dans la pratique de cette invention, sans considération du fait que la particule choisie est organique ou inorganique, et est constituée d'un ou plusieurs composants, en solution solide ou dispersés l'un dans l'autre, ou du fait que les particules sont constituées de multiples couches de matériaux dif férents, ou sont des combinaisons de matériaux photosensibles et non. La suspension de formation d'image peut inclure n'importe quelles particules électriquement photosensibles en dispersion dans un véhicule liquide et de deux couleurs ou plus. Ces types de particules photosensibles et de véhicules liquides sont révélés dans le brevet US No 3.384.488, du 21 mai 1968, de V. Tulagin et al et dans le brevet US No 3.357.989 du 12 décembre 1967, de J.F. Byrne et al. La forme "X" de phtalocyanine est préférée pour la formation d'image monochrome, en raison de sa haute sensibilité. La suspension de formation d'image peut être appliquée sur une électrode et le membre polarisé, être amené en contact de charge avec la suspension, ou ce membre peut être utilisé pour appliquer cette dernière. L'expression "membre polarisé" entend signifier une source de corona, ou des membres tels des plaques, brosses, lames de raclettes ou rouleaux pouvant aussi être utilisés pour le dépôt de la suspension de formation d'image avant l'exposition imagée. I1 est requis d'employer un rouleau conducteur présentant une surface isolante pour déposer la suspension. Bien que l'on puisse utiliser ce 8aême rouleau pour produire le champ développateur d'image, il est préférable d'avoir recours à une électrode séparée comportant aussi une surface isolante, dénommée ici électrode de développement ou de blocage. I1 est possible aussi de disposer d'une électrode "d'injec- tion" photoconductrice, qui présente certains avantages décrits ci-après . Il est souhaitable que, dans les plages frappées par la lumière, les particules procédent à un échange de charge avec une électrode, d'ou l'emploi requis de l'électrode conductrice dans ces zones de lumière. Cependant que dans les plages sombres, il est préférable de ne pas avoir d'échange de particule, donc de disposer dtune couche isolante dans ces zônes obscures. Une électrode photoconductrice procure une couche isolante dans les plages sombres et un conducteur dans les zones frappées de lumière.Ce photoconducteur peut être placé sur un substrat conducteur transparent et la suspension de formation d'image être éclairée à travers, ou le photoconducteur peut être éclairé à travers la suspension. Tout photoconducteur approprié peut être utilisé. Ces photoconducteurs typiques incluent les photoconducteurs inorganiques comme l'oxyde de zinc, les sulfures de cadmium, de zinc, de plomb, de cadmium, le sélénium et leurs mélanges; les photoconducteurs organiques comme les plaques liantes de phtalocyanine, les anthraquinones, quinacridones et leurs mixtures. Les phtalocyanines sont proférées en raison de leurs hautes sensibilité et stabilité opérationnelles. De plus, dans la procédure antérieure de formation d'image photoélectrophorétique, il était courant d'obtenir une image positive sur l1électrode d'injection à travers laquelle l'exposition avait eu lieu. Avec cette invention, l'image positive peut être formée sur ltune ou l'autre des électrodes. Par exemple, supposons que le rouleau de dépit reçoive une charge négative par rapport à l'électrode d'inection. Le développement de l'image avec une électrode de blocage maintenue à un potentiel négatif, forme une image positive sur l'électrode d'injection et une image négative sur l'électrode de blocage. En donnant une polarité positive à l'électrode de blocage par rapport à l'électrode d'injection, une image positive peut se former sur la première, et une image négative, sur la seconde.Avec des pigments différents les polarités peuvent être l'inverse de celles données ci-desaus qui sont applicables aux pigments utilisés dans les exemples spécifiques suivants D'autres caractéristiques et avantages de l'invention seront mieux compris à la lecture de la description qui va suivre de plusieurs exemples de réalisation et en se référant aux dessins annexés, dans lesquels: Ces Figures représentent des coupes latérales d'un exemple de simple système de formation d'image par photoélectrophorèse, illustrant les diverses phases de traitement de cette invention. La Figure 1 montre une électrode d'injection 1, qui dans ce cas est en aluminium. Le rouleau 3 ayant une surface isolante 4, est revêtu d'une suspension de formation d'image 5, constituée de particules électriquement photosensibles 6, en dispersion dans un véhicule liquide isolant 7. Cette suspension 5 peut être appliquée sur l'une ou l'autre des électrodes 3 ou 1, ou les deux à la fois, par pulvérisation ou au pinceau, ou encore être appliquée par l'emploi d'une lame de raclette ou d'un rouleau encreur, ou par toute autre méthode appropriée. Les électrodes I et 3 sont reliées à une source de courant continu 9, qui applique une différence de potentiel à travers la suspension 5, lorsque le rouleau 3 traverse l'électrode 1. La Figure 2 illustre le dépôt achevé de la suspension 5, puis son exposition à la radiation électromagnétique d'activation. Lorsqu'on désire une image monochrome, les particules électriquement photosensibles peuvent etre d'une ou de multiples couleurs répondant à la radiation utilisée. Pour la formation d'images pleinement colorées, on a recours à des particules cyan, jaune et magenta, chacune desquelles ne répond qu'à des longueurs d'ondes determinées. La Figure 3 illustre 1'exposition imagée achevée, 1'électrode de blocage désignée de manière gÉnérale par la référence numérique 15, constituée d'une couche externe isolante 16 pouvant entre du Tedlar, puis dLun noyau central conducteur 17 relié à une source de courant continu 19, qui roule à travers la suspension 5 en lui appliquant un potentiel. Tel que décrit ci-dessus une image négative ou positive peut se former sur l'électrode. Les exemples suivants décrivent plus précisèment la présente invention et sont destinés à illustrer divers modes de réalisation privilégiés de la nouvelle méthode de formation d'image. Parties et pourcentages sont donnés en poids, à moins d'indications contraires. L'appareil de conception d'ensemble illustré ici est utilisé dans tous les exemples suivants. EXEMPLE I Une suspension de formation d'image comprenant une partie d'un pigment cyan, Monoliye Fast Blue GS, la forme alpha de phtalocyanine exempte de métal, C.I. No 74.100 disponible chez Arnold Hoffman Co., 6 parties environ d'un pigment magenta, Bonadur Red B, 1-(4'-chloro-5-éthyl-2'-acide sulfonique) azobenzène 2-hydroxy-3-acide naphtolque, disponible chez American Cyanamide; et 6 parties environ d'un pigment jaune -N-2"-pyridyle 8,13-dioxo- dlnaphto-(2,1-b,2',3'-dEfurane-6-carboxamide, en dispersion dans environ 100 parties de Solvant Inodore Sohio 3440, est préparée et appliquée sur un rouleau d'aluminium de 6,35cm de diamètre recouvert d'une couche de Tedlar. Une source de 3.000 volts, de courant continu est reliée aux rouleau et plaque d'aluminium.Le rouleau est de polarité négative par rapport a la plaque. Cette dernière est reliée à la terre. Le rouleau, traverse la plaque, en contact de pression avec . On applique ensuite une couche de suspension de formation d'image sur la plaque. On expose ensuite la suspension à une image pleinement colorée, par l'emploi d'une lampe de 32000K, d'une diapositive Kodachrome de couleur naturelle, et d'une lentille. L'illumination imagée à lieu pendant une seconde environ. Puis l'exposition se termine, Un rouleau d'aluminium de 6,35cm de diamètre, dont la surface est recouverte d'un film de Tedlar, traverse immédiatement la suspension en contact de pression, alors qu'on applique un potentiel de 3.000 volts en courant continu entre l'électrode de blocage et la plaque, le rouleau étant négatif par rapport la plaque.Une image positive, pleinement colorée, adhère à la surface de plaque d'électrode d'injection On transfère alors cette image par contact de pression sur du papier, pour produire ensuite une image pleinement colorée, de haute qualité et correspondant a l'original. EXEMPLE il L'expérience de l'Exemple I est répétée, à l'exception du fait qu'un invervalle de cinq minutes environ a lieu entre les passes d'exposition et de développement. On obtient alors une image de haute qualité comparable à celle de l'Exemple I. EXEMPLE III On répète l'expérience de l'exemple I, à l'exception du fait qu'on maintient un potentiel positif de 3.000 volts sur l'électrode de blocage par rapport à l'électrode d'injection. Une image positive, pleinement colorée adhère à l'électrode de blocage. puis on transfère électrostatiquement cette image sur du papier, pour obtenir une image pleinement colorée, de haute qualité, correspondant à l'original. EXEMPLE IV On répète l'expérience de l'exemple III, à l'exception du fait qu'un intervalle de 5 minutes a lieu entre les phases d'exposition et de développement. On obtient alors des résultats similaires à ceux de l'Exemple III. EXEMPLE V On prépare une suspension de formation d'image comprenant environ deux parties de Monolite Fast Blue, une partie d'un pigment magenta, Watchung Red B, 1-(4'-méthyl-5'-chloro-2'-acide sulfonique) axobenzene-2-hydroxy-3-acide naphtorque et une part de pigment jaune de l'Exemple I en dispersion dans environ 100 parties de Solvant Inodore Sohio 3440. On répète l'expérience de l'Exemple I, en utilisant la suspension présente. Une image pleinement colorée se forme à nouveau, et correspond a l'original. EXEMPLE VI On répète l'expérience de l'Exemple II, en utilisant la suspension de l'Exemple V. On obtient alors une image positive pleinement colorée sur l'électrode d'injection. EXEMPLE VII On répète l'expérience de l'Exemple III, ensutilisant la suspension de formation d'image dè l'Exemple V. Une pleine image en couleur, positive adhère alors à la surface du Tedlar. EXEMPLE VIII On répète l'expérience de 1'Exemple IV, à l'exception du fait que l'on utilise la suspension de formation d'image préparée dans l'Exemple V. Une pleine image positive, en couleur, adhère à la surface de l'électrode de blocage et développement. EXEMPLE -IX Dans aette expérience, la tension de dépôt est appliquée à l'aide d'un dispositif de décharge en corona. Une suspension de formation d'image est préparée par la misse en suspension de 7 parties environ de Monolite Fast Blue GS, dans 100 parties de Sohio. La suspension est appliquée sur une plaque d'aluminium. Un dispositif de charge en corona avec un potentiel positif de 7.000 volts par rapport au potentiel de terre, passe au-dessus de la suspension. La suspension est ensuite exposée '8 la lumière projetée a travers une diapositive en noir et blanc. L'image est ensuite développée comme dans 1'Exemple I, par l'em- ploi d'un potentiel de courant continu de 1.500 volts au lieu des 3.000 utilisés dans l'Exemple I. Une image positive de haute qualité adhère alors à l'électrode d'injection et une image négative de haute qualité adhère au rouleau de développement. En inversant la polarité pendant la phase de développement; l'image négative demeure sur l'électrode d'injection et l'image positive adhere sur l'électrode de blocage. Dans chacun des exemples précédents, une image négative complémentaire se forme sur l'électrode opposée à celle sur laquelle se forme l'image positive. Ceci procure,particulièrement en ce qui concerne les images monochromes, des images positives ou négatives, de lectures normales ou fictives, par le simple changement de polarités et le transfert de l'électrode appropriée. D'autres matériaux peuvent être ajoutés à la suspension, pour mettre en valeur, voire modifier les propriétés de la couche de formation d'image. Par exemple, un composant plastique peut être ajouté à la suspension qui, sur évaporation du liquide porteur recouvre les images résultant. Bien entendu diverses modifications peuvent être apportées par l'homme de l'art aux dispositifs ou procédés qui viennent d'ê- tre décrits uniquement a titre d'exemples non limitatifs sans sortir du cadre de l'invention. REVENDICA2IONS Méthode de formation d'image par photoélectrophorêse ca caractérisée en ce qu'elle comprend les phases suivantes: a) fourniture d'une couche de suspension de formation d'image constituée de particules électriquement photosensibles en dispersion dans un liquide isolant. b) application d'une tension de polarisation sur la suspension. c) exposition de cette suspension à un modèle de rayonnement électromagnétique activateur; puis subséquemment d) application d'un champ électrique à travers la suspension jusqu'à ce qu'une image se forme. 2. Méthode selon la revendication 1, caractérisée en ce que la tension de polarisation est appliquée par un dispositif de décharge en corona. 3. Méthode selon la revendication 1, caractérisée en ce que la suspension est appliquée sur la surface d'une première électrode et en ce que la tension de polarisation est appliquée en mettant la suspension en contact avec une seconde électrode, et en appliquant une-différence de potentiel entre les première et seconde électrodes. 4. Méthode selon la revendication 1, caractérisée en ce que la suspension est appliquée sur la surface d'une électrode opaque et en ce que l'exposition a lieu autrement qu'à travers une électrode. 5. Méthode selon la revendication 1, caractérisée en ce que pratiquement toutes les particules électriquement photosensibles sont sensibles à la radiation électromagnétique d'activation et en ce qu'une image monochrome se forme. 6. Méthode selon la revendication 1, caractérisée en ce que les particules électriquement photosensibles sont d'au moins deux couleurs et sont sensibles à au moins deux longueurs d'ondes différentes de la radiation électromagnétique d'activation, puis en ce qu'une image polychrome se forme. 7. Dispositif de formation d'image par photoélectrophorèse caractérisé en ce qu'il comprend une première électrode support d'une suspension liquide de formation d'image; un moyen d'application d'une tension de polarisation à eette suspension; un moyen d'exposition de cette dernière à une image de rayonnement électromagnétique; une seconde électrode; un moyen d'application de potentiel entre les première et seconde électrodes; un moyen de déplacement de la seconde électrode en/)at hors de contact avec la suspension de formation d'image. Dispositif selon la revendication 7, caractérisé en ce que le moyen d'application d'une tension de polarisation consiste en un dispositif de décharge en corona. 9 Dispositif selon la revendication 8, caractérisé en ce qu'il comprend une troisième électrode, pour application d'une tension de polarisation à la suspension; un moyen d'application de potentiel entre les première et troisième électrodes; et un moyen de déplacement de la troisième électrode en/et hors de contact avec ladite suspension.