CH651404A5 - Verfahren zur ausbildung eines elektrischen ladungsbildes auf der isolierschicht einer schichtanordnung aus einer isolierschicht, einer photoleitfaehigen und einer leitfaehigen schicht. - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren gemäss dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.

In der Elektrophotographie und der Elektroradiographie hat man bisher zur Erzeugung eines elektrischen Ladungsbildes entsprechend einem Strahlungsbild auf der Isolierschicht einer einheitlichen Schichtung mit einer Isolier-, einer photoleitfähigen und einer leitfähigen Schicht als Ladungsquelle Koronaanordnungen und in einigen Fällen auch mehrere Koronaentladungsvorrichtungen unterschiedlicher Art eingesetzt. Ein Strahlungsbild wird dabei während des Betriebes der Koronaentladungsvorrichtung angewandt. Diese Verfahren des Standes der Technik sind in den Aufsätzen auf S. 396 und S. 405 der Zeitschrift IEE Transactions on Electron Devices, Vol. ED-19, No. 4, April 1972, beschrieben.

Die bekannten Verfahren zur Erzeugung eines elektrischen Ladungsbildes auf der Isolierschicht einer Schichtung mit einer Isolier-, einer photoleitfähigen und einer leitfähigen Schicht sehen keine grossflächigen Belichtung vor, wenn eine sehr gute Grauabstufung der Wiedergabe erforderlich ist.

Will man hier gute Ergebnisse erreichen, muss man eine Ladungsquelle einsetzen, die in der Lage ist, eine sehr gleichmäs-sige Ladungsdichte zu hefern, die der einfallenden Strahlung proportional ist.

Koronaentladungsvorrichtungen sind in ihrer Leistungsfähigkeit anfällig für geometrische sowie Unregelmässigkeiten der Drahtoberfläche und sind daher für ein grossflächiges Laden nicht gut geeignet. Weiterhin unterliegt die Ladungsabgaberate der Koronaentladungsvorrichtungen Schwankungen infolge von Umwelteinflüssen; schliesslich sind die auch durch den konstruktiven Aufbau der Koronaelemente eingeschränkt.

5 Das Aufbringen einer elektrischen Ladung, indem man eine entfernbare leitfähige Oberfläche nahe an die Isolierschicht heranbringt, während eine Spannung bezüglich der leitfähigen Schicht angelegt wird, ist infolge der Unregelmässigkeit des vorliegenden Luftspalts nicht akzeptabel, io Ziel der Erfindung ist es, ein Verfahren zur Ausbildung eines elektrischen Ladungsbildes zu schaffen, bei dem die erwähnten Nachteile nicht auftreten.

Dieses Ziel wird erfindungsgemäss mit den im kennzeichnenden Teil des Patentanspruches 1 genannten Merkmalen 15 erreicht.

Die Erfindung soll nun unter Bezug auf die beigefügten Zeichnungen ausführlich erläutert werden, in denen gleiche Bauteile in den verschiedenen Figuren gleiche Bezugszeichen tragen.

20 Fig. 1 zeigt eine schematisierte Endansicht einer Schichtanordnung, an welcher das Verfahren nach der vorliegenden Erfindung ausgeführt wird mit der elektrischen Ladungsverteilung in einem Schritt des Verfahrens, sowie eine Strahlungsbildquelle und eine Gleichspannungsquelle;

2s Fig. 2 zeigt die elektrische Ladungsverteilung infolge einer bildmässigen Bestrahlung;

Fig. 3 zeigt das Abnehmen der leitfähigen Elektrode sowie die vorliegende elektrische Ladungsverteilung; und

Fig. 4 zeigt einen späteren Zeitpunkt, wenn die leitfähige 3o Elektrode vollständig abgenommen worden und die Schichtanordnung bestrahlt worden ist.

Die Zeichnung stellt eine Vorrichtung dar, in der eine Strahlungsbildquelle 10 ein Strahlungsbild auf eine mehrschichtige Anordnung 12 richtet, die eine photoleitfähige 35 Schicht 14 zwischen einer leitfähigen Schicht 16 und einer Isolierschicht 18 zeigt, wobei ein abnehmbares leitfähiges Elektrodenelement 20 mit der Isoherschicht 18 über eine dünne Flüssigschicht 22 flächig gleichmässig in Berührung steht. Die Vorrichtung enthält weiterhin eine Gleichspannungsquelle 40 24, mit der man gewählte Spannungen zwischen die leitfähige Schicht 16 und das abnehmbare leitfähige Elektrodenelement 20 legen kann. Die leitfähige Schicht 16 oder das Elektrodenelement 20 können die Oberfläche aufweisen, durch die hindurch das Strahlungsbild gerichtet wird; in diesem Fall muss 45 die Schicht bzw. das Element im wesentlichen transparent für die Strahlungsenergie sein. In der Fig. 1 ist die Vorrichtung mit der Strahlungsbildquelle 10 so gezeigt, dass die Strahlung durch das Elektrodenelement 20 hindurchfällt. In diesem Fall muss auch die Isoherschicht 18 für die angewandte Strahlung so im wesentlichen transparent sein, so dass sie die photoleitfähige Schicht 14 erreichen kann.

Die in Fig. 1 dargestellte Vorrichtung dient dazu, das Verfahren nach der vorhegenden Erfindung durchzuführen, bei dem man ein elektrisches Ladungsbild entsprechend dem von ss der Quelle 10 abgegebenen Strahlungsbild auf der der Grenzfläche zur Flüssigkeit zugewandten Seite der Isolierschicht 18 erhält. Setzt man die Vorrichtung der Fig. 1 in einem Anfangszustand voraus, indem die etwa an einer der Grenzflächen vorhegende elektrische Ladung im wesentlichen gleichst) förmig ist, enthält das Verfahren nach der vorhegenden Erfindung den Schritt, ein gleichmässiges starkes elektrisches Feld zwischen dem Elektrodenelement 20 und der leitfähigen Schicht 16 aufzubauen, während diejenige Strahlung fehlt, für die die photoempfindliche Schicht empfindlich ist. Dies eres folgt in der Anordnung der Fig. 1 mit einer Gleichspannung aus der Gleichspannungsquelle 24. Die Polarität der angelegten Spannung richtet sich nach dem für die photoleitfähige Schicht 14 eingesetzten Material. Zur Erläuterung ist hier die

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Gleichspannungsquelle 24 an die leitfähige Schicht 16 so an- sich beispielsweise die Vorspannungsanforderungen für das geschlossen gezeigt, dass die Spannung an der leitfähigen Auslesen des Ladungsbildes bzw. für den Betrieb der EntSchicht 16 positiv gegenüber dem Elektrodenelement 20 ist. Wicklungsvorrichtung minimal halten. In der Fig. 3, die das Die sich auf diese Weise ergebende Ladungsverteilung ist in Abnehmen des Elektrodenelementes 20 zeigt, liefert die Fig. 1 schaubildlich mit Plus- und Minuszeichen gezeigt, wo- 5 Gleichspannungsquelle 24 die Spannung null, wobei das bei die Ladung an der leitfähigen Schicht 16 und dem Elektro- Elektrodenelement 20 und die leitfähige Schicht 16 unmittel-denelement 20 im wesentlichen in der Grenzfläche der Schich- bar miteinander verbunden sind. Die flüssige Grenzflächen-ten 14,16 bzw. 18,22 liegt. Schicht 22 reisst auf, während das Elektrodenelement 20 abge-

Nach dem nächsten Schritt des Verfahrens betätigt man nommen wird, so dass entsprechende Ladungen auf sowohl sodann die Strahlungsbildquelle, so dass die photoleitfähige i0der Oberfläche der Isolierschicht 18 als auch der des Elektro-Schicht 14 mit dem Strahlungsbild bestrahlt wird, während denelements 20 zurückbleiben und dabei das gleiche Potential die Gleichspannung aus der Quelle 24 zwischen dem Elektro- haben. Es treten daher keine Funkenüberschläge oder Stör-denelement 20 und der leitfahigen Schicht 16 liegt. Der das entladungen auf. Die sehr dünne Restschicht der flüssigen Ladungsbild aufnehmende Aufbau ist in der Lage, das Strah- Grenzflächenschicht, die auf der Oberfläche der Isoherschicht lungsbild gleichzeitig mit seiner gesamten Fläche aufzuneh- is 18 zurückbleibt, verdampft, so dass auf der Oberfläche der men. Infolge der von der photoleitfähigen Schicht 14 aufge- Isolierschicht 18 schliesslich ein reales elektrisches Ladungs-nommenen Strahlung nimmt die Leitfähigkeit der die Strah- bild zurückbleibt. Dieses Ladungsbild gibt das aufgestrahlte lung aufnehmenden Flächenbereiche zu, so dass die Ladungs- Ladungsmuster genau wieder, das an der Schnittfläche zwi-träger an der Aussenfläche der photoleitfähigen Schicht 14 sehen der Isolierschicht und der photoleitfähigen Schicht unter der Einwirkung des angelegten elektrischen Feldes zur 2onach dem Verdampfen der Flüssigkeit zurückbleibt und das oberen Fläche der photoleitfähigen Schicht wandern und an Strahlungsbild genau wiedergibt. Die dann vorliegende elek-der Oberseite der Isolierschicht 18 ein elektrisches Ladungs- trische Ladungsverteilung ist in Fig. 3 gezeigt; bei dieser Darbild influenzieren können. Die erhöhte Leistungsfähigkeit der Stellung ist angenommen, dass die Dunkelabfallzeit der pho-Bereiche der photoleitfähigen Schicht 14 lässt sich als Verrin- toleitfähigen Schicht lang ist gegenüber der Zeitspanne, die gerung der effektiven Dicke des Kondensators betrachten, 25 zur Durchführung der soeben beschriebenen Schritte erforden die leitfähige Schicht 16 und das Elektrodenelement 20 derlich ist.

zwischen sich bilden. Um die Gleichspannung an der Oberflä- Da eine lange Dunkelabfallzeit der photoleitfähigen che der Isolierschicht 18 zur flüssigen Grenzflächenschicht 22 Schicht 14 angenommen ist, bewirkt sie an diesem Punkt eine gleichmässig zu halten, müssen zusätzliche Ladungen in die- nur geringe Änderung der elektrischen Ladung zwischen der jenigen Bereiche fliessen, die Strahlungsenergie aufnehmen. 30 Oberseite der Isoherschicht 18 und der Unterseite der photo-Die Gleichspannung und die Gesamtbestrahlung eines gege- leitfähigen Schicht 14. Ein ausreichender Unterschied ist er-benen Bereichs der photoleitfähigen Schicht 14 bestimmen die forderlich, damit das elektrische Ladungsbild auf irgendeine Ladungsmenge, die durch die photoleitfähige Schicht hin- Weise abgelesen bzw. sichtbar gemacht werden kann. Wie das durchwandert, so dass im Effekt eine zeitliche Integration der elektrische Ladungsmuster in Fig. 3 zeigt, steht über der pho-von der photoleitfähigen Schicht 14 aufgenommenen Strah- 3s toleitfahigen Schicht ein inneres elektrisches Feld in der lungsenergie stattfindet. Die Fig. 2 zeigt die Beaufschlagung Bildform. Wenn man (abhängig von der Dunkelabfallge-mit einem Strahlungsbild und die endgültige Ladungsanord- schwindigkeit) lange genug wartet, rekombinieren die Laming infolge des von der photoleitfähigen Schicht aufgenom- düngen auf der leitfähigen Schicht 16 mit den Ladungen an menen Ladungsbildes. Der Strahlung aufnehmende Bereich der Grenzfläche zwischen der photoleitfähigen Schicht 14 und ist in Fig. 2 durch Pfeile angedeutet. Die positiven Störladun- «o der Isolierschicht 18, so dass sich die in Fig. 4 gezeigte Lagen im oberen Teil der photoleitfähigen Schicht 14, der keine dungsverteilung einstellt; dann erhält man die maximale Po-Strahlung aufnimmt, sind Ladungen, die infolge des vorlie- tentialdififerenz zwischen der Oberseite der Isolierschicht 18 genden starken elektrischen Feldes und des Dunkelstroms der und der leitfähigen Schicht 16, so dass das elektrische La-photoleitfähigen Schicht 14 dorthin driften können. dungsbild auf der Oberfläche der IsoUerschicht abgelesen

Unmittelbar nach der bildmässigen Bestrahlung bzw. vor « bzw. mit einer mit einem flüssigen oder trockenen Toner areiner wesentlichen Änderung des Ladungsmusters durch den bettenden Entwicklungseinrichtung oder mit einer anderen Dunkelstrom nimmt man das abnehmbare Elektrodenele- Entwicklungseinrichtung sichtbar gemacht werden kann. Na-ment 20 von der Isolierschicht 18 ab, indem man es beispiels- türlich braucht man nur zu warten, bis diejenige elektrische weise abzieht, während das abnehmbare Elektrodenelement Potentialdifferenz zwischen der Oberseite der IsoUerschicht 20 und die leitfähige Schicht 16 wirksam elektrisch miteinan- 5" 18 und der leitfahigen Schicht 16 vorliegt, die die eingesetzte der verbunden sind oder auf einem elektrischen Potential ge- Entwicklungseinrichtung braucht, um das Ladungsbild auf halten werden, das dem während der bildmässigen Bestrah- der Oberfläche der IsoUerschicht 18 zu entwickeln. Ist die lung anliegenden entspricht oder sich auch von diesem unter- Dunkelabfallzeit der photoleitfähigen Schicht 14 kurz, kann scheiden kann. Ein Vorteil lässt sich erzielen, wenn das zwi- die elektrische Potentialdifferenz, die sich zwischen der Oberschen dem abnehmbaren Elektrodenelement 20 und der leit- ss seite der IsoUerschicht 18 und der leitfähigen Schicht 16 nach fähigen Schicht 16 Uegende Potential verringert wird, bevor dem Verdampfen des nach dem Abnehmen des Elektroden-man das Elektrodenelement 20 abnimmt. Eine solche Poten- elements 20 verbleibenden Flüssigkeitskreis bildet, bereits tialänderung kann das Rauschen im resultierenden Bild we- ausreichen, um das elektrische Ladungsbild auf der Oberflä-sentlich verringern, indem sie die Ladungsschwankungen in- che der Isolierschicht unmittelbar nach dem Abdampfen der folge der Änderungen der Schichtkapazität reduziert. Die be- 60 Flüssigkeit von der Isolierschicht 18 entwickeln zu können, ste Verringerung des Rauschens erreicht man, wenn man das Die Ladungsbewegung von der leitfähigen Schicht 16 zur angelegte Potential auf denjenigen Wert zurückführt, den es Grenzfläche der photoleitfähigen Schicht 14 mit der IsoUer-vor der bildmässigen Bestrahlung hatte. Weiterhin kann mit Schicht 18 lässt sich beschleunigen, indem man die photoleit-dem Verfahren, das zum Auslesen bzw. Entwickeln des elek- fähige Schicht 14 der Anordnung insgesamt mit Strahlung trischen Ladungsbildes angewendet wird, das zwischen das 65 flutet, nachdem die Flüssigkeit auf der Oberfläche der Isoüer-Elektrodenelement 20 und die leitfähige Schicht 16 zu legende schicht verdampft ist. Das elektrische Ladungsbild auf der Potential beim Abheben des Elektrodenelementes 20 beein- Oberfläche der IsoUerschicht 18 lässt sich dann entwickeln, flusst werden. Durch geschickte Wahl diese Potentials lassen unmittelbar nachdem die Anordnung bestrahlt worden ist.

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Die flüssige Grenzflächenschicht 22 sollte dünn sein, da- stante der photoleitfähigen Schicht 14 beträgt. Die zum Ver-mit sie nach dem Abnehmen des Elektrodenelements 20 dampfen erforderliche Zeit hängt von der Dicke des verblei schnell verdampft, und um ihren elektrischen Widerstand ge- bendenden Flüssigkeitsfilms und dem Gleichgewichtsdampfring zu halten. Eine geeignete Dicke der Schicht erreicht man, druck der Flüssigkeit unter den jeweils vorliegenden Arbeits-

indem man zunächst die Flüssigkeit auf die Isoherschicht 18 5 bedingungen ab. Die Verdampfungszeiten und Dicken der aufbringt, dann das Elektrodenelement 20 auf die Flüssigkeit flüssigen Grenzflächenschicht 22 wurden für mehrere Flüssigauflegt und schliesslich über die Oberseite des Elektrodenele- keiten gemessen, wobei diese nach dem oben angegebenen mentes 20 eine Quetschleiste zieht. Verfahren (Abziehen einer Quetschleiste auf dem Elektrodenelement 20) aufgetragen worden waren. Dabei ergaben sich

Nachdem das Elektrodenelement 20 abgenommen wor- 10 Dickenwerte von typischerweise zwischen 0,3 und 1,0 (im. den ist, muss die auf der Oberfläche der Isolierschicht 18 ver- Aus den Messwerten wurden als Richtlinie zur Wahl geeignebleibende Flüssigkeit innerhalb einer kürzeren Zeitspanne ter Flüssigkeiten eine empirische Beziehung wie folgt abge-verdampfen als die dielektrische Dunkelrelaxationszeitkon- leitet:

10-fache Dicke (um) der Schicht 22 Verdampfungsdauer (sec) =

Dampfdruck (mm Hg) bei den Arbeitsbedingungen

Damit sie zum Einsatz in dem Verfahren geeignet ist, 44 x 10-5 N/cm gemessen worden. Daher ist eine grosse An-

muss eine Flüssigkeit weitere Bedingungen erfüllen. Es hat 20 zahl von Flüssigkeiten, deren Oberflächenspannung geringer sich herausgestellt, dass für die Erfindung geeignete Flüssig- als die kritische Oberflächenspannung von Polyester ist, für keiten ein Dipolmoment grösser null haben müssen; wie sich die Verwendung in der Flüssigschicht 22 geeignet, sofern man erwiesen hat, beeinflusst das Dipolmoment die Geschwindig- Polyester für die Isolierschicht 18 verwendet und sie auch die keit, mit der sich das Verfahren nach der vorliegenden Erfln- anderen genannten Bedingungen erfüllen.

dung durchführen lässt. Flüssigkeiten mit einem Dipolmo- 25 Ein geeignetes abnehmbares Elektrodenelement 20 lässt ment von 3,336.10-28 Coulomb oder mehr werden verwendet, sich bspw. aus dünnem biegsamem Blattmaterial wie bspw. wenn man etwa eine Sekunde lang oder weniger die Span- Polyesterfolie herstellen, die einseitig mit einem Metall wie nung anlegt und bestrahlt. Weiterhin sollte die Flüssigkeit Aluminium oder Chrom bedampft ist; sie wird mit der Me-eine solche elektrische Leitfähigkeit haben, dass das elektri- tallbeschichtung auf die Flüssigschicht 22 aufgelegt. Die Po-sche Potential an der Oberfläche der Isolierschicht 18 effektiv 30 lyesterfolie erlaubt dem Elektrodenelement 20, sich der Oberauf dem Potential des Elektrodenelements 20 erhalten bleibt. fläche der Isolierschicht 18 anzupassen; ihre Biegsamkeit un-In den zu beschreibenden Beispielen erwiesen sich Flüssig- terstützt auch die Bildung der Flüssigschicht 22 und das Ab-keiten mit einer Leitfähigkeit von 10-7 (Ohm.cm.)~1 oder nehmen der Elektrode 20. Anstelle der Polyesterfolie kann mehr als geeignet, um die Funktion der Flüssigkeit zu erfül- man auch ein steifes Material verwenden; ein Aufbau mit eilen. Weiterhin muss die verwendete Flüssigkeit der Schicht 22 35 nem anpassungsfähigen Elektrodenelement 20 ist jedoch be-die Oberfläche benetzen, d.h. sich über sie ausbreiten. Diese vorzugt.

Wechselwirkung zwischen der Flüssigkeit und der festen Falls die Gleichspannung, die beim Abnehmen der leitfä-

Oberfläche wird bestimmt von der Oberflächenenergie des higen Elektrode angelegt ist, zu der während der Bestrahlung

Feststoffs, der Oberflächenspannung der Flüssigkeit sowie anliegenden umgekehrt gepolt sein muss, wird die Gleich-

der Rauhigkeit der festen Oberfläche. Für glatte Oberflächen 40 spannungsquelle 24 dazu benutzt, zwischen das Elektroden-

gilt allgemein, dass eine Flüssigkeit mit niedriger Oberflä- element 20 und die leitfähige Schicht 16 eine Gleichspannung chenspannung sich auf einer Oberfläche mit hoher Oberflä- der erforderlichen Höhe und Polung zu legen, bevor man die chenenergie gut ausbreitet. Die Fähigkeit, sich auszubreiten, für die bildmässige Bestrahlung erforderliche Gleichspan-

lässt sich kennzeichnen, indem man den Kontaktwinkel be-~ nung anlegt.

stimmt, den ein Tropfen der Flüssigkeit auf der festen Ober- 45 Es ist einzusehen, dass die zwischen das Elektrodenele-

fläche annimmt. Je kleiner dieser Kontaktwinkel, desto besser ment 20 und die leitfahige Schicht 16 vor, während und nach benetzt die Flüssigkeit die Oberfläche. W. A. Zisman und der Bestrahlung und während des Abnehmens der Elektrode

H.W. Fox haben den Begriff einer «kritischen Oberflächen- zu legende Spannung eine beliebige Höhe und Polarität haben

Spannung yc» verwendet, um den Benetzungsvorgang zu be- kann, sofern die elektrischen Potentiale nicht zu einem schreiben. Die yc-Werte erhält man, indem man die Kontakt- 50 Durchschlagen der Schichten führen und sich während der winkel einer Serie definierter Flüssigkeiten auf der festen Bestrahlung ein elektrisches Feld auf der photoleitfähigen

Oberfläche bestimmt und dann jeweils den Cosinus des Kon- Schicht ergibt, das einen Ladungsfluss gewährleistet,

taktwinkels für die Oberflächenspannungen yL der jeweiligen Für das Verfahren nach der vorliegenden Erfindung kann

Flüssigkeiten als Kurve aufträgt. Derjenige yL-Wert, bei dem die Isolierschicht 18 aus einem beliebigen Material ausgebil-

die Kurve die den Kontaktwinkel-Cosinus eins darstellende 55 det werden, das einen Ladungsfluss nicht zulässt, so lange das

Gerade schneidet, wird als «kritische Oberflächenspannung elektrische Ladungsbild auf der Oberfläche der Isolierschicht yc» bezeichnet. Folglich ist die kritische Oberflächenspannung 18 ansteht und abgelesen bzw. entwickelt wird.

yc derjenige Parameter, der die feste Oberfläche kennzeichnet, Die Erfindung wird mit den folgenden Beispielen weiter und ihr zahlenmässiger Wert bedeutet, dass eine Flüssigkeit, erläutert, die aber ihren Umfang nicht einschränken sollen,

deren Oberflächenspannung yL gleich oder kleiner als yc ist, 60

auf der festen Oberfläche ausfliesst. Weitere Einzelheiten zur Beispiel 1

«kritischen Oberflächenspannung yc» im Zusammenhang mit Eine Aufschlämmung aus Bleioxidpigment (PBO) und ei-

Benetzungsvorgängen sind in einem Aufsatz von H.W. Fox nem Bindemittel aus einem Styrol-Butadien-Mischpolymeri-

und W.A. Zisman in der Zeitschrift Journal of Colloid sat (bspw. Pliolite S-7 der Fa. Goodyear Company) und To-

Science, Vol. 5, S. 514 (1950) und in einem Aufsatz von W.A. 55 luol wird in einem Gewichtsverhältnis Pigment zu Bindemit-

Zisman in der Zeitschrift Journal of Paint Technology, Vol. tel von 10:0 hergestellt und die Aufschlämmung dann auf eine

44, No. 564, S. 42 (1972) zu finden. Die kritische Oberflächen- 25 |im dicke Polyesterfolie aufgetragen, um die photoleitfä-

spannung für Polyester (Polyäthylenterephthalat) ist zu etwa hige Schicht 14 und die Isolierschicht 14 herzustellen. Im

Trockenzustand ist die Beschichtung etwa 100 um dick. Die getrocknete Beschichtung wird mit einer Aufschlämmung aus elektrisch leitfähigem Russ und Polyvinylbutyral in Methanol überzogen, um einen elektrisch leitfähigen Kontakt herzustellen. Ein von der Fa. Monsanto Company unter der Bezeichnung B76 Butvar erhältliches Polyvinylbutyral lässt sich hier verwenden. Das Gewichtsverhältnis Russ zu Polyvinylbutyral beträgt 1:1. Bei offenliegender Polyesteroberfläche wird diese Schichtung dann auf ein Aluminiumblech so aufgebracht,

dass die Kohlenstoffschicht auf dem Aluminiumblech aufliegt, das als leitfähige Schicht 16 dient.

Dann wird die Polyesteroberfläche mit Isopropylalcohol benetzt und auf sie ein abnehmbares Elektrodenelement 20 aus mit Aluminium bedampfter 25 um dicker Polyesterfolie mit der Aluminiumschicht aufgelegt. Durch Abziehen mit einer Quetschleiste wird eine gleichmässige Berührung hergestellt; man erhält so einen dünnen gleichmässigen Film 22 von Isopropylalcohol. Isopropylalcohol hat eine Oberflächenspannung von 20,4 x 10~5 N/cm; dieser Wert ist geringer als die kritische Oberflächenspannung von Polyester (44 x 10~5 N/cm).

In einem dunklen Raum wird eine Gleichspannung von 1000 V zwischen das Aluminiumblech und die Aluminiumschicht des Elektrodenelements gelegt, wobei die Aluminium-beschichtung an den negativen Anschluss gelegt wird. Gleichzeitig mit dem Anlegen der Spannung bestrahlt man die Anordnung bildmässig. Dienen Röntgenstrahlen zur bildmässigen Bestrahlung, verwendet man eine Strahlungsquelle mit 57 KVP, 25 mA Strom und '/i5 s Bestrahlungszeit bei einem Bestrahlungsabstand zwischen Quelle und Anordnung von 100 cm. Unmittelbar nach der Bestrahlung senkt man die angelegte Spannung auf OV, indem man die Aluminiumschicht unmittelbar mit dem Aluminiumblech verbindet.

Gleichzeitig nimmt man das Elektrodenelement ab, indem man es mit etwa 25 cm/s gradlinig abzieht.

Nachdem das Elektrodenelement abgenommen worden und der Isopropylalcohol verdampft ist, schaltet man die Raumbeleuchtung an und tastet die dem Strahlungsbild entsprechende Oberflächenladungs- bzw. -spannungsverteilung mit einem elektrostatischen Voltmeter (Fabrikat Monroe) ab. In einem röntgenbestrahlten Bereich beträgt die Oberflächenspannung zum Aluminiumblech 325 V, während die Oberflächen in einem mit einem 6,3 mm dicken Bleistab abgedeckten Bereich nur 300 V beträgt; der Kontrast beträgt also 25 V. Wenn man die Anordnung mit dem elektrischen Ladungsbild durch eine Entwicklungseinrichtung Schicht, erhält man ein klar erkennbares Abbild des Bleistabs bzw. ggf. anderer die Röntgenstrahlen absorbierender Gegenstände.

Beispiel 2

Eine Aufschlämmung aus Bleioxidpigment (PbO), einem Bindemittel aus Styrol-Butadien-Mischpolymerisat (bspw. Pliolite S-7 der Fa. Goodyear Company) und Toluol wird in einem Pigment/Bindemittel-Gewichtsverhältnis von 7,5:1 hergestellt und auf eine 25 um dicke Polyesterfolie aufgetragen. Um die photoleitfähige Schicht 14 und die Isoherschicht 18 herzustellen. Im Trockenzustand ist die Beschichtung etwa 70 ^m dick. Auf die getrocknete Beschichtung wird dann eine dünne leitfähige Kupferschicht aufgedampft, die einen elektrisch leitfahigen Kontakt darstellt. Diese Anordnung legt man bei offenliegender Polyesteroberfläche mit der Kupferschicht auf das Aluminiumblech.

Dann stellt man ein abnehmbares Elektrodenelement her, indem man eine 25 um dicke Polyesterfolie mit einer dünnen Chromschicht bedampft. Der optische Transmissionsgrad des mit Chrom beschichteten Elektrodenelements beträgt etwa 20%. Dann wird die offenliegende Polyesteroberfläche mit Isopropylalcohol benetzt, auf die man das Elektrodenele-

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ment mit der Chromoberfläche auflegt. Die leitfähige Isopro-pylalcohol-FIüssigschicht wird dann durch Abziehen mit der Quetschleiste auf dem Elektrodenelement dünn gemacht.

Eine Lichtquelle wird über der Abbildungsanordnung ange-5 bracht und so ausgerichtet, dass beim Öffnen eines Verschlusses ein bildmässiges Lichtmuster auf das Elektrodenelement trifft.

In einem dunklen Raum wird eine Spannung von -1000 V an die Chromschicht des Elektrodenelementes gegenüber io dem Aluminiumblech gelegt. Während die Spannung anliegt, belichtet man die Anordnung, indem man den Verschluss vor der Lichtquelle 0,2 s lang öffnet, so dass man eine Belichtung von etwa 10,8 lx-s (1 foot candie second) erhält. Unmittelbar nach der Belichtung wird die angelegte Spannung auf null ge-15 bracht, indem man die Chromschicht direkt mit dem Aluminiumblech verbindet, und das Elektrodenelement wie im Bsp. 1 abgezogen.

Nachdem der Isopropylalcoholrest verdampft ist, schaltet man die Raumbeleuchtung an und tastet das Ladungsbild-2omuster mit einem elektrostatischen Voltmeter ab; man erhält einen Kontrast von etwa 1000 V zwischen den belichteten und den unbelichteten Bereich. Alternativ kann man das Ladungsbild mit einer Entwicklungseinrichtung entwickeln.

25 Beispiel 3

Eine Aufschlämmung von Cadmiumsulfidpigment (CdS), einem Bindemittel (Styrol-Butadien-Copolymerisat) und Toluol wird mit einem Gewichtsverhältnis Pigment/Bindemittel von 10:1 hergestellt, eine dünne Schicht der Aufschlämmung 30 auf eine 25 um dicke Polyesterfolie aufgetragen und getrocknet, um die photoleitfähige Schicht 14 und die IsoUerschicht 18 herzustellen. Die trockene CdS-Schicht hat eine Dicke von etwa 50 |xm. Dann wird die Schicht mit einer Aufschlämmung von elektrisch leitfähigem Russ und Polyvinylbutyral in 35 Methanol überzogen, auf die man ein Aluminiumblech als Unterlage legt, die auch die leitfähige Schicht 16 darstellt.

Die Polyesteroberfläche 18 wird dann mit Isopropylalcohol benetzt und ein abnehmbares Elektrodenelement, das aus einer transparenten Sn02-Schicht auf einer 75|xm dicken Po-40 lyesterfoüe besteht, mit der Sn02-Seiteauf sie aufgelegt. Dann zieht man eine Quetschleiste auf der Elektrode ab, so dass man einen dünnen gleichmässigen etwa 1 |im dicken Film aus Isopropylalcohol erhält. Eine Lichtquelle wird über der Abbildungsanordnung so angebracht, dass ein bildmässiges 45 Strahlungsmuster bei geöffnetem Verschluss auf die Elektrode fallen kann.

Im Dunkeln wird an die Sn02-Schicht des Elektrodenelements eine Spannung von —1000 V gegenüber dem Aluminiumblech gelegt, während man die Anordnung mit maximal so 2,16 lx-s (0,2 foot candie seconds) bildmässig belichtet. Innerhalb einer Sekunde wird die Spannung auf null gebracht; indem man für eine direkte Verbindung zwischen der Sn02-Schicht und dem Aluminiumblech sorgt, und dann das Elektrodenelement wie im Bsp. 1 entfernt. Innerhalb weiterer fünf ss Sekunden, während der auf der Polyesterfolie 18 verbleibende Isopropylalcohol verdampft, schaltet man die Raumbeleuchtung an. Das latente elektrische Ladungsbild auf der Polyesteroberfläche wird mit einer Flüssigtoner-Entwicklungsein-richtung sichtbar gemacht. Das resultierende Bild zeigt sieben so Schritte einer Tafel mit einer optischen Dichte von 0,3, wobei die optische Dichte maximal 2,3 beträgt.

Beispiel 4

Eine Aufschlämmung aus Bleioxidpigment (PbO) und ei-65 nem Bindemittel wird aus 20 g Pigment, 10 g Isopropylalcohol, 3,8 g einer Lösung von 35 Gew.-% Acrylharz (Rohm & Haas WR-97) in Isopropylalcohol und 0,13 g Weichmacher (Rohm & Haas Paraplex G-30) hergestellt. Nach dem gründ-

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liehen Vermischen der Bestandteile in einer Kugelmühle wird die Aufschlämmung auf eine 25 um dicke Polyesterfolie aufgetragen. Nach dem Verdunsten des Lösungsmittels bleibt eine 40 um dicke Schicht aus Pigment und Bindemittel im Gewichtsverhältnis 15:1 zurück. Diese Beschichtung wird dann mit einer Aufschlämmung aus elektrisch leitfähigem Russ und einem Polyvinylbutyral-Binder in Gewichtsverhältnis 1:1 überzogen. Nach dem Trocknen bringt man die Schichtung auf ein Aluminiumblech so auf, dass die Kohlenstoffschicht auf dem Aluminium auf- und die Polyesteroberfläche offenliegt.

Die Polyesteroberfläche wird dann mit Isopropylalcohol benetzt und mit der Aluminiumoberfläche eines Elektrodenelements aus mit Aluminium bedampfter 25 um dicker Polyesterfolie in Berührung gebracht. Indem man eine Quetschleiste über die Rückseite der Elektrode zieht, erhält man einen gleichmässigen etwa 0,5 um dicken Film von Isopropylalcohol.

Im Dunkeln wird zwei Sekunden eine Spannung von 1000 V über die Schichtanordnung gelegt, indem man den negativen Anschluss an die Aluminiumschicht des Elektrodenelements, den positiven Anschluss an das Aluminiumblech legt. Innerhalb 0,3 Sekunden nach dem Anlegen der Spannung bestrahlt man die Anordnung 0,1 Sekunden bei 25 mA, 80 KVP

Bestrahlungsdauer 0,1

(Sekunden)

Spannung im bestrahl- — 460

ten Bereich (V)

Spannung im geschütz- —410

ten Bereich (V)

Kontrastspannung (V) 50

Die Bestrahlungsschritte werden bei einer Bestrahlungsdauer von 0,4 Sekunden wiederholt, wobei die Spannung an der Elektrode 3 Sekunden lang auf —1000 V gehalten, dann auf 0 V abgesenkt und die Elektrode bei 4,0 Sekunden abgezogen wird. Dieses Beispiel zeigt den wahlweisen Schritt einer elektrischen Direktverbindung der Elektrode mit dem Alumi-

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und 100 cm Abstand zwischen Strahlungsquelle und Anordnung mit Röntgenstrahlen. 1,5 Sekunden nach dem Anlegen der Spannung entfernt man das Elektrodenelement von der Polyesteroberfläche durch Abziehen innerhalb etwa 0,3 Se-5 künden. Die Elektrode wird also abgenommen, während sie sich auf dem Bestrahlungspotential von —1000 V befindet. Etwa zwei Sekunden später schaltet man die Raumbeleuchtung an.

Das entstandene Ladungsbild wird mit einem elektrostati-lo sehen Voltmeter (Fabrikat Monroe) abgetastet. Die Oberflächenspannung in einem vollröntgenbestrahlten Bereich beträgt —460 V gegenüber dem Aluminiumblech. In einem durch einen 6,3 mm dicken Bleistab gegen die Röntgenstrahlen geschützten Bereich beträgt sie —410 V; der Kontakt ist 15 also 50 V.

Das abnehmbare Elektrodenelement wird erneut aufgelegt, die Elektrode bei OV Anfangsbedingungen vollständig strahlungsgeflutet und die Anordnung dann erneut bestrahlt, und zwar 0,2 Sekunden lang.

2o Dieser Schritt wird mit Bestrahlungszeiten von 0,4 Sekunden, 0,7 Sekunden und 1,0 Sekunden bei ansonsten gleichen Bedingungen wiederholt. Die folgende Tabelle zeigt, wie sich mit zunehmender Bestrahlung das elektrische Kontrastpotential verhält:

25

0,2

0,4

0,7

1,0

-510

-570

-675

-725

-425

-410

-430

-435

85

160

245

290

35 niumblech. Die gemessenen Spannungen sind —175 V im bestrahlten Bereich, — 50 V im geschützten Bereich; der Kontrast beträgt also 125 V. Die Voltmeterabtastkurven zeigen für die abgetasteten Bereiche gleichmässigere Potentialverteilungen.

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C

1 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

651404 PATENTANSPRÜCHE

1. Verfahren zur Ausbildung eines elektrischen Ladungsbildes, bei dem man an eine mehrschichtige Anordnung mit einer leitfähigen Schicht, einer photoleitfähigen Schicht und einer Isolierschicht ein abnehmbares leitfähiges Elektrodenelement als weitere Schicht an die Isoherschicht heranbringt und die photoleitfähige Schicht bildmässig bestrahlt, während man eine Gleichspannung zwischen die leitfähige Schicht und das abnehmbare leitfähige Elektrodenelement legt, um an der Isolierschicht ein elektrisches Ladungsbild zu bilden dadurch gekennzeichnet, dass man das abnehmbare leitfähige Elektrodenelement von der Isoherschicht durch eine flüssige Grenzflächenschicht trennt, deren Flüssigkeit ein Dipolmoment grösser null, eine Leitfähigkeit, die ausreicht um das elektrische Potential an der Oberfläche der Isoherschicht im wesentlichen auf dem elektrischen Potential des abnehmbaren leitfähigen Elektrodenelements zu halten, und eine Oberflächenspannung hat, die gleich der oder kleiner als die kritische Oberflächenspannung der Isolierschicht ist, und dass man das abnehmbare leitfähige Elektrodenelement abnimmt, wobei die flüssige Grenzschicht, die auf der Isolierschicht verbleibt, wenn das abnehmbare Elektrodenelement abgenommen worden ist, in einer Zeitspanne verdampft, die geringer als die dielektrische Dunkelrelaxationszeitkonstante der photoleitfähigen Schicht ist.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass man die photoleitfähige Schicht bestrahlt, nachdem die Flüssigkeit auf der Isolierschicht nach dem Abnehmen des abnehmbaren leitfähigen Elektrodenelements verdampft ist.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass man die Höhe der Gleichspannung vor dem Abnehmen des abnehmbaren leitfähigen Elektrodenelements verringert.

4. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass man die Gleichspannung abnimmt, während man beim Abnehmen des abnehmbaren leitfähigen Elektrodenelements das leitfähige abnehmbare Elektrodenelement elektrisch unmittelbar mit der leitfähigen Schicht verbindet.