DE1497164A1 - Lichtempfindliches Element und Verfahren zur Herstellung von Elektrografien - Google Patents

Description

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Katsuragaw,a Denki Kabushiki Kaisha, Tokyo-To/Japan

Lichtempfindliches Element und Verfahren zur Herstellung von Elektrografien

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Blektrografien. Sie "betrifft insbesondere ein neues lichtempfindliches Element und ein Verfahren, nach dem unter Verwendung dieses lichtempfindlichen Elementes dauerhafte, latente, elektrostatische Bilder angefertigt werden können.

Insbesondere beseitigt die Erfindung auch verschiedene Schwierigkeiten, die z.B. die Lichtempfindlichkeit, die Intensität der latenten Bilder, die Eonservierung derselben oder ähnliches betreffen, und mit denen die bekannten elektrοgrafischen oder elektronisch photografischen Verfahren behaftet sind.' Das geschieht dadurch, daß auf einfachem Wege 1stente Bilder höchster Intensität hergestellt werden.

Die bekannten, sogenannten trockenen Verfahren zur Herstellung von Elektrogrcsfien können entsprechend ihrer Aus führ ungs form in die folgenden vier Verfahrenstypen eingeteilt werden:

1) Der erste Verfahrenstyp wird im allgemeinen als xerografisches oder Elektrpnenstrahlverfahren bezeichnet. Solche Verfahren sind z.B. in den US-Patenten No. 2 221 776 und 2 727 8o8 sowie in dem japanischen Patent 6517 aus dem Jahre 1958 beschrieben. Hierbei wird eine in einem dunklen Eaum befindliche elektrostatische Oberflächenladung lokal durch Belichtung geschwächt.

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2) Der zweite Verfahrenstyp ist z.B. aus der japanischen Patentschrift 82o4 aus dem Jahre 1957 "bekannt, die dem US-Patent 2 825 814 entspricht. Bei diesem Verfahren wird ein spezielles Registrierpapier verwendet, während eine Schicht aus lichtleitendem Material als lichtelektrischer [\ "Wandler verwendet wird, mit dessen Hilfe auf dem Registrierpapier ein latentes elektrostatisches Bild entworfen wird.

3) Bei dem dritten Verfahrenstyp wird ein innerer Polarisationseffekt ausgenützt, der im Innern eines speziellen Regi£i?riermediums auftritt, welches keine Lichtempfindlichkeit aufweist.

4) Der vierte Verfahrenstyp macht sich schließlich eine sogenannte persistente innere Polarisation zunutze, die in denjenigen Teilen einer fluoreszierenden Substanz auftritt, die von den Lichtstrahlen getroffen 'werden, und dort ein latentes Bild erzeugt.

Die Verfahren des ersten Verfahrentyps werden komerziell verwertet, da der apparative Aufbau, die Wirkungsv/eise und die Steuerung der einzelnen Arbeitsgänge leicht verständlich sind. An das- lichtempfindliche Material selbst sind jedoch einige grundsätzliche Anforderungen zu stellen, da bei diesen Verfahren der Strom, der durch das lichtempfindliche Element fliesst," ausgenutzt wird. So ist es nach den in den obigen Veröffentlichungen beschriebenen Verfahren unbedingt notwendig, die vorher aufgebrachte elektrostatische Ladung lokal aufrechtzuerhalten, indem man lichtempfindliche Elemente verwendet, die im-Dunklen einen hohen elektrischen Widerstand haben. Vom fotografischen Standpunkt aus betrachtet sind eine hohe Lichtempfindlichkeit und Lichtleitfähigkeit an der Oberfläche

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des lichtempfindlichen Elementes notwendig. Daher können diese Verfahren nur dann durchgeführt werden, wenn man einen geeigneten Kompromiß zwischen diesen sich widersprechenden Bedingungen gefunden hat. Wegen der Bbtwendigkeit eines hohen Widerstands im Dunklen und einer hohen Lichtempfindlichkeit ist daher das verwendbare Material begrenzt. Auch wenn die mechanische festigkeit durch Verbesserung der Eigenschaften des ZnO , ausreicht, wenn man eine aufgedampfte Selenschicht verwendet und wenn man mit der Herstellung zusammenhängende Schwierigkeiten beseitigt, dann besteht immer moch das ProOem einer ungenügenden Lichtempfindlichkeit. Weiterhin ist es notwendig, das Registriermedium nach der Registrierung im Dunklen aufzubewahren, bis die Entwicklung beendet ist.

Der zweite Verfahrenstyp bzw. das Verfahren, welches aus dem japanischen Patent 82o4 aus dem ,Jahre 1957 ( =U.S. Patent 2 825 814) bekannt wurde, macht von dem folgenden Phänomen Gebrauch. Wenn ein Registriermedium nur durch einen winzigen Luftspeit von z.B. 2- Io Mikrons von einem lichtempfindlichen Element getrennt ist, dann verursacht eine lokale Belichtung, daß die' Ladungsträger aus der lichtempfindlichen Schicht in das Registriermäium wandern. 'Hierbei'wirkt der sehr kleine Luftspalt als besonderer Widerstand, so daß keine Felcfcnission auftritt, bevor die Feldstärke im Luftsxjalt einen vorgewählten Wert erreicht. Beim Erreichen dieses vorgewählten Wertes tritt die Feldemission jedoch sehr plötzlich ein und verbessert damit die Klarheit der erzeugten Aufnahme. Dieses Phänomen ist ' für die Haltbarmachung des latenten elektrostatischen Bildes wesentlich, das suf dem Registriermedium gebildet worden i-st, und dieses Verfahren charakterisiert. Es ist jedoch außerordentlich schwierig, einen solchen Mikroluftspalte aufrechtzuerhalten und zu steuern.

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ITaeh. dem dritten Verfahrenstyp, der aus dem japanischen Patent No. 3ol7 aus dem Jahre 1959 bekannt ist, "besitzt das Registriermedium die Eigenschaft, daß es die juurückbleibende dielektrische Polarisation über lange Zeiten hinweg konservieren kann. Es ist insbesondere versucht worden, die Aufnehme durch Einführen einer besonders ausgewählten Substanz in das Registriermedium haltbar zu machen, durch die die elektrische Feldstärke, die der lichtempfindlichen Schicht an den von'den Lichtstrahlen getroffenen Stellen aufgeprägt wird, lokal erniedrigt und dadurch der proportionale Anteil der elektrischen Feldstärke auf dem Registriermedium erhöht werden sollte. Das würde ein entsprechendes Anwachsen der dielektrischen Polarisation im Registriermedium zur Folge haben und diese auch über eine gewisse Zeitspanne aufrechterhalten. Dieser Verfahrenstyp unterscheidet sich vom zweiten Verfahrenstyp dadurch, daß die Persistenz der dielektrischen Polarisation ausgenützt wird. Die Verfahren nach dem dritten Typ sind leicht zu kontrollieren, da es nicht notwendig ist, wie nach dem Verfahren des zweiten Typs einen Mikroluftspalt^aufrechtzuerhalten. Wichtigste Bedingung bzw. die einzige Möglichkeit zur Konservierung der dielektrischen Polarisation ist jedoch die Verwendung eines sehr speziellen Materials. Weiterhin kann beim wirklichen Gebrauch die dielektrische Polarisation nur für eine sehr kurze Zeit haltbar gemacht werden, so daß viele Probleme noch ungelöst bleiben.

Im Gegensatz zum dritten Verfahrenstyp, der auf der Persistenz der dielektrischen Polarisation auf einem nichtlichtempfindlichen Material beruht, beschreibt der vierte Verfahrenstyp Verfahren., denen der Effekt der sogenannten persistenten inneren Polarisation, zugrunde liegt. Hierbei wird unter Ausnutzung-

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dieses.Effekts sowie durch die Verwendung einer fluoreszierenden Substanz ein latentes Bild im Dunklen .erzeugt und konserviert, wobei auch die tiefen Niveaus der lallen dieser Substanz kontrollierbar sind.Obwohl eine Anzahl verschiedener Verfahren zur Lösung dieses Problems vorgeschlagen worden ist, liegt die Hauptschwierigkeit bei ihnen darin, daß es nicht nur Ladungsträger bedarf, die in den von den Lichtstrahlen getroffenen Eallen eingefangen werden, sondern daß auch über einem bestimmten Wert liegende Widerstände in den belichteten Heilen nötig sind. Daher ist das lichtempfindliche Material, das bei den Verfahren der persistenten inneren Polarisation verwendet werden kann, auf fluoreszierende Stoffe begrenzt, was in Bezug auf eine Steigerung der Lichtempfindlichkeit bei solchen Verfahren eine ernsthafte Schwierigkeit bedeutet. Würde man stark lichtempfindliche Stoffe, wie z.B. GdS gemäß der jäpfindung verwenden, dann würde der proportionale Anteil der elektrischen Feldstärke längs- der Schicht des lichtempfindlichen Stoffs abnehmen und die Zahl der Ladungsträger-' fr Ilen beim !Fallenniveau stark anwachsen, weil der Widerstand der dem Licht susgesetzten Teile plötzlich abfällt. Jo!glich ist der Überg -ng zwischen Hell und Dunkel sehr gering und es ist unmöglich, gute Bilder herzustellen. Diese Eigenschaft, weisen nahezu alle lichtleitenden Stoffe mit starker Lichtempfindlichkeit auf, und dss ist auch einer der wesentlichsten Gründe, weswegen es nicht möglieh ist, mit den Verfahren der persistenten inneren Polarisation Bilder mit hoher Geschwindigkeit aufzunehmen.

öbviöbl die Verfahren des zweiten, dritten und vierten Typs zur Beseitigung der mit dem xerographischen Verfahren verbundenen Schwierigkeiten gedacht sind, sind auch bei diesen Verfahren noch, viele Probleme ungelöst.

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Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein lichtempfindliches Element neuartiger Bauweise und mit neuartigen Eigenschaften herzu*eilen, indem lichtleitfähige Substanzen hoher Empfindlichkeit verwendet werden, die bisher in der Elektrografiertechnik nach nicht verwendet worden sind. Weiterhin wird ein .Verfahren angegeben, wie man mit Hilfe dieses Elementes ein latentes elektrostatisches Bild eines be eeleuchteten Gegenstandes herstellen kann.

Gemäß der Erfindung ist ein lichtempfindliches Element vorgesehen, wobei mittels ein-S durchsichtigen Bindemittels eine pulverförmige, lichtleitfähige oder fluoreszierende Substanz gebunden und das Gemisch anschliessend in eine dünne Schicht ausgewalzt ist. Auf eine oder auf beide Seiten dieser Schicht ist gleichförmig eine hoch isolierter Pifm aufgetragen, und durch Aufbringen einer leitenden Substanz auf eine Oberfläche dieser dünnen Schicht ist für eine Elektrode gesorgt. Wie aus der späteren Beschreibung deutlicher wird, sollte das Bindemittel einen spezifischen Widerstand von vorzugsweise mehr als 10 Ohm · cm aufweisen, während die Dicke der dünnen Schicht vorzugsweise kleiner als 200 Mikrons sein sollte . Der spezifische Widerstand des stark isolierenden films sollte grosser

10 Ohm^#^m sein, dessen Oberflächenwiderstand mehr 2

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• als 10 0hm·cm und dessen Dicke weniger als 5o Mikrons betragen. Der Widerstand dieses lilms von Oberfläche zu Oberfläche sollte pro Einheitsfläche grosser als 10^ 0hm sein.

Hach dem Verfahren gemäß der Erfindung wird eine, durchsichtige Elektrode mit dem stark isolierenden PiIm des lichtempfindlichen

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Elementes in Berührung gebracht, dann wird ein Gleichfeld oder eine Gleichspannung zwischen die Elektrode des lichtempfindlichen Elementes und die durchsichtige Elektrode angelegt, und die Polarität des Gleichfeldes umgekehrt. Dann wird auf der Oberfläche des lichtempfindlichen Elementes das Bild eines beleuchteten Gegenstandes erzeugt, in-dem Lichtstrahlen durch die durchsichtige Elektrode hindurehtre&en, während die Polarität umgekehrt bleibt. Ha eh Unterbrechung der Belichtung des Gegenstandes,nach Ausschaltung -der angelegten Spannung und' nach der Trennung der durchsichtigen Elektrode von dem lichtempfindlichen Element befindet sich auf der Oberfläche der stark isolierenden Schicht ein latentes elektrostatisches Bild, welches sich dadurch auszeichnet, daß es nicht durch später auftreffende Lichtstrahlen ausgelöscht wird» Die einzelnen Verfahrensschriirfce können, wenn es erwünscht ist, wiederholt werden.

Eines der wesentlichsten Merkmale des Elementes und des Verfahrens gemäß der Erfindung ist es, daß trotz der Tatsache, daß das latente Bild auf der Oberflächenschicht des lichtempfindlichen Elementes gebildet ist, dieses nicht durch Lichteinfluss geschwächt oder ausgelöscht werden kann. Eine Auslöschung kann allein durch das Anlegen -ines elektrischen Feldes geschehen. Von den bekannten Verfahren kann das gleiche nach dem Verfahrenstyp 2 erreicht werden, indem eine verschiedene Art von Eegistrierpapier zur Herstellung der Aufnahmen verwendet wird. Nach diesem Verfahren wird nämlich, wie oben beschrieben, die Feld- . emission zur Aufnahme von Bildern ausgenützt und es ist notwendig, einen Kikroluftspalt auszubilden, da sonst die Aufnahme verschwindet. Die-Ausbildung solcher Mikroluftspalte ist aber sehr kompliziert, was die Ausnutzung .

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dieses Verfahrens stark einschränkt. Bei den "beiden Verfahrenstypen 1) -und 4), nämlich der Xerografie und dem Verfahren der persistenten inneren Polarisation, müssen die Entwicklung und ä,hniiche Prozesse im Dunklen vorgenommen werden, da: bei diesen Verfahren das latente Bild durch Lichteinwirkung ausgelöscht wird. Andererseits ist bei den Verfahren des dritten Typs die Zeitspanne, während der die Polarisation anhält, sehr kurz. Weiterhin ist es in der Xerografie, und "beim Verfehren der persistenten inneren Polarisation schwierig, ein lichtempfindleiches Material mit der geeigneten Empfindlichkeit aufzufinden. Demgegenüber erscheint der zweite Verfahrenstyp vorteilhaft zu sein, da die Feldsaission unterhalb einer bestimmten Schwellspannung nicht auftritt. Bei diesen Verfahren können auch sehr empfindliche Substanzen verwendet v/erden, da die Feldemission nicht auftritt, wenn die elektrische., Feldstärke im Luftspalt an den Stellen, die nicht vom Licht getroffen werden, nicht den_; kritischen Wert erreicht. Folglich entstehen keine zum Rauschon beitragenden Ladungen im Registriermedium, wenn dieses nicht unmittelbar dem Licht ausgesetzt ist, und man erhält.ein günstiges Signal/Rausch-Verhältnis. Veränderungen in der Grosse des Luftspaltes haben natürlich starke Veränderungen der Feineinstellung des Spaltes zur Folge. Das bedeutet, wie schon mehrfach betont wurde, daß es wesentlich ist, den Luftspalt gleichförmig und genau eingestellt zu lassen, da die ^ualität der aufgenommenen Bilder allein von der richtigen Lage des Mikroluftspaltes abhängt.

Bei dem Verfahren gemäß der Erfindung ist eine solche Schwierigkeit nicht vorhanden. Die Berührung zwischen der durchsichtigen Elektrode und der Obe-rfläche des lichtempfindlichen Elementes kann durch einen von einer geeigneten Vorrichtung erzeugten Druck herbeigeführt werden. Der Mechanismus der Erzeugung eines Bildes und der Konservierung des

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latenten Bildes härg£ nicht davon ab, ob ein kleiner Luftspalt vorhanden ist, der eine Loslösung der Ladungsträger, die die'Oberfiächenladung darstellen, erschwert, oder ob die Elektrode und das lichtempfindliche Element in inniger Berührung stehen, so daß die Ladungsträger, die das latente Bild ausbilden, leicht in die durchsichtige Elektrode übergehen können. Obwohl die Erfindung nicht von einer besonderen theoretischen Analyse der entsprechenden Phänomene abhängt, wird später noch theoretisch begründet, warum man auch unter Verwendung eines sehr empfindlichen Materials leicht befriedigende Ergebnisse erzielen kann.

Die Erfindung wird nun auch anhand der beiliegenden Abbildungen ausführlich beschrieben, wobei alle aus der Beschreibung und den Abbildungen hervrgehenden Einzelheiten oder Merkmale zur Lösung der Aufg3be im Sinne der Erfindung beitragen können und mit dem -Willen zur Patentierung in die Anmeldung aufgenommen wurden* .

Die Pig. 1 zeigt ein teilweise geschnittenes lichtempfindliches Element gemäß der Erfindung.

In der Pig. 2 ist eine Seitenansicht einer Anordnung air Bildung eines latenten Bildes gemiiß der Erfindung gezeigt.

Me IMg. 3 zeigt die Abhängigkeit der angelegten Spannung und der Belichtung von der Zeit.

Die Pig. 4 gibt an, wie sich das Potential einer elektrostatischen £·.-■>&uu# auf der Obe-'fl-'iche des lichtempfindlichen Elementes mit aer Zeit ändert.

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Die ffigur 5 zeigt schema tisch, eine an das. lichtempfindliche Element angeschlossene Schaltung. ■

Die Mg. 6 und 7 sind Potential-Zeit- bzw. Strom-Zeit-Charakteristiken eines lichtempfindlichen Elementes. ■

Figur 8 zeigt die Ladungsverteilung in einem lichtempfindlichen Element.

Aus der Kg. 9 ist wiederum zu ersehen, wie die angelegte Spannung und die Belichtung von der Zeit abhängen.

Die Figur Io gibt weitere Beispiele für eine elektrostatische Ladung auf der Oberfläche des lichtempfindlichen Elementes.

Die Fig. 11 gibt ein anderes Ausführungsbeispiel eines lichtempfindlbhen Elementes an.

Die Mg. 12 gibt wiederum die Zeitabhängigkeit der Ladungsverteilung auf der Oberfläche eines lichtempfindlichen Elementes

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während die Mg. 13 die Abhängigkeit der angelegten. Spannung und der Belichtung von der Zeit für ein besonderes Ausführungsbeispiel der Erfindung angibt.

Im folgenden wird nun ein einfaches Ausführungsbeispiel der Erfindung in allen Einzelheiten beschrieben, um den Erfindungsgedanken klar herauszustellen.

Beispiel 1

Die Mgur 1 zeigt ein lichtempfindliches Element 1 , das aus

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mehreren Schichten besteht. Es enthält eine lichtempfindliche Schicht 2, eine dünne Schicht oder einen dünnen Film 3, der stark isoliert und auf der Schicht 2 aufliegt, sowie eine Elektrode 4, die die Form eines dünnen Metallfilms hat und unterhalb der lichtempfindlichen Schicht liegt. Die lichtempfindliche Schicht 2 enthält feine Teilchen aus CdS-Kristallen, die eine Kirrngrösse von etwa Io Mikrons haben und die ferner durch Kupfer aktiviert sind und mitteeis eines isolierenden Bindemittels, z.B. Cellulosenitrat, derart aneinander gebunden sind, daß sich eine dünne Schicht von etwa 8o Mikron Dicke ausbilden läßt. Der isolierende Film 3 besteht aus einem synthetischen Harz auf Polyesterbasis, z.B. einem Film, der von der Firma Toyo Rayon Co. ltd., Japan, unter der Handelsmarke "Lumiler" verkauft wird. Er ist mittels eines synthetischen, herzförmigen Bindmittels auf Polyesterbasis, welches unter der Bezeichnung "Bond-L" von der Firma Konishi Grisuke Co.. ,Japan, vertrieben wird, an die obere Oberfläche der lichtempfindlichen Schicht 2 gekittet. Die Elektrode 4 enthält einen elastisch deformierbaren Film aus elektrisch leitendem Material, der mittels eines elektrisch leitenden Bindemittels gleichförmig an die untere Seite der lichtempfindlichen Schicht 2 angebracht ist. Da jede der Schichten, aus denen das gezeigte Element 1 besteht, elastisch deformierbar ist, weist auch 4s gesamte Element eine elastische Deformierbarkeit auf.

Die Fig. 2 zeigt einzelne Teile, die zur Bildung eines latenten Bildes in Abhängigkeit eines Lichtbildes notwendig sind. Die Anordnung enthält das oben gezeigte lichtempfind]!; ine■Clement und eine für Lichtstrahlen durchsichtige Elektrode 5 au£ G-las, z.B. aus "jJESA-Gias", <*as von der Firm? Corning Glass Co..,USA vertrieben.wird, die euf den isolierenden Film 3 des lichtemipfindlichen Elementes gelegt ist .Yieiterhin enthält d :e ■

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Anordnung eine Gleichspannungsquelle 6, mit der zwischen die Elektroden 4 und 5 eine Gleichspannung angelegt werden kann. Ein Umschalter,. mit dem das angelegte Potential umgepolt werden kann, liegt zwischen der Spannungsquelle und den Elektroden. Weiterhin kann eine geeignete Einrichtung (nicht gezeigt) vorhanden sein, die die durchsichtige Elektrode 5 gegen die Oberfläche des isolierenden Films 3 drückt. Weiterhin ist ein durch eine Linse 8 angezeigtes optisches System vorhanden, welches zwischen dem lichtempfindlichen .Element 1 und einem Gegen- .* stand 9 angeordnet ist, der von einer nicht gezeigten lichtquelle in geeigneter Weise beleuchtet ist, damit er auf das lichtempfindliche Element 1'projiziert wird.

In der Fig. 3 sind die zwischen der durchsichtigen Elektrode 5 und der Elektrode 4 des lichtempfindlichen Elementes liegende Spannung und die Belichtung in Abhängigkeit von der Zeit miteinander verglichen. Dabei ist die Polarität der Obafflache des lichtempfindlichen Elementes 1 oder die des isolierenden Films 3 sowie das Potential* der dsri^f befindlichen Ladung berücksichtigt. Die Abszisse der Fig. 3 ist die Zeit.Wenn währsend eines Zeitintervalls von t bis t-,ohne Beleuchtung des- Gegenstandes einj^ positives Potential an der durchsichtigen Elektrode 5 liegt,· wird dieses Potential, wenn der Gegenstand während eines Zeitintervalls zwischen t-, und to beleuchtet wird, zum Anlegen eines negativen Potentials an diese Elektrode umgepolt. Zur Zeit tp werden die Spannungzufuhr und die Beleuchtung gleichzeitig unterbrochen.

Ifech dem Entfernen der durchsichtigen Elektrode 5 vom lichtempfindlichen Element l· bleibt ein fern" "Gegenstand entsprechendes latentes, elektrostatisches Bild auf der Oberfläche des isolierenden Filmes 3 zurück, welches sich dadurch auszeichnet, äs& es bei einer späteren Bestr hlung mit Licht kaum geschwächt oder

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ausgelöscht wird'· Me beiden Zeitintervalle zwischen t und t-, ."bzw, zwischen't-, und tg können o,l sek "betragen, während die Beleuchtungsstärke auf dem photoem.pfindlbli.en Element. etwa 2o Lux "betragen kann, unter Verwendung dieser Werte und bei einer über die Spannungsquelle 6 an das photoempfindliche Element angelegten Spannung Ton 20G0 'Volt bildet sich auf den Teilen der Oberfläche des isolierenden I¹UmS 3, die das Lichtbild des Gegenstandes aufgenommen haben, eine Ladung entsprechend - 15oo Volt aus, während die Teile, die nicht von der Strahlung getroffen werden, auf nahezu Hull Volt bleiben. Daher ist es sehr leicht, solch ein latentes^ Bild durch die Zustände geladener und nichtgeladener Teilchen, . die von den grossen Potentialunterschieden herrühren, sichtbar zu machen. In dieser Hinsicht ist die Polarität der elektro;-statischen Ladung auf der Oberfläche des .lichtempfindlichen . Elementes/ 1, die durch die Polarität des angelegten elektrischen leides festgelegt ist, gleich der Polarität der durchsichtigen Elektrode, d.h. das latente elektrostatische Bild, .das nach dem. oben beschriebenen Verfahren.entsteht, kommt durch elektrostatische Aufladung oder ähnliche Effekte und nicht durch Polarisationserscheinungen zustande.. '.. .. -.,....-■...■ ....

Die Figur 4 zeigt die Änderung des elektrostatischen Potentials -.. der Zeit, vvöoei die Zeiten t, t-j und t„ den Zeiten in der Pig. 3 entsprechen. Eine K rve a gibt die Änderung des elektrostatischen.. Potentials auf der Oberfläche des lichtempfindlichen Elementes . im Zeitintervall zwischen t und..t-, an, .wobei die gestrichelte . ,.-Kurve angibt, daß das Potential auch dann nicht weiter ansteigt, wenn das gleiche elektrische. PeId noch .na,ch der Zeit t,-,, aufrechterhalten wird. Eine Kurye b zeigt, wie. sich das/'^lektrostatische Potential auf den Teilen der. .Oberflächs. eines_: lichtempfindltiien ELements ändert, die im. gleichen Intervall nicht von. Lichtstrahlen getroffen werden, tyenn Jedoch das PeId noch .nach -der,.Zeit t . .. .·

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aufrechterhalten wird , dann nähert sich, die Kurve .b. einer-. „ Kurve c an, aber mit vielkleinetff Geschwindigkeit: alsj während -_:- des Intervalls zwischen t_Q und t.^. Die Kurve c dagegen ändert.,,,, sich nach dem Zeitpunkt tρ nicht weiter, wie durch eine weitere gestrichelte linie· in der Pig, 4 angedeutet ist. .·-... , Der Buchstabe G- stellt dabei die Differenz zwischen, dem .· elektrostatischen Oberflächenpotential der vom Licht getroffenen Teile und der nicht vpm licht getroffenen Seile zur Zeit t.g dar, woraus sieh direkt die Intensität, des Ladungsbildes, . ergibt. "■-....._, --..,.-■-. , , ■ . - ... - .-■<·....

Die Fig. 5 zeigt eine Schaltung," die mit dem lichtempfindlichen Element 1 gemäß der Erfindung verbunden, ist t ^a^ welchem eine ..-. Gleichspannung anliegt. Das, Symbol Z-. stellt die Impedanz _t, des hoch isolierenden Films. 3 auf der Oberfläche des licht- . . empfindlichen Elementes dar, während Zg die Impedanz der lichtempfindlichen.Schicht 2 ist, Entgegen der üblichen ■ . ; G-ewphnheitf die angelegte» Gleichspannung zwischen den -^;. , Impedanzen Z₁ und Zg sntspreehend. ihren_: Werten aufzuteilen,_; empfiehlt es,sich hier, vto der Strom, durch den sehr hohen _. Widerstand eines lichtempfindlichen Elementes fIiesst., .; die yerteilung, oder den -Anteil de.s elektrostatischen. Potentials längs- des Elementes, mit hohem Widerstand zu . . .. _; betrachten. In dem, gezeigten Beispiel, ist, da ein "hoch- . . isolierender T?ilM*3 aus J^rLumiler" verwendet wird,, der, ..;-.- . Widerstand pro Flächeneinheit etwa.^25 · 10 Ohm-, während ., die Dielektrizitätskpnstsnte 3,. 1 ist. Dagegen ist der, . -·■·.·■.-■... Widerstand der photοempfindlichen Schicht2 nach einer langen,—

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Aufbewahrungszeit im Dunkeln etwa_; 10 ,Ohm, während .; ...a· ',.^i? er na ch einer Beleuchtung« mit ELcht t das_v eine Beleuehtungs.n; i,- v:

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stärke von 2i> lux' ha t, etwa 10 fOhm b.eträgt. Die mit - eine^oi-ol 1 Wechs eistro ms chaltung vorgenommenen Meßergebniss e ζ eigen, daß die Dielektrizitätskonstante im Dunklen 2,4 beträgt, daß sie aber bei einer Bestrahlung mit 2o Iiux auf über 3o

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anwächst. Wenn daher eine Spannung von 2000 Volt von aussen angelegt ist, dann beträgt die Spannung längs des isolierenden Films im Dunklen etwa 14 $, während sie auf etwa 66 $> der angelegten Spannung anwächst, wenn man mit einer Beleuchtungsstärke von 2o Lux arbeitet. Beim vorliegenden Ausführungs- . beispiel sinkt die Spannungsverteilung längs der isolierenden Schicht 3 jedoch etwas unter die oben gegebenen Werte ab, da sich zwischen den einzelnen Sch/ichten eine Isolierschicht des Bindemittels befindet und der Eontaktwiderstand zwischen den Schichten einen wesentlichen Betrag der an des lichtempfindliche Element angelegten Spannung verbraucht. In jedem Pail ist aber das Potential der elektrostatischen Ladung, die auf der Oberfläche des isolierenden Films 3 gebildet ist, der wiederum mit der durchsichtigen Elektrode 5 in Berührung steht, der Grosse der Spannung proportional,, die von aussen her an das lichtempfindliche Element angelegt ist.

Unabhängig von der oben beschriebenen Spannungsverteilung längs der entsprechenden Schichten unterliegt das Qberfläehenpotentiai des lichtempfindlichen Elementes einer besonderen zeitlichen Änderung, wie es in der Fig» 6 gezeigt ist. I¹* dieser Figur stellen die Kurven D+ bzw. D- die Änderung der Oberfläehenpotentiale im Dunklen dar, wenn positive bzw. negative Potentiale en die durchsichtige Elektrode 5 angelegt sind, während die Kurven L* und L- das gleiche für den Fall zeigt, daß die Oberfläche dem Licht ausgesetzt ist. Wenn das äußere Feld über eine relativ lange 2eit angelegt ist, dann streben alle Kurven, wie aus der Fig. 6 deutlich hervorgeht, asymptotttseh einem Grenzwert zu. Es ist jedoch zu bemerken, daß diese Grenzwerte nicht mit'den Änderungen der Dielektrizitätskonstante oder der Impedanz innerhalb- der lichtempfindlichen Schicht übereinstimmen, die'oben bezüglich der Fig."3 ·

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beschrieben wurden, sondern daß die Potentiale'der Oberflächenladungen im Dunklen groß sind. Diese Zusammenhänge wurden im einzelnen näher untersucht, und man kann aus den Untersuchungen den Schluß ziehen, daß das oben "beschriebene Phänomen der Gegenwart von Fallenniveaus innerhalb des lichtleitenden Materials zuzuschreiben ist. Da diese Schlußfolge eterung für die Anwehdung des lichtempfindlichen Elementes gemäß der Erfindung von besonderer Bedeutung ist, wird auf die Einzelheiten im folgenden genauer eingegangen.

Da die oberste Schicht des lichtempfindlichen Elementes 1 gemäß der Erfindung aus einem hodi isolierenden Film 3 besteht, der' einen spezifischen Widerstand von etwa 10 Ohm pro cm aufweist, empfiehlt es sich,, diesen Film als Kapazität zu berücksichtigen, wenn man die zum Element 1 gehörende Schaltung betrachtet. IU ähnlicher Weise muß die liehtempfindühe Schicht 2, da sie im Dunklen ebenfalls einen sehr hohen Widerstand hat, als Kapazität behandelt werden. Da jedoch, wenn man die Schichten als Kapazitäten auffasst, die eine Platte jedes Kondensators in direkter Berührung mit der Oberfläche der Elektrode ist, ohne daß irgendein Widerstand dazwischen liegt, ist d.e Aufladezeit der Kapazitäten sehr kurz. Das Zeitintervall T in der Fig. 6, das vom Oberflächenpotential des Elementes bis zur asymtotischen AniMierung an den Grenzwert benötigt wird, beträgt etwa o,l Sekunden, wenn man das in der Fig. 1 gezeigte lichtempfindliche Element 1'verv/endet. Wenn man die Aufladezeit unter Voraussetzung eines einfachen Kondensators baechnet, dann kommt eine weitkürzere Zeit als o,l Sekunden heraus, was die besondere Änderung des Potentials der lichtempfindlichen Schicht 2 im Dunklen bei einer Zunahme des angelegten Oberflächenpotentials anzeigt.

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Bekainntlich'läßt sich die Empfindlichkeit eines lichtempfindlichen Materials mit Hilfe eines geeigneten Activators vergrössern. Weiterhin ist "bekannt, daß im Bändermodell von mit Kupfer aktiviertem GdS, das im Beispiel der Jig. I verwendet wird, eine Anzahl von Störstellenniveaus auftreten, die vom Grundniveau einen Abstand von 1,4 eV und o,o3 eV haben* Obgleich die Tatsache, daß das lichtleitende CdS hohe und niedrige Störstellenniveaus aufweist, für die Empfindlichekeit gegenüber Licht eine wichtige Rolle spielt, steht diese Tatsache auch mit den Merkmalen gemäß der Erfindung in engem Zusammenhang. Insbesondere zeigen viele Versuche, daß in einem aus CdS und Cu bestehenden Lichtleiter der Lichtstrom auch noch eine Zeitlang fortbesteht bzw. nur langsam abnimmt, wenn die Belichtung: des mit einer Gleichspannung; versehenen Lichtleiters abgeschaltet wird. Weiterhin steht fest _f daß dies durch die Einwirkung des Kupfers bewirkt wird, das sieh als Aktivator zwischen den OdS-Kristallen befindet, um die Dichte der Ladungsträger im Leitfähigkeitsbsnd anzuheben, welche den Strom in diesen Kristallen führen, wenn dieser der Beleichtung ausgesetzt sind. Wie oben angegeben wurde., verbleiben die Elektronen, wenn unter Aufrechterhaltung der Gleichspannung die Belichtung.unterbrochen wird, über eine betächtliche Zeitspanne im Leitungsband einer aus CdS und Cu bestehenden, lichtleitenden Schicht und c-vergrössern auf diese Weise stufenweise die Impedanz der Kristalle. Ss läßt sich jedoch, wie es in der 3Pi g.. 7 gezeigt ist, eiie charakteristische Änderung der Impedanz beobachten, wenn während des Ansteigens der Impedanz, die angelegte Gleichspannung plötelich umgekehrt wird. Die Jig. 7 zeigt diese Änderungen in Stromeinheiten, wobei Spannungen der einen Polar tat während des zwischen t-, mnd tp liegenden Zeitintervalls und nach einer Zeit t^angelegt sind, während eine Spannung der umgekehrten Polarität während des zwischen

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tp und t, liegenden Zeitintervalls anliegt. Eine Bestrahlung mit Licht findet zwischen t und t-, statt. .Uach der Pig. 7 beginnt der Strom "vom Zeitpunkt t-, an, bei dem die Liehteinwirkung unterbrochen wurde, abzufallen , und wenn die Polarität "bei t_? nicht umgekehrt würde, würde der Strom längs der gestrichelten Linie weiter langsam abnehmen. Fach der Umpolung der angelegten Spannung steigt der Strom entsprechend der neusn Polarität einen Moment lang stark an, doch nimmt dann bald ab_Tso daß .ein relativ kleiner Strom weiterfliegst. Wenn zum Zeitpunkt t-? die ursprüngliche Polarität wiederhergestellt wird, dann steigt der Strom momentan an und fältt dann schnell auf den sogenannten Dunkelstrom ab, der in einer lichtempfindlichen Schicht fliesst, wenn diese einige Stunden im Dunklen aufbewahrfworden ist. Dieser Effekt ist noch stärker ausgeprägt, wenn eine oder auch beide Seiten einer lichtempfindlichen Schicht mit einem stark isolierenden Film bedeckt sind. Eine Abhängigkeit von der Polarität der angelegten Spannung kann beobachtet werden, wenn nur eine Seite mit einem hoch isolierenden lilm bedeckt ist. Solche .Stromänderungen sind in einem licht leitenden Element,, das aus einem dünnen Pulverfiim aus""lichtleitenden Kristallen besteht, die mittels eines geeigneten, elektrisch isolierenden Bindemittels gebunden sind, stärker als in einem monokristallinen Element oder einem Element mit aufgedampften Schichten ausgeprägt. Dieser Effekt ist sehr wichtig, da er direkt die Impedanz der lichtempfindlichen Schicht steuert. Insbesondere sollte die Aufgabe der Fallenniveaus, die den Halbleitern eigen sind, besonders beafechtet werden.

In dem CdS-Gu-Material sind eine grosse Anzahl von Störstellenniveaus vorhanden, die eine nicht gleichförmige Verteilung der Ladungsträger verursachen. Trotzdem ist aber der Grund, weswegen ä GdStGu nicht bei den Verfahren der persistenten,

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inneren Polarisation verwendet werden kann, der, daß der Aktivator, der zum Herstellen einer -hohen Lichtempfindlichkeit zugegeben wird, eine Verteilung zeigt, die nicht dazu geeignet ist, die eingefangenen Ladungsgträger für längere Zeit auf ihren charakteristischen Niveaus zu halten. Die Voranregung, die durch den zugefügten Aktivator verusacht wird, ist sehr lang, so daß der Lichtleiter selbst im Dunklen eine starke ■Polarisation zeigt. Da weiterhin die Impedanz an den vom Licht bestrahlten Stellen wegen der hohen Empfindlichkeit stark abnimmt, nimmt auch die Feldstärke, .die längs der nicht bestrahlten Teile aufgeprägt ist, stark ab, wodurch ein Fortdauern der Polarisation verhindert wird. Dabei wirken die einzelnen !Faktoren kummulativ.

Die Erfindung geht von der Ausnutzung solcher Eigenschaften aus, die bei 6,en Verfahren der peasisteten inneren Polarisation nicht so gut geeignet sind. Außerdem wird der oben beschriebene Effekt ausgenützt, daß sich nämlich durch Umpolung der Gleichspannung im Dunklen das Verhalten der Leitungselektronen in den Kristallen des CdS in bestimmter Weise ändert. Im folgenden wird des Prinzip der Erfindung noch einmsl eingehend erörtert.

Während des Zeitintervalls zwischen t und t-, wirkt sich die "zuvor vorgenommene Bestrahlung der CdS-Kristelle dahingehend aus, daß die Elektronendichte im Leiimngsband, oder in denjenigen Eallenniveaus, die leicht Elektronen in das Leitungsband abgeben können, groß ist. Wenn nun an die OdS-Kristalle von außerhalb eine Gleichspannung im Sinne eines konstanten elektrischen Feldes angelegt wird, dann wandern die Elektronen zur positiven Seite» und bilden eine innere Polarisation.

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Die Polarisation erscheint in diesem Pall bezüglich, des von außen angelegten Feldes in entgegengesetzter Richtung, wie es die Pig. 8 wiedergibt, in der ebenfalls der Ladungszustand in einem lidit empfindlichen Element zu erkennen ist. Die Elektronendichte im Leitungsband nimmt nicht wesentlich, ab, da wegen der nichtgleichförmigen Verteilung der· Elektronen eine nur geringere Möglichkeit zur Rekombination besteht. Nach dem Entstehen der inneren Polarisation sollte der Hauptanteil des elektrischen leides, dessen Verteilung durch die entsprechende Impedaffi und Dielektrizitätskonstante bestimmt ist, längs der Impedanz Zp der lichtempfindlichen Schicht erscheinen, wohingegen nur ein geringer Teil an der Impedanz Z-, des hoch isolierenden Films abfallen sollte. In Wirklichkeit aber wächst, wenn in der lichtempfindlichen Schicht ein Polarisationsfeld entstanden ist, die Feldstärke längs··'der Impedanz Z-, der hoch isolierenden Schicht an, wenn das Polarisationsfeld aufgebaut wird, was ein Anwachsen des Potentials der elektrostatischen Ladung auf der Oberfläche des hoch isolierenden Films, wie es in der Fig. 4 gezeigt ist, zur Folge hat. Das kann durch einen wesentlichen Abfall der Impedanz Zp oder ein'Anwachsen der Dielektrizitätskonstante erkl3?ärt werden. Ein anderer wesentlicher Punkt in diesem Stadium ist der, daß dann, wenn auf der Oberfläche des hoch isolierenden Films eine elektrostatische Ladung erzeugt ist-, ein Gleichgewicht des Feldes nicht nur dadurch aufrechterhalten werden kann, äaß das Feld durch die Wirkung der inneren Polarisation gelöscht wird, sondern auch dadurch., daß-auf der rückwärtigen Oberfläche des hoch isolierenden Films oder an der Grenzfläche zwischen den Kristallen des lichtempfindlichen Materials und des Bindemittels elektrische Ladungen angesammelt werden, die eine entgegengesetzte Polarität zu denen auf der Oberfläche des Films heben.

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Bezüglich des Zeitintervalle zwischen t-, und t₂ sollen zunächst die Zustände derjenigen Teile besprochen werden, die nicht vom Licht bestrahlt werden. Während des zwischen t, und t^ liegenden ZextintervalIs wandern im Leitungsband verbliebene Elektronen oder Elektronen, die von den Lsdungsträgern losgelöst sind, die als lolge der inneren Polarisation unter Einwirkung der durch die Feldänderung hervorgerufene Feldluminiszenz nicht gleichförmig verteilt gewesen sind, ge.mäß der Richtung des neuon elektrischen leides durch das Leitungsband und konzentrieren sich an dem entgegengesetzten Pol im Vergleich zum zwischen t und t-, liegenden Zeitintervall. Wegen der hohen Dichte an Rekombin'-tionszentren, die während des Zeitintervalls zwischen t und t·, bestanden, ohne zu Rekombinationen geführt zu hsben, nimmt die Rekombinationswahrscheinlichkeit ernorm zu, so daß die Zahl der Elektronen, die zum Strom beitragen, und daher euch die Geschwindigkeit der Polarissfcäonsbildung stark abnimmt. Deswegen ist das Feld während der unmittelbar auf die Umpolung der Spannung folgenden Zeitspanne entsprechend der gegenüber dem zwischen t und t-, liegenden Zeitintervall umgekehrten Polarität plötzlich an den hoch isolierenden Film angelegt, wie es aus der Kurve b der Fig. 4 zu ersehen ist. Nachdem die Feldstärke eine bestimmte G-rösse erreicht hat, wird die Steigerungsgeschwindigkeit sehr klein, so daß sich nur d.?nn, wenn die zwischen t und t-, entstandene Polarisation durch Wärme vernichtet wird oder durch irgendetwas anderes in der neuen Richtung ansteigt, die Oberflächenladung schrittweise aufbout. Das kenn auch dadurhh erklärt werden, daß die scheinbare Impedanz Zp der lichtempfindlichen Schicht stark anwächst. In dem gezeigten Beispiel muß berücksichtigt werden, daß sich die Pol' ris-?tions- und elektrostatischen Ladungen &uf gegenüberliegenden Seiten auslöschen. Bezüglich der .wise ho η t-, und tr-, bestrahlten Teile ergibt sich-, daß durch die iJoGtrshlunj die «v/ischon t und t-, erzeugten Polarisationen

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völlig ausgelöscht werden, so daß sie keine eigentliche Wirkung ausüben und daher eine Abnahme der Impeadanz Zp in der lichtempfindlichen Schicht verursachen. Dadurch steigt die Dielektrizitätskonstante und daher auch das an die hoch isolierende Schicht angelegte Seid und dadurch wiederum deren Oberflächenpotentisl an.

Gleichzeitig mit dem Auftreten einer Falle entsprechend der neuen Polarit&t der Ladungsträger in der■lichtempfindlichen Schicht, die Polarisation zeigen, tiitt eine innere elektrostatische Ladung an der Grenzfläche der lichtempfindlichen Schicht und des hoch isolier nden Films auf, deren Grund ein anderer als das Ün; fs ng en der Ladungsträger ist.

Hinsichtlich der Entfernung des erleuchteten Bildes und des elektrischen Feldes, ergibt sich sowohl in den beleuchteten als auch in den nicht beleuchteten Teilen, daß die dielektrische Polarisation und die innere elektrostatische Ladung auf de::· Oberfläche des isolierenden Films nach einem weiteren Merkmal, der Erfindung auch nach dem Abschalten des angelegten Feldes ihren ausgeglichenen Zustand beibehalten, da sowohl die Polarisation als auch die Ladung, die auf der Oberfläche des isolierenden Films erzeugte elektrostatische Ladung anziehen. Wenn daher dieser ausgeglichene Zustand zwischen der Oberfläche und dem Innern des lichtempfindlichen Elementes nicht existiert, dann wurden nach der Abschaltung des angelegten Feldes die Ladungen auf der Oberfläche durch die durchsichtige Elektrode ausgewichen, mi.t der die Oberfläche in direkter Berührung steht, so daß die belichteten und nie nicht belichteten Teile das gleiche Potential hätten. Bei einer Anordnung, in der die durchsichtige Elektrode in direkter Berührung mit dem isolierenden Film ist, kann der Ladungsausgleich in Abwesenheit einer Ladung entgegengesetzter Polarität durch eine Anzahl von Versuchen bewiesen werden, die

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später beschrieben werden. Das innere Feld jedoch, das von den eingefangenen Ladungsträgern herrührt, wird leicht geschwächt, was eine Änderung des inneren Feldes und damit auch eine Änderung der Ladungen auf der Oberfläche des lichtelektrischen Elementes zur Folge hat.

Bezüglich der Trennung der durchsichtigen Elektrode von dem lichtempfindlichen Element und der auf diese Trennung folgenden Erscheinungen kann folgendes gesagt werden. Selbst wenn die Kapazität aufgrund einer nicht gleichförmigen Trennung zwischen der durchsichtigen Elektrode und dem lichtempfindlichen Element verändert wird, so verhindert trotziem die Gegenwart der oben erwähnten inneren Kräfte zur Zurückhaltung der elektrostatischen Ladung auf der Oberfläche in wirksamer Weise die Ladung an einer Bewegung, wodurch ein klares latentes Bild gewährleistet ist. Da außerdem der spezifische Oberflächenwiderstand des hoch isolierenden Films sehr hoch ist, kann eine Oberflächendiffusion nicht stattfinden, ϊο Ig Ii eh. ist es n^ch der Abtrennung der durchsichtigen Elektrode für den Mechanismus zur Au:'rechterhaltung eines latenten Bildes nicht notwendig, im .lichtempfindlichen Element zu verbleiben, so daß auf der Oberfläche keine Änderung auftritt, wenn das lichtempfindliche Element belichtet wird. Demgemäß ist es nicht nur möglich, des Entwickeln ohne Lichtunterbrechung durchzuführen, sondern man kann auch das latente elektrostatische Bild helbdr-uernd erholten, solange kein elektrisches Feld angelegt ist. Dieser Yortsil beim Entwickeln kann der Tatsache zugeschrieben werden, daß der Effekt außerhalb de:: oben erwähnten inneren elektrostatischen Ladung enöefcgegengesetzter Polarität durch die in dss lichtempfindliche 31ement selbst eingelegte Elektrode abgeschirmt wird. Die Anwesöntheit dieser eingelegten-

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Elektrode hat "bei. den nachfolgenden Ver£ahrensschritten eine Anzahl von technischen Vorteilen zur PoIge.

Das lichtempfindliche Element gemäß der Erfindung kann mehrmals verwendet werden. .Insbesondere wird das latente Bild, wie es o"ben erklärt wurde, chiröh das Zusammenwirken mit der inneren. Ladung ohne merkbare Veränderung haltbar gemacht. Indem man das lichtempfindliche Element jedoch einfach einer Belichtung und anschliessend einem elektrischen Feld aussetzt, beginnt ein neuer Zyklus in der gleichen, oben basüglich- der Zeitintervalle zwischen t und t-, und der folgenden beschriebenen Weise, so daß die elektrostatische Ladung, die zuerst auf der Oberfläche des lichtempfindlichen Elementes gebildet wird, in keiner Weise die Bildung eines nachfolgenden latenten Bildes beeinflusst. Überdies ist jede mechanische Kraft, die auf das lichtempfindliche Element ausgeübt wird, nur auf die Oberfläche der stark isolierenden Oberfläche begrenzt und wird nicht auf die lichtempfindliche Schicht übertragen, so daß eine mechanische Erschlaffung oder ein Zerbrechen derselben nicht eintreten kann.

Wie/in Bezug auf die einzelnen Verfahrensschritt.e ausführlich erläutert wurde, liegt der Erfindung das Grundproblem zugrunde, daß in Abhängigkeit von der Verteilung der el&ktrostatischen Ladung innerhalb der lichtempfindlichen Schicht des lichtempfindlichen Elementes eine Änderung des effektiven elektrisches Feldes, das längs der isolierenden Oberfläche angelegt ist, zur Bildung eines latenten elektrostatischen Bildes hervorgerufen wird, die vom Licht auf der Oberfläche des-hoch isolierenden Films gesteuert wird. Dabei entlallt die Notwendigkeit, zwischen der durchsichtigen Elektrode und dem isolierenden Film einen

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Spalt vorauseilen oder auf der Oberfläche des isolierenden Films eine "besondere Charakteristik zu fordern. Daher kann auch mit Hilfe der folgenden Versuche- gezeigt werden,, daß an der Grenzfläche zwischen der durchsichtigen Elektrode " und dem photoempfindlichen Element kein besonderer Zustand herrschen muß.

Ein nail dem oben beschriebenen Verfahren entstandenes afektrostatisches Bild wird zerstört _r indem die ina das lichtempfindliche Element eingelassene und die durchsichtige Elektrode vor der Trennung der letzteren von dem. lichtempfindlichen Element kurzgeschlossen werden« Das liegt ·?η dem schnellen Abfall des Oberflächenpotentials des lichtempfindlichen Elements auf Full und zeigt, daß sich die elektrische ladung suf der Oberfläche des■lichtempfindlichen Elementes durch die äußeren Kurzschlußsch"ltung entlädt.. Zur gleichen Zeit .wird natürlich die innere Ladung, die sich mit der Oberflächenladung zur Aufrechterhaltung eines ausgeglichenen Zustandes anzieht, ■ ebenfalls freigelassen. Wenn man dieses Experiment zusammen mit den oben erwähntem Polaritäten des latenten Bildes und des angelegten Feldes betrachtet,- dann ergibt sich,_: daß es on der Grenzfläche zwischen der Beru.hrungselekt.rode und der Oberfläche des lichtempfindlichen Elementes nichts gibt, das den Transport von Ladungsträgern durch diese Grenzschicht verhindern könnte. Als Ergebnis dieses Versuches muß also festgestellt werden_r d.yß der Spalt zwischen der durchsichtigen Elektrode und der öb-erfläche des photoempfindlichen Elementes die Bildung tines Bildes nicht materiell beeinflusst und das nur notwendig ist,, sie unter Druck in Berührung .zu'halten. Aber auch mit einem relativ großen Spalt arbeitet das Elektrografiergerät gemäß der Erfindung unter Erzeugung, von guten latenten Bildern noch zufriedenstellend. Die Tatseche, daß die Ladung in der lichtempfindlichen Schicht die Ladung auf der Oberfläche

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des- hoch isolierenden Films dteüert und aufrechterhält, kann ' durch die folgenden Versuche bewiesen werden. Man erzeugt auf die weiter oben beschriebene ΐ/eise ein latentes,, elektrostatisches Bild eines beleuchtet en- Gegenstandes, bevor man die-durchsichtige Elektrode von dem lichtempfindlichen Element trennt. Wenn man nun belichtet, während die in das.lichtempfindliche Element eingelegte Elektrode und die durchsichtige Elektrode vollständig voneinander isoliert sind und des mittlere Potential über die gesamte Oberfläche des lichtempfindlichen Elementes langsam abnimmt, dann verschwindet die Oberflächenpotentia1-differenz zwischen de-n vom Licht getroffenen und den nicht getroffenen Teilen, so daß eine Entwicklung des latenten ' Bildes unmöglich ist. Das kann daran lieber., d.^f ß die Eigenschaft, das ..latente Bild aufrechtzuerhalten, verloren gegangen ist, was wiederum von dem Ausgleich der inneren Ladungsvertexlung aufgrund der Belichtung herrührt. In der gleichen Weise vLe oben kann jedoch das OberflächenpOtential snschliessend '-"'Uf ITuIl gebracht werden, indem man die durchsichtige Elektrode and die innere Elektrode kurzschliesst. :.;::■■ -"■■■■■-;■

Es ist offenbar, äsß die" Erfindung ein neues lichtempfindliches Element sowie ein neuartiges Verfahren zu dessen Steuerung ' ' angibt, indem verschiedene Eigenschaften lichtleitender Stoffe mit Vorteil zur Erzeugung von latenten Bildern mit hoher Empfindlichkeit ausgenutzt werden. In den bekannten ElektrOskopiervafahren konnten dagegen diese wünschenswerten Eigenschaften nicht verwendet werden, da sie sich nicht für die bekannten lichtempfindlichen Elemente und die entsprechenden Behandlungsverfahren eigneten. Zur Lösung der Aufgabe, die der Erfindung zugrunde liegt, sollte ein lichtempfindliches Element mit den oben beschriebenen Eigenschaften verwendet werden. Durch Vergleich von zahlreichen Arten lichtempfindlicher

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Schichten hat sich herausgesteilt, deß die besten "Schichten -gemäß der Erfindung dadurch hergestellt werden, daß man gebundenes, pulverförmiges hochempfindliches und lichtleitendes Material in dünne Schichten formt. Es wird angenommen, daß eine solche lichtempfindliche Schicht e-_nen plötzlichen Abfall in der Dichte der lichtleitenden Elektronen herbeiführt, wenn die angelegte Spannung oder das entsprechende EeId umgepolt wird, und auch die Erzeugung des inneren, polarisierten Feldes in der oben beschriebenen Weise bewirkt. Die Auswahl des Bindemittels hängt im wesentlichen von den folgenden Gesichtspunkten ab.

Zunächst sollte das-■ Bindemittel so ausgewählt sein, daß es die Beziehung zwischen den Impedanzen oder den Dielektrizitätskonstanten der lichtempfindlichen Schicht und des hoch isolierenden Films einstellt. Zweitens sollte« es zur Aufrechterhaltung des latenten Bildes und zur Verbesserung des Auflösungsvermögens alle Teilchen des lichtempfindlichen Materials gegeneinander isolieren, da diese ihre Eigenschaften auf des Innere des Bindemittels beschränken müssen. D?zu ist es notwendig, ein Bindemittel zu wählen, das einen spezifischen friderstan'd von mehr als 10 Ohm* cm hat· und gegenüber Lichtstrahlen durchsichtig ist. Das erste Erfordernis für den lichtleit-.n en Film, der aus Teilchen des lichtempfindlichen HoteriaIs bestellt, und für den hoch isolierenden Film ist ein hoher Absorptionskoeffipzient gegenüber einfallendem Licht, ds dieser Koeffizient die Empfindlichkeit bestimmt, isine sehr dicke lichtempfindliche Schicht erc^frdert weiterhin nicht nur eine höhere,- von aussen anzulegende Spannung, sondern beeinträchtigt such den Auflademechanismus, so dsß eine unnötig dicke Schicht vermieden werden sollte. Zur Erhöhung ■ des Wirkungsgrades müssen weiterhin die Imped nz und die Dielektrizitätskonstante der hoch isolierenden

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Schicht, die mit der lichtempfindlichen Schicht einen Teil bildet, einen geeigneten Wert "bezüglich den gleichen 'Grossen der lichtempfindlichen Schicht haben.

Da die elektrostatische ladung, die auf der Rückseite des hoch isolierenden Films gebildet wird, zur Haltbarmachung des latenten Bildes dient, sollten als Bindemittel für die lichtempfindliche Schicht und für den.hoch isolierenden Fi3?lin vorzugsweise verschiedene Materialien gebraucht werden. Zur Einstellung der oben geforderten Beziehung zwischen den Impedanzen der beiden Schichten sollten auch verschiedene Substanzen für das Bindemittel und den isolierenden PiIm susgewählt v/erden, de auf diese Weise am leichtesten das lichtempfindliche Element hergestellt werden kann.

Es ist auch noch darauf hinzuweisen, daß trotz gleichförmiger Berührung zwischen der durchsichtigen Elektrode und dem lichtempfindlichen Element eine nicht gleichförmige Zementierung zwischen der lichtempfindlichen Schicht und dem hoch isolierenden Film oder eine lokale änderung der Dicke der Bindemittelschicht eine lokale, nichtgleichförmige Verteilung des ■ elektrische*. Feldes zur Folge haben. Ein lichtempfindliches Element, bei dem der hoch isolierende Film lediglich in Berührung mit der· lichtempfindlichen Schicht steht, anstatt mit dieser zu einem gleichförmigen Gebilde verbundaen zu sein, kann, wie aus dem vorstehenden hervorgeht, ebenfalls in befriedigender Weise arbeiten. Ein Element, bei dem diese beiden Komponenten gleichförmig aneinander gebunden sind, ist jedoch vorzuziehen, um Aufnahmen zu machen, die größere Flächen bedecken, und um ohne von aussen auferlegte mechanische Kräfte latente Bilder herzustellen und aufrechtzuerhalten.

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Während bisher lediglich anhand des Beispiels. 1 die der Erfindung zugrunde liegade Theorie' beschrieben wurde, werden weitere Ausführungsbeispiele noch weiter unten angegeben.

Aus der anhand des Beispiels 1 gegebenen Beschreibung geht hervor, daß zu den Faktoren, die zur Bildung eines latenten Bildes beitragen, die dielektrische Polarisation und die Ladung auf der rückwärtigen Oberfläche des hoch isolierenden Films oder im Inneren der lichtempfindlichen Schicht gehören, d.h. eine Ladung mit einer zu der Ladung, die das latente Bild auf dei" Oberfläche des hoch isolierenden Films bildet, entgegengesetzten Polarität. Die entstandene Polarisation wirkt aber nur bei der Aufrechterhaltung der Verteilung des elektrischen Feldes zur Zeit der Bildung des latenten Bildes und bei der Aufrechterhaltung des latenten Bildes mit, bis die durchsichtige Elektrode und das lichtempfindliche Element voneinander getrennt sind, so daß sie ohne ernstliche Folgen nach dieser Trennung schnell zum Verschwinden gebracht werden kann. Daher beidarf es gemäß der Erfindung keines sehr tiefen Fallenniveaus, welches zu einer dauerhaften inneren Polarisation führt. Des ist einer der wichtigsten G-ründe dafür, daß es nicht so schwierig ist, geeignete lichtempfindliche Materialien auszusuchen, wie es bei den bekannten Verf-hren, die den Effekt der dauerhaften-InnerIcn Pol-risstion ausnutzen, der Fall ist. D" weiterhin Stoffe mit einer starken persistenten inneren Polarisation in dlgemaineh eine geringe Lichtempfindlichkeit heben und bei ihnen kloine Änderungen der Impedanz auftreten, w nn sie nicht durch den dielektrischen Polarisationseffekt verursacht sind, kann dieser Effekt auch,wie im folgenden Beisoiol gezeigt wird, in einem Ausführungsbeispiel der Erfindung verwendet werden.

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Beispiel 2 . '.-■-·

In diesem Ausführungsbeispiel werden die Partikel der fluoreszierenden Substanz Zn CdS (Partikelgröße 5 Mkrons), die mit Ag aktiviert sind, mittels eines Bindemittels gebunden, das aus liitrocellulose besteht, und in dünne Schichten oder eine lichtempfindliche Schicht 2 von 50 Liikrons Dicke gewalzt. Auf die eine oberfläche der Schicht 2 ist ein Aiuminiumblatt -aufzementiert, das als Elektrode dient, während auf der gegenüberliegenden Oberfläche ein H-.rzfilm auf Polyesterbasis befestigt ist, der eine Dicke von 12,5 liikrons hat und als stark isolierender 5ELni > dient. In jedem Fall ist ein geeignetes Bindemittel verwendet, um das lichtempfindliche Element 1 zu vervollständigen. Das lichtempfindliche element ist weiterhin mit einer durchsichtigen Elektrode 5 ausgerüstet, die mit der im Beispiel 1 verwendeten identisch ist, und eine G-leichspannungsquelle sorgt zur herstellung eines latenten Bildes für ein. Gleichfeld. Das "Verfahren zur Herstellung des latenten Bildes unterscheidet sich von dem im Beispiel T gegebenen Verfahren dadurch, daß während des Zeitintervalls zwischen t und t-(j?ig. 9) ein elektrisches Feld angelegt ist, das die durchsichtige Dlekcrode 5 positiv macht, während die gesamte Oberfläche des lichtempfindlichen Elements gleichförmig belichtet wird, una daß während des Zeitintervalls zwischen t.. und t„ der Gegenstand beleuchtet wird. Die gleichförmige Beleuchtung sowie die Projektion werden 2 Sekunden lang durchgeführt, wobei die" Beleuchtung des Gegenstands mit 20 Lux stattfindet. Die von außen angelegte Spannung beträgt 2000 Volt, so daß eine zu einem Potential von +200 Volt gehörende Oberflächenladung auf den dunklen Stellen des Lichtbilds zu beobachten! ist, wohingegen an den hellen Seilen des Lichtbilds ein Potential von '-400 Volt - ' entsteht. ' . "

Die Fig. 10 (A) zeigt die Veränderung des Potentials der Oberflächenladung in den verschiedenen Zeitintervallen, die Fig'.^:- 10 (B) läßt das gleiche für den Fall erkennen, daß keine Be-' · leuchtung stattfindet, wenn das Feld"anfänglich angelegt wird. ■ Aus dem Vergleich der Fig. 10 (A) und 10 (B) geht hervor, daß

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•die Differenz G- zwischen (ten Oberflächenpotentialen, die von der Intensität des Lichtbildes abhängen, größer ist, wenn beim An- fahgsschritt beleuchtet wird. Die Differenz G- gibt direkt die - •Intensität des latenten Bildes an. Dieses Ausführungsbeispiel zeichnet sich durch ein sehr niedriges Potential der Oberflächenladung, wenn an den hellen Stellen des Lichtbilds ein latentes Bild gebildet ist, und dadurch aus, daß das lichtempfindliche' Element nach der Abtrennung der durchsichtigen Elektrode belichtet wird. Bei diesem Aasführungsbeispiel zeigte es sich, daß vor der Belichtung gemessene '.7erte von -200 Volt nach der Belichtung auf -400 Volt anstiegen.

Es wird angenommen, daß dieser Potentialanstieg der Oberflächenladung durch eine nachfolgende Belichtung durch die !Tatsache hervorgerufen wird, daß die dielektrische Polarisation eine BiI dung und Haltbarmachung des latenten Bildes in dem lichtempfindlichen Element bewirkt, und daß diese Polarisation in einem tiefen Fallenniveau vorliegt, welches die sogenannte persistente innere Polarisation bewirkt, die von Lichtstrahlen ausgelöscht werden kann. .7enn daher erst einmal ein latentes -^iId ausgebildet ist, dann bcsxeht auch nach der Abtrennung der cVarchsicheigen Elektrode vom lichtempflnalluhen Lleiiun': im "Dunkeln eine persistente innere Polarisation,· . odurch ein der öterflächenladung entgegenwirkender Effekt eintritt, der die '.,irkung >es latenten Bilds auf der Oberfläche beseitigt. .'.Venn je. och die dielektrische Polarisation durch Belichtung beseitigt i^-.t, dann bleibt¹-allein die ',rirkune der Oberfir.cheniaauna übrig, um den äußeren Effekt zu unterstützen. en:i aber, wie ic Beispiel 2 als Ii eh t CM₁: findliebes kaTerial eine fluor, stierende oubs^anz verwendet v;irä, dann scheint n„r Qie -=.ecildete ai .i&Irfcrische Polarisation .bei der Bildung des l.>tenxen Bildes Eiltüuwirjcen, ca die ..i-■ erstandε-änderung .kleix.isi;. Lauer Ist zwar kein ö/stem r.it hoher lichtempfiii-liciiEit zu erv/...rten, aber ein solches oyszen ..a:in ir.it Vorteil zur Hei stellung des Bile.es eines Gegenstands verwendet weräen, der z:it einer str^ihlenfcri-ioen" Lichtquelle beliclruet wjrd.« -" . "

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Yifenn im Beispiel 1 die Spannung am licht empfindlichen Element umgepolt wird, um während der ersten Periode zwischen t_Q und t.^ ein negatives Potential an;die durchsichtige Elektrode anzulegen, und während der nächsten Periode zwischen t., und t₂ erneut umgepolt wird, dann wird nicht nur die Lichtempfindlichkeit sondern auch die'Sehärfe des latenten Bildes abnehmen, was eine Verschlechterung des latenten Bildes "bei zn starker Belichtung schnell steigern würde* Bb wird angenommen, daß"dies durch die asyjäetrische Anordnung des lichtempfindlichen Elements hervorgerufen wird, das eine Art von gleichrichtender Wirkung zeigt. Die gleiche Erscheinung kann im Beispiel 2 jjedooh nicht gefunden werden, in dem das lichtempfindliche Material die Eigenschaft einer fluoreszierenden Substanz hat* . -

Die folgenden Beispiele 3 und 4 sollen Verfahren- angeben, bei denen eine solche Asymmetrie vermieden ist, und sie sollen beweisen, daß gemäß der Erfindung das latente Bild nicht durch Über-¹ tragung von Ladungsträgern zwischen dem lichtempfindlichen Materi- ;al und der von außen angelegten Spannungsquelle aufgrund der sogenannten Licht3eitfähigkeit zustande kommt, sondern daß es allein durch die Phänomene innerhalb der lichtempfinalichen Schicht gebildet wird.

Seispiel 3 ' - -

iu'acb. der -»-'ig. 11 enthält ein lichtempfinaliches Element 11 entgegen dem Äusiührungebeispiol der £'ig» 1 einen hoch isolierenden Film 10 wie bisher, der aber entgegen dem ■"•usführungsbeispiel eier ■Pig-. 1 gleichförmig zwischen der lichtempfindlichen Schicht 2 und üer Elektrode 4 angeordnet ist. Mit diesem element werden mittels der gleichen Verfahrensschritte wie im Beispiel 1 ebenfalls latente Bilder erzeugt. Die Lichtempfindlichkeit aieses Elementes ist die gleiche wie die im Beispiel 1, so daß durch eine Belichtung mit 20 Lux, die jeweils 0,1 Sekunden dauert, scharfe latente Bilder entstehen. Die gleichförmige Belichtung:, die Projektion des Lichtbildes und die Zeitintervalle, in denen da· f«ld angelegt wird, ent»p?*©btn genau dem Beispiel 1. ,/enn

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jedoch wie im Beispiel 1 von außen eine Spannung von 2000 Volt angelegt ist, dann beträgt das Potential der Oberflächenladung des lichtempfindlichen Llements an den hellen Stellen des Lichtbilds -1200 Volt, während an äen dunklen Stellen das Potential etwa 0 Volt ist, ' v?as einen etwas schlechteren Wirkungsgrad bedeutet. Auf der anderen ieite zeigte sich, daß das lichtempfindliche -"lenient in diesem Beispiel die folgenden kerkmale aufweist. Jas äignal/Rau&ch-fex-hältnis ist im Vei"gleich zum BeI-spa;l 1 -.vesentlich günstiger. Daher werden räischbiläer» die von einer unbefriedigenden Konstruktion aes lichtempfindlichen Jb¹Iemefits oder von lichtscbwaeben jSingangsbildern h-.rrühren, die bei Cier Aufnahme unerwünscht sind, vermieden. Üine vollständige ^liminierung des xiauschens, uas von einer nichtgleichförmigen .Anordnung des lichtempfindlichen -Clements herrührt, ist von besonderer praktischer Bedeutung.

L^s ist noch anzumerken, daß in öen j3eispiele.n 1-3 der G-egenstand und aas lichtempfindliche Slement so angeordnet sind, wie es in der Fig. 2 _&eseigt ist, daß aber auch viele andere ■anordnungen möglich sind.

Beispiel 4 ■

In ö.iesem Beispiel wird das gleiche lichtempfindliche Clement und andere Komponenten wie im Beispiel 3 verwendet, während, wie die Ifig. 13 zeigt, zwischen t_Q und t^ eine Spannung gemäß «es Beispiels 1 angelegt ist. Zwischen-t,- und tp. werden die durchsichtige elektrode und das lichtempfindliche Clement kurzzeitig getrennt und dann bei Abwesenheit des Lichtbilds und :-ines elektrischen Feldes gegeneinander gedrückt. Anschließend -viici in «-egenv/art des Lichtbilds ein Feld angelegt, das eine im Vergleich zu dem zwischen t_Q und t^ anliegenden i'eld entgegengesetzte Polarität aufweist* Während des Zeitintervalle zwischen ' t₂ und t, liegt ein Feld mit der gleichen Polarität wie während des J-ntervalls zwischen t^ und tp an, wobei das Lichtbild nicht ■ ■kt uxii. ..o^ei axe durchsichtige Elektrode zum Zeitpunkt t„

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■vom lichtempfindlichen■Element getrennt Wird. Das Ergebnis ist ein latentes Bild mit nahezu, der gleichen Intensität und Schärfe, ^ie oben angegebenen Verfahrensstufen erfüllen alle Bedingungen, die zur Ausführung des sogenannten Äbtastverfahrens notwendig sind₅ bei dem aas lichtempfindliche -^lenient kontinuierlich bewegt unü die Beleuchtung des Lichtbilds c.tufenteise und synchron mit der Belegung des lichtempfindlichen Clements vorgenommen v;iid. Sei einet: sogenannten synchrone^ Actastverfahrsa, bei dein die üilektroae im lichxe.„ .finaxichen element ;-.ur herstellung eines dauernden liuilpütentiais geerdet ist, kann man mit Hilfe zweier opannun^s,'uelltn an einen Ieil des lichtempfindlichen ^lenents eine positive opant-ung .-.nieren, während'gleichzeitig ein anderer" i'eil auf negativea Jroxential gelegt werfen kann. In diesem EaIl al.*ü die -.ui -_inei_ ceotioiten Punkt der Oberi'läche- des lichtempfindlichen ^lenen.is oso'·achtbaren Erscheinungen bei der Lsme^ang die gleicher._; die'auch aus der Ii¹I₀;. 13 hervorgehen, as kann also aer gleiche L-.bh^- nismus aur _^ilö.ung eines .Latenten ISildes -,vie der ο ο en in einzelnen beüohi'iebene zugrunde gelegt werden, .-enn auch die Haltbarmachung aes latenten Hildes nicht ganz befriedigt, t-o \.u.rae das latente Bild, das nach ---er Abtrennung des licht&iapfii.diici:en Elements zurückbleibt, doch nicht schlechter ,Ver^en, lo ds.ß die Vielseitigkeit bei der Auswahl des - lic nt empfind Ii-. hen -.-_■: trials erhöht werden kann.

f Wie anhand der entsprechenden Beispiele ausführlich besc..rieb.-.η

j wurde, sind zur Verwirklichung aer Aul'ga'.e, die ..er ^-rfi^^ar^· zig?unde' liegt, besonders die verschiedenen Eigen cha:':"ü&n cer lichtempfindlichen Substanzen -zu beachten. Jis h t sich ^zei-t,

] daß sich der vTiLderstand der (ichtempfindlichen .--Jclii-oht bei uiipolung des angelegten Feldes sehr icinell ändert uac dat¹ diese Eigenschaft bei Zusatz von Verunreinigungen lui· _rhöh-i.-^ eier iimpfindlichkeit -er Schicht noch vergrößert v/ird, wenn pulverförmige, lichtempfindliche SubsGanaon mit Hilfe öin=ö isolierenden -^inciemittöls zu einer dünnen schicht geformt werden, .-enn ferner die Schicht von der einen Elektrode durch einen ^iIc

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eines stark isolierenden Materials getrennt ist, der auf einer oder auf beiden Seiten derselben aufgetragen ist,, und wenn die Anordnung einem elektrischen Feld ausgesetzt ist. Es sind Stoffe wie CdS, ZnS, ZnO, GdSe, PbS, ZnSe, Zttfe, .GdSe, Cd'fe usw. untersucht worden, und alle diese Stoffe sind bei der Ausführung der Erfindung- verwendbar. Die Stoffe werden mittels eines durchsichtigen Bindemittels mit einem spezifischen Widerstand von mehr als 10 Olm.cn gebunden und in-dünne Filme oder Schichten ausgewalzt, die weniger als 200 Liikrons dick sind» Die Auswahl üer Dicke des Films hängt von der mechanischen Flexibilität u»g vom Absorptionskoiiffifaienten gegenüber dem einfallenden licht ab. Anschließend wird einstark isolierender Film mittels eines durchsichtigen und isolierenden Bindemittels gleichförmig an der Oberfläche der lichtempfindlichen Schicht befestigt, wobei die stark isolierende Schicht derart ausgewählt ist, daß der ^auptteil des angelegten Feldes an .er lichtempfindlichen Schicht liegt, wogegen, wenn belichtet wird, ein wesentlicher Teil des Feldes an den hoch isolierenden Film erscheint, was durch d?s Verhältnis der 'wir erstände pro Flächeneinheit im laaix-ien und bei belichtung verursacht wird. Als letztes wird an üer-entgegengsseTEten Seite uer lichtempfindlio'.en dchicht mittels „ines geeigneten Lina erlitt tls die leitende Elektrode befestigt. Im BeaarfsrUll kann ein zusätzlicher Film aus einer stvz¹!;. isolierenden iubst uz zwischen -er lichteinpfictjalichen Schicht und ^er leitenden —lektroäe angeordnet werden. Der sΐ-.-ϊϊί isolierende -^i Iu :.:u±" uiner jüer -a-.f beiaen Seiten der licht ein _.f in-lichvn ccLicLt ces't-er.-c aus einem material, aas einen

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s uei:iflachen .,'idex¹ stau- vor. .labr als 10 Ohiü.CLi und ein*..n o·::^ ;.il'i£ci^en Olerf IXcheir..iderstand von mehr als 10 p aufweist, reiterhin sollte cer.hoch isalierende Film von Oberfll'cl.e zu Oberfl:,ehe ^ir.en ^^ezifischyn \7iaerstand von :i,ehr als 10'' Jl:^. ^z-Z Flächeneinheit besitzen uu4 das an den hoch isolierenden Filii angelegte FeL sollte kleiner oder gleich dem an aer ic.itez-pfinalichen Schicht liegenden Feld sein, deren Yerteil-ai_u ^ν,ε aer Dielektri^ixL-tskonstanüe der' llch-feempfindlichen schicht und der äes bo .hisolierenaen Films im Ausgangszustand

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im Dunklen berechnet wird. Weiterhin sollte dae Feld am hoch isolierenden Film weit größer als das an der lichtempfindlichen Schicht sein, wenn die Dielektrizitätskonstante·infolge einer starken Erhöhung der den Strom leitenden Elektronen im Inneren des lichtempfindlichen Materials ansteigt, was wiederum durch die Lichteinwirkung aäer durch einen Anstieg der Dielektrizitätskonstanten wegen' der Fallenniveaus verursacht wird.

Ein wesentlicher Unterschied zwischen den Beispielen 1 und 2 ist die Gegenwart einer elektrischen Ladung an der G-renzfläche zwischen dem Bindemittel und den-lichtempfindlichen Kristallen, was mit der Impedanzänderung der lichtempfindlichen Kristalle selbst zusammenhängt. In typischer Weise ist beim Beispiel 1 ' zwischen t..und tp die Impedanz des nicht beleuchteten Teils sehr hoch, äo daß sich die Grenzfläche zwischen der lichtempfindlichen Substanz und dem Bindemittels je nach der Polarität des von außen angelegten elektrischen Feldes genügend aufladen.kann. Auf der anderen Seite kann sich während des Zeitintervalle zwischen t«, und t~ auf den beleuchteten Teilen nur schlecht eine elektrostatische Ladung an der Grenzfläche ausbilden, da der Widerstand^der lichtempfindlichen Kristalle stark abnimmt. Das gilt aber nicht für das Beispiel 2» .Wie aus der Tatsache hervorgeht, daß das Einfangen von Elektronen nahe der Grenz- fläche innerhalb einer fluoreszierenden Substanz infolge der Zunahme der Elektronendichte im Leitungsband nahe der Grenzfläche erhöht wird, können selbst in den vom Lieht getroffenen Teilen keine Ladungsträger frei durch die Grenzfläche hindurchwandern. Mit anderen Worten bedeutet das eine Grenzfläche mit hohem Widerstand, so daß im Beispiel 2, in dem Kristallpartikel einer fluoreszierenden Substanz verwendet sind, an der Grenzfläche zwischen den lichtempfindlichen Kristallen und dem "Bindemittel elektrostatische Ladungen sowohl an ten beleuchteten als 'auch an den unbeleuchteten Stellen auftreten. ¥ie aus der obfigen Beschreibung hervorgeht, gleicht sich die auf der lichtempfina— liehen Schicht gebildete Oberflächenladung mit üer auf der entgegengesetzten Seite befindlichen Ladung umgekehrter Polarität und mit der Polarisation innerhalb der lichtempfindlichen xvri-

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■ stalle nicht nur aus, sondern sifeijt auch mit der elektrostatischen -Hadung. auf der G-renzfläohe zwischen den lichtempfindlichen Kristallen und dem Bindemittel in Beziehung. In diesem Pail wirkt sich die Grenzflächenladung dahingehend aus, daß' sie das Feld der dielektrischen Polarisation in den liob/fc-' empfindlichen Kristallen aufhebt,.was für den Mechanismus bei der Bildung und Aufrechterhaltung der Bilder gemäß der Erfindung schädlich ist. Als folge der Versuche ergibt sich, daß das Potential der Oberflächenladuag an den nicht vom Lioht getroffenen Stellen im Zeitintervall zwischen t^ und i'k ±_n dem das Lichtbild nicht projiziert wird, etwa -100 YoIt'beträgt,, wenn man im Dunklen mißt, während bei Beleuchtung -des Potential nahezu auf Hull absinkt. Während des Zeitintervalls zwischen t_Q und t.. unterscheiden sich die im Dunklen bzwi die im Hellen gemessenen Potentiale kaum merklich. Die Kurven L+ und L- der Iig, 6 zeigen weiter, daß die im Dunklen gemessene Oberflächenladung genau mit der in Gegenwart von lichtstrahlen gemessenen Oberflächenladung übereinstimmt, wenn das lichtempfindliche Element der Belichtung ausgesetzt ist. Das zeigt, daß im Dunklen eine elektrostatische Ladung, die·eine von dem äußeren elektrischen leid abhängige Polarität hat, auf der Oberfläche der Kristalle des im Beispiel 1 verwendeten lichtempfindlichen Materials gebildet wird. Wenn man berücksichtigt, daß dies von der dielektrischen Polarisation verursacht wird, dann •sollte die Zahl der lichtleitenden Elektronen klein sein und daher die Möglichkeit zur Bildung der dielektrischen Polarisation auf den zwischen t.. und tp nicht vom Lioht getroffenen !eilen ein Minimum haben. Trotzdem ist die Tatsache, daß die Änderung der Oberflächenladung durch' relativ intensives Licht verursacht wird, schwer zu verstehen. Daher nimmt man besser an, daß auf der Oberfläche der lieht^empfindlichen Kristalle eine elektrostatische Ladung ausgebildet ist und daß diese Ladung durch Rekombination durch die Kristalle verschwindet, was von einer Verkleinerung von deren Widerstand durch die Einwirkung der beleuchtenden Lichtstrahlen herrührt. Das kann dadurch bewiesen werden, daß man die lichtempfindlichen Elemente untersucht, die bei den Verfahren der persistenten, inneren Polarisation ver-

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'wendet werden»

Wie schon beschrieben wurde, wird ein .lichtempfindlich«!} Element gemäß der Erfindung hergestellt, indem zunächst ein pulverförmiges, lichtleitendes oder fluoreszierendes Material ausgewählt wird, das bei den herkömmlichen elektroskopiscben Verfahren wegen bestimmter Eigenschaften nicht brauchbar ist.· Das Pulver wird mittels eines durohsichtigen, isolierenden Bindemittels gebunden und in eine dünne Schicht geformt, woiiach ein stark isolierender PiIm auf eine oder auf beide Oberflächen dieser dünnen Schicht zementiert wird. Durch Befestigung einer leitenden Substanz auf einer Oberfläche dieser dünnen Schicht wird eine Elektrode gebildet (d.h. auf die entgegengesetzte Oberfläche, wenn der hoch isolierende Film nur auf die andere Oberfläche aufgetragen ist, oder auf eine der beiden Oberflächen, wenn beide Seiten mit dem isolierenden Film bedeckt sind). Dadurch ist für ane elektrische leitfähigkeit gesorgt und das lichtempfindliche Element ist vollständig. Das Verfahren gemäß der Erfindung umfaßt mehrere Stufen. Zunächst wird die durchsichtige Elektrode mit dem hoch isolierenden Film des lich't-■ empfindlichen Elements in Berührung gebracht, dann wird zwischen die Elektrode, die einen Teil des lichtempfindlichen Elements bildet, und die durohsiohtige Elektrode ein·Gleichfeld anlegt. Nach der ümpolung dieses Gleichfeldes wird das Bild eines beleuchteten Gegenstandes auf der Oberfläche des lichtempfindlichen Elements gebildet, indem die Lichtstrahlen von dem beleuchteten Gegenstand durch die durchsichtige Elektrode hindurchgehen, während die Polarität umgekehrt bleibt, fach der Unterbrechung der Belichtung und nach Abschalten des Feldes und Abtrennen der durchsichtigen Elektrode von dem lichtempfindlichen Element ist auf dem hoch isolierenden Film des Jiohtempfindlichen Elements ein latentes elektrostatisches Bild entstanden, daß sich dadurch auszeichnet,daß es durch eine spätere Belichtung nicht ausgelöscht werden kann. Daher kann ,im Gegensatz zuvden bekannten elektrofotografischen Verfahren das latente Bild aufbewahrt, bei Beleuchtung entwickelt und nur durch Anlegen eines elektrischen Feldes geschwächt oder ge-

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löscht werden. Auf Wunsch können die einzelnen Verfahrensschritte zur Herstellung eines latenten Bildes auch wiederholt werden.

•Während sich das Prinzip des Verfahrens, bei dem die Kristalle eines-lichtleitehden Materials verwendet werden, wesentlich von

dem des Verfahrens mit den Kristallen einer fluoreszierenden Substanz unterscheidet, sind beide Verfahren dadurch' gekannzeichnet, daß eine Veränderung der Eigenschaften der.licht-· empfindlichen Schicht eine Veränderung der elektrischen Ladung eines Kondensators verursacht, der durch diesen stark isolierenden Film und die in Serie verbundene lichtempfindliche Schicht gebildet ißt. Außerdem ist es ein wesentliches Merkmal, daß die Ladung bei der Aufrechterhaltung des latenten Bildes mitwirkt, nachdem die durchsichtige Elektrode abgetrennt ist, und daß sie nach cer Abtrennung keinen Einfluß hat. "ach der Erfindung ist es also leicht, ein elektroskopisches Element herzustellen, das sehr empfindlich und leicht zu handhaben is^, da eine große Anzahl von lichtempfindlichen Stoffen verwendet werden kann, ohne daß ihre lichtempfiülichen Eigenschaften beschränkt sind. -

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Claims (12)

ricmkfuri/Mcdn-l Q0 Forksiraß· 13 . 4405 Patentansprüche

1. Elektrofotografisches Element, dadurch gekennzeichnet, daß auf der einen Seite einer dünnen, lichtempfindlichen Schicht (2), deren Impedanz
bei einer Belichtung abnimmt und welche aus feinen Partikeln eines lichtempfindlichen Materials besteht, welche mittels eines elektrisch nichtleitenden, lichtdurchlässigen Bindemittels in dieser Schicht gebunden sini, ein dünner, isolierender durchsichtiger Film (3) befestigt ist, dessen Impedanz bei einer Belichtung nahezu unverändert bleibt, während auf der anderen Seite der lichtempfindlichen Schicht (2) eine elektrisch leitende Elektrode (4) in großer Nähe angeordnet ist.

2. Element nach Anspruch 1, dadurchgekennzeichnet, daß die Elektrode (4) unmittelbar mit der lichtempfindlichen Schicht verbunden ist.

3- Element nach Anspruch !,dadurch gekennzeichnet , daß eine weitere dünne, isolierende
Schicht (10) zwischen der lichtempfindlichen Schicht (2) und der Elektrode (4) angeordnet und mit den beiden verkittet ist. .

4· Element nach einem oder mehreren der Ansprüche 1-3, dadurch gekennzeichnet, daß die
Dielektrizitätskonstante der lichtempfindlichen Schicht (2) bei einer Belichtung zunimmt.

5· Element nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 - 4, dadurch gekennzeichnet , daß das
lichtempfindliche Material feine Partikel einer
tenden Substanz enthält.

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6. Element nach einem oder mehreren der Ansprüche 1-5, dadurch gekennzeichnet, daß das lichtempfindliche Material feine P_artikel einer fluoreszierenden Substanz enthält.

7· Element nath einem oder mehreren der Ansprüche 1-6, dadurch gekennzeichnet, daß das lichtempfindliche Material aus den Stoffen GdS, ZnS, ZnO, OdSe, PbS, ZnSe, ZnTe und GdTe ausgewählt ist.

8. Element nach einem oder mehreren der Ansprüche 1-7, dadurch ge k e ri η ζ e i ο h η e t , daß die lichtempfindliche Schicht (2) eine Dicke von weniger als etwa 200 Mikrons hat und daß das Bindemittel für diese Schicht einen spezifischen Widerstand von mindestens 10 Ohm.cm aufweist.

9· Element nach einem oder mehreren der Ansprüche 1-8, dadurch gekennzeichnet, daß der isolierende Film eine Dicke von weniger als etwa 50 Mikrons, einen spezifischen Widerstand von mindestens 10 0hm»em,

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einen Oberflächenwiderstand von mindestens 10 0hm pro cm und einen spezifischen Widerstand von Oberfläche zu Oberfläche

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von mindestens 10^ 0hm pro cm aufweist. .

10. Element nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 - 9, dadurch gekennzeichnet, daß das liclrfcempfindliche Element aus derartigen Stoffen zusammengesetzt ist, daß sich ein äußeres PeId nur bei Belichtung der lichtempfindlichen Schicht gleichstark oder weniger stark über den hoch isolierenden PiIm (3) im Vergleich zu der licht empfindlichen Schicht (2) verteilt.

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11. Verfahren zur Herstellung eines Elementes nach einem oder mehreren der Ansprüche 1-10, dadurch gekennzeichnet , daß eine lichtempfindliche , pulverförmige, lichtleitende oder fluoreszierende Substanz mittels eines durchsiohtigen, hochmolekularen Bindemittels gebunden und in eine dünne Schicht (2) ausgewalzt wird, an dessen einer Seite mittels eines Bindemittels, das einen spezifischen Widerstand von mindestens 10 Ohm.cm hat, der hoch isolierende Mim (3) und auf der anderen Seite die Elektrode (4) "befestigt wird.

12. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet , daß mit dem hoch isolierenden Film eine durchsichtige Elektrode (5) in Berührung gebracht wird.

13· Verfahren aur Herstellung latenter elektrostatischer Bilder mit einem elektrofotografischen Element nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 - 10, nach dem elektrische Ladungen auf der Oberfläche einer Schicht aus isolierendem Material verändert werden, dadurch gekennzeichnet, daß an das Element ohne Belichtung ein elektrisches Feld angelegt wird, welches, während das Element gleichzeitig einem Lichtbild ausgesetzt ist, eine entgegengesetzte Polarität erhält, und daß anschließend die Einwirkung des Lichtbildes unterbrochen und das elektrische Feld abgeschaltet wird.

14· Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet , daß vor dem Anlegen des leides eine lichtdurchlässige, elektrisch leitende Elektrode (5) mit dem isolierenden Film (3) in Berührung gebracht wird, daß zwischen diese und die andere Elektrode (4) dann eine Gleichspannung angelegt wird, und daß nach der Unterbrechung des Lichtbildes und nach Abschaltung der Gleichspannung die durchsichtige Elektrode (5) von dem Film (3) wieder entfernt wird, ohne daß die Schicht (2) beleuchtet wird, so daß auf der Oberfläche des Films (3) ein Ladungsmuster entsteht, daö ein latentes Bild des vorher aufgeprägten Liohtbilde darstellt ,welches durch eine nachfolgende Belichtung nicht auslöschbar ist.

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15· Verfahren nach Anspruch. 13 und/oder 14, dadurch, gekennz* i c h. η e t, daß die ursprünglich, angelegte Spannung »bgesenaltet und unmittelbar darauf oder eine vorgewählte Zeitspanne danach die Spannung umgekehrter Polarität angelegt wird, und daß das Abschalten dieser Spannung gleichzeitig mit oder kurz nach der Unterbrechung der Einwirkung des Lichtbildes stattfindet.

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