DE1803667C3

DE1803667C3 - Radiographic imaging process and apparatus for carrying out this process

Info

Publication number: DE1803667C3
Application number: DE19681803667
Authority: DE
Original assignee: Rank Xerox Ltd
Current assignee: Xerox Ltd
Priority date: 1967-10-18
Filing date: 1968-10-17
Publication date: 1977-01-20

Description

Die Erfindung betrifft ein Radiographisches Abbildungsverfahren, bei dem entsprechend der Verteilung der einen abzubildenden Gegenstand durchdringenden Strahlung lawinenförmige elektrische Entladungen initiiert werden, und bei dem mit Hilfe der lawinenförmigen Entladungen eine elektrisch isolierendeThe invention relates to a radiographic imaging method in which, according to the distribution the radiation penetrating an object to be imaged, avalanche-shaped electrical discharges initiated, and with the help of the avalanche discharges an electrically insulating

Fläche zur Erzeugung eines elektrostatischen latenten Bildes in bildförmiger Verteilung elektrostatisch aufgeladen und das latente Bild, gegebenenfalls nach einer Übertragung, anschließend entwickelt wird, sowie Vorrichtungen zur Durchführung ditses Verfahrens.Electrostatically charged surface for generating an electrostatic latent image in an imagewise distribution and the latent image is subsequently developed, optionally after a transfer, as well as Devices for carrying out this process.

Die Aufzeichnung von Röntgenstrahlen durch die Elektrophotographie, allgemein bekannt auch als Xeroradiographie, besteht in der Aufzeichnung von Röntgenstrahlenmustern bzw. derartigen Informationen mit Stoffen und Vorrichtungen, deren elektrische Leitfähigkeit durch die Einwirkung sensitivierender Strahlung, also z. B. durch Röntgenstrahlen o. ä., geändert wird. Bei der Xeroradiographie besteht die den Röntgenstrahlen, Gamma-Strahlen oder anderen sensitivierenden Strahlen ausgesetzte Platte normalerweise aus einer metallischen Unterlage, auf die eine photoleitfähige Isolierstoffschicht aufgebracht ist. Diese kann z. B. aus gasförmigem oder amorphem Selen gebildet sein. Üblicherweise vird die Schicht gegen das Umgebungslicht durch einen Schieber geschützt, der auch als Kassette bezeichnet wird. Die Bildplatte wird durch eine elektrostatische Aufladung ihres Überzuges sensitiviert und dann einer sensitivierenden Strahlung ausgesetzt, wobei das durch Radiographie aufzuzeichnende Objekt zwischen die Strahlungsquelle und die Platte gebracht wird. Unter dem Einfluß der Strahlung, die die Kassette leicht durchdringt, wird der Plattenüberzug elektrisch leitfähig, so daß die elektrostatische Ladung selektiv in denjenigen Flächenteilen abgeleitet wird, die durch die Strahlung getroffen werden. Die nicht von Strahlung beeinflußten Flächenteile leiten die Ladung weniger stark ab, wodurch sich eine radiographische Aufzeichnung des Objektes proportional der absorbierten Strahlung ergibt. Auf diese Weise wird ein elektrostatisches latentes Bild des Objektes auf dem Plattenüberzug erzeugt. Dieses kann dann entwickelt oder sichtbar gemacht werden, indem ein elektroskopisches Tonermaterial auf das Bild aufgebracht wird, das an den noch elektrisch geladenen Teilen der Plattcnoberfläche anhaftet. Dieses Verfahren ist beispielsweise in der US-Patentschrift 266(S 144 beschrieben.The recording of X-rays by electrophotography, commonly known as xeroradiography, consists in recording X-ray patterns or such information with substances and devices whose electrical conductivity is caused by the action of sensitizing Radiation, e.g. B. by X-rays o. Ä. Is changed. In xeroradiography, there is the Plate exposed to x-rays, gamma rays or other sensitizing rays usually from a metallic base to which a photoconductive layer of insulating material is applied. This can e.g. B. be formed from gaseous or amorphous selenium. Usually the layer Protected against ambient light by a slide, which is also known as a cassette. the Image plate is sensitized by an electrostatic charge of its coating and then a sensitizing one Exposed to radiation, with the subject to be recorded by radiography between the radiation source and the plate is brought. Under the influence of radiation that easily penetrates the cassette, the plate coating becomes electrically conductive, so that the electrostatic charge is selective in those Area parts is derived, which are hit by the radiation. Those not affected by radiation Surface parts dissipate the charge less strongly, which results in a radiographic recording of the Object proportional to the absorbed radiation. In this way an electrostatic becomes latent Image of the object generated on the plate cover. This can then be developed or made visible by applying an electroscopic toner material to the image that is still electrically connected to the image charged parts of the plate surface adheres. This method is for example in the US patent 266 (described on p.144.

Eine andere Art der Radiographie arbeitet mit einer differentiellen Ionisierung der Luft oder eines anderen Gases zwischen einer das aufzuzeichnende Objekt tragenden Kathode und der mit dem latenten Bild zu versehenuen Schicht, wozu die Rvintgenstrahlen oder andere Bildstrahlen verwendet werden.Another type of radiography uses differential ionization of air or another Gas between a cathode carrying the object to be recorded and that with the latent image layer to be provided, for which purpose the X-ray or other image rays are used.

In der Zeitschrift für angewandte Physik, 1965, Seiten 1 bis 4, ist bereits ein Verfahren zur bildmäßigen Darstellung ionisierender Strahlen durch elektrostatische Speicherung von Elektronenlawinen beschrieben worden. Bei diesem Verfahren vird eine Kathode, auf die eine Photoelektronen emittierende Schicht aufgebracht ist, gegenüber einer Anode angeordnet, auf die eine isolierende Folie aufgezogen ist. Die beiden Elektroden werden in einem geringen Abstand voneinander aufgestellt und durch den Zwischenraum zwischen den Elektroden wird ein Gas geleitet, mit dessen Hilfe Elektronenlawinen zwischen den Elektroden erzeugt werden können. Wird auf die Kathode eine Röntgenstrahlung mit der durch einen abzubildenden Gegenstand bestimmten Strahlungsdichte eingestrahlt, so werden aus der auf der Kathode angeordneten Photoeniissionsschicht Elektronen freigesetzt, die unter dem zwischen der Kathode und Anode herrschenden elektrischen Feld eine Gasionisation bewirken, was zu einer Elektronenlawine führt.In the journal for applied physics, 1965, pages 1 to 4, is already a method for pictorial Representation of ionizing rays by electrostatic storage of electron avalanches is described been. In this method, a cathode is used to emit photoelectrons Layer is applied, arranged opposite an anode on which an insulating film is drawn. The two electrodes are placed at a short distance from one another and through the space in between A gas is passed between the electrodes, with the help of which electron avalanches between the electrodes can be generated. If an X-ray radiation is applied to the cathode by a The object to be imaged is irradiated with a certain radiation density, so are from the on the cathode arranged photoeniission layer released electrons, which under the between the cathode and The electric field prevailing in the anode causes gas ionization, which leads to an electron avalanche.

Auf die isolierende Folie auf der Anode werden deshalb an solchen Stellen, an denen die Kathode von ionisierender Röntgenstrahlung durchsetzt worden ist, negative Ladungen aufgebracht, die ein latenter elektrostatisches Abbild d^s abzubildenden Gegenstandes liefern. Durch die lokale Aufladung der Isolierfolie wird jedoch lokal die Feldstärke in der Beschleunigungsstrecke vermindert. Dadurch ist dieses Verfahren auf einen sehr kleine Bereich in bezug aufOn the insulating film on the anode are therefore in those places where the cathode of ionizing X-rays have been interspersed with negative charges, which are latent electrostatic image of the object to be imaged deliver. Due to the local charging of the insulating film, however, the field strength is localized in the acceleration section reduced. As a result, this method is related to a very small area

ίο die mögliche Aufladung beschränkt, wodurch wiederum die Bildqualität, die Empfindlichkeit und die Auflösung begrenzt sind.ίο limits the possible charging, which in turn image quality, sensitivity and resolution are limited.

Aus der US-Patentschrift 2900515 ist auch bereits ein radiographisches Abbildungsverfahren bekanntgeworden, bei dem auf einer leitenden Unterlage eine isolierende Schicht vorgesehen wird, auf die eine gleichmäßige elektrostatische Ladung aufgebracht wird. Im Abstand zu der isolierenden Schicht wird eine als Gitter ausgebildete Gegenelektrode angeordnet.A radiographic imaging method has also already become known from US patent specification 2900515, in which an insulating layer is provided on a conductive base, on which one uniform electrostatic charge is applied. At a distance from the insulating layer is a arranged as a grid formed counter electrode.

Zwischen der Gegenelektrode und der die isolierende Schicht tragenden Elektrode wird ein elektrisches Feld erzeugt. Die von einem abzubildenden Gegenstand durchgelassene Röntgenstrahlung trifft in den zwischen den Elektroden verbleibenden Gasraum und erzeugt hier durch Ionisation Ladungen, die die Oberfläche der isolierenden Schicht lokal entladen, um ein elektrostatisches latentes Bild zu erzeugen, das sodann anschließend mit Hilfe von Tonerpulver sichtbar gemacht werden kann. Auch bei diesem Verfahren werden durch die durch die Röntgenstrahlung injizierten und auf die Isolierschicht aufgebrachten Ladungen Bremsfelder erzeugt, die dem weiteren Aufbringen von Ladungen auf die isolierende Schicht entgegenwirken, so daß die Ladungsdichte, die erreicht werden kann, ohne eine wesentliche Herabsetzung des Auflösungsvermögens zu bewirken, sehr niedrig ist.Between the counter electrode and the electrode carrying the insulating layer there is an electrical Field generated. The X-ray radiation transmitted by an object to be imaged hits the gas space remaining between the electrodes and generates charges here through ionization, which affect the surface locally discharging the insulating layer to generate an electrostatic latent image, which is then can then be made visible with the help of toner powder. Also with this procedure will be by the charges injected by the X-rays and applied to the insulating layer Generates braking fields that counteract the further application of charges to the insulating layer, so that the charge density that can be achieved without a substantial decrease in resolving power effect is very low.

Der vorliegenden Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, bei einem radiographischen Abbildungsverfahren der eingangs erwähnten Art dieThe present invention is therefore based on the object of a radiographic imaging method of the type mentioned at the beginning

Bremsfeldkräfte, die durch die bereits auf der isolierenden Fläche angesammelten Ladungen auf die Ladungen ausgeübt werden, die auf die isolierende Fläche aufgebracht werden sollen, zu verringern und gegebenenfalls vollständig auszuschalten.Braking field forces that are exerted on the charges by the charges already accumulated on the insulating surface to be applied to the insulating surface to reduce and switch off completely if necessary.

Diese Aufgabe wird bei einem radiographischen Abbildungsverfahren der eingangs erwähnten Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die elektrisch isolierende Fläche vor der Erzeugung der den abzubildenden Gegenstand durchdringenden Strahlung gleichmäßig mit Ladungen einer zu den Ladungen de: lawinenförmigen Entladungen entgegengesetzten Polarität unter Bildung von induzierten Ladungen aul der den aufgebrachten Ladungen abgewandten Seite der elektrisch isolierenden Fläche aufgeladen wird und daß die induzierten Ladungen entsprechend dei durch die lawinenförmigen Entladungen stattfindenden Aufladung der isolierenden Fläche unter Zuhilfe nähme der den abzubildenden Gegenstand durch dringenden Strahlung abgeleitet werden.This object is achieved according to the invention with a radiographic imaging method of the type mentioned at the beginning solved in that the electrically insulating surface before the generation of the to be imaged Object penetrating radiation uniformly with charges one to the charges de: Avalanche discharges of opposite polarity with the formation of induced charges aul the side of the electrically insulating surface facing away from the applied charges is charged and that the induced charges correspond to those occurring by the avalanche discharges Charging of the insulating surface with the help of the object to be depicted would take through urgent radiation.

Eine weitere erfindungsgemäße Lösung der gestell ten Aufgabe zeichnet sich dadurch aus, daß entspre chend den auf die isolierende Fläche durch die lawi nenförmigen Entladungen aufgebrachten Ladungei unter Zuhilfenahme der den abzubildenden Gegen stand durchdringenden Strahlung in den Bereich de Rückseite der isolierenden Fläche Ladungen mit eine zu der Polarität der lawinenförmigen Entladungei entgegengesetzten Polarität gebracht werden.Another inventive solution to the posed task is characterized in that corre accordingly the charge applied to the insulating surface by the avalanche-shaped discharges with the aid of the object to be imaged penetrating radiation in the area de Back of the insulating surface charges with one polarity of the avalanche discharge egg opposite polarity.

In beiden Fällen wird erreicht, daß die Bremsfelder wesentlich verringert werden, die durch die bereits aufgebrachten, durch die Ionisation der Abbildungsstrahlung hervorgerufenen Ladungen erzeugt werden, so daß eine höhere Ladungsdichte erzielt werde" kann. Gleichzeitig kann sowohl die Empfindlichkeit wie auch das Auflösungsvermögen verbessert werden. Allgemein wird durch das erfindungsgemäße Verfahren erreicht, daß mit dem Aufbringen einer Ladung auf die elektrisch isolierende Fläche zur Ausbildung des elektrostatischen latenten Bildes im wesentlichen jeweils eine Ausgleichsladung entgegengesetzter Polarität in den Hinflußbereich der erstgenannten aufgebrachten Ladung gebracht wird, die sozusagen das von der erstgenannten Ladung ausgehende elektrische Feld bindet, so daß das zwischen der Anode und der Kathode herrschende Feld während der Bilderzeugung im wesentlichen konstant bleibt. Dadurch wird erreicht, daß durch die jeweils vorher auf der elektrisch isolierenden Fläche abgelagerten Ladungen keine Bremsfelder erzeugt werden, die die nachfolgenden Lawinencntladungen beeinträchtigen könnten. In both cases it is achieved that the braking fields are significantly reduced by the already applied charges caused by the ionization of the imaging radiation are generated, so that a higher charge density can be achieved. At the same time, both the sensitivity as well as the resolving power can be improved. In general, the method according to the invention achieved that with the application of a charge to the electrically insulating surface for training of the electrostatic latent image is essentially an equalizing charge of opposite polarity applied in the inflow area of the former Charge is brought which, so to speak, is the electrical charge emanating from the first-mentioned charge Field binds, so that the prevailing field between the anode and the cathode during imaging remains essentially constant. This ensures that through each of the previously on the electrical insulating surface deposited charges do not generate braking fields that the subsequent Could affect avalanche discharges.

Eine Vorrichtung zur Durchfuhrung des erfindungsgemäßen Verfahrens mit einer bei Bestrahlung elektrische Ladungsträger freisetzenden Kathode, mit einer im Abstand hierzu angeordneten und auf der der Kathode zugewandten Seite mit einer elektrich isolierenden Fläche versehenen Anode, wobei zwischen Kathode und Anode eine solche Spannung angelegt ist, daß in einer zwischen den Elektroden befindlichen Gasatmosphäre durch auf der Kathode freigesetzte Ladungsträger lawinenformige Entladungen erzeugt werden, und mit einer Strahlungsquelle zur Erzeugung von einen abzubildenden Gegenstand durchdringender Strahlung zeichnet sich dadurch aus, daß zwischen der elektrisch isolierenden Fläche und der Anode eine photoleitende Schicht vorgesehen ist.A device for carrying out the invention Method with a cathode which releases electrical charge carriers when irradiated, with one arranged at a distance from this and on the side facing the cathode with an electric insulating surface provided anode, such a voltage being applied between the cathode and anode is that in a gas atmosphere located between the electrodes through on the cathode released charge carriers are generated avalanche-shaped discharges, and with a radiation source for generating radiation penetrating an object to be imaged is characterized by that a photoconductive layer is provided between the electrically insulating surface and the anode.

Eine andere vorzugsweise verwandte Vorrichtung zur Durchfuhrung des Verfahrens zeichnet sich dadurch aus. daß auf der zu der isolierenden Fläche an der Anode abgewandten Seite der Anode eine mit der den abzubildenden Gegenstand durchdringenden Strahlung bestrahlte photoemittierende Schicht vorgesehen ist.Another preferably used device for carrying out the method is characterized out. that on the side of the anode facing away from the insulating surface on the anode one with the radiation irradiated through the object to be imaged is provided is.

In der folgenden Beschreibung wird von »Ladungen« gesprochen, die sich auf der elektrisch isolierenden Fläche bzw. auf der photoleitfähigen Fläche ablagern. Hierunter sollen ohne Einschränkung der Erfindung Elektronen und negative Ionen verstanden werden, die sich in der Gasatmosphäre gebildet haben. Bekanntlich sind jeweils beide Arten von Ladungsträgern vorhanden und werden nach bekannten elektrostatischen Gesetzen in einem elektrischen Feld zum positiven Pol bewegt. Bei der Durchführung der Erfindung werden diese Ladungen sowohl dazu verwandt, entgegengesetzte Ladungen zu neutralisieren oder sich lediglich auf einer elektrisch isolierenden Fläche abzulagern, wobei beide Vorgänge in bildmäßiger Verteilung erfolgen.In the following description, "charges" are used, which are located on the electrically insulating Deposit surface or on the photoconductive surface. Including, without limitation, the Invention electrons and negative ions are understood that have formed in the gas atmosphere. It is known that both types of charge carriers are present and are electrostatic according to known Laws in an electric field moved to the positive pole. In practicing the invention these charges are used both to neutralize opposing charges or simply to be deposited on an electrically insulating surface, both processes in an imagewise manner Distribution take place.

Im folgenden soll die Erfindung näher an Hand von in der Zeichnung dargestellten vorzugsweisen Ausfuhrungsbeispielen erläutert werden. In der Zeichnung zeigtIn the following, the invention will be described in more detail with reference to preferred exemplary embodiments shown in the drawing explained. In the drawing shows

Fig. 1 den Seitenschnitt einer Anordnung zur Durchfuhrung des erfindungsgemäßen Verfahrens.1 shows the side section of an arrangement for carrying out the method according to the invention.

Fig. 2 den Scitenschnitt einer anderen Ausfuhrungsform einer Anordnung zur Durchfuhrung des erfindungsgemäßen Verfahrens,Fig. 2 is the Scitenschnitt another embodiment of an arrangement for performing the method according to the invention,

Fig. 3 den Seitenschnitt einer weiteren Ausführungsform einer Anordnung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens und
Fig. 4 einen Seitenschnitt einer Anordnung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens, bei der das aufzuzeichnende Objekt auf einer Anode angeordnet ist, die mit einem Stoff mit geringer Elektronenaustrittsarbeit überzogen ist.
ίο Es wird darauf hingewiesen, daß in allen Figuren die Dicke der Schichten. F.lektroden usw. übertrieben groß dargestellt ist, um konstruktive Einzelheiten zu zeigen. Es sollen also aus diesen Darstellungen keine Folgerungen fm die tatsächlichen Verhältnisse gezogen weiden.3 shows the side section of a further embodiment of an arrangement for carrying out the method according to the invention and
4 shows a side section of an arrangement for carrying out the method according to the invention, in which the object to be recorded is arranged on an anode which is coated with a substance with a low work function of electrons.
ίο It should be noted that in all figures the thickness of the layers. F. electrodes etc. is exaggerated to show construction details. No conclusions should be drawn from these representations regarding the actual circumstances.

In Fig. 1 ist eine lonographische Bilderzeugungseinnchtung 10 dargestellt, bei der ein Objekt, beispielsweise ein Keilfilter 12 zwischen der Rontgenstrahlenquelle 14 und der restlichen Einrichtung angeordnet ist. Eine Kathode 16 ist mit einem Überzug 18 mit photoemittierender Wirkung versehen. PhotoemiNNivc Stoffe sind beispielsweise Blei und Bleioxid. Der Überzug 18 soll die Eigenschaft haben, bei Absorption von Strahlung Elektronen abzugeben. Parallel zur Kathode 16 befindet sich in einem Abstand zu ihr die Anode 20, die über die Leitung 22 mit der einen Klemme einer Spannungsquelle 24 verbunden ist. Die andere Klemme der Spannungsquelle 24 ist über die Leitung 26 mit der Kathode 16 verbunden. Auf der der Kathode 16 zugewandten Seile der Anode 20 befindet sich eine Schicht aus photoleitfahigem Isolierstoff 28, die mit einer Isolierstoffschicht 30 überzogen ist. Die Schicht 28 aus photoleitfähigem Isolierstoff soll fur die Röntgenstrahlen oder andere bei diesem Abbildungsverfahren angewendeie Strahlung empfindlich sein und dabei ihre Leitfähigkeil andern. Ferner muß die Schicht 28 an der Zwischenschicht / zur Schicht 30 eine ausreichend große Beweglichkeit fur negative Ladungen ermöglichen, so daß diese zur Anode 20 gelangen, ohne eine Ladungsansammlung zu bilden. Als Stoff kann beispielsweise eine dünne Selenschicht verwendet werden.In Fig. 1 is an ionographic imaging device 10 shown in which an object, for example a wedge filter 12 between the X-ray source 14 and the rest of the facility is arranged. A cathode 16 is coated 18 provided with photo-emitting effect. PhotoemiNNivc substances are for example lead and Lead oxide. The coating 18 should have the property to give up electrons when absorbing radiation. Parallel to the cathode 16 is at a distance to it the anode 20, which is connected via the line 22 to one terminal of a voltage source 24 is. The other terminal of the voltage source 24 is connected to the cathode 16 via the line 26. On the cable of the anode 20 facing the cathode 16 there is a layer of photoconductive material Insulating material 28 which is covered with a layer 30 of insulating material. The layer 28 of photoconductive Insulating material should be used for X-rays or other radiation used in this imaging process be sensitive and thereby change their conductivity wedge. Furthermore, the layer 28 at the intermediate layer / to the layer 30 must be of a sufficiently large size Allow mobility for negative charges so that they reach the anode 20 without accumulating charge. As a substance, for example a thin layer of selenium can be used.

Beim Betneb der Einrichtung wird der Schicht 30 eine gleichmäßige positive Ladung auf ihrer gesamten Oberfläche gegeben, wozu beispielsweise eine Korona-Entladungseinrichtung verwendet wird. Gleichzeitig damit wird an der Zwischenschicht / zwischen der Isolierstoffschicht 30 und der photoleitfähigen Isolierstoffschicht 28 eine negative Ladung induziert. Zwischen den Elektroden befindet sich ein Gas. so daß während der Belichtung eine Verstärkung erreicht wird. Die gesamte Anordnung kann sich in einem nicht dargestellten, luftdichten Behälter oder einer ähnlichen Vorrichtung befinden, so daß das Gas bei Erzeugung einer leichten Strömung die gesamte Luft aus dem Zw ischenraum zwischen den Elektroden entfernt. When operating the facility, shift 30 given a uniform positive charge on its entire surface, including, for example, a corona discharge device is used. Simultaneously with this is on the intermediate layer / between the insulating material layer 30 and the photoconductive insulating material layer 28 induces a negative charge. There is a gas between the electrodes. so that a gain is achieved during exposure will. The entire arrangement can be in an airtight container (not shown) or one similar device are located, so that the gas creates a slight flow of all the air removed from the space between the electrodes.

Das Objekt 12 wird nun fur kurze Zeit mit der Strahlung aus der Quelle 14 belichtet. Die Strahlung wird mit den dickeren Schichtteilen des Objektes 12 stärker absorbiert, wodurch weniger Strahlung in den darunter liegenden Flächenteilen der photoemissiven Schicht 18 absorbiert werden kann. Die in der Schicht 18 absorbierte Strahlung verursacht jedoch eine Abgäbe von Elektronen aus dieser Schicht. Diese Primarelektronen ionisieren die Gasmoleküle und erzeugen Sckundärclektronen. Bei richtig cingestellier Spannung findet ein Lawineneffekt statt, und der Se-The object 12 is now exposed to the radiation from the source 14 for a short time. The radiation is absorbed more strongly with the thicker layer parts of the object 12, whereby less radiation in the underlying surface parts of the photoemissive layer 18 can be absorbed. The one on the shift However, absorbed radiation causes electrons to be released from this layer. These primary electrons ionize the gas molecules and generate secondary electrons. When correctly cingestellier An avalanche effect takes place, and the se-

kundärelektronenfluß wird sehr verstärkt. Diese Elektronen sowie negative Ionen werden über den zwischen den Elektroden gebildeten Zwischenraum auf die Isolierstoffschicht 30 gezogen. Ist der Zwischenraum schmal, so wird die Bildauflösung nur sehr geringfügig beeinträchtigt, und die negativen Ladungen lagern sich in bildmäßiger Verteilung ab. Dadurch wird die positive Oberflächenladung auf dem Isolator 30 neutralisiert, und gleichzeitig damit entladen die Röntgenstrahlen, die durch das Objekt 12, die Kaihode 16. die Schicht 18 und die Isolierstoffschicht 30 hindurchgedrungen sind, die fotoleitfähige Isolierstoffschichi 28 Die Starke der auf diese Schicht auftreffenden Strahlung ist umgekehrt proportional zur Dicke der verschiedenen Teile des Objektes 12 und "5 damit also dort am stärksten, wo die Strahlung nicht durch das Objekt hindurchgegangen ist. In denjenigen Flachenteilen, wo das Objek! am dicksten ist, wird mehr Strahlung absorbiert und damit wird die Schicht 28 durch weniger Strahlung an diesen Siellen entladen. Entsprechend werden dort weniger Primärelektronen aus der Schicht 18 zur Ionisierung der Gasmolekule sowie zur Bildung weiterer Elektronen abgegeben. Fur dünnere Teile des Objektes gelten die umgekehrten Verhältnisse. Aus den Teilen der Schicht 18 werden mehr Elektronen abgegeben, und eine stärkere Strahlung steht zur Entladung der Schicht 28 zur Verfugung. Die gleichzeitig auftretenden Wirkungen verursachen eine Reduzierung oder Ausschaltung der Bremsfelder, die durch aufeinander folgende Ablagerungen der bilderzeugenden negativen Ladungen erzeugt werden.secondary electron flux is greatly increased. These electrons as well as negative ions are via the The space formed between the electrodes is drawn onto the layer of insulating material 30. Is the space in between narrow, the image resolution is only slightly affected, and the negative charges are deposited in an image-wise distribution. This creates the positive surface charge on the insulator 30 neutralized, and at the same time discharging the X-rays passing through the object 12, the Kaihode 16. The layer 18 and the insulating material layer 30 have penetrated, the photoconductive insulating material layer 28 The strength of the radiation striking this layer is inversely proportional to Thickness of the various parts of the object 12 and "5 so it is strongest where the radiation is not has passed through the object. In those parts of the flat where the object! is thickest, will absorbs more radiation and thus the layer 28 is discharged by less radiation at these channels. Accordingly, there are fewer primary electrons from the layer 18 for ionizing the gas molecules as well as for the formation of further electrons. For thinner parts of the object, the reverse proportions. More electrons are emitted from the parts of the layer 18, and stronger radiation is available for discharging the layer 28. The simultaneously occurring Effects cause a reduction or elimination of the braking fields caused by each other the following deposits of the image-forming negative charges are generated.

In Fig. 2 ist eine ionographische Bilderzeugungseinrichtung 50 dargestellt, deren Kathode 52 mit einem photoemissiven Stoff 54 überzogen ist. Wie bei der Einrichtung gemäß Fig. 1 befindet sich zwischen der Strahlungsquelle 14 und der Kathode 52 das Objekt 12 auf der bestrahlten Oberfläche der Kathode 52. In einem Absland zur Kathode sowie parallel zu dieser befindet sich die Anode 56 zwischen der Isolierstoffschicht 58 und der photoemissiven Schicht 60. Die Isolierstoffschicht 58 liegt auf der der Kathode zugewandten Seite der Anode *(>. Diese ist über die Leitung 62 mit der einen K! ime der Spannungsquelle 64 verbunden, deren a lere Klemme über die Leitung 66 mit der Kathode 52 verbunden ist. Auf der der Kathode 52 abgewandten Seite der Anode 56 ist in Abstand zu dieser eine Kollektorelektrode 68 parallel angeordnet. Diese ist über die Leitung mit der positiven Klemme der Spannungsquelle 74 verbunden, deren negative Klemme an der positiven Klemme der Spannungsquelle 64 liegt. Wie bei der Anordnung gemäß Fig. 1 befindet sich im Zwischenraum zwischen Kathode und Anode eine Gasatmosphäre. Wahlweise kann diese auch im Zwischenraum zwischen Anode und Kollektorelektrode vorgesehen sein, dies ist jedoch nicht unbedingt erforderlich. Da die Einrichtung gemäß Fig. 2 keine photoleitfähige Isolierstoffschicht enthält, kann sie bei normalem Licht betrieben werden, vorausgesetzt, daß die photoemissiven Schichten 54 und 60 fur dieses Licht nicht empfindlich sind.In FIG. 2, an ionographic image generation device 50 is shown, the cathode 52 of which is coated with a photoemissive substance 54. As with the device according to FIG. 1, the object 12 is located on the irradiated surface of the cathode 52 between the radiation source 14 and the cathode 52. The anode 56 is located between the insulating material layer 58 and the photoemissive one in a distance from and parallel to the cathode layer 60. the insulation layer 58 is located on the side facing the cathode side of the anode * (>. This is via the line 62 with a K! ime of the voltage source 64 is connected, which is connected to a sized terminal via the line 66 to the cathode 52 On the side of the anode 56 facing away from the cathode 52, a collector electrode 68 is arranged in parallel at a distance from the anode 56. This is connected via the line to the positive terminal of the voltage source 74, the negative terminal of which is connected to the positive terminal of the voltage source 64. As in 1 there is a gas atmosphere in the space between the cathode and anode aum be provided between the anode and the collector electrode, but this is not absolutely necessary. Since the device according to FIG. 2 does not contain a photoconductive insulating material layer, it can be operated in normal light, provided that the photoemissive layers 54 and 60 are not sensitive to this light.

Der Betrieb der in Fig. 2 gezeigten Einrichtung beruht nicht auf der Neutralisation der auf der Isolierstofffläche befindlichen Ladungen und der gleichzeitigen Ableitung induzierter Ladungen an der Zwischenschicht zwischen Isolator und photoleitfähiger Isolierstoff schicht durch Photoleitfähigkeit. Die durch nacheinander erfolgende Ablagerung bilderzeugender Lawinenladüngen erzeugten Bremsfelder werden hier durch die gleichzeitige Abgabe eines Elektrons aus dem photoemissiven Stoff auf der im Isolierstoff abgewandten Seite der Anode neutralisiert. Die dadurch erfolgende positive Eigenladung des photoemissiven Stoffes neutralisiert die durch die negativen bilderzeugenden Ladungen erzeugten Bremsfelder auf dem Isolierstoff. Auf diese Weise werden aufeinanderfolgende negative Ladungen nicht gebremst, wodurch die Einrichtung einen größeren dynamischen Betriebsbereich ermöglicht.The operation of the device shown in Fig. 2 is not based on the neutralization of the on the insulating surface existing charges and the simultaneous dissipation of induced charges at the intermediate layer between the insulator and the photoconductive insulating material layer through photoconductivity. By successive deposition of image-generating avalanche charges generated braking fields here by the simultaneous release of an electron from the photoemissive material on the one in the insulating material remote side of the anode neutralized. The resulting positive self-charge of the photoemissive Substance neutralizes the braking fields generated by the negative image-generating charges on the insulating material. In this way successive negative charges are not slowed down, whereby the device allows for a greater dynamic operating range.

Wie bei der in Fig. 1 gezeigten Einrichtung ist die Stärke der in der photoemissiven Schicht absorbierten Strahlung und die Starke der die Isolierstoffschicht beeinflussenden negativen Ladungen dort am größten, wo der photoemissive Stoff auf der Kathode nicht unter dem aufzuzeichnenden Objekt liegt. Die Stärke in den durch das Objekt bedeckten Flächenteilen ist umgekehrt proportional zur Dicke des Objektes, da in den dickeren Teilen mehr Strahlung absorbiert wird. Entsprechend der auftreffenden Strahlung werden Elektronen auf der photoemissiven Schicht 54 abgegeben, die Sekundärelektronen und andere negative Ladungen in der Gasatmosphäre erzeugen. Diese negativen Ladungen werden auf der Isolierstoffschicht 58 in bildmäßiger Verteilung abgelagert. Gleichzeitig damit verursacht die auf die photoemissive Schicht 60 auf der der Isolierstoffschicht 58 abgewandten Seite der Kathode 55 auftreffende Strahlung eine Abgabe von Elektronen. Dadurch ergibt sich eine positive Eigenladung in bildmäßiger Verteilung auf der Schicht 60. Eine weitere Einwirkung von Strahlung in diesen Flächenteilen verursacht eine weitere Abgabe von Elektronen, wodurch die positive Eigenladung in den stärker belichteten Flächenteilen anwächst. Das durch die positive Ladung dei Schicht 60 erzeugte elektrostatische Feld löscht oder neutralisiert die Wirkung der negativen Ladung auf der Isolierstoff schicht. Auf diese Weise werden die durch die negativen Bildladangen erzeugten Bremsfelder geschwächt, wodurch nachfolgende Lawinenladüngen nicht beeinträchtigt werden.As with the device shown in Fig. 1, the thickness is that absorbed in the photoemissive layer Radiation and the strength of the negative charges affecting the insulating layer are greatest there, where the photoemissive substance on the cathode is not underneath the object to be recorded. The strenght in the surface parts covered by the object is inversely proportional to the thickness of the object, da more radiation is absorbed in the thicker parts. According to the incident radiation Electrons emitted on the photoemissive layer 54, the secondary electrons and other negative Generate charges in the gas atmosphere. These negative charges are on the insulating layer 58 deposited in an image-wise distribution. Simultaneously with this, the causes on the photoemissive layer 60 radiation impinging on the side of the cathode 55 facing away from the insulating material layer 58 produces an emission of electrons. This results in a positive intrinsic charge in an image-wise distribution on the layer 60. Further exposure to radiation in these parts of the surface causes a further release of Electrons, whereby the positive self-charge increases in the more exposed parts of the surface. That through the positive charge created by the electrostatic field in layer 60 cancels or neutralizes the effect the negative charge on the insulating material layer. In this way, the negative image charges The braking fields generated are weakened, which means that subsequent avalanche charges are not affected will.

Während die in Fig. 1 gezeigte Einrichtung ein negativ geladenes Bild auf der belichteten Fläche der Isolierstoffschicht 30 erzeugt, wird mit der in Fig. gezeigten Einrichtung ein positiv geladenes Bild auf der belichteten Fläche des photoemissiven Stoffes sowie ein negativ geladenes Bild auf der belichteten Fläche der Isolierstoff schicht 58 gebildet. Die BiIdentwicklung kann nach bekannten elektrostatischen und elektrophotographischen Entwicklungsverfahren erfolgen. Danach werden die Bilder von der Isolatorfläche oder von der photoemissiven Fläche auf ein Kopieblatt übertragen. Auch kann die Isolierstoffschicht mit dem auf ihr vorhandenen entwickelten Bild von der Anode abgezogen und das Bild direkt auf der Schicht fixiert werden.While the device shown in Fig. 1, a negatively charged image on the exposed area of the Insulating material layer 30 is generated, a positively charged image is created with the device shown in FIG the exposed area of the photoemissive substance and a negatively charged image on the exposed Surface of the insulating material layer 58 is formed. The image development can be carried out according to known electrostatic methods and electrophotographic development processes. After that the pictures of the isolator surface or transferred from the photoemissive surface to a copy sheet. The insulating material layer with the developed image present on it peeled off the anode and the image directly on the Layer to be fixed.

In Fig. 3 ist eine Bilderzeugungseinrichtung dargestellt, deren Objekt, beispielsweise ein Keilfilter 12. zwischen der Röntgenstrahlenquelle 14 und der restlichen Einrichtung angeordnet ist. Die Kathode 82 ist mit einem Überzug 84 aus photoemissivem Stoff versehen. Parallel zur Kathode 82 befindet sich in einem Abstand zu ihr die Anode 86, die über die Leitung 88 mit der einen Klemme der Spannungsquelle 90 verbunden ist, deren andere Klemme über die Leitung 92 an der Kathode 82 liegt. Auf der der KathodeIn Fig. 3 an image generation device is shown, the object, for example a wedge filter 12. Is arranged between the X-ray source 14 and the remainder of the device. The cathode 82 is provided with a coating 84 made of photoemissive material. In parallel to the cathode 82 is located in one Distance to her is the anode 86, which is connected via line 88 to one terminal of the voltage source 90 is connected, the other terminal of which is connected to the cathode 82 via the line 92. On that of the cathode

609 68374609 68374

8 03 6678 03 667

ίοίο

82 zugewandten Seite der Anode 86 befindet sich eine Isolierstoffschicht 94, auf der das latente elektrostatische Bild erzeugt wird. Auf der anderen Seite der Anode 86 befindet sich eine Schicht 96 aus einem Stoff mit geringer Elektronenaustrittsarbeit. Dieser hat eine höhere Elektronenbeweglichkeit als Löcherbeweglichkeit, und die Verweilzeit für die Löcher soll derart sein, daß die nachfolgende Sichtbarmachung des Bildes nicht beeinträchtigt wird. Ein verwendbarer Stoff ist beispielsweise Bariumzirconat. 82 facing side of the anode 86 is a layer of insulating material 94 on which the latent electrostatic image is generated. On the other side of the anode 86 there is a layer 96 made of a substance with a low electron work function. This has a higher electron mobility than hole mobility, and the dwell time for the holes should be such that the subsequent visualization of the image is not impaired. An example of a substance that can be used is barium zirconate.

Beim Betrieb dieser Hinrichtung v/erden Elektronen von der Schicht 84 abgegeben und auf der Isolierstoffschicht 94 in b''idmäßiger Verteilung entsprechend der durch das Objekt 12 absorbierten Strahlung abgelagert. Dies bedeutet, daß mehr Elektronen in denjenigen Bereichen abgelagert werden, die den dünneren Teilen des Objektes 12 entsprechen. Die durch die Schicht 96 mit geringer Elektronenaustrittsarbeit hindurchtretenden Röntgenstrahlen verursachen eine Abgabe von Elektronen aus dieser Schicht sowie deren Sammlung auf der Anode 86. Dadurch bleiben positive Löcher zurück, die jeweils eine neutralisierende Wirkung auf das Bremsfeld ausüben, welches durch die jeweils abgelagerte negative Ladung erzeugt wird.During the operation of this execution, electrons are given off by the layer 84 and deposited on the insulating material layer 94 in a two-dimensional distribution corresponding to the radiation absorbed by the object 12. This means that more electrons are deposited in those areas which correspond to the thinner parts of the object 12. The X-rays passing through the layer 96 with a low electron work function cause electrons to be released from this layer and collected on the anode 86. This leaves positive holes behind, each of which has a neutralizing effect on the braking field generated by the negative charge deposited in each case will.

In Fig. 4 ist eine Bilderzeugungseinrichtung 100 dargestellt, die als Objekt ein Keilfilter 12 zwischen der Röntgenstrahlenquelle 14 und der restlichen Einrichtung enthält. Die Anode 102 ist mit einem Überzug 104 aus einem Stoff mit geringer Elektronenaustrittsarbeit überzogen, und zwar auf der der Strahlenquelle 14 zugewandten Seite. Auf der anderen Seite der Anode 102 befindet sich eine Schicht aus Isolierstoff 106. Parallel zur Anode 102 ist eine Kathode 108 angeordnet, die mit der Anode über die Spannungsquelle 112 verbunden ist. Auf der der Anode 102 zugewandten Seite der Kathode 108 befindet sich eine Schicht 110 aus photoemissivem Stoff.4 shows an image generation device 100 which contains a wedge filter 12 as an object between the X-ray source 14 and the rest of the device. The anode 102 is covered with a coating 104 made of a substance with a low work function for electrons, specifically on the side facing the radiation source 14. A layer of insulating material 106 is located on the other side of the anode 102. A cathode 108 is arranged parallel to the anode 102 and is connected to the anode via the voltage source 112 . On the side of the cathode 108 facing the anode 102 there is a layer 110 of photoemissive material.

Beim Betrieb der Einrichtung werden Elektronen aus der Schicht 110 abgegeben und von der Anode 102 angezogen. Sie werden auf der Isolierstoffschicht 106 in bildmaßiger Verteilung abgelagert. Gleichzeitig wird ein Elektron aus dem Stoff 104 mit geringer Austnttsarbeit abgegeben und von der Anode 102 angezogen, wodurch ein positives Loch entsteht. Dadurch wird das durch die abgelagerte bilderzeugende negative Ladung erzeugte Bremsfeld neutralisiert. Bei jeder in den Figuren dargestellten Einrichtung dient, wie bereits beschrieben, eine zwischen der photoemissiven Schicht und der Isolierstoffschicht vorgesehene Gasatmosphäre zur Verstärkung der negativen Ladungen. During operation of the device, electrons are released from the layer 110 and are attracted to the anode 102. They are deposited on the insulating material layer 106 in an image-wise distribution. At the same time, an electron is released from the substance 104 with little effort and is attracted to the anode 102 , whereby a positive hole is created. This neutralizes the braking field created by the deposited imaging negative charge. In each device shown in the figures, as already described, a gas atmosphere provided between the photoemissive layer and the insulating material layer serves to amplify the negative charges.

In den im folgenden beschriebenen Beispielen wird mit der in F i g. 4 gezeigten Einrichtung gearbeitet. Sie enthält eine Stahlkathode, die von einer Aluminiumanode einen Abstand von 0,5 mm hat. Die photoemissive Schicht auf der Stahlkathode besteht aus einer Dispersion von Bleioxid (Pb₃O₄) in einem Äthylzellulose-Bindemittel. Auf der Anodenoberfläche befindet sich als Stoff mit geringer Elektronenaustrittsarbeit Bariumzirconat, und die bilderzeugenden LadungenIn the examples described below, the method shown in FIG. 4 worked. It contains a steel cathode which is 0.5 mm away from an aluminum anode. The photoemissive layer on the steel cathode consists of a dispersion of lead oxide (Pb ₃ O ₄ ) in an ethyl cellulose binder. Barium zirconate and the image-generating charges are located on the anode surface as a substance with a low work function for electrons

ίο werden auf einer 0,08 mm dicken Schicht aus Polyalkylenterephthalat abgelagert. Zur Belichtung mit einem Keilfilter dient in allen Beispielen eine Röntgenstrahlenquel'e. ίο be on a 0.08 mm thick layer of polyalkylene terephthalate deposited. An X-ray source is used for exposure with a wedge filter in all examples.

In allen Beispielen wird ein Vergleichstest durchgeführt, bei dem die Bariumzirconatschicht nicht vorgesehen ist.A comparative test is carried out in all examples, in which the barium zirconate layer is not provided.

Beispiel 1 und 2
Die Einrichtung gemäß Fig. 4 sowie die Vergleichsanordnung werden jeweils 1,5 Sekunden lang mit einer Röntgenstrahlenquelle von 90 Kilovolt Spitzenspannung und 100 mA bei einer Spannung von 800 Volt an den Elektroden belichtet. Nach der Bilderzeugung werden die auf der Polyäthylenterephthalatschicht erhaltenen Bilder nach dem Pulverwolkenverfahren entwickelt. Die Empfindlichkeit des mit der Einrichtung gemäß Fig. 4 erzeugten Bildes ist gegenüber der Vergleichsanordnung um den Faktor 3 größer. Example 1 and 2
The device according to FIG. 4 and the comparison arrangement are each exposed for 1.5 seconds to an X-ray source with a peak voltage of 90 kilovolts and 100 mA at a voltage of 800 volts at the electrodes. After the image formation, the images obtained on the polyethylene terephthalate layer are developed by the powder cloud method. The sensitivity of the image generated with the device according to FIG. 4 is greater by a factor of 3 compared to the comparison arrangement.

Beispiel 3 und 4Example 3 and 4

Die Beispiele 1 und 2 werden wiederholt mit dem Unterschied, daß die Belichtung auf 0,2 Sekunden begrenzt ist. Die Empfindlichkeit der Einrichtung gemäß Fig. 4 ist gegenüber derjenigen der Vergleichsanordnung fast um den Faktor 3 größer.Examples 1 and 2 are repeated with the difference that the exposure is limited to 0.2 seconds is. The sensitivity of the device according to FIG. 4 is compared to that of the comparison arrangement almost 3 times larger.

Beispiel 5 und 6Example 5 and 6

Die Beispiele 1 und 2 werden wiederholt mit dem Unterschied, daß die Belichtung mit 44 Kilovolt Spitzenspannung durchgeführt wird. Die Empfindlichkeit der Einrichtung gemäß Fig. 4 ist gegenüber derjenigen der Vergleichsanordnung fast um den Faktor 3 größer.Examples 1 and 2 are repeated with the difference that the exposure is with a peak voltage of 44 kilovolts is carried out. The sensitivity of the device according to FIG. 4 is opposite to that the comparison arrangement is almost 3 times larger.

Beispiele 7 und 8Examples 7 and 8

Die Beispiele 5 und 6 werden wiederholt mit dem Unterschied, daß an die Elektroden eine Spannung von 1200 Volt angeschaltet wird. Die Empfindlichkeit der Einrichtung gemäß Fig. 4 ist gegenüber derjenigen der Vergleichsanordnung fast um den Faktor 3 größer.Examples 5 and 6 are repeated with the difference that a voltage is applied to the electrodes of 1200 volts is switched on. The sensitivity the device according to FIG. 4 is almost by a factor of 3 compared to that of the comparison arrangement greater.

Hierzu 2 Blatt ZeichnungenFor this purpose 2 sheets of drawings

Claims

Patent claims:

1. Radiographic imaging process, in which the one to be imaged according to the distribution Radiation penetrating the object initiates avalanche-like electrical discharges and with the help of the avalanche discharges an electrically insulating one Area for generating a static static The latent image is electrostatically charged in an imagewise distribution and the latent image, possibly after a transfer, is then developed, characterized in that, that the electrically insulating surface before the * 5 production of the object to be depicted penetrating radiation uniformly with charges one to the charges of the avalanche-shaped Discharges of opposite polarity with the formation of induced charges on the den the side of the electrically insulating surface facing away from the applied charges is charged, and that the induced charges correspond to those occurring by the avalanche discharges Charging of the insulating surface with the aid of the object to be depicted penetrating radiation can be derived.

2. Radiographic imaging process in which, according to the distribution of one of the 3 " The radiation penetrating through the object initiates avalanche electrical discharges be, in which with the help of the avalanche-shaped discharges an electrically insulating Surface for the generation of an electrostatic latent image in an image-shaped distribution electrostatically charged and then the latent image, possibly after a transfer is developed, characterized in that according to the on the insulating surface by the avalanche discharges applied with the aid of the charges to be depicted Object penetrating radiation in the area of the back of the insulating surface Charges with a polarity opposite to the polarity of the avalanche discharges to be brought.

3. Apparatus for performing the method according to claim 1 with an irradiation Electrically charge carrier releasing cathode, with a spaced therefrom and arranged on the side facing the cathode is provided with an electrically insulating surface, wherein between the cathode and anode such a voltage is applied that in one between the Electrodes located gas atmosphere avalanche-shaped by charge carriers released from the cathode Discharges are generated, and with a radiation source for generating a object to be imaged penetrating radiation, characterized in that between the electrically insulating surface (30) and the anode (20) a photoconductive layer (28) is provided is.

4. Apparatus according to claim 3, characterized in that the photoconductive layer (28) consists of a photoconductor material, which by the radiation of the radiation source (14) in the

photoconductive state is excitable.

5. Apparatus according to claim 3 or 4, characterized in that the photoconductive Layer (28) has such an electron mobility and such a small thickness that a The accumulation of negative charge carriers is prevented.

ft. Device for carrying out the method according to claim 2 with an irradiation Electrically charge carrier releasing cathode, with a spaced therefrom and arranged on the side facing the cathode is provided with an electrically insulating surface, wherein between the cathode and anode such a voltage is applied that in one between the Electrodes located gas atmosphere avalanche-shaped by charge carriers released from the cathode Discharges are generated, and with a radiation source for generating one object to be imaged penetrating radiation, characterized in that on the to the insulating surface (58) on the anode (56) facing away from the side of the anode (56) one with the the object to be imaged (12) penetrating radiation irradiated photo-emitting Layer (60) is provided.

7. Apparatus according to claim 6, characterized in that that at a distance from the photo-emitting layer (60) a collector electrode (58) is provided which is maintained at a predetermined voltage with respect to the anode (56) will.

8. Apparatus according to claim 7, characterized in that the voltage between the Collector electrode (58) and the anode (56) greater than the voltage between the cathode and the anode is.

9. Device according to one of claims 6 to 8, characterized in that a photo-emitting Layer with a low electron work function is used.

10. Apparatus according to claim 9, characterized in that the material with a low electron work function Pb, O ₄ is used.

11. The device according to claim 10, characterized in that the Pb ₃ O ₄ is dispersed in a non-conductive synthetic resin binder.

12. Device according to one of claims 3 to 11, characterized in that the mapped Object (12) arranged between the radiation source (14) and the cathode (16, 52, 82) is.

13. The device according to claim 6, characterized in that that the object to be imaged (12) and the radiation source (14) on the Photo-emitting layer (104) facing side of the anode (102) are arranged.