DE1942193C3 - Zu Kopier- und Mikrofilmzwecken dienende Speicheranordnung in Form eines elektrophotographischen Aufzeichnungsmaterials und ihre Verwendung - Google Patents

Zu Kopier- und Mikrofilmzwecken dienende Speicheranordnung in Form eines elektrophotographischen Aufzeichnungsmaterials und ihre Verwendung

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Description

a) das Aufzeichnungsmaterial in Form einer drehbaren Trommel (37) vorliegt, in der
b) eine Energiequelle (19,26,45) zur Belichtung,
c) eine Aufladestation (50),
d) eine Entwicklungsstation zur Erzeugung eines Tonerbildes (54,56),
e) eine Tonerbildübertragungsstation und
f) eine Löschstation (38), die zum Löschen des Ladungsbildes kurze Energieimpulse in der Größenordnung bis zu etwa 10 μ5 aussendet,
vorgesehen sind.
6. Verwendung der Speicheranordnung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Energiequelle (19,26,45) zur Belichtung des Aufzeichnungsmaterials Laserstranlen oder Elektronenstrahlen aussendet.
Die Erfindung bezieht sich auf eine Speicheranordnung der im Oberbegriff des Patentanspruches 1 genannten Gattung.
Eine derartige Speicheranordnung ist bereits bekannt (DE-AS 12 50 737 und FR-PS 14 18 353). Bei dieser bekannten Speicheranordnung besteht das Halbleitermaterial entweder aus hoch-reinem Selen, das mit Jod und Arsen in insbesondere im wesentlichen gleichmäßiger Verteilung versehen ist, oder aus einem Schichtenlaminat, von denen eine halbleitende Schicht aus einer Gruppe von Materialien, wie Indiumantimonid, Zinkoxyd, Kadmiumsulfid, Silicium und Indiumoxyd, und die andere Schicht aus anderen Materialien derselben Gruppe gebildet sind. Diese Speicheranordnung wird in üblicher Weise elektrophotographisch behandelt, und zwar durch Aufladen, Belichten und Entwickeln, wobei das Muster der elektrostatischen Aufladung, d. h. das Ladungsbild, durch elektrostatisches Niederschlagen von markierendem Material in ein sichtbares Bild umgewandelt werden kann. Dabei ist es bekannt, die Halbleitermaterialschicht auf einem Schichtträger aus elektrisch leitendem Material, wie Messing, Aluminium und Stahl aufzutragen. Der Schichtträger kann die Form einer Platte aber auch eines Zylinders haben.
Darüber hinaus ist eine Vorrichtung zum Anfertigen von Kopien bzw. Mikrofilmen mit einer reversiblen Speicherschicht bekannt (US-PS 31 52 012), bei der die Speicherschicht auf einer drehbaren Trommel angeordnet ist Rings um den Trommelumfang sind verschiedene Stationen, nämlich eine Energiequelle, eine Ladungsstation, eine Entwicklungsstation, eine Übertragungsstation und eine Löschstation angeordnet. Durch Belichten von Speicherschichtteilen wird deren elektrischer Leitfähigkeitszustand gegenüber den unbelichteten Teilen geändert, so· daß sich elektrische Ladung bereichsmäßig ordnet. Entsprechend ordnen sich dann aufgebrachte Druckmedien, wie Tonerpulver, so daß das entsprechende Muster beispielsweise auf einem Papierband, das am Trommelmantel abgewälzt wird, mit dem entsprechenden Abdruck versehen wird. Hierauf werden in der Löschstation die Ladung und verbleibenden Druckmedien von der Trommeloberfläche wieder entfernt, vorauf diese für den nächsten Speichervorgang zur Verfügung steht, sobald in der Ladestation erneut Ladung aufgebracht wird. Dieses xerographische Druckverfahren ist jedoch beispielsweise insofern nachteilig, als für jeden neuen Abdruck, d. h. für jede neue Kopie erneut einzuspeichern ist. Entsprechend ist der Zeitbedarf für die Anfertigung jeder Einzelkopie einer Reihe gleicher Kopien verhältnismäßig groß.
Darüber hinaus ist bereits eine Speicheranordnung bekannt, bei der das Speicherelement aus Halbleitermaterial besteht, das umkehrbar und durch einen Schwellenwert überschreitende Energie jeweils sprunghaft zwischen einem im wesentlichen ungeordneten und im allgemeinen amorphen stabilen Atomstrukturzustand mit örtlichen Ordnungen (Nahordnungsgrad) und/oder lokalisierten Bindungen und einem anderen stabilen Atomstrukturzustand in Richtung eines kristallinen Aufbaus änderbar ist, bei der eine dem jeweiligen Atomstrukturzustand entsprechende physikalische Zustandsgröße die abfragbare Information repräsentiert (US-PS 32 71 591). Hierbei ist das halbleitende Speicherelement mit Elektroden versehen und mit diesen so in einen Lastkreis eingeschaltet, daß durch Änderung des ohmschen Widerstands des Speicherelements die Strom-Spannungs-Verhältnisse am Lastwiderstand ebenfalls änderbar sind. Die Änderung erfolgt über einen Steuerkreis, dessen Elektroden ebenfalls mit dem halbleitenden Speicherelement verbunden sind. Das halbleitende Speicherelement dient daher gewissermaßen als Ersatz für beispielsweise klassische Widerstände
bzw. Umschalter.
Darüber hinaus sind zum Speichern dienende Bauelemente bekannt (US-PS 32 41 009), die aus amorphen halbleitenden Gläsern bestehen, die aus hochreinen Ausgangsmaterialien hergestellt sind. Bei derartigen Elementen werden zum Speichern Eh'ekte ausgenutzt, die in der durch Formierung erzeugten Grenzschicht zwischen den ortsfesten Kontaktelektroden und dem Halbleitermaterial entstehen. Hierbei sind unsymmetrische Verhältnisse anzutreffen, das heißt, daß zum Löschen jeweils Negativimpulse angewendet werden müssen. Ihre Anwendung ist im übrigen nur auf langsam arbeitende Speicher begrenzt
Darüber hinaus ist eine molekulare Speicheranordnung mit kernmagnetischen Resonanzeffekten auf stereochemischer Basis bekannt (US-PS 31 19 099), bei der sich die Lage der Atome innerhalb der Moleküle verändert Dabei treten unsymmetrische Polarisationseffekte auf. Sofern es sich um flüssige Speichermrdien dieser Art handelt ist es nicht ohne weiteres möglich, eingespeicherte Informationsmuster beizubehalten.
Ferner sind quantenmechanische Speicheranordnungen bekannt (US-PS 33 41 825), die von dotierten Halbleitern ausgehen und bei denen Änderungen der elektronischen Energiezustände innerhalb der Atome stattfinden. Beim Abfragen wird die jeweils gespeicherte Information zerstört da die Elektronen aus dem »Speicherband« in das Ursprungsband zurückkehren.
Ferner sind Speicheranordnungen bekannt (GB-PS 10 96 240), bei denen sich das Speichermedium in der kristallinen Form befindet und Änderungen durch eine Umorientierung der Kristallform stattfindet, so daß das Medium je nach Polarisationsrichtung ein verschieden großes Absorptionsvermögen für unterschiedliche Farben erhält
Bekannte Schalt- oder Speicheranordnungen mit polykristalliner Struktur bestehen z. B. aus elementarem Bor (DE-AS 12 25 784) oder aus Verbindungen von Tellur mit einem Element der IV. Gruppe des Periodischen Systems, insbesondere mit Germanium (FR-PS 14 32 260, AU-PS 2 89 158).
Schließlich ist es bekannt als Speichermedien Tonbändern zu verwenden, von denen Einzelbereiche hinsichtlich ihrer Magnetisierung umgeordnet werden können, indem ein als Eingabeeinrichtung dienender Tonkopf elektromagnetische Felder erzeugt die auf das am Tonkopf vorbeilaufende Tonband einwirken. Sofern keine erneute Magnetisierung der diskreten Teile des Tonbands stattfindet bleiben diese so lange in dem speziell magnctisierten Zustand, bis sie durch eine elektromagnetische Felder erzeugende Löscheinrichtung gelöscht werden. Die Abfrageeinrichtung besteht hier wiederum aus einem Tonkopf, dessen elektromagnetischer Widerstand in Abhängigkeit von der Magnetisierung der daran vorbeigeführten diskreten Bereiche des Tonbands geändert wird, so daß in einer elektrischen Spule dieses Tonkopfs unterschiedliche Spannungen induziert werden, die als Ausgangssignale dienen. Obwohl sich derartige Vorrichtungen für viele Anwendungsbereiche bestens bewährt haben, sind sie insofern nachteilig, als irgendwelche elektromagnetischen Felder zu einer Löschung der im Tonband eingespeicherten Information führen, sofern sie genügend groß sind. Selbst kleine elektromagnetische Felder können zu einer Schwächung der gespeicherten Information führen, so daß diese nicht mehr mit Sicherheit in entsprechende Ausgangssignale beim Abfragen überführt werden können.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das Anfertigen von Aufzeichnungen insbesondere von Kopien, drucktechnischen Vervielfältigungen bzw. Mikrofilmen zu verbessern. Bei den bisher bekannten Reproduktionsverfahren dieser Gattung befriedigten oft der Energieaufwand und die Qualität (Brillanz) nicht da nach jedem Abdruck erneut eingespeichert, d. h. die Speicherschicht mit dem Energiestrahl mustergerecht beaufschlagt werden muß.
Die Erfindung löst diese Aufgabe gemäß dem Patentanspruch 1, indem bisher zu anderen Zwecken angewendetes Halbleitermaterial, insbesondere sogenannte chalkogenide Gläser, verwendet wird.
Das aufgezeichnete Bild bzw. Muster kann bereits vor der Entwicklung mittels eines Toners unmittelbar auf dem Aufzeichnungsmaterial sichtbar gemacht werden, ist das abzudruckende Muster erst einmal gespeichert, so bleibt es trotz vielfacher Abdrucke ohne erneutes Einspeichern stabil erhalten, so daß selbst ohne erneutes Beaufschlagen mit dem Energiestrahl immer wieder scharfe Kopien herstellbar sind. Dies ergibt eine Energieeinsparung trotz hoher Qualität. Auch wird die Energiequelle weniger belastet und sie ist daher weniger schnell zu ersetzen. Ohne erst Druckmedien aufzubringen, kann der auf der Trommelaußenfläche gespeicherte Informationsinhalt auch unmittelbar sichtbar gemacht werden. Da sich auch andere physikalische Größen, wie die Lichtreflexion, durch die Energiebeaufschlagung beim Speichern ändern, gelingt das Sichtbarmachen durch Beleuchten der Trommeloberfläche, an der sich dann helle von dunkleren Bereichen abheben.
In Unteransprüchen sind weitere Ausbildungen der Erfindung beansprucht. Das Halbleitermaterial ist insbesondere eine polymere Verbindung der genannten chalcogenen Elemente. Es empfiehlt sich, das Halbleitermateriai als Speicherschicht auf einem elektrisch leitfähigen und feuerfesten Metall der Gruppe Wolfram, Tantal, Molybdän und Niob aufzubringen.
Gemäß der Erfindung wird daher von solchem halbleitenden Speichermaterial Gebrauch gemacht, daß nach dem Umschalten vom amorphen Zustand hohen elektrischen Widerstands auch dann im kristallinen Zustand niedrigen elektrischen Widerstands verbleibt, wenn die Energie, die diese Zustandsänderung bewirkte, wieder abgeschaltet ist. Dabei ist es bedeutsam, daß dieses Speichermedium nicht aus hochreinen und daher teueren Halbleitermaterialien besteht, die genauestens dotiert sein müssen. Vielmehr ist es bei der Erfindung möglich, das Halbleitermaterial als Platten, dünne Schichten od. dgl. durch Aufdampfen, Kathodenzerstäuben od. dgl., herzustellen, ohne von den Spezialtechniken der klassischen Halbleiterherstellung, wie bei Transistoren, Dioden u. dgl., Gebrauch zu machen. Trotz dieser Vorteile ist es, je nach der verwendeten Energiequelle, möglich, eine außerordentlich große Informationsdichte zu ermöglichen, da die Umschaltung in ein und derselben Speicherschicht auf engst begrenzte diskrete Bereiche möglich ist. Die Speicherschicht dient daher nicht nur zum Speichern eines Bits, sondern zum Speichern einer Vielzahl von Bits, indem jeweils diskrete Schichtbereiche gewissermaßen als »Einzelelement« für die Speicherung eines Bits verwendet werden. Da die örtliche Lage zwischen dem Eiiergiestrahl und der Speicherschacht veränderbar ist, kann praktisch jede beliebige Stelle der Speicherschicht zur Speicherung soleher Bits dienen. Entsprechend kann das Abfragen und auch das Löschen auf solche beliebigen Teile der Speicherschicht begrenzt werden, obwohl es ebenfalls möglich ist, die gesamte Speicherschicht zur gleichen Zeit zu
löschen.
Ein weiterer Vorteil der erfindungsgemäßen Speicheranordnung besteht darin, daß sie praktisch zerstörungsfrei arbeitet, da sie selbst durch starke Bestrahlung mittels Röntgenstrahlen, Kernstrahlen, exterestrische Höhenstrahlen od. dgl. ihr physikalisches Verhalten hinsichtlich der jeweiligen Atomstrukturzustände praktisch noch nicht verändert. Auch Magnetfelder, die bei den klassischen Magnetspeichern vielfach zum unerwünschten Löschen der eingespeicherten Informationen führen, sofern keine besonderen Schutzschirme zur Abschirmung gegenüber magnetischen Fremdfeldern vorgesehen sind, beeinträchtigen die Speicherung der erfindungsgemäßen Speicheranordnung nicht.
Da die Speicherschichten verhältnismäßig dünn ausbildbar sind, können auch die Zugriffszeiten außerordentlich gering gehalten werden, so daß das Umschalten von einem in den anderen Atomstrukturzustand in kürzester Zeit — praktisch momentan — stattfindet.
Die Änderung der Atomstrukturzustände führt nicht nur zu einer Änderung des ohmschen Widerstands der betreffenden diskreten Schichtbereiche, denn diese lassen sich vielfach, entsprechend auch hinsichtlich der Dielektrizitätskonstanten, des Lichtbrechungsindex, der Oberflächenreflexion, der Lichtabsorption und Lichtdurchlässigkeit, der Streuung und entsprechender Eigenschaften, ändern, so daß für die Abfrageeinrichtung die verschiedenartigsten Fühler, Meßeinrichtungen u. dgl. dienen können.
Die Energiequelle sendet zweckmäßigerweise elektromagnetische Strahlen, Laserstrahlen, Korpuskularstrahlen, Elektronenstrahlen, Protonenstrahlen oder Heißluftstrahlen aus.
Zum optischen Speichern mit KDP-Kristallen auf fotografischem Wege ist die Anwendung von LASER-Strahlen bereits genannt worden (The commercial Development and Application of Laser Technology, SaI-tonstall, 1965). Bekannt ist auch bereits (IBM Technical Disclosure Bulletin, März 1965, Seite 971), das Oberflächenpotential von Halbleitern durch Elektronenstrahlen zu beeinflussen. Bei der Erfindung werden jedoch andere Materialien für die Speicherschicht verwendet.
An mindestens einer Seite der Speicherschicht sollte sie einen strahlendurchlässigen elektrisch leitfähigen Überzug aufweisen, der insbesondere mit einer steuerbaren Löscheinrichtung gekoppelt ist.
Besondere Vorteile der erfindungsgemäßen Speicheranordnung ergeben sich durch ihre Anwendung zu Kontaktkopier- bzw. Druckzwecken mit der Maßgabe, daß sich die Speicherschicht beim Speichern bereichsweise hinsichtlich des physikalischen Zustands der elektrischen Leitfähigkeit bzw. Dielektrizitätskonstante ändert und sich elektrisch geladene Druckmedien, wie Tonerpulver, entsprechend dem gespeicherten Informationsmuster darauf verteilen und zum Abdruck zur Verfügung stehen.
Bei einer solchen Speicheranordnung ist die Speicherschicht zweckmäßigerweise als Band oder als Mantel bzw. Manteheil einer drehbaren Trommel ausgebildet um die ringsherum eine steuerbare Löscheinrichtung, die Enegiequelle, ein elektrischer Ladungsgenerator, ein Druckmedienspender und eine Abdruckfläche angeordnet sind.
Die Erfindung bietet auch viele Vorteile durch ihre Anwendung zu Photokopier- bzw. Mikrofilmzwecken. Hierbei empfiehlt es sich, monochromatische Lichtstrahlen durch die mit dem Informaiionsmuster versehene Speicherschicht auf ein lichtempfindliches Medium gelangen /u lassen.
Zum Speichern wird ein Strahl oder werden Strahlen einer zum Strukturändern ausreichenden Energiemenge derart auf die Speicherschicht geworfen, daß — ck-m Informationsmuster entsprechend — diskrete Schichtbereiche strukturell geändert werden.
Zum Abfragen wird die Veränderung, insbesondere der elektrischen Leitfähigkeit, der diskreten Schichtbereiche festgestellt.
ίο Die Speicherschicht kann auch mit elektrischen Farbteilchen versehen und diese sich gemäß der Ladung verteilten Farbteilchen können dann auf einer Abdruckfläche abgedruckt werden. ,
Auf die Abfragemöglichkeit durch Feststellung der Veränderung des elektromagnetischen Brechungs-, Streu- und/oder Reflexionsvermögens der diskreten Schichtbereiche wurde bereits hingewiesen.
Auch die Veränderung der Transparenz der diskreten Schichtbereiche gegenüber Licht kann zum Abfragen ausgenutzt werden.
Zum Zustandsändern im Sinne des Speicherns dienen Energiesignale in der zeitlichen Größenordnung von insbesondere 1 bis 100 ms, wogegen es sich zum Löschen der Informationen empfiehlt, kürzere Energieimpulse in der zeitlichen Größenordnung von insbesondere bis zu etwa 10 μς zu verwenden.
Beim Speichern kann der Strahl entweder im Laufe einer bestimmten Zeit über praktisch die gesamte Schichtoberfläche geführt und dabei hinsichtlich seiner Energie so gesteuert werden, daß jeweils die dem Infor- ' mationsmuster entsprechenden Schichtbereiche strukturell geändert werden, oder das Informationsmuster wird durch gleichzeitiges Bestrahlen der gesamten Speicherschicht gespeichert.
An Hand der folgenden Figurenbeschreibung sind Ausführungsbeispiele der Erfindung noch näher erläutert. Darin zeigt
F i g. 1 eine schematische Darstellung einer Speicheranordnung, deren Normalzustand dem Zustand hohen elektrischen Widerstands entspricht und von der ein diskreter Schichtbereich sich im anderen stabilen Zustand niedrigen Widerstands befindet, der mit Hilfe eines Strahls, beispielsweise eines Laser- oder Elektronenstrahls, abgefragt wird,
F i g. 2 eine schematische Darstellung einer Speicheranordnung, bei der der Normalzustand der Speicherschicht der Zustand niedrigen elektrischen Widerstands ist, der in einem diskreten Schichtbereich in den Zustand hohen Widerstands überführt ist,
so F i g. 3 die Änderung des Widerstands mit der angelegten Energie in logarithmischen Maßstäben für zwei unterschiedliche speichernde Halbleitermaterialien von einem Zustand hohen elektrischen Widerstands in Zustände niedrigen elektrischen Widerstands, durch AnIegen von Energieimpulsen langer Dauer und niedriger Amplitude,
F i g. 4 die Änderung des Widerstands mit der angelegten Energie in logarithmischen Maßstäben für zwei >: unterschiedliche speichernde Halbleitermaterialien von einem Zustand niedrigen elektrischen Widerstands in Zustände hohen elektrischen Widerstands durch Anlegen von Energieimpulsen kurzer Dauer und hoher Amplitude,
F i g. 5 und 6 die charakteristischen Kennlinien von <. Halbleitermaterialien, die bei der Erfindung verwendet werden,
F i g. 7 eine schematischc Darstellung einer Speicheranordnung, bei der der Spcicherschicht, insbesondere .;
denjenigen Schichttcilen, die sich im Zustand hohen elektrischen Widerstands befinden, eine elektrische Ladung zugeführt wird, Tonerpulverteilchen an den elektrischen Ladungen der Schicht zum Anhaften gebracht werden und diese Tonerpulverteilchen auf eine Aufnahmefläche, beispielsweise auf Papier, übertragen und befestigt werden,
F i g. 8 einen vergrößerten Schnitt durch einen Teil der Aufnahmefläche gemäß F i g. 7 zur Veranschaulichung der Durchführung eines Verfahrens zum Anbringen einer Ladung an der Aufnahmefläche,
F i g. 9 eine Ansicht ähnlich F i g. 8, jedoch zur Veranschaulichung der Speicherschicht, die sich hier normalerweise im Sperrzustand hohen Widerstands befindet.
Gemäß F i g. 1 befindet sich die halbieitende Speicherschicht iO im Bereich iOA in einem stabilen Sperrzustand hohen elektrischen Widerstands als dem Ursprungszustand. Dieses Halbleitermaterial ist vorzugsweise ein polymeres und weist vorzugsweise etwa 85 Atomprozent Tellur und 15 Atomprozent Germanium mit Einschlüssen von etwas Sauerstoff und/oder Schwefel auf. Durch geeignete Schichtdickenbemessungen können gewünschte Widerstandswerte für die Zustände hohen und niedrigen Widerstands erzielt werden. Die Bestandteile des speichernden Halbleitermaterials werden insbesondere in einem geschlossenen Gefäß erhitzt und durch Rühren homogenisiert und anschließend zu einem Barren gekühlt. Die Schichten werden dann von diesen Barren, insbesondere durch Vakuumauftrag, Kathodenzerstäuben, Spritzen od. dgl., auf den Träger 11 aus elektrisch leitfähigem Material, beispielsweise feuerfestem Meta'l, wie Wolfram, Tantal, Molybdän, Niob od. dgl., oder auch rostfreiem Stahl, Nickel, Chrom od. dgl. aufgetragen. Ein Teil der Speicherschicht 10, nämlich der diskrete Schichtbereich 13C befindet sich im anderen Zustand, nämlich im Zustand niedrigen elektrischen Widerstands. Dies erfolgte beispielsweise dadurch, daß in dem diskreten Schichtbereich 13C infolge Stromflusses soviel Wärme erzeugt wurde, daß die Temperatur mindestens eine Übergangstemperatur erreicht, so daß durch Überschreiten der Übergangstemperatur während eines kurzen Zeitintervalls die auf örtliche Bereiche beschränkte Ordnung oder die örtlichen Bindungen des Halbleitermaterials in diesen Schichtbereich 13C in einen geordneten Atomstrukturzustand übergeführt wurden. Die Zeitspanne, in der die Temperatur durch Energieanlegen oberhalb der Übergangstemperatur verblieb, beträgt beispielsweise 1 ms. Nach Abschalten der Energie und Abbrechen des Stromflusses bzw. Abkühlen des »leitfähigen Pfades« bleibt die strukturelle Umordnung im Schichtbereich 13C aufrcchicrhulicn, das hciut, eingespeichert.
Die von einer gesteuerten Impulsspannungsquelle 19 erzeugten Energiesignale in Form eines Strahls 18, insbesondere eines Laser- oder Elektronenstrahls, können dann beispielsweise das Löschen des im Zustand niedrigen elektrischen Widerstands befindlichen Schichtbereich 13C bewirken; das Impulsdiagramm der Impulsspannungsquelle 19 entspricht den schematisch dargestellten Impulsen 20.
F i g. 2 bezieht sich auf einen gewissermaßen umgekehrten Fall, bei dem der ursprüngliche, das heißt, Normalzustand, der Speicherschicht 10 derjenige niedrigen elektrischen Widerstands ist Dabei befindet sich dann der diskrete Schichtbereich 13/4 im anderen stabilen Atomstrukturzustand, nämlich in dem Zustand hohen elektrischen Widerstands. Das Überführen vom Ursprungszustand in den Zustand hohen elektrischen Widerstands erfolgte beispielsweise durch Anlegen von Slromimpulsen hoher Amplitude während einer kurzen Zeitspanne von beispielsweise etwa 1 μβ. Zum Zurückführen der Schichtbereiche 13/4 in den ursprünglichen Zustand niedrigen elektrischen Widerstands, in dem sich die übrigen Schichtbereiche IOC befinden, dient die Impulsspannungsquelle 26, die gemäß ihrer Steuerung durch die Impulse 27 einen Laserstrahl 25 erzeugt und auf den diskreten Schichtbereich 13/4 lenkt.
ίο Wenn zum Einstellen bzw. Überführen der Speicherschicht 10 zwischen den Zuständen hohen und niedrigen Widerstands irgendwelcher Impulse elektrischer oder sonstiger Energie von festgelegtem Energieinhalt verwendet werden, sind die erzeugten hohen bzw. niedrigen Widerstandswerte der betreffenden Bereiche der Schicht 10 gewöhnlich dementsprechend die gleichen. (Der Energieinhalt eines Stromimpulses ist eine Funktion des Quadrats der Amplitude des Stromimpulses, multipliziert mit dem Widerstand, durch den der Stromimpuls fließt und mit der Dauer des Stromflusses.) Für die meisten Anwendungszwecke sind die Relativwerte des Widerstands des Materials in den genannten Zuständen hohen und niedrigen Widerstands um Zehnerpotenzen verschieden, so daß der Zustand hohen Widerstands wirkungsmäßig ein isolierender, das heißt Sperrzustand, und der Zustand niedrigen Widerstands wirkungsmäßig ein Leitzustand ist, in dem der betreffende Teil des Materials als Stromleiter wirkt, das heißt, einen demgegenüber geringen, unbedeutenden Widerstand hat.
Gemäß F i g. 3 und 4 haben die speichernden Halbleitermaterialien nur zwei stabile Zustände unterschiedlichen Widerstands (punktierte Widerstandskurven CY in F i g. 3 und CT in F i g. 4).
Fig.3 veranschaulicht die Halbleitermaterialien im Sperrzustand hohen Widerstands und die Änderung der Widerstandswerte bei der Überführung in den Leitzustand niedrigen Widerstands durch Anlegen von Energieimpulsen niedriger Amplitude und langer Dauer und Fig.4 veranschaulicht die Halbleitermaterialien im Leitzustand niedrigen Widerstands und die Änderung der Widerstandswerte desselben beim Überführen in den Sperrzustand hohen Widerstands durch Anlegen von Energieimpulsen hoher Amplitude in kurzer Dauer.
Aus F i g. 3 ist zu erkennen, daß dann, wenn die durch die unterbrochene Widerstandskurve CY beispielsweise angedeuteten Halbleitermaterialien sich im Sperrzustand hohen Widerstands HR befinden, der ein im wesentlichen ungeordneter und allgemein amorpher Zustand ist und dieser Zustand in den Zustand niedrigen Widerstands LR geändert oder umgestellt werden soll, der Wert des Widerstands //" des Materials nicht wesentlich geändert wird, wenn die an einen bestimmten Teil des Materials angelegte pulsierende Energie innerhalb eines Energieniveaus bis EY fortschreitend zunimmt Wenn jedoch das Energieniveau EY überschritten wird, beginnt der Widerstand des betreffenden Halbleitermaterials steil in den Zustand niedrigen Widerstands LR abzusinken, der bei einem Energieniveau E 2' erreicht wird, das um ein geringfügiges Maß größer als das Energieniveau EY ist In diesem Zusammenhang kann für diese Materialien ein schneller Wechsel im örtlichen Zustand und/oder in den örtlichen Bindungen des Halbleitermaterials zwischen den Energieniveaus
EY und E 2' auftreten, so daß ein schneller Übergang aus dem im wesentlichen ungeordneten und allgemein amorphen Zustand hohen Widerstands HR in den geordneten Zustand niedrigen Widerstands LR herbeige-
ίο
führt wird. Bei einem typischen Halbleitermateria! kann der Widerstand beispielsweise mittels eines Stromimpulses von 1 ms Dauer und einer Amplitude von etwa 5 mA oder durch einen gleichwertigen Energieimpuls einer Energiestrahlung od. dgl. von einem Wert von etwa 106 Ω bis etwa 102 Ω geändert werden.
Es hat sich ferner gezeigt, daß dann, wenn die Energie in dem Energieimpuls größer ist als hier angegeben, der Widerstandswert des Halbleitermaterials in seinem Zustand niedrigen Widerstands weiter abnimmt, wie dies durch den Kurvenabschnitt C3' veranschaulicht wird, und einen niedrigeren Wert LRA (F i g. 3) erreicht, bei dem die Energieamplitude etwa 50 mA beträgt. Diese erhöhte Energieamplitude kann einen noch geordneten Zustand und/oder noch größeres geometrisches Profil des Pfades niedrigen Widerstands durch das Halbleitermaterial erzeugen, so daß ein noch niedrigerer Widerstandswert LRA erreicht wird. Der niedrigere Widerstandswert beim Übergang der Einzelbereiche der Halbleitermaterialien aus ihrem Zustand hohen Widerstands in ihren Zustand niedrigen Widerstands kann letztlich durch die Energieaniplitude der Energieimpulse bestimmt werden.
Wenn sich die gemäß Fig.4 durch den Kurvenabschnitt C 2' beispielsweise angedeuteten Halbleitermaterialien im Zustand niedrigen Widerstands LR befinden, der ein geordneter Zustand ist, und wenn dieser Zustand in einen Zustand hohen Widerstands HR umgeändert oder umgestellt werden soll, erfolgt zunächst keine wesentliche Änderung in dem Wert des Widerstands LR des Materials, wenn die an einen bestimmten Bereich des Materials angelegte pulsierende Energie innerhalb eines Energieniveaus bis EX' fortschreitend gesteigert wird. Wenn jedoch das Energieniveau £ Γ überschritten wird, beginnt der Widerstand des betreffenden Halbleitermaterials plötzlich steil bis zu seinem Zustand hohen Widerstands HR anzusteigen, der bei einem Energieniveau E 2' erreicht wird, das um ein geringfügiges Maß höher liegt als das Energieniveau Ei'. Dabei kann zwischen den Energieniveaus Ei' und E2' eine schnelle Änderung im örtlichen Zustand und/oder in den örtlichen Bindungen im Halbleitermaterial auftreten und eine schnelle Änderung des geordneten Zustands niedrigen Widerstands LR in den im wesentlichen ungeordneten und allgemein amorphen Zustand hohen Widerstands HR bewirken, der durch das schnelle Abkühlen festgelegt wird. Beispielsweise kann bei einem typischen Halbleitermaterial der Widerstand durch einen Stromimpuls von etwa 2 με Dauer und einer Amplitude von etwa 10OmA oder durch einen gleichwertigen Energieimpuls einer Energiestrahlung od. dgl. von einem Wert von etwa !O2 Ω auf etwa ΙΟ6 Ω geändert werden. Es hat sich ferner gezeigt, daß dann, wenn die in dem Energieimpuls enthaltene Energie größer ist als die hier angegebene, der Widerstandswert des Halbleitermaterials in seinem Zustand hohen Widerstands noch weiter auf einen Wert erhöhten Widerstands HRA (F i g. 4) ansteigt, wie dies durch die Widerstandskurve CA' angedeutet ist Dabei kann die Amplitude des Stroms oder einer gleichwertigen Energie etwa 1 A betragen. Diese erhöhte Energieamplitude kann einen noch ungeordneteren und allgemein amorphen Zustand und/oder weitere Änderungen in dem geometrischen Profil des Pfades durch das Halbleitermaterial und somit den noch höheren Widerstandswert HRA bewirken. Der hohe Widerstandswert kann also letztlich durch die Energieamplitude der beim Überführen der Einzelbereiche, das heißt, der diskreten Schichtbereiche des Halbleitermaterials aus ihrem niedrigen Widerstandswert in ihrem hohen Widerstandswert angelegten Energieimpulse bestimmt werden. Unter den speichernden Halbleitermaterialien gibt es einige, bei denen der Unterschied zwischen dem Niveau, bei dem der Widerstandswert des betreffenden Materials sich zu ändern beginnt, und dem Niveau, bei dem der endgültige Widerstandswert erreicht wird, verhältnismäßig groß ist. Diese beiden Energieniveaus sind in Fig.3 und 4 mit EV und E2, die Widerstandskurven für solche Materialien mit Cl und C2 in Fig. 3 und4 bezeichnet. Derartige Materialien werden im folgenden als »Materialien mit anpassungsfähigem Gedächtnis« bezeichnet. Es ist möglich, daß die Geschwindigkeit der Änderung der örtlichen Ordnung und/oder der örtlichen Bindungen in solchen speichernden Halbleitermaterialien bei der Änderung derselben zwischen ihrem im wesentlichen ungeordneten und allgemein amorphen Zustand und ihrem geordneten 2'.ustand niedrigen Widerstands geringer ist als bei anderen speichernden Halbleitermaterialien und daß die Übergangstemperaturen, bei denen derartige Änderungen stattfinden, nicht so scharf oder ausgeprägt sind. Infolgedessen weisen die Widerstandskurven Cl und C2 zwischen den Energieniveaus El und E2 in F i g. 3 und 4 eine allmählichere Neigung auf, als die in unterbrochenen Linien dargestellten Widerstandskurven CV und C2' für die anderen speichernden Halbleitermaterialien.
In Fig.3 ist ein speicherndes Halbleitermaterial mit anpassungsfähigem Gedächtnis dargestellt, das sich bei C1 im Zustand hohen Widerstands HR befindet, der ein im wesentlichen ungeordneter und allgemein amorpher Zustand ist. Wenn ein Energieimpuls von weniger als das Energienivea.u EX an dieses angelegt wird, erfolgt
keine wesentliche Änderung des Widerstandswertes HR. Wenn jedoch das Energieniveau E1 überschritten wird, beginnt der Widerstand des Materials langsam entlang der Widerstandskurve Cl zu sinken. Für die Anwendung einer gegebenen, gewählten Energie kann der sich daraus ergebende Widerstandszustand entlang des Verlaufs der Widerstandskurve C1 vorgewählt bzw. herbeigeführt werden, wobei gewünschte Widerstandswerte zwischen HR und LR festgelegt werden können. Dabei kann eine Änderung in der örtlichen Ordnung und/oder örtlichen Bindungen dieses Halbleitenrateria!s zwischen den Energieniveaus E1 und E 2 stattfinden, deren Ausmaß dem jeweiligen zur Wirkung gebrachten Energieniveau entspricht, so daß ein gewähltes Ausmaß der Änderung aus dem im wesentlichen ungeordneten und im allgemeinen amorphen Zustand hohen Widerstands HR gegen den geordneten Zustand niedrigen
kann. Beispielsweise kann bei einem typischen speichernden Halbleitermaterial mit anpassungsfähigem Gedächtnis der Widerstand durch einen Stromimpuls von 1 ms und einer Amplitude von etwa 5 mA oder durch einen gleichwertigen Energieimpuls einer Strahlungsenergie od. dgl. von einem Wert von etwa 106Ω auf einen Wert von etwa 102 Ω geändert werden. Wenn ein Zwischenwert des Widerstands auf der Widerstandskurve Cl zwischen HR und LR erzielt werden soll, kann die angelegte Energie zwischen etwa 10~9 und etwa 10~6 J liegen, und die angemessene Energie kann durch entsprechende Wahl von Dauer und Amplitude des Impulses bestimmt werden. Wie bei anderen Halbleitermaterialien kann der Widerstandswert des Halbleitermaterials weiter bis auf LRA vermindert werden, wie dies durch die Widerstandskurve C3 angedeutet ist:
dabei kann die Amplitude des Stroms oder der gleichwertigen Energie etwa 50 mA betragen.
Wenn sich das Speichermaterial gemäß F i g. 4 im Zustand niedrigen Widerstands LR befindet, der der geordnetere Zustand ist, und wenn ein Energieimpuls von geringerem Niveau als E1 daran angelegt wird, erfolgt keine wesentliche Änderung des Widerstands LR. Wenn jedoch das Energieniveau El überschritten wird, beginnt der Widerstand des Materials langsam entlang der Widerstandskurve C 2 zu steigen. Bei Anwendung einer gegebenen gewählten Energie kann der erzielte Widerstandswert auf der Widerstandskurve CI vorgewählt und herbeigeführt werden, so daß gewünschte Widerstandswerte zwischen LR und HR festgelegt werden können. Dabei kann eine Änderung der örtlichen Ordnung und/oder örtlichen Bindungen dieses Haibieitermaterials zwischen den Energieniveaus Ei und El stattfinden und eine Änderung aus dem geordneten Zustand niedrigen Widerstands LA gegen den im wesentlichen ungeordneten und allgemein amorphen Zustand hin bewirkt werden, der durch schnelle Abkühlung festgelegt wird. Die Größe einer solchen Änderung entspricht dem angelegten Energieniveau, und so kann ein gewünschtes Ausmaß der Änderung des geordneteren Zustands gegen den im wesentlichen ungeordneteren und allgemein amorphen Zustand hin herbeigeführt und festgelegt werden. Beispielsweise kann bei einem typischen speichernden Halbleitermaterial mit anpassungsfähigem Gedächtnis der Widerstand durch einen Stromimpuls von etwa 2 ms Dauer und einer Amplitude von etwa 100 mA oder durch einen gleichwertigen Energieimpuls einer Strahlungsenergie od. dgl. von einem Widerstandswert von etwa ΙΟ2 Ω auf einen Wert von etwa 106Ω geändert werden. Um einen Zwischenwert des Widerstands zwischen LR und HR auf der Widerstandskurve C2 zu erzielen, kann die angelegte Energie zwischen etwa ΙΟ-8 und 10~5 ] betragen, und die betreffende Energie wird durch geeignete Auswahl der Pulsdauer und der Amplitude bestimmt. Wie bei den anderen Halbleitermaterialien kann der Widerstandswert des Halbleitermaterials, wie dies durch die Widerstandskurve C 4 angedeutet ist, weiter bis auf den erhöhten Widerstand HRA erhöht werden, wobei die Amplitude der Stromstärke oder der gleichwertigen Energie etwa 1 A betragen kann.
Durch Anwendung von Energieimpulsen langer Dauer und kleiner Amplitude und von vorgewählten Energiewerten können gewünschte, voneinander getrennte oder unterschiedliche Einzelbereiche eines anpassungsfähig speichernden Materials hohen Widerstands nach Belieben auf gewünschte Werte gebracht werden.
Durch Anwendung von Energieimpuisen von kurzer Dauer und großer Amplitude und von vorgewählten Energiewerten können diskrete Schichtbereiche eines anpassungsfähig speichernden Materials niedrigen Widerstands wahlweise auf gewünschte höhere Widerstandswerte gebracht werden.
Es hat sich auch gezeigt, daß sich die Wirkungen aufeinanderfolgend zur Wirkung gebrachter Einzelmengen an Energie bei diesen speichernden Materialien summieren, so daß die wiederholte Anwendung einer gegebenen Energiemenge annähernd die gleiche Wirkung zeitigt, wie die einmalige Anwendung von Energie mit einem Energieinhalt, entsprechend der Summe der Einzelenergieinhalte.
Wenn Phosphor durch Elemente der Gruppe V von höherem Molekulargewicht (Arsen, Antimon) ersetzt wird, wird das Widerstands-Energie-Diagramm steiler.
In Fig.5 ist schematisch das Verhalten der Halbleitermaterialien gegenüber Strom und Spannung verdeutlicht, die bei der Erfindung verwendet werden. Im Sperrzustand ist das Material im wesentlichen amorph und schaltet bei Erreichen bzw. Überschreiten der Schwellenspannung Us plötzlich auf die andere Kennlinie um, die dem Leiterzustand entspricht und in dem sich das Halbleitermaterial vielfach im kristallinen Zustand befindet. In beiden Zuständen verhält sich das Material ohmisch in bezug auf die Spannung Uund den Strom /. Das Halbleitermaterial ist bidirektional, das heißt, daß es praktisch keine Gleichrichterwirkung ausübt, sondern die erwähnten Eigenschaften bei Stromfluß sowohl in der einen als auch in der entgegengesetzten Richtung hat.
im Unterschied dazu ist in F i g. 6 das Verhalten einer
in der US-PS 32 71 591 beschriebenen anderen Gattung von Halbleitermaterialien dargestellt, das praktisch nicht zum Speichern dient, da der Leitzustand automatisch in den Sperrzustand umschaltet, wenn sich der Strom unter einem Stromhaltewert Ih vermindert. Im Sperrzustand kann diese Art des Halbleitermaterials amorph oder kristallin sein. Dieses Halbleitermaterial wird bei der erfindungsgemäßen Speicheranordnung nicht verwendet.
Gemäß F i g. 7 erfolgt das Abfragen der Information dadurch, daß die halbleitende Speicherschicht 10 mit einer elektrischen Ladung ausgestattet wird, und daß Tonerpulverpartikel zum Anhaften an den geladenen Teilen der Schicht gebracht, von dort auf eine Aufnahmefläche oder einen Träger übertragen und dann an diesem befestigt werden. Die Speicherschicht 10 wird von einer drehbaren Trommel 37 getragen und wirkt als Druckplatte, die eine Vielzahl von Kopien der darauf gespeicherten Information mit hoher Geschwindigkeit auszudrucken vermag.
Die einzelnen, in Abständen über den Umfang verteilten Segmente der Trommel 37 werden nacheinander an einer Löscheinrichtung 38 vorbeigeführt, die ein Heizdraht oder eine andere Energiequelle sein kann, die mittels einer, z. B. manuell- oder computerbetriebenen, Steuereinrichtung 40 erregbar ist, und in erregtem Zustand auf die gesamte Fläche jedes daran vorbeigeführten axialen Segments Energie richtet und die Speicherschicht 10 in vorteilhaftester Weise in einen Zustand niedrigen Widerstands versetzt.
Andererseits könnte diese Löscheinrichtung 38 eine Energiequelle sein, die sämtliche Segmente der Speicherschicht 10 in einen Zustand hohen Widerstands versetzt Jedes so gelöschte oder bereitgemachte axiale Segment der Speicherschicht 10 wird an einer Aufzeichnungsstation 42 vorbeigeführt, in der insbesondere ein pulsierender Laserstrahl 44, entsprechend dem Schema der von der Trommel 37 auszudruckenden Information, auf das betreffende Segment einwirkt. Der Laserstrahl 44 bestreicht dabei die Mantelfläche der Trommel 37 mit hoher Geschwindigkeit in axialer Richtung und verändert dabei den Zustand jedes Datenaufnahmesegments der Speicherschicht 10 beim Durchlaufen der Aufzeichnungsstation 42, so daß ein gewünschtes Schema von Bereichen hohen und niedrigen Widerstands in der Speicherschicht 10 hergestellt wird.
Die zur Erzeugung des Laserstrahls 44 dargestellte Einrichtung ist eine Laserdiode 45, die von einem Laserimpulsgenerator 46 gesteuert ist. Der Laserstrahl 44 wird unter der Steuerung einer Strahlführungs- oder Abtasteinrichtung 47 veranlaßt, die Länge der Speicherschicht 10 an der Trommel 37 mit sehr hoher Geschwin-
digkeit zu bestreichen, so daß er beim Bestreichen in Umfangsrichtung eng nebeneinander liegende Segmente oder Linien der jipeicherschicht 10 beeinflußt Die Abtasteinrichtung 47 kann beispielsweise ein in der Technik bekanntes Spiegelsystem sein. Die Erregung des Laserimpulsgenerators 46 steht unter der Steuerung einer Nachrichtensteuereinrichtung 48, die ein abtastendes Schwärzungsmeßgerät von an sich bekannter Art sein kann, das das Druckerzeugnis abtastet und Impulse, entsprechend den hellen und dunklen Bereichen des abgetasteten Nachrichtenträgers, entwickelt Die Abtaststeuerung des Schwärzungsmeßgeräts kann mit der Abtasteinrichtung 47 synchron betrieben sein.
Zum Anbringen elektrischer Ladungen an der Speicherschicht 10 an der Ladungsstation 52 dient z. B. ein elektrischer Ladungsgenerator 50. Die Ladungen erscheinen an denjenigen Schichtbereichen, die sich im Zustand hohen Widerstands befinden, nicht jedoch an denjenigen Teilen der Speicherschicht 10, die sich im Zustand niedrigen Widerstands befinden, da in diesen letzten Teilen die elektrische Ladung dank des niedrigen Widerstands abgeleitet wird. Die an der Speicherschicht 10 erzeugten Ladungen sind durch das Zeichen + bezeichnet
In der Nähe der Speicherschicht 10 ist an der Trommel 37 ein Behälter 54 für Tonerpulver 56 angebracht, dessen Teilchen von den elektrischen Ladungen angezogen werden und an der Speicherschicht 10 anhaften, die nun mit den daran anhaftenden Tonerpulverteilchen 56 an einer Walze 58 vorbeigeführt wird, die eine Abdruckfläche 6C aus beispielsweise Papier trägt. Die anhaftenden Tonerpulverteilchen 56 werden daher an der Walze 58 auf die Abdruckfläche 60 übertragen, wie dies an der Beschickungsstation 62 angedeutet ist Sie werden durch Wärme, die von einer Heizvorrichtung 66 geliefert wird — wie an der Heizstation 64 angedeutet — an der Abdruckfläche 60 befestigt
Auf diese Weise wird die gespeicherte Information reproduziert, so daß eine sichtbare Reproduktion der in der Speicherschicht 10 hergestellten und gespeicherten, nicht ohne weiteres sichtbaren Information gebildet wird. Da in der Speicherschicht 10 ein gewünschtes Schema bleibend gespeichert ist, kann von der Information eine beliebige Anzahl von Reproduktionen hergestellt werden. Wenn jedoch die Information an der Speicherschicht 10 gelöscht werden soll, wird die Löscheinrichtung 38 in der oben beschriebenen Weise erregt.
Falls die Speicherschicht 10 an der Trommel 37 aus dem oben erwähnten anpassungsfähig speichernden Material besteht, und die Intensität des pulsierenden Laserstrahls 44, entsprechend der Tönung oder dem Schwärzungsgrad eines gewünschten Abdrucks variiert wird, kann, selbst wenn der Ladungsgenerator 50 die Schichtbereiche mit verhältnismäßig niedrigem Widerstand mit Ladungen gleichmäßig versieht, bis zu dem Zeitpunkt, zu dem der betreffende Schichtbereich den Behälter 54 mit dem Tonerpulver 56 erreicht, die Ladung durch teilweise Ableitung derselben auf eine geringere Ladungsdichte vermindert werden, die eine Funktion des Widerstands der Schicht ist. Die Dichte der Anordnung der Tonerpulverteilchen 56 an der Speicherschicht 10 stimmt dann mit der Änderung der Ladungsdichte über die verschiedenen Teile der Schicht überein, und die Tönung oder Schattierung des an der Aufnahmefläche oder dem Träger 60 erzeugten Abdrucks ändert sich entsprechend.
F i g. 8 veranschaulicht eine Ausführungsform der Erfindung, bei der der elektrische Ladungsgenerator 50 derart ausgebildet ist, daß die auf der Speicherschicht 10 des anpassungsfähig speichernden Materials angebrachte Ladung im ersten Beispiel im Verhältnis zum spezifischen Widerstand der betreffenden Schichtbereiehe angebracht wird.
In diesem Fall sei angenommen, daß die Speicherschicht 10 einen verhältnismäßig niedrigen Widerstand im Bereich IOC hat und der spezifische Widerstand der durch den Laserstrahl 44 in den Sperrzustand hohen
ίο Widerstands überführten Schichtbereiche 13Λ vernachlässigbar geringe Verluste haben und daher idealerweise als relativ leckstromfreie Isolation von Einzelkondensatoren wirken, die von jedem Schichtbereich 13Λ gebildet werden.
Wie oben besprochen, hat ein Verändern der Energie des Strahls zur Folge, daß verschiedene Grade des Widerstands oder der Isolierfähigkeit in den im Sperrzustand befindlichen Schichtbereichen 13Λ erzeugt werden. Die einzelnen Bereiche hohen Widerstands können sich, je nach der angelegten Menge an Strahlungsenergie, durch die im Leitzustand befindlichen Schichtbereiche IOC hindurch erstrecken und mehr oder weniger ungeordnet se'n, also einen höheren oder minderen Widerstand aufweisen, oder sie können sich, je nach der angelegten Menge an Strahlungsenergie, nur teilweise und bis zu verschiedenen Tiefen in die Speicherschicht 10 hinein erstrecken, wie dies in F i g. 8 angedeutet ist Auf jeden Fall bilden die Schichtbereiche 13/4 getrennte oder abgegrenzte Kondensatoren zwischen der Trommel 37 und der Außenfläche der Schicht 10, die eine hohe Kapazität und einen hohen Widerstand im Vergleich zum Leitzustand der übrigen Schichtbereiche IOC aufweisen und je nach der bei der Bildung dieser Kondensatoren zur Wirkung gebrachten Energie unterschiedliche Grade des hohen Widerstands und der Kapazität aufweisen.
Diese Einzelkondensatoren der Schichtbereiche 13/4 können an der Ladungsstation 52 vom Ladungsgenerator 50 aufgeladen werden. Die in diesen Kondensatoren entwickelte Ladung ist natürlich proportional zur Kapazität dieser Kondensatoren und der Höhe der beim Laden derselben angewendeten Spannung. Mit anderen Worten können die Einzelkondensatoren auf unterschiedliche Grade aufgeladen werden, die von dem Widerstand und der Kapazität der verschiedenen Einzelkondensatoren abhängen. Auf diese Weise kann die Anordnung unterschiedlicher Dichten der Tonerpulverteilchen 56 an der Speicherschicht 10 derart mittels der Vorrichtung gemäß F i g. 7 gesteuert werden, daß die richtige Schattierung oder Tönung des Abdrucks erzielt wird.
Fig.9 veranschaulicht die Umkehrung der Anordnung von F i g. 8. Hier befindet sich die Speicherschicht 10 normalerweise im Sperrzustand verhältnismäßig hohen Widerstands und weist eine praktisch leckfreie Isolierfähigkeit und eine verhältnismäßig hohe Kapazität in den Schichtbereichen 10/4 auf. Durch Anwendung von Strahlungsenergie werden ausgewählte Schichtbereiche 13Cin einen Leitzustand verhältnismäßig niedrigen Widerstands übergeführt; die Energie des Strahls 44 bewirkt die Erzeugung unterschiedlicher Grade des Widerstands oder der Leitfähigkeit in diesen Schichtbereichen 13C Diese können sich durch die im Sperrzustand befindlichen Schichtbereiche 10-4 hindurch erstrecken und je nach der angewendeten Menge an Strahlungsenergie ein höheres oder minderes Maß an Ordnung und somit einen höheren und/oder geringeren Widerstand aufweisen, oder sie können sich, je nach der ange-
15 16
wendeten Strahlungsenergie, nur durch einen Teil der Schicht, und zwar gemäß Fig.9, bis zu unterschiedlichen Tiefen erstrecken. Die diskreten Schichtbereiche 13C bilden Pfade niedrigen Widerstands in der Schicht von sonst hohem Wideistand, und ihre Widerstandswerte können in der oben beschriebenen Weise derart vorgewählt werden, daß der Widerstand und die Kapazität der Schichtbereiche 13Cvorgewählt werden können.
Die im Sperrzustand befindlichen Schichtbereiche 1OA, das'heißt, die übrige Schicht, können an der Ladungsstation 52 mittels des Ladungsgenerators 50 in der oben erwähnten Weise aufgeladen werden. Die Ladungen an den Schichtbereichen 13C können in bezug auf die Ladung in anderen Teilen der Schicht variieren. Auf diese Weise kann die Dichtenverteilung der Tonerpulverteilchen 56 an der Speicherschicht 10 derart gesteuert werden, daß eine entsprechende Schattierung oder Tönung des mit der Vorrichtung gemäß der F i g. 7 erzeugten Abzugs steuerbar ist
Eine andere Abwandlung, die der Erfindungsgedanke umfaßt, besteht in der Verwendung einer polygonförmigen Trommel mit einer Anzahl von ebenen Mantelflächen, die mit einer Speicherschicht 10 überzogen sind, so daß eine Nachricht oder Information schnell in die Schicht eingespeichert werden kann, indem ein kornplettes Energieschema gleichzeitig auf eine ebene Fläche des Trommelmantels projiziert werden kann und ein Bestreichen der Trommel (mit einer Elektrode oder einem Strahl) nicht erforderlich ist Im Fall der Verwendung eines Elektronenstrahls zum Schichtzustandsändem, kann dieser auch als Aufladungmittel dienen.
Wie oben bereits angedeutet, können durch Änderung der aufgewendeten Energie, durch die die örtliche Ordnung und/oder örtliche Bindungen der Speicherschicht 10 fortschreitend geändert werden, die Lichtdurchlässigkeit die Lichtreflexionsfähigkeit, der Brechungsindex und die Lichtstreufähigkeit der speichernden Halbleitermaterialien verändert werden.
Hierzu 3 Blatt Zeichnungen
50

Claims (5)

Patentansprüche:
1. Zu Kopier- und Mikrofilmzwecken dienende Speicheranordnung in Form eines elektrophotographischen Aufzeichnungsmaterials, das auf einem Schichtträger eine Schicht aufweist, die zumindest ein Element aus der Gruppe VIb des Periodischen Systems der Elemente in Kombination mit anderen Elementen zur Bildung eines Halbleitermaterials enthält, das umkehrbar und durch einen Schwellenwert überschreitende Energie jeweils sprunghaft zwischen einem im wesentlichen ungeordneten und im allgemeinen amorphen stabilen Atomstrukturzustand mit örtlichen Ordnungen (Nahordnungsgrad) und/oder lokalisierten Bindungen und einem anderen stabilen Atomstrukturzustand in Richtung eines .!kristallinen Aufbaus änderbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Halbleitermaterial im wesentlichen aus TegsGeis, dotiert mit Sauerstoff und/oder Schwefel, aus Ge15As15SeTo, aus Ge15Te81S2P2, Ge15Te81S2 Sb2, GeI5Se81S2P2 oder Ge15Se81S2Sb2 besteht, von dem beliebige diskrete Schichtbereiche durch Energie strukturell änderbar sind.
2. Speicheranordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Atomstrukturzustände des Halbleitermaterials einer Speicherschicht (10) hinsichtlich der Dielektrizitätskonstante, Lichtdurchlässigkeit, Lichtreflexion und/oder Lichtabsorption unterscheiden.
3. Speicheranordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Speicherschicht (10) auf einem elektrisch leitenden und feuerfesten Schichtträger (11) befindet, der ein Metall aus der Gruppe Wolfram,Tantal, Molybdän und Niob aufweist.
4. Speicheranordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Schichtträger in Form einer polygonen Trommel ausgebildet ist.
5. Verwendung der Speicheranordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 4 zur Herstellung von Kopien bzw. Mikrofilmen in einer Vorrichtung, bei der
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