DE2225767C3 - Elektroradiografische Vorrichtung zum Herabsetzen der Verschmierung von durch Belichtung mittels durchdringender Strahlung geschaffenen latenten Abbildungen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine elektroradiografische Vorrichtung zum Herabsetzen der Verschmierung von durch Belichtung eines Objekts mittels durchdringender Strahlung geschaffenen elektrostatischen latenten Abbildungen, mit einer die Abbildungen auf ihrer Oberfläche tragenden und vor der Belichtung aufgeladenen fotoleitfähigen Lage, die nahe dem Objekt angeordnet ist und ein leitendes Substrat überdeckt, und einer in parallelem Abstand zu der fotoleitfähigen Lage angeordneten Schicht aus leitendem Material, wobei während der Belichtung an der leitenden Schicht ein Potential anliegt. Eine Verschmierung der Abbildung oder ein ionenbedingtes Unterschneiden ergibt eine nicht wirklichkeitsgetreue Wiedergabe des inneren Aufbaues eines Untersuchungsobjektes, indem Einzelheiten bei der elektroradiografischen Reproduktion verlorengehen. Die Verschmierung tritt hauptsächlich in den Bildbereichen geringen Kontrastes auf, die der größten Strahlungsdosis ausgesetzt wurden.

Bekanntlich ionisieren Röntgenstrahlen größerer Wellenlänge während der Belichtung die Luft nahe der Oberfläche der elektroradiografischen Platte. Die Ionisierung der Luft ist dabei proportional zur Intensität der die Oberfläche der Platte erreichenden Röntgenstrahlung. Die Luftionisierung erfolgt sowohl durch die direkte fotoelektrische Wirkung der Röntgenstrahlen als auch durch sekundäre fotoinjizierte Elektronen von

ve als auch negative Ionen gebildet werden. Wenn sich die Ionen willkürlich verteilen können, werden sie die elektrostatische Abbildung auf der Platte teilweise so entladen, daß eher eine Beeinträchtigung als eine Verbesserung der Qualität der Abbildung entsteht. Ein elektroradiografisches Unterschneiden wird durch Ionisierung der Luft über der Oberfläche der elektroradiografischen Platte bewirkt. Insbesondere während der Belichtung eines Objektes von unterschiedlicher Dicke wird die Platte bei dünneren Objektbereichen vollständiger entladen, wodurch sich Diskontinuitäten im Ladungsmuster ergeben. Über diese Diskontinuitäten verlaufen starke örtliche Felder, die deutlich in ihrer Ladungskonzentration zu den anderen Unterschiede aufweisen. Ionen mit einer Polarität entgegengesetzt zur Ladung auf der elektroradiografischen Platte werden durch die örtlichen Felder angezogen, auf den höher aufgeladenen Seiten der Spannungsdiskontinuitäten abgelagert und entladen diese. Bei fortgesetzter Belichtung und Entladung der Kanten durch die Ionen bewegt sich das Feldmuster nach innen zur Mitte des höher aufgeladenen Bereiches hin. Weitere Ionen werden folgen und zunehmende Bereiche der Abbildung zerstören.

Es wurden daher schon Vorrichtungen vorgeschlagen, mit denen sich die Verschmierung der Abbildung aufgrund des ionenbedingten Unterschneidens so klein wie möglich halten läßt. Zu diesem Zweck wird in der DT-PS 18 03 667 eine neutralisierende Kathoden-Anoden-Anordnung verwendet, an die ein Potential angelegt ist. Die Anode kann das Substrat für die fotoleitfähige Lage sein, die selbst eine Isolierlage überdeckt. Des weiteren wird ein die Ionen aus dem Raum zwischen Anode und Kathode austreibendes Gas während der Belichtung eingeführt. Nachteil dieses Systems ist insbesondere, daß zur Schaffung des elektrischen Feldes zwischen Anode und Kathode an diese kontinuierlich eine elektrische Spannung angelegt werden muß und daß die bekannte Vorrichtung austreibendes Gas benötigt. Damit ist der Einsatz derartiger Vorrichtungen bei kleinen Geräten und insbesondere Kassettengeräten nicht möglich, da wegen der kontinuierlich angelegten Spannung und des Vorsehens des Gases die baulichen Abmessungen der Kassette als auch deren Gewicht zu groß würden. In der US-PS 28 02 949 wird weiter zur Vermeidung des biidverschmierenden Effekts der ionisierten Luft vorgeschlagen, eine dünne Folie aus einem im wesentlichen nichtleitenden Material vor Belichtung auf die fotoleitfähige Lage aufzugeben, so daß ein Zutritt der Ionen zu der fotoleitfähigen Lage verhindert ist. Dies setzt jedoch voraus, daß die isolierende Folie sehr dicht an der fotoleitfähigen Lage aufliegt, damit kein zwischen den beiden Lagen vorhandenes Gas durch die Strahlung ionisiert wird. Die ionenabhaltende isolierende Folie stellt jedoch gleichzeitig auch eine Barriere für die Strahlung dar und behindert daher deren entladende Wirkung auf die fotoleitfähige Lage, d. h. verringert das Auflösungsvermögen. Außerdem muß sowohl beim Auflegen als auch Entfernen der isolierenden Folie auf bzw. von der fotoleitfähigen Lage eine besondere Sorgfalt angewendet werden, da sich anderenfalls sogenannte Lichtenburgische Figuren bilden, die die Qualität der latenten Abbildung weiter verschlechtern würden.

Demgegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der eingangs erwähnten

lnttttnrt tu

bildqualiiätsverbessernder Wirkung, wie die bekannten Vorrichtungen, auf das Vorsehen einer kontinuierlich angelegten Spannungsquelle verzichtet werden kann

d die daher auch bei Kasettengeräten einsetzbar ist. ""niese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch V rsehen eines großflächigen Kondensators, der in Abstand von und im wesentlichen parallel zu der Oberfläche der fotoleitfahigen Lage vorgesehen ist und ;

e Isolierschicht aufweist, die zwischen der einen

Γ"ι nden Schicht und einer weiteren leitenden Schicht

η ordne! _{ist| un}d einer Einrichtung zur Aufladung des.

Kondensators auf ein bestimmtes Potential vor

Belichtung des Objekts mit der durchdringenden

strahlung. .

Durch das zwischen dem Kondensator und der fotoleitfahigen Lage gebildete elektrische Feld werden die durch die Strahlung ionisierten Gas- bzw. Luftmoleküle entsprechend ihrer Polarität entweder zur Oberfläche der fotoleitfahigen Lage oder zu der benachbarten Oberfläche einer leitenden Schicht des Kondensators angezogen, insbesondere bewegen sie!: die Ionen, die die gleiche Polaritä, wie die elektrostatiche Ladung auf der fotoieitfähigen Lage besitzen, zur leitenden Schicht, während die Ionen mit entgegengesetzter Polarität von der fotoleitfahigen Lage angezogen werden und sich dort in dem gleichen Muster wie die die Lage belichtenden Röntgenstrahlen absetzen. Diese Ionen tragen daher konstruktiv zur Schaffung der latenten elektrostatischen Abbildung bei, während die anderen Ionen, die die Bildqualität verschlechtern würden, von der fotoleitfahigen Lage weggehalten werden! Durch das Vorsehen des großflächigen Kondensators, der ein gleichmäßiges elektrostatischen Feld von einer Stärke schafft, die die Auswirkung von nicht gleichmäßigen, zum Unterschneiden führenden Feldern verhindert, ist keine ständig anliegende Spannungsquelle notwendig. Vielmehr kann der Kondensator vor Belichtung in irgendeiner zweckmäßigen Weise auf das notwendige Potential aufgeladen werden. Bei Belichtung mit Röntgenstrahlen mittlerer Energie entfaltet der Kondensator seine volle Leistung ohne erneutes Aufladen über wenigstens 50 Belichtungszyklen. Mit der Erfindung ist daher die Möglichkeit geschaffen, solche Bildverschmierung verhindernde Vorrichtungen auch bei Kassetten einzusetzen, da das elektrische Feld zwischen Kondensator und fotoleitfähiger Lage auch ohne eine koninuierlich angelegte Spannungsquelle aufgebracht werden kann.

Eine Weiterbildung der Erfindung in Verbindung mit einer Kassette zur Aufnahme einer elektroradiografischen Platte, mit einem Grundkörper, einer am Grundkörper angelegten, zwischen einer geöffneten und einer geschlossenen Stellung bewegbaren oberen Abdeckung und einer Einrichtung im Grundkörper zum Tragen der elektroradiografischen Platte zeichnet sich daher dadurch aus, daß der großflächige Kondensator innerhalb der Abdeckung angeordnet ist.

Dabei wird bezüglich des Kassettenbetnebes auf die US-Patentanmeldung Ser. No. 8 74 834 verwiesen, in der ein elektroradiografisches System mit einer fotoleitfahigen Platte beschrieben wird, die automatisch aufgeladen und in eine Kassetteneinheit eingeführt wird. Die"Kassetteneinheit bildet ein luftdichtes Gehäuse für die fotoleitfähige Platte und kann zu einer Belichtungsstation gebracht werden, wo das zu untersuchende Objekt den Röntgenstrahlen ausgesetzt wird. Der erfindungsgemäß in der Abdeckung oder dem Deckel

der K.asseuenemiieii angcuium.^ .^ —-—■ ■ ■- -

anfangs durch eine Spannungsquelle aufgeladen, wonach dann die Spannungsquelle entfernt wird. Da der Kondensator die Ladung eine beträchtliche Zeitlang beibehält, ist es somit möglich, ohne weiteres Anlegen einer Spannungsqueile eine Vielzahl von Belichtungen mit auf ein Minimum gebrachter Verschmierung der Abbildung ohne Wiederaufladen des Kondensators durchzuführen. Wenn die Kassette aus Kunststoff oder einem anderen isolierenden Material besteht, können sich an verschiedener. Stellen der Kassette elektrische Ladungen ausbilden. Dies würde zu einem ungleichmäßigen elektrischen Feld längs der Oberfläche der fotoleitfahigen Platte führen und einen ungünstigen Einfluß auf die Bildqualität haben. Das Vorsehen des erfindungsgemäßen großflächigen Kondensators in der Abdeckung beseitigt auch dieses Problem, da das von ihm ausgehende gleichmäßige elektrische Feld aufgrund seiner Stärke die Auswirkung solcher ungleichmäßigen Felder verhindert.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigt

1-i g. 1 eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäß aufgebauten Vorrichtung,

Fig. 2 bis 5 die in Fig. 1 gezeigte Vorrichtung bei einer Kassette zur Aufnahme einer elektroradiografischen Platte.

Die elektroroadiografische Platte 10 umfaßt allgemein eine Lage 12 aus fotoleitfähigem Material, wie glasartiges Selen, welche auf einem leitenden Metallsubstrat 14 angeordnet ist. Wie in der Technik der Elektroradiografie bekannt, hat die Lage 12 die Eigenschaft, ihre Ladung in Dunkelheit zu halten und sich zu entladen, wenn sie Licht, Röntgenstrahlen, Gammastrahlen oder einer anderen durchdringenden Strahlung ausgesetzt wird.

In einem im wesentlichen parallelen Abstand von z. B. 1 cm von der Platte 10 ist ein Kondensator 16 von großem Ausmaß angeordnet, welcher aus einer dünnen Schicht 18 aus dielektrischem Isoliermaterial besteht: die beidseitig von einem Paar für Röntgenstrahlen durchlässige, elektrisch leitende Schichten 20 und 22 bedeckt ist. Typische Beispiele für leitende Materialien sind Aluminium, Kupfer, Messing usw. Typische dielektrische Isoliermaterialien sind Polyäthylenterephthalat und Polytetrafluoräthylen. Die leitende Schicht 20 ist über einen Widerstand 24 mit dem Metallsubstrat 14 elektrisch verbunden. In dem Bereich zwischen der elektroradiografischen Platte 10 und der leitenden Schicht 20 wird infolge der Anfangsladung zum Sensibilisieren der Oberfläche der fotoleitenden Lage 12 ein zu deren Oberfläche senkrechtes elektrisches Feld aufgebaut. Dieses elektrische Feld wird weiter dadurch unterstützt, daß eine elektrostatische Ladung an den leitenden Schichten 20 und 22 angelegt wird. Die Schicht 18 aus dielektrischem Material und die leitenden Schichten 20 und 22 bilden so einen Kondensator, welcher durch Anschließen an eine Spannungsquelle aufgeladen werden kann. Die Spannungsquelle 28 läßt sich in der Zeichnung über Anschlüsse 25 und 27 lösbar mit dem inneren Stromkreis verbinden, um anzudeuten, daß sie nach dem Aufladen der Schichten 20 und 22 und vor dem Belichter; eines Objekts 26 durch eine Röntgenstrahlenquelle 29 entfernt wird.

Die Dicke der dielektrischen Schicht 18 ist, wenn diese aus Polyäthylenterephthalat besteht, etwa 76,2 μ, während die leitenden Schichten 20 und 22, wenn sie aus Aluminium bestehen, eine Dicke von etwa 12,7 μ haben. Der Widerstand 24 hat typisch 10⁸ Ohm.

Im Betrieb wird die Gleichspannung der Spannungs quelle 28 an die leitenden Schichten 20 und 22 angelegt und schafft ein Potential zwischen diesen von etwa

400 V bis etwa 1600 V, je nach der Anfangsladung auf der fotoleitfähigen Lage 12. Die Polarität ist dabei, wie gezeigt, so, daß eine negative Ladung an der leitenden Schicht 22 anliegt, wobei angenommen ist, daß die Oberfläche der fotoleitfähigen Lage 12 anfänglich auf ein positives Potential aufgeladen worden ist. Das Objekt 26 wird dann mit der von der Röntgenstrahlenquelle 29 ausgehenden durchdringenden Strahlung belichtet. Die Spannungsquelle 28 kann dann von den leitenden Schichten 20 und 22 abgetrennt werden; sie kann auch vor der Belichtung schon abgetrennt werden.

Das zu der Oberfläche der fotoleitfähigen Lage 12 senkrechte elektrische Feld versucht, die Luftionen auf den Zwischenbereich zu begrenzen, in dem sie erzeugt werden. Ionen, welche die gleiche Polarität wie die elektrostatische Ladung auf der fotoleitfähigen Lage haben, werden von der leitenden Schicht 22 angezogen. Dagegen versuchen Ionen, die eine Polarität entgegengesetzt zu der der elektrostatischen Ladung auf der Oberfläche der fotoleitfähigen Lage besitzen, die fotoleitfähige Lage 12 weiter in dem gleichen Muster wie die die Lage 12 belichtenden Röntgenstrahlen zu entladen. Folglich wird die Abbildung des Objekts durch das vom Kondensator 16 erzeugte elektrische Feld verbessert, welches erhalten bleibt, obwohl die Platte durch die Belichtung entladen wird. Das elektrische Feld versucht die Ionen in einer Position über der Platte zu halten (sofern sie keine überschüssige seitliche Energie von ihrer Bildung her aufweisen). Negative Ionen werden zu der Platte hin bewegt und bringen einen konstruktiven Beitrag zum Belichtungsvorgang, während die positiven Ionen von der Platte weg bewegt werden. Der flache Kondensator 16 von großem Ausmaß erfordert keine dauernde Ladequelle und kann, wie oben beschrieben, unmittelbar vor der Belichtung aufgeladen werden. Bei Belichtungen mit Röntgenstrahlen mäßiger Energie (im Bereich von etwa 25 KVP bis etwa 45 KVP) zeigte sich, daß der Kondensator 16 seine I -adung über wenigstens 50 Belichtungsvorgänge beibehält.

Wenn die fotoleitfähige Lage 12 ursprünglich negativ aufgeladen worden ist, muß die den leitenden Schichten 20 und 22 zugeführte Ladung durch Umkehren der Verbindungen zu der Spannungsquelle 28 umgekehrt werden, so daß an der Schicht 22 eine positive Ladung anliegt. Auf diese Weise wird auch eine auf ein Minimum gebrachte Verschmierung des Bildes unabhängig von der Polarität der Anfangsladung auf der Oberfläche der fotoleitfähigen Lage 12 erreicht.

Da der Kondensator 16 so gewählt ist, daß er für Röntgenstrahlung durchlässig ist, beeinflußt die Röntgenstrahlung nicht die auf ihm befindliche Ladung.

In Praxis hat es sich gezeigt, daß die Summe der Ladungen auf der fotoleitfähigen Lage 12 und auf dem Kondensator 16 bei etwa 400 V bis etwa 2000 V liegen sollte. Normalerweise erfolgt eine Aufladung in einem Bereich von etwa 400 V bis etwa 16000 V. Zum Zwecke der Darstellung sollte das an den Kondensator angelegte Potential etwa 1600 V sein, wenn die Platte auf 400 V geladen ist.

Der Widerstand 24 ist für den Betrieb der erfindungsgemäßen Vorrichtung nicht erforderlich. Der Widerstand 24 verhindert jedoch ein Wegbrennen der Elektrode um den Kontaktbereich herum (dargestellt in F i g. 3 bis 5), wenn die leitende Schicht 22 versehentlich

! 5 in Berührung mit der fotoleitfähigen Lage 12 gelangt.

Die F i g. 2 bis 5 zeigen Ansichten der in F i g. 1 gezeigten Vorrichtung, wenn diese bei einer Kassette eingebaut wird. Die Einzelheiten der Kassette werden hier nicht näher dargelegt, da die vorliegende Erfindung

jo in jeder Röntgenstrahlenbildkassette verwendet werden kann. Die Figuren stellen daher sehr schematische Ansichten der Erfindung bei Verwendung in Kombination mit einer Kassette dar.
F i g. 2 ist eine Draufsicht auf eine solche Kassette 30 in geschlossenem Zustand. Die leitende Schicht 20 ist über einen Stromleiter 32 mit dem Widerstand 24 in Form eines Schichtwiderstandes (statt dessen kann auch ein konzentrierter Widerstand verwendet werden) verbunden. Der Leiter 32 kann aus einem leitenden Band aus Aluminium mit einem leitenden Kleber, einem aufgeschichteten Aluminiumfilm, einem Kupferband usw. bestehen.

F i g. 3 ist eine Vorderansicht der Kassette 30, welche zeigt, wie das Substrat der elektroradiografischen Platte 10 über eine leitende Feder 34, einen Federkontakt 36 und den Widerstand 24 mit der leitenden Schicht 20 verbunden ist. Weiter sind Führungsschienen 35 zum Halten der elektroradiografischen Platte in der Kassette vorgesehen.

Fig.4 zeigt eine Seitenansicht der Kassette 30,

welche die Verbindung der leitenden Schicht 20 mit dem Substrat 14 der Platte 10 über die leitende Feder 34 veranschaulicht.

F i g. 5 ist eine Draufsicht auf die leitende Schicht 22 mit einer Kontaktfläche 38 für die leitende Feder 34.

Der großflächige Kondensator 16 ist innerhalb des Kassettendeckels angeordnet und an diesem mit einem geeigneten Kleber befestigt, wobei die obere leitende Schicht 20 wie gezeigt mit dem Substrat der Platte 10 in elektrischer Verbindung steht.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Elektroradiografische Vorrichtung zum Herabsetzen der Verschmierung von durch RHichtung eines Objekts mittels durchdringende; ;hlung geschaffenen elektrostatischen latenten iobildungen, mit einer die Abbildungen auf ihrer Oberfläche tragenden und vor der Belichtung aufgeladenen fotoleitfähigen Lage, die nahe dem Objekt angeordnet ist und ein leitendes Substrat üLerdeckt, und einer in parallelem Abstand zu der fotoleitfähigen Lage angeordneten Schicht aus leitendem Material, wobei während der Belichtung an der leitenden Schicht ein Potential anliegt, gekennzeichnet durch einen großflächigen Kondensator (16), der in Abstand von und im wesentlichen parallel zu der Oberfläche der fotoleitfähigen Lage (12) vorgesehen ist und eine Isolierschicht (18) aufweist, die zwischen der einen leitenden Schicht (22) und einer weiteren leitenden Schicht (20) angeordnet ist und durch eine Einrichtung (28) zur Aufladung des Kondensators auf ein bestimmtes Potential vor Belichtung des Objekts mit der durchdringenden Strahlung.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1 in Verbindung mit einer Kassette zur Aufnahme einer elektroradiografischen Platte, mit einem Grundkörper, einer am Grundkörper angelenkten, zwischen einer geöffneten und einer geschlossenen Stellung bewegbaren oberen Abdeckung und einer Einrichtung im Grundkörper zum Tragen der elektroradiografischen Platte, dadurch gekennzeichnet, daß der großflächige Kondensator (16) innerhalb der oberen Abdeckung angeordnet ist.