DE2506728A1

DE2506728A1 - Verfahren und vorrichtung zur bildverstaerkung bei der xeroradiographie

Info

Publication number: DE2506728A1
Application number: DE19752506728
Authority: DE
Inventors: Lothar S Jeromin
Original assignee: Xerox Corp
Current assignee: Xerox Corp
Priority date: 1974-03-04
Filing date: 1975-02-18
Publication date: 1975-09-11
Also published as: FR2263543B1; NL7502360A; GB1496961A; FR2263543A1; JPS50120840A; US3914609A

Description

Xerox Corporation, Rochester, N. Y. /USA

Verfahren und Vorrichtung zur Bildverstärkung bei der Xeroradiographie

Bei der Xeroradiographie nach der US-Patentschrift 2 666 144 handelt es sich um ein Verfahren, bei dem ein im Inneren zu untersuchender Gegenstand einer ihn durchdringenden Strahlung ausgesetzt wird. Auf der Oberfläche einer xerographischen Platte, auf die eine gleichförmige, elektrostatische Ladung aufgebracht ist, entsteht durch die den Gegenstand durchdringende Röntgen- oder Gammastrahlung auf der Plattenoberfläche ein latentes, elektrostatisches Bild. Das latente, elektrostatische Bild auf der Plattenoberfläche kann durch Kontaktierung mit entgegengesetzt elektrisch geladenen, feinpulverisierten Teilchen sichtbar gemacht werden. Das sichtbare Bild kann man betrachten,

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photographieren oder auf eine andere Oberfläche transferieren, auf der es permanent fixiert oder auf andere V/eise verwertet wird. Der ganze Vorgang geht trocken vor sich, ohne daß eine Dunkelkammer erforderlich ist.

Die Xeroradiographie wurde in den vergangenen Jahren zur Brustkrebsuntersuchung bei Frauen eingesetzt. Bei der Untersuchung der Brust, die größtenteils aus weichem Körpergewebe besteht, liefert die Xeroradiographie oder Xero-mammographie, wie sie meist genannt wird, eine bessere Auflösung als der sonst übliche Röntgenfilm, so daß man mehr Bildeinzelheiten erhält. Im Gegensatz zum Röntgenfilm erkennt man auf der xerographischen Platte ein breites Kontrastspektrum, so daß alle Strukturen der Brust von der Haut bis zur Brustwand und den Rippen deutlich erkennbar sind. Neben dem besseren Kontrast werden durch die Xeromammographie auch kleine Strukturen, wie die Tumorkalzinierung erkannt und stärker als bei üblichem Film vergrößert. Ferner arbeitet die Xeromammographie schneller, ist weniger aufwendig, liefert bessere Details und erfordert eine geringere Bestrahlung als die bekannten, nicht photoleitenden Röntgentechniken.

Ein Faktor, der die Radiologen zur Beschränkung der xeroradiographischen Untersuchung der Brust und von Extremitäten, z. B. von Händen und Füßen, veranlaßt hat, ist die zur Untersuchung der Brust, des Schädels, der Hüften usw. im Vergleich zum normal belichteten Röntgenfilm erforderliche Strahlungsdosis.

Da ein beträchtlicher Teil der erzeugten Röntgenstrahlung im Körpergewebe des Zielbereichs zurückbleibt, zögern die Radiologen mit der Anwendung von Röntgenbestrahlungen mit hoher Strahlungsdosis, die zwar immer noch unter dem erkannten Minimum des Sicherheitspegels bleibt, aber immer noch erheblich höher ist als bei normal belichtetem

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Röntgenfilm.

Hier kann deshalb eine kompatible Technik, beispielsweise das automatische xerographische System nach der US-Patentschrift 3 650 620 Vorteile bieten, das eine Verringerung der zur Untersuchung bestimmter Körperteile des menschlichen Körpers, z. B. der Brust, erforderlichen Röntgendosis gestattet, während gleichzeitig die relative Informations- * kapazität der entwickelten Bilder nicht verringert wird.

Die Erfindung betrifft somit ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Reduzierung der bei xerographisehen Untersuchungen erforderlichen Röntgenstrahlendosis, ohne daß sieh die relative Informationskapazität der bei der Untersuchung gewonnenen Bilder reduziert. Hierzu wird eine aufgeladene, xerographische Platte in der Nähe des zu untersuchenden Objekts angebracht. Die das Objekt durchdringende Strahlung, beispielsweise Röntgenstrahlen, erzeugen auf der Plattenoberfläche ein latentes, elektrostatisches Bild. Die durchdringende Strahlungsdosis ist niedriger als sonst üblich. Das Bild wird dann mit Entwicklerpulver teilweise entwickelt, worauf das teilweise entwickelte Bild einer praktisch gleichförmigen Strahlung ausgesetzt wird. Durch Aufbringen von zusätzlichem Entwicklerpulver wird das belichtete Bild dann fertig entwickelt, wobei man ein verstärktes Bild oder Signal erhält.

Verfahren und Vorrichtung gemäß der Erfindung gestatten somit die Reduzierung der bei xeroradiographischen Untersuchungen erforderlichen Röntgenstrahlendosis. Erreicht wird dies dadurch, daß das latente, elektrostatische Bild, nachdem es durch eine reduzierte Röntgenstrahlendosis belichtet wurde, teilweise entwickelt, dann gleichförmig bestrahlt und anschließend fertig entwickelt wird, so daß man ein verstärktes Bild oder Signal erhält, das die gleiche relative Informationskapazität besitzt wie ein Bild, das durch

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Anwendung einer erheblich höheren Röntgenstrahlendosis gewonnen wurde.

Zur ausführlicheren Erläuterung der Erfindung wird auf die Zeichnung bezug genommen. Darin zeigt:

Fig. 1 eine Darstellung des Spannungsunterschiedes und des Ladungsmusters auf der Oberfläche eines Photorezeptors bei' einer Ausführungsform der Erfindung,

Fig. 2 eine Belichtungskurve, die die Fähigkeit zur Ladung szurückhaItung eines Photorezeptors nach der Belichtung mit Röntgenstrahlen zeigt,

Fig. 3 eine Darstellung des Spannungsunterschiedes und des Ladungsmusters auf der Oberfläche eines Photorezeptors bei einer weiteren Ausführungsform der Erfindung,

Fig. 4- einen schematischen Querschnitt durch eine Vorrichtung gemäß der Erfindung,

Fig. 5 eine schematische Darstellung eines automatisierten xerographischen Bildverarbeitungssystems gemäß der Erfindung und

Fig. 6A bzw. 6B schematisch die Lichtabtastung bei dem System nach Fig. 5·

Die schematischen Darstellungen a bis d in Fig. 1 beziehen sich auf eine Ausführungsform der Erfindung und zeigen eine Technik zur Verstärkung des Signalpegels eines positiv entwickelten xeroradiographischen Bildes. Der linke Teil der Darstellung zeigt die Spannungspegel Ve des auf der Oberfläche einer xeroradiographischen Platte gebildeten elektrostatischen Ladungsmusters in Funktion der Strecke X auf der Platte. Der rechte Teil der Darstellung zeigt die

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Ladung Q und die Abscheidung des Entwicklerpulvers auf der Plattenoberfläche als Funktion der Strecke Z auf der Plattenoberfläche .

Durch eine übliche Röntgenstrahlenquelle 12 wird ein Objekt 14 mit einem gleichförmigen Röntgenstrahl 10 durchleuchtet. Der Röntgenstrahl wird durch das Objekt 14, das untersucht werden soll, abgeschwächt. Die durch das Objekt gehenden Röntgenstrahlen sind abhängig von der Dichte des Objekts 14 moduliert und erzeugen ein Ladungsmuster unterschiedlichen Oberflächenpotentials auf dem anfangs positiv geladenen Photorezeptor bzw. der xeroradiographischen Platte 16.

Der Oberflächenpotentialunterschied zwischen zwei Bereichen wird als Signal definiert. Bei bestimmten kleinen Objekten mit geringer Dichte ist die Belichtung optimal, wenn die Unterschiede im Oberflächenpotential (Signal) sehr groß sind. Dies ist im allgemeinen dann der Fall, wenn das mittlere Oberflächenpotential des Bildes in der Mitte des steilsten Verlaufs der Belichtungskurve liegt. Eine schwächere oder stärkere Belichtung führt bei diesem bestimmten Objekt zu einer Verringerung der Signalstärke, d. h. die relative Informationskapazität des Bildes wird reduziert. Fig. 2 stellt eine typische Belichtungskurve dar, wobei das Oberflächenpotential Ve, das auf der Oberfläche des Photorezeptors nach der Belichtung zurückbleibt, in Abhängigkeit von der Röntgendosis r des Belichtungsstrahls aufgetragen ist. Man erkennt, daß der steilste Teil der Kurve etwa bei 1/2 Ve und 0,05 J? liegt und mit dem optimalen Oberflächenpotential für optimale Signalstärke übereinstimmt.

Gemäß der Ausführungsform nach Fig. 1 werden positive Bilder auf der Oberfläche des Photorezeptors erzeugt. Das Bild des untersuchten Gegenstandes ist nach der Entwicklung also positiv.

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Bei der ersten Stufe des Verfahrens wird gemäß a eine geladene, xeroradiographische Platte den vom Objekt 14 kommenden Röntgenstrahlen ausgesetzt. Die Oberfläche der xeroradiographische η Platte ist anfangs beispielsweise auf 1.600 V geladen. Wenn man annimmt, daß das Objekt 14· eine gleichförmige Absorptionscharakteristik besitzt, ist die resultierende Darstellung ein Spannungssprung, der größer ΔΥθ* , entsprechend der Abmessung X des Objekts 14, ist. Die Bereiche des Photorezeptors unter dem Objekt werden nicht entladen, während die übrigen Bereiche der Platte entsprechend der Breite des Eöntgenstrahls im wesentlichen entladen werden. In der Darstellung sind die übrigen Plattenbereiche etwa auf die Hälfte des anfänglichen Oberflächenpotentials, d. h. auf 800 V, entladen. Die Oberfläche der xeroradiographischen Platte 16 kann auf bekannte Weise aufgeladen werden, beispielsweise durch Verwendung von Koronageneratoren.

Zur Erläuterung der relativen Herabsetzung an erforderlicher Röntgenstrahlendosis sei beispielsweise angenommen, daß das zu untersuchende Objekt 14 eine menschliche Brust ist und daß die auftreffende Röntgendosis 1r ist, was beim Betrieb der Röntgenstrahlquelle 120 kVp und 100 mAs entspricht, wie sie bei den derzeitigen xeroradiographischen Verfahren benötigt werden. Gemäß der Erfindung kann eine Reduktion der Röntgendosis um das Zwei- bis Fünffache realisiert werden. Im Ausführungsbeispiel wird die Röntgendosis um den Faktor 2 verringert, entsprechend 120 kVp und 50 mAs. Das latente, elektrostatische Bild, bzw. dessen Ladungen, wird dann durch Aufbringen von Entwicklerpulver auf die Oberfläche des Photorezeptors teilweise entwickelt. Wie b zeigt, wird das Entwicklerpulver bzw. die Tonerteilchen, die im Ausführungsbeispiel negativ sind, da die Platte positiv aufgeladen wurde, dichter oder stärker in den Bereichen größerer Oberflächenladung (entsprechend dem Objekt 14) als in den Bereichen geringerer Oberflächenladung

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abgeschieden. Die Potentialdifferenz 4Ye^ auf der Oberfläche der xeroradiographischen Platte ist geringer als der Potentialunterschied beim ersten Schritt des Verfahrens gemäß Fig. a, weil mehr Sntwicklerpulver auf dem stärker aufgeladenen Bereich abgeschieden wird, was das Oberflächenpotential des Ladungsmusters effektiv verringert, d. h. das Entwicklerpulver (der Toner) neutralisiert teilweise die Oberflächenladung. Im gezeigten Ausführungsbeispiel wird das den dichteren Bereichen des Bildes entsprechende Oberflächenpotential auf ca. 1.590 V verringert, entsprechend einer Potentialdifferenz von 790 V zwischen den Bereichen hoher und niedriger Oberflächenladung.

Beim nächsten Verfahrensschritt gemäß der Erfindung wird die Oberfläche des Photorezeptors mit dem teilweise entwickelten Bild, das auf der Photorezeptoroberfläche eine undurchsichtige bzw. dunkle Maske bildet, gleichmäßig durch eine Lichtquelle belichtet, beispielsweise durch eine normale Leuchtstoffröhre, die Licht im sichtbaren Spektrum liefert. Da die Wellenlänge des erzeugten Lichtes mit der Empfindlichkeit des Photorezeptors kompatibel sein soll, wird das Licht vorzugsweise gefiltert. Beispielsweise wird bei dem Photorezeptor gemäß der genannten US-Patentschrift 3 650 620 mit einer leitenden Unterlage, wobei'auf einen Teil der Oberfläche ein photoleitender, isolierender Überzug, beispielsweise glasartiges Selen aufgebracht ist, vorzugsweise ein blaues Filter zwischen der Lichtquelle und der Oberfläche des photoleitenden Überzugs angebracht. Das von der Lampe gelieferte Licht entlädt die helleren, entwickelten Bereiche stärker, als die dunklen, ebenfalls entwickelten Bereiche, infolge der Eigenschaft der Pulverteilchen, Licht zu absorbieren. Die Pulverteilchen sollen deshalb das von der Lampe gelieferte Licht absorbieren können.

Gemäß Fig. 1c ist die Spannungsdifferenz AYe^ auf der Photorezeptoroberfläche nach der Belichtung größer als

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*, was zu einer Ladungs- und Entwicklerpulververteilung führt, wie in Fig. c rechts gezeigt. Typisch ist eine Verringerung des Oberflächenpotentials, das der höheren Anfangsladung entspricht, auf 1.550 V, während die Oberflächenladung, die der niedrigeren Anfangsladung entspricht, auf praktisch 0 V reduziert ist, d. h. ein Signal von
I.55O V. Die gleichförmige Belichtung läßt sich erreichen durch Bewegung des Photorezeptors an einer feststehenden
Lampe vorbei oder durch Bewegung der Lampe über die Photorezeptoroberfläche .

Nach der Belichtung wird der Photorezeptor einem weiteren Entwicklungsschritt unterworfen, wobei wieder Entwicklerteilchen auf die Photorezeptoroberfläche aufgebracht werden, was die Darstellung d ergibt. Wie man erkennt, sind
weitere Entwicklerteilchen von der positiven Ladung auf der Photorezeptoroberfläche angezogen worden, was die Spannungsdifferenz ΔVe^ auf einen Wert von weniger als JVe, aber mehr als /JVe,, verringert. Das der höheren, anfänglichen
Oberflächenladung entsprechende Oberflächenpotential ist
typischerweise auf 1.540 V reduziert, während das der
niedrigeren Anfangsladung entsprechende Oberflächenpotential auf praktisch 0 V bleibt. Die Spannungsdifferenz AYe₂, ergibt ein Bild mit einer relativen Informationskapazität (das Signal von 1.5^0 V), die praktisch gleich einem Bild ist, das man erhalten würde bei voller Eöntgenstrahlendosierung zur Belichtung. Im letzteren Fall würde die volle Belichtung jene Bereiche des anfänglich geladenen Photorezeptors, der der Strahlung ausgesetzt ist, auf annähernd
0 V reduzieren, was ein Bild mit einem Signal von 1.600 V ' ergeben würde.

Wie detailliert in Fig. 4 dargestellt, wird das Photorezeptorsubstrat vorzugsweise positiv vorgespannt, um zu gewährleisten, daß die negativ geladenen Entwicklerteilchen von der positiven Ladung der Photorezeptoroberfläche angezogen

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werden. Zu beachten ist, daß bei der Pulverentwicklung, der bevorzugten Entwicklung gemäß der Erfindung, die erzeugte Tonerwolke sowohl positiv als auch negativ geladene Teilchen umfassen kann. Die positive Vorspannung verhindert dann, daß positiv geladene Tonerteilchen von der Photorezeptoroberfläche angezogen werden. Außerdem erlaubt die Vorspannung des Substrats die Steuerung des Randwegfalls und des Bildkontrasts.

Fig. 3 zeigt die Signalverstärkung gemäß der Erfindung bei Entwicklung negativer Bilder. Wie bei !"ig. 1 wird das Objekt 14 anfänglich einer durchdringenden Röntgenstrahlung 10 ausgesetzt, die von der Quelle 12 kommt (gleiche Bezugszeichen beziehen sich auf gleiche Bauelemente). Die Dosierung ist geringer als normalerweise erforderlich, was zu einem Ladungsmuster und einer entsprechenden Spannungsdifferenz Λ Ve,, auf der Photorezeptoroberfläche 16 führt, wie bei a gezeigt (der Photorezeptor 16 umfaßt eine photoleitende Isolierschicht 18, z. B. glasartiges Selen, und ein leitendes Substrat 20). Wie in Fig. 1 erläutert, ist die Ladungsdichte in jenen Teilen des Photorezeptors am größten, die die geringsten Röntgenstrahlungen erhalten. Das latente, elektrostatische Ladungsmuster unterliegt dann einer Anfangsentwicklung, wobei eine negative Vorspannung größer als das maximale positive Oberflächenpotential dVe^, auf das Photorezeptorsubstrat wirkt. Positiv geladene Entwicklerteilchen werden dichter abgeschieden in den Bereichen geringer Oberflächenladung als in den Bereichen höherer Oberflächenladung (Hintergrundentwicklung), was zu einer Ladungs- und Entwicklerpulververteilung gemäß dem rechten Teil in Fig. 1b führt. Die zugehörige Potentialdifferenz 4Ve2 ist dann kleiner als ^lVe^, infolge der größeren Ladungsabs ehe idung in den Bereichen niedriger Oberflächenladung. Eine detaillierte Darstellung des Einflusses der Substratvorspannung auf die positive bzw.' negative Entwicklung, den Randwegfall und die Steuerung des Bildkontrasts findet

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sich in der zugehörigen Patentanmeldung ... (Ser. Nr. 323 666, angemeldet am I5. Januar 1973). Die Oberfläche des Photorezeptors 18 wird dann gleichförmig belichtet, was die Darstellung 1c ergibt. Das Ladungsmuster auf der Photorezeptoroberfläche wird dann in den Bildbereichen im wesentlichen entladen, da die Stärke der Pulverschicht geringer ist als die Stärke der Pulverschicht in den Hintergrundbereichen, was zu einem Muster führt, in dem lediglich aufgeladene Hintergrundbereiche vorhanden sind. Die Spannungsdifferenz oder das Signal ZlVe^ ist größer als ΔΎβρ und größer als das ursprüngliche Signal

Beim endgültigen Schritt d wird das verbleibende Hintergrundladungsmuster mit negativ geladenen Entwicklerteilchen entwickelt, wobei die Vorspannung des Photorezeptorsubstrats auf Massepotential oder etwas positiv ist, was ein negativ entwickeltes Bild ergibt mit im wesentlichen der gleichen relativen Informationskapazität eines Bildes, das durch Verwendung der vollständigen Rontgenstrahlendosis erzeugt würde, die normalerweise zum Entwickeln eines Bildes vom Objekt 14- verwendet wird.

Die Spannungsdifferenz an der Photorezeptoroberfläche ^ beträgt ca. 1.160 V, was vorteilhaft mit der Spannungsdifferenz (Signal) von 1.600 V bei vollständiger Belichtung übereinstimmt.

Zur Verringerung der Korngröße des erhaltenen negativen Bildes kann die Oberfläche der photoleitenden Schicht 18 nach der Anfangsentwicklung etwas mit Wechselspannung aufgeladen werden.

Zu beachten ist ferner, daß das zur abschließenden Entwicklung verwendete Entwicklerpulver von anderer Farbe sein kann als das zur anfänglichen Entwicklung verwendete Pulver, was einen besseren Bildkontrast ergibt. Beispielsweise

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kann man blaues Entwicklerpulver für die Teilentwieklung und schwarzes Entwicklerpulver für die abschließende Entwicklung verwenden.

Fig. 4 zeigt eine Vorrichtung, die zur Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens verwendet werden kann. Sine xerographische Platte mit einer Schicht 18 über einem leitenden Teil 20 liegt auf Trägern 22. Eine Potentialquelle 23 ist auf das leitende Teil 20 aufgebracht. Die Platte wird dadurch sensibilisiert oder aufgeladen, indem über die Oberfläche der Schicht 18 eine Koronaentladungselektrode geht, die eine oder mehrere dünne, leitende Schnüre umfaßt, die von der Hochspannungsquelle 31 mit einer Koronaerzeugungsspannung versorgt werden. Eine Tür 32 in der Seite der Kammer 34 wird zum Eintritt der Koronaentladungselektrode 30 in die Kammer 34- geöffnet. Die Elektrode 30 wird von einem normalen Antrieb bewegt, durch Führungsmittel abgestützt und positioniert, und passiert im Betrieb die Oberfläche der Plattenschicht 18 und erzeugt auf dieser eine gleichförmige elektrostatische Ladung, wobei das leitende Teil 20 sich auf positivem Potential befindet. Ein Schieber 33 an einer Seite der Kammer 34- kann den Speicherbereich für eine Pulverwolke vollkommen einschließen und von der Kammer 34- trennen, wenn der Schieber durch übliche Mittel über den unteren Abschnitt der Kammer 34- gezogen wird. Im Betrieb des Systems wird der Schieber 33 freigegeben, wobei er sich unter der Wirkung einer Feder aufwickelt, so daß ein offener Bereich entsteht aus dem Pulverwolkenspeicherbereich 35 und der Kammer 34-. Eine Düse 38 eines Staubsaugers 36 geht durch eine Seite der Kammer 34-· Ia den Speicherbereich 35 führt die Sprühdüse 40 eines Wolkengenerators für Pulverteilchen in Druckluft vermischt. Durch die innere öffnung der Düse 40 treten die Teilchen mit der Druckluft in den Wolkenspeicherbereich 35· Bei positiver Entwicklung und unter der Annahme, daß die Plattenoberfläche mit positiver Ladung sensibilisiert ist, werden positiv

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geladene Pulverteilchen von dem latenten, elektrostatischen Bild auf der Oberfläche der Schicht 18 angezogen. Neben der photoleitenden Schicht 18 ist eine Lichtquelle 50 mit einem elliptischen bzw. teilweisen Reflektor 52 vorgesehen. Die Lichtquelle 50 wird durch einen üblichen Antrieb, etwa eine Führungsschraube mit eines Motor vor und über der Oberfläche der photοleitenden Schicht 18 abtastend bewegt.

lin zu untersuchendes Objekt wird auf das leitende Teil gelegt, das gleichzeitig als Unterlage oder Träger für das Objekt dient. Die Tür 32 wird in die gezeigte Stellung geöffnet und die Koronaelektrode 30 bewegt sich über die Oberfläche der Schicht 18 und lädt diese auf. Nach der Aufladung wird die Tür 32 geschlossen. Dann erfolgt die Belichtung durch eine von der Quelle p2 erzeugte Röntgenstrahlung, die das Objekt 60 durchdringt. Die Quelle 62 ist an die Hochspannungsversorgung 54 angeschlossen. Während der anfänglichen Belichtung bleibt der Schieber 33 geschlossen, während eine Wolke geladener Entwicklerteilchen dem Speicherbereich 35 augeführt wird« 'fach dar Entwicklung gibt man den Schieber 33 frei, wodurch sich der Speicherbereich 35 '»and die Jammer 34 "rereinigen. Sie Wolke der Sntwicklerteilchen in Luft, die bereits erzeugt ist und während der Entwicklung kontinuierlich weiter augeführt wird, gelangt zu der Platte nach der Belichtung und fließt nach oben in den Einflußbereich des elektrostatischen, latenten Bildes auf der Oberfläche der Schicht 18. Nach Ablauf der entsprechenden Entwicklungszeit wird der Schieber 33 wieder geschlossen und der Saugreiniger 30 beseitigt die restlichen Teilchen der Pulverwolke au3 der Kammer 34. Damit in der Kammer 34 kein Unterdruck entsteht, kann ein Lufteinlaßventil vorgesehen werden. Nach der Anfangsentwicklung tastet die Lichtquelle 50 die photoleitende Schicht 18 ab und belichtet die Schicht 18 wie oben angegeben mit der richtigen Wellenlänge. Nach diesem Abtastvorgang wird die Lichtquelle 50 durch an sich bekannte Mittel in ihre

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Ausgangsstellung zurückgeführt. Nach der Belichtung wird der Schieber 33 wieder freigegeben und die Wolke der Entwicklerteilchen gelangt wieder auf die Plattenoberfläche, wodurch das Bild abschließend entwickelt wird. Nachdem der Schieber 33 in seine Schließstellung zurückgeführt ist, erfolgt wieder der Reinigungsvorgang. Die Platte kann nun untersucht und/oder zur Erzielung einer permanenten Bildaufzeichnung weiterverarbeitet werden, während das Objekt weggenommen wird. Der ganze Arbeitsgang kann sich dann beim nächsten Objekt wiederholen.

Bei dem Verfahren und der Vorrichtung gemäß der Erfindung kann mit normalerweise in der Xeroradiographie verwendeten Platten und mit bei xerographischen Geräten üblichen Platten gearbeitet werden. Die Unterlage 20 kann irgendein leitendes Material sein, vorzugsweise plattenförmig, mit einer Unterlage aus Aluminium, gegebenenfalls mit einem strahlungsabsorbierenden Überzug, beispielsweise aus Blei. Auch andere Metalle oder Leiter sind für die Erfindung geeignet, wenn sie als Unterlage in richtig ausgeführten xeroradiographischen Platten verwendet werden. Die Schicht 16 sollte aus einem Material zusammengesetzt sein, das leitend wird, wenn es einer durchdringenden Strahlung ausgesetzt ist, und das beim Fehlen einer solchen durchdringenden Strahlung ein guter Isolator ist. Typische Materialien zur Verwendung bei der Erfindung enthalten amorphes oder glasartiges Selen.

Neben der bevorzugten Entwicklungsform durch eine Pulverwolke kommt auch eine Entwicklung durch Bestäuben der Oberfläche gemäß der US-Patentschrift 2 297 691, ein kaskadenförmiges Herabrieseln eines Zwei-Komponenten-Entwicklers über die Plattenoberfläche gemäß der US-Patentschrift 2 618 552, eine flüssige Entwicklung sowie auch eines der bekannten Entwicklungsverfahren in Betracht.

Der oben beschriebene Vorgang stimmt mit der Negativ- oder

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Hintergrundentwicklung überein, mit der Modifikation, daß die anfängliche negative Vorspannung des leitenden Teils größer ist als das anfängliche, positive Oberflächenpotential und daß die Vorspannung beim ersten Entwicklungsschritt gemäß obiger Beschreibung auf Massepotential oder auf"eine geringe positive Spannung gebracht wird. Ebenso kann zur Erzielung einer besseren Feinkörnigkeit des negativen Bildes die Oberfläche der Schicht 18 nach der Teilentwicklung leicht durch Wechselspannung aufgeladen werden.

Fig. 5 zeigt eine schematische Darstellung der Betriebselemente eines automatisierten xerographischen Verarbeitungssystems für flache Platten nach der US-Patentschrift 3 650 620 mit ihrer gegenseitigen Zuordnung und der Zuordnung gegenüber einer externen Belichtungsstation. Das genannte Verarbeitungssystem kann unter Berücksichtigung einer einfachen Modifikation gemäß der Erfindung arbeiten. Hierzu soll kurz die Arbeitsweise des automatischen Verarbeitungssystems erläutert werden.

Sine Speicherbox 80 wird durch die öffnung 92 in die Ladeeinheit 90 eingeführt. Eine xerographische Platte 9^·, mit der photοleitenden Schicht auf der Oberseite, wird herausgenommen und der Konditioniereinrichtung 96 zugeführt, wo sie während einer vorgegebenen Zeit auf einer bestimmten Temperatur gehalten wird, wodurch das restliche Bild beseitigt wird, das normalerweise bei der Belichtung xerographischer Platten mit energiereicher, durchdringender Strahlung, wie etwa Röntgenstrahlen, vorhanden ist. Nach dieser Konditionierung wird die xerographische Platte der Konditioniereinrichtung 96 entnommen und dem Speichermagazin 100 zugeführt, wobei zur Kühlung auf die richtige xerographische Verarbeitungstemperatur ein Ventilator 102 Luft über die Platte bläst. Wie in der genannten Patentschrift weiter angegeben, wird nach dem Einführen einer leeren Kassette 104 durch die öffnung 106 in die Ladeeinheit 90 die

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xerographische Platte 94 aus dem Speiciiermagazin 100 entnommen, unter der Saugreinigungseinrichtung 110 und der gleichförmigen elektrostatischen Ladungseinrichtung 42 vorbei- und in die Kassette 104 geleitet, die automatisch ausgelöst und verschlossen wird, so daß lie gleichförmig aufgeladene, xerographische Platte lichtdicht verschlossen ist. '

Kach Entnahme der Kassette mit der Platte aus der Ladeeinheit, wird sie zur äußeren Röntgenstrahlenbelichtungsstation gebracht, gegenüber der Strahlungsquelle und dem zu untersuchenden Objekt ausgerichtet und gemäS der Erfindung mit einer reduzierten Strahlendosis belichtet,

Danach wird die Kassette mit der Platte, auf der sich das latente, elektrostatische Bild befindet, umgedreht und durch die öffnung 204 in die Kopiarainheit 200 eingeführt» Bei richtiger Arbeitsweise wird die Kassette automatisch geöffnet und die xerogr-aphische Platte, duroJa die innere Struktur der Kassette mit der Verarbeitung bahn, der serc— graphischen Platte richtig ausgerichtet hepausgsiicasan und der Entwicklungseinrichtung 210 3ugeführi3.. die mit einer Pulverwolke arbeitet, Während der - Entwicklung wird einer Vorratseinrichtung 212 ein einzelnes -Trägerslatt entnommen, Dieses geht über die Transporteinrichtung 214 au einer Stelle der Bewegungsbahn der xerographisciien Platte hinter der Entwicklungskammer, wo das 31att zum Stillstand kommt. Nach der Anfangsentwicklung wird die Entwicklungskammer abgesenkt, wie in der genannten Patentschrift angegeben, und die Abtasteinrichtung 216 mit der Lampe 218 und einem Gehäuse 220 mit einem Ausschnitt geht über der Oberfläche der Platte 10 vorbei, Ss wird darauf hingewiesen, daß der richtige Vorspannungspegel für positive und negative Bilder gesteuert wird durch Vorspannung eines Gitters, das zwischen der Plattenoberfläche und einem Leitkörper angeordnet ist, ohne daß die Vorspannung direkt auf das Plattensubstrat

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aufgebracht wird. Die Vorspannung des Gitters ist detailliert in der US-Patentschrift 3 64-0 £46 angegeben. Die Positiv-Negativ-Entwicklung der Entwicklungskammer nach der genannten Patentanmeldung ... wird jedoch durch entsprechende Vorspannungseinstellung des Plattensubstrats gesteuert. Die zuletzt genannte Entwicklungskammer nach der Patentanmeldung eignet sich ohne weiteres zur Verwendung in dem automatisierten, xerographischen Verarbeitungssystem für flache Platten gemäß der US-Patentschrift 3 650 620. Nach dem Rückgang der Abtasteinheit 216 in die Ausgangsstellung wird die Entwicklungskammer angehoben und trifft auf die Platte 10 in einer luftdichten Umgebung, wo die abschließende Entwicklung eingeleitet wird. Einzelheiten des Antriebs für die Abtasteinrichtung 216 und die Modifikation der Timingfolge gemäß der US-Patentschrift 3 650 620 sind hier nicht dargestellt. Die entsprechenden Änderungen des Gerätes sind dem Fachmann jedoch geläufig. Nach der abschließenden Entwicklung geht die xerographische Platte mit dem darauf befindlichen, pulverförmigen Bild aus der Entwicklungseinrichtung über das Vortransferkorotron 224, das die photoleitende Oberfläche und das pulverförmige Bild gleichförmig auf eine erste Spannung auflädt. Da die Vorderkante der xerographischen Platte mit dem stationären Trägerblatt ausgerichtet wird, bewegen sie sich synchron über das Transferkorotron 226, das die Rückseite des Trägerblattes entgegengesetzt zur Spannung des Vortransferkorotrons 224 auflädt, wobei das pulverförmige Bild auf das Trägerblatt transferiert wird. Bei der weiteren Bewegung der xerographischen Platte, synchron mit dem darunterliegenden Trägerblatt, kommt letzteres mit dem Tonerbild in Kontakt mit der Greifstangentransporteinrichtung 228, die das Trägerblatt von seiner Lage an der xerographischen Platte abstreift und zur Aufschmelzeinrichtung 230 transportiert , wo das pulverförmige Bild mit der Oberfläche des Trägerblattes permanent verbunden wird. Bei der weiteren Drehung der Bandtransporteinrichtung 232 in der Aufschmelz-

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einrichtung wird die xerographische Kopie auf die Ablage 234 ausgeworfen.

Nach dem Abstreifen des Trägerblattes von der xerographischen Platte geht letztere über das Vorreinigungskorotron 236, in Kontakt mit der Eeinigungsbürste 238,die restlichen Toner von der photoleitenden Oberfläche beseitigt. Die Platte wird weiter bis zur umgekehrten Speicherbox 240 geführt. Zum Ende des Arbeitsganges wird die Speicherbox 240 durch die Öffnung 242 der Kopiereinheit 200 entnommen und die Speicherbox so umgedreht, daß der Schlitz 244 sich in der linken Ecke befindet,und dann durch die Öffnung 92 in die Ladeeinheit 90 eingeführt. Auf diese Weise kann die xerographische Platte für den nächsten xerographischen Kopiervorgang verwendet werden.

Die Vorrichtung gemäß Fig. 5 kann auch für die Hegativentwicklung verwendet werden, wenn die Vorspannung des Gitters (oder des Plattensubstrats, wenn mit der Entwicklungskammer nach der genannten Patentanmeldung gearbeitet wird) entsprechend vorgespannt wird. Zur Verringerung der Korngröße des negativen Bildes kann die Oberfläche des Photorezeptors nach der Anfangsentwicklung wieder leicht mit Wechselspannung geladen werden.

In Fig. 6a und 6b ist die Lichtabtastung gemäß der Erfindung unter Verwendung des automatischen Verarbeitungssystems mit flachen Platten gemäß Fig. 5 schematisch dargestellt.

Nachdem sich die Platte 10 über der Entwicklungskammer 210 befindet, wird die Kammer durch aufblasbare Mittel 250 (Fig. 6a) angehoben und mit der Platte 10 in Kontakt gebracht, worauf das Bild durch etwa siebenmaliges Einstäuben von Toner in die Kammer zum Teil entwickelt wird. Nach der Anfangs- oder Teilentwicklung wird die Kammer 210 (Fig. 6b)

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abgesenkt und die Führungsschraube 260 und die Lampe 218 werden zur Abtastung eingeschaltet, letztere mittels des Motors 260. Die Abtasteinrichtung 216 tastet zunächst die Plattenoberfläche in Richtung des Pfeiles 264 ab, wobei das Licht von der Ausnehmung bzw. dem Schlitz 221 abgegeben wird.' Nach der Anfangsabtastung geht die Abtasteinrichtung in Richtung des Pfeiles 226 in ihre Ausgangsstellung zurück. Nachdem diese erreicht ist, wird die Entwicklerkammer in die Stellung gemäß Fig. 6a angehoben und es erfolgt die abschließende Entwicklung durch etwa zehnmaliges Einstäuben von Toner. Nach der abschließenden. Entwicklung wird die Kammer wieder abgesenkt und das normale Verfahren läuft weiter.

Die Entwicklungskammer gemäß Fig. 6a und 6b ist detailliert in der US-Patentschrift 3 640 246 angegeben. Es wird daran erinnert, daß die Entwicklungskammer nach der genannten Patentanmeldung nach entsprechender Modifikation verwendbar ist, da die Platte an die Entwicklungskammer angehoben bzw. abgesenkt wird.

Anstelle der einzigen Entwicklungskammer, die oben beschrieben wurde, können zwei Entwicklungskammern verwendet werden, eine für die Anfangsentwicklung und die andere für die abschließende Entwicklung.

Wenn zur Erhöhung des Bildkontrastes unterschiedlich gefärbter Toner für die anfängliche und die abschließende Entwicklung verwendet werden soll, kann man einen zweiten Tonerdispenser hinzufügen. Auch ein einziger Tonerdispenser mit zwei getrennten Kammern, jede mit einem eigenen Ansaugrohr, ist verwendbar.

Das beschriebene System kann auch so angeordnet werden, daß die Abtasteinrichtung außerhalb der Entwicklungskammer feststeht und die Platte nach der Anfangsentwicklung über

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den Schlitz oder die Ausnehmung der Abtasteinrichtung quer transportiert wird, worauf die Platte zur abschließenden Entwicklung zur Kammer zurückgeführt wird.

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Claims

Patentansprüche

Λ A Verfahren zur Erhöhung des Potentialunterschiedes zwischen zwei benachbarten Ladungsmustern unterschiedlicher Ladungsdichte auf einer photoleitenden Oberfläche, dadurch gekennzeichnet, daß eine photoleitende Oberfläche mit mindestens zwei benachbarten Ladungsmustern unterschiedlicher Ladungsdichte verwendet wird, wobei die Ladungsmuster eine erste Spannung oder Polarität aufweisen, daß ein Entwicklerpulver, das auf eine zweite Spannung aufgeladen ist, auf die photoleitende Oberfläche niedergeschlagen wird, wobei das Sntwicklerpulver in den Bereichen stärkerer Oberflächenladungsdichte dichter niedergeschlagen wird als in den Bereichen geringerer Oberflächenladungsdichte, so daß ein Ladungsmuster entsteht, daß das entwickelte Ladungsmuster belichtet wird und daß anschließend zusätzliches Sntwicklerpulver, das auf eine zweite Spannung aufgeladen ist, auf das entwickelte Ladungsmuster aufgebracht wird, wobei der Potentialunterschied zwischen benachbarten Ladungsmustern unterschiedlicher Dichte mindestens gleich dem Anfangspotentialunterschied dazwischen ist.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das anfangs abgeschiedene Entwicklerpulver eine Maske bildet, die das Licht proportional zur Dichte des abgeschiedenen Entwicklerpulvers absorbiert.

5. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein Entwicklerpulver, das auf die erste Spannung aufgeladen ist, auf die photoleitende Oberfläche abgeschieden wird, wobei das Entwicklerpulver in den Bereichen niedriger Oberflächenladungsdichte dichter abgeschieden wird als in den Bereichen höherer Oberflächenladungsdichte, so daß ein entwickeltes Ladungsmuster

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entsteht.

4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein latentes, elektrostatisches Ladungsmuster gebildet wird, indem ein zu untersuchendes Objekt auf die photoleitende Oberfläche gebracht und einer durchdringenden Strahlung ausgesetzt wird, daß die Strahlung durch das Objekt auf die photoleitende Oberfläche gelangt, so daß ein elektrostatisches Bild des Objekts auf der Oberfläche entsteht, wobei mindestens zwei benachbarte Ladungsmuster unterschiedlicher Ladungsdichte auf der photoleitenden Oberfläche entstehen und die Ladungsmuster die erste Spannung aufweisen, und daß ein Entwicklez*pulver, das auf eine sweite Spannung aufgeladen ist ₅ auf der photoleitenden Oberfläche abgeschieden wird, wobei das Sntwiefclerpulver in den Bereichen höherer Oberfläche ßladuitgs&icht a dichter abgeschieden wird »Is in den Bereichen niedrigerer Oberfläche nladungsäiciit 8 -.·

5* Tsrfahren nach 3i::-,?m der Ansprüche 2 bis 4₅ dadurch gekennzeichnet j da is das Entwiokierpulver auf die erste Spannung aufgeladen ist imC auf die photGleitende Oberfläche &.bge schieden wird» so daß das Enfcwicklerpulver in dec Bereichen ßiearigerer Qb^pflächenlacLungsdiulite dichter abgeschieden wird als in den Bereichen höherer Oberf lächenladungsdlulita.

6. Verfahren nach Anspruch 3* dadurch gekennzeichnet, daß ?ie photoleitende Oberfläche vor der Abscheidung des auf die erste Spannung aufgeladenen Intwicklsrpulyers mit Wechselspannung aufgeladen wird_e

7. Vorrichtung zur Durchführung &^es Verfahrens nacli den vorhergehenden Ansprüchen-, .gekannzeichnet durch, eine photoleitende Oberfläche mit mindestens zwei benachbarten

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Ladungsmustern unterschiedlicher Ladungsdichte und mit einer ersten Spannung, durch Mittel zur .Abscheidung eines Entwicklerpulvers, das auf eine zweite Spannung aufgeladen ist, auf die photoleitende Oberfläche, wobei das Entwicklerpulver in den Bereichen höherer Oberflächenladungsdichte dichter abgeschieden wird als in den Bereichen niedrigerer Oberflächenladungsdichte, so daß ein entwickeltes Ladungsmuster entsteht, durch Wiittel zur Belichtung des entwickelten Ladungsmusters und durch Mittel zum Aufbringen zusätzlichen Entwicklerpulvers, das auf die zweite Spannung oder Polarität aufgeladen ist, auf das entwickelte Ladungsmuster, wobei der Potentialunterschied zwischen benachbarten Ladungsmustern unterschiedlicher Dichte mindestens gleich dem Anfangspotentialunterschied dazwischen ist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das anfangs abgeseniedene Sntwicklerpulver eine Maske bildet, das das Licht proportional zur Dichte des abgeschiedenen Entwicklerpulvers absorbiert.

9. "Vorrichtung nach Anspruch Ί oder S, gekennzeichnet durch Mittel zum Abscheiden des Entwicklerpulvers, das auf die erste Spannung oder Poiax^ität aufgeladen ist, auf die photοleitende Oberfläche_s wobei das Entwicklerpulver in den Bereichen niedriger Oberfiächenladungsdichte dichter abgeschieden wird als in den Bereichen höherer Oberflächenladurigsdichte, so daß ein entwickeltes Ladungsmuster entsteht

10* Vorrichtung nach Anspruch 7 oder 8, gekennzeichnet; aurch Mittel zur Erhöhung des PotentialuntersuMed.es zwischen zwei benachbarter?.; latenten^ elektrostatischen Ladungsmustern unterschiedlicher Ladungsdichte auf der photoleitenden Oberfläche, wobei die Laaungsmuster durch Bestrahlung eines auf der photοleitendeη Oberfläche

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angeordneten Objekts mit einer durchdringenden Strahlung entstehen, durch Mittel zur Erzeugung dieser durchdringenden Strahlung, die durch das Objekt auf die photoleitende Oberfläche gelangt, wobei ein elektrostatisches Bild des Objekts auf der Oberfläche entsteht, wobei mindestens zwei benachbarte Ladungsmuster unterschiedlicher Ladungsdichte auf der photοleitendeη Oberfläche gebildet werden und wobei die Ladungsmuster die erste Polarität oder Spannung aufweisen, und durch Mittel zum Abscheiden eines Sntwicklerpulvers, das auf die zweite Polarität aufgeladen ist, auf der photoleitenden Oberfläche, wobei das Entwicklerpulver in den Bereichen höherer Oberflächenladungsdichte dichter abgeschieden wird als in den Bereichen niedrigerer Oberflächenladungsdichte.

11. Vorrichtung nach Anspruch 7 oder 8, gekennzeichnet durch Mittel zum Abscheiden eines Entwicklerpulvers, das auf die erste Polarität oder Spannung geladen ist, auf der photoleitenden Oberfläche, wobei das Entwicfclerpulver in den Bereichen niedriger Oberflächenladungsdichte dichter abgeschieden wird als in den Bereichen höherer Oberflächenladungsdichte.

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