NL7902071A - Elektrofotografisch medium en werkwijze voor het vormen van een ladingsbeeld van een patroon van stralings- energie. - Google Patents

Description

1 »t ϊ ; Aanvraagster: COULTER SYSTEMS CORPORATION te BEDFORD, Verenigde j Staten van Amerika, ! ; Titel : Elektrofotografisch medium en werkwijze voor het vormen 5 i van een ladingsbeeld van een patroon van stralings energie.

t f t

De bekende zilver halogenidefilm kan een grote geroelighèid 10 bereiken waarbij, in het bijzonder bij zeer gevoelige films, een speciaal ontwikkeld proces wordt gebruikt. De chemische reakties die .in de ontwikkelbaden optreden maken het mogelijk gevoeligheden in de . orde van grootte van 27°. to.t.„20° _D.IN te bereiken. De bekende elektro-fotografische media werken veel langzamer dan deze films omdat het 15 latente beeld, wanneer dit elektrostatisch is gevormd, door de verdere verwerking niet kan worden verbeterd. Dit latente beeld is geen 'chemisch beeld doch een latent elektrostatisch ladingsbeeld; het karakter ervan wordt uitsluitend bepaald door de elektrische eigenschappen van het medium en van het verschijnsel dat het beeld heeft 20 gevormd, dus van het licht, 790207 - 2 -

Hoewel een echte vergelijking van snelheid tussen forogra-fische films en elektrofotografische films op basis van de A.S.A. of DIN. gevoeligheid niet mogelijk is als gevolg van in het bijzonder de definitie der A.S.A. gevoeligheid is een algemene vergelijking wel 5 ·mogelijk. De A.S.A. gevoeligheid van fotografische films kan lopen van enkele tientallen tot een waarde van duizend voor een speciale film? zelfs ongevoelige films kunnen zodanig worden ontwikkeld dat de oorspronkelijke gevoeligheid wordt vergroot en met tien tot twintig kan worden vermenigvuldigd. In het algemeen kan worden gesteld dat 10 een hogere filggevoeligheid leidt tot een grovere korrel. Dit feit moet, bij het bespreken van de eigenschappen van elektrofotografische media niet worden vergeten; bij de bekende films hangt de resolutie van het beeld af van de afmeting der zilverkorrels die tijdens de ontwikkeling in de emulsie worden gevormd.

15 De bekende elektrofotografische beeldvorming omvat het la den van een fotogeleidend oppervlak, het selektief ontladen van dit oppervlak door bestralen met licht 'of een ander stralings-energie-patroon en het toevoeren van toner over het oppervlak voor het ontwikkelen van’ het latente ladingsbeeld. Wanneer de elektrofotog^a-20 fische film is van het type zoals beschreven in het Amerikaanse oc-trooischrift 4.025,339 kan het latente beeld worden uitgelezen door een elektronenbundel in plaats van door bedekken met toner. De snelheid en gevoeligheid van een bepaald elektrofotografisch medium hangt af van de mogelijkheid van het accepteren van een lading door 25 de fotogeleider en de mogelijkheid van selektieve ontlading in responsie op bestraling met licht. Deze karakteristieken zijn inherent aan defotogeleider en de wijze van vervaardigen daarvan. Wanneer 79 0 2 0 7 1 - 3 - , ». i eenmaal het latente ladingsbeeld is gevormd op de fotogeleider zal de tijdsduur gedurende welke het beeld in stand kan worden gehouden afhangen van de donker vervalkarakteristiek van de fotogeleider, dus van de mate waarin de fotogeleider zelf-ontlading kan tegengaan.

5 Het is bekend dat een diëlektrische bekleding op een foto- geleidend medium een groter contrast geeft dan mogelijk met hetzelfde fotogeleidend medium zonder deze bekleding; ook kan met een diëlektrische bekleding het latente beeld langer worden vastgehouden.

Voor zover bekend is er geen commercieel bruikbaar medium 10 dat niet voor de belichting moet worden geladen. Het nadeel daarvan is dat dure middelen noodzakelijk zijn om dit laden uit te voeren.

Hét beeld kan worden overgedragen van de fotogeleidende laag op een isolerende laag doch de spanning die beschikbaar is voor de vorming van het latente beeld hangt af van de lading toegevoerd 15 voor de beeldvorming en vastgehouden op het medium.

Een bekende wijze van beeldvorming vergt geen laden van een medium doch heeft andere nadelen. Elektrostatische beelden worden gevormd op het oppervlak van een diëlektrisch filmelement terwijl dit diëlektrisch' element in kontakt is met een xerografisch element. Het 20 geheel van lagen omvat een fotogeleidende laag op een geleidend substraat, zoals metaal of NESA-glas" dit lichtdoorlatend is. Het diëlektrisch filmelement met een geleidende achterlaag zoals een transparante metallische bekleding wordt in kontakt gebracht met het oppervlak van de fotogeleidende laag. Een hoge spanning van de orde van 25 grootte van enkele duizend volt wordt aangelegd tussen de geleidende basis van de fotogeleidende laag en de elektrode,. Simultaan daarmee wordt een optisch beeld geprojekteerd op het geheel, door voor- of 7902071 £ ·* - 4 - achterkant, afhankelijk ervan welke lichtdoorlatend is. Ha het kortstondig blootstellen aan het licht en de elektrische potentiaal wordt het licht geblokkeerd en wordt het diëlektrisch element gescheiden van het fotogeleidend oppervlak; de elektrische potentiaal wordt 5 daarbij in stand gehouden* Dit proces heeft het voordeel dat de donker vervalkarakteristiek van de fotogeleider niet zo groot moet zijn als in het geval waarin vooraf wordt geladen, daarna belicht en dan de lading moet worden vastgehouden. Echter is deze techniek nimmer commercieel toegepast. De belangrijkste nadelen van deze techniek 10 zijni A, De noodzaak een hoge spanning te gebruiken. Dit kan gevaarlijk zijn en maakt het noodzakelijk dure apparatuur en een goede isolatie te gebruiken.

3. Het scheiden van de diëlektrische laag. Selfs bij lage 15 spanningen zal het verwijderen van een vel zoals een diëlektrische film zeker doorslag door de luchtspleet teweeg brengen waardoor het latente "beeld op de fotogeleider en/of het diëlektrisch element slechter wordt.

C.' De aanwezigheid van de luchtspleet. Het samenbrengen 20 van het diëlektrisch element en de fotogeleider zal noodzakelijkerwijs een luchtspleet doen vormen.'De ladingen van de fotogeleider moeten deze luchtspleet overschrijden teneinde het diëlektrisch element te bereiken. Het is onmogelijk dat deze luchtspleet absoluut uniform is waardoor de overdracht ongelijk is. Er zullen voorts tij-25 dens de overdracht verliezen in de luchtspleet optreden.

In elk stelsel waarin men tracht gebruik te maken van een elektrode en een diëlektrische laag moeten de elektrode en de laag 79 0 20 7 1 * % - 5 - nauw met elkaar in verbinding staan en moet de diëlektrische laag nauw zijn verbonden met het fotogeléidend oppervlak. Elke afstand of luchtspleet resulteert in diskontinuïteiten en ongelijkheden. Het verwijderen van de diëlektrische laag van de fotogeleidende laag na-5 dat het beeld is gevormd geeft vonkvorming of corona ontlading en beschadigt het latente beeld, wanneer dit al niet wordt vernield. Wanneer de diëlektrische laag is gehecht aan het fotogeleidend oppervlak moet de elektrode worden verwijderd wat betekent dat de elektrode losneembaar moet zijn; er zal dan een afstand ontstaan tussen elek-10 trode en diëlektrikum tijdens de beeldvorming. Dit leidt tot een niet uniforme ladingsverdeling en de mogelijkheid van doorslag.

Experimenten zijn uitgevoerd door anderen waarbij werd getracht de gevoeligheid van fotografische media te verhogen, gebruikmakend van een geheel bestaande uit een fotogeleidend element met 15 vooraf geprepareerde Cd-Se lagen en CdSe een-kristallen, aangebracht op een geaard element waarbij een isolerende film daarop werd aangebracht met een verdampbaar geleidend fluïdum dienend als elektrode op de isolerende film. De fotogeleidende laag werd geladen en daarna werd de isolerende film tegen het fotogeleidend oppervlak gebracht 20 voor het induceren van een beeld van het latente beeld vanaf de foto-geleider op de isolerende film. Het verdampend geleidend medium was verbonden met het geaard element voor het teweeg brengen van de la-dingoverdracht naar de isolerende film zonder het uitwendig aan- f brengen van spanningen. Na het verdampen van de vloeistof werd de 25 film van de fotogeleidende laag verwijderd. Daarna werd de isolerende film met toner bedekt om het beeld te ontwikkelen. De beelden konden enkele maanden worden opgeslagen voordat merkbaar verlies van de 7902071 t *· - 6 - totale oppervlaktelading optrad. Met een dergelijk proces konden, naar werd meegedeeld, gevoeligheden van 100 A.S.A. en zelfs van 300 A.S.A. worden bereikt.

Het zou uiteraard gewenst zijn wanneer het vooraf laden sou 5 kunnen vervallen en ook het afscheiden van lagen van elkaar voor het ontwikkelen van het latente beeld, terwijl ook het elimineren der problemen verband houdend met het verbinden van de elektrode en het afschakelen ervan en verband houdend met luchtspleten en ruimten tussen de elektrode en de diëlektrische laag of tussen de diëlektrische laag 10 en het fotogeleidend oppervlak gewenst is.

De snelheid en gevoeligheid van de bekende elektrofotografische media, ook experimentele, zijn zo laag dat deze media niet in nanosekonden kunnen worden belicht en ook niet in tijden van deze orde van grootte geheel kunnen worden ontladen. Voor wat betreft het 15 reageren op stralingsenergie in nanosekonden: dit is essentieel voor een snelle film. Bekende fotogeleidende materialen hebben bijzonder langzame overdrachttijden, ofwel als gevolg van de dikte van de noodzakelijke lagen dan wel voortvloeiend uit de aard van het materiaal.

Zeer intensief licht is noodzakelijk om geheel ladingsdragers te vor-20 men zelfs wanneer het proces wordt ondersteund door uitwendige voedingsbronnen. Snelheden in de orde van grootte van $00 tot 1000 A.S.A. kunnen niet worden bereikt. Het is ook niet mogelijk dergelijke elektrostatische beelden uit te lezen met een elektronenbundel omdat de ontlaadt!jd van de oppervlaktelading te groot wordt.

25 Het zou gewenst zijn wanneer de overgangstijd van de dra gers bij het gaan door de fotogeleidende laag van het elektrofotogra-fisch medium minder zou zijn dan de drager levensduurtijd zodat het 7902071 * Λ - 7 - elektrisch veld gedurende de dragerbeweging in stand zou worden gehouden. Het gehele volume van de fotografische laag zou tijdens gebruik moeten zijn uitgeput om een uniforme overgang van dragers zonder variaties, veroorzaakt door zones van tegengestelde energietoe-5 standen te verzekeren. Y/anneer de ladingsdragers elektronen zijn moeten er geen gaten zijn die een zone vormen die de overgang moeilijk maken.

Wanneer de elektrofotografische laag met hoge snelheid kan reageren en wanneer de gevoeligheid verkregen door de uitwendige voe-10 dingsbron een groot volume dragers veroorzaakt kan het medium reageren op zeer kleine lichthoeveelheden en dan grote hoeveelheden dragers in korte tijd produceren. In het ideale geval zou de belichtingstijd die zijn noodzakelijk voor het bewegen van het merendeel der dragers door de dikte van het fotogeleidend element. Tijden van de orde van grootte 15 van microsekonden zouden zeer gunstig zijn.

De uitvinding verschaft een elektrofotografisch medium waarop een beeld kan worden gevormd met een bepaald type stralingsenergie voor het vormen van tenminste een latent ladingsbeeld van een patroon van deze energie, welk medium een modulerende struktuur heeft bestaan-20 de uit een substraat dat doorlatend is voor de stralingsenergie, een ohmse laag bestaande uit een dunne film materiaal aangebracht op een oppervlak van een substraat in een zodanige dikte dat het doorlatend is voor de stralingsenergie en een dunne film fotogeleidende laag nauw gehecht aan de ohmse laag, welk medium wordt gekenmerkt door een 25 opslag struktuur bestaande uit een laag diëlektrisch materiaal die elektrisch goed isolerend is, nauw is gehecht aan het oppervlak van de fotogeleidende laag tegenover de ohmse laag, met een elektrode 7902071 £ * - 8 - liggend over de diëlektrische laag op het oppervlak tegenover de fotogeleidende laag en een daartussen gelegen nauw verbonden geleidende film aangebracht tussen de elektrode en de diëlektrische laag welke film een zodanige aard heeft dat deze een gemakkelijke scheiding 5 van de elektrode van de diëlektrische laag mogelijk maakt terwijl voorts is voorzien in middelen voor het vormen van een verbinding van zowel de ohmse laag als de elektrode naar een gelijkspanningsbron met betrekkelijk lage spanning terwijl voorts het elektrofotografisch medium het patroon kan ontvangen dat tegen de bodem van het substraat 10 wordt geprojekteerd door het substraat en de ohmse laag en in de fotogeleidende laag waardoor selektief ladingdragers worden vrijgegeven voor een gemoduleerde beweging door de fotografische laag teneinde de synthetisatie teweeg te brengen van het geprojekteerde patroon op het oppervlak van de fotogeleidende laag tegenover de ohmse laag en daar-15 door door inductie door en op het oppervlak van de diëlekteische laag.

Volgens de uitvinding wordt een gelijkspanningsbron met lage spanning gebruikt, verbonden met de ohmse laag en elektrode en gepoold afhankelijk van de soort beweegbare ladingsdragers die worden geproduceerd'door de fotogeleidende laag zodat een groot aantal la-20 dingdragers beschikbaar komt die kunnen bewegen door de fotogeleidende laag met een veld voor het sturen van de ladingen, en met schakel-niddelen verbonden net de bron en het medium welke een voorafbepaalde tijd kunnen worden gesloten om een belichting mogelijk te maken van het medium door een patroon van stralingsenergie, en met middelen 25 voor het projekteren van een patroon stralingsenergie door elektrode en substraat door de fotogeleidende laag waardoor selektief ladingdragers worden vrijgemaakt voor een gemoduleerde beweging door de 790 20 7 1 i - 9 - fotogeleidende laag voor het synthetiseren van het geprojecteerde patroon op een oppervlak van de diëlektrische laag met ketens voor het besturen van de schakelmiddelen en voor het sluiten van de verbinding en het belichten met het patroon.

5 De uitvinding verschaft voorts een werkwijze voor het vor men van een ladingsbeeld van een patroon stralingsenergie en dit beschikbaar te maken voor verder gebruik gekenmerkt door de stappen van het vormen van een meerlaags gelaagde struktuur van materialen bestaande uit een substraat met een dunne film van ohms materiaal ge-10 hecht aan een oppervlak en een dunne film van kristallijn door sputteren neergeslagen geheel anorgaan dicht hoog geordend en georiënteerd kristalliet, in hoofdzaak panchromatisch fotogeleidend materiaal gehecht aan de ohmse laag en een dunne film diëlektrisch materiaal gehecht aan de fotogeleidende laag liggend over een elektrode op 15 de laag diëlektrisch materiaal waarbij een geleidende film materiaal wordt aangebracht tussen de elektrode en de diëlektrische laag en nauw daaraan wordt gehecht terwijl een gelijkspanningsbron van lage spanning wordt aangesloten tussen de ohmse laag en de elektrode gedurende een voorafbepaalde tijdperiode en het patroon stralingsener-20 gie gedurende deze tijd op de fotogeleidende laag wordt geprojecteerd waardoor ladingdragers worden vrijgemaakt uit de fotogeleidende laag voor het teweeg brengen van de synthetisatie van een latent lading-beeld van dit patroon op de diëlektrische laag waarna de elektrode en de geleidende film worden verwijderd voor het vrijmaken van de di-25 elektrische laag.

De uitvinding wordt toegelicht aan de hand van de tekening.

Fig. 1 is een schematische dwarsdoorsnede op vergrote 79 0 2 0 7 1 * Λ - 10 - schaal van een elektrofotografisch medium volgens de uitvinding;

Fig. 2 is een gedeeltelijke doorsnede van de uitvoeringsvorm volgens fig, 1 in wat gewijzigde Yorm;

Fig. 3 toont het vereenvoudigd schema van de elektrische 5 inrichting gebruikt in kombinatie met dit medium;

Pig. 4 is een vereenvoudigd blokschema van de elektrische ketens gebruikt volgens de aanvrage;

Pig. 4A is een gedeelte van dit blokschema in wat gewijzigde vorm; 10 Pig. 5 is een gedeelte van dit blokschema in eveneens gewij zigde vorm;

Pig, 6 is een gedeeltelijke dwarsdoorsnede door een deel van een elektrofotografisch medium volgens de uitvinding aan de hand waarvan de werking van dit medium wordt toegelicht.

15 De uitvinding verschaft een modulerende struktuur met veld en stroomopwekkende middelen, een opslagstruktuur en tijdbesturings-middelen. De modulerende struktuur reageert op stralingsenergie zoals licht voor het teweeg brengen van een selektieve verdeling van lading door het geheel. De veld- en stroomopwekkende middelen bestaan uit een 20 inwendige stroombron die de noodzakelijke dragers levert met een stuurveld van kanstante intensiteit. De opslagstruktuur slaat het beeld op dat wordt verkregen. De tijdbesturingsmiddelen omvatten schakelmiddelen die reageren op de invallende stralingsenergie voor het regelen van de werking van het modulerend geheel teneinde optima-25 le resultaten te bereiken. De tijdbesturingsmid.delen worden bediend door een inrichting die gebruik maakt van de stralingsenergie waardoor rekening wordt gehouden met de eigenschappen van de modulerende 790 20 7 1 ü \ - list ruk tuur.

Op deze wijze kan de gevoeligheid zo worden verhoogd dat A.S.A. gevoeligheidswaarden in de orde van grootte van duizenden worden bereikt. Een waarde van 30.000 is mogelijk gebleken. Dergelijke 5 gevoeligheden kunnen onmogelijk met de bekende fotografische media worden bereikt.

Bij het bekende elektrofotografisch medium moet de fotoge-leidende ontvanger worden geladen wat resulteert in een oppervlakte-potentiaal die met de resulterende dragers in het medium de enige ba-10 sis vormt voor het synthetiseren van een elektrostatisch beeld. Eet aantal dragers is beperkt en de stuurkracht daarvoor neemt met de tijd af en is altijd betrekkelijk klein. Zelfs bij een medium met hoge versterking zoals beschreven in het Amerikaanse octrooischrift 4.Ο25.359 is de maximum bruikbare oppervlaktepotentiaal in de orde 15 van grootte van 30 tot 40 volt en deze potentiaal neemt in donker langzaam af zodat het noodzakelijk wordt het beeld zo spoedig mogelijk na het laden te vormen teneinde dan nog te profiteren van het zo sterk mogelijk aanwezige elektrisch veld.

Bij het elektrofotografisch medium volgens de uitvinding 20 ligt er een vaste spanning tussen de ohmse laag en de elektrode boven op de diëlektrische laag die een konstante stuurkracht vormt doch die, wat belangrijker is, een vrijwel onuitputtelijke bron van dragers vormt die kunnen worden gebruikt voor het vormen van het gewenste latente beeld. Deze sturende kracht is aanzienlijk groter dan 25 die welke kan worden bereikt met een elektrofotpgrafische film die uitsluitend bestaat uit de fotogeleidende laag en de ohmse laag met het substraat, welke laatste film de modulerende struktuur van het 7902071 * “ - 12 - medium volgens de uitvinding bevat. De opslageigenschappen van di-elektrisch materiaal worden aanzienlijk verbeterd vergeleken met die van zelfs de beste fotogeleidende materialen zodat het vasthouden van het resulterend latente ladingsbeeld aanzienlijk beter verloopt. Ben 5 latent beeld kan bij de bekende foto-ontvangers slechts enkele minu-ten worden vastgehouden voordat de kwaliteit gaat afnemen; het elek-trofotografisch medium volgens de uitvinding kan beelden gedurende maanden vasthouden zonder dat de kwaliteit merkbaar verslechtert.

Reeds is gezegd dat de snelle fotografische films een grove 10 korrel vertonen die het gevolg is van, onder andere, de ontwikkeling.

In het in het hierna volgende te beschrijven systeem van beeldvorming hangt de resolutie van het verkregen beeld op geen enkele wijze af van de snelheid van het medium doch is slechts afhankelijk van de afmetingen van het materiaal in de toner en de diameter van de elektro-15 nenbundel die wordt gebruikt voor het elektronisch uitlezen van het beeld. Dit is het gevolg van het feit dat het soort fotogeleidend materiaal dat bij voorkeur'wordt toegepast een kristallijn materiaal heeft met individuele velddomeinen gevormd door kristallieten die een diameter hebben van minder dan een tiende micron waardoor een 20 resolutie van 10.000 lijn paren per millimeter mogelijk is.

Het algemene effekt van*de verschijnsels die optreden kan worden vergeleken met versterking waarbij de dragers vrijgemaakt door het fotogeleidend materiaal efficiënter worden bewogen en in grotere hoeveelheden dan in het geval van fotogeleidende materialen 25 zonder diëlekirische laag daar bovenop en zonder externe konstante gelijkspanning.

Fxg. 1 toont een uitvoeringsvorm van het medium volgens de 790 20 71 uitvinding met de modulerende struktuur 10 en de opslagstruktuur 12.

- 13 -

De modulerende struktuur verschilt niet veel van de struktuur der elektrofotografische film beschreven in het Amerikaanse oc~ trooischrift 4.025.339· De film die wordt gemaakt voor zuiver elektro-5 fotografisch gebruik, zoals beschreven in dit Amerikaanse octrooi-schrift, kan ook volgens de uitvinding worden toegepast. De modulerende struktuur 10 omvat een substraat 14 bestaande uit een vel polyester met een dikte van een fraktie van een millimeter, gemakkelijk in de handel verkrijgbaar en vervaardigd door bijvoorbeeld Celanese, 10 DuPont, Kale, en anderen. Het substraat is flexibel en lichtdoorla-tend en zeer stabiel. Zoals beschreven in het Amerikaanse octrooi-schrift is een ohmse laag lé op het bovenoppervlak van het substraat 14 door sputteren aangebracht; deze ohmse laag heeft bij voorkeur een dikte van 100 tot 300 Angstrom en is eveneens lichtdoorlatend. Bij 15 voorkeur bestaat deze laag uit indium tinoxyde in een verhouding van negen op een.

De fotogeleidende laag 18 is eveneens door sputteren aangebracht en is goed gehecht aan het oppervlak van de ohmse laag; deze laag vormt eèn dunne film van 3.000 tot 10.000 Angstrom dik. Ook dun-20 nere films kunnen worden gebruikt. De laag 18 moet zo doorlatend zijn dat de stralingsenergie die daardoor wordt geprojekteerd niet merkbaar wordt geblokkeerd; deze stralingsenergie kan bijvoorbeeld zichtbaar en ultraviolet licht zijn, terwijl toch voldoende stralingsenergie moet worden geabsorbeerd om het selektief vrijmaken van dragers 25 teweeg te brengen. De mate van absorptie der stralingsenergie kan liggen tussen 15 en 30/°. De ohmse laag en het substraat absorberen bij voorkeur zo min mogelijk stralingsenergie.

79 0 20 7 1 - 14 -

Een voorkeursmateriaal voor de laag 18 is zuiver cadmium-sulfide, in het bijzonder vanwege panchromatische eigenschappen. Het afvallen van de responsie in het rode einde van het zichtbare spectrum kan worden gekompenseerd door selektief doteren. In de neerge-5 slagen toestand is het cadmiumsulfide kristallijn in samenstelling met kristallieten die zeer uniform en in vertikale richting zijn geordend, dus loodrecht op het vlak van het substraatoppervlak. De kristallieten zijn hexagonaal, hebben een diameter van 600 tot 800 Angst±om en zijn aangebracht in een zeer dichte neerslag met zeer 10 nauwe bindingen tussen de kristallieten. Het oppervlak is elektrisch anisotroop met een oppervlakteweerstand van de orde van grootte van 20 10 ohm per vierkant als gevolg van de vorming van een grenslaag. Eet donker verval is zodanig dat normaal gebruik van de film het mogelijk maakt de film te laden en pas uren later een beeld daarop te 15 vormen. Het ontladen vindt echter zo snel plaats dat toch nog bepaalde voorzorgen moeten worden genomen in het geval waarin het elektrofotografisch medium volgens de uitvinding niet direkt na de beeldvorming wordt ontwikkeld zoals in het hierna volgende nog wordt toegelicht.

20 De soortelijke weerstand van de fotogeleidende laag 18 in donker is ongeveer 10^ ohm centimeter in dwarsrichting en de soor- g telijke weerstand in licht in dezelfde richting is ongeveer 10 ohm centimeter. Met dwarsrichting wordt bedoeld een richting evenwijdig aan het vlak van het substraatoppervlak. De verhouding van 10^ in 25 de massa van de fotogeleidende laag is van belang als gevolg van de wijze waarop het materiaal wordt gebruikt. Dezelfde verhouding bestaat tussen de soortelijke weerstand van cadmiumsulfide laag 18 in 790 20 71 - 15 - licht en in donker loodrecht op het vlak van het substraatoppervlak. Deze eigenschap is van belang bij het vormen en transport van grote hoeveelheden ladingdragers en het verschil tussen die welke worden beïnvloed door fotonen en die welke daardoor niet worden beïnvloed.

5 Y/anneer de modulerende struktuur 10 klaar is wordt daarop een diëlektrische laag 20 uit isolerend materiaal aangebracht. Deze laag heeft bij voorkeur een dikte van 1.000 tot 3.000 Angstrom en kan zijn gevormd: uit anorganisch materiaal dat kan worden gesputterd zodat dezelfde inrichting als die, gebruikt voor het vormen van de ohm-10 se laag 16 en de fotogeleiderlaag 18 kan worden gebruikt voor het aanbrengen van deze laag. Verschillende chemicaliën kunnen worden gebruikt, en wel isolerend siliciumoxyde zoals SiO^ en SiO, silicium-nitride (Si^N^).?„aluminiumoxyde (Al^O^) en dergelijke. Het neerslaan van een laag 20 moet zodanig worden uitgevoerd dat een algehele en 15 nauwe binding ontstaat. Met sputteren kan dit worden bereikt, evenals met neerslag uit de dampfase.

Nadat de diëlektrische laag 20 is aangebracht kan het verkregen materiaal worden gebruikt. Belangrijk is dat er een elektrode 22 aanwezig is die dient als kondensatorplaat en moet worden gebruikt 20 voor het vormen van een vast veld voor het bewegen der ladingdragers; deze elektrode 22 is verwijderbaar. De opslagstruktuur 12 omvat dus de elektrode 22 hoewel de elektrode 22 en de diëlektrische laag 20 kunnen worden afgescheiden en pas behoeven te worden aangebracht wanneer het medium wordt gebruikt. Het is van belang dat de elektrode op 25 zijn plaats is wanneer het medium wordt gebruikt voor het vormen van een beeld; vandaar het opnemen ervan in de geheugenstruktuur.

In Fig. 1 is de elektrode 22 aangegeven als een dunne plaat 7902071 - 16 - of "band van een metaal aoals aluminium, koper, staal en dergelijke,

De elektrode bevindt zich op de diëlektrische laag met daartussen een film 24 uit geleidend materiaal. Deze film 24 is noodzakelijk voor het verkrijgen van de geleidende tussenlaag of verbinding tussen 5 elektrode 22 en diëlektrische laag 20 en moet zo dun mogelijk zijn. Fig. 1 geeft aan hoe deze film bestaat uit een vloeistof, bijvoorbeeld een zoutoplossing die goed geleidend is, eventueel met een be-vochtigingsmiddel dat met de zoutoplossing kan worden vermengd zodat de oppervlaktespanning van de vloeistof wordt verlaagd voor een beter 10 bevochtigen en een beter kontakt. Sen van de vloeistoffen die hiervoor kunnen worden gebruikt is een geleidend organisch oplosmiddel zoals bijvoorbeeld een vloeibaar polymeer gebruikt om papier geleidend te maken bij de fabrikage van zinkoxydepapier. Een voorbeeld is Merck Conductive Polymer 261, in de handel gebracht door Merck & Co., 15 Rahway, New Jersey, in een waterige oplossing.

3ij gebruik van het medium 10,12 wordt een gelijkspannings-bron 26, bijvoorbeeld een eenvoudige batterij, aangesloten tussen de elektrode 22 en de ohmse laag 16 via de verbindingen 28 en 30 waarin de schakelaar 32 is opgenomen. De verbinding 30 kan op aardpotentiaal 20 liggen waarmee het maken van de verbinding met de ohmse laag 16 7/ordt vergemakkelijkt. Een patroon stralingsenergie, bijvoorbeeld een lichtbeeld aangegeven met de pijlen 34 wordt via het onderoppervlak van het substraat en door het substraat 14 geprojekteerd, en gaat door de ohmse laag 16 en de fotogeleiderlaag 18. De schakelaar 32 wordt tij-25 dens het belichten gesloten; deze tijd is in de_ orde van grootte van microsekonden of zelfs nanosekonden. Gedurende deze tijdsperiode zal een selektieve beweging van dragers optreden die, in het geval-van 790 20 71 - 17 - een fotogeleidende laag uit cadmiumsulfide of ander 2i-materiaal, elektronen zullen zijn. Deze elektronen bewegen naar de ohmse laag 16 waardoor de tussenlaag tussen de fotogeleidende laag 18 en de diëlek-trische laag 20 meer positief achterblijft daar waar delen zijn on-5 derworpen aan het opvallen van stralingsenergie en minder positief, dus negatief, waar delen niet zijn onderworpen aan stralingsenergie. Met andere woorden: wanneer de stralingsenergie 34 zichtbaar licht is zullen lichte delen op het oppervlak van de fotogeleidende laag 18 positief blijven terwijl donkere delen negatief zijn. Zij kunnen ook 10 neutraal zijn wanneer geen elektronenbeweging heeft plaats gevonden.

In het geval van het normale gebruik van dé modulerende struktuur 10 als elektrofotografische film zou deze film negatief zijn geladen op het oppervlak; het geprojekteerde beeld zal dan het doorgaan en rekombineren van elektronen veroorzaken zodat de lichtde-15 len positief worden terwijl de donkere delen negatief blijven. Hierdoor ontstaat het latente beeld op dezelfde wijze als bij het bovenomschreven elektrofotografisch medium met uitzondering van het feit dat volgens de uitvinding een aanzienlijk groter aantal dragers beschikbaar is o 20 Het elektrisch effekt kan ook zo worden beschreven dat po sitieve ladingen bewegen naar de tussenlaag tussen de fotogeleidende laag 18 en de diëlektrische laag 20 toch een feit is dat bij N-mate-riaal zoals cadmiumsulfide er geen beweegbare gaten zijn. Deze onbeweeglijke "gaten" kunnen worden beschouwd als positieve energietoe-25 standen waarvan de kondities worden beïnvloed d,oor de beweging der dragers, die in dit geval elektronen zijn. In fig. 6 is het effekt van het sluiten van de schakelaar aangegeven in het elektrofoto- 79 0 2 0 7 1 - 18 - grafisch medium in twee zones, de ene licht en de andere donker.

In de lichte zone zijn twee positieve ladingen aangegeven met het verwijzingscijfer 40 zij bewegen van de ohmse laag 16 naar de diëlektrische laag 20 en komen tot stilstand bij 42 op de bodem van 5 de laag. Als gevolg van hun aanwezigheid wordt een gelijke en tegengestelde lading geïnduceerd door de kondensator werking op het tegenover gelegen oppervlak der diëlektrische laag 20, aangegeven met de negatieve ladingen 44« In feite echter is de beweging er slechts een van de enig beweegbare dragers, namelijk de elektronen. Twee elektro-10 nen 46 zijn aangegeven bewegend naar de ohmse laag lé. Het effekt van deze beweging is dat delen in het tussenvlak tussen de ohmse laag 18 en de diëlektrische laag 20 meer positief worden gelaten, waarbij wordt aangenomen dat deze liggen in de grenslaag van de fotogeleiden-de laag 18, 15 In de donkere delen zijn de positieve ladingen_aangegeven met 48 en de negatieve ladingen met 50? zij hebben niet bewogen. Aannemend dat deze negatieve ladingen 50 waren gekoppeld met positieve ladingen 52 en daardoor geneutraliseerd zal er geen lading zijn aan het tussenvlak en ook geen aan het oppervlak der diëlektrische laag 20 in de donker zone. Ten opzichte van de hoge negatieve lading bij 44 is het ongeladen deel in donker positief doch onafhankelijk van de situatie is er een aanmerkelijke lading gradiënt tussen de donkeren lichtdelen die zal worden vastgehouden omdat het diëlektrische materiaal aan zijn oppervlak een oneindige weerstand heeft en ook 25 door de massa van het materiaal zelf zodat er normaal geen lek optreedt.

Ha belichting wordt de elektrode 22 weggenomen van de di- 790 2 0 7 1 - 19 - elektrische laag 20 en door capillaire werking zal, omdat de film 24 vrij dun is, ideaal van de orde van grootte van enkele honderden Angstrom het grootste deel der vloeistof van de film 24 ook worden weggenomen. Een luchtstroming kan de rest van de vloeistof wegblazen en 5 heeft geen invloed op de ladingstoestand.

Daar het diëlektrisch materiaal een elektrische isolator is worden de ladingen gevangen zoals zij zouden zijn in een goede konden-sator of op het oppervlak van een goede isolator. Deze ladingen zijn selektief verdeeld in overeenstemming met de verdeling van stralings-10 energie door het medium geprojekteerd. Zij zullen op hun plaats blijven als een geïntegreerd beeld gedurende lange tijdsperioden, bijvoorbeeld enkele maanden zonder verslechtering van het beeld. Meerdere van deze voorwerpen kunnen in een camera zijn opgeslagen en belicht gedurende een bepaalde tijdsperiode terwijl de beelden aanwezig 15 blijven totdat de voorwerpen voor verdere verwerking uit de camera worden verwijderd.

Doordat het medium met de diëlektrische laag dun is zal het geheel zeer buigzaam zijn en bijvoorbeeld in een patroon in opgerolde vorm kunnen worden opgeslagen, op zijn plaats worden gebracht om te 20 worden belicht waarna de elektrode 22 op de diëlektrische laag 20 wordt gebracht. De vloeistof 24 kan automatisch worden afgegeven van dezelfde patroon als die waaruit het voorwerp wordt uitgenomen.

Bij het ontwikkelen van het latente ladingsbeeld kan elke geschikte techniek worden gebruikt. Het is bijvoorbeeld mogelijk de 25 informatie met een elektronenbundel uit te lezen, het is ook mogelijk het oppervlak van toner te voorzien en het ontwikkelde beeld direkt te ontwikkelen op het oppervlak teneinde een dia positief te maken 7902071 - 20 - ook is het mogelijk het heeld van toner te voorzien en de toner over te dragen. In die gevallen waarin de ontwikkeling niet direkt wordt uitgevoerd moeten voorzorgen worden genomen om te voorkomen dat het beeld verandert door drift der ladingdragers in de fotogeleider welke 5 nog kan optreden na het openen van de schakelaar 32. Dit wordt aan de hand van fig. 5 toegelicht.

De openingstijd van de schakelaar J2 is enigszins kritisch en dit moet in aanmerking worden genomen bij het konstrueren van de inrichting waarin het medium 10f 12 wordt gebruikt. Het is essentieel 10 dat het latente ladingsbeeld op de meest efficiënte wijze wordt gevormd en dit vergt een konditie waarin het maximum aantal ladingdragers het tussenvlak bereiken tussen de diëlektrische laag 20 en de fotogeleidende laag op dezelfde tijd. Wanneer de elektrische stroom wordt uitgeschakeld door het openen der schakelaar J2 voordat deze 15 konditie optreedt zal het beeld niet geheel worden gevormd; wanneer de elektrische stroom kan vloeien nadat deze voorwaarde aanwezig is zullen dragers verder bewegen nadat het beeld is gevormd en zal het beeld wazig worden. Wanneer de schakelaar J2 in de gesloten toestand wordt gehouden gedurende een voldoend lange tijd zal het gehele /· 20 beeld in een uniforme bedekking verloren gaan daar dan het gehele oppervlak van de fotogeleider lading op zal nemen zonder enig onderscheidt op de wijze van een geheel geladen kondensator.

De fotogeleidende laag 18 is zo dun dat er een bijzonder korte overgangstijd is. Leze tijd is in de orde van grootte van een 25 microsekonde of een nanosekonde. De gemiddelde overgangstijd van de dragers is de tijd waarin de schakelaar 32 is gesloten en dit is ook de belichtingstijd. Er is voor een bepaald beeld slechts een optimale 790 20 7 1 - 21 - tijd en deze hangt af van de belichtingsomstandigheden, dus van de intensiteit der stralingsenergie, de spectrale responsie van de foto-geleider, de relatieve intensiteit van de verschillende delen van het patroon en ook nog andere faktoren zoals de temperatuur en dergelijke.

5 Goede resultaten kunnen worden verwacht met een variatie van een orde van grootte in beide richtingen.

Teneinde deze tijd nauwkeurig te realiseren wordt de schakelaar 32 bij voorkeur automatisch bediend zoals bijvoorbeeld door een elektronische schakelketen. De stralingsenergie wordt bemonsterd 10 door een fotogevoelige inrichting en deze levert een signaal dat wordt vergeleken met een referentiesignaal voor het opwekken van een derde, de schakelaar bedienend, signaal. Deze techniek is bekend uit de Amerikaanse octrooisohriften 3*864.035 en 3*880.512. De toepassing van deze techniek wordt toegelicht aan de hand van fig. 4« 15 Pig. 2 toont een gevrijzigde uitvoeringsvorm van het medium volgens de uitvinding; het verschil ligt in de opbouw van de elektrode 22 en de film 24 en de resulterende andere werkwijze.

De diëlektrische laag 20 is hier aangegeven met een film 60 die het equivalent is van de film 24 doch uit metaal. Door gebruik te 20 maken van geleidende metalen met laag smeltpunt zoals smeltbare legeringen zoals Wood's metaal kan eeh nauw kontakt worden verzekerd tussen de elektrode 62 en de diëlektrische laag 20 wanneer de film 60 is gesmolten voordat de belichting wordt uitgevoerd. De elektrode 62 kan zijn uitgevoerd met een band of strip van het vaste metaal geleid 25 langs het onderoppervlak in de vorm van een schoen met een band erom. Wanneer het voorwerp met het substraat 14 de ohmse laag 16 de fotoge-leidende laag 18 en de diëlektrische laag 20 klaar voor gebruik is 7902071 - 22 - wordt het op zijn plaats gebracht en de schoenelektrode 62 wordt dan op zijn plaats gebracht op het bovenoppervlak van de diëlektrische laag 20. Verwarmingselementen 64 in de schoenelektrode 62 worden elektrisch bekrachtigd en doen het metaal op de bodem van de schoen-5 elektrode 62 smelten ter vorming van de vloeistoffilm 60. Deze film 60 geeft een kompleet nauw kontakt tussen de schoenelektrode 62 en het oppervlak van de diëlektrische laag 20. Of het vloeibare metaal snel of langzaam smelt is van geen belang zolang het goede kontakt wordt gehandhaafd. Indien gewenst kunnen de verwarmingselementen 64 10 gedurende de belichting bekrachtigd blijven.

De belichting vindt plaats door het sluiten van de schakelaar 32 gedurende een tijd die in het ideale geval gelijk is aan de' gemiddelde overgangstijd van de dragers door de fotogeleidende laag 18 naar de diëlektrische laag 20 waarna de film 60 kan stollen. De 15 schoenelektrode 62 kan zijn voorzien van kanalen 66 voor het geleiden van koelmedium voor het doen stollen van de film 60, De elektrische stroom in.de verwarmingselementen 64 is inmiddels afgeschakeld en na het stollen van de film 60 wordt de schoenelektrode 62 van het bovehoppervlak van de diëlektrische Taag 20 afgelicht. Ge-20 bleken is dat de film 60, wanneer deze niet direkt bij het verwijderen van de schoenelektrode 62 méekomt, gemakkelijk en schoon van het oppervlak der diëlektrische laag 20 kan worden verwijderd daar er weinig affiniteit is voor het isolerend oppervlak van de laag 20, zeker minder dan voor het metaal van de schoenelektrode.

S' 25 De bodem van de schoenelektrode 62 kan zijn vervaardigd uit een smeltbare legering en steeds opnieuw worden gebruikt, waarbij het afwisselend smelten en stollen geen invloed heeft op de 79 0 20 7 1 - 23 - werking van het geheel* Een andere uitvoeringsvorm kan gebruik maken van een verwarmingspot aangebracht boven en enigszins achter- de plaats waar het elektrofotografisch medium moet worden belicht; hiermee wordt een laag legering op het oppervlak van de diëlektrische 5 laag uitgegoten. Het legeren vindt plaats via een spleet en het elektrofotografisch medium wordt van de pot wegbewogen met de dunne laag gestoltd materiaal, welke laag daarna wordt verwijderd door het wegkantelen van de rest van het medium naar beneden wat mogelijk is door dat het medium zeer flexibel is terwijl de laag wordt teruggevoerd 10 naar de pot.

Daar er geen lading vooraf plaats vindt is er ook geen noodzaak om het elektrofotografisch medium in donker op te slaan en ook geen noodzaak van een sluiter om het licht altijd te blokkeren.

In een geschikte inrichting zoals een camera of copieerapparaat kan 15 het geprojekteerde patroon direkt zijn gericht tegen de bodem van het substraat 14. Niets zal gebeuren totdat de schakelaar 52 wordt gesloten en alle verschijnselen spelen zich af tijdens het gesloten zijn der schakelaar. Dit is'een ideale situatie omdat de inrichting waarin het medium wordt gebruikt bijzonder eenvoudig kan zijn.

20 Fig, 3 toont een eenvoudig schema van het theoretisch elek trisch equivalent van het geheel volgens de uitvinding. De diëlektrische laag 20 werkt als de kondensator 67 waarin lading wordt opgeslagen welke lading in de kondensator stroomt afhankelijk van de andere elementen in het systeem. De kondensator 68 en de variabele 25 weerstand 70 representeren de invloed van licht en donker op het fotogeleidend element, het veranderen van de impedantie daarvan geeft het selektief patroon van dragers. De spanning van de bron 26 beweegt 7 90 20 7 1 - 24 - deze dragers met een snelheid en in een mate die wordt bepaald door de relatieve impedantie der elementen.

Zoals reeds gezegd hangt de ideale belichtingstijd samen met de hoeveelheid opvallende stralingsenergie waaraan het elektrofo-5 tografisch medium wordt blootgesteld. De eigenschappen van het medium moeten ook in aanmerking worden genomen. Fig. 4 toont het blokschema van een inrichting waarin het medium volgens de uitvinding wordt gebruikt en waarin de belichtingstijd zoveel mogelijk gelijk is aan de gemiddele overgangstijd van de gevormde dragers.

10 De schakelaar 32 zal een elektronische schakelaar zijn die wordt bediend door een stuurketen 70 welke de schakelaar in- en uitschakelt via de stuurlijn 71 op een bepaald moment en gedurende een tijdsduur afhankelijk van de aard van het signaal op de stuurverbin-ding 72 afkomstig van de vergelijker 74« Fr is een foto-reagerende 15 inrichting 76 die een klein gedeelte van de invallende stralingsenergie 34 onderschept en bemonstert. Hier wordt gebruik gemaakt van een omzetter die een verandering teweeg brengt in een stroom of spanning optredend op het fanaal 78 gaande naar de inrichting 80. Deze stuur-signaalinrichting kan worden ingesteld voor verschillende kondities 20 ter levering van een eerste signaal bij 82 dat gaat naar de vergelijker 74» een referentiesignaal dat'eveneens kan worden ingesteld afhankelijk van verschillende kondities van het elektrofotografisch medium wordt opgewekt in de keten 84 en via de lijn 86 toegevoerd aan de vergelijker 74.

25 Uiteraard kan deze keten op verschillende wijzen worden gewijzigd voor het beter bereiken van het gewenste resultaat namelijk het leveren van een tijdbesturingssignaal dat de schakelaar 32 zal 790 20 71 -25- sluiten gedurende een tijdsduur die de beste belichting heeft voor de heersende omstandigheden betreffende de invallende stralingsenergie 34. Volgens het Amerikaanse ootrooischrift 3.880.512 wordt het enigszins anders gerealiseerd: het gemiddelde licht van een beeld of een 5 scene wordt gebruikt voor het besturen van de mate van lading van een elektrofotografische film of het ladingsniveau ligt vast en de hoeveelheid licht wordt gevarieerd. Bij voorkeur wordt de belichtingstijd gevarieerd daar er geen laden van de film is en het veld en de dragerstuurspanning konstant zijn. De noodzakelijke instellingen wor-10 den uitgevoerd in verband met bepaalde karakteristieken der fotoge-leider en teneinde zeker te zijn van het verkrijgen van het gewenste vergelijkingssignaal van de fotogevoelige inrichting die de stralingsenergie bemonstert.

Bij de uitvoeringsvorm volgens fig. 4 kan het proces met de 15 hand worden gestart via een schakelaar of drukknop 88 die de voeding 91 inschakelt via de lijn 92, deze voeding bekrachtigt alle elektrische komponenten van de inrichting via geschikte verbindingen, symbolisch aangegeven met 94· De inrichting schakelt zichzelf uit via de. tijdsduurketên 70 die de tijdsduur van het inschakelen der schakelaar 20 32 en de inschakelmomenten bepaalt.

Fig. 4A toont een wijziging van deze schakelketens: in plaats van het variëren van de belichtingstijdsduur wordt een geschikte vaste tijdsduur gekozen afhankelijk van de gebruikte fotogeleider en de omstandigheden en wordt de gelijkspanning gevarieerd afhankelijk van de 25 stralingsenergie. De schakelaar 32' wordt dan een vaste tijdsduur gesloten; na bekrachtiging blijft de schakelaar automatisch een bepaalde tijd gesloten en opent dan. De vergelijker 74 ontvangt dezelfde 7902071 -26-- signalen en voert een vergelijking uit voor het verkrijgen van een uitgangssignaal op de lijn 72’ die nu gaat naar de stuurketen 70' welke automatisch de spanning instelt van een variabele gelijkspan-ningsvoeding 26' via het kanaal 71*· Hetzelfde effekt wordt bereikt; 5 de belichtingstijd wordt ingesteld zoveel mogelijk gelijk aan de gemiddelde overgangstijd der dragers. Voor hogere intensiteiten van stralingsenergie sal de spanning lager zijn dan voor lagere intensiteiten. De stuurketen 70’ kan bijvoorbeeld via een kleine motor een in een spanningdeler op genomen potentiometer aandrijven.

10 Wanneer het latente ladingsbeeld direkt wordt uitgelezen door elektronisch aftasten ontstaan er geen problemen met dragers die de overgang niet geheel hebben voltooid; er zuilen altijd enkele van deze dragers zijn. Wanneer het beeld moet worden opgeslagen zal de donker vervalkarakteristiek van de fotogeleidende laag 18 tot ge-15 volg hebben dat nog steeds langzame dragers naar het oppervlak der laag 18 bewegen. Wanneer er genoeg van deze ladingdrift optreedt zal het beeld verslechteren. Het veld dat ladingen kan doen bewegen sal inwendig aanwezig blijven en een zeer langzame beweging is mogelijk. Nadat het beeld is gevormd en de elektrode 22 is verwijderd wordt dan 20 ook een andere elektrode 90 over de diëlektrische laag 20 aangebracht doch op afstand daarvan en een omkeerspanning, dus een spanning met een polariteit tegengesteld aan die welke oorspronkelijk werd aangelegd wordt nu aangelegd. Voor een N-materiaal zoals cadmiumsulfide zal de ohmse laag nu worden verbonden met de negatieve aansluiting 25 van de voeding terwijl de elektrode $0 positief is. Elektronen zullen nu in tegengestelde richting gaan vloeien waardoor die dragers (elektronen) die naar de ohmse laag bewegen worden geneutraliseerd.

790 20 7 1 - 27 -

Dit heeft geen invloed op het beeld dat aanwezig is op het oppervlak van de diëlektrische laag omdat er geen kontakt is met de elektrode 90 die via een luchtspleet van de laag is gescheiden.

In fig. 5 is met het verwijzingscijfer JQ een tijdketen 5 aangegeven welke in grote trekken overeenkomt met die volgens fig. 4 en waarmee wordt aangegeven het feit dat de belichting van een medium tijdbestuurd plaats vindt door het verbinden van de spanningsbron 26 als aangegeven in bijvoorbeeld fig. 1. Sen gekoppelde schakelaar 92 met twee moederkontakten 94 en 96 is respektievelijk ver-10 bonden met de negatieve lijn 28 en de positieve lijn 30. De kontakten 98 en 100 zijn verbonden met de schakelaararmen 102 en 104 gedurende de belichting doch zodra de schakelaar wordt omgeschakeld in de andere stand__zijn de armen 102 en 104 in kontakt niet de kontakten 106 en 108 waardoor de polariteit wordt omgekeerd. De kontakten 106 15 en 100 zijn via de lijn 110 in verbinding met de ohmse laag lé. Het kontakt 98 staat via de lijn 112 in verbinding met de elektrode 22. Het kontakt 108 staat via de lijn 114 in verbinding met de elektrode 90.

De'inrichting moet de elektrode $0 in de gewenste stand 20 brengen op mechanische wijze nadat de elektrode 22 is verwijderd; dit kan automatisch worden uitgevóerd met dezelfde tijdinrichting 70 die de schakelaar 92 bedient. De lijn llé bekrachtigt een stuurinrichting 118 die een mechanische verbinding 120 heeft met de elektrode 90 o® deze te doen bewegen.

25 In het nu volgende zal de gevoeligheid van de elektrofo- tografische film volgens de uitvinding met cadmiumsulfide als foto-geleidende laag in A.S.A.-waarde worden berekend.

790 20 7 1 - 28 -

Een daglicht scene op een bewolkte dag heeft een belichting in de lichte delen van 200 kaars/voet2. In diepe schaduwen is de belichting ongeveer 1/j van deze waarde, dus 2 kaars/voet2.

Experimenten werden uitgevoerd met een typische elektrofoto-5 grafische film met als fotogeleidend materiaal zuiver cadmiumsulfide met een dikte van 3500 Angstrom waarbij bleek dat met een lensopening van 1 : 0,8 de weerstand van het cadmiumsulfide varieert van 1,1 x 103 ohm/cm2 voor lichten tot 1.1 . 10^ ohm/cm2 in schaduwen. Daarbij wordt de film als fotocel gebruikt.

10 Wanneer de diëlektrische laag 20 een capaciteit heeft C van 2 . 10"8 farad/cm2 , wat tjrpisch is voor de genoemde materialen, is de

tijdkonstante RC

T 2,2 x 10 J sekonde in lichten en T = 2.2 x 10”^ sekonde in schaduwen.

15 Bij een belichtingstijd van 33 microsekonden is de faktor t/RC (t« belichtingstijd): -- tc------- ,. , . -t/RC = .223 1.5 voor lachten e ' 0.015 voor schaduwen e “ *985

Gedurende de belichtingstijd die is gekozen als een ruwe 20 schatting van de gemiddelde overgangstijd voor dragers door de foto-geleidende laag zal de kondensator die equivalent is met de struktuur 10, 12, laden. De bereikte spanning V wordt berekend met de vergelijking: V = 7 (l -V^0) ov -e ' 25 waarin YQ de aangelegde gelijkspanning is over de kondensatorplaten (l6 en 22).

Onder deze omstandigheden zal de diëlektrische laag 20 790 20 7 1 9 * - 29 - laden tot: .77 V in de lichten en .015 in de schaduwen.

Bij een aanname als bovenomschreven moet een normale zwart-5 wit film onder de gelijke lichtkondities een A.S.A. gevoeligheid hebben van ongeveer 30.000. Een dergelijke film bestaat niet.

Het is duidelijk dat de belichtingstijd, dus de laadtijd van de equivalente kondensator zodanig zijn dat de faktor t/RC ligt tussen nul en een, en bij voorkeur zoveel mogelijk gelijk is aan een. 10 De overgangstijd door het cadmiumsulfide kan worden benaderd door de beweegbaarheid van de dragers vermenigvuldigd met de dikte van de laag 18, aannemend dat de doorlopen afstand de gehele dikte is.

Zoals gezegd is de laag 18 bij voorkeur cadmiumsulfide in zuivere gesputterde vorm. Doteren met koolstof, koper of andere stof-15 fen maakt het mogelijk de spectrale responsie te veranderen en zelfs de quantumversterking in bepaalde gevallen te vergroten. Ook andere stoffen kunnen worden gebruikt als fotogeleidende laag zoals zinksulfide (ZnS) en mengsels van zinksulfide en cadmiumsulfide, zinktellu-ride (ZnTe),' arseen trisulfide (ASgS^), zinkselenide (ZnSe), zink-20 indiumsulfide (ZnlngS^), cadmiumselenide (CdSe), cadmiumtelluride (CdTe), gallium arsenide (GaAs) en antimoon trisulfide (Sb2S^).

Variaties in dikte der verschillende lagen zijn mogelijk en vallen binnen het kader der uitvinding. De diëlektrische laag 20 kan zeer dun zijn, bijvoorbeeld minder dan 1.000 Angstrom. De laag 25 fungeert ook als beschermende bekleding voor de fotogeleidende laag en moet uniform zijn aangebracht. Dikke lagen, bijvoorbeeld 1.Q0Q Angstrom en meer, kunnen gemakkelijker worden neergeslagen.

790 20 7 1

Claims (21)

1. Elektrofotografisch medium waarop een beeld kan worden ge vormd door bestraling met stralingsenergie voor het tot stand breng-20 en van tenminste een latent ladingsbeeld van een patroon van deze energie, omvattende een modulerende struktuur bestaande uit een substraat dat doorlatend is voor de stralingsenergie, een ohmse laag uit een dun filmmateriaal aangebracht op een oppervlak van het substraat met een zodanige dikte dat de laag voor de stralingsenergie 25 doorlatend is en een dunne fotcgeleidende filmlaag nauw aan de ohmse laag gehecht, gekenmerkt door een opslagstruktuur bestaande uit een laag diëlektrisch materiaal welke elektrisch zeer 79 0 20 7 1 - 31 - isolerend is, nauw is gehecht aan het oppervlak van de fotogeleidende laag tegenover de ohmse laag, met een elektrode over de diëlektrische laag op het tegenover de fotogeleidende laag gelegen oppervlak en met een tussengelegen, nauw hechtende geleidende film tussen de elektrode 5 en de diëlektrische laag welke film zodanige eigenschappen heeft dat een gemakkelijk scheiden van de elektrode van de diëlektrische laag mogelijk is, en door middelen voor het vormen van een verbinding van zowel de ohmse laag als de elektrode met een laagspannings-geli jk-stroombron waarbij het elektrofotografisch medium het patroon kan op-10 nemen geprojekteerd tegen de bodem van het substraat door het substraat en de ohmse laag in de fotogeleidende laag voor het selektief vrijmaken van ladingdragers voor een gemoduleerde beweging daarvan door de .fotogeleidende laag voor het synthetiseren van het geprojek-teerde patroon op het oppervlak van de fotogeleidende laag tegenover 15 de ohmse laag en door inductie door en op het oppervlak van de di-elektrische laag»

2. Inrichting volgens conclusie 1, m e t het kenmerk dat de geleidende film een vloeistof van geleidend materiaal is aangebracht tussen de elektrode en het diëlektrisch materiaal» 20 5» Inrichting volgens conclusie 1, m e t het kenmerk dat de geleidende film een smeltbaar metaallegering omvat en de elektrode middelen omvat voor het verhitten van de elektrode voor het bestuurd smelten van het metaal voor het tot stand brengen van de nauwe verbinding, waarbij de smeltbare metaallegering in de gestolde toe-25 stand gemakkelijk van de diëlektrische laag kan worden afgescheiden»

4. Inrichting volgens conclusie 1 tot 5 > m e t het ken merk, dat de modulerende struktuur en de diëlektrische laag zeer 790 20 7 1 - 32 - buigzaam zijn.

5. Inrichting volgens conclusie 3» m e t het kenmerk dat de elektrode middelen omvat voor het koelen der elektrode voor het bestuurd doen stollen van het metaal.

6. Inrichting volgens conclusie 1 tot 5»®et het ken merk, dat de fotogeleidende laag is gevormd uit een door sputteren neergeslagen ET-materiaal en de ladingdragers elektronen zijn.

7. Inrichting volgens conclusie 1 tot 6, gekenmerkt door een gelijkspanningsbron met betrekkelijk lage spanning ver-10 bonden met de ohmse laag en de elektrode en zodanig gepoold rekening houdend met de soort mobiele door de fotogeleidende laag te produceren dragers dat een groot aantal beschikbare ladingdragers kan bewegen door de fotogeleidende laag onder invloed van een stuurveld, en door schakelmiddelen opgenomen in de verbinding tussen de spannings-15 bron en het medium welke gedurende een voorafbepaalde tijd kunnen worden gesloten teneinde het medium te kunnen blootstellen aan een patroon stralingsenergie, en'voorts door middelen voor het projekte-ren van een patroon van deze stralingsenergie door een van de elektroden en het substraat, en door de fotogeleidende laag voor het se-20 lektief vrijmaken van ladingdragers voor gemoduleerde beweging dooi’ de fotogeleidende laag voor het synthetiseren van het geprojekteerde patroon op een oppervlak van de diëlektrische laag, en met ketens voor het bedienen van de schakelmiddelen voor het sluiten van de verbinding en het uitvoeren van de belichting in overeenstemming met 25 het patroon.

8. Inrichting volgens conclusie 7,met het kenmerk dat de schakelmiddelen zodanig worden ingesteld dat de sluitingstijd 79 0 20 7 1 5 -s· - 33 - van de schakelmiddelen bij benadering overeenkomt met de gemiddelde overgangstijd der dragers door de fotogeleidende laag. 9« Inrichting volgens conclusie 7 of 8, gekenmerkt door middelen voor het variëren van de sluittijd van de schakel-5 middelen waarbij de spanningsbron een konstante spanning levert tijdens de belichting onafhankelijk van de intensiteit der straling.

10. Inrichting volgens conclusie 7 of 8, gekenmerkt door middelen voor het variëren van de spanning der spanningsbron terwijl de schakelaar een konstante tijd wordt gesloten gedu- 10 rende de belichting onafhankelijk van de stralingsintensiteit.

11. Inrichting volgens een der conclusies 7 tot 10, gekenmerkt door middelen voor het meten van de opvallende stralingsenergie voor het leveren van een eerste elektrisch signaal representatief voor de intensiteit der energie, middelen voor het 15 leveren van een tweede elektrisch signaal dat een referentiesignaal vormt en is gerelateerd aan de elektrische karakteristieken van de fotogeleidende laag, en middelen voor het vergelijken van deze twee signalen ter vorming van een derde elektrisch verschilsignaal met middelen voor het variëren van ofwel de sluitingstijd der schake-20 laar ofwel de spanning der spanningsbron onder konstanthouding der andere parameter in overeenstemming met de waarde van het derde elektrisch signaal.

12. Inrichting volgens conclusie 7 tot 11, gekenmerkt door middelen voor het bewegen van een tweede elektrode ten op- 25 zichte van de diëlektrische laag na het belichten en het verwijderen van de eerste elektrode en voor het aanleggen van een gelijkspanning tussen de tweede elektrode en de ohmse laag welke 7902071 -34- gelijkspanning in polariteit tegengesteld is aan die aangelegd tijdens de belichting voor het neutraliseren van langzaam bewegende na de belichting in de fotogeleidende laag achterblijvende ladingdragers. 13· Inrichting volgens conclusie 1 tot 12, met het ken- 5 merk, dat de fotogeleidende laag bestaat uit door sputteren neergeslagen zeer zuiver of gedoteerd cadmiumsulfide.

14· Inrichting volgens conclusie 1 tot 12, met het ken merk, dat de fotogeleidende laag bestaat uit zeer zuiver of gedoteerd door sputteren neergeslagen cadmiumsulfide met een dikte van 10 tussen 1.000 en 8.000 Angstrom en de ohmse laag bestaat uit een oxyde van in .hoofdzaak indium, door sputteren neergeslagen en met een dikte van tussen 100 en 500 Angstrom terwijl het substraat bestaat uit polyester met een dikte welke een fraktie van een millimeter is en de di-elektrische laag een anorganisch materiaal is met een dikte groter 15 dan 500 Angstrom doch kleiner dan 1 micron. 15* Inrichting volgens conclusie 1 tot 12, met het ken merk, dat de fotogeleidende laag bestaat uit een zeer zuiver of gedoteerd cadmiumsulfide terwijl de ohmse laag bestaat uit indium-oxyde en de diëlektrische laag bestaat uit anorganisch materiaal uit 20 de groep omvattende siliciumoxvde, siliciumdioxyde, aluminiumoxyde en siliciuanitride.

16. Inrichting volgens conclusie 1 tot 12, met het ken merk, dat de fotogeleidende laag bestaat uit zeer zuiver of gedoteerd door sputteren neergeslagen cadmiumsulfide en een dikte heeft 25 van tussen 1.000 en 8.000 Angstrom, het substraat bestaat uit een polyesterfilm met een dikte van een fraktie van een millimeter, de ohmse laag bestaat uit door sputteren neergeslagen indium-tinoxyde 79 0 20 7 1 * * - 35 - en een dikte heeft van tussen 100 en 500 Angstrom terwijl de diëlek-trische laag bestaat uit siliciumnitride met een dikte van tussen 500 en 5»000 Angstrom.

17. Inrichting volgens conclusie 1 tot lé, m e t het 5 kenmerk, dat de spanning der gelijkspanningsbron lager is dan 100 volt.

18. Inrichting volgens conclusie 1 tot 17, m e t het kenmerk, dat de negatieve pool der spanningsbron is verbonden met de elektrode.

19. Inrichting volgens conclusie 12,met hetken- m e r k, dat dezelfde spanningsbron wordt gebruikt voor het aanleggen van de beide spanningen en de schakelaar omkeerbaar is.

20. Werkwijze voor het vormen van een ladingsbeeld van een pa troon- stralingsenergie, gekenmerkt door de stappen van 15 het vormen van een meerlaags gelaagde struktuur uit materialen bestaande uit een substraat met een dunne filmlaag ohms materiaal gehecht aan een oppervlak van een dunne filmlaag uit kristallijn door sputteren neergeslagen geheel anorganisch dicht hoog geordend en georiënteerd kristalliet in hoofdzaak panchromatisch fotogeleidend ma-20 teriaal gehecht aan de ohmse laag en een dunne filmlaag diëlektrisch materiaal gehecht aan de fotogele’idende laag, het aanbrengen van een overlappende elektrode op de laag diëlektrisch materiaal onder tussenvoeging van een geleidende filmmateriaal tussen de elektrode en de diëlektrische laag voor het tot stand brengen van een nauwe hech-25 ting daartussen, het aanleggen van een lage gelijkspanning tussen de ohmse laag en de elektrode gedurende een voorafbepaalde tijdsperiode, het projekteren van het stralingsnergie patroon op de fotogeleidende 79 0 20 7 1 Λ * - 36- laag gedurende de tijd waarin de verbinding bestaat- voor het vrijmaken van dragers uit de fotogeleidende laag voor het synthetiseren van een latent ladingsbeeld van dit patroon op de diëlektrische laag en het verwijderen van de elektrode en de geleidende film voor het vrijmaken 5 van de diëlektrische laag.

21. Yferkwijze volgens conclusie 20, met het kenmerk, dat als geleidende film een vloeistof van geleidend materiaal wordt gebruikt ingesloten tussen de elektrode en de laag diëlektrisch materiaal terwijl tijdens het aanbrengen van de laag de vloeistof wordt 10 tussengevoegd#

22. Werkwijze volgens conclusie 20,met het kenmerk dat de geleidende film bestaat uit smeltbaar metaal en dit metaal tot smelten wordt gebracht wanneer de elektrode wordt aangebracht voor het tot stand brengen van de nauwe verbinding en men het materiaal doet 15 stollen na de belichting en van de diëlektrische laag verwijdert bij het verwijderen der elektrode.

23. Werkwijze volgens conclusie 20 tot 23,met het ken merk, dat de projektietijd der straling bij benadering gelijk is aan de gemiddelde overgangstijd der dragers door de fotogeleidende 20 laag. 24# Werkwijze volgens conclusie 20 tot 23,met het ken merk, dat men de intensiteit van de stralingsenergie meet en een belichtingstijd gebruikt welke in relatie staat tot de meting onder het konstant houden van de door de voedingsbron aangelegde gelijk-25 spanning.

25. Werkwijze volgens conclusie 20 tot 23,met het ken merk, dat men de intensiteit der stralingsenergie neet en de 790 20 7 1 * c - 37 - belichtingstijd op een konstante waarde houdt terwijl men de spanning aangelegd aan de ohmse laag en de elektrode instelt in relatie tot de meting. 2é* 7/erkwijze volgens conclusie 20 tot 25, m e t het k e n- 5 merk, dat men het medium blootstelt aan stralingsenergie gedurende een tijdperiode die groter is dan de tijdperiode waarin de verbinding tot stand wordt gebracht en welke deze tijdperiode omvat.

27· Werkwijze volgens conclusie 20 tot 25» met het ken merk, dat men het medium aan de stralingsenergie blootstelt gedu-10 rende een voorafbepaalde tijdperiode en daarna in donker houdt, terwijl de verbinding tot stand wordt gebracht gedurende tenminste een tijdperiode die groter is dan de belichtingstijd en deze laatste omvat . 79 0 2 0 7 1