Способ измерения поверхностной проводимости электрофотографических слоев

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик (и>959025 (61) Дополнительное к авт. свид-ву— ()М К з (22) Заявлено 250281 (21) 3256661/28-12 с присоединением заявки ¹â€” (23) Приоритет

G 03 G 5/07

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий

1зЗ)УДК 772.93 (088.8) Опубликовано15. 09. 826юллетень ¹ 34

Дата опубликования описания 15.09.82 (72) Авторы изобретения

Э.Б. Моцкус, Г.Н. Ганчо, Э.А. Монтри и Н.A. Федорова

Научно-исследовательский институт э (71) Заявитель (54) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ ПОВЕРХНОСТНОЙ

ПРОВОДИМОСТИ ЭЛЕКТРОФОТОГРАФИЧЕСКИХ

СЛОЕВ контрольной миры и вычисление поверхностной проводимости, производят экспонирование двух идентичных изображений контрольных мир, проявляют сформулированные на слое зарядные изображения,.при этом одно зарядное изображение проявляют непосредственно после экспонирования, другое зарядное изображение перед проявлением выдерживают в темноте до уменьшения оптической плотности проявленных линий на 0,2-0,6, а поверхностную проводимость рассчитывают по формуле

1„(OÄZO<)

t „.д (к т(н "я где 6

25

Изобретение относится к электрографии и может быть использовано при разработке электрофотографических слоев и процессов.

Пбверхностная проводимость является одним из основных параметров электрофотографических слоев (ЭФС ), определяющих возможность их практического применения для получения изображений. Применяемые в электрографии

ЭФС характеризуется малой поверхностной проводимостью — менее 10 Ом1

Известен способ измерения поверхностной проводимости электрофотографических слоев, включающйй зарядку слоя, экспонирование изображения контрольной миры и вычисление по«. верхностной проводимости,определение изменения во времени (1).

Недостатком известного способа является низкая точность и длительность измерения.

Цель изобретения заключается в повышенной точности и сокращении времени измерений.

Эта цель достигается тем, что согласно способу измерения поверхностной проводимости электрофотографических слоев, включающем зарядку слоя, экспонирование изображения поверхностная проводимость слоя; оптическая плотность линий на иэображении, проявленном непосредственно после экспонирования оптическая плотность линий на изображении, проявленном после выдержки проэкспонированного слоя в темноте; время выдержки проэкспонированного слоя в темноте;

959025

Теоретическое обоснование предлагаемого способа заключается в следующем.

Темновая релаксация поверхностного .заряда для одномерного рас-с пределения {по одной координате х ) описывается уравнением непрерывности

3™(" й) — а (Ь Е ), (1) д1 дх 6 где Й.( поверхностный заряд ЭФС, поверхностная проводимость

ЭФС," тангенциальное электрическое поле на поверхности ЭФС. из — и р ос тра и ст ве н на я частота а пиний;

К (о> ) — значение амплитудно-частотной характеристики "зарядполе" на частоте.

Сущность предлагаемого способа заключается в том, что изменения зарядного рельефа из-за поверхностной проводимости регистрируют на высоких пространственных частотах до

100-200 лин/мм, что и позволяет сократить время измерений, резко увеличить чувствительность и точность метода.

Способ осуществляют следующим образом.

Зарядку ЭФС производят путем осаждения на ЭФС ионов коронного разряда. На. поверхности ЭФС происходит стимулированная электрическим путем адсорбция ионов.

Далее на ЭФС экспонируют два идентичных изображения контрольных мир. Генерируемые фотоносители в освещенных местах дрейфуют к поверхности и нейтрализуют ионы поверхностного заряда. На поверхности ЭФС формируются зарядные изображения.

Первое зарядное изображение проявляют электрофоретическим способом, смачивая участок поверхности ЭФС жидким проявителем на основе диэлектрической жидкости с диспергированными в ней частицами сажи. В результате электрофоретического осаждения частиц сажи на поверхность

ЭФС формируется видимое изображение зарядного рельефа.

Проявление производят достаточно быстро (0,5 — 1, 5 с ) проявителем малой концентрации, при этом получается линейная зависимость оптической плот ности линий от величины зарядного рельефа. Далее ЭФС выдерживают в темноте и затем проявляют участок со вторым изображением в таких же режимах, как и первое. После этого измеряют оптическую плотность линий первого и второго иэображений на. денситометре.

Теоретические и экспериментальные работы показывают, что темновая релаксация начального поверхностного синусоидального зарядного рельефа н(х)/+.=0 = 57о + Q„cosmzx., (2) где Яо — средний зарядр

Q„ — амплитуда модуляции заряда; шо=1Лп - пространственная частота линий, при зарядном рельефе Я «< 0,5 Яо происходит по экспоненциальному закону эо " (UJo) t

Й(х, )= Я Я„е соеыох, (3)

15 где амплитудно-частотная характеристика "заряд-поле".

3- ехр (-1ыо n ) е (е (е - )exp(-2,иЦ где Е„. — диэлектрическая проницаемость ЭФС;

h — толщина ЭФС.

Оптическая плотность проявленного изображения пропорциональна амплитуде зарядного рельефа

- о) Мо) "Я„е (5)

Используя эту зависимость и выражения (2 — 4), для величины поверхностной проводимости можно получить следующую формулу

)и(О- /О ) (6)

l где 01, 0 — оптические плотности соответственно для первого и второго проявленных изображений;

-40 время выдержки второго

6 з арядно го и зображе ния в темноте.

В теоретическую формулу (6 ) не .входит средний заряд слоя Яо, а

45 также и амплитуда зарядного рельефа Я„. Это является следствием экспоненциального вида решения (3 ) и существенно упрощает способ. Действительно, в способе не требуется измерение зарядного рельефа, что является трудно осуществимой задачей даже на низких частотах.

При реализации способа следует обеспечивать условие применимости рмулы (6 ) Q„< О, 5 которое заключается в том, чтобы экспозиция ЭФС не превышала экспозицию полуспада потенциала.

При реализации способа оптическую плотность проявленных линий контрольной миры определяют денситометром, время выдержки второго слоя в темноте определяют обычным секун- домером, пространственную частоту

ыо определяют по параметрам испольЬ5 зуемой миры с учетом увеличения оп-.

959025

Исследуеиай ЭФС

Зарядка положительная 6,28.10 1800 1,2 1,0 2,80 10 0,58-10

5 (100 лян/мм) Воэдействяе иа ЭФС ся.яям проявятелем, зарядка положительная

0, 716. 105 (11, 4 ли н/мм ) 60 1,4 0,9 0,961 10 1,07 10

Воздействие на ЭФС синим проявителем, зарядка отрицательная

Э.

То же тической систеMH. Для вычисления амплитудно-частотной характе(истики "заряд-поле", согласно (4 ), необходимые толщина и диэлектрическая проницаемость ЭФС определяются стардартным методом.

При практической реализации предлагаемого способа важно определить условия проведения операций. Теоретический анализ показал, что для измерения малых поверхностных проводимостей, повышения точности и сокращения времени измерений необходимо использовать периодические решетки с большими пространственными оптической плотности из-за поверхностной проводимости ЭФС обратно пропорциональна пространственной частоте. Погрешность определения поверхностной проводимости минимальна, если разность оптических плотностей на двух проявленных изображениях состав ляет 0,2-0,6. Для сокращения времени подбора пространственной частоты, при которой оптическая плотность меняется на 0,2-0, 6 и нет влияния

Фока из объема на изменение зарядного рельефа, целесообразно использовать миру с набором разных пространственных частот, а затем при измерениях плотности определить ту частоту, на которой плотность изменилась на 0,2-0,6.

Экспериментальная проверка предлагаемого способа проведена на практически применяемых органических ЭФС для получения микрофиш .и многоцветных диапозитивов. Использовались ЭФС на лавсановой подложке с токопроводящим покрытием из никеля, поверх которого полит органический фотополупроводниковый слой толщиной 4 мкм, диэлектрической проводимостью K = 3.

Материал органического слоя полиэпоксипропилкарбазол (ПЭПК ), сенсибилизированный тринитрофлуореноном в количестве 3-5 моль Ъ по отношению к мономерному звену ПЭПК. При практической реализации способа удобньвч оказалось разрезать ЭФС на две части и проводить зарядку, экспонирование и проявление каждой части отдельно.

Зарядка проводилась скоротроном до отрицательного потенциала -400 В и таким образом наносился на ЭФС поBE põHîñòHûé заряд 2,6 10 Кл/м2. l.ëîòHîeть адсорбированных ионов

1,2. 40 6 м °

Затем ЭФС экспонировался со сторо. ны поверхности светом галогенной

5 лампы. Использовалась мира с периодическими линиями с пространственными частотами 25-200 мм-" . Экспозиция устанавливалась так, чтобы на облученных участках заряд поверхнос-!

10 ти уменьшился на половину, до

1, 3 ° 10 З Кл/м . Зарядный рельеф проявлялся жидким электрофоретическим проявителем на диэлектрической жидкости (фреон-113) с диспергированными в ней частицами сажи 0,5-1 мкм.

Время проявления — 0,5 с. Концентрация частиц сажи,в фребне — 113-0; 5 г/л, Относительно низкая концентрация и малое время проявления обеспечивает линейную зависимость оптической плотности от зарядного рельефа и получение оптических плотностей линий 0,8-1,4 при амплитуде зарядного рельефа 0,6-10 З Кл/м . Аналогично

25 4ð poààïñà такой же поверхнос ный зарядный рельеф на второй части ЭФС.

Вторая часть ЭФС после экспонирова. ния выдерживалась в темноте и затем проявлялась. Время выдержки в темноте в различных экспериментах менялось в пределах 1-30 мин.

Оптическая плотность линий контрольной меры определялась на микроденситометре МФ-2. Результаты изме-. рений и результаты расчета по формулам (4, 61 сведены в таблицу. В таблице в п. 2, 3, приведены данные по измерению поверхностной проводимости ЭФС в многоцветном данные про46 цессе после воздействия на поверхность ЭФС жидкого электрофоретического проявителя, содержащеro наряду с пигментом синего цвета поверхностноактивные вещества и масла. Экспериментально достоверно измерены поверхностные проводимости до 10 70 Ом ".

Техническая эффективность спосо-, ба заключается в возможности проверр ки пригодности слоев для электрофотографических процессов получения изображений и контроля физических яв,лений на поверхности ЭФС.

300 1,4 О, 8 0,961. 10 0,27 10

959025

l и (01/02) Составитель М . Волкова

Редактор Л. Авраменко Техред И.Гайду Корректор В. Бутяга

Заказ 8089 Тираж 488 Пбдписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ПЧП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4

Формула изобретения.

Способ измерения поверхностной проводимости электрофотографических слоев, включающий зарядку слоя, .экспонирование изображения контрольной миры и вычисление поверхностной проводимости, о т л и ч а ю щ и й— с я тем, что, с целью повышения точности и сокращения времени изме, рений, производят экспонирование двух идентичных изображений контроль-1О ных мир, проявляют сформированные на слое зарядные изображения, при этом одно зарядное изображение проявляют непосредственно после экспонирования, другое зарядное изображение 15 перед проявлением выдерживают в темноте до уменьшения оптической .плотности проявленных линий на 0,2-0,6, а поверхностную проводимость рассчитывают по формуле 20 где 6> — поверхностная проводимость слоя;

0„ - оптическая плотность линий на изображении, проявленном непосредственно после экспонирования;

0 — оптическая плотность ли2 . ний на изображении, прояв".. ленном после выдержки проэкспонированного слоя в темноте; время выдержки проэкспонированного слоя в темноте; о — пространственная частота линий контрольной миры;

К C(uo) — значение амплитудно-частотной характеристики "зарядполе" на частоте и о..

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Петретис Б., Карпавичус В., Ринкунас P. Jo ma 1 fur.,Ь ignal aufzeiehnungsmaterialien. 1977, 4, с. 263-269.