Способ измерения кинетических характеристик поверхностного потенциала электрофотографического носителя информации и устройство для его осуществления Советский патент 1988 года по МПК G03G13/02 G01R29/12 

электрофо гографического носителя информации и к устройству для его осуществления. Оно позволяет расширить функциональные возможности и повысить точность измерений пут ем их по мехозащищенности. Устройство содержит ИСТОЧНИК 1 высокого напряжения, полый мет;зллический цилиндр 2 имеющий продольную щель для зарядки носителя 3, На оси полого цилиндра 2 размещен коронирующий электрод 4 и соединен с выходом 5 источника 1 высокого напряжения. Коаксиально внутри полого цилиндра 2 установлена рамка 6, На внешних сторонах рамки 6 расположены пролетные электроды 8„ проводящим слоем носителя 3 и клеммой заземпения соединен интегратор 9 тока заряжения. Для питания коро нируклцего электрода 4 в устройстве имеется трансформаторный источник

синфазного питания с одной входной и двумя выходными обмотками. На выходах 5 и 11 обмоток напряжения син- фазны. Привод 7 вращения рамки 6 выполнен в виде однополюсного синхронного двигателя с ротором 12, жестко связанный с рамкой 6. Полюса статора 13 установлены в направлении плоскости симметрии полого цилиндра 2, Для периодического прерывания ионного тока з направлении к поверхности носителя 3 на коронирующий электрод 4 подают периодическое во времени напряжение. Одновременно измеряют потенциал пролетного измерительного электрода 8 и интеграл тока заряжения носителя 3, Напряжение коронирующего электрода 4 является переменным по знаку,частота напряжения не превышает 1 кГц, 2с. и 1 з,п. ф-лы, 4 ил.

Изобретение относится к способу измерения кинетических характеристик поверхностного потенциала (Л с о ел ел Фи,г.5

1

Изобретение относится к электрофотографии, в частности к сенситомет рии электрофотографических и фототермопластических слоев,

Целью изобретения является расши- рение функциональных возможностей и повьшение точности измерений путем улучшения их помехозащищенности

На фиг,, 1 показаны графики напряжения U| коронирующего электрода и тока короны i | в случае пульсирукще- го (а) и переменного (б) напряжений (Uj - напряжение зажигания и гашения коронного разряда); на фиг,2 - формирование по синхронным отсчетам двух временных зависимостей, на основании которых щ)оводится контроль электрических параметров электрофотогра- фичёского СЛОЯ} на фиг.З - устройств для измерения -кинетических характери стик поверхностного потенциала электрофотографического -носителя информации; на фиг,4 - узел заряжения,

Устрбйство для измерения кинетических характеристик поверхностного потенциала электрофотографического носителя информации содержит источни 1 высокого напряжения, полый металлический цилиндр 2 с продольной щель

для зарядки носителя 3, коронирующий электрод 4, размещенный на оси полого цилиндра 2 и соединенный с выходом 5 источника 1 высокого напряжения, рамку 6, установленную коакси ально внутри полого цилиндра 2, привод 7 ее вращения, пролетные электроды 8 и установленные на внешних сторонах рамки 6 интегратор 9 тока заряжения, соединенный с проводящим слоем 10 носителя 3 и клеммой заземления, трансформаторный источник синфазного питания коронирующего электрода 4 с одной входной и двумя выходными обмотками, на вых:одах 5 и 11 которых напряжения синфазны. Привод 7 выполнен в виде однополюсного синхронного двигателя с ротором 12, жестко связанным с рамкой 6, плоскость симметрии которого ориентирована параллельно плоскости рамки 6, а полюса статора 13 установлены в направлении плоскости симметрии полого цилиндра 2, .

Другой вариант вьтолнения устройства имеет заземленную вторичную высоковольтную обмотку источника высокого напряжения, В этом случае на коронирующем электроде 4 возбуждает-

ся не пульсирующий, а переменный коронный разряд. Внутреннюю поверхност полого цилиндра 2 и рамки 6 покрывают диэлектрической пленкой 14, которая предотвращает протекание тока проводимости, снижая потребление мощности от источника Т высокого напряжения, и предотвращает переход коронного разряда в искровой. Удельную емкость пленки 14 выбирают так,чтобы она не заряжалась существенно за один полупериод напряжения и чтобы можно быпр предотвратить искровой прбой и снизить потребление тока от источника 1 высокого напряжения. Оптимальным является соотношение, когда удельная емкость пленки 14-соизмерима с емкостью исследуемого носителя 3.

Дпя обеспечения зависимости сигнала с элек;трода 8 лишь от напряжени на заряжаемом носителе 3, покрывающая внутреннюю поверхность цилиндра пленка 14 недолжна доходить до краев щели, оставляя свободными участки 15, 16 шириной, перёкрьшающей проекцию зонда 8 на поверхность цилиндра 2. Для регулирования напряжения заряжения к проводящему цилиндру 2 под ключают источник 17 опорного напряжения. В этом случае пролетным электродом 8 измеряют напряжение на слое относительно уровня опорного напряжения источника 17.

Устройство работает следующим образом.

При подключении напряжения (пульсирующего - фиг.1а, или переменного - фиг.16) привод 2 совместно с рамкой 6 начинает вращение и на коро нирукщий электрод 4 подается напря

зажигания (фиг.1) тогда, когда рамка 7 (фиг.З) не препятствует прохождению коронного тока к поверхности носителя 3 (ротор 12, жестко связанный с рамкой 6, устанавливается точно под полюсами статора 13 в момент достижения максимума тока, который на 90 сдвинут относительно напряжения, т.е. максимум напряжения достигается при повороте рамки 6 параллельно носителю 3 и ток короны беспрепятственно проходит к заряжаемому носителю 3. По мере приближения одного из пролетньк электродов 8 к носителю 3 при дальнейшем вращении рамки 6 напряжение на коронирующем

0

5

0

электроде 4 начинает уменьшаться и корона гаснет. Когда электрод 8 пролетает над заряженной поверхностью нос ителя 3, на нем наводится сигнал, пропорциональный разности меяду напряжением на цилиндре 2 и потенциалом поверхности носителя 3. Этот сигнал усиливается электрометрическим усилителем электрометра 18i Одновременно подается синхроимпульс на микроампервольтметр 19 и производится отсчет значения проинтегрированного тока (т.е. заряда, нанесенного за все предьщущие периоды коронирова- ния). При дальнейшем вращении рамки 6 напряжение на коронирующем электроде 4 начинает возрастать, и когда рамка 6 уходит за пределы продоль

0 ной щели цилиндра 2, оно достигает напряжения зажигания, возникает корона и т.д.

Синфазное питание коронирунщего электрода 4 и привода с синхронным

5 двигателем обеспечивают помехозащищенность измерений, поскольку всегда коронирование с электрода 4 происходит в промежутки времени, когда ни . один из пролетных электродов 8 не находится в зоне измерения. Поскольку полюса статора 13 ориентированы относительно цилиндра2 узла контро-

ля, а рамка 6 укреплена на оси и ориентирована относительно полюса ротора 12, то в такой конструкции автоматически реализуется необходимая последовательность измерений.

Пример 1.В устройстве для исследования кинетики заряжения сёленовых и фототермопластических

слоев для вращения рамки 6 используют синхронный двигатель СД-0,9. Источник питания - трансформатор ТВ1, одну из обмоток которого подключают

к синхронному двигателю, а другую одним концом к коронирующему электроду 4, а другим - к источнику вы- сокого напряжения ВС-23, напряжение которого плавно регулируется от 0,5 до -3,0 кВ. Обмотки трансформатора включают синфазно. Полый цилиндр 2 выполнен из фольги (100 мкм) и имеет диаметр 30 мм. Коронирующий электрод 4 вьтолняют из вольфрамовой

проволоки диаметром. 100 мкм. Сигнал с пролетных электродов 8 усиливается вольтметром.пиковых значений и по- дается на осциллограф. Огибающая пиковых сигналов представляет собой i

кинетику заряжения слоя. Пролетные электроды 8 выполняют из фольги в форме прямоуг ольников , размером 3x6 MMj изолированных от рам1си фто- ропластйковымн прокладкамзг толщиной 1 мм„ В качестве измерителя заряда используют стандартный иифровой микроаыпервольтметрзНа вход которого подключают операционный с емкостной обратной связью,

Сущность способа, реа.пизующе/гося в устройстве для измерения кинети-- ческих характеристик поверхностного потенциала электрофотографического Носителя информации, заключается в том, что периодическое прерыванке ионного тока в направлении к поверхности носителя осуществляют путем подачи на коронирующий электрод k периодиче ского во напряжения. В этот момент измеряют потенциал пролетного измерительного электрода .8. Одновременно измеряют интеграл тока напряжения носителя. Пр этом на коронирующий электрод 4 подают напряжение, переменное по знаку, с частотой, не превышающей 1 кГц.

П р и м. е р 2. Измеряют зависи-- мость эффективной емкости селеновог электрофотографического слогг от потенциала заряжения, т..е,

(и

)

зф

qTJmril зависимости

от потенциа

и

(п)

где

и - отсчеты измерения заряда и потенциала. Частота зажигания (гашений) короны составляет 50 Гц, продолжительность протекания коронирующего тока - 5 мс с учетом инерционности запаздывания,обусловленного удалением носителей заряда из разрядного промежутка. Максимальная величина прира1цения осажденного на поверхность заряда в пределах изменения потенциала слоя от О до 1000 В составляет 14 нКл/см , а максимальное изменение потентдаала селенового слоя толщиной 50 мкм - 140 В. При заряжении до 500В отношение приращений заряда и потаен- циала остается постоянным ( Ф/см) и равным по величине геометрической емкости селеновог о слоя. При потенциале выше 500 В отношение возрастает, и при 1000 В значение эффективS - площадь заряжаемого носителя, ля q - . . , .

(n-i;

5 0 5

о

5

0

5

0

5

ной емкости превышает значение геометрической в 2,4 раза, что свидетельствует о значительном возрастании проводимости слоя в полях выше 10 В/мкм. Данные об измерении эффективной емкости слоя используют при обработке технологического режима напьшения селенового слоя и выбора режима, при котором инжекция зарядов с подложки минимальна.

Пример 3. Для того же слоя, что и в примере 2, исследуют стабильность поверхностного потенциала носителя в коронном заряде переменного тока с частотой 50 Гц, Слой заряжают до потенциала 500-1000 В и измеряют асимметрию нанесения положительного и отрицательного заряда дпя по- лолсительно заряженного носителя, Ко лебания поверхностного напряжения не превышают примерно 1(40-50) В, а разница между зарядом, нанесенным в положительный и отрицательный полупериоды для .поддержания потенциала в заданных пределах, лежит в пределах 0,1-1,5 нКл/см в зависимости от величины стабилизируемого напряжения носителя. Поскольку указанная разность характеризует скорость стекания поверхностного заряда в темноте, то ее можно использовать как параметр, характеризующий темновые свойства носителя, или как параметр, определяющий величину подзарядки носителя при больших временах записи. Применение коронного разряда переменного тока позволяет плавно изменять уровень напряжения и его полярность.

П. р и м е р 4. Тот же слой, что и в примере 1, используют как образец для проверки повышения отношения сигнал-шум. Нижний предел измерения потенциала и заряда при выключенной короне снижают в среднем на 10-20 дВ при частоте гашения короны ниже 500 Гц. При дальнейшем увеличении частоты, когда промежуток времени между последовательными моментами протекания тока короны уменьшается, уровень шума на входе рас,тет и на частотах выше 1 кГц даже превышает уровень шума, который имеет место при постоянно включенной короне постоянного тока.

Формула изобретения.

2,Способ по п. 1, о т л и-ч а - ю щ и и с я тем, что на коронирую- щнй электрод подают переменное по знаку напряжение с частотой, не превышающей 1 кГц.

внутри полого цилиндра, привод ее вращения и пролетные электроды, установленные на внешних сторонах рамки, отличающееся тем, что оно имеет интегратор тока заряс

жения, трансформаторный источник синфазного питания коронирукщего электрода и привод вращения рамки, причем привод выполнен в виде однополюсного синхронного двигателя с ротором, жестко связанным с рамкой,пло скость симметрии которого ориентирована параллельно плоскости рамки, а полюса статора установлены в направлении йлоскости симметрии полого цилиндра, при этом интегратор тока заряжения соединен с проводящим слоем носителя и клеммой зазек- ления.

Ф.мг. 1

фиг. Z

16