Способ изготовления селеновых электрофотографических цилиндров и устройство для его осуществления Советский патент 1990 года по МПК G03G5/82 

Изобретиние относится к электрофотографии, а именно к способам изготовления электрофотографических цилиндров посредством термического испарения селена и нанесения его на подложку.

Целью изобретения является повышение технологичности процесса, качества цилиндров и снижение расхода селена.

На чертеже изображена схема устройства.

Устройство содержит вакуумную камеру 1 с установленным в ней держателем цилиндрической подложки 2. Камера соединена через сверхзвуковое сопло 3 с испарителем 4. К последнему присоединены патрубки для ввода инертного газа 5, измерения

давления. 6 и температуры 7 внутри испарителя 4, который вместе с нагревателем 8 размещен в теплоизоляционном керамическом корпусе 9.

Сущность способа заключается в термическом испарении селена и нанесении его паров на цилиндрическую подложку 2 в вакуумной камере 1.Испарение селена производит в замкнутом испарителе 4, соединенном с вакуумной камерой через сверхзвуковое сопло 3, а нанесение покрытия производят сверхзвуковой струей паров при дав- лении в испарителе 0,3 - 6,1 торр и те.мпературе 420 - 800 К, соответствующих условию свободномолекулярного истечения паров из сопла.

Испаритель 4 представляет собой iцилиндрическую изолированную емкость

Ф

О О5

о

объемом л, 100 см 5, внутренний диаметр которой 3,2 см. Сверхзвуковое, сопло 3 имеет минимальный диаметр 0,2 см. Давление в технологическом объеме вал

куумной камеры 10 торр. Наньшение селена производят на цилиндрическую подложку 2 диаметром 200 мм и шириной 50 мм. Для получения равномерного селенового слоя по всей поверхности подложки 2 ей сообщают вращателъное . движение.

Режим истечения струи пара через сопло 3 определяют параметрами Re и С разреженности и температурного фактора на структуру и параметры не- дорасширенных струй одноатомного газа, причем Re: , где Re О v, /1X4 число Рейнольдса,рассчитанное по параметрам в критическом сечении сопла; плотности р. ,скорос- и вязкости , d - диаметр

N Т,/Т«,- и Т- - дав

ти v

критического сечения сопла; , нерйсчетность; и

Р„

.Q,ioo нерасчетность; температурный йактор; Р

-

ление и температура в испарителе; РОО и TOO давление и температура в вакуумной камере. Для определения числа Рейнольдса используют Формулу

Re .-, где G - расх од испа- и d /м If

ряемого вещества.

В зависимости от параметров Re ц и t возможны следующие режимы истечения струи: свободномолекулярпый, переходный от.свободномолекулярного к сплошному и сплошной. При сплошном режиме истечения струи внутри струи имеется невязкое ядро струи с характерной ударно-волновой структурой. В переходном режиме течения происходит размытие ударных волн до их полного исчезновения. В области ударной, волны (скачка уплотнения), поперечные размеры которой порядка длины свободного пробега молекул, происходит резкое увеличение плотности,давления, температуры и уменьшение скорости газа.

Режим нанесения селенового покрытия сверхзвуковой струей соответствует свободномолекулярному режиму течения ст руи, йочти свободпомолеку- лярному или области переходного режима течения, близкой к почти свобод- номолекулирному с полностью размытой ударно-волновой структурой струи. Например, при значениях температурного фактора t 3-4 это соответству

5

0

ет параметру Re; Re (./4 : 5 . Этим значениям параметра Р.е | соответствует равномерное безградиентное уменьшение плотности, температуры, давления и увеличение скорости до предельного значения в струе, что позволяет осуществлять гибкое регулирование параметров напыления.

Для значения параметра Re, i 5 диапазон нерасчетности, в котором выполняется автомодельность распределения параметров, соответствует Н ;3000.Если положить, что давление в вакуумной камере 1 со.ответствует известным способам нанесения селеновых слоев торр, то минимальное давление в испарителе должно составлять PC, НР ь 3000 Ю- торрЬ; 0,3 торр. Значение числа Рейнольдса в критическом сечении сопла определяют из указанных значений: Re .

Таким образом, значения основных определяющих критериев продесса исте

25

, - 30

35

40

45

50

55

чения паров составляет Re.5

Спри (х

3-4 (с увеличением 7 значение Re j уменьшается), , . Нижнюю границу 420 К определяют из условия ,З торр. Верхнюю границу К определяют тем, что при температурах, близ ких к температуре кипения селена и.вьшге, происходит разбрызгивание селена. Это при- |Водит к выбросам капель селена через сопло (т.е. к некачественному напылению слоя) и засорению измерительных магистралей..

Лучшим качеством поверхности обладают покрытия, полученные при расходе селена G i 2 1 . Такому расходу селена соответствуют значения Т, ЗОО К и РО 6,1 торр. Этим и определяется верхняя граница Pj,6,l торр.

Таким образом, значения параметров напьшения Р и . удовлетворяют следующим условиям: 0,3 , торр и 420 К TO ё ЗОО К.

Формула изобретения

1. Способ изготовления селеновых электрофотографических цилиндров,состоящий в термическом испарении селена и нанесении его паров на цилиндрическую подложку в вакуумной камере, отличающийся тем, что, с целью повышения технологичности процесса , качества цилиндров и снижения , расхода селена, нанесе 1

ние производят сверхзвуковой струей паров селена при свободно- молекулярном ее истечении под давлением 0,3-6,1 торр и температуре 420-800 К.

2. Устройство для изготовления селеновых злектроЛотографических цилиндров, содержащее вакуумную камеру

016046

с установленным в ней держателем цилиндрической подложки, соединенную с испарителем, о тли ч аю ш е е- g с я тем, что, с целью повьшения технологичности процесса, качества цилиндров и снижения расхода.селена, испаритель расположен вне вакуумной камеры и соединен с ней через сверх- 10 звуковое сопло.

Изобретение касается изготовления электрофотографических цилиндров термическим испарением селена в вакууме. Цель изобретения - улучшение качества покрытий цилиндров и снижение расхода селена. Цель достигается тем, что в способе изготовления электрофотографических цилиндров, состоящем в термическом испарении селена и нанесении его паров на цилиндрическую подложку в вакуумной камере, испарение селена производят в замкнутом испарителе, соединенном с вакуумной камерой через сопло Лаваля, а нанесение покрытия производят сверхзвуковой струей паров при давлении в испарителе 0,3 - 6,1 Торри температуре 420 - 800К, соответствующих условию свободно-молекулярного истечения паров из сопла. 1 ил.