Способ измерения поверхностной проводимости электрофотографических слоев Советский патент 1982 года по МПК G03G5/07 

(54) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ ПОВЕРХНОСТНОЙ

ПРОВОДИМОСТИ ЭЛЕКТРОФОТОГРАФИЧЕСКИХ СЛОЕВ

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

ПЬверхностная проводимость является одним из основных параметров электрофотографических слоев (ЭФС), определяющих возможность их практического применения для получения изображений. Применяемые в электроз рафии ЭФС характеризуется малой поверх-ноет ной проводимостью - менее 10 Ом

Известен способ измерения поверхностной проводимости электрофотогра фических слоев, включающий зарядку слоя, экспонирование изображения контрольной миры и вычисление поверхностной 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

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

10 выдерживают в темноте до уменьшения оптической плотности проявленных линий на 0,2-0,6, а поверхностную проводимость рассчитывают по формуле

15

ln()

6s

0 ( о)Г

t

где 5 О. поверхностная проводимость слоя;

20

оптическая плотность линий на изображении, проявленном непосрелственно после экспонирования; оптическая плотность линий

D-, 25на изображении, проявленном после выдержки проэкспонированного слоя в темноте;

t, время выдержки проэкспони30рованного слоя в темноте;

0) - пространственная частота линий J

к (и);

значение амплитудно-частотной характеристики зарядполе на частоте. Сущность предлагаемого способа заключается в том, что изменения зарядного рельефа из-за поверхностной проводимости регистрируют на высоких гфостранственных частотах до 100-200 ЛИН/ММ , что и позволяет сократить время измерений, резко увеличить чувствительность и точность метода.

Способ осуществляют следующим образом,

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

Далее на ЭФС экспонируют два илентичных 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 поверхност ЭФС формируется видимое изображение зарядного рельефа.

Проявление производят достаточно быстро (0,5-1,5 с} проявителем мало концентрации, при этом получается линейная зависимость оптической плоности 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 изображений на. денситометре.

Теоретическое обоснование предлагаемого способа заключается в следующем.

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

-( &S EJ, (1)

ду.

di

Si - поверхностный заряд ЭФС/ Csg - поверхностная -проводимость

ЭФС;

ЕХ - тангенциальное электрическое поле на поверхности ЭФС.

Теоретические и экспериментальные работы показывают, что темновая релаксация начального поверхностного синусоидального зарядного рельефа

ff()l-i-0 57(3 + cosuj x ,(2) где о средний заряд;

О. - амплитуда модуляции заря да; ixiQ-lJinQ- пространственная частота

при зарядном рельефе Q 0, происходит по экспоненциальному закону

-SgUJgK. (lX)o)t

«(X,t),e - cosu)oX,(5)

где амплитудно-частотная характеристика заряд-поле.

l-exp -luugn)

.(e-,-)exp(:2u)o)

где 6о 1 диэлектрическая проницаемость ЭФС; h - толщина ЭФС.

Оптическая плотность проявленного изображения пропорциональна амплитуде зарядного рельефа

) ,е (5)

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

п(Р-1/Р.2)

(6)

5 t. WO|K. ( Юр)

где 0, D, - оптические плотности

соответственно для первого и второго проявленных изображений;

tj - время выдержки второго зарядного изображения в темноте.

В теоретическую формулу (б ) не 1ВХОДИТ средний заряд слоя з2о, а также и амплитуда зарядного рельефа . 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 обеспе ивать уоловие применимости формулы (6)Q 0,, 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 секундомером, пространственную частоту ujg определяют по параметрам используемой миры с учетом увеличения ой-.

тической системы. Для вычисления амплитудно-частотной характеристики заряд-поле, согласно (4), необходимые толщина И диэлектрическая проницаемость ЭФС определяются стардартным методом.

При практической реализации предлагаемого способа вс1жно определить условия проведения операций. Теоретический анализ показал, что для измерения Малых поверхностных проводимостей, повышения точности и сокращения времени измерений необход гмо 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 tOKa из объема на изменение зарядного рельефа, целесообразно использовать мируС набором райных 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 6 3. Материал органического слоя полиэпоксипропилкарбазол (ПЭПК ), сенсибилизированный тринитрофлуореноном в количестве 3-5 моль % по отношению к мономерному звену ПЭПК. При практической реализации способа удобным 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 поним проявителем, зарялка положительная

ВозлеЯствиа на ЭФС

верхностный заряд 2,6-10-- Кл/м2. i

Плотность адсорбированных ионов -, 7 -ТО 6 . -1

Затем ЭФС экспонировался со стороны поверхности светом галогенной лампы. Использовалась мира с периодическими линиями с пространственными частотами 25-200 мм- . Экспозиция устанавливалась так, чтобы на облученных участках заряд поверхности уменьшился на половину, до

1, 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 фреоне - 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 Q,e-lQ Кл/м. Аналогично

формировался такой же поверхностный зарядный рельеф на второй части ЭФС. Вторая часть ЭФС после экспонирования 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 измерений и результаты расчета по формулам (4, 6) сведешг в таблицу. В таблице в п. 2, 3, приведены данные по измерению поверхностной проводимости ЭФС в многоцветном данные процессе после воздействия на поверхность ЭФС жидкого электрофоретического проявителя, содержащего наряду с пигментом синего цвета поверхностноактивные вещества и масла. Экспериментально достоверно измерены поверхностные проводимости до «

Техническая, эффективность спосОг ба заключается в возможности проверки пригодности слоев для электрофотографических процессов получения изображений и контроля физических явЛений на поверхности ЭФС.

1,4 0,9 0,961-10 1,07-10

О, 716-10 60

{11,4 лин/мм)

S-

То же300

1,40,8 0,961-10 0,27-10

Формула изобретения

Способ измерения поверхностной проводимости электрофотографических слоев, включающий зарядку слоя, -экспонирование изображения контрольной миры и вычисление поверхностной проводимости, отличающийс я тем, что, с целью повышения точности и сокращения времени измерений, производят экспонирование двух идентичных изображений контроль ных мир, проявляют сформированные на слое зарядные изображения, при этом одно зарядное изображение проявляют непосредственно после экспонирования, другое зарядное изображение перед проявлением выдерживают в темноте до уменьшения оптическойтглотности проявленных линий на 0,2-0,6, а поверхностную проводимость рассчитывают по формуле

ln{Di/07)

5tn- olKt TuJ

где dg - поверхностная проводимость

слоя;

0 - оптическая плотность линий на изображении, проявленном непосредственно после экспонирования; 0„ - оптическая плотность линий на изображении, прояв-. ленном после выдержки проэкспонированного слоя в темноте; tn I- время вьиержки проэкспонированного слоя в темноте; - пространственная частота лний контрольной миры} K(tOp) - значение амплитудно-частотной характеристики зарядполе на частоте UJQ , . Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Петретис Б., Карпавичус В., Ринкунас Р, Jornai fur iSignalauf-r zeiehnungsmateг I а 1ien. 1977, 4, c. 263-269.