Способ изготовления селеновых электрофотографических цилиндров и устройство для его осуществления

 

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.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК щ) G 03 G 5/082

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4211097/31-12 (22) 17.03.87 (46) 23.10.90. Бюл. II- 39 (71) Чечено-Ингушский университет им, Л.Н.Толстого (72) Вал.А.Иванов, Влад.А.Иванов, А.И.Касаков и С.А,Нерсесов (53) 772.93 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

У 974809, кл. G 03 G 9/08, 1982. (54) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ СЕЛЕНОВЫХ

ЭЛЕКТРОФОТОГРАФИЧЕСКИХ ЦИЛИНДРОВ И

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ (57) Изобретение касается изготовления электрофотографических цилинд-. ров термическим испарением селена в вакууме. Цель изобретения — улучшеИэобретиние 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 I с установленным в ней держателем цилинцрической подложки 2. Ка— мера 1 соединена через сверхзвуковое сопло 3 с испарителем 4, К последнему присоединены патрубки для ввода инертного газа 5, измерения

„„ У „„1601604 А 1

2 ние качества покрытий цилиндров и снижение расхода селена. Цель достигается тем, что при 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 сопла Лаваля, а нанесение покрытия производят сверхзвуковой струей паров при давлении в испарителе 0,3-6,1 торр и температуре 420-800 К, соответствующих условию свободномолекулярного истечения паров из сопла. 2 с.п. ф-лы. I ил.. давления. б 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 I.Èñïàрение селена производит в замкнутом испарителе 4, соединенном с вакуумной камерой через сверхзвуковое сопло

3, а нанесение покрытия производят сверхзвуковой струей паров при давлении в испарителе 0,3 — 6,1 торр и температуре 420 — 800 К, соответствующих условию свободномолекулярного истечения паров из сопла, Испаритель 4 представляет собой цилиндрическую изолированную емкость

1601604 объемом - 100 см, внутренний диаметр которой 3,2 см. Сверхзвуковое. сопло

3 имеет минимальный диаметр 0,2 см.

Давление в технологическом объеме ва-4 5 куумной камеры 10 торр. Напыление 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 вращательное движение.

Режим истечения струи пара через сопло 3 определяют параметрами Re < и ( разреженности и температурного фактора на структуру и параметры недорасширенных струй одноатомного газа, причем Re „= Rell N, где 9.е

= О ч» й»/ 11!» число Рейнольдса, рас считанное по параметрам в критическом 20 сечении сопла; плотности О», скорости v» и вязкости Ц», d» — диаметр критического сечения сопла; U . л — Ро /Р, — нерасчетность; = Т /Т температурный фактор; Р и Т, — дав- 25 ление и температура в испарителе;

P и Т, — давление и температура в вакуумной камере ° Для определения числа Рейнольдса используют формулу

4G

Re =,„, где G - расход испа — 30

Тd» (М» ряемого вещества.

Б зависимости от параметров Re и (возможны следующие режимы истечения струи: свободномолекулярный, 35 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 происхо— дит 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 струи, почти свободномолекулярному или области переходного режима течения, близкой к почти свобод55 номолекулярному с полностью размытой ударно —.волновой структурой струи.

Например, при значениях температурного фактора, = 3-4 это соответствует параметру Кеь = Re+/, Й а 5.Этим значениям параметра Ре соответству1 ет 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 5 диа1 пазон нерасчетности, в котором выполняется автомодельность распределения параметров, соответствует 11 3000.Если положить, что давление в вакуумной камере 1 соответствует известным способам нанесения селеновых слоев

P !О торр, то минимальное давле— Ф ние в испарителе должно составлять

Р с, = ЫР ) 3000 10 торр 0,3 торр.

Значение числа Рейнольдса в критическом сечении сопла определяют иэ указанных значений: Рe » = Re< 3< 300.

Таким образом, значения основных определяющих критериев процесса истечения паров составляет Кеьс5 при

=3-4 (с увеличением ." значение

Re < уменьшается), Rey " 300, Н 3000, Нижнюю границу Тоъ 420 К определяют иэ условия Р -0,3 торр, Верхнюю границу То д00 К определяют тем,что при температурах, близких к температуре кипения селена и вышее, происходит разбрызгивание селена. Это приводит 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 С 2 10 r/с. Такому расходу селена соответствуют значения Т

800 К и Р = 6,1 торр. Этим и определяется верхняя граница Pl,c6,1 торр.

Таким образом, значения параметров напыления Р и Тд. удовлетворяют следующим условиям: 0,3 торр Р 6,1 торр и 420 К и Т 300 К, Ф о р м у л а и з о б р е т е н и я

1. Способ изготовления селеновых электрофотографических цилиндров,состоящий в термическом испарении селена и нанесении его паров на цилиндрическую подложку в вакуумной камере, о r л и ч а ю шийся тем, что, с целью повьппения технологичности Ilpo цесса, качества цилиндров и снижения, расхода селена, нанесе1601604

Составитель А.Павлов

Техред M.Õoäàíè÷ Корректор M.Ìàêñèìèøèíeö

Редактор О. Ррковецкая

Заказ. 3270

Подписное

Тираж 371

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат Патент", r, Ужгород, ул. Гагарина, 101 ние производят сверхзвуковой с установленным в ней держателем циструей паров селена при свободно- линдрической подложки, соединенную молекулярном ее истечении под давле- с испарителем, о т л и ч а ю щ е ением 0,3-6, 1 торр и температуре с я тем, что, с целью повышения гех420-800 К. нологичности процесса, качества цилиндров и снижения расхода.селена, 2. Устройство для изготовления се-, испаритель расположен вне вакуумной леновых злектройотографических ци- камеры и соединен с ней через сверхлиндров, содержащее вакуумную камеру 10 звуковое сопло.