Исследование параметров электрофотографических носителей изображения на основе некристаллических полупроводников (Описания лабораторных и мануал к типовому расчету), страница 2

рис. 5).http://ftemk.mpei.ac.ru/ncsПодготовлено В.А. Воронцовым © 2002e-mail: vlad@ftemk.mpei.ac.ru8Рис. 5. Блок-схема узла электризации1 − электрофотографический цилиндр; 2 − коротрон; 3 − БВМ- 7АУ(источник положительного напряжения для коротрона);4 − БВМ-7БУ (источник отрицательного напряжения для коротрона); 5 − держатель ЭФЦ; 6 − гнездо Гн 3; 7 − штекер; 8 − резисторR3; 9 − шунтирующий конденсатор С3; 10 − прижимной контакт.Устройство измерения параметров ЭФЦ (рис. 4) представляетсобой сборную конструкцию и содержит следующие элементы:плиту, узел объектива, привод оптического клина, держатель светофильтров и датчик потенциала.Узел объектива состоит из осветителя, обоймы, оптическойщели, корпуса и объектива.

Осветитель выполняет несущую функцию и имеет сборную конструкцию коробчатой формы. Внутри осветителя расположена лампа КГМ − 6.3−15, выполняющая роль источника света; на задней стенке осветителя закреплен фотодатчик,контролирующий яркость лампы.Держатель светофильтров имеет сложную геометрическуюформу включающую в себя тубус с зеркалами и корпус, с направляющими канавками, в которые могут быть уставлены три светофильтра.Оптический клин представляет собой диск с плавно изменяющейся (по окружности) окраской (от абсолютно прозрачного доабсолютно черного).

Оптический клин служит для изменения светового потока, падающего на ЭФЦ в процессе измерения его фотоэлектрических параметров. Для этого рабочая часть оптическогоклина входит в паз корпуса узла объектива. В ходе работы стендаоптический клин поворачивается на определенный фиксированныйhttp://ftemk.mpei.ac.ru/ncsПодготовлено В.А. Воронцовым © 2002e-mail: vlad@ftemk.mpei.ac.ru9угол ∆Ψi, где i - номер фиксированного положения оптическогоклина, может изменяться от 0 до 20. При i=0 лампа осветителя выключена, поэтому экспозиция ЭФС равна 0.

Экспозиция при 0<i<21может быть рассчитана по формуле:E 20 ⋅ LЩ ⋅ K ⋅ τ C⋅τ j ,Hi =(3)Vгде Е20 − максимальное значение освещенности в плоскостиЭФС при i = 20;Lщ − ширина оптической щели (2 мм);V − линейная скорость вращения ЭФЦ (0,12 м/с);К − увеличение оптической системы (2);τJ − j-ое значение пропускания оптического клина;τC − коэффициент пропускания светофильтра;Система экспонированная позволяет изменять экспозицию в диапазоне от 0 до 18 лк⋅с.Узел засветки, выполнен в виде поворотной конструкции,предназначен для снятия остаточного заряда на ЭФЦ перед его повторной зарядкой.Узел электризации выполнен в виде поворотной конструкции,основным элементом которой является электризатор типа “коротрон”.

Конструкция коротрона состоит из следующих частей: коронирующего электрода (вольфрамовая проволока 0,08 мм), сферического экрана, колодок крепления коронирующего электрода и контактных площадок. Коммутация полярности элекризатора осуществляется вручную, подключением к электризатору соответствующего блока с помощью контактной колодки. Экран электризатора заземлен. Подложка ЭФЦ соединена с корпусом стенда через резистор R3, (рис. 5). Резистор R3 шунтирован конденсатором С3=47пФдля сглаживания тока зарядки. Ток зарядки создает на резисторепадение напряжения, которое поступает в блок БК и используетсядля управления током зарядки.

Задание тока зарядки производитсяоператором с клавиатуры ПЭВМ.Электрометр предназначен для получения сигнала, прямопропорционального потенциалу зарядки ЭФЦ. Чувствительнымэлементом электрометра является бесконтактный (емкостный) зонд,в форме металлического диска, расположенного на некотором расстоянии от поверхности ЭФЦ и образующего с этой поверхностьюконденсатор.

При вибрации зонда электромагнитным вибраторомдатчика изменяется емкость конденсатора “зонд−поверхность” и назонде за счет электростатической индукции возникает переменноенапряжение, частота которого равна частоте вибрации зонда. Этопеременное напряжение усиливается, для этого оно предварительноподстраивается фазовращателем синфазно с колебаниями вибратора, и детектируется синхронным детектором. Полученный с выходаhttp://ftemk.mpei.ac.ru/ncsПодготовлено В.А. Воронцовым © 2002 10e-mail: vlad@ftemk.mpei.ac.ruсинхронного детектора пульсирующий однополярный сигнал сглаживается интегратором и изменяет амплитуду выходного напряжения регулируемого преобразователя напряжения (РПН).

Выходноенапряжение РПН приложено между подложкой ЭФЦ и зондом датчика таким образом, что зонд датчика “чувствует” разность потенциалов между потенциалом поверхности ЭФЦ и выходным напряжением РПН. В результате действия образованной обратной связичерез зонд датчика выходное напряжение РПН, являясь компенсационным напряжением потенциала ЭФЦ, устанавливается равнымпо значению этому напряжению. Кроме того, компенсационное напряжение поступает через делитель напряжения как сигнал о потенциале заряда ЭФЦ в схему управления аппарата.МЕТОДИКА ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПАРАМЕТРОВ ЭФЦВ режиме “Измерение” стенд обеспечивает определение и расчет следующих параметров:• начального потенциала зарядки VO [В];• остаточного потенциала VOCT [В];• светочувствительности S [лк-1⋅с-1];• номинальной рабочей экспозиции HP [лк⋅с];• электростатического контраста ∆VK [В];• номинальной плотности поверхностного заряда Ф [Кл/м2];• средней скорости темновой разрядки ∆VТ/∆t [В/с ];• тока зарядки I [А];ИЗМЕРЕНИЕ ПАРАМЕТРОВ ЭФЦВ ходе определения параметров ЭФЦ стенд отрабатывает четыреэтапа:• установка тока зарядки ЭФЦ;• измерение кинетики световой разрядки;• измерение кинетики темновой разрядки ЭФЦ:• измерение остаточного потенциала.На первом этапе осуществляются следующие операции:• зарядка ЭФЦ;• засветка ЭФЦ.При этом производится установка выбранного оператором тока зарядки ЭФЦ.

Заданный ток зарядки отображается на экране дисплеяПЭВМ.http://ftemk.mpei.ac.ru/ncsПодготовлено В.А. Воронцовым © 2002 11e-mail: vlad@ftemk.mpei.ac.ruНа втором этапе проводится:• зарядка ЭФЦ;• экспонирование ЭФЦ;• засветка ЭФЦ.На этом этапе включается лампа осветителя в системе экспонирования и для каждого положения оптического клина производитсяизмерение потенциала ЭФЦ. Полный цикл измерений проводитсяпри 20 фиксированных положениях оптического клина.

По результатам измерения на экране дисплея ПЭВМ строится график кинетики разрядки ЭФЦ. В это же время производится измерение токаразрядки I. Программное обеспечение ПЭВМ позволяет производить обработку результатов измерений и расчеты требуемых параметров в следующей последовательности:по графику определяется значение начального потенциала зарядкиVO при H = 0;из формулы V0,5 = 0,5⋅VO рассчитывается потенциал полуспада;по графику определяется значение рабочей экспозиции H0,5, вызывающей полуспад потенциала на ЭФЦ;1определяется фоточувствительность ЭФЦ;H 0,5Iиз формулы Φ =определяется поверхностная плотность заряда;V ⋅lиз формулы S 0,5 =I - ток зарядки ЭФЦ; l - длина коронирующего электрода; V - линейная скорость вращения ЭФЦ;Полученные значения параметров не должны выходить за допустимые пределы; в случае отклонения параметров за пределы допустимого диапазона на экран дисплея выводится соответствующая информация.На третьем этапе выполняется:• зарядка ЭФЦ в течении одного оборота (при этом лампы засветки и экспонирования отключены);• остановка ЭФЦ;В течение последующих 30 с датчиком электрометра измеряетсяпотенциал ЭФЦ.

По результатам измерений на экране строитсяграфик темновой разрядки ЭФЦ. По графику определяется значениеначального потенциала разрядки VO и потенциал ЭФЦ через каждые 2 с. По формуле∆VT (V0 − VT )=рассчитывается средняя ско2∆tрость темновой разрядки. Если эта скорость превышает максимально допустимое значение, на экране ПЭВМ высвечивается соответствующее сообщение.http://ftemk.mpei.ac.ru/ncsПодготовлено В.А. Воронцовым © 2002 12e-mail: vlad@ftemk.mpei.ac.ruНа четвертом этапе проводится одна операция:• засветка ЭФЦ.После нее датчиком электрометра измеряется остаточный потенциал.После завершения всех четырех этапов цикл измерения останавливается, при этом на экране дисплея ПЭВМ высвечивается графиктекущих значений потенциала ЭФЦ.ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫДля управления лабораторным стендом с ПЭВМ используется программа STENDEFC при запуске которой на экране монитора появляется меню:Выбор команды из меню производится клавишами “Стрелка влево”,“Стрелка вправо”, “Стрелка вверх”, “Стрелка вниз”, “Enter”, “Esc”,“Home”, “End”.

Выбранная возможность подсвечивается повышенной яркостью. Для начала выполнения нужной команды необходимо нажать клавишу “Enter”. Если в упомянутом меню нажать клавишу “Esc” или выбрать команду (опцию) “Конец работы”, то программа SENDEFC завершит работу и передаст управление операционной системе.При выборе опции “Управление” и нажатии клавиши “Enter”на экране ПЭВМ появляется вертикальное меню:В этом меню конкретная опция выбирается также с помощьюклавишей - “стрелок” и активизируется нажатием “Enter”.

Клавиша“Esc” производит возврат к предыдущему меню.Опция “Состояние стенда” предназначена для опроса лабораторного стенда, в случае его неработоспособности на экране появляется соответствующее сообщение.http://ftemk.mpei.ac.ru/ncsПодготовлено В.А. Воронцовым © 2002 13e-mail: vlad@ftemk.mpei.ac.ruОпция “Установка тока зарядки” предназначена для заданиятока зарядки ЭФЦ. После нажатия клавиши “Enter” появляется вертикальное меню с возможными значениями тока зарядки. Послевыбора нужного значения тока нажимается клавиша “Enter” и вслучае его успешной установки меню токов исчезает с экрана монитора.Опция “Измерение” предназначена для запуска процесса измерения параметров цилиндра. В процессе измерения значения потенциала зарядки ЭФЦ отображаются графически.

После окончанияпроцесса измерения нажатие любой клавиши запускает процедурурасчета параметров ЭФЦ. Если параметры были вычислены неправильно, то на экран дисплея выдается соответствующее сообщение.Просмотр полученных зависимостей потенциала зарядки можно осуществить с помощью опции “Графики” основного меню.Повторное вычисление параметров можно произвести из опции“Вычисление параметров” (расположенной в опции “Управление”) основного меню.ПОДГОТОВКА СТЕНДА К РАБОТЕПоднимите светозащитный кожух оптико-механического блокастенда и установите колодку “Положительная полярность зарядки”или “Отрицательная полярность зарядки” в рабочее гнездо.• подключите штекер высоковольтного провода “коротрона” вгнездо соответствующего блока питания:БВМ-7АУ - для положительной зарядки ЭФЦ;БВМ-7БУ - для отрицательно зарядки ЭФЦ.с помощью рукоятки, расположенной между оптикомеханическим блоком и блоком электроавтоматики, переместите оптико-механический блок в среднее положение.• закройте светозащитный кожух оптико-механического блока.• включите тумблер “Сеть”, расположенный на левой боковойстенке стенда.

После включения питания производится инициализация всех блоков стенда, а затем осуществляется установка стенда в исходное положение:Проверяется исправность двигателя вращения ЭФЦ;Оптический клин устанавливается в исходное положение;Устройство экспонирования перемещается в исходное(крайнее правое положение).• переместите устройство измерения в нужную часть цилиндра.ВНИМАНИЕ! Во избежание ударов электрическим токомне поднимать светозащитный кожух при включенном стенде!http://ftemk.mpei.ac.ru/ncsПодготовлено В.А.