Спосіб надшвидкого отримання потенціального рельєфу зображення

Реферат: UA 95968 U UA 95968 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Корисна модель належить до електрографії, а саме до способів формування потенціального рельєфу зображення. Розвиток науки та техніки потребує нових можливостей формування зображення для дослідження різноманітних процесів. Особливо актуальною є розробка дешевих та доступних надшвидких способів формування зображення (дослідження вибухів, хімічних реакцій, у тому числі у біологічних об'єктах, квантових ефектів та ін.). Спосіб також може знайти застосування в системах запису і зберігання інформації. Досягнутий рівень техніки в галузі, що розглядається, характеризується наступними прикладами. Відомий спосіб отримання потенціального рельєфу зображення переміщенням електронів з поверхні за рахунок дії квантів світла (Б.М. Петретис, С.И. Тамошюнас. Способ формирования скритого электростатического изображения на электрофоретическом носителе. Авт. Свид. СССР № 964568 опубл. 07.10.1982). Спосіб полягає в тому, що зображення формують на носії з стійкою внутрішньою поляризацією, процес містить експонування, підігрів, витримування при температурі термополяризації, охолодження, розрядку в електропровідній рідині, вторинний нагрів. Недоліком способу є те, що швидкість переміщення електронів лімітує механізм дифузії. Як прототип вибраний спосіб, що досі є основою конструювання сучасної копіювальної техніки, отримання потенціального рельєфу зображення переміщенням електронів з поверхні за рахунок дії квантів світла (Chester F. Carlson, Jackson Heights. ELECTROPHOTOGRAPHY. Application April 4, 1939, Serial № 265,925). Спосіб полягає в тому, що під дією квантів світла з'являється провідність у попередньо зарядженого по поверхні напівпровідникового шару, який нанесений на металеву поверхню, що призводить до стікання заряду в засвічених областях і його збереження в незасвічених областях поверхні напівпровідникового покриття. Недоліком способу є те, що переміщенню (дрейфу) в електричному полі заважає дифузія через шар напівпровідника. Задачею, на рішення якої спрямована пропонована корисна модель, є зменшення часу формування потенціального рельєфу зображення. Поставлена задача вирішується способом надшвидкого отримання потенціального рельєфу зображення переміщенням електронів з поверхні за рахунок дії фотонів, який відрізняється тим, що переміщення електронів здійснюється через газовий або вакуумний проміжок, а потенціал створюється на електрично ізольованих одна від одної ділянках поверхні в зовнішньому електричному полі, яким перешкоджають виходу електронів, коли зображення не треба фіксувати, і сприяють, коли треба, при цьому енергію фотонів застосовують таку, яка більше роботи виходу електрона з ізольованих ділянок, але менше ніж робота виходу електрона з прозорого електропровідного шару. На фіг. 1 відображена схема здійснення способу. Здійснюється спосіб наступним чином. Напроти діелектричної пластини 1 з електропровідним покриттям 2 паралельно їй, на відстані у декілька довжин вільного руху електрона, розташовують прозору пластину 3 з прозорим електропровідним покриттям 4 так, щоб покриття 4 було зі сторони пластини 1, а покриття 2 на поверхні пластини 1, з протилежного боку. На поверхні (зі сторони пластини 3) пластини 1 розташовують відокремлені одна від одної малі ділянки речовини 5, яка має малу роботу виходу електрона (як такі ділянки можуть виступати заряджені ділянки поверхні діелектрика). Електропровідне покриття 2 підключають до позитивного полюсу джерела електричної напруги, до негативного полюса підключають покриття 4 (фіг. 1а). Після чого за допомогою оптичних приладів (лінз та ін.) на пластині 1 формують зображення, при цьому фотони проходять пластину 3. Величину електричного поля між покриттями 2 і 4 вибирають такою, щоб вибитий квантом світла 6 електрон 7 повернувся на ту ділянку речовини 5, з якої був вибитий. У необхідний момент часу полярність покриттів 2 і 4 змінюють (фіг. 16), що призводить до переходу електрона з освітленої області 5 на шар 4. Після необхідного часу експозиції (залежить від цілей фотозйомки) полярність покрить 2 і 4 знову змінюють. Після цього електрони не можуть покинути області 5, це означає їх нечутливість до висвітлення. Області 5, з яких відлетіли електрони 7, набувають позитивний потенціал. Для перетворення прихованого потенційного зображення у видиме можна, наприклад, внести пластину 1 у газовий завис частинок тонера. Частинки тонера 8, які можуть мати негативний заряд, за рахунок електричних сил налипають на заряджені області 5. Потім на пластину 1 з боку тонера 8 можна накласти або липкий (або попередньо рівномірно заряджений по поверхні) папір 9, що викликає перехід частинок тонера 8 на носій 9. Носій 9 відокремлюють від пластини 1, і, якщо це потрібно, закріплюють зображення нагріванням, парами розчинника або іншим способом, відповідним тонеру та носію. Мінімальний час t формування потенційного зображення лімітується часом руху електрона між пластинами 1 і 3, оскільки електрон, що не встиг долетіти до пластини 3, за час експозиції 1 UA 95968 U повернеться назад в область 5 і потенціал останньої не зміниться. Час руху електрона (відстань між пластинами - L) можна визначити з формули 1/2 t=(2L/a) , 5 (1) де а - прискорення електрона, з масою m, яке можна визначити на підставі діючої на електрон сили F із закону Ньютона F=ma. (2) Сила визначається формулою 10 F=Ee, 15 20 25 30 35 40 (3) де Е - напруженість електричного поля, e - заряд електрона. У результаті спільного рішення рівнянь (1), (2), (3) 1/2 -6 1/2 t=(2Lm/Ee) =3,5•10 (L/E) . Наприклад, якщо відстань L=10 мкм, а простір між пластинами заповнень елегазом (SF6), з 7 -12 Е=10 В/м, то t~10 с (за цей час світло проходить відстань біля 3 см). Відстань L повинна бути малою (порядку декількох довжин вільного руху електрона, для повітря при нормальних умовах це біля 5 мкм), оскільки при великій відстані руху електрона буде перешкоджати зіткнення з молекулами газу. Корисна модель дозволяє отримувати потенціальний рельєф зображення за мінімальний -12 час близько 10 с. Можливість здійснення винаходу, що заявляється, показано наступним прикладом. Приклад. Як (фіг. 1) пластину 1 було використано фторопласт з наклеєною алюмінієвою фольгою 2. Окремі заряджені ділянки 5, у даному випадку, являли собою частини поверхні фторопласту. Фторопластову пластину попередньо натиралася шерстю для формування надлишкового негативного заряду на її поверхні. Пластина 3 була скляна з прозорим шаром 4 з оксиду олова. Відстань між пластинами, яка зіставляла 50 мкм, визначалася липкою плівкою (скотчем), яка була наклеєна по краях пластини 3. Було сформовано потенційний рельєф зображення пластин модульованим випромінюванням гелій-неонового лазера, який за допомогою обертового 4 дзеркала сканував по поверхні пластин, так, що швидкість сканування дорівнювала 10 м/с, а частота модуляції 1 МГц. Зміна потенціалу на електропровідних шарах 2 і 4 пластин здійснювалась за допомогою імпульсного генератора Г5-56. Тривалість позитивного потенціалу на шарі 4 зіставила 1 мкс. Після формування потенціального зображення пластина 1 відділялась від пластини 3 і запилювалась електростатичним тонером (від лазерного принтера), потім на пластину 3 накладався аркуш паперу і прокатувався нагрітим (до температури плавлення тонера) валиком. Довжина отриманого трека виявилася біля 1 см, що відповідає розрахунковому значенню. Таким чином, показано, що пропонована корисна модель дозволяє отримувати -12 потенціальній рельєф зображення за досить малий час (близько 10 с). ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 45 50 Спосіб надшвидкого отримання потенціального рельєфу зображення переміщенням електронів з поверхні за рахунок дії фотонів, який відрізняється тим, що переміщення електронів здійснюється через газовий або вакуумний проміжок, а потенціал створюється на електрично ізольованих одна від одної ділянках поверхні в зовнішньому електричному полі, яким перешкоджають виходу електронів, коли зображення не треба фіксувати, і сприяють, коли треба, при цьому енергію фотонів застосовують таку, яка більше роботи виходу електрона з ізольованих ділянок, але менше, ніж робота виходу електрона з прозорого електропровідного шару. 2 UA 95968 U Комп’ютерна верстка А. Крижанівський Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 3