专利名称：辉光放电装置和产生辉光放电的方法
技术领域：
本发明涉及形成辉光放电的一种经改进的装置和方法。更具体地说，本发明涉及在一个辉光条形电极与一个或多个导电衬底之间均匀产生离子流的一种装置和方法。本发明的一个实施例涉及一种产生辉光放电的装置，该装置包括一个细长的导电辉光条形电极;用以将电势加到辉光条形电极上从而产生离子的装置;用以产生从辉光条形电极流向第二电极的离子流的装置;和一个挡管，安置得使其部分挡住辉光条形电极与第二电极之间的离子流;所述挡管有许多孔眼，离子即通过该孔眼在辉光条形电极与第二电极之间流通;各孔眼具有至少一个与其有关的闸板，该闸板能起码部分地挡住离子流通过各孔眼，各闸板能单独地移到多个位置，以便调节通过各孔眼的离子流。本发明的另一个实施例涉及一种真空涂敷装置，该装置包括(a)一个真空室;(b)给真空室抽真空的装置;(c)将气体引入真空室的装置;(d)起码一个圆棒件，处在真空室内，其上可以安置多个导电衬底;和(e)起码一个辉光放电装置，该辉光放电装置包括一个细长的导电辉光条形电极;用以将电势加到辉光条形电极上从而产生离子的装置;用来产生从辉光条形电极流向第二电极的离子流的装置;和一个挡管，安置得使其部分挡住辉光条形电极与第二电极之间的离子流;所述挡管有许多孔眼，离子即通过该孔眼在辉光条形电极与第二电极之间流通;各孔眼具有至少一个与其有关的闸板，该闸板能起码部分地挡住离子流通过各孔眼，各闸板能单独地移到多个位置，以便调节通过各孔眼的离子流，其中各闸板上的孔眼数等于各圆棒上的衬底数。本发明的另一个实施例还涉及用单个辉光放电装置将离子均匀轰击到多个导电衬底上的一种方法，该方法包括(a)配备一个真空涂敷装置，该真空涂敷装置包括(1)一个真空室;(2)用来给真空室抽真空的装置;(3)用来将气体引入真空室中的装置;(4)起码一个圆棒件，处在真空室内，其上可以安置多个导电衬底;和(5)用来以测定各圆棒上各导电衬底的温度的装置，和(6)起码一个辉光放电装置，该辉光放电装置包括一个细长的导电辉光条形电极;用来将电势加到辉光条形电极上从而产生离子的装置;用以产生从辉光条形电极流向第二电极的离子流的装置;和一个挡管，安置得使其部分挡住辉光条形电极与第二电极之间的离子流;所述挡管有许多孔眼，离子即通过该孔眼在辉光条形电极与第二电极之间流通;各孔眼具有至少一个与其有关的闸板，该闸板能起码部分地挡住离子流通过各孔眼，各闸板能单独地移到多个位置，以便调节通过各孔眼的离子流，其中各闸板上的孔眼数等于各圆棒上的衬底数;(b)使真空室内形成部分真空;(c)在辉光条形电极与导电衬底之间产生离子流，从而提高各导电衬底的温度;(d)在步骤(c)之后，测定各导电衬底的温度;(e)调节各闸板的位置，从而提高辉光条形电极与衬底之间离子流低于所要求温度值的温度;(f)调节闸板的各位置，从而限制辉光条形电极与衬底之间离子流高于所要求温度值的表面温度;和(g)重复步骤(a)、(d)、(e)和(f)直到各导电衬底的温度达到所要求的均匀程度为止。
众所周知，制造光敏成象件时要使用辉光放电技术。举例说，美国专利4，019，902(Leder等人)公开了一种在适应性能方面有所改进的光感受体，该光感受体有一个金属或覆有金属的柔韧衬底和无机光电导体层，该光感受体是这样制取的;在有氧存在的光辉放电的情况下先用电离电势低的惰性气体的正离子轰击作为阴极的金属衬底，再将获得的覆有氧化物的衬底暴露在主要由在电场的作用下带电和不带电的材料组成的光电导体的蒸汽云雾中，利用该金属衬底作为阴极，光电导体材料或其容器的所述蒸汽云雾的施体作为阳极，后一步骤与开始轰击步骤的起码一部分结合进行。这里将该专利的公开内容也包括进来，以供参考。
另外，美国专利3，914，126(Pinsler)公开了将光电导层涂敷到柔韧的镍或覆镍衬底上的一种方法，具体作法是先将镍片或镍带经过酸蚀浴处理，再在电解槽中阳极化处理，得出起码两中间层象氧化镍层一类粘附性能和电荷注入阻挡性能优异的金属氧化物层。此外，该参考文献还公开，除进行电解液处理外或者作为代替电解液处理的另一种作法，还可以用辉光放电技术将氧化镍层涂敷在衬底上，即将镍衬底作为阳极，使其在大约3×10安/平方厘米的电流密度和大约2.5千伏的电压(阴极)下处于部分真空中历时1至5分钟左右。这里也把上述专利的公开内容包括进来，以供参考。
美国专利3，907，650(Pinsler)公开了将光电导层涂敷到柔韧的镍或覆镍衬底上的一种方法，具体作法是先将镍片或镍带经过酸蚀浴处理，再在电解槽中阳化处理，得到起码两中间层象氧化镍层一类粘附性能和电荷注入阻挡性能优异的金属氧化物层。这里把该专利的公开内容也全包括进来，以供参考。此外，该参考文献还公开，除进行电解液处理外或者作为代替电解液处理的另一种作法，还可以用辉光放电技术将氧化镍层涂敷在衬底上，即将镍衬底作为阳极，使其在大约3×10安/平方厘米的电流密度和大约2.5千伏的电压(阴极)下处于部分真空中历时1至5分钟左右。
美国专利4，959，287(Pai等人)公开了一种静电电子放射线照相成像元件，该成像元件的衬底有一导电表面、从硒和硒合金群选取的电放射照相绝缘层和含水溶对氮苯黑、电荷传递化合物和特殊的共聚多酯的外敷层。这里把该专利的公开内容也全包括进来，以供参考。衬底导电，且由象铝、钛、镍、铬、黄铜、铜、锌、银、锡等之类的材料制成，可在真空涂敷器中经过辉光放电处理而加以清理和氧化，在辉光放电处理过程中，可以在压力维持在大约10和100微米汞柱、衬底温度维持在低于115℃(240°F)左右和涂敷器排出气流量足以维持高氧含量的气氛(对空气而言约为21%)的情况下用精密的流量计和阀门调节涂敷器排出的气流量来密切监视和控制氧化层的形成情况。
美国专利4，770，965(Femder等人)公开的内容这里也全包括进来以供参考，该专利公开了一种电放射照相成像元件，该成像元件包括一导电衬底、一合金层和薄薄的一层保护性外敷层，合金层由厚在大约100微米和400微米之间的掺砷硒构成，合金层不贴近导电衬底的表面含有按重量计约为0.3%和2%的砷，合金属邻接导电衬底处具有厚约0.01微米至1微米之间的晶体硒，保护性外敷层覆在合金属上，厚度在大约0.05微米与大约0.3微米之间，含有以重量计大约0.5%至3%的水溶对氮苯黑。该光感受器是这样制备的配备一个导电衬底;将该衬底清理干净;加热含硒和以重量计大约0.05%至大约2%的砷的合金，直到合金中以重量计的大约0.05%至大约2%的硒结晶为止;将合金真空淀积到衬底上，以形成厚在大约100微米与大约400微米之间的玻璃状光电导绝缘层，光电导层在不贴近导电衬底的表面含有以重量计大约0.3%与2%之间的砷;将薄薄的保护性外敷层敷到光电导绝缘层上，外敷层的厚度在大约0.05微米与大约0.3微米之间，且含有以重量计约0.5%至3%左右的水溶对氮苯黑;加热光电导绝缘层直到只有毗邻衬底的薄层中的硒结晶，形成连续基本上均匀厚约1微米的结晶层为止。导电衬底可以通过在真空涂敷器中进行辉光放电处理来加以氧化，在处理的过程中，氧化层可以通过在压力维持在大约10微米汞柱与大约100微米汞柱之间、衬底温度维持低于大于115℃(240°F)且涂敷器排气流量足以维持高氧含量气氛(对空气而言约为21%)的情况下调节涂敷器排气的气流量密切加以监视和控制。
美国专利4，557，993(Matyjakowski)公开的内容这里也全包括进来，以供参考。该专利公开了制备电放射照相成像元件的一种方法，该方法包括下列步骤配备一个镍衬底;将镍衬底在有氧存在的情况下加热起码260℃的温度，直到衬底上形成一层连续的氧化镍为止;然后在连续的氧化镍层上淀积上起码一层光电导绝缘层。该专利还公开在氧化镍层上淀积上起码一层光电导绝缘层。该专利还公开在氧化镍层上淀积光电导层之前用辉光放电处理镍衬底的作法。
美国专利4，310，614(Connel等人)的公开内容这里也全包括进来，以供参考。该专利公开了在适当的衬底上淀积簿于150埃的连续无针孔的碲薄膜的一种方法，该方法是将衬底在淀积上薄膜之前先进行预处理，然后用惰性气体离子溅射或轰击衬底表面，接着将碲蒸发掉，由此在衬底上形成致密的核化区覆盖层，从而提高了所淀积薄膜的粘附性、耐磨性和抗氧化性能，同时形成厚度均匀、微晶取向合乎要求的无针孔薄膜。
美国专利4，099，969(Leder)的公开内容这里也全包括进来，以供参考。该专利公开了一种适应性和使用寿命有所提高的光感受体，该光感受体有一个金属或覆金属的衬底和与衬底阻挡电荷地接触的无机光电导层;该光感受体有一个金属或覆金属的衬底和与衬底阻挡电荷地接触的无机光电导层;该光感受体是这样制取的在有氧存在的情况下，先用电子和非金属高能离子轰击接地或未接地的衬底，然后将得出的覆有氧化物的干净衬底暴露在光电导材料经电子和非金属离子轰击形成高能离子的蒸汽云雾中，蒸汽云雾是在开始时在辉光放电的情况下从涂覆器中的一个坩埚中获得的;后一种功能上的工序也可以结合开始时轰击工序的一部分进行。
美国专利4，072，518(Ledar)公开的内容这里也全包括进来，以供参考。该专利公开了制造静电印刷光感受体的一步工序、方法和由此得出的相应的静电印刷光感受体，所有或部分有孔层呈三角形，采用辉光放电和惰性气体履行该方法和制取光感受体。必要时，可以将衬底清理干净并配备以电荷阻挡层，具体作法是开始时在真空涂敷器中将衬底作为阴极用惰性非金属气体的正离子进行轰击。
这里也将美国专利3，845，739(Erhart等人)、美国专利3，861，353(Erhart等人)和美国专利3，911，162(Erhart等人)所公开的内容也全包括进来，以供参考。这些专利公开了将材料薄膜蒸汽淀积到图象保留表面衬底体上的一种方法和装置，该方法包括下列步骤将多个衬底体安置在多个细长水平延伸的支撑圆棒上，各圆棒围绕其有关的纵向轴线转动，同时将多个圆棒沿一个环形通路围绕水平轴转移，在圆棒组件周围形成抽了真空的气氛，然后将安置在位于各圆棒环形行程所确定的通路内的一平面阵列坩埚内的材料加以汽化。在一特殊的实施例中，用多个辉光条组件预热各衬底体。除将转动的衬底体加热到所要求的温度以便淀积光电导材料外，在某些象铝一类的衬底体材料的情况下，辉光条在衬底支撑体上形成界面表面。这种在临近真空气氛中淀积光电导体时先形成该界面的作法使光电导性能比起光在辅助设备中形成界面，再经过另外一段时间间隔再在大气的条件下加以处理得出的光电导性能有所提高。
美国专利4，152，747(Fisjer)的公开内容这里也全包括进来，以供参考。该专利公开了一种电极，该电极具有起码一个内部通道和一个可调节的出入口或狭槽，使待离子化的气态物质可以从内部通道通过，然后在靠近一个或多个电极外表面在发射电子的适当部位通过，该电极安置在适当靠近电荷电性相反的电极或物体的电场中。该设备适宜制备电照相光电导体。
美国专利3，914，126、美国专利3，907，605和1957年Ignatov在“J.Chimie physigue”杂志第54期第96页发表的分章中也公开了辉光放电技术的应用，这些公开内容这里也全包括进来，以供参考。
上述用辉光放电技术处理光感受器衬底的已知设备和方法都适用于它们要求的特定用途，尽管如此，目前仍然需要有一些为加热和/或清理在某些情况下为氧化衬底表面而需要进行的处理导电成像元件衬底经改进的方法和装置。此外还需要有用辉光放电处理象板材、管材、带材等之类的导电材料经改进的方法和装置。另外，仍然需要有一种用辉光放电处理多个衬底并使经如此处理的衬底能均匀暴露到离子轰击中的方法和装置。此外，需要有一种用辉光放电处理多个衬底、在处理的过程中能控制和改变各衬底暴露所在的辉光等离子体的量的方法和装置。通过控制暴露各衬底所在的辉光等离子体的量。可以紧密控制各衬底之间的温度变化，从而可以用真空蒸发技术有效地制造光感受器。
本发明的一个目的就是提供具有上述诸优点的一种方法和装置。
本发明的另一个目的是提供处理导电成像元件衬底的一种经改进的方法和装置。
本发明还有另一个目的，即提供用辉光放电处理多个衬底、从而使各如此处理的衬底能均匀接受离子的轰击的一种方法和装置。
本发明的另一个目的是提供用辉光放电处理多个衬底、在处理过程中能控制和改变处理各衬底所使用的辉光等离子体的量的一种方法和装置。
本发明还有另一个目的，即提供用辉光放电处理多个衬底、在处理过程中能紧密控制各衬底之间的温度变化的一种方法和装置。
本发明(或其特殊实施例)的上述和其它目的是通过提供一种用以进行辉光放电的装置实现的，该装置包括一个细长的导电辉光条形电极;用来将电势加到辉光条形电极上从而产生离子的装置;用来产生从辉光条形电极流向第二电极的离子流的装置;和一个挡管，安置得使其部分挡住辉光条形电极与第二电极之间的离子流，所述挡管有许多孔眼，离子即通过该孔眼在辉条件电极与第二电极之间流通，各孔眼具有至少一个与其有关的闸板，该闸板能起码部分地挡住离子流通过各孔眼，各闸板能独地移到多个位置，以便调节通过各孔眼的离子流。本发明的另一个实施例涉及一种真空涂敷装置，该装置包括(a)一个真空室;(b)抽真空器，用以给真空室抽真空;(c)气体引入器，用以将气体引入真空室中;(d)起码一个圆棒件，处在真空室内，其上可以安置多个导电衬底;和(e)起码一个辉光放电装置，该辉光放电装置包括一个细长的导电辉光条形电极;用来将电势加到辉光条形电极上从而产生离子的装置;用来产生从辉光条形电极流向第二电极的离子流的装置;和一个挡管，安置得使其部分挡住辉光条形电极与第二电极之间的离子流，所述挡管有许多孔眼，离子即通过该孔眼在辉光条形电极与第二电极之间流通，各孔眼具有至少一个与其有关的闸板，该闸板能起码部分地挡住离子流通过各孔眼，各闸板能单独地移到多个位置，以便调节通过各孔眼的离子流，其中各闸板上的孔眼数等于各圆棒上的衬底数。本发明的另一个实施例还涉及用单个辉光放电装置将离子均匀轰击到多个导电衬底上的一种方法，该方法包括(a)配备一个真空涂敷装置，该真空涂敷装置包括(1)一个真空室;(2)用来给真空室抽真空的装置;(3)用来将气体引入真空室中的装置;(4)起码一个圆棒件，处在一真空室内，其上可以安置多个导电衬底;和(5)测温器，用以测定各圆棒上各导电衬底的温度，和(6)起码一个辉光放电装置，该辉光放电装置包括一个细长的导电辉光条形电极;用来将电势加到辉光条形电极上从而产生离子的装置;用来产生从辉光条形电极流向第二电极的离子流的装置;和一个挡管，安置得使其部分挡住辉光条形电极与第二电极之间的离子流，所述挡管有许多孔眼，离子即通过该孔眼在辉光条形电极与第二电极之间流通，各孔眼具有至少一个与其有关的闸板，该闸板能起码部分地挡住离子流通过各孔眼，各闸板能单独地移到多个位置，以便调节通过各孔眼的离子流，其中各闸板上的孔眼数等于各圆棒上的衬底数;(b)使真空室形成部分真空;(c)在辉光条形电极与导电衬底之间产生离子流，从而提高各导电衬底的温度;(e)调节各闸板的位置，从而提高辉光条形电极与衬底之间离子流低于所要求温度值的温度;(f)调节闸板的各位置，从而限制辉光条形电极与衬底之间离子流高于要求温度值的表面温度;和(g)重复步骤(c)、(d)、(e)和(f)直到各导电衬底的温度达到所要求的均匀程度为止。
图1示意示出了现有技术的辉光放电装置。
图2示意示出了用以对导电衬底进行辉光放电处理的行星式涂敷配置方式，接着也可以进行将光电导材料真空蒸发到衬底上的工序。
图3示意示出了用以对导电衬底进行辉光放电处理的一字排列式配置方式，接着也可以进行将光电导材料真空蒸发到衬底上的工序。
图4示意示出了支撑衬底的圆棒和隔离各圆棒的掩模。
图5、6和7示意出了本发明辉光放电装置的一个实施例。
图8示意示出了本发明辉光放电装置的另一个实施例。
这里的附图没有必要按比例绘制。
对导电表面进行在辉光放电的周知方法通常是采用辉光等离子体源，如图1示意示出的那样。从图1的示意图可以看到，辉光放电装置1包括电极3，由一个细长的导电辉光条形件组成;和挡管5，部分围绕着辉光条形电极3，它起挡住辉光放电使其只限于辉光条形电极紧下放的空间活动的作用。电极3由多个电绝缘横柱7支撑在挡管5中，并与挡5间隔一段距离，这些横柱7将辉光条形电极较高的电势与挡管5隔离开来。电势是通过引线8加到辉光条形电极3上，引线8则与另一些任意的辉光条形电极相连接，这些电极可以通过来自电源的真空密封馈线用在辉光放电装置中。如图1中所示，挡管5是个圆柱形管，部分围绕着圆柱形的辉光条形电极，但也可以采用其它形状的挡板和电极，挡管可以取椭圆、半圆、矩形或其它形状的截面，辉光条形电极可以取矩形、方形或其它形状的截面。挡管5部分围绕着辉光条形电极3，且开有单个矩形孔眼6，辉光等离子体即通过孔眼6射向受辉光放电处理的衬底(图中未示出)。
对导电光感受体进行辉光放电处理的一般配置方式是将涂敷器配置成行星的形式，如美国专利3，845，739所公开的那样，这里也把该专利的公开内容包括进来，以供参考。图2示意示出了行星布局方式。从图2的示意图可以看到，真空涂敷室20装有许多圆棒21，各圆棒21上安置着一个或多个衬底23。如图2所示，圆棒21和衬底23呈圆柱形，当圆棒上安置有两个或多个衬底时，各衬底23彼此为掩模25所隔开。掩模25的横截面最好呈T字形，这样即将衬底彼此隔离开来，又可以在涂敷过程中形成各衬底上未涂敷的边缘区。图4中示意示出了圆棒21、衬底23和掩模25的视图。各圆棒33沿箭头的方向转动，圆棒总体则沿箭头的方向围绕真空涂敷室内的中心部位转动。辉光放电组件27平行于圆棒21装在支杆28上，且在涂敷过程中静止不动。两个辉光放电组件可以安置在一系列圆棒转动直径之外，如图2的示意图所示，也可以装在一系列圆棒转动直径之内，如美国专利3，845，739的图6示意图所示。各衬底在圆棒上转动且各圆棒在真空室内转动时，各衬底都受辉光放电的作用。在衬底初始加热、清理干净和可能的话通过将其暴露在辉光等离子体中进行氧化之后，在各圆棒转动且圆棒组件绕中心部位转动的同时，将诸如硒、硒碲合金、硒砷合金、硒碲砷合金等之类的光电导电材料从位于真空涂敷器中心部位的静止坩埚真空蒸发到各衬底上。
图3示意出了一字排列式的配置方式。如图3示意图所示，真空涂敷室30中装有多个圆棒31，各圆棒31上安置有一个或多个衬底33。从图3中可以看到，圆棒31呈圆柱形，当圆棒上安置有两个或多个衬底时，各衬底33为掩模35所隔开。掩模35的横截面最好呈T字形，这样掩模35既可以将各衬底彼此隔开，又可在涂敷过程中形成各衬底未涂敷的边缘部位。图4示意示出了各衬底(图4中的编号“23”)和掩模(图4中的编号“25”)在圆棒(图4中的编号“21”)上的配置方式。各圆棒33沿箭头的方向转动。各圆棒31在整个过程中在真空室中静止并在其位置上转动;如图3中所示，转动的圆棒31装在真空室30的后壁上。辉光放电组件37平行于圆棒31装在支杆38上，且在整个涂敷过程中静止不动。各衬底在圆棒上转动的过程中受到辉光放电的作用。在衬底初始加热、清理干净和可能的话通过暴露在辉光等离子体中进行氧化之后，在各圆棒转动的同时，将诸如硒、硒碲合金、硒砷合金、硒碲砷合金等之类的光电导材料从静止的坩埚容器39真空蒸发到各衬底上。图3还示意出了气体的进/出端口36和紧固器40，前者用以将气体从真空室内除去并用以将气体引入真空室内，后者供封闭真空室30用。
在辉光放电的过程中，在图1示意图中所示的已知装置中，通常由象铝一类的材料制成的挡管由于受到辉光等离子体的作用而膨胀和收缩。将辉光等离子体引向各衬底时所通过的单个矩形孔6按“计时砂漏”的形式膨胀、收缩，从而使孔6的宽度度沿光放电装置的长度方向变化。挡管孔6宽度的变化使衬底因受辉光等离子体的作用而上升的温度发生变化。在孔6因挡管伸缩而扩大的部位，衬底较凉。通常总希望保持涂敷室内各衬底的温度尽量接近涂敷室中其它各衬底的温度，这样得出的光感受器在性能上就可以尽可能均匀。在衬底受热温度高于要求值时，从该衬底制成的光感受器往往会使该光感受器打印出的复印件或印刷品上出现较大的白点或缺粉点。在衬底受热温度低于要求值时，从该衬底制成的光感受器往往会使该光感受器打印出的复印件或印刷品上出现较小的微白点或冲溃点。
图2示意图中所示的卫星配置方式中采用图1示意图中所示的辉光放电装置时，挡管孔宽度的变化会使各圆棒沿其长度方向出现不均匀的情况。例如，若各圆棒有六个衬底，则六个衬底受辉光等离子体的作用之后其表面温度的变化会非常大。由于行星配置方式中的各圆棒在辉光放电装置仍然静止不动时也绕涂敷室的中心部位转动，因而各圆棒上同样位置上形成的光感受体通常性能非常相似。举例说，在有八个圆棒、各圆棒有六个衬底的行星配置方式下，这种配置方式中各圆棒远左方位置形成的所有八个光感受体可以预料具有类似的性能。但这八个光感受体的性能可能会和八个在各圆棒远右方位置形成的光感受体不同。因此，由于挡管伸缩不均匀，因而在处理过程中制成的48个光感受体中，有一些可以预料在性能上会不一致。
当图3示意图所示的一字排列式配置方式中采用图1示意图中所示的辉光放电装置，挡管孔宽度的变化也会在圆棒长度方向上出现不均匀的情况。但在此情况下，由于各圆棒和辉光放电装置仍然静止不动，可以预料所形成的各光感受体由于挡管不均匀的伸缩而使其性能与其它光感受体有点不同。举例说，在有四个圆棒、各圆棒有五个衬底且辉光放电装置有四个、一个安置在各圆棒上方且平行于各圆棒的一字排列式配置方式中，一个圆棒上远左边位置上形成的光感受体，其衬底所受到辉光等离子体作用量或多或少与另一圆棒远左方位置上所形成的光感受体所受到的作用量相同。因此，在处理过程中制成的20个光感受体中，由于挡管伸缩不均匀，因而可以预料在性能上会有很大程度的不同。
本发明的辉光放电装置克服了这些困难。从5、6和7示意图中可以看到，辉光放电装置41有一个由细长导电辉光条形元件构成的电极43和部分围绕着辉光条形电极43的挡管45，该挡管45的作用是挡住辉光放电并将其限制在辉光条形电极43紧下方的空间。电极43由多个电绝缘横柱47支撑在挡管45中并与挡管45间隔一段距离，这些横柱47将辉光条形电极较高的电势与挡管45隔离开来。电势是通过引线48加到辉光条形电极43上，引线48则与可通过来自电源49的真空密封馈线应用在辉光放放电装置中的另外任何辉光条形电极相连接。如图5、6和7中所示，挡管45是围绕着辉光条形电极的圆柱形管，但也可以采用其它形状，例如挡管的横截面可以取椭圆、半圆、矩形或其它形状，辉光条形电极的横截面可以再矩形、方形或其它形状。挡管45部分围绕着辉光条形电极43，且开有多个矩形孔眼46，辉光等离子体即通过这些孔眼46射向受辉光放电作用的衬底(图中未示出)上。各孔眼46的数目相当于各圆棒上衬底的数目，且各孔眼46的数目相当于各圆棒上衬底的数目，且各孔眼46的长度(长度在此情况下系沿圆柱形挡管的轴线测出的)相当于等于或小于应安置在辉光放电装置下方的一个或多个圆棒的长度。各孔眼46之间安置有桥件51，桥件51通常是挡管45连续围绕辉光条形电极43的部位。各孔眼46配备有起码一个闸板53，这种闸板起码开始时应可以移动，以便可以调节挡管53的边缘与相应孔眼46的边缘之间的距离。例如，如图5、6和7中所示，挡管53呈弧形，闸板53的弯度取得使其可以沿圆柱形挡管45的外表面舒适地安置。挡管取另一种形状，例如矩形、椭圆或任何其它适当的形状时，闸板同样也要取适应挡管形状的形状。举例说，挡管是矩形时，闸板可以是平板或其它适应所选取特定配置方式的形状。如图5、6和7示意图中所示，挡管53配备有狭槽55，挡管45配备有销子56，这样销子56就可以嵌入狭槽55中，且闸板53可以在孔眼46上滑动打开或关闭。
要精确调节各孔眼的尺寸，可以例如将辉光放电装置毗邻且平行于其上安置有衬底的圆棒配置。于是在辉光电过程中就可以用任何适当的器件监视各衬底的温度，例如用安置在圆棒上各衬底底下的热电偶监视如美国专利3，861，353中所述的那样，该专利的公开内容这里也全包括边来，以供参考。通过连续的加热/监视和调节步骤，各闸板可以调节到将相应的衬底加热到所要求的温度的适当位置。最理想的情况是，各衬底的温度在辉光放电过程中尽可能接近所要求的温度，且各衬底彼此之间的温度变化应尽可能小。此温度会随许多因素而变化，例如，衬底的厚度、制造衬底的材料、要敷到衬底上的光电导材料的组成等等。在某些情况下，衬底最凉与最热之是较宽的温度变化或范围，例如，大约8至大约20°F，甚至达大约30°F，是可以容许的。在其它一些情况下，为了获取能打印出图象质量优异且没有图象缺陷的光感受体，可能需要使衬底的最凉与最热之间的温度变化或范围较窄，例如，等于或低于12°F，在某些情况下，等于或低于7°F。
在调节的过程中，闸板53可供助于任何适当的方法固定就位，以便可以调节闸板的位置，例如借助于安置在通过狭槽55突出闸板53的外表面的销子56两端的弹簧夹或夹环57。必要时，所要求的闸板位置一经确定，就可以用任何适当的方法将闸板永久固定在该位置上，例如，点焊到闸板53上的销子56等。
不然，如图8示意图中所示，也可以将多个闸板围绕孔眼46安置。从图8的示意图中可以看到，挡管45的孔眼46配备有闸板53a和53b，这两个闸板借助于销子56a和56b和狭槽55a和55b可调节地装设在挡管45上，用夹子57a和57b加以固定。闸板53a和53b可按需要加以调节，以控制从挡管45出来的辉光等离子体的量，如本说明书参照图5、6和7所述的那样。辉光条形电极43借助于绝缘紧固件47固定在挡管45内。
挡管装置和闸板装置可以用任何适当的材料制成。在此情况下所指的“适当”包括挡管在其受辉光放电作用期间的温度下的稳定性，使挡管不致大幅度变形。当辉光放电装置用在供助于真空蒸发将光电导材料敷设到衬底上来制取光感受体的场合时，挡管和闸板也应用由能用某些适当的方法将真空蒸发的光电导材料清理干净的材料制成。合适材料的例子有铝、不锈钢、象可从美国纽约史哥斯费尔Heanium Industries公司购得的Heanium一类的陶瓷材料等。
辉光条形电极可安置在距各衬底任何有效距离的位置。一般说来，在一字排列式的配置方式中，辉光条形电极的表面最好距衬底的表面约2至6英寸，在行星配置方式中，辉光条形电极的表面距衬底的表面大约3至12英寸，但这个距离可以在这些范围外。
一般说来是从象直流电源一类的高压电源往辉光条形电极上加负的高电势。任何能在辉光条形电极与待接受离子轰击的衬底之间产生辉光等离子体的有效电势都是适用的;一般所加的电势为0.4至0.3千伏左右，最好从0.5至2.5千伏左右，更理想的情况是从大约1.5至大约2.3千伏，但这个电势也可以超出这些范围。所加的电流通常随各种因素而变化，例如，辉光条形电极的表面积、密度和大小(状光条形电极直径越大，需要的电流电平越高)、真空室内的压力和辉光条与衬底之间的距离。电压在上述范围内且涂敷室内的压力在大约20至大约50微米汞柱时，电流一般在0.1至1.5安左右，但电流可以超出此范围。确定发热(瓦)是否有效，可以观测和记录电流的电平，发热的有效性告诉了操作人员，辉光参数是否在所要求的范围内。在一个最佳实施例中，辉光等离子体是这样产生的往辉光条形电极上加负电压，将电源的正引线接地并接到真空室，第二电极(或衬底)与正的接地的真空室电接触。这样，电势加到辉光条形电极上，于是就有电子和负离子产生，这些电子和负离子为相对较正的衬底所吸引，从而使衬底因动能而被加热。
真空室内产生部分真空。一般说来，真空室内的压力起码为20微米汞柱，最好从大约30至大约70微米汞柱，更理想的情况是从大约40至大约45微米汞柱，但压力可以在此范围之外。真空室内的压力应维持得使小量空气可以渗入真空室内，从而避免压力低到辉光等离子体产生不起来那种不希望有的程度。通常用大气就足以满足这个目的，但也可以采用其它气体，例如氩、氮、氧等。
本发明的辉光放电装置能使为其所加热的各衬底之间的温度变化范围窄。例如，在图1示意的辉光放电装置的情况下，衬底最凉与最热时所能达到的最窄的温度范围约为10至大约16°F，而本发明的辉光放电装置，衬底最凉与最热之间的温度范围为12°F或以下，在某些情况下可达70°F或以下。
本发明还包括用本发明的辉光放电装置制造光感受体的方法。该方法要求按本发明书所述的方式调节各闸板的位置，使得各衬底之间达到所要求的加热均匀程度，然后可以用新的未经离子轰击过的衬底代替原来的各衬底，将真空室抽真空，然后用本发明的辉光放电装置对新的各衬底进行辉光放电处理，再在各衬底上真空蒸发出一层或多层光电导材料。
适宜与本发明配用的一组光电导材料有硒和硒合金。这里所使用的硒合金一词是指硒与其它元素添加剂的金属互化物，其中各成分的比例与化学计量成分不一致。光电导硒合金与象三硒化砷(As Se)一类的硒化学计量化合物不同。象三硒化砷一类的硒化学计量化合物比起象硒碲合金一类的硒合金来看来在分级方面的问题较小。典型的光电导硒合金有硒碲合金、硒砷合金、硒碲砷合金、硒碲氯合金等。用作电放射照相时可以选用任何有效相对使用量的硒和一种或多种合金成分。一般说来，硒碲合金的组成以重量计为5%至40%左右的碲和60%至95%左右的硒，但该相对使用量可以在此范围外。硒碲合金中含有囟素掺杂成分时(例如氯或碘)，掺杂成分可以取任何有效量，一般说来以重量计，氯可达大约70%，碘可达大约140%，但这些量可以超出该所述范围。一般说来，硒砷合金的组成以重量计为大约0.01%至大约35%，的砷和65%至99.99%左右的硒，但该相对量可以在此范围外。硒砷合金中含有囟素掺杂成分时(例如氯和碘)，掺杂成分可以取任何有效量，一般说来以重量计，氯可达200%左右，碘可达1000%左右，但这些量可以在所述的范围外。一般说来，硒碲合金的组成以重量计为5%至40%左右的碲、0.1%至5%左右的砷和55%至94.9%左右的硒。硒碲砷合金中含有囟素掺杂成分(例如氯和碘)时，掺杂成分可以取任何有效量，一般说来以重量计，氯可达大约200%，碘可达大约1000%，但这些量可以在所述范围外。这里“硒的合金”和“硒合金”等词旨在包括掺有囟素的合金和不掺囟素的合金。
用真空蒸发制造硒或硒合金光感受体的各种方法是众所周知的，如本说明书中所公开的那样，例如，美国专利4，822，712、美国专利4，842，973、美国专利4，780，386、美国专利5，002，734、美国专利4，414，179、美国专利4，986，941、美国专利5，075，191、美国专利5，084，301、美国专利4，920，025、美国专利5，075，191、美国专利4，986，941和美国专利5，084，301等，这里把这些专利的公开内容全部包括进来，以供参考。
这里所公开的周知的成像和印刷法，例如，美国专利4，265，990、美国专利4，544，618、美国专利4，560，635和美国专利4，298，672，都可以选用本发明的方法制备出来的成像元件，这里也把诸美国专利的公开内容全包括进来，以供参考。
现在详细说明本发明的一些具体实施例。这些实例旨在举例说明而已，本发明显然不因此而受到这些实施例中所提出的材料、条件或工艺参数的限制。除另有说明，所有分数率和百分率都以重量计。
实例在三个圆棒上装六个铝质圆筒，各圆筒的外径为3.3英寸，长13.25英寸，厚0.125英寸，各圆棒支撑着两个并排的铝质圆筒。各圆筒配备有热电偶温度测量装置与各圆筒接触。各圆棒安置在一个真空室中，该真空室事先抽过真空，压力为40微米汞柱。用本发明的辉光放电装置对六个铝质圆筒进行辉光放电处理，其中，三个直径0.75英寸长92.94英寸的6061-T6铝辉光条形电极平行于三个圆棒配置。从直流电源往各辉光条形电极上加1.8千伏的电势。围绕各辉光电极条的6-62-T6铝挡管上的各孔眼(所述挡管的外径为1.375英寸，内径1.250英寸，长92.75英寸)其长度与铝质圆筒的长度相当。各挡管上一个孔眼的宽度(这与相应圆棒上“温度可以改变”的圆筒相当)在敞开位置保持不变，为1 1/16 英寸。调节闸板在孔眼上方的位置，使孔眼的宽度变小，由此在一系列加热和冷却周期内改变各挡管上对应于毗邻相应圆棒上“温度可变”圆筒配置的“控制”圆筒的毗邻孔眼的宽度，并通过热电偶装置监视各圆筒的温度。对各圆筒进行辉光放电，直到三个控制转筒加热到195°F的温度，然后停止往各辉光电极条上加电势。各“控制”圆筒的温度达195°F时，各“温度可变”的圆筒的温度如下表中所示，其中各温度值是从相应的“控制”圆筒处在所述孔眼宽度时对三个“温度可变”圆筒测出的三个实际温度值计算出来的平均值。各温度数值表示各“控制”圆筒(195°F)与“温度可变”各圆筒之间以°F计的差值，正数值表示“温度可变的圆筒比“控制”圆筒凉，负数值表示“温度可变”的圆筒比“控制”圆筒热。孔眼宽度数值表示“控制”圆筒上方的各闸板比加热和冷却周期期间闭合或变窄以英寸值计的程度。这些结果，若绘制孔眼宽度闭合程度(英寸) 温度差(°F)0.04 +2.50.08 -3.60.20 -11.20.28 -28.70.36 -39.50.44 -46.90.50 -80.9＊0.70 -54.9＊成曲线，表明(a)加热到195°F的“控制”衬底上方已变化的孔眼，与(b)在同样的辉光放电条件下闸板处于敞开位置时从“温度可变”的圆筒上观测到的温升，这两者之间基本上呈线性关系。这种线性关系一直维持到0.44英寸的闭合程度，这之后，该关系看来发展成指数曲线。孔眼宽度闭合程度为0.50和0.70时的温差值(这在表中标以星号)并不是实际测定值，而是根据控制圆筒上方的孔眼宽度变狭到指示值时观测控制圆筒和温度可变圆筒两者的加热速率而得出的外推值;在能测出实际温度值之前就中止了加热过程，因为各圆筒在这些较窄的孔眼宽度下的加热相对速率表明，若加热过程继续下去直到各控制圆筒达195℃的温度，则温度可变的圆筒其温度可能高得足以使装置损坏。
在阅读本说明书提供的资料之后，熟悉本技术领域的行家们可能会提出其它实施例和修改方案的，这些实施例和修改方案以及其等效方案也包括在本发明的范围内。
权利要求
1.一种用以进行辉光放电的装置，包括一个细长的导电辉光条形电极；用来将电势加到辉光条形电极上从而产生离子的装置；用来产生从辉光条形电极流向第二电极的离子流的装置；和一个挡管，安置得到使其部分挡住辉光条形电极与第二电极之间的离子流；所述挡管有许多孔眼，离子即通过该孔眼在辉光条形电极与第二电极之间流通；各孔眼具有至少一个相应的闸板，该闸板能起码部分地挡住离子流通过各孔眼，各闸板能单独地移到多个位置，以便调节通过各孔眼的离子流。
2.根据权利要求1所述的辉光放电装置，其特征在于，所述闸板可滑动地固定到挡管上。
3.根据权利要求1所述的辉光放电装置，其特征在于，各孔眼有一个相应的闸板。
4.根据权利要求1所述的辉光放电装置，其特征在于，各孔眼有多个与其有关的闸板。
5.根据权利要求1所述的辉光放电装置，其特征在于，挡管基本上呈圆柱形。
6.根据权利要求1所述的辉光放电装置，其特征在于，各闸板可滑动地固定到挡管上，且各闸板的形状与挡管表面相适应。
7.一种真空涂敷装置，包括(a)一个真空室;(b)用来给真空室抽真空的装置;(c)用来将气体引入真空室中的装置;(d)起码一个圆棒件，处在真空室内，其上可以安置多个导电衬底;和(e)起码一个辉光放电装置，该辉光放电装置包括一个细长的导电辉条形电极;用来将电势加到辉光条形电极上从而产生离子的装置;用来产生从辉光条形电极流向第二电极的离子流的装置;和一个挡管，安置得使其部分挡住辉光条形电极与第二电极之间的离子流;所述挡管有许多孔眼，离子即通过该孔眼在辉光条形电极与第二电极之间流通;各孔眼具有至少一个相应的闸板，该闸板能起码部分挡住离子流通过各孔眼，各闸板能单独地移到多个位置，以便调节通过各孔眼的离子流，其中各闸板上的孔眼数等于各圆棒上的衬底数。
8.根据权利要求7所述的辉光放电装置，其特征在于，各闸板可滑动地固定到挡管上。
9.根据权利要求7所述的辉光放电装置，其特征在于，各孔眼有一个与其有关的闸板。
10.根据权利要求7所述的辉光放电装置，其特征在于，各孔眼有多个与其有关的闸板。
11.根据权利要求7所述的辉光放电装置，其特征在于，挡管基本上呈圆柱形。
12.根据权利要求7所述的辉光放电装置，其特征在于，各闸板可滑动地固定到挡管上，且各闸板的形状与挡管表面相适应。
13.根据权利要求7所述的辉光放电装置，其特征在于，各衬底基本上呈圆柱形，且该装置还包括圆棒转动器。
14.根据权利要求13所述的辉光放电装置，其特征在于，各辉光放电装置基本上平行于至少一个圆棒。
15.根据权利要求7所述的辉光放电装置，其特征在于，该装置还包括将光电导材料蒸发到各衬底上的装置。
16.根据权利要求7所述的辉光放电装置，其特征在于，各孔眼的长度不大于各衬底的长度。
17.根据权利要求7所述的辉光放电装置，其特征在于，它还包括用以测定位于其上的各衬底的温度的装置。
18.用单个辉光放电装置将离子均匀轰击到多个导电衬底上的一种方法，该方法包括(a)配备一个真空涂敷装置，该真空涂敷装置包括(1)一个真空室;(2)用来给真空室抽真空的装置;(3)用来将气体引入真空室中的装置;(4)起码一个圆棒件，处在真空室内，其上可以安置多个导电衬底;和(5)用来测定各圆棒上各导电衬底的温度的装置，和(b)起码一个辉光放电装置，该辉光放电装置包括一个细长的导电辉光条形电极;用来将电势加到辉光条形电极上从而产生离子的装置;用来产生从辉光条形电极流向第二电极的离子流的装置;和一个挡管，安置得使其部分挡住辉光条形电极与第二电极之间的离子流;所述挡管有许多孔眼，离子即通过该孔眼在辉光条形电极与第二电极之间流通;各孔眼具有至少一个与其有关的闸板，各闸板能单独地移到多个位置，以便调节通过各孔眼的离子流，其中各闸板上的孔眼数等于各圆棒上的衬底数;(b)使真空室内形成部分真空;(c)在辉光条形电极与导电衬底之间产生离子流，从而提高各导电衬底的温度;(d)在步骤(c)之后，测定各导电衬底的温度;(e)调节各闸板的位置，从而提高辉光条形电极与衬底之间离子流低于所要求温度值的温度;(f)调节闸板的各位置，从而限制辉光条形电极与衬底之间离子流高于所要求温度值的温度;和(g)重复步骤(c)、(d)、(e)和(f)直到各导电衬底的温度达到所要求的均匀程度为止。
19.根据权利要求18所述的方法，其特征在于，真空室系抽真空到不低于20微米汞柱左右的压力。
20.根据权利要求18所述的方法，其特征在于，真空室系抽真空到大约30至大约70微米汞柱的压力。
21.根据权利要求18所述的方法，其特征在于，辉光条形电极与导电衬底之间的离子流是通过往辉光条形电极上加大约0.4至大约3千伏的电势产生的。
22.根据权利要求18所述的方法，其特征在于，导电衬底的温度达到所要求的均匀程度之后，将光电导材料真空蒸发到衬底上。
23.根据权利要求18所述的方法，其特征在于，导电衬底的温度达到所要求的均匀程度之后，将衬底从圆棒上卸下，换上未经辉光放电处理的新衬底，在真空室中产生部分真空，对新衬底进行辉光放电，然后将光电导材料真空蒸发到新衬底上。
全文摘要
一种辉光放电的装置包括一个细长的导电辉光条形电极；将电势加到辉光条形电极上从而产生离子的装置；产生从辉光条形电极流向第二电极的离子流的装置；和一个挡管，安置得使其部分挡住辉光条形电极与第二电极之间的离子流；所述挡管有许多孔眼，离子即通过该孔眼在辉光条形电极与第二电极之间流通；各孔眼相应的闸板可起码部分地挡住离子流通过各孔眼，各闸板能单独地移到多个位置，以便调节通过各孔眼的离子流。
文档编号C23C14/50GK1101991SQ9311641
公开日1995年4月26日 申请日期1993年9月4日 优先权日1992年9月8日
发明者小·J·J·沃茨尼阿克, J·A·阿波隆尼, L·A·雷里亚, L·J·波特, F·L·库恩, E·R·库恩, B·A·李斯 申请人:施乐公司