Dějiny
V zahraničí byla první „Carlsonova“ metoda, která kombinovala fotovodivost a elektrostatické jevy, nazývána „elektrofotografie“. Později, v roce 1948, nový název je "Xerografie". Nicméně některé ze stejných technických metod jako tento proces, kromě termínu „elektrofotografie“ používaného ve fotografii, existují také „elektrostatická fotografie“, „elektrostatická elektrofotografie“ a „elektrostatická fotografie“. Stejným způsobem se používají také pojmy jako „kopie“ (Elektrografie). Za druhé, s pokrokem technologie byly zavedeny některé fyzikální jevy jiné než světlo a statická elektřina a objevily se některé technické metody, které jsou daleko od původních metod. Nicméně „elektronické kopírování“, „elektrofotografie“ a slova jako „technika suchého těsnění“ se používají jako obecný termín a stále se používají.
Jak již bylo zmíněno dříve, je obtížné dosáhnout konsensu o definici a klasifikaci „elektrofotografie“. V tabulce níže je uvedena například klasifikace US IRE.
Lidé již pochopili „suchý tisk“ jako reprezentativní metodu kombinace optických efektů a elektrostatických jevů.
Protože tuto technologii vynalezl Američan C.F. Carlson v roce 1937 a 1938, byl zkoumán a zkoušen ve Spojených státech po dobu asi dvou desetiletí.
Battelle Memorial Institute (Battelle Memorial Institute) zahájil tento technický výzkum v roce 1944. Po roce 1947 vstoupil do společného výzkumu s Haloid Company. S podporou všech aspektů se konečně vyvinula technologie suchého tisku, a to je řada technologií zvaných „selenová elektrofotografická“.
Na druhé straně, American Radio Corporation, s pomocí armády, byla vyvinuta výzkumníky jako CJ Young (Young) a HG Greig (Greig)
Technologie, ve které je zinek fotosenzitivním materiálem, se nazývá „Xerografie oxidu zinečnatého“ (Electtrofax).
Tato „elektrofotografická technika s oxidem zinečnatým“ je nyní společně s „selenovou elektrofotografickou“ technikou společně označována jako „elektrostatický tisk“. Navíc v případě použití fotocitlivých materiálů jiných než selen a oxid zinečnatý, pokud je proces stejný, měl by také patřit do rozsahu "elektrostatického tisku".
Klasifikace
Elektronická fotografie zahrnuje fotografii a vytváření trvanlivých snímků na papíře.
Níže si stručně představíme elektrofotografickou technologii xerografie, dlouhotrvající vodivostní zobrazení a fotoelektrické zobrazení. Všechny tyto metody využívají efektu ukládání náboje.
Xerografie
Srdcem xerografického stroje je válec pokrytý fotovodivou deskou. Elektrostatické kopírování musí projít následujícími kroky: nejprve nabijte fotovodivou desku a poté zobrazte objekt na nabité fotovodivé desce; protože v místě se silným světlem je odpor malý, napomáhá k úniku uloženého náboje, kdežto v místě se slabým světlem je tomu naopak. Podle rozložení světla a tmy obrazu vzniká na fotovodivé desce okem neviditelný nábojový obraz, který se nazývá elektrostatický latentní obraz. Nasypte na desku fotonosiče trochu barevného termoplastického prášku a objeví se obrázek. Nakonec zkuste obrázek přenést na papír. Po zahřátí je obraz fixován na papír, aby se dokončil proces elektrostatického kopírování.
Indukční vodivostní zobrazování
Některá dielektrika se po vystavení viditelnému světlu nebo jiným paprskům výrazně zvětší. Tato zvýšená vodivost se nazývá indukovaná vodivost. Lze zobrazit účinek použití indukční vodivosti pro udržení dlouhého časového období. Dokud je médium pod obrazem předmětu "fotosenzitivní", okamžitě se generuje latentní obraz s indukční vodivostí. Tento latentní obraz je uchováván v tmavém prostředí a lze jej použít pro trvalý tisk. Je třeba poznamenat, že latentní obraz indukované vodivosti se liší od latentního obrazu náboje v xerografii. Pokud se však k vybití latentního obrazu s vodivostí použije metoda korónového výboje, oblast s vysokou vodivostí si zachová menší náboj, zatímco oblast s nízkou vodivostí si zachová více náboje a normální obraz se může objevit prostřednictvím elektrofotografického vyvolání.
Existuje také komerční zobrazovací metoda, která využívá zobrazování elektrolytem. Jako elektroda se používá vodivá latentní obrazová deska a subelektrolyt se ukládá pouze ve vodivé oblasti. Hustota ukládání elektrolytu v různých oblastech vodivosti je různá a lze také dosáhnout účelu vývoje.
Fotoindukované dielektrické zobrazování
Tento zobrazovací proces se liší od výše uvedených dvou procesů a jeho pracovní princip je znázorněn na obrázku 1. Na povrchu dielektrika je umístěn světelný vodič, ale s malou vzduchovou mezerou. Při osvětlení světlem obrazu předmětu vytváří fotovodič různé vodivé oblasti odpovídající světlu a tmě obrazu; oblast se silným světlem má vysokou vodivost a oblast se slabým světlem má nízkou vodivost, takže tvoří také vodivý latentní obraz. Pokud se mezi fotovodič a dielektrikum přivede napětí, výboj vzduchové mezery pod oblastí s vysokou vodivostí na fotovodiči bude silnější a na povrchu dielektrika se bude ukládat více nábojů a hustota nábojů uložených na celý povrch se bude lišit podle obrázku. . Prostřednictvím vizualizace lze získat viditelnou grafiku.
Princip zobrazování
Elektrostatická fotografie se zásadně liší od ostatních známých fotografických procesů. Při léčbě nedochází k žádné chemické reakci. Jde v podstatě o suchý fotoelektrický proces a na rozdíl od latexu ze stříbrné soli se elektrofotografická fotocitlivá deska nemusí v provozu spotřebovávat. Fotocitlivá deska může být opakovaně exponována stokrát nebo dokonce tisíckrát.
Použití elektrofotografických metod k výrobě fotografií nebo kopií obvykle zahrnuje pět kroků:
Senzitizujte elektrofotografickou fotocitlivou desku nabíjením;
Exponujte fotocitlivou desku, aby se vytvořil elektrostatický latentní obraz;
Použijte jemné částice k vyvolání latentního obrazu;
< li>Fixujte (fixujte) metodou tavení za tepla.
Přeneste vyvolaný obraz na papír nebo jiné materiály;
Po vyčištění fotocitlivou desku ji lze znovu použít ke kopírování jiného obsahu. Těchto pět kroků je znázorněno na obrázku 2.
Pro kopírování pomocí elektrofotografické metody musí být elektrofotografická fotocitlivá deska nejprve zcitlivěna. Senzibilizace se obecně provádí vystavením fotocitlivé desky atmosféře korónového výboje. Koronové výbojové zařízení, které využívá vysokonapěťový zdroj k dodání napětí, se pohybuje nad elektrofotografickou fotocitlivou deskou, aby rovnoměrně rozprašovalo náboje (ionty) na fotovodivý film. Tato operace musí být provedena na tmavém místě a fotocitlivá destička musí být chráněna před světlem během období od nabití koróny do vytvoření latentního obrazu na destičce. V opačném případě vyteče náboj z povrchu. V případě zcitlivění se fotocitlivá deska exponuje ve fotoaparátu buď kontaktní expoziční metodou nebo projekční metodou. Obrázek 3 znázorňuje tvorbu elektrostatického latentního obrazu na fotocitlivé desce. Když světlo dopadne kamkoli na desku, náboj vyteče z povrchu desky. V tmavých oblastech obrazu, kde fotocitlivá deska není ovlivněna světlem, však náboj stále zůstává. Navíc množství náboje zadrženého v jakékoli oblasti je nepřímo úměrné množství expozice. Po expozici je tedy na fotocitlivé desce elektrostatický latentní obraz exponovaného předmětu. To je základní princip elektrofotografického zobrazování
Jak již bylo zmíněno dříve, vylepšená forma elektrofotografické přímé elektrofotografie (Electtrofax) používá k vytvoření a vyvolání latentního obrazu fotocitlivou desku na bázi papíru. A pevný obrázek je na stejné desce (papíru) a krok přenosu je vynechán.
Krok
Při přípravě fotovodivého povrchu se na vodivý substrát nanese tenká vrstva fotovodivého materiálu. Toho lze dosáhnout nanášením páry na fotovodivý materiál nebo potažením substrátu suspenzí fotovodivých částic v pryskyřičném pojivu. Fotovodivý povlak je vynikajícím izolantem, který dokáže udržet uložený náboj po dlouhou dobu ve tmě. Termín fotovodivost znamená, že vodivost fotovodivé vrstvy se může při vystavení světlu zvýšit o několik řádů, což způsobí, že náboj na světlem ozařované ploše rychle zmizí. Typickými fotovodivými materiály jsou
amorfní selen;
Cd sulfide dispersed in resin binder;< /p>
Oxid zinečnatý dispergovaný v pryskyřičném pojivu;
Organický fotovodivý materiál.
Důležitými novými fotovodiči jsou slitiny selenu (selen-tellurium a triselenid arsenu) a organické polymery převážně na bázi polyvinylkarbazolu, z nichž sulfid kademnatý - Pryskyřičný povlak se používá v metodě řízení koróny společností Canon a KatsuraSawa. Kombinace anorganického fotovodivého materiálu a polymerního filmu byla použita ve vícevrstvém fotocitlivém prvku vyvinutém Matsush.
Fotovodivý povrch
Fotovodivý povrch na tonerové kazetě je citlivý v důsledku koronového výboje. Ionty generované výbojem tenkého kovového drátu zvýšeného na potenciál o několik tisíc voltů vyšší než zemnící čára tvoří rovnoměrný elektrostatický náboj na povrchu bubnu. Kopírovací vrstva tonerové kazety je inertní, dokud se nenabije. Lze jej tedy znovu použít k získání více kopií.
Nabíjecí plocha
Umístěte nabitý válec fotoválce do odraženého světla souboru, který chcete kopírovat, a exponujte jej. Jednoduchá optická zařízení lze použít ke zvětšení, zmenšení nebo kopírování stejné velikosti. Nepotištěné oblasti předlohy odrážejí světlo do válce, což způsobuje, že elektrostatický náboj v těchto oblastech rychle zmizí. Tmavší tisková oblast odráží mnohem méně světla a zanechává na povrchu válce náboj ekvivalentní oblasti s původními tiskovými informacemi. Toto je mapa náboje na povrchu bubnu, nazývaná latentní obraz, která tvoří základ elektrostatického fotokopírování bubnu. .
Vývoj obrazu
When the exposed drum copy plate is flooded with tribo-charged colored toner particles with the opposite sign, a visible image is formed. The discharge area of the drum is not affected by toner particles, while the latent image attracts and captures toner particles of opposite charge.
Toner obsahuje barevné pigmenty (obvykle saze) rozptýlené v pojivu z termoplastické pryskyřice. Většina kopírek s tonerovými kazetami používá suchý prášek. V suchém prášku, když se toner míchá, když je toner v těsném kontaktu s velkými částicemi různých nabitých materiálů vývojky, se částice nabíjejí třením. Částice toneru se nabíjejí redistribucí náboje mezi vývojkou a tonerem. Některé kopírky používají magnetické částice 20 barevného toneru a používají magnetické pole k přenosu toneru do válce a k odstranění toneru z oblasti bez obrazu. Někdy se do suchých tonerů přidávají suchá maziva, která napomáhají operacím přenosu a čištění. Několik kopírek používá tekutý toner 24, což je suspenze částic toneru rozptýlených v izolační kapalině. Chemicky formulovaný materiál pro vedení náboje nabíjí částice toneru prostřednictvím chemicky adsorbovaných iontů. Když jsou částice téměř všech látek rozptýleny v izolační kapalině, získávají elektrický náboj v důsledku kontaktního potenciálu generovaného na rozhraní mezi částicemi a spojitou fází kapaliny. U standardních tekutých tonerů je však během procesu pulverizace nutné do toneru přidat usměrňovač náboje nebo činidlo pro řízení náboje, aby byla zajištěna rovnoměrná a řízená polarita náboje částic. Pryskyřice nebo oleje byly použity jako činidla pro řízení náboje; adsorbují se na povrchu částic toneru a nabíjejí se tvorbou iontové dvojvrstvy v kapalném dispergačním prostředku. Částice toneru v kapalném uhlovodíkovém dispergačním prostředku jsou přitahovány k latentnímu obrazu v důsledku elektroforetické síly.
Obrázek kopie tonerového válce
Vyvolaný obraz se přenese na přijímací substrát položením kousku papíru na vyvolaný obraz a provedením elektrooptiky na zadní straně vyvolaného obrazu. Dokončeno halo výbojem. Pokud je přenosový náboj silnější než náboj latentního obrazu na kopírovací desce válce, tónovaný obrázek se přenese na papír a obrázek zůstane, když papír opustí válec. Princip přenosu obrazu je stejný bez ohledu na to, zda je použit práškový, tekutý nebo magnetický práškový toner. Každý toner má ale jiné požadavky na vlastnosti přijímacího papíru.
Oprava obrazu
Papír obsahující přenesený obraz prochází procesem zvaným "fixace", při kterém se částice toneru roztaví a natrvalo se zafixují na papíru. Na. Upevňovací operace se provádí použitím tepla ve formě sálavé energie, horkého válce, tlaku nebo kombinace tepla a tlaku.
Čištění povrchů
Posledním krokem kopírování tonerové kazety je obnovení fotovodivého povrchu pro opětovné použití. Tento proces zahrnuje vystavení krycí vrstvy k odstranění všech nábojů a proces čištění k odstranění nepoužitých částic toneru. Obecný práškový systém používá k odstranění toneru štětec; systém magnetického tónování využívá silné magnetické pole; systém tekutého tónování používá čerstvý toner k opláchnutí a poté používá škrabku k čištění povrchu válce.