Технологія фоторобіт Урок 41_1 Електрофотографія, її сутність і використання.

Електрографія

Електрографія (ксерографія) - метод репрографії, що використовує для перенесення тонера електричний заряд. На принципі електрографія працюють лазерні принтери і копіювальні апарати.

Історія

Електрографію придумав американський винахідник і фізик Честер Карлсон.  Перший відбиток він і його помічник Отто Корній отримали в своїй домашній лабораторії в Нью-Йорку 22 жовтня 1938 року.  Патент на цю технологію було отримано 6 жовтня 1942 року.

Довгий час Карлсон безуспішно намагався впровадити свій винахід, доводячи, що він абсолютно необхідний для бізнесу, але скрізь йому відмовляли, посилаючись на те, що його винахід занадто громіздкий і сильно бруднить листи, до того ж людина може значно краще впоратися із завданням копіювання. Удача посміхнулася йому в 1944 році в Меморіальному інституті Баттеля, розташованому в штаті Огайо. Там йому запропонували вдосконалити технологію і навіть знайшли точне слово для назви даного процесу - «електрофотографія». Після чого ліцензію на подальшу розробку і виробництво копіювальних апаратів придбала фірма Haloid Company. Саме тоді було вирішено, що слово «електрофотографія» занадто наукове і може відлякати потенційного покупця. Допомога в пошуку більш вдалого назви надав місцевий професор-філолог. Він придумав термін «ксерографія» від грец. ξερός «сухий» і γράφω «пишу», а потім вже сам винахідник Карлсон додумався скоротити слово до простого «xerox». У підсумку в 1948 році перші апарати «xerox» з'явилися на ринку, а перша модель називалася просто - Model A. Після випуску в 1959 році першою повністю автоматичною моделі Xerox 914 компанія Haloid змінила назву на Xerox Corporation.

Незалежно від Честера Карлсона, в 1948 році, в Німеччині, винахідник доктор Ейсбен заснував фірму Develop Corp з випуску копіювального апарату власної конструкції. Компанія, заснована Ейсбеном, і сьогодні продовжує випускати копіювальну техніку, так і не визнавши першості Карлсона, оскільки отримала 16 патентів на винахід свого засновника.

Електрофотографія

Електрофотографія - спосіб формування зображення на друкованій формі з використанням носіїв, електричні властивості яких змінюються під дією випромінювання оптичного діапазону.

Носій зображення може бути сконструйований у вигляді циліндра, який виконується зі сплавів на основі алюмінію, або у вигляді гнучкої стрічки з нанесеним фоточутливим покриттям.

В якості носіїв застосовують також фотопровідні папери і плівки, які під впливом світла змінюють свою електропровідність.

У електрофотографії друкована форма є реверсивної, тобто після кожного відбитка її можна розряджати і знову заряджати, маючи в своєму розпорядженні друковані та пробільні елементи по-новому.

У електрофотографії, приховане зображення на носії виходить при використанні певних фотонапівпровідниковиих матеріалів. Фотонапівпровідники мають в темряві гарні діелектричні властивості, вони не проводять електричний струм. Вони утримують деякий час заряд, отриманий при електризації їх яким-небудь джерелом струму, але під дією світла - деполяризуються (електричний опір фотопровідника різко падає і він набуває провідні властивості) (з них стікає заряд) прямо пропорційно інтенсивності світлового потоку. 

Процес Електрофотографічний друку (рис. 17-4) здійснюється в п'ять етапів:

1. Формування зображення.

За допомогою коронного розряду на фотопроводніковий шар наносять, наприклад, негативний заряд, який в темряві може утримуватися досить довго.

Зображення утворюється проектуванням світла (це може бути лазер або світлодіодна лінійка, LED - Light Emitting Diodes), що пройшов через оптичну систему, на заряджену пластину. Світло потрапляє на фотопровідну поверхню і робить відповідні ділянки проводячими, що дозволяє заряду стекти на підкладку. Розмір точок змінюється в залежності від тривалості імпульсу джерела світла. В результаті змінюється площа, де заряд утримується. На незасвічені ділянках пластини фотопровідник зберігає свій опір, і заряд залишається на поверхні, утворюючи приховане електростатичне зображення. Фотопровідник розряджається на засвічених ділянках, а на незасвічені (в місцях, які відповідають тексту або зображення) - заряд залишається.

Рис. 17-4. Принцип електрофотографії

2. Нанесення тонера.

Для електрофотографії застосовують спеціальні фарбувальні матеріали, звані тонером. Це можуть бути порошкові або рідкі тонери, які різні за своїм складом і містять кольоровий пігмент. Нанесення тонера відбувається за допомогою систем, що забезпечують перенесення дрібних часток тонера (розміром від 6 до 8 мкм) на фоторецептор. Частинки тонера потрапляють на заряджені ділянки поверхні фотонапівпровідникового шару. Притягання проявника залежить від рівня заряду який залишився на пластині, що в свою чергу, визначається інтенсивністю світла, яке потрапило в процесі експонування. Після нанесення тонера на фоторецептор сховане електростатичне зображення стає видимим.

3. Перенесення тонера (друк).

Тонер може переноситися прямо на папір або ж на проміжну систему, наприклад, у вигляді циліндра або стрічки. У більшості випадків тонер передається прямо з фоторецептора на матеріал для друку. Щоб перенести заряджені частинки тонера з поверхні барабана на папір, необхідні електростатичні сили. Вони створюються джерелом коронного розряду з одночасним притиском паперу до барабана.

4. Закріплення тонера.

Щоб частинки тонера закріплювалися на носії інформації для створення стабільного друкованого зображення, необхідно зафіксувати тонер на папері. При нагріванні паперу з тонером відбувається його оплавлення і тим самим закріплення.

5. Очищення.

Після перенесення зображення з фоторецептора на папір, на світлочутливому барабані можуть перебувати залишкова заряди і окремі частинки тонера. Щоб підготувати барабан для відтворення наступного зображення, необхідне механічне «очищення» поверхні і зняття електричних зарядів (нейтралізація) на окремих його ділянках. Видалення частинок тонера здійснюють щіткою і відсмоктуванням. Поверхневі заряди нейтралізуються за допомогою рівномірного опромінення поверхні, часто також за допомогою змінного електричного поля. Після цього поверхня барабана стане електрично нейтральної і звільненою від частинок тонера. Як і на першому етапі процесу, потім знову проводиться зарядка фоторецептора і формування зображення на барабані відповідно оригіналу.

У електрофотографії в процесі друку тиражу частіше виникають невідповідності зображення і оригіналу на окремих відбитках, ніж при технологіях з друкарською формою:

1) через відхилення в зарядці ділянок шару фоторецептора;

2) через різницю в нанесенні тонера на приховане зображення і в подальшому його перенесення на папір.