靜電復(fù)印的基本過(guò)程

1、靜電復(fù)印過(guò)程可以用下述六個(gè)過(guò)程加以概括，即充電、曝光、顯影、轉(zhuǎn)印、定影和清潔六個(gè)步驟。如圖 1 1 所示。1充電 (Charging)充電就是以靜電高壓電暈放電的形式使光電導(dǎo)體的表面帶電，從而獲得較高的表面電位。從圖 1 1(a) 中可以看到， 硒板是由硒膜和金屬導(dǎo)電底基構(gòu)成的，它的底基一定要接地。電暈絲同高壓發(fā)生器的輸出端相連接，在電暈放電的同時(shí)沿著光電導(dǎo)板的表面平行方圖 1-1 靜電復(fù)印的基本過(guò)程(a)充電； (b)曝光； (c) 顯影； (d) 轉(zhuǎn)印； (e) 定影； (f)清潔向移動(dòng)。被電離帶正電荷的空氣離子在電場(chǎng)力的作用下被推向光電導(dǎo)體的表面，一方面與光電導(dǎo)體的表面親和，一方面從導(dǎo)電

2、底基感應(yīng)出來(lái)的負(fù)電荷相平衡。因?yàn)檫@時(shí)的光電導(dǎo)層未經(jīng)光照，基本為絕緣狀態(tài) (只有微弱的漏電流 )，恰似一個(gè)平板電容器兩極板間的絕緣介質(zhì)，在它的兩個(gè)界面 (一個(gè)是空氣界面，一個(gè)是底基界面 )形成了兩個(gè)電荷量相同而極性相反的電荷層，這與電容器充電原理一樣。光電導(dǎo)體與空氣界面的電荷層也與電容器的正極板一樣，呈正電性。形成這一電荷層的電量越大，表面電位就越高。由于硒光電導(dǎo)體屬于 P 型半導(dǎo)體導(dǎo)電方式，對(duì)其充正電有利于受光照后導(dǎo)電能力的增強(qiáng)。如果是用氧化鋅、硫化鎘、有機(jī)合成材料制成的光電導(dǎo)體，則要充負(fù)電，即負(fù)靜電高壓電暈放電，表面電荷層是負(fù)電荷層，表面電位是負(fù)極性電位，而底基感應(yīng)電荷層是正電荷層。這是因?yàn)?/p>

3、氧化鋅等材料屬于體導(dǎo)電方式，對(duì)其充負(fù)電有利于它們光電導(dǎo)性能的增強(qiáng)。N 型半導(dǎo)充電，是靜電復(fù)印的首要步驟。為了同其他過(guò)程中的高壓充電相區(qū)別，這步充電往往稱為“主充電 ”。2曝光 (Exposure或 IIIuminating)曝光就是用可見(jiàn)光光源對(duì)原稿進(jìn)行照射，從原稿反射回來(lái)的光通過(guò)鏡頭投射到被充電的光電導(dǎo)體的表面上 參看圖 l-1(b) ，使光電導(dǎo)體的表面形成對(duì)應(yīng)于原稿的靜電潛像。我們一般將原稿的圖像分為 “黑區(qū) ”和 “白區(qū) ”，即：不能反射光線的部分 (如黑色文字部分 ) 為黑區(qū)，能反射光線的部分為白區(qū)。對(duì)應(yīng)于原稿的黑區(qū)，曝光時(shí)光電導(dǎo)體未經(jīng)光照的部分被稱為 “暗區(qū) ”，對(duì)應(yīng)于原稿的白區(qū)，曝

4、光時(shí)光電導(dǎo)體被光照射的部分被稱為 “亮區(qū) ”。這時(shí)，光電導(dǎo)體的暗區(qū)因未被光照仍維持絕緣狀態(tài)，僅僅進(jìn)行暗衰過(guò)程，因此，基本保持著高電位；而亮區(qū)則因受到光照變?yōu)閷?dǎo)電狀態(tài)，正負(fù)電荷透過(guò)光電導(dǎo)體互相中和，表面電位大幅度降低，亮衰的過(guò)程在頃刻間完成。在曝光結(jié)束的瞬間，光電導(dǎo)體表面上形成了與原稿圖像對(duì)應(yīng)的靜電潛像。3顯影 (Developing)顯影是將靜電潛像變?yōu)槿搜劭梢?jiàn)的色劑圖像的過(guò)程。能夠使圖像顯現(xiàn)出來(lái)的色劑稱為顯影劑。顯影劑分濕式和干式兩大類。濕式顯影劑是液態(tài)的，一般由色調(diào)劑和分散劑組成。干式顯影劑又分雙組分顯影劑和單組分顯影劑兩大類。雙組分顯影劑是由墨粉和載體兩種成分構(gòu)成；單組分顯影劑是墨粉和載

5、體合二為一的產(chǎn)物，顆粒是單一成分的。使用濕式顯影劑的復(fù)印機(jī)稱為濕法復(fù)印機(jī)；使用干式顯影劑的復(fù)印機(jī)稱為干法復(fù)印機(jī)?，F(xiàn)在的情況是，濕法復(fù)印機(jī)已被干法復(fù)印機(jī)所淘汰，因此，我們一般都以干式顯影劑為例來(lái)描顯影過(guò)程。即使是干式雙組分顯影劑，使圖像顯現(xiàn)的有效成分也是墨粉，而載體僅起攜載和輸送墨粉顆粒到顯影區(qū)的作用。光電導(dǎo)體正充電的情況下，靜電潛像是正電荷像，需要的墨粉是能夠通過(guò)摩擦帶負(fù)電性的墨粉；光電導(dǎo)體負(fù)充電的情況下，則需要通過(guò)摩擦帶正電性的墨粉。顯影的過(guò)程中，光電導(dǎo)體的亮區(qū)電位極低而不能夠吸附墨粉顆粒；暗區(qū)電位高，很容易吸附帶有相反極性的墨粉顆粒，使靜電潛像變?yōu)橥逑鄬?duì)應(yīng)的墨粉圖像。靜電潛像電位越高的

6、部分，附墨粉的能力越強(qiáng)，反之則弱。吸附墨粉顆粒的多少，呈現(xiàn)不同層次的黑度，給人一種層次感。4轉(zhuǎn)印 (Transfer)轉(zhuǎn)印是將光電導(dǎo)體上的墨粉圖像轉(zhuǎn)移到普通復(fù)印紙上的過(guò)程。轉(zhuǎn)印時(shí)，是將一張普通復(fù)印紙覆蓋在光電導(dǎo)體的墨粉圖像上，在用一個(gè)同主充電極性相同的高壓靜電沿紙的背面移動(dòng)的同時(shí)進(jìn)行電暈放電，所形成的強(qiáng)大電場(chǎng)使墨粉顆粒從光電導(dǎo)體上被解吸而轉(zhuǎn)移到普通紙上參看圖 1-1(d) 。在轉(zhuǎn)印的過(guò)程中，由于靜電潛像電位對(duì)轉(zhuǎn)印高壓形成的電場(chǎng)強(qiáng)度在越靠近光電導(dǎo)體表面的地方抵消作用越大，加之萬(wàn)有引力的作用以及墨粉顆粒在轉(zhuǎn)移過(guò)程中的擁擠現(xiàn)象等因素，在轉(zhuǎn)印高壓作用的瞬間內(nèi)，不可能將墨粉全部轉(zhuǎn)移到紙上，總有一些墨粉殘

7、留在光電導(dǎo)體上。這些殘留在光電導(dǎo)體上的墨粉叫做殘余墨粉。經(jīng)轉(zhuǎn)印后，殘余墨粉的量越大，說(shuō)明轉(zhuǎn)印效率越低。當(dāng)然，我們希望復(fù)印機(jī)有較高的轉(zhuǎn)印效率。衡量的方法是用轉(zhuǎn)移到紙上的墨粉量同轉(zhuǎn)印前光電導(dǎo)體上的墨粉量相對(duì)比，可用下式表示這個(gè)比值越大， 就說(shuō)明轉(zhuǎn)印效率越高。一般干法復(fù)印機(jī)以75% 為標(biāo)準(zhǔn)； 低于 75% 為低，高于 75%為高，能夠達(dá)到85% 的就相當(dāng)理想了。5定影 (Fixing)被轉(zhuǎn)移到紙上的墨粉圖像還沒(méi)有和紙合為一體，用手一摸就會(huì)被抹掉，因此，還需要將墨粉固化到紙上才能成為最終可供實(shí)用的復(fù)印品，這一固化的過(guò)程就叫做定影。目前，定影的方式很多，但基本上是以熱定影為主。一般采用紅外輻射燈作熱源

8、見(jiàn)圖 1-1(e) ，采用染色的合成樹(shù)脂顆粒做墨粉。當(dāng)熱源使墨粉達(dá)到熔點(diǎn)時(shí)，顆粒會(huì)熔化，互相融合并向紙基滲透，當(dāng)離開(kāi)熱源溫度降低時(shí)，墨粉凝固，墨粉與紙融為一體，墨粉顆粒之間也融為一體，使圖像既固化到紙上，又變得光潔、平整、細(xì)膩而富于質(zhì)感。現(xiàn)在，大多數(shù)復(fù)印機(jī)除用熱源融化墨粉外，還同時(shí)施加一定壓力，以增強(qiáng)固著能力。定影的關(guān)鍵是定影溫度的控制，既能使墨粉融化，又不致分散，以保證圖像的清晰。6清潔 (Cleaning)光電導(dǎo)體表面在轉(zhuǎn)印后仍滯留著殘余墨粉和殘余電荷，如果不清除，就勢(shì)必帶入到下一個(gè)復(fù)印過(guò)程，前一張?jiān)宓臍堄鄨D像就會(huì)在后一張的復(fù)印品中顯現(xiàn)出來(lái)，顯然誰(shuí)也不愿意去看有重疊影像或有前一原稿內(nèi)容的

9、臟亂復(fù)印品，因此，清除殘余墨粉和殘余電荷極其重要，這就必需有一個(gè)“清潔 ”的過(guò)程。清潔的方法很多，有的用交流高壓放電配之以充分曝光來(lái)消除光電導(dǎo)體上的殘余電荷，有的用橡塑刮板將殘余墨粉刮掉，有的采用反充電曝光加磁刷回收墨粉的辦法等等。綜上所述，從充電、曝光、顯影、轉(zhuǎn)印、定影到清潔六個(gè)步驟，就組成了靜電復(fù)印的基本過(guò)程。由于最初的復(fù)印技術(shù)是卡爾遜發(fā)明的，所以靜電復(fù)印的過(guò)程又稱卡爾遜法。這一全過(guò)程可用圖1-2 表示。由圖 1-2 可見(jiàn)，靜電復(fù)印可以分為如下八個(gè)步驟：(1) 預(yù)曝光：由預(yù)曝光燈對(duì)鼓表面進(jìn)行照射消除殘電荷，為復(fù)印文稿作好準(zhǔn)備。(2)主充電：由主充電器以負(fù)6 7kV 的高壓對(duì)鼓表面進(jìn)行充電，使光電導(dǎo)體表面獲得-600 -700V的初始電位。(3)圖像曝光：曝光燈對(duì)稿臺(tái)上的文稿進(jìn)行掃描照射，從稿臺(tái)反射的光通過(guò)鏡頭照射到鼓面，于是鼓表面就形成了與原稿對(duì)應(yīng)的靜電潛像。(4)顯影：具有靜電潛像的鼓面在旋轉(zhuǎn)時(shí)靠近顯影器，吸附顯影器中的墨粉，鼓面形成了相應(yīng)的墨粉圖。(5)轉(zhuǎn)印：帶墨粉圖的鼓繼續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)，到靠近轉(zhuǎn)印電暈器時(shí)，復(fù)印紙已被傳送到它們之間，此時(shí)，轉(zhuǎn)印電暈器以 -5-6kV 的高壓放電，將墨粉從鼓面轉(zhuǎn)移到紙上。(6)分