Экспонирование изображения

Следующим после электризации этапом электрографического процесса является экспонирование, в результате которого на поверхности заряженного фотополупроводникового слоя возникает скрытое электростатическое изображение. В местах падения света, окружённого от пробельных участков оригинала, на основании явления «внутреннего фотоэффекта» электропроводность слоя возрастает и заряды «стекают» через заземлённую подложку. Электризованную электрографическую пластинку экспонируют разными способами: можно спроецировать изображение с оригинала, экрана электронно-лучевой трубки или экспонировать контактным способом через прозрачный оригинал.

На тех участках пластины, куда падает свет, фотополупроводниковое покрытие становится проводником и отводит электростатические заряды в проводящую подложку пластины, благодаря чему получается скрытое электростатическое изображение (рис. 49). Под действием света заряд с пластины «стекает», а оставшийся заряд образует скрытое электростатическое изображение предмета.

Важнейшей фотоэлектрической характеристикой электрографического слоя является фоточувствительность. Единых единиц измерения фоточувствительности электрофотографических слоёв пока не существует. Фоточувствительность

S=1/t_п,

Где t_п – время полуспада потенциала (от 200 до 100 В) при экспонировании электрофотографического слоя с помощью стандартного источника света.

Р. Шафферт (США) предлагал для измерения фоточувствительности электрофотографических слоёв (селеновых) пользоваться эмпирической формулой вида

Здесь U₀ - начальный потенциал в темноте.

С. Г. Гринишин определяет фоточувствительность как величину, обратную количеству света, необходимого для уменьшения начального потенциала наполовину:

S=1/Jt_п,

Где J – интенсивность света. Эта формула часто используется в электрофотографической практике.

В применении к селеновым электрофотографическим слоям наиболее эффективными источниками света являются ртутно-кварцевые лампы. Однако они имеют низкую эффективную отдачу излучения и неудобны в эксплуатации. В качестве оптимальных источников света для электрофотографических машин на селеновых слоях предлагаются люминесцентные лампы с высокой эффективной отдачей излучения, большим сроком службы, позволяющие равномерно освещать всю рабочую длину цилиндра.

Образование скрытого электрофотографического изображения при экспонировании происходит по закономерностям, которые определяются механизмом фотоиндуцированной разрядки слоёв. Скрытое изображение, возникающее на слое при проектировании на него штрихового оригинала, даёт значительно больший рельеф в плотностях заряда на засвеченных и незасвеченных участках, чем при проектировании на слой изображения с полутонового оригинала.

Проявление скрытого электростатического изображения

Проявление этого изображения осуществляется несколькими способами: каскадным; пылевым облаком; магнитной щёткой; меховой щёткой; с помощью накатного цилиндра; жидкостным.

Все виды проявления в электрографии основаны на притяжении к поверхности экспонированного слоя мелких частиц проявителя, несущего электростатический заряд.

Наиболее распространено каскадное проявление, когда используется проявитель, состоящий из мелких частиц проявляющего порошка и более крупных частиц – носителя. Частицы носителя выполняют вспомогательные функции и состоят из шариков одного и того же диаметра. Благодаря трибоэлектрическому эффекту частицы проявляющего порошка и носителя заряжаются противоположными знаками. Между проявляющим порошком и носителем возникают силы электростатического взаимодействия, благодаря которым частицы проявляющего порошка плотно облепляют носитель и хорошо удерживается на нём.

Суть трибоэлектрического эффекта состоит в том, что если два различных материала соприкасаются, то каждый из них становится электрически заряженным, при этом их заряды приобретают противоположную полярность. Если мелкий порошок – проявитель 2 (рис. 50) смешать с относительно крупнозернистым материалом – носителем 3, то в соответствии с эффектом трибоэлектризации мелкие и более лёгкие частицы проявителя будут удерживаться на поверхности носителя. При перемещении частиц проявителя с носителем по поверхности слоя электростатические силы скрытого изображения отрывают частицы проявителя от носителя, они притягиваются к поверхности заряженного слоя 1, а носитель ссыпается в бункер.

Каскадное проявление широко используется в промышленной ксерографии для проявления штриховых изображений в большинстве современных аппаратов плоскостного и ротационного типов.

При проявлении пылевым облаком применяется однокомпонентный проявитель в виде мелкого порошка, диспергированного в воздухе. В этом случае частицам порошка сообщается электростатический заряд посредством пропускания их через область коронного разряда или продувание через сопло, материал которого имеет соответствующие трибоэлектрические свойства. При проявлениии пылевым облаком удобно применять дополнительный электрод (рис. 51). Пылевое облако продувается между дополнительным электродом и фотополупроводниковым слоем. Дополнительный электрод выравнивает силовые линии у краёв скрытого изображения и усиливает поле над сплошными заряженными участками.

При проявлении магнитной щёткой используется проявляющий порошок, смешанный с железными опилками и нанесённый на постоянный магнит. В процессе проявления частицы порошка притягиваются к слою полем скрытого электростатического изображения, а железные опилки удерживаются магнитным полем постоянного магнита. Преимуществом этого метода является то, что полюса магнита и металлические опилки играют роль дополнительного электрода, что позволяет значительно уменьшить краевой эффект.

При проявлении меховой щёткой она выполняет роль носителя. Проявляющий порошок подаётся на мех щётки в определённом количестве для уменьшения вуали. Принцип проявления меховой щёткой основан на непрерывной подаче проявителя на щётку, которая одновременно вибрирует и вращается, слегка касаясь пластины.

Метод проявления с помощью накатного цилиндра аналогичен методу проявления меховыми щётками. Роль проявляющего элемента играет бархат, которым обтягивается металлический цилиндр. Специальным дизатором на бархат проявляющего цилиндра наносится проявляющий порошок. Скрытое изображение на электрофотографическом слое проявляется при контакте проявляющего цилиндра с электрофотографическим слоем, когда частицы проявляющего порошка переходят с бархата на слой. Преимуществом этого способа является то, что металлический цилиндр, на котором натянут бархат, служит дополнительным электродом.

Кроме описанных сухих способов проявления в электрофотографии иногда используется жидкостное, когда в качестве проявителя выбирают суспензию проявляющего порошка в жидкости с высоким сопротивлением (бензин, фреон, керосин, скипидар, бензол и т. д.). Высокое удельное сопротивление жидкости необходимо, чтобы избежать разрядки скрытого изображения. При существующим подборе жидкости и взвешенного в неё порошка можно убедиться, что частицы порошка приобрели электростатический заряд вполне определённой полярности. Плотность порошкового изображения на слое зависит от концентрации частиц порошка в суспензии и времени проявления.

Сравнительная оценка методов проявления скрытого электростатического изображения по разрешающей способности приведена в табл. 2.5.