Московский государственный университет печати

Ванников А.В.
Уарова Р.М.


         

Электрография

Учебное пособие


Ванников А.В.
Электрография
Начало
Печатный оригинал
Об электронном издании
Оглавление

Предисловие

Введение

1.

Получение и характеристики скрытого электростатического изображения

1.1.

Краткий обзор электрофотографических систем

1.2.

Краткий обзор фоторецепторов

1.3.

Заряжение поверхности фоторецептора

1.4.

Темновой спад поверхностного потенциала

1.5.

Фотоиндуцированная разрядная кривая

1.6.

Эффект усиления изображения в ЭФ-процессе

1.7.

Механизм генерации свободных носителей заряда

1.8.

Инжекция носителей заряда из генерационного слоя в транспортный слой

1.9.

Генерационный слой

1.10.

Механизм транспорта свободных носителей заряда

1.11.

Проявляющее электрическое поле

2.

Проявление скрытого электростатического изображения

2.1.

Общие сведения о проявлении

2.2.

Электрическое поле проявления и его связь с характеристиками проявленного изображения

2.2.1.

Проявляющий электрод

2.2.2.

Характеристическая кривая проявления

2.2.3.

Влияние поля проявления на коэффициенты контрастности проявления &#947;<sub>0</sub> и &#947;<sub>w</sub>

2.2.4.

Физический смысл параметров поля проявления

2.3.

Кинетика электрофотографического проявления

2.4.

Проявление скрытого электростатического изображения магнитной кистью

2.4.1.

Двухкомпонентный магнитный проявитель

2.4.2.

Блок проявления магнитной кистью

2.4.3.

Факторы, влияющие на оптическую плотность изображения, проявленного магнитной кистью. Расчет проявления

2.5.

Жидкостное проявление

2.5.1.

Электрофоретическое проявление.

2.5.2.

Факторы, влияющие на оптическую плотность проявленного изображения. Расчет проявления

2.5.3.

Проявление аэрозолем жидкого проявителя

2.6.

Однокомпонентное сухое проявление

2.6.1.

Метод пылевого облака

2.6.2.

Проявление однокомпонентным магнитным проявителем

2.7.

Обращенное проявление

3.

Перенос тонерного изображения. Получение копии.

3.1.

Перенос изображения

3.2.

Закрепление изображения на копии

3.2.1.

Бесконтактное термическое закрепление изображения

3.2.2.

Термосиловой метод закрепления

3.2.3.

Расчет процесса закрепления изображения

3.3.

Перенос изображения в цветных копировальных аппаратах

4.

Очистка фоторецептора

5.

Электрографическое оборудование

5.1.

Общие сведения об оборудовании

5.2.

Копировальные аппараты

5.2.1.

Типы копировальных аппаратов

5.2.2.

Общие сведения о строении и работе черно-белых копировальных аппаратов аналогового типа

5.2.3.

Принципы построения основных блоков аналоговых копировальных аппаратов

5.2.3.1.

Оптический блок

5.2.3.2.

Электрофотографический блок

5.2.4.

Особенности электрографических печатающих устройств цифровых копировальных аппаратов

5.2.4.1.

Оптические системы цифровых копировальных аппаратов

5.2.4.2.

Особенности проявления скрытого электростатического изображения в цифровых копировальных аппаратах

Список использованной и рекомендуемой литературы

Указатели
11  именной указатель
240  предметный указатель
121  указатель иллюстраций
6  указатель компаний
Иллюстрации
Рис. 1.1. Фоторецепторы: а - однослойные, б - двуслойные (3)
Рис. 1.2. Связанная пара фотогенерированных зарядов. Электрон захвачен в ловушку, дырка - подвижна
Рис. 1.3. Зависимости квантовой эффективности образования свободных носителей заряда от величины электрического поля. Экспериментальные точки получены для фоторецептора из a-Se, экспонированного монохроматическим излучением различных длин волн. Значения r0 получены при оптимальном совмещении теоретических кривых с экспериментальными точками (2)
Рис. 1.4. Расположение энергетических уровней при инжекции электронов и дырок из ГС в ТС
Рис. 1.5. Строение молекул пигментов, используемых в ГС:1 - бисазопигмент; 2 - фталоцианин (М-TiO, VO, ClIn, ClGa I и др.); 3 - несимметричный бисазопигмент; 4 - дибромоантантрон; 5 - хлородиановый голубой пигмент; 6 - перилен; 7 - тиапириллиевый краситель; 8 - сквариллиевый краситель
Рис. 1.6. Строение транспортных молекул, используемых в ТС: 1 - бифенилдиамин; 2 - бисдиетиламинотрифенилметан; 3 - поливинилкарбазол (ПВК); 4 - карбазол гидразон; 5 - бензальдегид карбазол; 6 - пиразолин; 7 - тринитрифлуоренон
Рис. 1.7. Форма импульса тока при транспорте носителей заряда через ТС
Рис. 1.8. Переходный ток в случае неравновесного транспорта носителей заряда через ТС
Рис. 1.9. Схема двухслойного конденсатора
Рис. 1.10. Распределение силовых линий над поверхностью фоторецептора:а - проявляющий электрод отсутствует, d = Ґ. L = 25 мкм, e = 3, l = 10 мкм, s0 = 2,9Ч10-4 Кл/м2, sk = 2,9Ч10-4 Кл/м2; б - в присутствии проявляющего электрода, d = 100 мкм. Остальные параметры те же, что и в а; в - синусоидальная решетка поверхностного заряда. s0 + sk = 5,8Ч10-4 Кл/м2 (3)
Рис. 2.1. Схема проявления скрытого электростатического изображения: 1 - фотопроводник; 2 - подложка; 3 - тонер
Рис. 2.2. Электрическое поле заряженного фоторецептора
Рис. 2.3. Электрическое поле заряженной полоски на фоторецепторе: а - силовые линии электрического поля; б - форма распределения нормальной составляющей напряженности электрического поля в зоне проявления
Рис. 2.4. Распределение нормальной составляющей напряженности электрического поля для скрытого электростатического изображения полосок различной ширины: 1 - 40 мкм; 2 - 2 мм; 3 - 20 мм (3)
Рис. 2.5. Распределение электрического поля между фотопроводником и зоной проявления при наличии проявляющего электрода: 1 - фоторецептор; 2 - проявляющий электрод; I - фотопроводник, II - зона проявления
Рис. 2.6. Краевой эффект
Рис. 2.7. Характеристические кривые проявления: 1 - для плашки; 2 - для штрихового изображения (tga = g0, tgb = gw (2)
Рис. 2.8. Скрытое электростатическое изображение штрихового рисунка: 1 - усредненный зарядовый рисунок (плашка); 2 - штриховой рисунок (2)
Рис. 2.9. К расчету градационной кривой электрофотографического процесса. Система градационных графиков: 1 - кривая экспонирования; 2 - фотоиндуцированная разрядная кривая; 3 - характеристическая кривая проявления штрихового изображения; 3ў - характеристическая кривая проявления сплошного участка; 4 - градационная кривая воспроизведения штрихового изображения, 4ў - градационная кривая воспроизведения сплошного участка; 5 - кривая электростатического контраста; Dор - оптическая плотность оригинала; H - экспозиция, V - потенциал; Dиз - плотность проявленного изображения
Рис. 2.10. Диэлектрическая модель системы «фотопроводник-проявитель» (2)
Рис. 2.11. Зависимость параметра p(z) от расстояния до проводника z и частоты штрихового изображения. У кривых приведены линейные частоты изображения k, мм-1 и n мм-1
Рис. 2.12. Распределение электрического поля над скрытым электростатическим изображением группы штрихов прямоугольной миры: 1 - конфигурация штрихов миры и распределение потенциала полученного СЭИ; 2 - на поверхности фоторецептора; 3 - на высоте 65 мкм над поверхностью; 4 - на высоте 130 мкм над поверхностью фоторецептора; V - потенциал СЭИ; s - плотность заряда; x, z - пространственные координаты (3)
Рис. 2.13. Зависимость параметра p(z) от линейной частоты штрихового изображения k при условиях: d = 1700 мкм, ed = 21, L = 60 мкм, es = 6,6, z = 27 мкм
Рис. 2.14. Зависимость параметра fk от линейной частоты k при условиях: L = 60 мкм, d =1700 мкм, ed = 21, es = 6,6, z = 27 мкм
Рис. 2.15. Зависимость произведения fkЧp(z) от линейной частоты k (параметры процесса те же, что в рис. 2.13 и 2.14)
Рис. 2.16. Зависимость напряженности электрического поля проявления Fz от линейной частоты группы штрихов k при различной толщине фотопроводникового слоя. Данные получены при условиях: Fz = 15000 В/м, es = 6,6, ed = 21, d = 1700 мкм, z = 27, s = 30, 60 и 120 мкм
Рис. 2.17. Схема проявления положительным тонером отрицательно зараженного скрытого электростатического изображения: 1 - СЭИ; 2 - проявляющий электрод; 3 - тонер; Fz - напряженность поля проявления
Рис. 2.18. Магнитная кисть: 1 - магнитный валик; 2 - щетинки кисти; 3 - частица проявителя (носителя, покрытого тонером)
Рис. 2.19. Схема проявляющего устройства
Рис. 2.20. Схема блока проявления: 1 - устройство дозировки тонера; 2 - мешалка; 3 - емкость с проявителем; 4 - магнитный валик; 5 - ракель; 6 - фоторецептор; 7 - тонерное изображение
Рис. 2.21. Магнитный валик: 1 - магнитный цилиндр (стержень с магнитами); 2 - проявляющий цилиндр
Рис. 2.22. Узел магнитной кисли и его элементы: 1 - магнит; 2 - проявляющий цилиндр; 3 - фоторецептор; 4 - нож для срезания магнитной кисти; d - ширина зоны проявления; d - расстояние между фоторецептором и проявляющим цилиндром; a - высота кисти (2)
Рис. 2.23. К расчету скорости подачи проявителя в зону проявления: 1 - фоторецептор; 2 - проявляющий цилиндр; 3 - зона воздействия магнитной кисти; d - ширина зоны проявления (2)
Рис. 2.24. Строение мицеллы проявителя: В - ядро (частица пигмента); А - внутренняя часть диффузного слоя; С - внешняя часть диффузного слоя
Рис. 2.25. Влияние напряженности электрического поля на величину z-потенциала и радиус r2 заряженной частицы: z-потенциал заряженной частицы относительно среды: j 0-потенциал ядра относительно среды: r3 - радиус мицеллы до наложения электрического поля; F1 и F2 - величины напряженности электрического поля (F2 > F1)
Рис. 2.26. Схема электрофореза
Рис. 2.27. Устройство покадрового проявления микроизображений: 1 - электрофотографический материал; 2 - зона проявления; 3 - трубка подачи проявителя; 4 - канал поступления воздуха; 5 - проявляющий электрод; 6 - корпус камеры проявления; 7 - канал отсоса; 8 - камера проявления; 9 - герметизирующая рамка
Рис. 2.28. Электрическое поле скрытого электростатического изображения синусоидального штрихового рисунка: s0 - средняя поверхностная плотность заряда; sk и -sk - отклонение поверхностной плотности заряда от средней величины в центрах штриха и пробела
Рис. 2.29. Устройство проявления пылевым облаком
Рис. 2.30. Схема проявляющего устройства для однокомпонентного магнитного проявителя: 1 - бункер с тонером; 2 - тонер; 3 - дозирующее устройство; 4 - магнитная кисть; 5 - магнит; 6 - фоторецептор; 7 - проявляющий цилиндр (2)
Рис. 2.31. Электрическое напряжение, подаваемое на проявляющий цилиндр при проявлении однокомпонентным магнитным проявителем (2)
Рис. 2.32. Схема проявляющего устройства с однокомпонентным проявителем в электрофотографическом печатающем устройстве фирмы Canon
Рис. 2.33. Элементы изображения, полученные в цифровом аппарате с использованием: а - обращенного проявления (следы растровой структуры видны на элементе); б - прямого проявления (следы растровой структуры видны на фоне) (3)
Рис. 2.34. Изменение формы нулевой линии в зоне проявления с увеличением потенциала смещения (величина потенциала указана под нулевыми линиями в вольтах) при расстоянии до проявляющего электрода от фоторецептора: 1000 мкм (а), 100 мкм (б), 10 мкм (в): z - высота над поверхностью фоторецептора; x - координата направленная вдоль изображения. На рис. г - схема распределения поверхностного заряда на фоторецепторе (1) и нулевая линия (2): s - поверхностный заряд; Е - положительно заряженная частица тонера (2)
Рис. 3.1. Перенос тонерного изображения на бумагу с помощью коротрона переноса: 1 - фоторецептор; 2 - бумага; 3 - коротрон переноса; 4 - копия (тонерное изображение на бумаге); 5 - высоковольтный источник питания (2)
Рис. 3.2. Отделение копии от фоторецептора с помощью коротрона отделения (2)
Рис. 3.3. Устройство бесконтактного термозакрепления: а - источник теплового излучения; б - схема термозакрепления: 1 - отражатель; 2 - нагреватель; 3 - копия (3)
Рис. 3.4. Схема процесса термосилового закрепления: 1 - прижимной валик; 2 - фьюзерный валик; 3 - копия (2)
Рис. 3.5. Прохождение копии через закрепляющее устройство (2)
Рис. 4.1. Схема процесса очистки фоторецептора: I - предочистка; II - очистка от тонера; III - стирание остаточного заряда (2)
Рис. 4.2. Схема устройства очистки фоторецептора от тонера, включающего щетку и ракель: 1 - щетка; 2 - стряхиватель; 3 - ракель; 4 - устройство для отвода отработанного тонера; 5 - пальцы отделения бумаги от фоторецептора (3)
Рис. 4.3. Схема устройства ракельной очистки (2)
Рис. 4.4. Очистка фоторецептора от магнитного тонера: 1 - фоторецептор; 2 - ракель; 3 - магнитный валик; 4 - скребок; 5 - винт для сброса тонера в бункер
Рис. 5.1. Схема простейшего копировального аппарата с подвижным стеклом оригинала фирмы Rank Xerox (2)
Рис. 5.2. Схема копировального аппарата с неподвижным стеклом оригинала :1 - фоторецептор; 2 - коротрон зарядки; 3 - зеркала оптической системы (лампа экспонирования на схеме не показана); 4 - объектив; 5 - лампа для стирания кромок изображения; 6 - вентилятор для охлаждения оптической системы; 7 - проявляющее устройство; 8 - устройство подачи тонера; 9 - обходной лоток; 10 - лоток для автоматической подачи бумаги; 11 - коротрон переноса; 12 - коротрон отделения; 13 - пальцы отделения; 14 - устройство очистки фоторецептора; 15 - устройство термосилового закрепления изображения; 16 - прижимной валик устройства; 17 - фьюзерный (нагревательный валик); 18 - устройство отделения копии от фьюзерного валика; 19 - приемный лоток; 20 - вытяжное устройство; 21 - озоновый фильтр, 22 - резервуар для использованного тонера; 23 - ракель; 24 - лампа стирания заряда; 25 - ролики бумагопроводящей системы (6)
Рис. 5.3. Схема копировального аппарата с ленточным фоторецептором фирмы «Осе»: 1 - импульсная лампа; 2 - оригинал; 3 - объектив; 4 - зеркало; 5 - оптическое изображение; 6 - фоторецептор; 7 - зарядное устройство; 8 - проявочное устройство; 9 - полотно из силиконовой резины для переноса и закрепления изображения, нагреваемое до 90°-120°С; 10 - прижимное полотно из силиконовой резины. Бумага проходит между полотнами 9 и 10
Рис. 5.4. Схема контроля и управления качеством изображения: 1 - фоторецептор; 2 - скоротрон; 3 - скрытое электростатическое изображение (СЭИ); 4 - проявляющее устройство; 5 - система очистки фоторецептора; 6 - лампа экспонирования; H0 - экспозиция на участках фона изображения; V лампы - напряжение на лампе экспонирования; V сетки - потенциал на сетке скоротрона; V смещения - потенциал смещения на проявляющем электроде; лампа EL - для стирания кромок; QI - лампа для стирания заряда; ID - оптическая плотность изображения; TD - плотность тонера (4)
Рис. 5.5. Оптическая система с покадровым экспонированием 1 - стекло оригинала; 2 - лампа экспонирования; 3 - объектив; 4 - ленточный фоторецептор (2)
Рис. 5.6. Оптическая система с покадровым экспонированием в копировальном аппарате фирмы «Осе»: 1 - оригинал; 2 - импульсные лампы; 3 - объектив; 4 - зеркало; 5 - фоторецептор; 6 - оптическое изображение; 7 - коротрон заряда (2)
Рис. 5.7. Оптическая система с подвижным стеклом оригинала: 1 - стекло оригинала; 2 - планка упора; 3 - белая контрольная полоса; 4 - лампа с отражателем; 5 - датчик; 6 - самофокусирующийся объектив; 7 - фоторецептор; 8 - коротрон заряда (2)
Рис. 5.8. Самофокусирующийся объектив: 1 - волоконно-оптические линзы (граданы); 2 - оригинал; 3 - копия
Рис. 5.9. Оптическая система с неподвижным стеклом оригинала
Рис. 5.10. Схема коротрона: 1 - фоторецептор; 2 - коронная проволочка; 3 - экран; 4 - высоковольтный источник питания
Рис. 5.11. Схема коротрона: 1 - фоторецептор; 2 - коронная проволочка; 3 - заземленный экран; 4 - сетка; 5 - высоковольтные источники питания (2)
Рис. 5.12. Устройства проявления в копировальном аппарате: 1 - узел черно-белого проявления; 2 - узел цветного проявления; 3 - узел прижима к фоторецептору проявочного устройства; Q17 и Q18 - датчики, контролирующие наличие тонера и его подачу над стрелками указаны сигналы, которыми обмениваются узлы проявления с контроллером постоянного тока (3)
Рис. 5.13. Проявочное устройство с двухкомпонентным магнитным проявителем: 1 - узел бункера; 2 - устройство подачи тонера внутри проявочного узла; 3 - устройство перемешивания носителя с тонером; 4 - устройство для срезания щетинок магнитной кисти; 5 - проявляющий цилиндр (магнитный валик); 6 - устройство транспортировки отработанного носителя для перемешивания его со свежим тонером; 7 - фоторецептор (3)
Рис. 5.14. Устройство переноса изображение с помощью заряженного полотна: 1 - заряженное полотно; 2 - лампа предварительного переноса; 3 - пальцы отделения бумаги после переноса; 4 - фоторецептор; 5 - бумага (2)
Рис. 5.15. Схема управления процессом формирования изображения в копировальном аппарате. Аппарат - аналоговый, но имеет узел лазерной записи для редактирования изображения (3)
Рис. 5.16. Узел термосилового закрепления изображения
Рис. 5.17. Узел транспортировки отработанного тонера внутрь фоторецептора (светочувствительного барабана)
Рис. 5.18. Схема записи изображения с помощью лазерной развертки: 1 - лазерный блок; 2 - коллиматорная линза; 3 - многогранное зеркало; 4 - двигатель лазерного сканера; 5 - корректирующая линза; 6 - отражающее зеркало; 7 - фоторецептор; 8 - датчик начала строки
Рис. 5.19. Запись изображения на фоторецепторе с помощью светодиодной линейки: 1 - узел экспонирования; 2 - фоторецептор

© Центр дистанционного образования МГУП