Электрография

(перенаправлено с «Ксерокопия»)

Электрогра́фия, ксерогра́фия (от др.-греч. ξερός [kseros], лат. xeros «сухой» + графия[1][2]) — метод репрогра́фии, использующий для переноса тонера (сухих чернил) электрический заряд. На принципе электрографии работают лазерные принтеры и копировальные аппараты.

История править

Ксерографию придумал американский изобретатель и физик Честер Карлсон. Первый оттиск он и его помощник Отто Корнеи  (нем.) получили в своей домашней лаборатории в Нью-Йорке 22 октября 1938 года[3][4]. Патент на эту технологию был получен 6 октября 1942 года[5].

Долгое время Карлсон безуспешно пытался внедрить своё изобретение, доказывая, что оно абсолютно необходимо для бизнеса, но везде ему отказывали, ссылаясь на то, что его изобретение слишком громоздко и сильно пачкает листы, к тому же человек может значительно лучше справиться с задачей копирования. Удача улыбнулась ему в 1944 году в Мемориальном институте Баттеля, расположенном в штате Огайо. Там ему предложили усовершенствовать технологию и даже нашли точное слово для названия данного процесса — «электрофотография». После чего лицензию на дальнейшую разработку и производство копировальных аппаратов приобрела фирма Haloid Company. Именно тогда было решено, что слово «электрофотография» слишком научное и может отпугнуть потенциального покупателя. Помощь в поиске более удачного названия оказал местный профессор-филолог. Он придумал термин «ксерография» от др.-греч. ξερός «сухой» и γράφω «пишу», а потом уже сам изобретатель Карлсон додумался сократить слово до простого «xerox». В итоге в 1948 году первые аппараты «xerox» появились на рынке, а первая модель называлась просто — Model A. После выпуска в 1959 году первой полностью автоматической модели Xerox 914 компания Haloid сменила название на Xerox Corporation.

Независимо от Честера Карлсона, в 1948 году, в Германии, изобретатель доктор Эйсбен основал фирму Develop Corp по выпуску копировального аппарата собственной конструкции. Компания, основанная Эйсбеном, и сегодня продолжает выпускать копировальную технику, так и не признав первенства Карлсона, поскольку получила 16 патентов на изобретение своего основателя.

Упрощённый принцип ксерографии править

 
Схематичное изображение электрографического процесса.
 
Общая схема электрографии (ксерографии): 1) На поверхность фотобарабана наносится электрический заряд. 2) Отражённый от копируемого документа свет выборочно разряжает участки барабана. 3) На барабан наносится тонер, он задерживается на участках, сохранивших заряд. 4) Тонер переносится с барабана на бумагу, имеющую больший отрицательный заряд.

Перед печатью фотобарабан (OPC) заряжается при помощи коротрона — провода, на которое подаётся высокое напряжение, из-за чего в нём происходит коронный разряд, за счёт которого заряд с провода перетекает на барабан. После этого производится его экспонирование — либо отражённым от оригинала светом, либо изображением, формируемым при помощи лазерного луча или линейки светодиодов. Покрытие фотобарабана в местах, облучённых светом, теряет свои диэлектрические свойства, что приводит к стеканию в этих местах электрического заряда на массу[6].

На следующей стадии происходит проявление изображения. На этом этапе фотобарабан проходит мимо вала с порошкообразным, реже жидким тонером. Тонер с вала проявки переносится на заряжённые участки фотобарабана за счёт своего противоположного заряда. На этой стадии важно обеспечить равномерное распределение тонера по поверхности барабана[6].

Затем барабан прокатывается по листу бумаги, или другого носителя, на котором должна производиться печать. Бумага при этом также получает заряд противоположного знака, за счёт этого тонер переносится с поверхности фотобарабана на носитель, а сам барабан теряет свой электрический заряд. Небольшое количество тонера остаётся на барабане, поэтому после переноса тонера барабан должен быть очищен, а также разряжен при помощи дополнительной лампы[7].

После осаждения тонер должен быть закреплён, в противном случае он может легко осыпаться. Для этого лист бумаги пропускается между валиками, один из которых нагревается, чтобы расплавить тонер и вдавить его в лист бумаги[7]. Валик имеет термостойкое покрытие, как правило из фторопласта, которое позволяет не прилипать тонеру к валу.

Таким образом сразу же формируется позитивное изображение, что удобно для копирования документов, так как исключается фаза получения негатива и последующей печати с него позитива, как это приходится делать при химической фотографии. Однако электрография может использоваться и для печати позитивных изображений с негативов, например, с микрофильмов. В этом случае используется тонер, имеющий одноимённый заряд с фотобарабаном, который отталкивается от заряженных участков, но прилипает к незаряженным. Негативный процесс не может передавать градации плотности и для печати полутоновых изображений требует растрирования. В современных цифровых лазерных копировальных аппаратах и принтерах тёмные части изображения наносятся лазерным лучом а проявление изображения осуществляется по негативному процессу. Данный принцип позволяет увеличить срок эксплуатации лазера, так как в большинстве случаев тёмные участки при печати занимают намного меньшую площадь.

Многоцветная печать править

Многоцветная печать значительно усложняет и удорожает конструкцию аппарата. Для получения цветного отпечатка требуется провести лист бумаги последовательно под четырьмя или более фотобарабанами, при этом важно правильно совместить изображения на всех барабанах и минимизировать потери тонера. Для протяжки бумаги при этом используется конвейерная лента, к которой лист бумаги прижимается за счёт электростатических сил. При этом погрешность сведения цветов как правило в 2−4 раза выше, чем при офсетной печати[8].

Примечания править

  1. Ксерография // Большая советская энциклопедия : [в 30 т.] / гл. ред. А. М. Прохоров. — 3-е изд. — М. : Советская энциклопедия, 1969—1978.
  2. Электрография / Стефанов С. И. // Большая российская энциклопедия [Электронный ресурс]. — 2017. (Электрография / Стефанов С. И. // Шервуд — Яя. — М. : Большая российская энциклопедия, 2017. — С. 336—337. — (Большая российская энциклопедия : [в 35 т.] / гл. ред. Ю. С. Осипов ; 2004—2017, т. 35). — ISBN 978-5-85270-373-6.)
  3. The Story of Xerography (англ.). Xerox (8 сентября 1999). Дата обращения: 22 октября 2016. Архивировано из оригинала 25 января 2021 года.
  4. Alan Chodos. "October 22, 1938: "Invention of Xerography" - This Month in Physics History" (англ.). AMERICAN PHYSICAL SOCIETY News. Архивировано из оригинала 23 октября 2016. Дата обращения: 22 октября 2016.
  5. Патент США № 2 297 691 от 4 апреля 1939. Electrophotography. Описание патента на сайте Ведомства по патентам и товарным знакам США.
  6. 1 2 Kipphan, 2014, p. 60.
  7. 1 2 Kipphan, 2014, p. 60−61.
  8. Kipphan, 2014, p. 61.

Литература править