卡爾遜靜電復(fù)印機(jī)工作原理
發(fā)布者:廣州科頤 發(fā)布時(shí)間:2015-06-01《卡爾靜電復(fù)印機(jī)工作原理》。本文不記得何時(shí)從網(wǎng)上蕩來(lái),現(xiàn)轉(zhuǎn)載過(guò)來(lái)以供大家學(xué)習(xí),為表示對(duì)原作者尊重原文未變,此文我好象在某本書上見過(guò)但記不清了,我在剛學(xué)習(xí)復(fù)印機(jī)時(shí)學(xué)的是卡爾遜六步法,分離、消電未在其中,記得好象是美國(guó)人卡爾遜1938年發(fā)明的,因其主要有六步因此叫“卡爾遜六步法”現(xiàn)下文的八步法不知哪個(gè)更正宗。
卡爾遜靜電復(fù)印的過(guò)程本質(zhì)上是一種光電過(guò)程,它所產(chǎn)生的潛像是一個(gè)由靜電荷組成的靜電像,其充電、顯影和轉(zhuǎn)印過(guò)程都是基于靜電吸引原理來(lái)實(shí)現(xiàn) 的。由于其靜電潛像是在光照下光導(dǎo)層電阻降低而引起充電膜層上電荷放電形成的,所以卡爾遜靜電復(fù)印法對(duì)感光鼓有如下要求:具有非常高的暗電阻率。這種感光鼓在無(wú)光照的情況下,表面一旦有電荷存在,能較長(zhǎng)時(shí)間地保存這些電荷;而在光照的情況上,感光鼓的電阻率應(yīng)很快下降,即成為電的良導(dǎo)體,使得感鼓表面電荷很快釋放而消失??栠d靜電復(fù)印法所使用的感光鼓主要由硒及硒合金、氧化鋅、有機(jī)光電導(dǎo)材料等構(gòu)成,一般是在導(dǎo)電基體上(如鋁板或其它金屬板)直接涂敷或蒸鍍一薄層光電導(dǎo)材料。其結(jié)構(gòu)是上面是光導(dǎo)層,下面是導(dǎo)電基體。
卡爾遜靜電復(fù)印法大致可分為充電、曝光、顯影、轉(zhuǎn)印、分離、定影、清潔、消電8個(gè)基本步驟。
一、充電
充電就是使感光鼓在暗處,并處在某一極性的電場(chǎng)中,使其表面均勻地帶上一定極性和數(shù)量的靜電荷,即具有一定表面電位的過(guò)程, 這一過(guò)程實(shí)際上是感光鼓的敏化過(guò)程,使原來(lái)不具備感光性的感光鼓具有較好的感光性。充電過(guò)程只是為感光鼓接受圖像信息準(zhǔn)備的,是不依賴原稿圖像信息的預(yù)過(guò)程,但這是在感光鼓表面形成靜電潛像的前提和基礎(chǔ)。
當(dāng)在暗處給感光鼓表面充上一層均勻的靜電荷時(shí),由于感光鼓在暗處具有較高的電阻,所以靜電荷被保留在感光鼓表面,即感光鼓保持有一定的電位交具有感光性。對(duì)于不同性質(zhì)的光電導(dǎo)材料 制的感光鼓應(yīng)充以不同極性的電荷,這是由斗導(dǎo)體的導(dǎo)電是決定的,即只允許一種極性的電荷(空穴或電子)“注入”,而阻止另一種極性電荷(電子或空穴)的“注入”。因此對(duì)于N型半導(dǎo)體,表面應(yīng)充負(fù)電;而對(duì)P型半導(dǎo)體,則應(yīng)充下奄。當(dāng)用正電暈對(duì)P型感光鼓充正電時(shí),由于P型半導(dǎo)體中負(fù)電荷不能移動(dòng)。因此光導(dǎo)層表面的正電荷與界面上的負(fù)電荷,只能相互吸引,而不會(huì)中和。倘若用負(fù)電暈對(duì)P型感光鼓充負(fù)電,則由于光導(dǎo)層及共界面處,感應(yīng)產(chǎn)生的是正電荷,而P 型半導(dǎo)體的主要載流子是“空穴”,自由移動(dòng)交為容易(或稱為“注入”),易與感光鼓表面的負(fù)電荷中和。這樣,對(duì)P型感光鼓充負(fù)電時(shí),其充電效率是相當(dāng)?shù)偷?。?duì)于N型感光鼓,則由于其主要載流子是電子,若對(duì)其充正電時(shí),其充電效率也是極其低的。目前靜電復(fù)印機(jī)中通常采用電暈裝置對(duì)感光鼓進(jìn)行充電。
二、曝光
曝光是利用感光鼓在暗處時(shí)電阻大,成絕緣體;在明處時(shí)電阻小,成導(dǎo)體的特性,對(duì)已充是的感光鼓用光像進(jìn)行曝光,使用權(quán)光照區(qū)(原稿的反光產(chǎn)分)表面電荷因放電而消失;無(wú)光照的區(qū)域(原稿的線條和墨跡部分)電荷依保持,從而在感光鼓上形成表面電位隨圖像明暗變而起伏的靜電潛像的過(guò)程。進(jìn)行曝光時(shí),原稿圖像經(jīng)光照射后,圖像光信號(hào)經(jīng)光學(xué)成像系統(tǒng)投射到感光鼓表面,光導(dǎo)層受光照射的部分稱為“明區(qū)”,而沒有受光照射的部分自然數(shù)“暗區(qū)”。在明區(qū),光導(dǎo)層產(chǎn)生電子空穴對(duì),即生成光生載流子,使得光導(dǎo)層的電阻率迅速降低,由絕緣體變成良導(dǎo)體,呈現(xiàn)導(dǎo)電狀態(tài),從而使感光鼓表面的電位因光導(dǎo)層表面電荷與界面處反極性電荷的中和而很快衰減。在暗區(qū),光導(dǎo)層則依然呈現(xiàn)絕緣狀態(tài),使得感光鼓表面電位基本保持不變。感光鼓表面靜電電位的高低隨原稿圖像濃淡的不同而不同,感光鼓上對(duì)應(yīng)圖像濃的部分表面電位高,圖像淡的部分表面電位低。這樣,就在感光鼓表面形成了一個(gè)與原稿圖像濃淡相對(duì)應(yīng)的表面電位起伏的靜電潛像。
三、顯影
顯影就是用帶電的色粉使感光鼓上的靜電潛像轉(zhuǎn)變成可見的色粉圖像的過(guò)程。顯影色粉所帶電荷的極性,與感光鼓表面靜電潛像的電荷極性相反。顯影時(shí),在感光鼓表面靜電潛像是場(chǎng)力的作用下,色粉被吸附在感光鼓上。靜電潛像電位越高的部分,吸附色粉的能力越強(qiáng);靜電潛像電位越低的部分,吸附色粉的能力越弱。對(duì)應(yīng)靜電潛像電位(電荷的多少)的不同,其吸附色粉量也就不同。這樣感光鼓表面不可見的靜電潛像,就變成了可見的與原稿濃淡一致的不同灰度層次的色粉圖像。在靜電復(fù)印機(jī)中,色粉的帶電通常是通過(guò)色粉與載體的磨擦來(lái)獲得的。磨擦后色帶電極性與載體帶電極性相反。
四、轉(zhuǎn)印
轉(zhuǎn)印就是用復(fù)印介質(zhì)貼緊感光鼓,在復(fù)印介質(zhì)的背面予與色粉圖像相反極性的電荷,從而將感光鼓已形成的色粉圖像轉(zhuǎn)移到復(fù)印介質(zhì)上的過(guò)程。目前靜電復(fù)印機(jī)中通常采用電暈裝置對(duì)感光鼓上的色粉圖像進(jìn)行轉(zhuǎn)印。當(dāng)復(fù)印紙(或其它介質(zhì))與已顯影的感光鼓表面接觸時(shí),在紙張背面使用電暈裝置對(duì)其放電,該電暈的極性與充電電暈相同,而與色粉所帶電荷的極性相反。由于轉(zhuǎn)印電暈的電場(chǎng)力比感光鼓吸附色粉的電場(chǎng)力強(qiáng)得多,因此在靜電引力的作用下,感光鼓上的色粉圖像就被吸附到復(fù)印紙上,從而完成了圖像的轉(zhuǎn)印。在靜電復(fù)印機(jī)中為了易于轉(zhuǎn)印和提高圖像色粉的轉(zhuǎn)印率,通常還采用預(yù)轉(zhuǎn)印電極或預(yù)轉(zhuǎn)印燈裝置對(duì)感光鼓進(jìn)行預(yù)轉(zhuǎn)印處理。
五、分離
在前述的轉(zhuǎn)印過(guò)程中,復(fù)印紙由于靜電的吸附作用,將緊緊地貼在感光鼓上,分離就是將緊貼在感光鼓表面的復(fù)印紙從感光鼓上剝落(分離)下來(lái)的過(guò)程,靜電復(fù)印機(jī)中一般采用分離電暈(交、直流)、分離爪或分離 帶等方不來(lái)進(jìn)行紙張與感光鼓的分離。
六、定影
定影就是把復(fù)印紙上的不穩(wěn)定、可抹掉的色粉圖像固著的過(guò)程,通過(guò)轉(zhuǎn)印、分離過(guò)程轉(zhuǎn)移到復(fù)印紅上的色粉圖像,并未與復(fù)印紙融合為一體,這時(shí)的色粉圖像極被擦掉,因此須經(jīng)定影裝置對(duì)其進(jìn)行固化,以形成最終的復(fù)印品。目前的靜電復(fù)印機(jī)多采用加熱與加壓相結(jié)合的方式,對(duì)熱熔性色粉進(jìn)行定影。定影裝置加熱的溫度和時(shí)間,鳳及加壓的壓力大小,對(duì)色粉圖像的粘附牢固度有一定的影響。其中,加熱溫度的控制,是圖像定影質(zhì)量好壞的關(guān)鍵。
七、清潔
清潔就是清除經(jīng)轉(zhuǎn)印后還殘留在感光鼓表面色粉的過(guò)程。感光鼓表面的色粉圖像由于受表面的電位、轉(zhuǎn)印電壓的高低、復(fù)印介質(zhì)的干濕度及與感光鼓的接觸時(shí)間、轉(zhuǎn)印方式等的影響,其轉(zhuǎn)印效率不可能達(dá)到100%,在大部分色粉經(jīng)轉(zhuǎn)印從感光鼓表面轉(zhuǎn)移到復(fù)印介質(zhì)上后,感光鼓表面仍殘留有一部分色粉,如果不及時(shí)清除,將影響到后續(xù)復(fù)印品的質(zhì)量。因此必須對(duì)感光鼓進(jìn)行清潔,使之在進(jìn)入下一復(fù)印循環(huán)前恢復(fù)到原來(lái)狀態(tài)。靜電復(fù)印機(jī)機(jī)中一般采用刮板、毛刷或清潔輥等裝置對(duì)感光鼓表面的殘留色粉進(jìn)行清除。
八、消電
消電就是消除感光鼓表面殘余電荷的過(guò)程。由于充電時(shí)在感光鼓表面沉積的靜電荷 ,并不因所吸附的色粉微粒轉(zhuǎn)移而消失,在轉(zhuǎn)印后仍留在感光鼓表面,如果不及時(shí)清除,會(huì)影響后續(xù)復(fù)印過(guò)程。因此,在進(jìn)行第二次復(fù)印前必須對(duì)感光鼓進(jìn)行消電,使感光鼓表面電位恢復(fù)到原來(lái)狀態(tài)。靜電復(fù)印機(jī)中一般采用曝光裝置來(lái)對(duì)感光鼓進(jìn)行全面曝光,或用消電電暈裝置對(duì)感光鼓進(jìn)行反極性充電,以消除感光鼓上的殘余電荷。
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