Электрография. Виды и работа. Применение и особенности

В основу бесконтактного метода печати, носящего название «электрография», заложен принцип вывода информации на заранее подготовленное основание под воздействием электрического поля. В качестве материала, на который выводится изображение или текст, чаще всего используется специальная бумага, обладающая диэлектрическими свойствами.

Что такое электрография (особенности процесса печати)

Это понятие произошло из сочетания двух слов («электро», не требующее перевода и «графия» – печать). При реализации самого процесса тонер в виде сухого порошка переносится на заранее подготовленное основание с помощью мощного электрического разряда.

К особенностям электрографической печати на бумажном носителе относят моменты:

При использовании печатного материала с диэлектрическими свойствами скрытое изображение переносится непосредственно на его поверхность.
Между электродом прибора и носителем предусматривается рабочий зазор, обеспечивающий возможность коронного разряда.
Пробить его удается только при условии высокой напряженности поля, формируемого электрографическим устройством.

Электрография как электронный процесс печатания с помощью коронного разряда постоянно совершенствуется. Благодаря этому редкий год обходится без появления новых разработок в этой области. В некоторых разновидностях печатающих устройств для получения изображения высокого качества рабочий электрод контактирует с поверхностью бумаги. Поэтому в них используются особые «коронарные» головки, отличающиеся повышенной износостойкостью

Краткая историческая справка

Способ печати, названный ксерографией в 1938 году изобрел американский физик Ч. Карлсон. Вместе с помощником они первыми освоили новую технологию переноса изображений в лаборатории, расположенной в Нью-Йорке. Ученый долгое время пытался внедрить свое изобретение в производство, но во всех инстанциях получал отказ.

И только в 1944 году в институте Баттеля (штате Огайо) к его заявке отнеслись с должным вниманием. Однако ему предложили усовершенствовать технологию и назвать ее «электрография», что более точно передавало суть процесса переноса информации.

В 1948 году электрографические устройства под брендом «Xerox» впервые появились на мировом рынке. А уже к 1959 году была разработана первая полностью автоматическая модель аппарата «Xerox 914». Независимо от американских изобретателей в 1948 году в Германии доктор Эйсбен создал фирму по выпуску копировальных аппаратов собственной оригинальной конструкции. Основанная им компания и сегодня продолжает выпускать пользующуюся большим спросом технику, работающую по принципу ксерографии.

Elektrografiia 2

Основные этапы формирования изображения

Действия, посредством которых реализуется электрография, условно делятся на три этапа. Это: подготовка к ксерокопированию, экспонирование изображения, его проявление и закрепление.

Последовательность операций, выполняемых на подготовительном этапе, выглядит так:

Сначала на поверхность барабана с копируемым документом наносится электрический заряд.
Далее на него направляется электронный луч, в результате чего отраженный от копируемого документа свет выборочно разряжает отдельные участки.
Затем на барабан наносится тонер, который задерживается в местах с сохранившимся зарядом.
После этого краска переносится на бумагу, ранее заряженную отрицательно.

Непосредственно перед началом копирования фотографический барабан (ОРС) заряжается посредством специального прибора (коротрона).

Последний представляет собой электропроводящий провод, на который подается высокое напряжение. В результате между ними формируется коронный разряд, под воздействием которого заряды перетекают на барабан.

Elektrografiia 3

По завершении подготовительной стадии переходят к экспонированию изображения, для чего используются либо отраженный от оригинала свет, либо излучение линейки светодиодов. После такого воздействия покрытие на барабане в облученных местах теряет свои диэлектрические свойства, что приводит к стеканию заряда на массу.

На следующем этапе формирования ксерокопии переходят к проявлению изображения. Для этого фотографический барабан перемещается поблизости от вала с порошкообразным или жидким тонером, который переносится на заряженные участки. Основное внимание на этой стадии уделяется равномерности распределения красящего порошка по поверхности.

На завершающей стадии барабан прокатывается по печатному листу, на который предполагается перенести текст или изображение. После этого бумага также получает заряд противоположного знака, а тонер мгновенно переносится с заряженной поверхности на носитель. При этом сам барабан теряет противоположный по знаку электрический заряд.

По завершении операции на нем остается небольшое количество тонера, который сразу же счищается (разряжается) с помощью дополнительной лампочки. После осаждения краски на бумаге она закрепляется путем пропускания листа между двумя валиками. Один из них нагревается до определенной температуры, позволяющей расплавить тонер и вдавить его в тело носителя.

При этом сразу же получается позитивное изображение, существенно облегчающее копирование документов. В этом случае нет необходимости в предварительной подготовке негатива, как это делается в старых технологиях перед формированием позитива.

Цветная электрография

Многокрасочное ксерокопирование, как более совершенная разновидность электрографии, заметно проще трехцветной фотографии. Процедура проявления изображения в этом случае реализуется двумя способами: каскадным переносом или посредством специального инструмента (например, магнитной кисти).

Elektrografiia 4

Вещество, используемое в качестве проявителя при цветном переносе изображения, содержит смоляные диспенсированные пигменты. Выбор цветов при этом варианте копирования достаточно широк, что объясняется небольшим процентным содержанием пигментов в общей массе порошка. Именно поэтому они не оказывают существенного влияния на электрические характеристики частиц проявителя.

В случае если экспонирование производится с помощью светофильтров основных цветов – для проявления скрытого электрического изображения применяются дополнительные проявители. Сам процесс цветного электрографического копирования включает в себя следующие этапы:

Обработка пластины коронным разрядом.
Экспонирование оригинала через специально отобранные цветоделящие светофильтры.
Проявление и закрепление, организуемые подобно процедурам для монохромных изображений.

При экспонировании с помощью красного светофильтра для проявления изображения используется голубой пигмент. В случае пропускания копии через зеленый фильтр его цвет будет пурпурным. При экспонировании через синий светофильтр используется желтый проявитель.

Достоинства и недостатки ксерографии как процесса электрического переноса изображения

К бесспорным достоинствам ксерографической печати относят:

Большую скорость переноса изображений (4-40 страниц в минуту), не зависящую от разрешения.
Высокое качество получаемых копий.
Сравнительно низкие затраты.
Процесс отличается полной бесшумностью проводимых операций.

Электрография как процедура переноса изображения имеет и некоторые недостатки, к которым относят:

Высокую стоимость копировальных конструкций, что в особенности проявляется при цветной печати.
Значительное потребление электроэнергии.
Необходимость применения бумаги особого типа.
Высокие требования к качеству отдельных узлов (это объясняется применением жидких тонеров).

Перечисленные минусы этого способа печати ограничивают область его применения. К нему, как правило, прибегают только в случаях, когда требуется получить монохромные или цветные изображения значительного формата.

К числу недостатков цветной ксерографии также относят характерный блеск поверхностей и не слишком точную цветопередачу. При внимательном рассмотрении текста или картинки с увеличительным стеклом удается обнаружить, что они состоят из отдельных цветовых точек. Добавим к этому, что краситель наносится на бумагу толстым слоем, что нередко приводит к его осыпанию на перегибах листа.

Перспективы развития техники копирования

На электрографические методы копирования информации сегодня приходится значительная доля производимой в мире полиграфической продукции. По прогнозам специалистов в ближайшие десятилетия количество выпускаемых экземпляров будет только увеличиваться. При этом также отмечается, что области применения этой технологии ограничены корпоративными интересами и не распространяются на весь объем производимой печатной продукции.

Для более широкого распространения ксерокопирования и повышения его доли в общем объеме полиграфического продукта необходимо, чтобы этот способ печати стал конкурентоспособным.

С другой стороны электрография как способ бесконтактного копирования в настоящее время усовершенствован настолько, что добавить в него что-то новое уже не удается. Именно поэтому большинство производителей копировальной техники связывают свое будущее с появлением технологий, отличных от традиционных подходов.