卡爾遜靜電影印機工作原理

《卡爾靜電影印機工作原理》。本文不記得何時從網上蕩來,現轉載過來以供大家學習,為表示對原作者尊重原文未變,此文我好象在某本書上見過但記不清了,我在剛學習影印機時

《卡爾靜電影印機工作原理》。本文不記得何時從網上蕩來,現轉載過來以供大家學習,為表示對原作者尊重原文未變,此文我好象在某本書上見過但記不清了,我在剛學習影印機時學的是卡爾遜六步法,分離、消電未在其中,記得好象是美國人卡爾遜1938年發明的,因其主要有六步因此叫“卡爾遜六步法”現下文的八步法不知哪個更正宗。

影印機工作原理

卡爾遜靜電影印的過程本質上是一種光電過程,它所產生的潛像是一個由靜電荷組成的靜電像,其充電、顯影和轉印過程都是基于靜電吸引原理來實現的。由于其靜電潛像是在光照下光導層電阻降低而引起充電膜層上電荷放電形成的,所以卡爾遜靜電影印法對感光鼓有如下要求:具有非常高的暗電阻率。這種感光鼓在無光照的情況下,表面一旦有電荷存在,能較長時間地保存這些電荷;而在光照的情況上,感光鼓的電阻率應很快下降,即成為電的良導體,使得感鼓表面電荷很快釋放而消失。卡爾遜靜電影印法所使用的感光鼓主要由硒及硒合金、氧化鋅、有機光電導材料等構成,一般是在導電基體上(如鋁板或其它金屬板)直接涂敷或蒸鍍一薄層光電導材料。其結構是上面是光導層,下面是導電基體。

卡爾遜靜電影印法大致可分為充電、曝光、顯影、轉印、分離、定影、清潔、消電8個基本步驟。

一、充電

充電就是使感光鼓在暗處,并處在某一極性的電場中,使其表面均勻地帶上一定極性和數量的靜電荷,即具有一定表面電位的過程,這一過程實際上是感光鼓的敏化過程,使原來不具備感光性的感光鼓具有較好的感光性。充電過程只是為感光鼓接受圖像信息準備的,是不依賴原稿圖像信息的預過程,但這是在感光鼓表面形成靜電潛像的前提和基礎。

當在暗處給感光鼓表面充上一層均勻的靜電荷時,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。對于不同性質的光電導材料制的感光鼓應充以不同極性的電荷,這是由斗導體的導電是決定的,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”。因此對于N型半導體,表面應充負電;而對P型半導體,則應充下奄。當用正電暈對P型感光鼓充正電時,由于P型半導體中負電荷不能移動。因此光導層表面的正電荷與界面上的負電荷,只能相互吸引,而不會中和。倘若用負電暈對P型感光鼓充負電,則由于光導層及共界面處,感應產生的是正電荷,而P型半導體的主要載流子是“空穴”,自由移動交為容易(或稱為“注入”),易與感光鼓表面的負電荷中和。這樣,對P型感光鼓充負電時,其充電效率是相當低的。對于N型感光鼓,則由于其主要載流子是電子,若對其充正電時,其充電效率也是極其低的。目前靜電影印機中通常采用電暈裝置對感光鼓進行充電。

二、曝光

曝光是利用感光鼓在暗處時電阻大,成絕緣體;在明處時電阻小,成導體的特性,對已充是的感光鼓用光像進行曝光,使用權光照區(原稿的反光產分)表面電荷因放電而消失;無光照的區域(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程。進行曝光時,原稿圖像經光照射后,圖像光信號經光學成像系統投射到感光鼓表面,光導層受光照射的部分稱為“明區”,而沒有受光照射的部分自然數“暗區”。在明區,光導層產生電子空穴對,即生成光生載流子,使得光導層的電阻率迅速降低,由絕緣體變成良導體,呈現導電狀態,從而使感光鼓表面的電位因光導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,光導層則依然呈現絕緣狀態,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,感光鼓上對應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與原稿圖像濃淡相對應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變成可見的色粉圖像的過程。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,在感光鼓表面靜電潛像是場力的作用下,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;靜電潛像電位越低的部分,吸附色粉的能力越弱。對應靜電潛像電位(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。在靜電影印機中,色粉的帶電通常是通過色粉與載體的磨擦來獲得的。磨擦后色帶電極性與載體帶電極性相反。

四、轉印

轉印就是用影印介質貼緊感光鼓,在影印介質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移到影印介質上的過程。目前靜電影印機中通常采用電暈裝置對感光鼓上的色粉圖像進行轉印。當影印紙(或其它介質)與已顯影的感光鼓表面接觸時,在紙張背面使用電暈裝置對其放電,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。由于轉印電暈的電場力比感光鼓吸附色粉的電場力強得多,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影印紙上,從而完成了圖像的轉印。在靜電影印機中為了易于轉印和提高圖像色粉的轉印率,通常還采用預轉印電極或預轉印燈裝置對感光鼓進行預轉印處理。

五、分離

在前述的轉印過程中,影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影印紙從感光鼓上剝落(分離)下來的過程,靜電影印機中一般采用分離電暈(交、直流)、分離爪或分離帶等方不來進行紙張與感光鼓的分離。

六、定影

定影就是把影印紙上的不穩定、可抹掉的色粉圖像固著的過程,通過轉印、分離過程轉移到影印紅上的色粉圖像,并未與影印紙融合為一體,這時的色粉圖像極被擦掉,因此須經定影裝置對其進行固化,以形成最終的影印品。目前的靜電影印機多采用加熱與加壓相結合的方式,對熱熔性色粉進行定影。定影裝置加熱的溫度和時間,鳳及加壓的壓力大小,對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,是圖像定影質量好壞的關鍵。

七、清潔

清潔就是清除經轉印后還殘留在感光鼓表面色粉的過程。感光鼓表面的色粉圖像由于受表面的電位、轉印電壓的高低、影印介質的干濕度及與感光鼓的接觸時間、轉印方式等的影響,其轉印效率不可能達到100%,在大部分色粉經轉印從感光鼓表面轉移到影印介質上后,感光鼓表面仍殘留有一部分色粉,如果不及時清除,將影響到后續影印品的質量。因此必須對感光鼓進行清潔,使之在進入下一影印循環前恢復到原來狀態。靜電影印機機中一般采用刮板、毛刷或清潔輥等裝置對感光鼓表面的殘留色粉進行清除。

八、消電

消電就是消除感光鼓表面殘余電荷的過程。由于充電時在感光鼓表面沉積的靜電荷,并不因所吸附的色粉微粒轉移而消失,在轉印后仍留在感光鼓表面,如果不及時清除,會影響后續影印過程。因此,在進行第二次影印前必須對感光鼓進行消電,使感光鼓表面電位恢復到原來狀態。靜電影印機中一般采用曝光裝置來對感光鼓進行全面曝光,或用消電電暈裝置對感光鼓進行反極性充電,以消除感光鼓上的殘余電荷。

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