Xerografie

Xerografie(zřec.xeros,suchý, agrafein,psát) je suchý kopírovací proces, při němž se na polovodivé, elektricky nabité vrstvě vytvoří „latentní “obraz předlohy, na nějž seelektrostatickou siloupřichytí částečky barviva (toner), otisknou na papír a tepelně fixují. Užívá se jednak v kopírkách (Xerox), jednak vlaserových tiskárnách.

Historie

Fyzikální princip elektrostatického přichycení práškové barvy na izolační povrch poprvé použil německý fyzik a spisovatelGeorg Christoph Lichtenbergroku 1778 ke zobrazení tvaru elektrického výboje. Praktické použití pro tisk a kopírování si dal roku 1938 patentovat americký fyzikChester Carlsson.Postup ručního kopírování pomocí plochýchselenovýchdesek byl však velmi zdlouhavý. U nás se v 80. letech objevily polské přístroje Pylorys s touto technologií. První dobře použitelný kopírovací přístroj s otáčivým bubnem místo desky začala roku1960vyrábět firmaXerox,která roku1977také uvedla na trh první laserovou tiskárnu.

Popis

Otáčivý válec je pokryt světlocitlivou polovodivou vrstvou, která se nabije vysokým stejnosměrným napětím. Na vrstvu se promítne obraz předlohy tak, aby se náboj udržel jen na neosvětlených místech. Válec se popráší tonerem, práškovou barvou se zrníčky termoplastického pojiva, a z osvětlených míst se prášek setře plenkou. Na povrch válce se přitlačuje papír a otištěný obraz se „zažehlí “čili fixuje teplem. Pak se válec očistí a je připraven pro další kopii.

Technika

Používá sefotomateriál,tj. materiál, který se ve tmě chová jako nevodič, ale po absorpci záření při osvitu se stává vodivým. Fotovodivý povrch obrazového válce je nejprve nabit (pomocíkoronovéhovýboje) v nabíjecí jednotce (kladně nebo záporně), osvitem jsou vybita určitá místa, čímž dojde k vytvořenílatentního obrazu,který je následně vyvolán pomocí elektricky nabitéhotoneru(viz obr. 1).

Z vyvolaných míst je toner přenesen na potiskovaný materiál, kde je zafixován pomocí vysoké teploty. Latentní obraz je z povrchu obrazového válce odstraněn mazací jednotkou a zbytky toneru mechanicky odstraněny v čisticí jednotce. Posledním krokem je odstranění zbytkového náboje z povrchu válce expozicísvětlemve vybíjecí jednotce.

Nabíjecí jednotka je tvořenaelektrodou,tou je tenké pozlacenéwolframovévlákno. Tato elektroda je umístěná v uzemněném krytu. Na elektrodu je přiváděnonapětí,jakmile napětí překročí kritickou hodnotu, dojde kvýboji,tj.ionizaciokolního vzduchu a přenosu náboje povrchu válce, který je pokrytý fotovodivou vrstvou. Ten slouží jakoprotielektroda.Nabíjecí jednotka může být pozitivní, tedy povrch obrazového válce je nabíjen kladným nábojem, nebo negativní, kdy je nabíjen záporným nábojem. V některých elektrofotografických tiskárnách může být použita nabíjecí jednotka s více elektrodami v sérii, to zvyšuje homogenitu rozložení náboje. Také lze pro účinnější a rovnoměrnější nabíjení povrchu použít wolframové vlákno pokryté vrstvouskla.

Potom dojde k osvitu. Tím se na určitých místech odstraníelektrický náboja vytvoří se tak latentní obraz. Potom dojde k vyvolání a latentní obraz se zviditelní nasazením toneru. Jako fotovodivý materiál na povrchu obrazového válce se používají slitinyselenu(např.selenid arsenitýAs2Se3) nebo vícevrstvé organické fotovodivé struktury (OPC –Organic Photoconductor). OPC však mají nižší životnost. Povrchový náboj, který je vytvořen koronovým výbojem ve fotovodivém povrchu válce, vytváří homogenní pole. Povrch absorbuje energii způsobenou osvitem, vyvolá vznik kladného a záporného náboje, ty jsou následně svedeny k odpovídajícím elektrodám.

Světelné paprsky, které jsou exponovány na povrch obrazového válce, jsou generovány zobrazovací jednotkou na základě digitálních tiskových podkladů. V dnešní době se pro osvit používajíLED diody,které jsou uspořádány v jedné řadě tak, že každá dioda odpovídá jednomu tiskovému bodu. Po nabití dochází na povrchu tiskového válce k pozvolnému vybíjení bez působení světla. Po expozici dojde k vybití.

Latentní obraz je ve vyvolávací jednotce zviditelněn pomocí vyvolávací směsi, ta je složena z velmi jemných elektrostaticky nabitých částic. Existují dva způsoby vyvolání latentního obrazu: DAD a CAD. Způsob vyvolání DAD probíhá tak, že jsou vyvolána místa osvitem vybitá. U způsobu CAD je tomu obráceně: toner je přenesen na nabitá neosvícená místa. K vyvolání se používá dvousložkový toner: nosič náboje a samotný toner. Nosič jsou zpravidla částice zferomagnetickéhomateriálu o velikosti 100–300μm.Dochází k míchání toneru s nosičem, a tím ke vznikutriboelektrického náboje.Částice toneru mají velikost průměrně 10 μm a nabalují se na částice nosiče. Nabité tonerové částice jsou přitahovány k latentnímu obrazu, který se takto zviditelní. Velikost náboje musí být udržována v patřičném rozmezí, aby nedocházelo ke špinění netisknoucích míst.

Při tisku opakujícího se motivu by mohlo docházet k poklesu koncentrace toneru ve vyvolávací směsi, proto se vyvolávací směs intenzivně míchá v míchací jednotce. Zbývající vyvolávací směs, která nebyla zachycena na latentním obrazu, je odstraněna ze spodního vyvolávacího válce pomocí stěrače a vrácena zpět do vyvolávacího cyklu. Tonerový prach bývá kontinuálně odsáván.

Viditelný obraz je potom přenášen z fotovodivého povrchu na potiskovaný materiál, nejčastějipapír,pomocíelektrostatického pole.Rubová strana papíru je v přenosové jednotce nabita opačným nábojem, než jakým jsou nabity částice toneru. Pro přenos celé vrstvy vyvolaného obrazu je nutný přímý kontakt potiskovaného materiálu, toneru a obrazového válce, aby byly překonány všechnymolekulovésíly, které přitahují nejspodnější vrstvu toneru k obrazovému válci.

Pak dochází k fixaci toneru k papíru, nejčastěji působením vyššíteploty,která bývá realizována výbojkou neboIRzářením. Při vyšších teplotách dochází k tavenípolymerů,které tvoří až 90% toneru, ty ztuhnou a vytvoří kompaktní tenkou vrstvu pevně fixovanou k povrchu, případně do struktury papíru. Toner lze fixovat rovněž kontaktním způsobem při současném působení vyšší teploty i tlaku.^[1]

Odkazy

Reference

↑KAPLANOVÁ, Marie.Moderní polygrafie.1.. vyd. Praha: Svaz polygrafických podnikatelů, 2009.ISBN 978-80-254-4230-2.

Literatura

Encyklopedický slovník.Praha: ED 1993, str. 1220

Související články

Externí odkazy

Obrázky, zvuky či videa k tématuxerografienaWikimedia Commons
XerografievČeské terminologické databázi knihovnictví a informační vědy (TDKIV)
(anglicky)"Static Pops Pictures On Paper"Podrobný popis technologie i její historie v článku z roku 1949.

[1] KAPLANOVÁ, Marie.Moderní polygrafie.1.. vyd. Praha: Svaz polygrafických podnikatelů, 2009.ISBN 978-80-254-4230-2.

[1]