Die Elektrophotographie (auch als Xerographie bezeichnet) ist ein komplexer Prozess, der häufig in Kopierern und Faxen sowie in Digitaldruckern verwendet wird. Es ist eine Bildgebungstechnologie, die eine digitale Datei verwendet und einen Fotorezeptor, eine Lichtquelle, elektrostatische Prinzipien und Toner verwendet, um die Druckausgabe zu erzeugen. Bevor dieses Verfahren für den Digitaldruck verwendet wurde, wurde es in großem Umfang in analogen Kopierern verwendet, bei denen eine Lampe die zu kopierende Seite beleuchtete und dann eine Reihe von Spiegeln die Seite direkt auf die Oberfläche einer Trommel reflektierte. Digitale Kopierer ersetzten den direkten Lichtweg durch einen Sensor, der das analoge Bild in digitale Informationen umwandelt, und dann schreibt ein Laser oder ein LED-Array das Bild auf die Trommel. Viele Digitaldrucker basieren heute auf der gleichen Plattform wie digitale Kopierer. Die Technologie hat im Laufe der Jahre viele Verbesserungen erfahren, aber der elektrophotographische Prozess in seinem Kern bleibt relativ unverändert.
Der Photorezeptor wird allgemein als Trommel bezeichnet. Es ist ein Zylinder, der mit einem Material beschichtet ist, das leitfähig wird, wenn es Licht ausgesetzt wird. Bereiche, die nicht exponiert sind, haben einen hohen Widerstand, der es diesen Bereichen ermöglicht, die für den Prozess notwendige elektrostatische Aufladung zu halten.
Lichtquelle
Im Digitaldruck verwendete Lichtquellen umfassen LED-Arrays oder häufiger Laser. VCSEL (Vertical Cavity Surface Emitting Laser) ist ein fortschrittlicher Lasertyp, der in den aktuellsten digitalen Pressen auf dem Markt eingesetzt wird. Ein VCSEL-Array kann seinen Strahl mit hoher Genauigkeit (Adressierbarkeit) positionieren, um eine optimale Klarheit, Auflösung und Bildpositionierung zu erzielen. Dies macht es ideal für eine digitale Presse geeignet.
Elektrostatische Prinzipien
Um die Elektrophotographie zu verstehen, müssen wir zuerst einige grundlegende elektrostatische Prinzipien verstehen. Wenn bestimmte Materialien in Kontakt kommen und sich dann voneinander trennen, können sich diese Materialien elektrisch aufladen. Das Zusammenreiben dieser Materialien kann diesen Effekt verstärken. Dies nennt man den triboelektrischen Effekt. Statische Elektrizität Aufbau auf Ihrer Kleidung in einem Trockner oder von einem Ballon auf dem Haar reiben sind Beispiele für den triboelektrischen Effekt. Ladungen können entweder eine positive oder negative Polarität haben. Ähnliche Ladungen stoßen sich ab, während entgegengesetzte Ladungen angezogen werden, ähnlich wie die Polaritäten in Magneten (siehe Abbildung 6.2).
Diese Eigenschaften sind das Herzstück der Technologie und werden in fast jeder Phase des digitalen Bildgebungsprozesses genutzt.
Toner Basics
Toner ist ein sehr feines, trockenes Pulvermedium, das im elektrophotographischen oder xerographischen Prozess verwendet wird. Es besteht hauptsächlich aus einem Harz und enthält Pigment, Wachs und prozessverbessernde Additive. Der Begriff Xerographie ist in der Tat von den griechischen Wörtern xeros, ‚trocken‘ und Graphia, ‚Schreiben‘ abgeleitet, die widerspiegeln, wie Toner anstelle von Tinte im Bildgebungsprozess verwendet wird. Tonerpartikel werden elektrisch geladen, wenn sie durch einen triboelektrischen Effekt gerührt oder gerührt werden. Die Zusammensetzung des Toners trägt nicht nur zu seinen Abbildungseigenschaften bei, sondern auch zu seiner Fähigkeit, seine Ladeeigenschaften aufrechtzuerhalten und zu kontrollieren. Die Form des Toners ist auch ein Faktor für seine Ladefähigkeit. Diese elektrische Ladung ermöglicht es, den Toner während des gesamten Prozesses präzise zu manipulieren.
Es gibt zwei grundlegende Arten der Tonerproduktion, pulverisiert und chemisch (Abbildung 6.3). Pulverisierter Toner wurde üblicherweise in früheren Digitaldruckern verwendet und wird durch aufeinanderfolgende Misch- und Mahlschritte hergestellt, bis die gewünschte Konsistenz und Größe erreicht ist. Die resultierenden Tonerpartikel sind unregelmäßig in Größe und Form und typischerweise durchschnittlich etwa 6,2 bis 10,2 Mikrometer groß. Pulverisierter Toner liefert gute Ergebnisse mit einer Auflösung von bis zu 600 dpi; eine konsistente Größe und Form sowie eine kleinere Partikelgröße sind jedoch erforderlich, um bei höheren Auflösungen eine bessere Klarheit und Detailgenauigkeit zu erzielen.
Chemische Toner wurden später eingeführt, um diese Einschränkungen zu überwinden, und werden heute häufig verwendet. Jeder Hersteller hat seinen eigenen Prozess zur Erstellung dieser Art von Toner und eindeutige Namen. Der EA-Toner von Xerox, der PxP-Toner von Ricoh und der Simitri-Toner von Konica Minolta sind Beispiele für chemische Toner. Wie der Name schon sagt, werden chemische Toner durch einen Prozess des chemischen Aufbaus oder Wachstums des Partikels erzeugt. Dieser Prozess ermöglicht die präzise Steuerung der Form und Größe der Tonerpartikel (in einigen Fällen unter 5 Mikrometer), was zu einer höheren Auflösung und Auflösung führt. Auflösungen von 1.200 dpi und 2.400 dpi sind vor allem durch die Verwendung dieses Tonertyps möglich. Weitere Vorteile sind ein deutlich geringerer Energieverbrauch sowohl im Herstellungsprozess als auch im Druckprozess sowie engere Partikelgrößen- und Ladungsverteilungen.
Hier ist ein YouTube-Video, wie chemischer Toner hergestellt wird: https://youtu.be/852TWDP61T4
Trockentoner gibt es in zwei Formen: Einkomponente und Zweikomponenten. Beide verlassen sich auf magnetische Eisen- oder Eisenoxidpartikel, um den geladenen Toner auf einer Magnetwalze zu halten. Einkomponententoner enthalten das magnetische Material in der Zusammensetzung des Tonerpartikels selbst, wobei Zweikomponententoner das magnetische Material zusammen mit dem Toner gemischt haben, jedoch als separate Komponenten. Diese Mischung wird Entwickler genannt.
ElectroInk
ElectroInk ist eine einzigartige Tonerform, die in HP Indigo Digitaldruckmaschinen verwendet wird. Der Toner kommt in Form einer Paste und wird intern in der Presse mit Imaging Oil, einem leichten Erdöldestillat, gemischt. Diese Art von Toner wird als flüssiger Toner angesehen, da die Partikel in dem flüssigen Abbildungsöl suspendiert sind, verwendet jedoch immer noch ein elektrophotographisches Verfahren zur Abbildung. Einer der wichtigsten Vorteile dieser Art von Toner ist seine Partikelgröße. ElectroInk-Tonerpartikel sind 1 bis 2 Mikrometer, deutlich kleiner als die kleinsten Trockentonerpartikel. Bei dieser Größe würde ein trockener Toner in die Luft gelangen und wäre sehr schwer zu kontrollieren. Die Toner- und Ölsuspension erreicht höhere Auflösungen, gleichmäßigen Glanz, scharfe Bildkanten und sehr dünne Bildschichten. Eine dünne Bildschicht ermöglicht es dem Toner, sich an die Oberfläche des Substrats anzupassen, wodurch ein konsistentes Aussehen zwischen bebilderten und nicht bebilderten Bereichen erzeugt wird. Ein Nachteil dieses Toners besteht jedoch darin, dass Substrate vorbehandelt werden müssen, damit der Toner richtig haftet. Es stehen Substrate zur Verfügung, die speziell für HP Indigo Digitaldruckmaschinen verwendet werden können, Diese sind jedoch in der Regel teurer oder möglicherweise nicht mit anderen Druckverfahren kompatibel. Einige Indigopressen sind mit einer Vorbehandlungsstation ausgestattet, die die Substratkompatibilität stark erweitert und sogar die anderer Formen des Digitaldrucks übertrifft.
Nanographie
Nanographie ist eine sehr neue und aufregende Drucktechnologie, die derzeit vom Schöpfer der Indigo Digital Press, Benny Landa, entwickelt wird. Es leiht sich einige der gleichen Konzepte aus, die in der Vergangenheit verwendet wurden, aber mit einem anderen Ansatz für deren Implementierung. Die Technologie dreht sich um NanoInk, eine bahnbrechende Tinte mit Pigmentgrößen im Zehn-Nanometer-Bereich. Im Vergleich dazu liegen Pigmente in hochwertigen Offsetfarben im 500-Nanometer-Bereich. Farbstoffe intensivieren sich und die Tintendichte nimmt auf dieser mikroskopischen Ebene zu, wodurch der Farbraum der Tinte erheblich erweitert wird. Die Tinte verwendet Wasser als Träger anstelle von Öl, was sie kostengünstiger und umweltfreundlicher macht. Milliarden von Tintentröpfchen werden auf eine beheizte Decke gestrahlt, nicht direkt auf das Substrat wie beim Tintenstrahldruck. Die Tinte verteilt sich gleichmäßig auf dem Gummituch und das Wasser verdunstet schnell und hinterlässt nur einen ultradünnen (etwa 500 Nanometer), trockenen Polymerfilm. Dieser Film überträgt sich beim Kontakt vollständig auf das Substrat und erzeugt ein zähes, abriebfestes Bild. Diese Drucktechnologie ist auf nahezu jedem Substrat ohne Vorbehandlung einsetzbar und stört aufgrund ihrer geringen Schichtdicke das Finish nicht. Ob hochglänzend oder matt, das Farbfinish entspricht dem des Substrats. Obwohl die Technologie die Druckindustrie revolutionieren wird, befindet sich die erste Druckmaschine, die sie einsetzt, derzeit im Betatest. Die neuesten Nachrichten und weitere Informationen zur Nanographie finden Sie auf dieser Webseite: http://www.landanano.com/nanography