Elektrofotografia (tunnetaan myös nimellä xerography) on monimutkainen prosessi, jota käytetään yleisesti kopiokoneissa ja fakseissa sekä digitaalisissa tulostimissa. Se on kuvantamistekniikka, joka ottaa digitaalisen tiedoston ja käyttää fotoreseptoria, valonlähdettä, sähköstaattisia periaatteita ja väriainetta tuottamaan tulosteen. Ennen tätä prosessia käytettiin digitaaliseen tulostamiseen, sitä käytettiin laajalti analogisissa kopiokoneissa, joissa lamppu valaisi kopioitavan sivun, ja sitten sarja peilejä heijasti sivun suoraan rummun pintaan. Digitaaliset kopiokoneet korvasivat suoran valotien anturilla, joka muuntaa analogisen kuvan digitaaliseksi informaatioksi, minkä jälkeen laser tai LED-array kirjoittaa kuvan rummulle. Monet digitaaliset tulostimet perustuvat nykyään samalle alustalle kuin digitaaliset kopiokoneet. Tekniikassa on tapahtunut vuosien varrella monia parannuksia, mutta sen ytimessä oleva elektrofotografinen prosessi on säilynyt suhteellisen muuttumattomana.
fotoreseptoria kutsutaan yleisesti rummuksi. Se on sylinteri, joka on päällystetty materiaalilla, joka muuttuu johtavaksi valolle altistuessaan. Alueilla, jotka eivät ole alttiina on suuri vastus, joka mahdollistaa näiden alueiden pitää sähköstaattinen varaus tarpeen prosessin.
Valonlähde
digitaalipainatuksessa käytettyjä valonlähteitä ovat esimerkiksi LED-paneelit tai yleisemmin laserit. VCSEL (vertical onkalo surface emitting laser) on kehittynyt Lasertyyppi, jota käytetään markkinoiden uusimmissa digitaalisissa puristimissa. VCSEL array voi sijoittaa sen palkki suurella tarkkuudella (osoitettavuus) optimaalisen selkeyden, resoluutio, ja kuvan paikannus. Tämän vuoksi se sopii erinomaisesti digitaaliseen painokoneeseen.
sähköstaattiset periaatteet
elektrofotografian ymmärtämiseksi on ensin ymmärrettävä joitakin sähköstaattisia perusperiaatteita. Kun tietyt materiaalit joutuvat kosketuksiin ja sitten erkanevat toisistaan, nämä materiaalit voivat tulla sähköisesti varautuneiksi. Näiden materiaalien hankaaminen yhteen voi lisätä tätä vaikutusta. Tätä kutsutaan triboelektriseksi ilmiöksi. Staattinen sähkö kertyminen vaatteet kuivausrumpu tai hankaamalla ilmapallo hiukset ovat esimerkkejä triboelectric vaikutus. Varauksilla voi olla joko positiivinen tai negatiivinen napaisuus. Kuten maksut hylkivät toisiaan, kun taas vastakkaiset varaukset vetävät puoleensa, paljolti samalla tavalla kuin magneettien polariteetit (KS.Kuva 6.2).
nämä ominaisuudet ovat teknologian ytimessä ja niitä hyödynnetään lähes jokaisessa digitaalisen kuvantamisen vaiheessa.
Toner Basics
Toner on erittäin hieno, kuiva jauheaine, jota käytetään elektrofotografisessa tai kserografisessa prosessissa. Se koostuu pääasiassa hartsista ja sisältää pigmenttiä, vahaa ja prosessia parantavia lisäaineita. Termi kserografia on itse asiassa johdettu kreikan sanoista xeros, ’kuiva’ ja graphia, ’kirjoittaminen’, jotka heijastavat sitä, miten kuvantamisessa käytetään musteen sijasta väriainetta. Väriainehiukkaset varautuvat sähköisesti, kun niitä sekoitetaan tai ravistetaan triboelektrisen vaikutuksen avulla. Väriaineen koostumus ei ainoastaan edistä sen kuvantamisominaisuuksia vaan myös kykyä ylläpitää ja hallita sen latausominaisuuksia. Myös väriaineen muoto vaikuttaa sen latauskykyyn. Tämän sähkövarauksen ansiosta väriainetta voidaan manipuloida tarkasti koko prosessin ajan.
väriaineen valmistusta on kahta perustyyppiä, jauhemaista ja kemiallista (Kuva 6.3). Jauhemaista väriainetta käytettiin yleisesti aiemmissa digitaalisissa tulostimissa, ja sitä valmistetaan peräkkäisillä yhdisteen sekoitus-ja hiontavaiheilla, kunnes haluttu koostumus ja koko saavutetaan. Tuloksena syntyvät väriainehiukkaset ovat kooltaan ja muodoltaan epäsäännöllisiä ja tyypillisesti kooltaan keskimäärin noin 6,2-10,2 mikronia. Jauhemainen väriaine tuottaa hyviä tuloksia, jopa 600 dpi: n resoluutio; kuitenkin johdonmukainen koko ja muoto sekä pienempi hiukkaskoko tarvitaan tuottamaan parempaa selkeyttä ja yksityiskohtia suuremmilla resoluutioilla.
kemialliset väriaineet otettiin käyttöön myöhemmin näiden rajoitusten ylittämiseksi, ja ne ovat nykyään yleisessä käytössä. Jokaisella valmistajalla on oma prosessinsa tämäntyyppisten kasvovesien luomiseen ja myös uniikit nimet. Xeroxin EA toner, Ricohin PXP toner ja Konica Minoltan Simitri toner ovat kaikki esimerkkejä kemiallisista väriaineista. Kuten nimestä voi päätellä, kemialliset väriaineet syntyvät rakentamalla tai’ kasvattamalla ’ hiukkasta kemiallisesti. Tämä prosessi mahdollistaa väriainehiukkasen muodon ja koon tarkan säätämisen (joissakin tapauksissa alle 5 mikronia), mikä johtaa suurempiin määrittely-ja erottelukykyihin. Resoluutiot 1 200 dpi ja 2 400 dpi ovat mahdollisia pitkälti tämän tyyppisen väriaineen käytön ansiosta. Muita etuja ovat huomattavasti pienempi energiankulutus sekä valmistusprosessissa että painatusprosessissa sekä kapeampi partikkelikoko ja varausjakauma.
tässä on YouTube-video siitä, miten kemiallinen väriaine valmistetaan: https://youtu.be/852TWDP61T4
kuiva väriaine on kahdessa muodossa: monokomponentti ja kaksikomponentti. Molemmat perustuvat magneettisiin rauta-tai rautaoksidihiukkasiin, jotka ”pitävät” varattua väriainetta magneettirullalla. Monokomponenttiväriaineet sisältävät magneettisen materiaalin itse väriainehiukkasen koostumuksessa, jossa kaksoiskomponenttiväriaineiden magneettinen materiaali on sekoitettu väriaineen kanssa mutta erillisinä komponentteina. Tätä seosta kutsutaan kehittäjäksi.
ElectroInk
ElectroInk on ainutlaatuinen väriaineen muoto, jota käytetään HP Indigo-digitaalipuristimissa. Kasvovesi tulee tahnana ja sekoitetaan sisäisesti puristimessa imaging Oiliin, joka on kevyt maaöljytisle. Tällaista kasvovettä pidetään nestemäisenä kasvovetenä, koska hiukkaset suspendoituvat nestekuvausöljyyn, mutta käyttävät silti kuvantamiseen elektrofotografista prosessia. Yksi tämän kasvoveden tärkeimmistä eduista on sen hiukkaskoko. ElectroInk-väriainehiukkaset ovat 1-2 mikronia, huomattavasti pienempiä kuin pienin kuiva väriainehiukkanen. Tässä koossa kuiva kasvovesi leviäisi ilmateitse ja sitä olisi hyvin vaikea hallita. Väriaine – ja öljysuspensiolla saavutetaan korkeampia resoluutioita, yhtenäinen kiilto, terävät kuvan reunat ja hyvin ohuet kuvakerrokset. Ohut Kuvakerros mahdollistaa väriaineen mukautumisen substraatin pintaan, mikä tuottaa yhtenäisen ilmeen kuvattujen ja ei-kuvattujen alueiden välillä. Tämän kasvoveden haittapuolena on kuitenkin se, että kasvovedet on ehkä esikäsiteltävä, jotta kasvovesi kiinnittyy kunnolla. Alustoja on saatavilla käytettäväksi erityisesti HP Indigo digital-painokoneissa, mutta tyypillisesti nämä ovat kalliimpia tai eivät välttämättä ole yhteensopivia muiden painomenetelmien kanssa. Joissakin Indigo-painokoneissa on esikäsittelyasema, joka laajentaa alustan yhteensopivuutta laajasti ja jopa ylittää muunlaisen digitaalisen tulostuksen.
Nanografia
Nanografia on hyvin uusi ja jännittävä tulostustekniikka, jota Indigo digital press-lehden luoja Benny Landa parhaillaan kehittää. Se lainaa joitakin samoista indigossa käytetyistä käsitteistä, mutta eri lähestymistavalla näiden toteuttamiseen. Teknologia keskittyy Nanoinkiin, läpimurtomusteeseen, jonka pigmenttikoot ovat kymmenien nanometrien luokkaa. Vertailun vuoksi hyvälaatuisissa offset-musteissa esiintyvät pigmentit ovat 500 nanometrin luokkaa. Väriaineet voimistuvat ja musteen tiheys kasvaa tällä mikroskooppisella tasolla, mikä laajentaa musteen väriskaalaa huomattavasti. Muste käyttää vettä kantaja-aineena kuvantamisöljyn sijaan tehden siitä kustannustehokkaamman ja ympäristöystävällisemmän. Miljardeja mustepisaroita suihkutetaan lämmitetylle huovalle, ei suoraan alustalle kuten mustesuihkutulostuksessa. Muste leviää tasaisesti huovalle ja vesi haihtuu nopeasti jättäen jäljelle vain erittäin ohuen (noin 500 nanometriä) kuivan polymeerikalvon. Tämä kalvo siirtyy kosketuksessa kokonaan alustalle ja tuottaa sitkeän, hankauksenkestävän kuvan. Tätä tulostustekniikkaa voidaan käyttää lähes minkä tahansa alustan kanssa ilman esikäsittelyä, eikä se pienen kalvonpaksuutensa vuoksi häiritse viimeistelyä. Olipa kiiltävä tai matta, muste viimeistely vastaa alustan. Vaikka teknologia on valmis mullistamaan painoteollisuuden, ensimmäinen painokone, joka käyttää sitä, on tällä hetkellä beta-testauksessa. Tuoreimmat uutiset ja lisätietoa nanografiasta löydät tältä sivulta: http://www.landanano.com/nanography