自1 938年c.f.carlson发明静电复印技术以来,迄今已有6o多年的历史.由于静电复印具有快速、高效、可靠、图像质量高等特点,复印机已成为现代办公自动化必不可少的设备之一. 静电复印技术几经发展,已成为电子照相科学中的一个重要分支.
静电复印主要包括充电、曝光、显影、转印、定影和清洁6个基本步骤,其特点是感光体可重复使用,所用复印载体为普通纸,该法是目前使用最广泛的一种.静电复印机的感光体是核心器件.除定影过程外,其它5个过程都是围绕着感光体进行的,它对成慷质量和速度起着举足轻重的作用.感光体的特征参数是设计复印机配置的重要依据,故有复印机“心脏”之称.感光体通常由金属底基或聚酯复合导电底基与感光层(有单层和多层结构之分)组成,感光体的性能直接取决于所用的感光材料.因此,可以说,静电复印技术的发展从某种意义上来说也就是感光材料的发展.遗憾的是,在这一技术领域,我国与先进国家的差距甚大.目前国内企业普遍使用的是全套国外进口设备和技术,所用原料,特别是当前主流的感光材料基本上依赖进口.因此,开展这方面的研究,其意义是不言而喻的.
1 感光材料的基本要求
作为静电复印用的感光材料,对其光电导等眭能有着特殊的要求:1.充电时要求有较快的速度和较高的充电电位( ).因为充电速度的快慢直接影响复印速度,感光体接受电位的高低是决定静电潜像电位反差及复印品图像反差的重要因素,所以对感光材料的介电常数有特殊要求.2.暗衰(dd)zj~,暗衰速度慢.要求感光材料在暗处具有较高的暗电阻率,使充电电荷能维持一段适当的时间.3.感光度(e / )高,光谱响应范围宽.曝光时,感光体就能接受较多的光子能量,并快速响应放电使表面电位迅速衰减.要求感光材料具有较大的吸光系数和较高的载流子生成率,并对光生载流子的迁移率和寿命等有一定的要求.4.曝光后的残余电位(v )低,否则一方面复印品上出现底灰而影响复印质量,另一方面由于残余电荷的不断积累,残余电位居高不下,会引起感光体疲劳而缩短使用寿命 残余电位大多数是由于感光材料中存在载流子陷阱以及感光层与底基界面处电荷的积累引起,载流子陷阱又多是感光材料中混入的杂质或感光层的结构缺陷造成,因此,在材料选择和制备中都必须引起注意.5.抗疲劳.产生疲劳
现象的原因很多,其中主要的是感光体在反复充电、曝光过程中,由于光、电的共同作用,产生物理及化学变化,引起光疲劳和电疲劳.这与感光材料本身的结构有关.6 要求感光材料具有一定的机械强度、硬度、耐磨、无毒或低毒,对环境温度、湿度、臭氧等条件的变化相对稳定等.
2 早期感光材料的研究与发展
静电复印感光材料的应用,可追溯到1938年美国人c.f carlson发明的“干印术”.当时是在金属板上涂上硫膜作为照相板,用布摩擦硫涂层使之带电,再用透明片接触曝光,形成静电图像,再显影、转印得到永久性图像,从而拉开了静电复印技术发展的序幕 一.其后,1950年美国xerox公司推出了以硒板为感光材料的手动复印机 一.1 954年美国rca 公司c.j.young与h_g.greig又发明了在增感zno树脂涂层纸上直接成像的ef法(electrofax法) ],并在20世纪60年代后期盛行.但终因纸重、有底色、感光体不可重复使用、成本高等缺点而被淘汰 1967年,日本佳能公司(canon)发明了np法,桂川电机公司发明了kip法.他们均是采用以cas为感光材斟的多层结构:以敏化增感的cas与树脂混合作感光
层,上面再覆盖绝缘膜0].就其光敏陲和寿命来说,可与70年代初开发的硒感光体相媲美,曾风靡一时,但终因cas毒性大,易造成环境污染而被淘汰.20世纪70年代初相继开发出多种有机光导化合物和以se,zno为感光材斟的间接法普
通纸复印技术,即ppc法(plain paper coppy) .ppc复印机成为70年代市场上的主要机型.但zno感光体由于感度差、寿命短,只限于低速复印机中使用,而se感光体则在ppc中占有重要地位.由于硒合金材料的研究和开发,又相继出现了se—te、se—as、se— —te等优秀感光材料的光电导体,与纯se相比,不仅提高了硬度,而且提高了感光度和使用寿命,这些合金感光材料适用于各种低速和高速类型的复印机,成为20世纪七八十年代主导产品.佳能、理光、惠普、施乐等世界跨国公司均生产以se合金感光材料为光导体的复印机.至今,硒台金光导体仍在静电复印机中使用,并占有一定地位,但不足之处是对环境存在污染,大有被淘汰之势. |