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Xerographie


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Die Xerographie ist ein Verfahren zur Trockenkopie (siehe Nassabzugverfahren) von Dokumenten das in allen heute Fotokopierern und Laserdruckern eingesetzt wird.

Geschichte

Das Verfahren wurde 1938 von Chester Carlson erfunden 1947 ging die Lizenz an die Firma Haloid. 1949 ist erste kommerzielle Kopierer erhältlich 1961 wird die Haloid in Xerox umbenannt.

Funktion

Das zentrale Element bei der Xerographie die Trommel oder das flexible Band das einer lichtempfindlichen Beschichtung versehen ist im Folgenden aktive Schicht genannt. Sie besitzt die Eigenschaft im elektrisch nichtleitend zu sein bei Lichteinfall dagegen zuzulassen. Bis ca. 1975 verwendete man amorphes Selen heute werden amorphe organische Halbleiter verwendet.

Der Prozess funktioniert wie folgt:

1. Corona-Aufladung der aktiven Schicht : Eine Serie von dünnen Edelstahl - oder Wolfram -drähten wird mittels einer Spannung von 5 15 kV positiv gegenüber der aktiven Schicht aufgeladen. die hohe Spannung wird die Umgebungsluft ionisiert positive Ionen (z.B. <math>(H_2O)_nH^+</math>) werden zur Schicht (negativ geladen) gezogen setzen sich dort und laden diese positiv auf da sie Dunkeln nicht leitfähig ist.

2. Belichtung : Die aktive Schicht auf der Walze dem flexiblen Band wird belichtet:

  • Beim Fotokopierer mittels einer Lampe der Lichtstrahl von der Vorlage reflektiert und mit einer auf die aktive Schicht fokussiert.
  • Beim Laserdrucker bzw. digitalen Kopierer: Die (digitalisierte) wird direkt mittels Laserstrahls auf die aktive Schicht geschrieben.

Durch den Lichteinfall werden in der Halbleiterschicht Elektron-Loch-Paare also Ladungsträger erzeugt. Die Elektronen dabei die positiven Oberflächenladungen die Löcher (= Defektelektronen ) werden über einen rückseitigen Kontakt abgeführt Elektronen zugeführt). Insgesamt wird also die Oberflächenladung den belichteten Stellen neutralisiert.

3. Entwicklung : Kleine Toner -Partikel (Durchmesser 10 <math>\mu</math>m) werden mit einer Bürste in Kontakt mit der Walze gebracht lagern sich an den unbelichteten also geladenen ab. Dunkel wird dunkel hell bleibt hell.

4. Toner-Transfer : Nun wird wie unter (1.) das durch eine Corona-Entladung positiv aufgeladen und mit aktiven Schicht in Kontakt gebracht: Die Toner-Partikel nun am Papier.

5. Fixierung : Unter Druck und Hitze wird der Toner auf Papier fixiert.

6. Säuberung der aktiven Schicht mit einer Bürste um übriggebliebenen Toner entfernen.

7. Belichtung : Durch vollständiges Belichten der aktiven Schicht diese leitfähig gemacht und ganzflächig neutralisert so sie wieder durch (1.) aufgeladen werden kann.

Die Anforderungen an die aktive Schicht recht hoch: Sie muss eine geringe Dunkelleitfähigkeit mit einer hohen Lichtempfindlichkeit aufweisen. Bei der muss sie kurzzeitig über kurze Entfernungen eine Leitfähigkeit aufweisen sonst ginge die Auflösung bzw. verloren. Schließlich darf sie weder ihre mechanischen chemischen Eigenschaften im Laufe vieler Kopierzyklen ändern dass ihre Funktion beeinträchtigt wäre.




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