“電子照相”這一術語，其內容未必是固定的，由於受到技術的進步以及學會的觀點或研究人員的個人主觀看法的影響，其含義可能發生變化，一般說來，它是將光、熱、放射線、靜電、磁、電化學等物理及化學現象組合起來；或者是單獨地利用一種物理或化學現象，從各種對象攝取信息，並把它作為可見的圖象記錄下來的一種電子技術的總稱。而且，還往往把利用光的場合，叫做“電子照相”、“電子記錄”，把不用光的場合，叫做“靜電記錄”等來加以區別。另外，將這種工藝用於印刷技術中進行大量複製的情況下，把它叫做“電子複印”。
基本介紹
- 中文名：電子照相術
- 外文名：Electrostatic photography
- 含義：用光通過物理現象攝取信息並記錄
- 分類：靜電複印、持久電導、光致介電
歷史,分類,靜電複印,感應電導成象,光致介電成象,成像原理,步驟,光電導表面,充電錶面,圖象的顯影,硒鼓複印圖象,圖象的定影,表面的清潔,
歷史
在國外，最初把光電導和靜電現象配合起來的“卡爾森”（Carlson）方法叫做“電子照相”，後來，於1948年給予了新的名稱叫做“乾印術”（Xerography）。可是，與這一工藝過程相同的一些技術方法，除了照相使用“電子照相”的叫法外，還有“靜電照相術”（Electrostatic photography），“靜電電子照相術”（Electrostatic electrophotography），“電子複印”（Electrography）等術語也同樣地套用起來。其次，隨著技術的進步，還引進了除光、靜電以外的一些物理現象，從而出現了和當初的方式方法相差很遠的一些技術方法，可是，“電子複印”、“電子照相”、“乾印術”等辭彙，被作為整體的總稱，仍然在使用著。
如前邊所講的那樣，要取得關於“電子照相”的定義和分類問題的一致看法是困難的。作為一個例子，將美國IRE的分類法列於下表。
IRE電子照相分類人們已經了解，作為光學效應和靜電現象相配合的有代表性方法的“乾印術”。
這一技術，自1937年和1938年由美國人C.F.卡爾森（Carlson）發明以來，約二十年間，主要在美國進行研究和試製。
巴特爾·梅默里爾學會（Battelle Memorial Institute）於1944年著手進行這一技術研究，1947年以後，和Haloid公司一起進入共同研究，在各方面的支援下，終於使乾印技術發展起來，這就是被稱為“硒靜電複印”的一系列技術。
另一方面，美國無線電公司，在軍方協助下，由C.J.揚（Young）、H.G.格雷格（Greig）
等研究人員研製成功一種以氧化鋅為感光材料的叫做“氧化鋅靜電複印”（Electrofax）的技術。
這種“氧化鋅靜電複印”術，現在和“硒靜電複印”術一起總稱之為“靜電印刷術”。另外，在使用硒及氧化鋅以外的感光材料的情況下，只要工藝相同，也應該屬於“靜電印刷術”的範圍。
分類
電子照相術包括照相和在紙上生成持久的圖象等。
下面我們將簡要地介紹電子照相術中的靜電複印，持久電導成象和光電成象技術。所有這些方法都利用了電荷儲存效應。
靜電複印
靜電複印機的心臟是一個敷上光導體板的圓柱體。靜電複印必須經過下列步驟：首先使光導體板充電，然後將物象成在充電的光導體板上；由於光照強的地方電阻小，有利於已儲電荷的泄漏，光照弱的地方則相反，於是依圖象明暗分布在光導體板上生成一不為人們肉眼所見的電荷圖象，稱靜電潛象。把一些帶顏色的熱塑性粉末撒在光導體板上，圖象就顯現出來。最後再設法將圖象轉移到紙上，加熱後，圖象就固定在紙上面完成了靜電複印過程。
感應電導成象
一些電介質在可見光或其他射線照射後，電導將會顯著增加。這種增加的電導稱為感應電導。利用感應電導會保持很長一段時間的效應可以成象。只要這種介質在物象下“感光”，一個感應電導潛象隨即生成，將這潛象保持在黑暗環境下，可用於持久的印刷。應該注意，感應電導潛象不同於靜電複印中的電荷潛象。但是，如果用電暈放電方法對電導潛象放電，則電導高的區域保留的電荷少，而電導低的區域保留的電荷多，通過靜電複印的顯象，即可出現正常的物象。
還有一個商品化的顯象方法，是用電解質顯象。將電導潛象板作為一個電極，由子電解質僅在電導區域沉積。不同電導區電解質沉積的密度不同，也可達到顯影的目的。
光致介電成象
這種成象過程不同於上述的兩種過程，其工作原理示於下圖。一個光導體放在電介質表面，但留有很小的氣隙。光導體在物象光線的照射下，形成與圖象明暗相應的不同的導電區；光照強的區域電導率高，光照弱的區域電導率低，因而也形成一電導潛象。如果在光導體與電介質之間加上電壓，光導體上電導率高的區域下方的氣隙放電較強，在介質表面沉積較多的電荷，而整個表面沉積電荷的密度將隨圖象而變。通過顯象，即可得到可見圖形。
光致介電成像原理成像原理
靜電照相與其他已知的照相過程根本不同。在處理中不涉及化學反應。它在本質上是一種乾的光電過程，與銀鹽乳膠不同，靜電照相感光板在操作中不必是消耗的。感光板可以反覆曝光數百次甚至數千次。
靜電照相基本步驟用靜電照相方法來產生相片或複印品通常包括五個步驟：
- 通過充電使靜電照相感光板敏化；
- 使感光板曝光形成靜電潛象；
- 用精細粒子使潛象顯影；
- 將已顯影的圖象轉印到紙或其他材料上；
- 用熱熔法固象（定影）。
把感光板清潔之後還可以重複使用來複製其他內容。這五個步驟在上圖中做了說明。
用靜電照相方法進行複印，首先要使靜電照相感光板敏化。敏化一般通過將感光板曝露在電暈放電的氣氛中來進行。用高壓電源給與電壓的電暈放電裝置，在靜電照相感光板上方移動，將電荷（離子）均勻地噴灑在光電導膜上。這種操作必須在暗處進行，而且從電暈充電到板上潛象顯影這段時間內，感光板必須避光。否則，電荷會從表面跑掉。在已敏化的情況下，感光板在照相機內或用接觸曝光法曝光，或用投射法曝光。下圖說明感光板上靜電潛象的形成情況。光線射到板上的任何地方，電荷都從板表面跑掉。但是，在感光板未受光影響的圖象暗區，電荷仍然保留著。而且，任何區域所保留的電荷量都與曝光量成反比。因此，曝光之後，感光板上就存在一個曝光對象的靜電潛象。這就是電子照相術成像的基本原理
成像原理如前所述，靜電照相術的一種改進形式-直接式靜電照相術（Electrofax）利用紙基感光板，潛象的形成、顯影和固象均在同一板（紙）上，省略了轉印步驟。
步驟
在光電導表面的製備中，在導電基材上沉積一層薄的光電導材料。這可通過光電導材料蒸汽噴塗或用光電導粒子在樹脂粘合劑中的懸浮體塗在基材上來完成。光電導塗層是能在黑暗中長期地保持沉積電荷的優良絕緣體。光電導這個術語意味著當曝光時光電導層的導電率能提高几個數量級，導致光照射區上的電荷迅速消失。典型的光電導材料有
- 無定形的硒；
- 分散在樹脂粘合劑中的硫化鎘；
- 分散在樹脂粘合劑中的氧化鋅；
- 有機光電導材料。
重要的新型光電導體有硒合金（硒-碲與三硒化砷）和主要以聚乙烯咔唑為基礎的有機聚合物，其中硫化鎘-樹脂塗層用在Canon和KatsuraSawa的電暈控制法上。無機光電導材料和聚合物薄膜的結合巳用在Matsush所開發的多層光敏元件中。
光電導表面
硒鼓上的光電導表面由於受到電暈放電作用而敏化。利用提高到大於地線幾千伏電位的細金屬絲的放電而產生的離子，在硒鼓表面上形成均勻的靜電電荷。硒鼓複印層在充上電荷以前一直是惰性的。因而它可以重新使用以得到多份複製件。
充電錶面
將充電的光電導鼓放在要複製檔案的反射光中曝光。採用簡單的光學裝置即可進行放大，縮小或進行同樣尺寸的複印。原稿的未印刷區將光反射到硒鼓，造成這些區域的靜電電荷的迅速消失。較黑的印刷區反射的光小得多，在硒鼓表面留下了相當於原稿印刷情報區的電荷，這就是在硒鼓表面上的電荷圖，稱為潛象，它構成了硒鼓靜電複印的基礎。
圖象的顯影
當曝光的硒鼓複印版被帶有相反符號的摩擦電荷的有色調色劑微粒淹沒時，形成了可見的圖象。硒鼓的放電區域不受調色劑微粒的影響，而潛象則吸引並抓住了相反電荷的調色劑粒子。
調色劑中含有分散在熱塑性樹脂粘合劑中的著色顏料（通常是炭黑）。大多數硒鼓複印機採用乾粉，在乾粉中，當調色劑在攪拌時與帶電不同的顯影劑物質的大粒子緊密接觸、摩擦生電而使粒子帶電。通過顯影劑和調色劑間的電荷的再分配，使調色劑粒子帶電。有的複印機採用磁色調色劑粒子20，利用磁場將調色劑傳遞給硒鼓，並從無圖象區除去調色劑。有時還把乾的潤滑劑加到乾的調色劑中以幫助轉移和清潔操作。少數複印機採用液體調色劑24，這是一種分散在絕緣液體中的調色劑粒子懸浮液。用化學方法配製的電荷引導材料通過化學吸附的離子使調色劑粒子帶電。幾乎所有物質的微粒當分散在絕緣液中，由於粒子與連續相液體間的界面上產生接觸電位的結果而獲得電荷。然而，對標準的液體調色劑來說，在粉碎過程中，需將電荷引導劑或電荷控制劑加入到調色劑內，以保證均勻的和有控制的粒子電荷的極性。樹脂或油類已經用來作為電荷控制劑；它們吸附在調色劑粒子的表面，並通過在液體分散劑中離子雙電層的形成而得到電荷。在液態碳氫化合物分散劑中的調色劑粒子由於電泳力的作用而被吸引到潛象上。
硒鼓複印圖象
將顯影的圖象轉移到接收基材上，是通過將一張紙放在顯影的圖象上，並在其背面進行電暈放電而完成的。如果轉移電荷強於硒鼓複印版上的潛象電荷，則調色圖象被轉移到紙上，並在紙離開硒鼓時仍保持著圖象。不論採用粉末的，液體的或磁性粉末的調色劑，圖象轉移的原理都是相同的。然而，每種調色劑對接收紙性質的要求則有所不同。
圖象的定影
含有轉移圖象的紙要經受一種稱為“定影”的處理，定影使調色劑粒子熔化並將它們永久固定在紙上。定影操作是利用輻射能形式的熱、熱輥，壓力或者熱與壓力結合使用來完成的。
表面的清潔
硒鼓複印的最後一個步驟是使光電導表面復原以便再用，這-—過程包括覆蓋層曝光以除去所有的電荷和一個淨化工序以除去未用的調色劑粒子。一般的粉末系統用刷子除去調色劑；磁性調色系統用強大的磁場；液體調色系統則通過用新鮮調色劑沖洗然後用刮板來清潔鼓面。
