ВУЗ:
Составители:
Рубрика:
ВВЕДЕНИЕ
Первой важной областью практического применения аморфных
полупроводников явилась ксерография. В ксерографическом процессе
используется фотопроводимость некоторых высокоомных аморфных
проводников, содержащих селен. Ксерографический процесс был
впервые предложен Ч. Ф. Карлсоном еще в 1938 г. Однако
потребовалось более 20 лет для того, чтобы этот процесс стал
применяться в промышленных масштабах. Суть ксерографического
процесса состоит в
следующем. С помощью коронного разряда
аморфная пленка (или ксерографический слой, обычно толщиной ~50
мкм) заряжается положительно. Затем пленка локально подвергается
воздействию света, в результате чего в ней образуются электронно-
дырочные пары, разделенные электрическим полем пленки, и
поверхностный заряд пленки нейтрализуется. Таким образом,
формируется скрытое электрографическое изображение. Далее
осуществляется проявление скрытого изображения.
Отрицательно заряженные частицы красителя (сажа в
легкоплавком пластике) притягиваются к неэкспонированным областям
пленки. После этого с помощью второго коронного разряда частицы
красителя переносятся на лист бумаги, где изображение фиксируется
нагреванием.
В середине 70-х годов Xerox Corporation предложила новый
метод цветного копирования, в котором ксерографический слой
является трехслойным и состоит из трех аморфных полупроводников
(халькогенидных стекол), чувствительных в различных областях
видимой части спектра. Фотопроводящие свойства халькогенидных
стекол нашли также применение в телевизионных трубках,
разработанных фирмой Hitachi и японской радиовещательной
компанией (Japan Broadcasting Corporation) для малогабаритных
цветных телевизоров; в качестве активного элемента в таких трубках
используется дифференцированный аморфный сплав селена, мышьяка и
теллура.
1. ОСНОВНЫЕ ПРИНЦИПЫ КСЕРОГРАФИИ
1.1. Общие
положения процесса ксерокопирования
В переводе на русский язык термин «Xerox» означает «сухой».
Данный термин используется в случае, когда речь идет о многократном
использовании плоской или цилиндрической поверхности с
фотопроводящим слоем, например слоем аморфного селена.
Сущность метода «Ксерокс» состоит в следующем. Если на
какую-либо основу нанести слой фотополупроводника толщиной 10-100
мкм с
высоким удельным сопротивлением (порядка 10
13
-10
14
Ом⋅см), а
затем равномерно зарядить этот слой по всей поверхности до высокого
электрического потенциала, то электрический потенциал слоя в темноте
длительное время существенно не изменится. Это явление носит
название фотоэлектрического эффекта.
При экспонировании такого фотополупроводникового слоя на
освещенных участках, соответствующих пробельным участкам
оригинала, происходит полная или частичная нейтрализация
электрических
зарядов, в то время как на неосвещенных участках,
соответствующих темным участкам оригинала, сохраняется
первоначальное распределение зарядов, в результате чего образуется
так называемое скрытое электростатическое изображение.
Для получения видимого изображения поверхность
экспонированного фотополупроводника покрывают специальным
темным порошком – тонером (или его суспензией), заряд которого
противоположен по знаку заряду фотополупроводникового слоя.
Порошок притягивается к
поверхности фотополупроводникового слоя в
местах скрытого электростатического изображения, сохранивших
высокий потенциал, и изображение таким образом проявляется. Однако
проявленное изображение является непрочным, оно легко нарушается,
если прикоснуться к нему, поэтому это изображение закрепляется на
самом полупроводнике или переносится на другую поверхность, где
также закрепляется. Перенос проявленного изображения производится
контактным способом - наложением
бумаги или какого-либо другого
носителя на проявленную поверхность фотополупроводника. При
контакте поверхность, на которую переносится изображение,
равномерно заряжается большим потенциалом того же знака, что и
фотополупроводник, поэтому большая часть порошка притягивается к
носителю.
Процесс закрепления состоит в том, что порошок, с помощью
которого было проявлено электростатическое изображение,
расплавляется и прочно
соединяется с поверхностью, образуя
постоянное и длительно сохраняющееся изображение.
Фотополупроводниковую поверхность, с которой переносится
электростатическое изображение на другую поверхность, можно
использовать многократно, очищая ее для последующего
использования.
Таким образом, основу технологии ксерографического метода с
переносом изображения составляют шесть следующих операций:
