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Lexikon der Optik: Elektrophotographie

Elektrophotographie, Sammelbegriff für Aufzeichnungssysteme, bei denen im Verlauf des Aufzeichnungsprozesses in den Stufen Informationsprägung und Visualisierung Signaltransportformationen unter Mitwirkung von orts- und belichtungsabhängigen Änderungen der elektrischen Eigenschaften der aktinischen Schicht zu einem reellen Bild führen (Abb.). Das Wesentliche elektrophotographischer Systeme besteht darin, daß durch licht- bzw. strahlungsinduzierte Ladungsträgererzeugung das elektrische Verhalten der aktinischen Schicht und mithin des gesamten Aufzeichnungsmaterials bildmäßig geändert und im elektrophotographischen System zur Bilderzeugung genutzt wird. Die belichtungsabhängige Änderung (Modulation) der elektrischen Eigenschaften in der Schicht (bzw. in Teilen von ihr) bewirkt den bildmäßig modulierten Verlauf elektrischer Zustände (Ladung, Potential) oder Eigenschaften (Leitfähigkeit...) in oder auf der Schicht, der als latentes elektrophotographisches Bild aufgefaßt werden kann. Letzteres kann durch verschiedene physikalische oder chemische Methoden visualisiert und in ein stabiles Bild umgewandelt werden.

Die für die Praxis wichtigsten Anwendungsfälle nutzen entweder die Entstehung eines Ladungs- bzw. Potentialbildes oder die Erzeugung eines Stromfluß- oder Teilchentransportbildes.

Bei den direkten Verfahren wird das endgültige Bild auf der elektrophotographischen Schicht selbst erzeugt (Zinkoxid-Verfahren, Migrations- und Deformationsverfahren, elektrophotographische Mikrofilme). Die indirekten Verfahren dagegen sind dadurch gekennzeichnet, daß entweder das die Photoleiterschicht tragende Schichtsystem nur das latente (Ladungs-)Bild erzeugt, welches auf eine Empfängerschicht umgedruckt wird (TESI), oder das visualisierte (Toner-)Bild vom lichtempfindlichen Schichtsystem auf eine Empfängerschicht (Normalpapier) übertragen und dort fixiert wird.

Als Photoleiter werden anorganische Stoffe (Selen und seine Legierungen in der Xerographie, Zinkoxid bei Elektrofax-Verfahren) oder auch heute vor allem organische, polymere oder nichtpolymere Verbindungen eingesetzt. Träger der aktinischen Schicht können Platten oder Trommeln aus Metall, Bänder und Folien und Fiches aus Polymermaterial oder vorbehandeltes Papier sein.

Die Prozeßstufen der klassischen E. sind Aufladung, bildmäßige Belichtung, Visualisierung durch einen Entwickler, Tonerumdruck und Fixierung des Tonerbildes.

Unter den verschiedenen Methoden zur elektrostatischen Aufladung hochohmiger Photoleiterschichten ist die Aufladung mit Hilfe einer Koronaentladungseinrichtung (Corotron, Scorotron) das effektivste, zuverlässigste und in elektrophotographischen Geräten ausschließlich genutzte Sensibilisierungsverfahren. Als Koronaentladung bezeichnet man eine spezielle Form der elektrischen Feldionisation von Gasen (Luft) durch Anlegen einer Hochspannung (meist als Gleichspannung) an dünne Metalldrähte oder Metallspitzen. Ein Teil der ionisierten Moleküle einer Polarität fließt zur Oberfläche der Photoleiterschicht, die sich zwischen den Polen des Entladungssystems befindet, und lädt damit die im Dunkeln isolierende Photoleiterschicht auf.

Als Lichtquellen für Projektionsbelichtung werden in der E. in der Hauptsache Halogenlampen, Fluoreszenzlichtquellen und Blitzröhren verwendet, in einigen Fällen auch Laser, Leuchtdioden und Katodenstrahlröhren. In Bürokopiergeräten benutzt man vornehmlich Spiegeloptiken, seltener auch Faseroptiken oder Mehrfachlinsensysteme. Der Belichtungsschritt ist in modernen Geräten (wie alle übrigen Prozeßschritte auch) automatisiert.

Die Weiterverarbeitung des latenten elektrophotographischen Bildes geschieht bei den klassischen Varianten durch Kontakt mit einem elektrophotographischen Entwickler. Für die Fixierung muß die bildmäßige Tonerverteilung mechanisch fest auf dem Endträger verankert werden. Das kann durch mechanischen Druck, Temperaturerhöhung (Wärmeleitung, IR-Strahlung, sichtbares Licht als Lichtblitz), Kombination von Wärme und Druck, Lösungsmitteleinfluß oder chemische Reaktionen erfolgen. Auch selbstfixierende Toner werden verwendet.

Haupteinsatzgebiete der E. sind die Bürokopiertechnik, die Druckplattenherstellung, die Laserdrucker für EDVA, die Xeroradiographie und die Mikroverfilmung.



Elektrophotographie: Allgemeine Wirkungsweise elektrophotographischer Systeme zur Informationsaufzeichnung.

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