ВІЙСЬКОВИЙ ІНСТИТУТ КИЇВСЬКОГО НАЦІОНАЛЬНОГО

УНІВЕРСИТЕТУ ІМЕНІ ТАРАСА ШЕВЧЕНКА

КАФЕДРА ТОПОГЕОДЕЗИЧНОГО ТА НАВІГАЦІЙНОГО ЗАБЕЗПЕЧЕННЯ ВІЙСЬК

ЗАТВЕРДЖУЮ

Начальник військово-технічного факультету

кандидат технічних наук, д о ц е н т

полковник О.Г.Міхно

"____" _______________ 2008 р.

Л Е К Ц І Я № 19

ВОС - 191400, 191401

Дисципліна :"Спеціальні карти і фотодокументи"

Тема 3."Фотографічні процеси".

Заняття 11. Отримання зображення методом електрографії.

Розглянута на засіданні кафедри ТГНЗ військ

та рекомендована для використання в навча-

льному процесі.

Протокол №____ від "___" ________ 2008 р.

Склав начальник кафедри

полковник Сівков С.В.

КИЇВ – 2008

Навчальні питання та розрахунок часу:

Вступна частина 5 хв.

1. Структура і особливості електрографічних шарів 35 хв.

2. Основи електрографічного процесу 35 хв.

Заключна частина 5 хв.

Цілі заняття:

Ознайомитись з сутністю електрографічного способу розмноження оригіналів; матеріалами, що застосовуються для електрографічних робіт; технологією виготовлення поодиноких копій і друкарських форм електрографічним способом.

Метод: лекція

Час, місце: 2 години, клас.

Матеріальне забезпечення: діапроектор, слайд «Технологічна схема отримання копій і друкарських форм електрографічним способом».

Організаційно-методичні вказівки :

При викладанні звернути увагу на можливість отримання не тільки поодиноких копій на папері, а й друкарських форм електрофотографічним способом. Докладно розібрати процеси технологічної схеми отримання копій.

Вимоги програми :

В результаті вивчення дисципліни курсанти (студенти) повинні знати призначення, будову, тактико-технічні та експлуатаційні характеристики, способи використання картографічних засобів та їх метрологічне забезпечення, правила експлуатації, обслуговування та збереження; уміти складати та готувати до видання, видавати топографічні, спеціальні карти і фотодокументи.

Вступна частина - 5 хв.

Приймаю доповідь чергового про готовність до заняття. Перевіряю наявність особового складу і готовність до заняття. Оголошую тему і навчальні питання.

В наш час для розмноження оригіналів технічної і картографічної інформації застосовують різні методи розмноження. Це і фотографічний, і поліграфічний (способом високого, плоского і глибокого друку; способом флексографії і тамподруку); за допомогою друкарських пристроїв ПЕОМ. Найбільше розповсюдження знайшло, проте, розмноження документів за допомогою ксерокса.

Обладнання рухомих картографічних засобів дозволяє отримати копії і не тільки копії, електрографічним способом.

Розгляду змісту електрографічного способу розмноження; матеріалам, що застосовуються для електрографічних робіт; технології отримання копій електрографічним способом присвячене це заняття.

Перше питання. Структура і особливості електрографічних шарів - 35 хв.

Не зважаючи на те, що електрографічний (ЕГ) спосіб розмноження документів був запропонований ще у 1916 році російським фотографом Є.Є. Горіним, його застосування стало можливим лише в наш час внаслідок значних досягнень науки і техніки.

Прогресивність ЕГ способу у порівнянні з традиційним фотографічним полягає в тому, що:

1. отримання ЕГ зображення від початку до кінця відбувається без використання фотографічних матеріалів, на виробництво яких йде дорогоцінний матеріал - срібло.

2. всі операції виконуються без використання будь-яких водних розчинів хімікатів. Тому ЕГ спосіб у закордонній практиці отримав назву ксерографії (сухий спосіб отримання копій).

Внаслідок того, що не повністю вирішена проблема деяких матеріалів (напівпровідникові пластини, папір, проявляючі порошки і т. і.), а також окремих операцій, в процесі виконання яких не можуть бути дотримані певні вимоги , ЕГ спосіб отримав поки що обмежене застосування в картографії. В даний час він використовується, в основному, для розмноження текстових чорно-білих документів, до яких висуваються не дуже високі графічні вимоги.

В електрографії як світлочутливий матеріал використовують селенові пластини або напівпровідниковий папір.

В момент встановлення селенової пластини у фотокамеру вона не володіє світлочутливістю і з нею можна працювати при звичайному освітленні.

Світлочутливость селенова пластина набуває у фотокамері безпосередньо перед експонуванням. Суть повідомляємої селеновій пластині світлочутливості полягає у тому, що на поверхні селенового шару осідають заряди відповідного знаку. Тобто, селен є напівпровідником у темноті, а на світлі - провідником, що визначено його властивостями, а таке відношення до світла і послужило мотивом для того, щоб вважати селенову пластину світлочутливим матеріалом, тобто селенова пластина має властивість у темноті заряджатися і тримати "заряд". При дії на селенову пластину світла, пластина втрачає свій заряд. Осадження заряду на поверхню пластини (тобто "надання чутливості" пластини) відбувається за рахунок зарядного пристрою фотоапаратів ФПМ і ФАП - 3.

Принцип роботи зарядника базується на тому, що на коронуючу нитку подається напруга + 10 000 В, а на екран - 1000 В. Коронуюча нитка знаходиться в центрі екрану який представляє собою порожній всередині циліндр. Таке положення забезпечує виникнення коронного електричного заряду зі слабким світінням.

Так як циліндр має на своїй утворюючій щілину, що направлена до селенового шару, то електричні заряди, що виникають у циліндрі через щілину потрапляють на шар селену, надаючи йому таким чином світлочутливість. Спеціальний механізм, переміщуючи зарядник у площині, паралельній площині пластини, забезпечує рівномірну зарядку всієї поверхні пластини.

Після зарядки пластини здійснюють експонування, в результаті якого ділянки зарядженої пластини, на які у момент експонування потрапило світло, відбите від білої основи оригіналу, втрачають свій заряд. Ділянки пластини, на які проектується зображення оригіналу, тобто темні його ділянки, від яких світло не відбивається, а поглинається, зберігають свій заряд.

У момент проявлювання пластини, ділянки, що зберегли свій заряд, притягують порошок проявляючої речовини і створюють видиме зображення. Проявляючий порошок представляє собою скляні кульки, заряджені в результаті тертя позитивним зарядом, на яких утримується за рахунок заряду м`який порошок (тонер). При прокатуванні кульок по поверхні пластини, заряд, який має пластина, віднімає порошок у кульок з більш слабким зарядом. Проявлене зображення є зворотнім, позитивним, порошковим. Для отримання прямого зображення з селенової платини роблять копію. Сутність переносу зображення полягає в тому, що на селенову пластину, і на листок фольги, покладений зверху паперу, на який буде отримуватись копія, подається напруга (на фольгу позитивна а на основу селенової пластини негативна) від 600 до 800 В. Під дією цієї напруги ЕГ порошок відривається від пластини і осідає на папері. Осідання відбувається за рахунок того, що на електрод подається більш сильна напруга, ніж та, яка утримує порошок на селеновій пластині, і під дією цієї напруги, порошок відривається від слабо зарядженого селену і осідає на папері. Порошок прилипаючи до паперу, потрапляє в його пори і таким чином утримується на ньому. Отримане зображення на папері буде прямим, порошковим. Порошкове зображення дуже слабо тримається на папері, тому його закріпляють шляхом впливу високої температури. Під дією температури порошок оплавляється, потрапляє у пори паперу і у подальшому міцно тримається на ньому.

Цікаво розглянути які матеріали використовуються в даному процесі.

Для оперативного видання текстових графічних документів ЕГ способом використовують наступні матеріали: селенові пластини, ЕГ носій і ЕГ порошок (тонер).

Селенові пластини представляють собою дюралеву листову основу товщиною 2мм на відполіровану поверхню якої шляхом термічного напилення у вакуумі нанесено фотонапівпровідниковий шар селену, товщина шару селену складає біля 10мкм.

Як вже зазначалося, селен, будучи напівпровідником в темноті, зберігає отриманий заряд на своїй поверхні. Під дією світла цей заряд нейтралізується. Цим явищем і пояснюється світлочутливість селену. Загальна світлочутливість селенових пластин в окремих випадках може доходити до 15 одиниць ГОСТ. Розрізняльна можливість в центрі поля зображення 12 - 15 лін/мм, на краях 5 - 7 лін/мм. Це і є однією з причин недостатнього застосування електрографії в картографічному виробництві.

Крім селенових пластин для отримання ЕГ зображення можна використовувати напівпровідниковий папір, який представляє собою високоякісний картографічний папір з нанесеною на нього напівпровідниковою суспензією з окису цинку. Напівпровідниковий папір використовується для отримання напівтонових оригіналів. У випадку відсутності перерахованих матеріалів можна використовувати картографічний папір, що вкритий цинковими білилами і використовувати його як основу для отримання електростатичного зображення.

ЕГ носій представляє собою спеціально виготовлені скляні кульки (бісер), що вкриті тонким шаром діелектрика, з метою підсилення при терті скляних кульок одна об одну з частинками проявляючого порошку трибоелектричного ефекту.

Носій в суміші з проявляючим порошком являє собою каскадний проявник. Величина скляних кульок повинна бути в межах 0,5 - 0,8мм.

Носій носить допоміжну функцію і у процесі проявлення не приймає участі. Він сприяє рівномірному переміщенню проявляючого порошку по поверхні пластини, він забезпечує електризацію частинок провідника. Носій і тонер змішуються у наступних вагових категоріях: 4 частинки носія і 1 частинка порошку. Носій і тонер в результаті тертя при змішуванні заряджаються протилежними зарядами: носій - позитивним, ЕГ порошок - негативним.

ЕГ порошок (тонер) використовується для проявлення потаємного ЕГ зображення на селеновій пластині. Як ЕГ проявник використовуються порошки з природних і синтетичних смол, полімерних речовин зафарбованих фарбником (найчастіше чорним). Порошки виготовляють з таких речовин, як копал, ідіол, каніфоль, полістирол, асфальт і бітум.

Проявляючий порошок повинен володіти високою дисперсністю: розміри його частинок повинні бути в межах від 5 до 20 мкм.

При проявленні необхідно враховувати, що через кожні 5 - 10 експонувань до проявник потрібно додавати приблизно 1 - 2 гр. порошку, так як при отримані однієї копії форматом 50х60см. використовується приблизно 0,5 гр порошку. Якщо у проявнику порошку мало, то кульки починають блищати, і копії отримуються бліді і неконтрастні. Якщо в провлювачі багато порошку, то отримуємо фон, в цьому випадку можна збільшити експозицію на 7 -10 сек.

Друге питання. Основи електрографічного процесу - 35 хв.

Розглянемо технологічну схему отримання копій і друкарських форм ЕГ способом (Мал.1. Технологічна схема отримання копій і друкарських форм електрографічним способом).

Технологічна схема включає:

1. підготовку робочого місця і фотоапарату до роботи;

2. надання чутливості (зарядку) селенової пластини;

3. експонування;

4. проявлення електростатичного зображення;

5. перенесення зображення;

6. закріплення зображення;

Дамо деякі пояснення до технологічної схеми.

До першого:

• встановити оригінал у оригіналотримач;

• перевірити освітленість, навести різкість і загнати зображення у задані розміри;

• зняти матове скло;

• підготувати ЕГБ до роботи (ЕГБ, накатний валик, СЕП, проявлювальну суміш);

встановити СЕП шаром до об`єктиву і закрити шторку;

Мал.1. Технологічна схема отримання копій і друкарських форм електрографічним способом

До другого:

• встановити експозицію і увімкнути тумблер "Пуск зарядника" ( зарядник складається з коронуючої нитки і крану, переміщається по нескінченним гвинтам). На коронуючу нитку подається напруга + 10 000 В. Під дією високої напруги позитивно заряджені частинки відриваються від нитки і, проходячи через щілину у екрані осідають на СЕП, створюючи таким чином рівномірний позитивний заряд на всій поверхні пластини. При поверненні зарядника у висхідне положення спрацьовують два мікровимикача, що розміщені у коробці матового скла (1 - вимикає подачу високої напруги на зарядник, 2 - вмикає освітлювачі і реле часу).

До третього:

• В процесі експонування заряди зберігаються лише на тих ділянках, куди проектується зображення оригінала. Ділянки пластини, відповідно світлому фону оригінала, втрачають свій заряд, так як від світлих ділянок світло відбивається максимально, темні ділянки світла не відбивають, а поглинають, тому заряд на листках, відповідно малюнку оригінала залишається.

Час експонування обирається дослідним шляхом (При діафрагмі 32 - 30"). СЕП виймаємо.

До четвертого:

• Проявлення здійснюють у проявляючому пристрої. Сенс: Проявник (носій, що складається зі скляних кульок) вкритий спеціальним розчином, що підсилює трибоелектричний ефект, що виникає при русі (терті один об одного) скляних кульок і порошку (тонера). Під час проявлення, при прокатуванні кульок, вкритих тонером по селеновій пластині, ділянки з більш сильним ніж у кульок зарядом, притягують проявлюючий порошок відриваючи його від більш слабкого носія. Адсорбований порошок на ділянках зображення і створює видиме зображення (позитивне, але зворотнє).

До п`ятого:

• Переніс зображення має за мету отримати пряме зображення на папері чи алюмінієвій фользі. Виконується на столі ЕГ переносу зображення.

Сенс: під дією більш високої напруги, яка подається на електрод, вкладений зверху матеріалу, на якому буде отримуватися зображення, порошок відривається від більш слабкого заряду СЕП і залипає у пори паперу чи зерненої поверхні фольги. Прокотити валиком, для максимального контакту. Отримане зображення буде позитивним, прямим, порошковим і дуже нестійким.

До шостого:

• Закріплюють зображення шляхом дії температури (порошок оплавляється і затікає у пори паперу (форми)).