cup Химия для фотографа Профессиональному фотографу » Секреты фотосъемки » Электрофотография

Электрофотография

Знаменитый шведский химик И. Я. Берцелиус в 1817 г. открыл элемент селен. В 1873 г. англий­ский инженер-электрик У. Смит и его помощник Дж. Мэй обнаружили возрастание электропроводимости селена под действием света. Впоследствии это явление было названо фотопроводимостью. Позднее ученые уста­новили, что этим свойством обладают и другие вещества. Открытый эффект был положен в основу опытов но ре­гистрации изображений при помощи электричества и полупроводников.
27 октября 1916 г. русский талантливый изобрета­тель-самоучка Е. Е. Горин подал заявку на патент под названием «Электрофотографический аппарат». В фото­аппарате Е. Е. Горина (а он был к тому же и фотогра­фом) для регистрации изображения была применена бумага, покрытая составом, сопротивление которого за­висело от интенсивности света, а окраска — от силы проходящего через него электрического тока. Хотя Е. Е. Горину так и не удалось получить высококачест­венные электрофотографии, его изобретение дало силь­ный толчок для дальнейших исследований.
В наше время на бумажную основу в качестве светочувствительных слоев наносят диэлектрические пленки. В них диспергированы (рассеяны) полупро­водниковые материалы, которые под действием света резко меняют свою электропроводимость. В темноте полупроводниковой бумаге сообщается равномерный электрический заряд. При экспонировании вслед­ствие повышения электрической проводимости бумага на освещенных участках разряжается. При этом обра­зуется скрытое электростатическое изображение. Для того чтобы оно стало видимым, его «проявляют» с помо­щью порошкообразного красителя, несущего на себе электрозаряд противоположного знака. Изображение, полученное таким путем, состоит из мелких частиц по­рошкового красителя. Закрепляют его, слегка нагревая или окуривая парами какого-нибудь растворителя.
Если проявляющим частицам сообщается электри­ческий заряд, по знаку противоположный заряду скры­того электростатического изображения, то получается позитивная копия. При сообщении этим частицам заряда того же знака «проявленное» изображение будет нега­тивным. Возможность получения позитива или негатива (по желанию) в результате одного и того же процесса свидетельствует о широких перспективах электро­графии. Весьма существенно и то, что носителем свето­чувствительности является не драгоценное серебро, а сравнительно недорогие полупроводниковые матери­алы, такие, как селен, сернистый кадмий, оксид цинка.
При изготовлении электрофотографической бумаги на основу наносится фотоиолу проводниковая эмульсия, представляющая собой спиртовый раствор поливи-нилбутираля, в котором рассеяны, или диспергированы, кристаллы оксида цинка, сухой пигмент цинковых белил. Изображения можно получать также на фото­иолу проводниковых покрытиях из селена с последую­щим переносом изображений на бумагу. Достоинство селеновых пластин — в многократном их использова­нии.
Кроме поливинилбутираля, может применяться клей марки БФ, некоторые сорта лаков и другие связующие. В обычных условиях покрытия не чувствительны к све­ту. Технология изготовления электрофотографической бумаги столь проста, что доступна любому малоопыт­ному любителю. В промышленных условиях электробу­магу готовят в два слоя. Нижний наносится на бумаж­ную основу. Он состоит из 45 мл раствора клея БФ-2 в этиловом спирте (одна часть клея на две части спирта) и 6 г сернистого кадмия. Верхний слой наносится на нижний. Он состоит из 50 мл раствора клея БФ-2 в этиловом спирте (одна часть клея на две части спирта) и 2 г оксида цинка (марка М-1). Чувствительность двух­слойных бумаг выше однослойных. Они нашли широкое применение, например в электрорентгенографии.
«Очувствление» покрытий осуществляется равно­мерным нанесением электрических зарядов на поверх­ность фотополупроводника, ионизацией воздуха при коронном разряде с электрода высоковольтного источни­ка постоянного тока определенной полярности напря­жением 5—15 кВ, в то время как ток коронного разряда не превышает 250 мкА. Источником напряжения может быть любой высокочастотный преобразователь напря­жения, питаемый от сети 220 или 127 В, батареи или аккумулятора. Для такой цепи можно использовать высоковольтные телевизионные выпрямители (напри­мер, цепь питания анода электронно-лучевой трубки), бобины автомобильных или подвесных лодочных мо­торов.
Сущность электризации коронным разрядом заключается в том, что благодаря ионизации воздуха на полупроводниковое покрытие осаждаются положитель­ные или отрицательные ионы. Коронный разряд возни­кает между заземленной электрографической пластиной и точечным, или проволочным, электродом, подключен­ным к одному из полюсов источника постоянного тока высокого напряжения.
Принципиальная схема коронных разрядников пока­зана на рис 25, а. Электрофотографический свето­чувствительный материал, подложка которого заземле­на, размещают на некотором расстоянии от электрода, соединенного с источником постоянного тока. При за­мыкании ключа между электродом и электрофотогра­фическим материалом возникает коронный разряд, в результате которого ионы определенной полярности осаждаются на поверхность полупроводникового покрытия. Экраном можно защищать определенный участок фотослоя от ионизирующего воздействия. Такая корона называется униполярной. Кроме того, сущест­вует и биполярная корона (см. рис. 25, б).
При осаждении ионов на поверхность покрытия последнее приобретает определенный потенциал, который хорошо сохраняется в темноте, но при освеще­нии уменьшается пропорционально величине светового потока. В этом случае, в отличие от фотобумаги, здесь происходит не химический, а чисто физический процесс.
После экспонирования фотополупроводникового слоя «скрытое» изображение проявляют при опылении поверхности очень мелко растертым порошком, заряд которого противоположен по знаку зарядам фото­полупроводниковой поверхности. В результате электро­статического взаимодействия частицы порошка при­тягиваются к тем участкам покрытия, где имеются противоположные заряды. Так изображение становится видимым. Распределение яркостей порошкового изобра­жения и оригинала совпадает, поэтому процесс называется позитивным.
 
Коронные разрядники с униполярной (а) и биполярной (б) коронами
 
Рис. 25. Коронные разрядники с униполярной (а) и биполярной (б) коронами:
1 — заземленная подложка (в униполярном варианте) и подключенная к положительному электроду (в биполярном варианте); 2 — электрографический светочувствительный материал;   3 — экран;   4 — электрод;   5 — ключ;   6 — источник   постоянного   тока.

Из многих известных способов рассмотрим еще два: каскадный и метод «магнитной щетки», предложенный еще Е. Гориным. В обоих случаях используется трибо-электрический эффект: возникновение разноименных зарядов на поверхности разнородных тел при их тре­нии друг о друга. Проявитель готовится из двух компо­нентов: мелкозернистого черного порошка (размер зерен 1 — 20 мкм), служащего для проявления, и «носи­теля» — более крупного порошка (размер зерен 200— 300 мкм), необходимого для создания определенного заряда на частицах проявителя. Для приготовления смеси берется одна часть (по объему) проявителя и четыре — пять частей носителя. В качестве проявителя чаще всего используются легкоплавкие смолистые вещества
(черные или окрашенные в черный цвет), а в качестве носителя — кварцевый песок или железные опилки. Приводим один из составов проявляющей смеси:

Асфальт природный, % 20
Битум, % 10
Кварцевый песок, % 70

При каскадном методе проявляющую смесь насыпают в кювету. Процесс происходит практически мгновенно. При методе «магнитной щетки» носителем являются магнитные железные опилки. Смесь проявителя и магнитных опилок образует своего рода щетку или кисть на поднесенном к ней магните. Такой кистью водят осторожно по фотополупроводниковому слою, на котором возникает видимое изображение.
Полученное на селеновой пластине изображение переносят на лист простой чистой бумаги. Для этого бумагу кладут на селеновую поверхность с порошковым изображением и на несколько секунд подвергают воздей­ствию коронного разряда, после чего лист отнимают от пластинки. Порошковое изображение оказывается пере­несенным на бумагу вследствие электростатического взаимодействия с ее зарядами.
Полученное изображение нужно закрепить. Изобра­жение, проявленное легкоплавкими смолистыми про­явителями, закрепляется при облучении бумаги инфракрасной лампой. Смолистый порошок плавится, а остывая, плотно прилипает к бумаге. Тугоплавкие порошки (сажа черная, красители), сформировавшие изображение, закрепляют путем нанесения тонких защитных пленок из лаков или желатина.
Категория: Секреты фотосъемки.
 (голосов: 1)
cup Читайте также:
cup Опрашиваем фотографов cup Популярные материалы

Rambler's Top100 123567 г. Москва. ул. Печорская д. 654, т/ф. +7 (495) 235654
Химия для фотографа. Copyright © 2009. All rights reserved.