Elektrofotografie algemeen

Elektrofotografie is gebaseerd op het maken van een beeld van statische lading op een master en dat beeld te ontwikkelen met (zwarte) tonerdeeltjes die door de statische lading worden aangetrokken.
Het master is een vel dragermateriaal (papier), plaat, band of trommel, bedekt met een halfgeleidende laag die elektrisch isolerend is in het donker en geleidend wordt bij belichting, de “fotogeleider”.
In het beeldvormende proces wordt de fotogeleider in het donker opgeladen (1) met een sproei-elektrode (corona) of een onder stroom staande wals.
Vervolgens wordt de geladen fotogeleider beeldmatig belicht (2), waardoor een ladingsbeeld overblijft op de fotogeleider.

 

 

Dan wordt de fotogeleider in contact gebracht met elektrisch geladen tonerdeeltjes, die zich hechten aan de opgeladen delen van de fotogeleider (3). Tonerdeeltjes krijgen hun elektrische lading door wrijving met ijzerpoeder dat gemengd is met de tonerdeeltjes. IJzerdeeltjes (ook wel carrierdeeltjes genoemd) worden niet aangetrokken door het ladingsbeeld en blijven dus achter in het ontwikkelsysteem om hergebruikt te worden. Ze kunnen met behulp van een magneet eenvoudig gemanipuleerd worden. In andere systemen worden tonerdeltjes gedispergeerd in een geschikte isolerende vloeistof (bijvoorbeeld kerosine), waarin de tonerdeeltjes door beweging ook opgeladen worden.

Het tonerbeeld wordt vervolgens direct vastgezet op de fotogeleider (“directe elektrofotografie”), of overgedragen (4) op een vel papier en daarop vastgezet (5) (“indirecte elektrofotografie”).

 

Elektrofotografische systemen

Elektrofax

Een vroege vorm van elektrofotografie is elektrofax. Dit proces is in de jaren 1950 ontwikkeld door het bedrijf RCA. Een vel papier met een zinkoxyde coating wordt hierin elektrostatisch opgeladen, belicht en ontwikkeld met vloeistof- of droge toner. Het is in essentie een “direct” proces.

Elektrofax-apparaten zijn relatief eenvoudig, het kopiemateriaal is goedkoop, maar de kopieën hebben een lage zwarting en slechte vlakvulling. Het fotogeleidermateriaal zinkoxyde is volkomen veilig in menselijk contact.

 

 

Xerografie

Xerografie werd in 1936 uitgevonden door Chester Carlson in Rochester, USA. Dit systeem maakt gebruik van een vast in het apparaat aangebrachte fotogeleider die steeds opnieuw opgeladen en ontwikkeld wordt. Carlson gebruikt hiervoor opgedampt selenium. Het tonerbeeld wordt vervolgens overgedragen op een vel papier en hierop vastgezet tot een kopie. Xerografie is dus een “indirect” proces, en wordt ook wel “plain paper copying” genoemd.

.

De eerste commerciële toepassing was een vlakke-plaat kopieerapparaat, aangeboden door The Haloid Company (later Xerox Corp.), in 1950.

Xerografische apparaten zijn relatief complex, het kopiemateriaal is nog goedkoper, en de zwarting en vlakvulling zijn duidelijk beter dan bij elektrofax. Het fotogeleidermateriaal selenium is giftig, maar komt in principe niet in aanraking met de bedienaar.

 

Océ en elektrofotografie

Aanvankelijk zijn de Van der Grintens sceptisch over elektrofotografie. Zij bestuderen het proces weliswaar, maar constateren dat het ingewikkeld is en te gevoelig voor de luchtvochtigheid, en bovendien dat de ontwikkelingskosten de financiële middelen van Océ te boven zullen gaan. Niettemin begint Océ in 1965 toch met onderzoek, want de ontwikkelingen in de USA zijn snel en succesvol. Het eerste project is de Océ 1500, die gebaseerd is op droge elektrofax.
De Océ 1500 wordt op de markt gebracht in 1968, maar heeft geen succes.
Vier jaar later wordt overgestapt op ontwikkeling van indirecte elektrofotografie.

Intussen wordt de markt voor elektrofotografie bediend met twee acquisitieprodukten van Minolta, bekend als Océ 1100 en Océ 1415, beide gebaseerd op vloeistof-elektrofax (onder licentie van RCA).
Daaraan wordt ook nog de Océ 1250 toegevoegd, een tafelapparaat op basis van droge elektrofax. Dit apparaat wordt gemaakt door het Amerikaanse bedrijf ICP, dat is overgenomen door Océ.
Deze apparaten werken met kopiepapier met zinkoxide coating, dat in Venlo wordt geproduceerd.

.

.

Het onderzoek naar indirecte elektrofotografie levert de Océ 1700 op, die in 1973 wordt geïntroduceerd. In deze machine wordt een interne fotogeleider gebruikt op basis van zinkoxide. Hiervoor kan worden teruggegrepen op de kennis van zulk materiaal uit de produktie van kopiemateriaal voor de elektrofax-produkten. Omdat zinkoxide na elke kopie een rustperiode nodig heeft, bestaat het master uit 800 beeldplaatsen die na elkaar gebruikt worden.

De ontwikkeling is op basis van zg. binaire toner, een mengsel van toner en ijzerpoeder.

 

Een grote kwaliteitsslag wordt gemaakt met de Océ 1900, die een verbeterd zinkoxide master heeft en unaire toner gebruikt, een halfgeleidend poeder dat geen ijzer meer bevat.

Hiervoor wordt een nieuwe overdrachtsmethode ontwikkeld van het tonerbeeld op de fotogeleider naar het kopiepapier: TransferTransfuse (TTF).

 

 

 

De bovengenoemde elektrofotografische apparaten zijn alle bedoeld voor de kantoormarkt. Wanneer het succes daarvan toeneemt, gaat Océ het procédé met unaire toner ook toepassen in breed-formaat apparaten. Een doorbraak wordt bereikt met de Océ 7500, een breed-formaat kopieerapparaat  dat Océ een hoge marktpositie oplevert.

 

 

 

Een verdere verbetering wordt vervolgens bereikt met een nieuwe fotogeleider, op basis van opgedampte organisch materiaal, dat een veel grotere levensduur heeft. Dit nieuwe materiaal wordt in een stofvrije omgeving geproduceerd.