Модифицирование тонеров для получения электропроводящих покрытий в электрофотографическом цифровом печатном процессе тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.02.13, кандидат наук Меньшикова, Елизавета Александровна

• Меньшикова, Елизавета Александровна
• кандидат наук
• 2015

Оглавление диссертации кандидат наук Меньшикова, Елизавета Александровна

Содержание

Введение

Глава 1

1.1. Электрофотография

1.1.1. Современная электрофотография

1.1.2. История электрофотографии

1.1.2.1. Раннее развитие электрофотографии

1.1.2.2. Становление классической электрофотографии

1.1.2.3. Электрофотография в России

1.1.2.4. Появление электрофотографической технологии цифровой печати

1.1.2.5. Этапы позднего развития электрофотографии

1.1.3. Процессы и технологии электрофотографии

1.2. Тонер

1.3. Способы изготовления тонеров

1.4. Способы проявления

1.4.1. Проявление магнитной кистью из двухкомпонентного проявителя

1.4.2. Проявление однокомпонентным магнитным проявителем

1.4.3. Проявление однокомпонентным немагнитным проявителем

1.4.4. Гибридное проявление

1.5. Нанотехнологии

1.5.1. Особые свойства как результат наноразмерности

1.5.2. Технологии наночастиц и их применение

1.5.2.1. Применение наночастиц

1.6. Углеродные нанотрубки

1.6.1. Структура

1.6.2. Свойства

1.6.2.1. Механические

1.6.2.2. Электрические

1.6.2.3. Тепловые

1.6.2.4. Химические

1.6.2.5. Оптические

1.6.3. Методы выращивания

1.6.3.1. Очистка и функционализация

1.6.3.1.1. Окисление МСУНТ и ОСУНТ

1.6.3.1.2. Функционализация

1.7. Способы производства электропроводящих покрытий

1.7.1. Вакуумное напыление

1.7.2. Способ литографии

1.8. Электропроводящие устройства

1.8.1. Резисторы

1.8.2. Технология радиочастотной идентификации

1.8.2.1. Преимущества радиочастотной идентификации

1.8.2.2. Недостатки радиочастотной идентификации

1.8.2.3. Применение ЯРЮ

1.9. Заключение к главе 1

Глава 2

2.1. Теоретическое обоснование увеличения электрической проводимости

2.2. Объекты исследования. Основные характеристики

2.3. Четырехзондовый метод измерения электрической

проводимости

2.4. Электрическая проводимость тонеров

2.5. Температурная обработка

2.6. Заключение к Главе 2

Глава 3

3.1. Добавки

3.1.1. Графит (грифель)

3.1.2. Графит чистый

3.1.3. Графен

3.1.3.1. Механический метод

3.1.3.2. Метод дугового разряда

3.1.4. Сажа

3.1.5. Активированный уголь

3.1.6. Наночастицы серебра с диоксидом кремния (порошок)

3.1.7. Дисперсия наночастиц серебра в АОТ-изооктане

3.1.8. Используемые углеродные нанотрубки

3.1.9. PEDOT:PSS

3.1.10. Введение добавок

3.2. Механическая обработка

3.3. Дополнительная обработка

3.4. Использование в электрофотографии

3.5. Заключение к Главе 3

Выводы

Список использованных источников

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Модифицирование тонеров для получения электропроводящих покрытий в электрофотографическом цифровом печатном процессе»

Введение

Актуальность темы диссертационного исследования.

Печатная технология в настоящее время становится все более востребованной в области электроники и микроэлектроники, где широко применяются электропроводящие покрытия. Разработка

высокотехнологичных и одновременно простых и недорогих методов нанесения электропроводящих покрытий является актуальной проблемой [1—3]. Применение бытовых принтеров в печати микросхем выглядит выгодным и технологичным способом, одно из основных преимуществ которого состоит в возможности применения гибкой подложки [4—6]. Также можно сказать, что такой способ изготовления электропроводящих покрытий более экономичный, быстрый и менее энергозатратный, чем традиционный метод напыления, вакуумная технология, литография.

Уже существуют работы по созданию электропроводящих покрытий способом струйной печати [1—3]. Однако печать микросхем методом электрофотографии еще никто не рассматривал. Следует отметить, что электрофотография является более экономичным способом, нежели струйная печать. Методами печати можно создавать активные элементы различных электронных устройств (маркеры, идентификаторы, гибкие электропроводящие контуры, RFID-метки). В частности, RFID-метки (англ. Radio Frequency Identification), которые используются в настоящее время повсеместно, осуществляют радиочастотную автоматическую идентификацию объектов, в котором посредством радиосигналов считываются или записываются данные, хранящиеся в так называемых транспондерах, или RFID-метках, большинство которых состоит из двух частей. Первая - интегральная схема для хранения и обработки информации, модулирования и демодулирования радиочастотного сигнала и некоторых других функций. Вторая — антенна для приёма и передачи сигнала [7].

В работе рассмотрена возможность создания электропроводящих пленочных покрытий на основе сухих тонеров методом

электрофотографической печати. Низкая электрическая проводимость покрытий, как предполагается, связана с влиянием диэлектрической оболочки углеродных пигментов тонера, которая служит барьером для переноса носителей заряда. Предложены способы уменьшения влияния диэлектрической оболочки на электрическая проводимость тонерных покрытий. Этого можно добиться тремя способами:

1. Изменить состав тонера. В качестве добавок будем использовать вещества, имеющие хорошую электрическую проводимость. Так как в тонерном порошке черного цвета содержатся частицы углеродного пигмента (сажа), было решено использовать в качестве добавок вещества с похожими свойствами. Это углерод-содержащие вещества. Цветные тонеры могут содержать примеси металлов, поэтому в качестве добавки использовались металлические вещества. Ну и более 80% тонерной массы составляет полимер, поэтому в качестве добавки использовали и электропроводящий полимер.

2. Механическая обработка. Например, перетирание тонера или тонерной смеси с целью улучшения сцепления тонерных частиц друг с другом, а, следовательно, увеличения электрической проводимости.

3. Дополнительная обработка. Химическая (это либо обработка растворителем для конкретного полимера в составе тонера, что позволит убрать полимерную оболочку, либо обработка подложек веществами с хорошей проводимостью). И второй вид обработки это радиационное или ИК-облучение.

В качестве подложки будем использовать полимерную пленку. Она обладает большими поверхностными адгезионными свойствами и менее подвержена атмосферному воздействию по сравнению с бумагой.

В результате получения электропроводящих линий, можно сделать вывод о том, что методом электрофотографии можно печатать элементы электронных схем. Необходимая проводимость будет лежать в пределах проводимости углерода (черной краски).

Цель работы - модификация электрофотографических тонеров, позволяющих получать электропроводящие покрытия. Предполагается получить электропроводящие линии на напечатанном тест-объекте. Таким способом можно будет производить различные маркеры, идентификаторы, гибкие электропроводящие контуры, КРГО-метки, которые используются в настоящее время повсеместно.

Решенная научная задача заключается в существенном увеличении электрической проводимости напечатанных тонером покрытий за счет введения различных электропроводящих добавок в состав тонера, а также с помощью последующей обработки напечатанных тонерных покрытий. Были решены следующие вопросы:

- анализ опубликованных научных материалов в этой области;

- исследование электрической проводимости тонера и возможности ее увеличения;

- анализ и выбор добавок, пригодных для решения поставленной задачи;

- исследование свойств добавок к тонеру;

- изготовление тонерных смесей с различными добавками, пригодных для проведения эксперимента;

- изучение влияния температуры и времени для запекания тонерных смесей с целью имитации электрофотографического процесса;

- определение изменения электрической проводимости тонерных смесей по сравнению с электрической проводимостью тонера без добавок;

- определение необходимой концентрации добавок;

- изучение влияния последующей обработки тонерных покрытий на их свойства.

Научная новизна данной работы заключается в теоретическом обосновании увеличения электрической проводимости тонера за счет взаимодействия электропроводящих добавок с диэлектрической полимерной

оболочкой и за счет влияния дальнейшей обработки на готовые тонерные покрытия. Установлена омическая зависимость взаимодействия электропроводящих добавок с тонером и влияния дальнейшей обработки тонера на повышение электрической проводимости слоя.

Практическая значимость работы:

- установлены типы добавок, их оптимальная концентрация для увеличения электрической проводимости покрытия;

- определены способы обработки тонерных покрытий для увеличения их электрической проводимости;

- экспериментально установлены режимы обработки тонерных покрытий, обеспечивающие повышение электрической проводимости;

- доказана возможность использования изготовленной тонерной смеси в электрофотографическом цифровом печатном процессе.

Апробация работы происходила в виде докладов и обсуждений на заседании кафедры ИТПиУП МГУП им. Ивана Федорова, а также на научной конференции аспирантов и молодых ученых МГУП им. Ивана Федорова (2014 г.). По теме диссертационной работы опубликовано 4 научные статьи.

На защиту выносятся следующие положения:

- основные этапы технологии приготовления тонерной смеси с различными добавками, дающими увеличенную электрическую проводимость тонерного покрытия за счет их взаимодействия с диэлектрической полимерной оболочкой частиц;

- определение величины электрической проводимости тонерных смесей для оценки их пригодности в качестве электропроводящих покрытий;

- определение возможности использования изготовленной тонерной смеси для печати на коммерчески доступном электрофотографическом оборудовании.

Глава 1 1.1. Электрофотография

Электрофотография - это запись изображения «с помощью света и электричества».

Более точно и научно звучит следующее определение процесса.

Электрофотография (ЭФГ) - это метод получения изображения, основанный на фотоэлектрических явлениях в высокоомных полупроводниках и на взаимодействии электростатических зарядов в диэлектрических средах во время визуализации предварительно созданного на фоторецепторе зарядного рельефа скрытого электростатического изображения.

Наиболее известный вариант практического применения электрофотографии - это копировальная техника, основанная на классическом аналоговом процессе и технологии. Объединение ЭФГ-процесса с электроникой дало следующий, невиданный качественный скачок развития - современную электрофотографию, открывающую огромные возможности для человека и его технического творчества [8].

1.1.1. Современная электрофотография

Современная электрофотография - это цифровые методы и технология воспроизведения ЭФГ-изображения, основанные на применении лазерной записи.

Синонимом современной электрофотографии стала цифровая печать

(ЦП).

Использование термина «цифровая печать» для описания технологии современной электрофотографии требует объяснения существующего разнообразия в толковании такой терминологии.

В наиболее общем смысле цифровая печать (Digital printing) - это совокупность методов цифровой допечатной обработки разнообразного информационного материала и технологии его воспроизведения на твердом носителе.

В последнее время, в связи с широким распространением устройств оперативной цветной печати малыми тиражами (Short-run-Color), цифровая печать стала определяться как совокупность всех технологий, работающих как с аналоговыми, так и с виртуальными печатными формами для прямого вывода компьютерной информации на материальные носители и ее тиражирования. К такому определению, например, относятся:

- технология и аппаратура сухого офсета типа DI (Direct Imaging), где временная печатная форма изготавливается непосредственно в машине и предназначается для печати всего тиража;

- технология и аппаратура бесконтактной печати (Non-impact Printing), где виртуальная печатная форма получается в виде скрытого изображения (ЭФГ-технология) и предназначается для одного цикла воспроизведения или она присутствует только в виде битового массива данных (bitmap), как в струйной или термосублимационной технологии [8].

1.1.2. История электрофотографии 1.1.2.1. Раннее развитие электрофотографии

На ранней стадии развития электрофотографии можно выделить [9] четыре этапа.

I. Возникновение первых представлений о возможности записи с помощью электричества (1777 г. конец XIX столетия).

Первое упоминание о возможности записи с помощью электричества появилось в конце XVIII столетия и связано с именем Г. X. Лихтенберга. В области экспериментальной физики он был известен исследованиями

искрового разряда на границе раздела твердого диэлектрика и газа, в частности исследованиями картины распределения искровых каналов, стелющихся на поверхности диэлектрика при так называемом скользящем искровом разряде и образующих фигуры, впоследствии получивших название фигур Лихтенберга.

В 1778 г. на заседании Королевского общества наук в Геттингене Лихтенберг сделал сообщение «О новом методе исследования природы и движения электрической материи», сведения о котором были опубликованы [10] еще в 1777 г. С точки зрения сегодняшнего дня способ Лихтенберга можно отнести к электростатографии. Автор впервые использовал метод нанесения положительных и отрицательных электростатических зарядов на своеобразный диэлектрический носитель из смолы, а также применил способ визуализации этих зарядов противоположно заряженным порошком. По известным сведениям, это были первые результаты, дающие представление о возможности записи с помощью электричества.

Зарождение первых элементов электрофотографического процесса относится к самому концу XIX столетия [11].

II. Зарождение отдельных элементов электрофотографического процесса (конец XIX столетия —1937 г.).

На первых подступах к электрофотографии исследователи и изобретатели еще брали за основу не фотоэлектрические, а электролитические процессы. При этом методом электролиза на материал наносился слой красителя, по конфигурации повторяющий фигурный электрод. Действие света использовалось для усиления процесса электролитического осаждения меди при изготовлении клише. Только в 1907- 1909 годах появился ряд германских патентов на способ и устройство для осуществления способа передачи на расстояние изображений с помощью селена - будущего основного элемента классической электрофотографии.

Способ регистрации световой информации путем использования фотопроводимости был предложен Е. Гориным (1916). Впервые появляется

термин «электрофотография». По методу Горина полупроводниковый слой наносился на торцы металлической щетки в плоскости проецируемого изображения. Действие света усиливало проходящий через щетку ток и изменяло окраску электрохромной бумаги. Изобретение осталось нереализованным, а различные варианты применения фоточувствительных элементов (уже в виде пластин) встречаются у многих изобретателей начала XX века [15].

В 1928 г. П. Шеленьи начал проявлять полученный на экране ЭЛТ потенциальный рельеф, опыливая его мелкораздробленным красителем. В 1932 г. был предложен метод избирательного переноса слоя порошка, контактирующего с фоточувствительной пластиной.

Итак, усилиями отдельных изобретателей были созданы основные элементы электрофотографического процесса. Эти элементы послужили основой для создания электрофотографического процесса. III. Возникновение классической электрофотографии (1937-1946 гг.).

Возникновение классической электрофотографии со всеми характерными элементами связано с именем Честера Карлсона - он разработал процесс в его настоящем пониманий.

Работая в патентных фирмах, Карлсон имел дело с копированием документов, что тогда было доступно только путем перепечатывания или фотографирования. В 1935 г. он начал поиски новых, более быстродействующих методов копирования. Сначала это были процессы, основанные на применении электрохромных материалов в сочетании с фотополупроводниковым слоем между электродами. Однако получаемые токи были слишком слабые для визуализации качественного изображения. Идея Шеленьи о порошковой визуализации способствовала возникновению патента Карлсона [12], заявленного в 1937 г. и описывающего процесс электрофотографии. В патенте [13], заявленном в 1939 г. и выданном в 1942 г. имеются уже все элементы классической электрофотографии:

• зарядка электрофотографического слоя на металлической подложке с использованием трения;

• различные способы контактного и репродукционного экспонирования;

• проявление образующегося скрытого изображения опыливанием мелкораздробленным красителем с удалением излишков проявителя струей воздуха;

• перенос порошкового изображения на воспринимающую поверхность;

• закрепление изображения.

В патенте указывается возможность получения (путем многократного переноса) и многоцветного изображения.

Способ получил название «ксерография» (от греческого «КБегоэ» -сухой).

Создавая основы классической электрофотографии, Карлсон встретился [14] с большими трудностями, характерными для многих изобретателей. Делал макеты аппаратуры, пытался заинтересовать изобретением различные фирмы, но безуспешно. Только в 1944 г. более широкие исследования были начаты в Институте им. Баттеля в городе Коломбус. Были изготовлены слои из возогнанного антрацена и серы на цинковых пластинах, получены плавкие тонеры, проведены исследования процесса. Благодаря проведенным исследованиям и разработке новых материалов, качество и стабильность результатов улучшилось. И если сначала многие на электрофотографию смотрели как на странный процесс, который может найти ограниченное применение в области графических искусств, то впоследствии прорисовались возможности ее применения в копировально-множительной технике. Начался этап расширения исследований и первого практического применения.

IV. Практическое признание электрофотографии (1946-1957 гг.).

Интенсивное развитие электрофотографии началось с того момента, когда американские фирмы почувствовали возможность ее практического применения в аппаратуре [15, 16] и предстоящие большие прибыли. Ориентировочно это можно отнести к 1946 г. В этом году лицензии на патенты Карлсона приобрела фирма «Halloid Со» (г. Рочестер) и стала финансировать исследования в данной области. Эра изобретателей -одиночек и отдельных групп - в электрофотографии кончилась, образовались небольшие коллективы исследователей и разработчиков. В 1947-1948 годах были сделаны первые публичные сообщения о новом методе с большой рекламой в печати. Уже в 1950 г. фирма «Halloid Со» создала первые ЭФГ-аппараты: оборудование для изготовления форм офсетной печати Xerox Litmaster и плоскостной электрофотоаппарат Xerox Camera № 1. В 1953- 1955 годах начались работы по созданию автоматизированных ротационных копировальных машин [8].

1.1.2.2. Становление классической электрофотографии

После практического признания новой, перспективной области техники, дальнейшее ее развитие уже двигалось усилиями больших коллективов крупных фирм.

Наиболее интенсивные работы проводились в области создания одноцветных (черно-белых) копировальных аппаратов и материалов, необходимых для их функционирования: фоторецепторов многократного применения и магнитных проявителей.

Были созданы первые автоматизированные копировальные аппараты. Они строились по принципу аналоговой записи изображения.

Первые копировальные аппараты в продажу не поступали. Они использовались в специально организованных бюро для обслуживания клиентуры с расчетом по количеству изготовленных копий. К таким

аппаратам относится [15] созданный в 1959-1960 годах фирмой «Xerox» автоматизированный копировальный аппарат Xerox 914 (копии размером 9x14 дюймов определили его кодовый номер). Он имел производительность, равную 7 ерш и приобрел широкую известность. В 1963 г. и в последующие годы фирмой были созданы типичные для того времени скоростные аппараты Xerox 2400/3600 с производительностью соответственно 40 и 60 ерш, которые уже вышли на рынок [8].

В 1970- 1980 годах начались широкие исследования ЭФГ технологии в Японии. Был создан так называемый Сапоп-процесс [9], система однокомпонентного проявления, разработаны сменные кассеты (картриджи) для персональных аппаратов, возникла категория персональных копировальных аппаратов (PC), отличающихся малыми габаритами и простотой обслуживания.

В США и Японии ежегодно стали выпускаться десятки новых моделей копировальных аппаратов, которые монополизировали эту сферу услуг. Копировальные аппараты стали неотъемлемой частью бюро любого типа. Уже в 1980 г. объем мирового рынка аппаратов составлял 12,5 млрд USD, количество аппаратов достигло 3 млн, на которых ежегодно изготавливалось около 330 млрд копий на обычной бумаге. На мировом рынке ежегодно появлялись 70 - 80 моделей аппаратов, из них 30% с производительностью более 30 ерш. Сроки обновления моделей на рынке стали 4-5 лет. В начале 80-х годов на мировом рынке начали преобладать японские фирмы, которые в 1986- 1988 годах уже изготовляли более 80% моделей.

Ведущими фирмами на мировом рынке копировальных аппаратов стали фирмы «Xerox», «Canon», «Kodak», IBM, «Konica», «Sharp», «Matsushita», «Minolta», «Ricoh» и др. [8].

1.1.2.3. Электрофотография в России

С деталями классического ЭФ-процесса, развитием его идей их технической реализацией можно ознакомиться в материалах многих конференций и конгрессов [17, 18, 19, 20, 21, 22, 23], обзорах [24, 25, 26] и монографиях [27,28,29, 30].

В России достижения в области ЭФ-процессов в значительной степени определяются успехами в разработке ЭФ-материалов. Это материалы на основе селена и его сплавов, халькогенидных фотопроводников, оксида цинка, органических фотопроводников и многослойные ЭФ-материалы (структуры полупроводник-диэлектрик). Также изучались свойства ЭФ-слоев. [31, 32].

1.1.2.4. Появление электрофотографической технологии цифровой

печати

Возникновение электрофотографической технологии цифровой печати в ее сегодняшнем понимании связано с развитием рынка компьютеров и необходимости создания быстродействующих средств вывода с целью получения твердых копий изображения. Цифровая технология печати представляет собой совокупность методов цифровой допечатной обработки изображения и технологии его воспроизведения на обычной бумаге, основанной на использовании монохромного или цветного ЭФГ-процесса в сочетании с лазерной разверткой изображения. Развитие данного направления ЭФГ-техники и технологии происходило [33, 9] практически параллельно развитии тогда основной области применения электрофотографии - копировальной техники, используя эти достижения при создании аппаратуры нового качества [8].

Еще в начале 60-х годов фирма IBM по лицензии от фирмы «Хегох» стала развивать направление компьютерных принтеров. Фирмой были

созданы органические фоторецепторы многократного применения на гибкой основе и системы многокомпонентной проявления. И если в 1973 г. фирма «Xerox» создала первый ЭФГ принтер Xerox 1200 на базе копировальных аппаратов серии 2400; 3000 с модулированием излучения ксеноновой лампы, то в 1975-1976 годах фирмами IBM и «Canon» уже были разработаны первые специализированные модели, применяющие He-Ne лазеры. Это модели IBM 3800 с производительностью 215 ррш и «Canon» LBP 2000 С1 - 31 ррш. Быстродействующие модели принтеров на базе мощных газовых лазеров создавались фирмами «Xerox» (Xerox 9700), «Hitachi» (Hitachi 8196-20) и «Siemens» (ND-2).

Хотя еще в конце 70-х годов стали ясны преимущества малогабаритных полупроводниковых источников излучения, однако их применение в аппаратуре сдерживалось низкой чувствительностью ФР в ИК-области (более 800 нм). Только в середине 80-х годов усилиями фирм «Oki Electric Со» и NEC были созданы принтеры на базе применения линейки LED (Light Emitting Diode) имеющие разрешение 10-12 мм~1 и производительность 8-20 ррш. Новые модели таких принтеров были выпущены фирмами IBM и «Eastman Kodak». Их производительность уже достигла 92 ррт.

Эра интенсивного развития лазерной технологии печати началась с 1987 г. Под этим названием сформировались два направления:

технология с применением многоэммитерных полупроводниковых лазеров с оптико-механической разверткой изображения;

- технология применения линеек типа LED. Современная ЭФГ-аппаратура цифровой печати основана именно на применении лазерной технологии [8].

1.1.2.5. Этапы позднего развития электрофотографии

Обобщенный взгляд на суть электрофотографии [34] был представлен выше при анализе дерева развития классической (аналоговой) и современной (цифровой) электрофотографии.

Широкое признание и практическое применение электрофотография получила ориентировочно - 1957 г. Последующие этапы отражают развитие сначала аналоговой, а потом и цифровой технологии, ее превращение в единую технологию и выпуском соответствующей аппаратуры, которая в начале нового века уже становится равноправным конкурентом для офсетной печати с рядом дополнительных функциональных возможностей.

Цифровые технологии послужили общей основой для создания аппаратуры различного назначения и оказали существенное влияние на развитие оперативной малотиражной печати и полиграфического процесса в целом.

Обобщая исторические аспекты развития электрофотографии, необходимо различать:

- классическую электрофотографию, основанную на применении аналоговой технологии;

- современную электрофотографию, основанную на применении цифровых технологий воспроизведения изображения.

Цветная электрофотография, возникшая еще в рамках классической электрофотографии, в настоящее время продолжает свое развитие только на базе применения цифровых технологий [8].

1.1.3. Процессы и технологии электрофотографии

В электрофотографии запись изображения производится заземленном и заряженном фоторецепторе (рис. 1.1.1). Фоторецептор состоит из проводящей подложки и тонкого слоя фотопроводника. Так как фоторецепторы заряжают до высоких потенциалов (например - 600 В), фотопроводник должен иметь в темноте высокое электрическое сопротивление. При облучении актиничным светом в фотопроводнике образуются свободные носители заряда, и он приобретает электропроводящие свойства. На освещенных участках происходит фоторазрядка (нейтрализация поверхностного заряда), и поверхностный заряд остается только там, куда свет не падал. Оставшийся заряд образует на поверхности фоторецептора скрытое электростатическое изображение (СЭИ) [23].

/

.1

2

Рис. 1.1.1. Схема фоторецептора: 1 - заряженный фотопроводниковый слой; 2 -

заземленная подложка [23].

2

Рис. 1.1.2. Типы фоторецепторов: а - цилиндрический; б - ленточный; 1 -фотопроводниковый слой; 2 - цилиндрическая основа [23].

Фоторецепторы различаются фотопроводниковым слоем и конструкцией. В основном используют органические фотопроводники и гидрированный аморфный кремний а-81:Н. По конструкции различают цилиндрические и ленточные фоторецепторы (рис. 1.1.2).

Вокруг фоторецептора располагаются функциональные узлы, выполняющие все операции электрофотографического процесса (за исключением закрепления изображения на отпечатке).

Электрофотографический процесс состоит из шести стадий рассмотренных ниже.

Зарядка фоторецептора. На этой стадии на поверхность фоторецептора осаждаются заряженные частицы (ионы) воздуха. Зарядка проводится в темноте с использованием скоротрона или зарядного валика. Скоротрон (рис. 1.1.3) содержит тонкую проволочку 1, соединенную с высоковольтным источником питания, заземленный экран 2 и управляющую сетку 3.

Рис. 1.1.3. Схема зарядки фоторецептора скоротроном: а - схема зарядки; б - схема зарядного участка; 1 - коронная проволока; 2 - заземленный экран; 3 - управляющая сетка

На проволочку от высоковольтного источника питания подается напряжение в несколько киловольт. Между проволочкой и заземленным фоторецептором образуется сильное электрическое поле и зажигается коронный разряд, ионизирующий воздух около проволочки. Ионы осаждаются на фоторецептор, заряжая его поверхность. Для того чтобы

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Меньшикова, Елизавета Александровна, 2015 год

Список использованных источников

1. Всероссийский полиграфический портал [Электронный ресурс]. Создан метод печати микросхем на бытовых струйных принтеров — 16/01/2014. Режим доступа: http://www.print-forum.rU/news/61396.html свободный. Дата обращения 24.02.2014.

2. Всероссийский полиграфический портал [Электронный ресурс]. Самое простое в мире радио напечатано на листе бумаги — 28/12/2013. Режим доступа: http://www.print-forum.ru/news/60999.html свободный. Дата обращения 24.02.2014.

3. Всероссийский полиграфический портал [Электронный ресурс]. Графен будут производить с помощью печатных машин — 06/10/2013. Режим доступа: http://www.print-forum.ru/news/58449.htmI свободный. Дата обращения 24.02.2014.

4. И.Н. Фадейкина, A.B. Ванников. // Известия вузов. Проблемы полиграфии и издательского дела. 2008. №2. С. 23-29.

5. И.Н. Фадейкина, O.JI. Грибкова, Л.Я. Перешивко, А.Р. Тамеев, В.И. Золотаревский, A.B. Ванников. // Известия вузов. Проблемы полиграфии и издательского дела. 2009. №3. С. 3 - 13.

6. И.Н. Фадейкина, A.B. Ванников. // Известия вузов. Проблемы полиграфии и издательского дела. 2009. №4. С. 27 - 37.

7. RFID. Википедия — свободная энциклопедия [Электронный ресурс]. Режим доступа: http://ru.wikipedia.org/wiki/RFID свободный. Дата обращения 20.04.14.

8. Харин О., Сувейздис Э. Электрофотография. - М.: МГУП, 2006.- 446 с.

9. Харин О., Сувейздис Э. Электрофотография для цифровой печати. - М.: Изд-во МГУП, 1999. - 438 с.

10. Lichtenberg G. Ch. //Novi Comment. Goffingen, - 1777. - № 8. - P. 168.

11. ЖНиПФиК - 1978. - Т. 23. Вып. 2. - С. 138.

12. Carlson Ch. F. Пат. США, 2221776, 1940.

13. Carlson Ch. F. Пат. США 2297691, 1942.

14. Carlson Ch. F. / Symposium III on Unconventional Photographic System, Waschington, DC, 1971. - P. 212.

15. Xerography and Related Processes. - London and New York: Focal Press, 1965.-520 p.

16. Вопросы электрографии. - M.: Изд-во иностр. литер., 1965. - 258 с.

17. Электрофотография и магнитография. Труды конф. Вильнюс: Минтис, 1959, 1965 и 1972.

18. Физические основы электрофотографии. Тезисы докл. 1 и 2 Всес. конф. Вильнюс: Изд-во ВГУ, 1966 и 1969.

19. Первая Всес. конф. по бессеребряным и необычным фотографическим процессам (тезисы докл.). Киев: Изд-во Киевск. гос. ун-та. 1972.

20. Состояние и пути повышения качества электрофотографической копировально-множительной техники. Тезисы докл., Вильнюс, 1972.

21. Третья Всес. конф. по бессеребряным и необычным фотографическим процессам. Секция 1. Вильнюс: Изд-во ВГУ, 1980.

22. Научно-техн. конф. «Состояние и перспективы развития элекрографической техники». (1981, Вильнюс).

23. Ванников A.B., Уарова P.M. Процессы и технологии цифровой печати. Основы цифровой печати. Ч. II : учеб. пособие / Ванников A.B., Уарова P.M. - Моск. гос. ун-т печати. - М.: Изд-во МГУП, 2009.

24. Грешинин С.Г. - УНФ, 1970, т. 15, с. 196.

25. Фридкин В.М. -ЖНиПФиК, 1973, т. 18, с. 394.

26. Сидаравичюс И.Б. - ЖНиПФиК, 1981, т. 26, с. 467; Черкасов Ю.А. -ЖНиПФиК, 1981, т. 26, с. 470.

27. Грешинин С.Г., Черкасов Ю.А. ЖНиПФиК, 1962, т.7, с. 229.

28. Фридкин В.М., Желудев И.С. Фотоэлектреты и электрофотографический процесс. М.: Изд-во АН СССР, 1960.

29. Фридкин В.М. Физические основы электрофотографического процесса. М.-Л.: Энергия, 1966.

30. Тазенков Б.А. и др. Процессы и аппараты электрофотографии. Л.: Машиностроение, 1972.

31. Акимов И.А., Черкасов Ю.А., Черкашин М.И. Сенсибилизированный фотоэффект. М.: Наука, 1980.

32. Березин И.В., Ванников А.В., Картужанский А.Л. Несеребряные фотографические процессы/Под ред. Картужанского А.Л. - Ленинград: Химия, 1984.-376 с.

33. Харин О., Сувейздис Э. Цветная электрофотография. - М.: Воен. изд.,

1996.-227 с.

34. Харин О., Сувейздис Э. Электрофотография: дерево развития и хронология основных событий (в печати).

35. Toshiki Nanya, Fumihiro Sasaki, Shinichiro Yagi et al, Development of a new polyester-based polymerization toner, IS&T': 2004 International Conference on Digital Printing Technologies, p.143-147.

36. Google patents : [Электронный ресурс] Сайт компании «Google». Режим доступа: www.google.com/patents (дата обращения : 20.05.2011).

37. Schein L.B., Wang В., Shih Е., Mu Т. and Tsai D. "A direct current-jump, nonmagnetic, monocomponent electrophotographic development system", J. Imaging Sci. Technol. Vol. 50, № 4, July/August 2006. - 368-374 p.

38. Наноструктурные материалы / под ред. Ханнинка Ф., Хилла А. - М.: Техносфера, 2009. - 488 с.

39. Haruta М. Size- and support-dependency in the catalysis of gold. Catal. Today,

1997, 36, pp 153-166.

40. Oyewumi M. O., Mumper R. J. Gadolinium-loaded nanoparticles engineered from microemulsion templates. Drug Dev Ind Pharm. 2002 Mar 28(3): 317- 28.

41. Gerbericha W. Superhard silicon nanospheres. et al. Journal of the Mechanics and Physics of Solids 51 (2003) 979-992.

42. Ung Т., Liz-Marza L. and Mulvaney P. Gold nanoparticle thinfilms Colloids and Surfaces A: Physicochemical and Engineering Aspects 202 (2002) 119-126.

43. Aiyer H.N., Vijayakrishnan Y., Subanna, G.N. and Rao C.N.R. Surf. Sci. 1994,

313,392.

44. Rao C.N.R., Kulkarni G.U., Thomas P.I. and Edwards P. P. Size-Dependent Chemistry: Properties of Nanocrystals. Chem. Eur. J. 2002, 8, No. 1 pp 28-35.

45. Plastics News. Source: Business communication Co. Inc. Norwalk Com. [Электронный ресурс]. Режим доступа: http://www.plasticsnews.com свободный. Дата обращения: 13/03/2004.

46. Thess A., Lee R., Nikolaev P., Dai H., Petit P., Robert J., Xu C., Lee Y. H., Kim S. Ci., Rinzler A. G., Colbert D. Т., Scuseria G. E., Tomanek D., Fischer J. M, and Smalley R. E. Science 273,483-487 (1996).

47. Cheng H. M., Li F., Su G., Pan H. Y., He L. L., Sun X., and Dresselhaus M. S., Applied Physics Letters 72, 3282-3284 (1998).

48. O'Connell M., Carbon nanotubes: properties and applications (Taylor & Francis, Boca Raton, Florida, 2006).

49. Krupke R., Hennrich F., Weber H. В., Beckmann D., Натре O., Malik S., Kappes M. M., and Lohneysen H.V., Applied Physics A: Materials Science & Processing 76, 397-400 (2003).

50. Lutz T. and Donovan K. J., Carbon 43,2508-2513 (2005).

51. Arnold M. S., Green A. A., Hulvat J. F., Stupp S. I., and Hersam M. C., Nature Nanotechnology 1, 60-65 (2006).

52. Maeda Y., Kimura S.-I., Kanda M., Hirashima Y., Hasegawa Т., Wakahara Т., Lian Y., Nakahodo Т., Tsuchiya Т., Akasaka Т., Lu J., Zhang X., Gao Y.,Yu Y., Nagase S., Kazaoui S., Minami N., Shimizu Т., Tokumoto H., and Saito R.. Journal of the American Chemical Society 127, 10287-10290 (2005).

53. Lee D. S., Kim D. W., Kim H. S., Lee S. W., Jhang S. H., Park Y. W., and Campbell E. E. В., Applied Physics A: Materials Science & Processing 80, 5-8 (2005).

54. Damnjanovic M., Milosevic I., Vukovic Т., and Sredanovic R., Physical Review В 60, 2728-2739 (1999).

55. Licea-Jimenez L., Grishina A. D., Pereshivko L. Y., Krivenko Т. V., Savelyev V. V., Rychwalski R. W., and Vannikov A. V., Carbon 44, 113-120 (2006).

56. Meyyappan M., Carbon nanotubes: science and applications (CRC Press, Boca Raton, Fla., 2005).

57. Jimenez L.L. Carbon Nanotube Polymer Composites: Mechanical, Electrical and Photorefractive Properties. Thesis for the degree of doctor of philosophy. Department of Materials and Manufacturing Technology. Chalmers University of Technology. Goteborg, Sweden 2007. Ch.II, P. 3-10; Paper II.

58. Riggs J. E., Guo Z., Carroll D. L., and Sun Y.-P., Journal of the American Chemical Society 122, 5879-5880 (2000).

59. Chen J., Hamon M. A., Hu H., Chen Y., Rao A. M., Eklund P. C., and Haddon R. C., Science 282,95-98 (1998).

60. Chen J., Hamon M. A., Hu H., Lyuksyutov S., Rao A. M., Eklund P. C., Haddon R. C., Cohn R. W., Colbert D. T., and Smalley R. E., Journal of Physical Chemistry B 105,2525-2528 (2001).

61. Sun Y.-P., Huang W., Lin Y., Fu K., Kitaygorodskiy A., Riddle L. A., Yu Y. J., and Carroll D.L., Chemistry of Materials 13,2864-2869 (2001).

62. Fu K., Huang W., Lin Y., Riddle L. A., Carroll D. L., and Sun Y.-P., Nanoletters 1, 439-441 (2001).

63. Bahr J. L., Yang J., Kosynkin D. V., Bronikowski M. J., Smalley R. E., and Tour J. M., Journal of the American Chemical Society 123, 6536-6542 (2001).

64. Dyke C. A. and Tour J. M., Journal of the American Chemical Society 125, 1156- 1157(2003).

65. Mickelson D.T., Huffman C. B., Rinzler A. G., Smalley R. E., Hauge R. H., and Margrave J. L., Chemical Physics Letters 296, 188-194 (1998).

66. Mickelson E. T., Chiang I. W., Zimmerman J. L., Boul P. J., Lozano J., Liy J., Smalley R. E., Hauge R. H., and Margrave J. L., Journal of Physical Chemistry B 103,4318-4322(1999).

67. Martinez M. T., Callejas M. A., Benito A. M., Cochet M., Seeger T., Anson A., Schreiber J., Gordon C., Marhic C., Chauvet O., Fierro J. L. G., and Maser W. K., Carbon 41,2247-2256 (2003).

68. Zhou O., Shimoda H., Gao B., Oh S., Fleming L., and Yue G., Accounts of

Chemical Research 35, 1045-1053 (2002).

69. Star A., Steuerman D. W., Heath J. R., and Fraser-Stoddart J., Angewandte Chemie International Edition 41,2508-2512 (2002).

70. Strano M. S., Moore V. C., Miller M. K., Allen M. J., Haroz E. H., Kittrell C., Hauge R. H., and Smalley R. E., Journal of Nanoscience and Nanotechnology 3,81-86 (2003).

71. Zhang J., Zou H., Qing Q., Yang Y., Li Q., Liu Z., Guo X., and Du Z., Journal of Physical Chemistry В 107, 3712-3718 (2003).

72. Gromov A., Dittmer S., Svensson J., Nerushev O. A., Perez-Garcia S. A., Licea- Jimenez L., Rychwalski R., and Campbell E. E. В., Journal of Materials Chemistry 15, 3334-3339 (2005).

73. Donald M. Mattox. Handbook of Physical Vapor Deposition (PVD) Processing: Film Formation, Adhesion, Surface Preparation and Contamination Control.. Westwood, N.J.: Noyes Publications, 1998. ISBN 0-8155-1422-0.

74. Carroll F., Oxley Joseph H., and Blocher John Milton (editors). Powell. Vapor Deposition. The Electrochemical Society series. New York: Wiley, 1966.

75. Селективная металлизация. Galileo Coating Technologies. Технологии: [Электронный ресурс] Сайт компании «© Galileo Coating Technologies». Режим доступа: http://www.galileonano.ru/technologies/roll-to-roll-vacuum-metallization.html (дата обращения: 02.04.2015).

76. Электронная литография: [Электронный ресурс] Сайт компании «Википедия. Свободная энциклопедия». Режим доступа: https://ru.wikipedia.org/wiki/Элeктpoннaя_литoгpaфия (дата обращения: 02.04.2015).

77. Аброян И.А., Андронов А.Н., Титов А.И. Физические основы электронной и ионнной технологии. — М.: Высшая школа, 1984. — 320 с.

78. McCord М. А. 2 // SPIE Handbook of Microlithography, Micromachining and Microfabrication. — 2000.

79. Principles of Lithography, Third Edition, SPIE Press, 2011 ISBN 9780819483249 7.4 Electron-beam lithography and mask writers "For two decades, the MEBES systems were the primary beam writers used to make photomasks"

80. Syed Rizvi, Handbook of Photomask Manufacturing Technology, Taylor & Francis, 2005, ISBN 978-0-8247-5374-0. Sergey Babin 3. Mask Writers: An Overview, 3.1 Introduction. "For decades, the unique features of EBL systems — easily programmable computer control, high accuracy, and relatively high throughput — have positioned these systems as the main tools to fabricate critical masks."

81. Hwaiyu Geng, Semiconductor manufacturing handbook. ISBN 978007146965-4, McGraw-Hill Handbooks 2005, doi:10.1036/0071445595. Раздел 8.2.2 Pattern generation (Charles Howard, DuPont) "The other pattern generation alternative is a laser-based system".

82. Peter Buck (DuPont Photomasks), Optical lithography: The future of mask manufacturing, Microlithography World volume 11 issue 3, PennWell Publishing, Aug 2002 (p 22): "Optical mask lithography systems are restricted in resolution, just like wafer steppers, to roughly 3/4 of the exposure wavelength. Accordingly, they do not exhibit the <100nm resolution possible for VSB /electron lithography/ systems."

83. Syed Rizvi, Handbook of Photomask Manufacturing Technology, Taylor & Francis, 2005, ISBN 978-0-8247-5374-0. 3.3 Vector Scan Systems.

84. Peter Clarke. TSMC set to receive Matrix 13,000 e-beam litho machine, EETimes (2/17/2012). Проверено 10 января 2014.

85. Резисторы (справочник) / под ред. И. И. Четверткова— М.:Энергоиздат, 1991

86. ГОСТ Р 52002-2003

87. Аксенов А. И., Нефедов А. В. Элементы схем бытовой радиоаппаратуры. Конденсаторы. Резисторы: Справочник.— М.: Радио и связь, 1995.— 272 с. — (Массовая радиобиблиотека; Вып. 1203).

88. Резистор: [Электронный ресурс] Сайт компании «Википедия. Свободная энциклопедия». Режим доступа: https://ru.wikipedia.org/wiki/Pe3HCTop (дата обращения: 02.04.2015)

89. ITC-EIectronics — Прецизионные резисторы SMR1DZ и SMR3DZ

90. А. А. Бокуняев, Н.М, Борисов, Р. Г. Варламов и др. Справочная книга радиолюбителя-конструктора.-М.Радио и связь 1990—624 е.: ISBN 5-25600658-4

91. RFID. Радиочастотная идентификация: [Электронный ресурс] Сайт компании «RF-Ю». Режим доступа: http://www.rf-id.ru/about_rfid/49.html (дата обращения: 02.04.2015).

92. Применение RFID: [Электронный ресурс] Сайт компании «Википедия. Свободная энциклопедия». Режим доступа: https://ru.wikipedia.org/wiki/npHMeHeHiw_RFID (дата обращения: 02.04.2015)

93. Kim Dongjo, Jeong Sunho, Moon Jooho, Kang Kyungtae. Ink-Jet Printing of Silver Conductive Tracks on Flexible Substrates. Joumals/Taylor&Francis, Jun 11 2001.

94. Yeshchenko O.A., Dmitruk I.M., Alexeenko A.A., Dmytruk A.M. Size-dependent melting of spherical copper nanoparticles embedded in a silica matrix. PHYSICAL REVIEW В 75, 085434 2007.

95. McWilliams A. "Printed Electronics: Global Market," BCC Research, June 2008.

96. Nanomarkets 2008. "Materials for Functional Inkjet Printing: A Market Forecast, 2009-2016,"

97. Полипропилен: [Электронный ресурс] Сайт компании «Википедия. Свободная энциклопедия». Режим доступа: https://ru.wikipedia.org/wiki/TkwiHnpommeH (дата обращения: 02.04.2015).

98. Поливинилхлорид: [Электронный ресурс] Сайт компании «Википедия. Свободная энциклопедия». Режим доступа: https://ru.wikiped¡a.org/wiki/Пoливинилxлopид (дата обращения: 02.04.2015).

99. Полиэтилентерефталат: [Электронный ресурс] Сайт компании «Википедия. Свободная энциклопедия». Режим доступа: Ьйр$://ги^к1ре(11а.ог^ш1кШолиэтилентерефталат (дата обращения: 02.04.2015).

100. Омельченко О.Д., Грибкова О.Л., Тамеев А.Р., Ванников А.В. Влияние степени окисления графена на электрическую проводимость нанокомпозитов на основе комплекса полианилина // Письма в Ж. технич. физики. 2014. Т.40. №18. С. 66-71.

101. Weller R. A. An algorithm for computing linear four-point probe thickness correction factors. Review of Scientific Instruments. 2001. V. 72. № 9. P. 35803586.

102. Драпалюк В.Л. Состав для карандашного грифеля (Патент SU 536213): [Электронный ресурс]. Режим доступа: http://www.findpatent.ru/patent/53/536213.html (дата обращения: 02.04.2015).

103. Графит. Типы, марки и общие технические требования. ГОСТ 17022-81: [Электронный ресурс]. Режим доступа : http://standartgost.ni/g/%D0%93%D0%9E%D0%A1%D0%A2_17022-81 (дата обращения: 02.04.2015).

104. Posudievsky O.Yu., Khazieieva О.A., Cherepanov V.V., Koshechko V.G., Pokhodenko V.D. // J. Nanopart. Res. 2013. V. 15. P. 2046-2055.

105. Bunch J. S. et. al. Electromechanical Resonators from Graphene Sheets Science 315,490 (2007) D01:10.1126/science.l 136836

106. Chen Zh. et. al. Graphene Nano-Ribbon Electronics Physica E 40, 228 (2007) DOI: 10.1016/j .physe.2007.06.020

107. Графен: [Электронный ресурс]. Сайт компании «Википедия. Свободная энциклопедия». Режим доступа : https://ru.wikipedia.org/wiki/Tp^eH (дата обращения: 02.04.2015).

108. Zhang Y.et. al. «Experimental observation of the quantum Hall effect and Berry's phase in graphene» Nature 438,201 (2005) D01:10.1038/nature04235

109. Novoselov, К. S. et al. «Two-dimensional atomic crystals», PNAS 102, 10451 (2005) D01:10.1073/pnas.0502848102

110. Электрическая дуга: [Электронный ресурс]. Сайт компании «Википедия. Свободная энциклопедия». Режим доступа: https://ru.wikipedia.org/wiki/Элeктpичecкaя_дyгa (дата обращения: 02.04.2015).

111. Райзер Ю. П. Физика газового разряда. — 2-е изд. — М.: Наука, 1992. — 536 с. — ISBN 5-02014615-3.

112. Sidorov А. N. et al., Electrostatic deposition of graphene, Nanotechnology 18, 135301 (2007) DOI:l 0.1088/0957-4484/18/13/135301

113. Получение графена: [Электронный ресурс]. Сайт компании «Википедия. Свободная энциклопедия». Режим доступа: https://ru.wikipedia.org/wiki/Пoлyчeниe_гpaфeнa (дата обращения: 02.04.2015).

114. Banerjee A. and Grebel Н. Depositing graphene films on solid and perforated substrates, Nanotechnology 19, 365303 (2008) DOI: 10.1088/09574484/19/36/365303

115. Сажа белая. Технические условия. ГОСТ 18307-78: [Электронный ресурс]: http://standartgost.ru/g/%D0%93%D0%9E%D0%A 1 %D0% А2_18307-78 (дата обращения: 02.04.2015).

116. ГОСТ 6217-74

117. Водоподготовка: Справочник. // Под ред. С. Е. Беликова. М.: Аква-Терм, 2007. —240 с.

118. Активированный уголь: [Электронный ресурс]. Сайт компании «Википедия. Свободная энциклопедия». Режим доступа: https://m.wikipedia.org/wiki/AKTHBHpoBaHHbm_ynwib (дата обращения: 02.04.2015).

119. Активированный уголь. Сорбенты: [Электронный ресурс]. Сайт компании «Химические системы». Режим доступа: http://www.chemsystem.ru/aktivirovannyy_ugol/ (дата обращения: 02.04.2015).

120. Патент РФ № 2322327. Препарат наноструктурных частиц металлов и способ его получения. Бюл. № 11. 20.04.2008. ( RadChem). Приоритет 19.01.2006 г.

121. PEDOT:PSS. Material, science, products: [Электронный ресурс]. Сайт компании «Sigma-Aldrich». Режим доступа: http://www.sigmaaldrich.com/materials-science/material-science-products.html?TablePage=113790002 (дата обращения: 02.04.2015).

122. Обзор МФУ Xerox WorkCentre M15i: [Электронный ресурс] Сайт компании «Ферра.Ру». Режим доступа : http://www.ferra.ru/ru/periphery/s25594 (дата обращения: 02.05.2012).