Благодаря простоте и главное быстроте изготовления офсетных печатных форм электрография нашла большое применение оперативной полиграфии.
Печатную форму электрографическим способом можно сделать в течение 5 мин. При этом следует учитывать, что данным способом изготавливают формы только со штриховых оригиналов: с полутоновых оригиналов изготовить качественную печатную форму нельзя.
Электрография основана на свойстве некоторых высокоомных полупроводников (селен, кадмий и др.) под действием света «резко увеличивать свою электропроводность.
Наибольшее применение в электрографии получил в нашей „ране селен, который используют в качестве фотополупроводникового слоя на аппаратах плоскостного и ротационного типов.
Печатные формы в основном изготавливают на электрографических аппаратах плоскостного типа (ЭРА-М, ЭГП2-РМ2). Технология изготовления печатных форм электрографическим способом на аппарате ЭП12-РМ2 состоят из следующих основных операций
В репродукционном аппарате в темноте производят электризацию селенового слоя пластины Для этого используют коронный положительный разряд напряжением 6-12 кВ.
Затем производят экспонирование оригинала на “очувствленную» пластину При этом свет, отражаясь от светлых, пробельных участков оригинала, попадает на селеновую пластину. На освещенных участках в селеновом слое заряды стекают в подложку (алюминиевую пластину), а на неосвещенных участках заряды сохраняются, образуя «скрытое» изображение. Большое значение при экспонировании имеет время экспозиции, устанавливаемая диафрагма, качество оригинала и масштаб съемки.
Далее скрытое электростатическое изображение проявляют, делая его видимым.Проявление производя! сухим каскадным способом с помощью смеси носителей, заряженных положительно, на поверхности которых находятся частицы отрицательно заряженного проявляющего порошка. Благодаря разноименное™ зарядов частицы порошка удерживаются на поверхности носителя.
Прокатываясь по поверхности селеновой пластины, частицы проявляющего порошка отрываются поверхности носителя и протягиваются к заряженным участкам пластины, потому, что величина заряда пластины значительно больше. К остальным участкам порошок не пристает, так как на них нет зарядов, и поэтому он не притягивается. Частицы порошка, оседая на селеновом слое, образуют позитивное зеркальное изображение оригинала.
После этого производят перепое изображения контактным способом на формный материал - алюминиевую фольгу или гидрофильную бумагу. Сверху на пластину накладывают формный материал и на обратную сторону его подают положительный электрический заряд. Для обеспечения переноса изображения прокатывают сверху формной пластины резиновый валик. Для облегчения перехода частиц порошка с селенового слоя на формный материал предварительно, перед переносом изображения, производят нейтрализацию заряженных участков селенового слоя, подавая на селеновую пластину отрицательный заряд.
Изображение, полученное на формном материале, необходимо закрепить.
Основными способами закрепления являются термический и химический.
При изготовлении форм в основном используют термическое закрепление с помощью инфракрасных ламп КИ - 220/1000. При термическом закреплении происходит оплавление частиц проявляющего порошка, и они хорошо закрепляются на печатной форме, образуя печатные элементы.
кислота ортофосфорная (уд. вес 1,7) - 150-200 мл, раствор декстрина - 400 мл,
вода - до 1000 мл. Затем форму промывают водой, покрывают декстрином,
сушат и передают в печать.
В качестве формного материала применяется зерненная алюминиевая фольга или бумажные пластины с гидрофильным покрытием. Если используют гидрофильные пластины, то при переносе изображения сверху пластины накладывают лист алюминиевой фольги.
После термического закрепления изображения появившийся незначительный фон («тенение») удаляют, протирая пробельные элементы, увлажняют тампоном с порошком безводной окиси алюминия или мелко размолотой пемзы. Грязь убирают тампоном, смоченным водой. Обрабатывать гидрофильные пластины гидрофилизующим раствором не следует. Достаточно осторожно протереть поверхность печатной формы ватным тампоном, смоченным водой, оберегая печатные элементы от разрушения. При этом в качестве абразива используют порошкообразную безводную окись алюминия.
При строгом соблюдении технологии формы, изготовленные на алюминиевой фольге, обладают тиражеуетойчивостью не менее 10 тыс. оттисков, а используя гидрофильные пластины - не менее 1-2 тыс. оттисков.
Следует отметить, что электрографический способ изготовления офсетных печатных форм в оперативной полиграфии имеет большие перспективы благодаря простоте, быстроте, экономичности; он не требует большой квалификации исполнителя и экономит производственные площади, хотя по качеству исполнения он несколько уступает фотомеханическому способу.
1. Предисловие.
Электрографический метод - метод регистрации и анализа биоэлектрических процессов человека и животных--нашел весьма широкое применение в клинической практике, физиологическом эксперименте, авиационной и космической медицине, исследованиях по физиологии труда и спорта. Столь широкое применение электрографического метода объясняется тем, что он позволяет получить ценную информацию о нормальной или патологической деятельности тканей, органов и систем. В медицине электрографический метод зарекомендовал себя как важный диагностический метод. Так, ни одно кардиологическое исследование не проводится теперь без тщательного анализа электрической активности сердца больного. Ценные диагностические данные дают исследования электрической активности мозга и мышц и др... Большим достоинством электрографического метода при использовании в клинике является его безболезненность. Широкому применению электрографического метода содействовало использование в технике электрографии последних достижений электроники. Современные электрографические установки, обеспечивающие многоканальную регистрацию биоэлектрических процессов и автоматический анализ электрограмм, представляют собой весьма совершенные, но довольно сложные устройства. Какими же знаниями электрографической техники должны обладать электрофизиолог и врач, использующие электрографическую аппаратуру в своей повседневной работе? Следует ли им знать эту аппаратуру так же хорошо, как и инженерам и техникам, занимающимся ее разработкой и эксплуатацией, или можно целиком положиться на инженеров и техников и вовсе не знать характеристик и возможностей аппаратуры? Нетрудно показать, что первое невозможно, а второе недопустимо. В самом деле, если бы электрофизиолог и врач, пользующиеся электрографическим методом, попытались глубоко изучить электрографическую технику, то у них не хватило бы времени на свою основную работу. Незнание же ими основных данных электрографической установки и ее характеристик не позволяет сознательно и полностью ее использовать. Электрофизиолог и врач должны четко представлять себе принцип действия электрографической установки, детально знать ее характеристики, уметь устранять простейшие неисправности. Кроме того, им необходимо уметь отличать исследуемую биоэлектрическую активность от артефактов, находить на электрограмме результаты воздействия помех, знать и уметь применять способы, устраняющие артефакты и помехи электрографии. Они должны также быть знакомы с новыми направлениями в применении электрографической техники, с перспективами ее развития.
1.1. Введение.
Электрофизиологические методы позволяют изучать физиологические процессы, происходящие в органах и тканях в норме и патологии, путем исследования протекающих в них биоэлектрических процессов и путем их стимуляции электрическим током. Электрографический метод является одним из наиболее эффективных способов исследования физиологических процессов. Известно, что функция органа проявляется, во-первых, специфическим рабочим эффектом (сокращение, секреция и т. п.) и, во-вторых, рядом общих для тканей неспецифических физико-химических изменений (интенсивность обменных процессов, теплообразование, биоэлектрическая активность и др.). Таким образом, в ряде случаев состояние и рабочие возможности органа можно оценивать как по специфическому, рабочему эффекту, так и по сопровождающей его биоэлектрической активности. Например, о рабочих возможностях сердца можно судить не только по его производительности, но также и по его электрической активности. Н. Е. Введенским была установлена закономерность, свидетельствующая о корреляции между функциональными (тем более патологическими) изменениями в тканях и органах и изменениями их биоэлектрической активности. Подтвержденная неоднократно, эта закономерность легла в основу электрографического метода. Однако электрографический метод позволяет получать информацию не только в тех случаях, когда биоэлектрическая активность сопровождает специфический эффект органа (сокращение мышцы и сердца, секреторная и моторная активность желудка и др.),но и в тех случаях, когда получить данные об этом специфическом эффекте другими методами не удается. Электрографический метод позволяет получить сведения о прохождении волны возбуждения по нерву, информацию о жизнедеятельности мозга без исследования характера и особенностей осуществляемых им рефлексов и, наконец, данные о подготовке мышцы к выполнению сократительного процесса и др. Нередко представление о состоянии органа или системы может быть установлено по изменению порядка следования импульсов электрической активности. Электрографический метод позволяет регистрировать спонтанную или фоновую электрическую активность и биопотенциалы, являющиеся ответом на функциональную нагрузку, например стимуляцию. Весьма важным для медицинского применения электрографического метода является тот факт, что биоэлектрическая активность органа может быть зарегистрирована не только при наложении электродов непосредственно на него, но и с кожи исследуемого. Таким образом, предметом электрографии охватываются вопросы индикации, регистрации и анализа биоэлектрической активности тканей, органов и систем,проводимые с целью изучения как собственно биоэлектрических процессов, так и физиологических процессов, которые они сопровождают и отражают. Успехи в развитии техники электрографии во многом определяют развитие самого электрографического метода. 2.1. Схема регистрации биоэлектрических процессов человека Прежде чем описывать отдельные элементы электрографической установки, необходимо представить себе общую схему регистрации биоэлектрических процессов больного в условиях клиники, уяснить назначение каждого элемента этой схемы и их взаимосвязь. С этой целью рассмотрим схему регистрации биоэлектрических процессов человека, показанную на рис. 1. Электрографическая установка включает электроды 5, электродные провода 6, блок переключателей (коммутатор) электродов 7, калибратор напряжения 8, устройство для измерений междуэлектродного сопротивления 9, усилители 10, регистраторы 11, входящие в состав осциллографа 12, анализатор электрической активности 13 и стимулятор 14. Орган 1, электрическая активность которого исследуется, как и органы 2, наличие электрической активности которых мешает анализу первой, представляют собой своеобразные электрические генераторы, которые, как и физические электрические генераторы, характеризуются развиваемой ими электродвижущей силой (ЭДС) и внутренним сопротивлением. ЭДС в свою очередь характеризуется амплитудой, формой и диапазоном частот. Продуцируемая органами ЭДС низкоамплитудна (тысячные доли вольта и меньше). Форма ЭДС весьма разнообразна. Диапазон частот биоэлектрических активностей простирается от постоянных напряжений до десятков килогерц... ЭДС, продуцируемая органом 1, вызывает в соединительных тканях 8 è â êîæå 4 биотоки, которые создают разность потенциалов на поверхности кожи 4, отражающую все изменения ЭДС самого органа 1. Эта разность потенциалов и регистрируется с помощью электрографической установки на электрограмме, которая, как известно, представляет собой графическое изображение изменений разности потенциалов во времени в точках наложения электродов на тело исследуемого больного. С помощью электрографической установки регистрируются разность потенциалов между электродами, наложенными на ткань, а не биотоки; здесь и далее применяются термины «бионапряжение» и «усилитель бионапряжений», а не «биотоки» и «усилитель биотоков». Получить электрограмму записанную при наложении электродов на кожу 4, тождественную ЭДС, продуцируемой электрически активным органам, удается лишь в том случае, когда учитываются электрические характеристики органа 1, электрическое сопротивление тканей 3 è êîæè4 и характеристики самой электрографической установки. Электрическая активность исследуемого органа 1 и электрические активности органов 2, мешающие выявить первую, создают в точках наложения электродов суммарную разность потенциалов. Поэтому исследуя биопотенциалы органа 1 , прибегают к приемам, позволяющим исключить или ослабить на электрограмме артефакты, вызываемые активностью органов 2. Электроды 5 электрографической установки предназначаются для снятия исследуемой разности потенциалов. В зависимости от назначения электроды бывают различной формы и площади. Состояние контакта электрод - тело исследуемого человека играет решающую роль в получении высококачественной электрограммы без электродных артефактов. Для получения хорошего электрического контакта между электродом и телом исследуемого человека принимаются меры для уменьшения переходного сопротивления электрод - тело. Фиксация электродов производится весьма тщательно. Электродные провода 6 соединяют электроды 5 с электрографической установкой. При исследовании электрической активности органов и тканей человека часто бывает необходимо записать количество процессов, превышающее число каналов регистрации электрографической установки. В таких случаях на тело человека накладывается необходимое число электродов 5, которые с помощью блока переключателей (коммутатора) электродов 7 последовательно подключают к электрографической установке. Переключатели (коммутатор) электродов обеспечивают подключение любого электрода к любому каналу регистрации, части электродов - к своей группе каналов или могут осуществлять определенную, заранее выбранную комбинацию подключения электродов к каналам регистрации с помощью поворота одной ручки. Неотъемлемой частью электрографической установки является также калибратор напряжения 8, с помощью которого на электрограмму наносится масштаб напряжения для того, чтобы, сравнивая с ним, можно было бы оценить амплитуду бионапряжений. Масштаб напряжения («калибровка») наносят на электрограмму в начале или в конце исследования, а в некоторых случаях в процессе записи. Измерение междуэлектродного сопротивления производят с помощью устройства. Регистраторы è малочувствительны и требуют усиления бионапряжений, осуществляемого с помощью усилителей 10. Осциллограф 12 состоит: из 1) регистраторов 11, 2) ленты, на которую с их помощью наносится графическое изображение исследуемых процессов, 3) лентопротяжного механизма, обеспечивающего равномерное движение ленты, 4) отметчика времени, наносящего отметки на ленту, и 5) устройства визуального наблюдения за исследуемыми процессами перед записью их на ленте. Для того чтобы установить реакцию биоэлектрических ответов на стимулы различной физической природы, необходимо на ленту осциллографа 12, кроме исследуемых процессов и отметок времени, наносить также отметки о подаче раздражений от стимулятора 14. Электрографическая установка может быть выполнена из отдельных блоков (блок переключателей электродов 7, усилители бионапряжений 10 и осциллограф 12) либо представлять собой единую конструкцию, состоящую из перечисленных блоков. Кривая электрической активности какого-либо органа не всегда отражает патологические изменения, которые могут быть выявлены при визуальном анализе. Часто для их выявления требуется произвести более детальный анализ электрограммы. Детальный анализ одной кривой электрограммы, проводимый путем измерения амплитуд и длительностей ее зубцов вручную, отнимает много времени, а такой анализ нескольких кривых настолько трудоемок, что является практически неосуществимым. Это и обусловило необходимость создания автоматических анализаторов биоэлектрических процессов, производящих запись результатов анализа на той же электрограмме, на которой записывается и анализируемая биоэлектрическая активность. Автоматические анализаторы 13 становятся непременной частью электроэнцефалографических и электромиографических установок. Информация, получаемая от электрограмм, в которых зарегистрированы биоэлектрические ответы на дозированные стимулы, оказалась значительно богаче таковой, получаемой от электрограмм, отражающих «спонтанную» активность... Поэтому в комплект электроэнцефалографов и электромиографических установок входят соответствующие стимуляторы 14. На электрограмме, кроме исследуемой биоэлектрической активности, регистрируются также напряжения, вызванные источниками помех электрографии 15, имеющимися в любом лечебном учреждении. Одним из источников помех является электрическая сеть переменного тока (осветительная или силовая). Создаваемое ею электрическое переменное поле воздействует на тело исследуемого. На электрограмме записывается переменное напряжение помехи, которая, накладываясь на кривую биоэлектрической активности, искажает ее. Помехи электрографии создаются также переменными магнитными полями, высокочастотными полями и др. Если в прошлом регистрация биоэлектрических процессов человека производилась только в экранирующей камере (в комнате, обитой металлическими листами или сеткой), исключающей влияние многих видов помех, то теперь такая регистрация производится даже в операционной без применения экранировки.
2.2. Внутренние органы, ткани и кожа как электрические генераторы. Электрическая активность органов и тканей обладает важной информацией о происходящих в них физиологических и патологических процессах. Для получения этой информации следует зарегистрировать электрическую активность. Необходимо знать электрические характеристики «генераторов» (органов и тканей), так как без учета этих характеристик невозможно неискаженно зарегистрировать биоэлектрические процессы. Всякий электрический генератор, в том числе электрически активный орган или ткань, характеризуется следующими параметрами: а) характером изменения ЭДС во времени (диапазоном изменения амплитуд ЭДС, частотным диапазоном и формой); б) внутренним сопротивлением. Прежде чем рассмотреть эти параметры применительно к органам и тканям, необходимо остановиться на некоторых терминах. При изучении незатухающих синусоидальных колебаний под их амплитудой понимают наибольшее отклонение колеблющейся величины от среднего значения. Кривые биоэлектрической активности органов и тканей значительно отличаются от синусоиды и поэтому под амплитудой в электрографии условно понимают либо размах колебаний между пиками, либо величину отклонения кривой от средней линии, что, как правило, оговаривают. Под периодом незатухающих синусоидальных колебаний - Ò понимают время, в течение которого совершается одно полное колебание; частотой - f называется число периодов за одну секунду
f = 1/Т (1) Биоэлектрические процессы можно условно разделить на две группы - квазипериодические (электрическая активность сердца, =ритм электрической активности мозга) и апериодические (электрическая активность мышц и др.). Но даже в квазипериодических биоэлектрических процессах период не остается неизменным и поэтому под частотой колебаний нужно понимать их среднюю частоту за какое-то определенное время. Какими же характеристиками обладают ткани и органы человека и животных, если их рассматривать как электрические генераторы? При возбуждении клетки - элементарного электрического генератора - ее возбужденная часть становится электроотрицательной относительно невозбужденной части и разность потенциалов достигает 50 мв. Клетки в органах и тканях человека и животных соединены параллельно, поэтому суммарная ЭДС возбужденного органа должна была быть того же порядка, что и ЭДС клетки. Однако суммарная электрическая активность клеток, регистрируемая с органа, всегда бывает ниже электрической активности отдельной клетки. Это объясняется тем, что в органе элементарные электрические генераторы - клетки, имеющие относительно большое внутреннее сопротивление, шунтируются сравнительно малым сопротивлением межклеточной жидкости, что приводит к ощутимому снижению разности потенциалов, развиваемой возбужденным органом. При регистрации биоэлектрической активности мышц и сердца человека с помощью электродов, наложенных на кожу, амплитуда колебаний не превышает единиц милливольт, а амплитуда электрической активности мозга - сотом микровольт. Таким образом, можно сделать вывод, что амплитуды колебаний бионапряжений весьма малы и составляют тысячные и стотысячные доли вольта. Некоторые виды биоэлектрической активности тканей и органов являются апериодичными процессами сложной формы (например, электрическая активность мышц). Для того чтобы зарегистрировать эти процессы неискаженно, необходимо, чтобы электрографическая установка обеспечивала запись совершенно определенной полосы частот. Именно в этом смысле говорят, что, например, суммарная биоэлектрическая активность мышцы занимает диапазон частот от 1 до 1000 Гц. Если учесть, что некоторые биоэлектрические процессы изменяются весьма медленно (кожные потенциалы), а для неискаженного воспроизведения других (электрическая активность одиночного мышечного волокна) требуется регистрация колебаний в десятки тысяч герц, то можно считать, что биоэлектрические процессы человека занимают диапазон от постоянных напряжений и инфранизких до низких частот включительно. При регистрации биоэлектрических процессов человека, внутренним сопротивлением эквивалентного электрического генератора, например, мышцы, является междуэлектродное сопротивление, включающее в себя сопротивление кожи, ряда других тканей и сопротивление органа, электрическая активность которого регистрируется. Оно зависит от ряда факторов (сила и форма тока, площадь электродов, качество обработки кожи, температура воздуха и др.) и достигает большой величины. На требования к электрографическим установкам, естественно, влияют характеристики органов и тканей как электрических генераторов. Так, низкая амплитуда биоэлектрических процессов органов и тканей человека ведет к тому, что электрографические установки должны обладать весьма высокой чувствительностью, а их усилители - высоким коэффициентом усиления. Эти установки должны также обеспечивать неискаженную регистрацию постоянных и медленно меняющихся разностей потенциалов, инфранизких и низкочастотных колебаний потенциалов. И, наконец, для того чтобы электрограмма, записанная с помощью электродов, наложенных на кожу человека, была тождественна электрической активности исследуемого органа, входное сопротивление установки должно быть во много раз больше, чем междуэлектродное сопротивление. Электрически активный орган окружен тканями, являющимися объемным проводником. Разность потенциалов, продуцируемая органом, вызывает в окружающих его тканях биотоки, и, следовательно, в последних создаются разности потенциалов, повторяющие все изменения ЭДС электрически активного органа. Для того чтобы составить себе представление, какие разности потенциалов и потенциалы продуцируют электрически активный орган в окружающих его тканях, необходимо рассмотреть упрощенную модель.
Рис.2 Изменение местоположения и величины
вектора диполя АБ во времени.
а-положение диполя и ве6лечина разности потенциалов между полюсами диполя
(длина стрелки) в момент времени t 1 ;б,в и г - то же в моменты времени t 2 ,t 3 è t 4
соответственно.
Электроды А и Б (рис.2) - два противоположных по знаку, но равных по величине электрических заряда - образуют так называемый диполь. Так как необходимо бывает учесть как величину разности потенциалов между полюсами диполя (в нашем случае между электродами А и Б) , так и положение диполя в пространстве, то символически диполь характеризуется вектором - стрелкой, направленной от отрицательного полюса (электрода) к положительному, величина которой пропорциональна разности потенциалов между полюсами диполя. Если полюса диполя неподвижны, а разность потенциалов между ними неизменна, то величина и направление вектора мало что дают для характеристики диполя.
Но в том случае, когда меняется во времени величина разности потенциалов диполя и полюса диполя смещаются в пространстве, только вектором можно охарактеризовать эти изменения. На рис.2 показано изменение положения вектора диполя, состоящего из электродов А и Б, которые вращаются вокруг оси и разность потенциалов между которыми также меняется во времени. Рассмотренная модель отличается от электрически активного органа, находящегося в окружающих его тканях в следующем: 1. Электрически активный орган продуцируют обычно не постоянные, а переменные разности потенциалов. 2. Среда, которой окружен орган, не может быть названа однородной, а поэтому искажает картину электрического поля вокруг органа. 3. В ряде случаев электрически активные органы не являются неподвижными (например, сердце), т. с. оси Õ-Õ è Ó -Ó смещаются в пространстве. Несмотря на перечисленные отличия, рассмотренная упрощенная модель позволяет составить представление о характере распределения потенциалов вокруг электрически активного органа. Осуществить униполярное (однополюсное) отведение на теле человека не удается: 1. Невозможно найти линию нулевого потенциала электрической активности исследуемого органа из-за смещения оси Ó--Ó в пространстве (сердце), а также из-за того, что в некоторых случаях электрически активный орган (например, мышцы) имеет вместо двух полюсов, эквивалентных электродам À и Б, рис. 2, множество таких полюсов. 2. На теле человека нельзя найти точку, достаточно удаленную от электрически активного органа, чтобы можно было считать потенциал, создаваемый им в этой точке, равным нулю. Поэтому было предложено создание искусственной точки нулевого потенциала - «усредненного» общего электрода, получаемого путем соединения вместе (через сопротивления) большого числа электродов, помещенных на теле исследуемого. При этом исходили из предположения, что чем больше число этих электродов, тем ближе к нулю приближается их суммарный потенциал. Для того чтобы соединение электродов вместе (короткое замыкание) не оказывало влияния на распределение электрического поля, электроды присоединяются к обшей точке через большие сопротивления. Примером такого «усредненного» общего электрода может служить соединение электродов при однополюсном грудном отведении в электрокардиографии: грудной электрод соединяется с одной входной клеммой, а электроды, укрепленные на конечностях, через сопротивления соединяются с другой клеммой электрокардиографа, образуя «усредненный» электрод. Такой жеспособ получения «усредненного» общего электрода применяется и в электроэнцефалографии. Другая же клемма соединена с «усредненным» электродом, т. е. со всеми остальными электродами через сопротивления, которые берутся много больше междуэлектродных сопротивлений (например, равными 1 Мом). Разность потенциалов Å между избранным нами электродом и остальными вызывает, ток I в сопротивлении R данного электрода и в остальных сопротивлениях, соединенных параллельно, число которых будет ï-- 1:
I = E / R + R/n-1 = (n-1/n) (E/R) (2)
На вход электроэнцефалографа подается падение напряжения Е âõ ñ сопротивления R, соединенного с выбранным электродом (в нашем случае крайний справа): E âõ = IR = (n-1/n)E (3)
Потенциал усредненного электрода Eо (верхняя клемма электроэнцефалографа), естественно, не равен нулю, а может быть вычислен по следующей формуле:
E o = E - E âõ = E - (n-1/n)E = E/n (4) Например, при Е=100 мкв и n=10 , Ео=10 мкв, а Е âõ =90 мкв. Из формулы (4) видно, что потенциал общей клеммы будет близким нулю лишь при большом числе электродов, равномерно размещенных вокруг области над электрически активным органом. При двухполюсном отведении оба электрода являются активными (дифферентными). Место расположения каждого электрода весьма сильно влияет на картину регистрируемой разности потенциалов. Когда электроды расположены на относительно большом расстоянии от электрически активного органа и расстояние между электродами мало, разность потенциалов между ними практически будет равна нулю, так как изменения потенциалов будут приходить под электроды с одинаковыми амплитудами и фазами. Примеры регистрации разностей потенциалов, проведенные на модели и иллюстрирующие особенности однополюсного и двухполюсного отведений, были осуществлены Д. И. Меницким (1959). Детальный анализ позволяет установить расположение полюсов электрически активного органа, а также в какой-то мере судить о месте его локализации.
2.3. Электрическое сопротивление живых тканей. Электрическое сопротивление тканей играет существенную роль при регистрации биоэлектрических процессов. В некоторых случаях большое междуэлектродное сопротивление может оказаться причиной, искажающей истинный вид исследуемой биоэлектрической активности. Измерение междуэлектродного сопротивления с помощью внешнего физического генератора электрических синусоидальных колебаний и установление зависимости его величины от различных факторов (сила тока, его частота и др.) нетрудно осуществить для амплитуд тока, составляющих десяток микроампер и больше. Определение величины междуэлектродного сопротивления для токов помех, создаваемых электрическим полем сети переменного тока и составляющих доли микроампера, представляет некоторые трудности. Измерение же сопротивления междуэлектродной цепи для биотоков прямым путем невозможно, так как нет способа произвольно плавно менять величину амплитуды биотоков и их частоту. Приходится задачу решать следующим способом: а) установить основные закономерности изменения междуэлектродного сопротивления от различных факторов с помощью физического генератора,б) проверить эти закономерности для частных случаев с помощью биотоков. в) перенести все закономерности, выведенные с помощью физического генератора, на зависимость междуэлектродного сопротивления от различных факторов для биотоков. Такое перенесение закономерностей оказалось возможным, во-первых, потому, что токи физического генератора и биотоки имеют одну и ту же природу, отличаясь только по амплитуде. Во-вторых, оно возможно вследствие того, что закономерности, полученные с помощью физического генератора, были выведены при силе тока, не превышающей порога ощущения, т. е. не сильно изменяющей функциональное состояние тканей. Электрическое сопротивление живых тканей определяется в первую очередь сопротивлением входящих в нее жидкостей, слабо проводящих электрический ток, поэтому прежде чем говорить о сопротивлении живых тканей, необходимо кратко остановиться на сопротивлении электролитов. Если в электролит поместить электроды и присоединить их к источнику постоянного тока, то ионы, находящиеся ранее в беспорядочном молекулярном движении, как известно, начнут свое организованное движение между электродами, т. е. появится ток через электролит. При подключении источника тока к электродам движение ионов начинается сразу же в объеме междуэлектродного пространства, но скорость движения самих ионов невелика и зависит от природы ионов, температуры раствора, а также от приложенной к электродам разности потенциалов. Во время протекания электрического тока через электролит ионы из раствора выделяются на электродах. Эта убыль конов пополняется за счет выделения новых ионов при распаде молекул, имеющихся в растворе. Такое явление наблюдается тогда, когда используется неполяризующаяся пара электрод - электролит. В этом случае сопротивление электролита остается неизмененным во времени и если увеличить силу тока, протекающую через электролит, увеличивая приложенное к электродам напряжение, то сопротивление электролита останется неизменным. Для неполяризующейся пары электрическое сопротивление электролита может быть определено по формуле;
История
Электрографию придумал Честер Карлсон . Первый оттиск он и его помощник Отто Корнеи получили в своей домашней лаборатории в Нью-Йорке 22 октября 1938 года . Патент на эту технологию был получен 6 октября 1942 года . Долгое время Карлсон безуспешно пытался внедрить свое изобретение, доказывая, что оно абсолютно необходимо для бизнеса, но везде ему отказывали, ссылаясь на то, что его изобретение слишком громоздко и сильно пачкает листы, к тому же, человек может значительно лучше справиться с задачей копирования. Удача улыбнулась ему в 1944 году в Battelle Institute, расположенном в штате Огайо . Там ему предложили усовершенствовать технологию и даже нашли точное слово для названия данного процесса - «электрофотография». После чего лицензию на дальнейшую разработку и производство копировальных аппаратов приобрела фирма Haloid Company. Именно тогда было решено, что слово «электрофотография» слишком научное и может отпугнуть потенциального покупателя. Помощь в поиске более удачного названия оказал местный профессор-филолог . Он придумал термин «ксерография» от др.-греч. ξερός «сухой» и γράφω «пишу», а потом уже сам изобретатель Карлсон додумался сократить слово до простого «ксерокс». В итоге в 1948 году первые ксероксы появились на рынке, а первая модель называлась просто - Model A. После выпуска в 1959 году первой полностью автоматической модели Xerox 914 компания Haloid сменила название на Xerox Corporation . Умер Честер Карлсон в 1968 году.
Независимо от Честера Карлсона, в 1948 году , в Германии , изобретатель доктор Эйсбен основал фирму по выпуску копировального аппарата собственной конструкции. Называется его фирма Develop Corp. Она и сегодня продолжает выпускать копировальную технику, так и не признав первенства Карлсона, поскольку получила 16 патентов на изобретение доктора Эйсбена.
Упрощённый принцип ксерографии
Схематичное изображение электрографического процесса.
Перед печатью фотобарабан (OPC) заряжается при помощи коротрона (коронатора) (то есть приобретает положительный или отрицательный потенциал), после этого производится его экспонирование при помощи лампы и системы зеркал . Покрытие фотобарабана в местах, облучённых светом, теряет свои диэлектрические свойства, что приводит к стеканию в этих местах электрического заряда на массу (фотобарабан соединен с ней, как правило, через свое металлическое основание). Следующая стадия называется проявление. Тонер с вала проявки переносится на разряженные участки фотобарабана за счет своего противоположного заряда. Затем по фотобарабану прокатывается лист бумаги (картона , прозрачной плёнки и др.), на котором следует произвести печать. После этого лист попадает в узел термозакрепления (фьюзер), который расплавляет и впрессовывает тонер в структуру листа. После закрепления из-за того, что как правило, не весь тонер переносится на бумагу, в машине находится модуль очистки, который снимает оставшийся на фотобарабане тонер.
Аналогичный принцип применяется в лазерных принтерах , только в них разрядка барабана производится лазером в соответствии с поступившей для печати информацией.
В современных цифровых лазерных копировальных аппаратах и принтерах темные части изображения наносятся лазерным лучом и тонер за счет свойств барабанов, используемых в лазерной печати, «прилипает» к незаряженным его участкам, а от заряженных отталкивается одноименным электрическим зарядом. Данный принцип позволяет увеличить срок эксплуатации лазера, так как в большинстве случаев темные участки при печати занимают намного меньшую площадь.
См. также
Примечания
Ссылки
- www.digicamhistory.com (англ.)
| Принтер и сканер | ||
|---|---|---|
| Принтер | ||
| Виды | ||
| Расходные материалы | ||
| Программное и аппаратное обеспечение |
| |
Печатные машины, предназначенные для полиграфии, построены на принципах работы известных и широко применяемых лазерных принтеров типа Xerox. На рисунке 6.9 представлен принципиальная схемаэлектрофотографии. Процесс электрофотографической печатиосуществляется в пять этапов.
Перед экспонированием барабан, покрытый слоем специального материала (селена или другого аналогичного по свойствам вещества, способного воспринимать электростатический заряд), подвергается воздействию коронного разряда. Селеновая поверхность (фоторецептор) приобретает определенный заряд, т.е. по аналогии с фотопроцессами можно сказать, что она приобретает светочувствительность.
Рис. 6.9. Принцип электрофотографии
А. Формирование изображения
«Скрытое» изображение получают на поверхности фоторецептора с помощью управляемого компьютером источника света (лазер или светодиодная линейка). При попадании светового потока на поверхность фоторецептора происходит изменение заряда отдельных участков. На те участки, куда попал световой поток, происходит «выбивание» электростатического заряда.
Б. Нанесение тонера
Для электрофотографии применяют специальные красящие материалы, называемые тонером. Это могут быть порошковые или жидкие тонеры, которые различны по своему составу и содержат цветной пигмент. Нанесение тонера происходит с помощью систем, обеспечивающих перенос мелких частиц тонера (размером от 6 до 8 мкм) на фоторецептор. Частицы тонера попадают на заряженные участки поверхности фотополупроводникового слоя и закрепляются на тех участках, где световой поток не убрал заряд с поверхности, при этом частички тонера, в свою очередь, приобретают определенный электростатический заряд. Таким образом, происходит формирование изображения. После нанесения тонера на поверхность фоторецептора скрытое электростатическое изображение становится видимым.
В. Перенос тонера (печать)
Тонер может переноситься прямо на бумагу или же на промежуточную систему, например в виде цилиндра или ленты. Как показано на рисунке 6.13, в большинстве случаев тонер передается прямо с фоторецептора на запечатываемый материал. Чтобы перенести заряженные частицы тонера с поверхности барабана на бумагу, необходимы электростатические силы. Они создаются источником коронного разряда с одновременным прижимом бумаги к барабану. Заряженные частички пигмента под действием электростатических сил переносятся на поверхность бумаги.
Г. Закрепление тонера
Чтобы частицы тонера закреплялись на носителе информации для создания стабильного печатного изображения, необходимо зафиксировать тонер на бумаге. При нагревании бумаги с тонером происходит его оплавление и тем самым закрепление.
Д. Очистка
После переноса изображения с фоторецептора на бумагу на светочувствительном барабане могут находиться остаточные заряды и отдельные частицы тонера. Чтобы подготовить барабан для воспроизведения следующего изображения, необходима механическая «очистка» (нейтрализация) и, кроме того, снятие электрических зарядов на отдельных его участках. Удаление частиц тонера осуществляют щеткой и отсосом. Поверхностные заряды нейтрализуются коронным разрядом. После этого поверхность барабана станет электрически нейтральной и освобожденной от частиц тонера.
Как и перед первым этапом процесса, затем снова проводится зарядка фоторецептора, формирование изображения на барабане соответственно оригиналу и т.д.
Из описания процессов становится ясно, что электрофотография работает без традиционной в полиграфии печатной формы с печатными элементами. Скрытое электростатическое изображение формируется на фотополупроводниковом слое каждый раз, когда необходимо получить оттиск с оригинала.
Если электрофотографическим способом необходимо произвести печать определенного количества одинаковых экземпляров, то, в отличие от способов традиционной печати, где необходимо иметь печатную форму, для каждого оттиска заново нужно воспроизводить одно и то же изображение, используя свойство фотополупроводниковых материалов (фоторецептора) изменять свой поверхностный заряд. Это может привести к изменению печатного изображения, с одной стороны, из-за отклонений его параметров при формировании на материале и, с другой стороны, из-за нарушения параметров процесса при нанесении тонера на фоторецептор и впоследствии на бумагу.
Очевидно, что преимущество этой технологии заключается в том, что в процессе печати можно последовательно получать абсолютно разные оттиски. Отпадает необходимость изготавливать для каждой новой полосы традиционную печатную форму. Самые маленькие тиражи (до одного экземпляра) при этом будут экономически выгодны.
Благодаря возможностям цифровых технологий, сформировалось новое понятие – печать по требованию , т.е. в любое время можно получить любой оттиск из базы данных, имеющейся в компьютере. Кроме того, для одного издания, например, можно последовательно печатать отдельные страницы от первой до последней, затем так же отпечатать страницы для второго экземпляра и т.д. Сформировалось понятие – персонализация издания , т. е. изменение части печатного изображения, например, внесение адреса или дополнительной информации, специальной для каждого заказчика.
Струйная печать
Устойчиво получают свое развитие и внедрение в полиграфическую промышленность печатные машины, построенные на принципах струйной печати (Ink Jet). Эти принципы заложены в хорошо известные принтеры, в обиходе названные «струйниками», и получившие широкое распространение в практике офисной деятельности.
Струйный способ бесконтактной печати не требует промежуточного носителя информации об изображении оригинала, как это необходимо в электрофотографии при использовании фоторецептора. Этот способ позволяет наносить краску непосредственно на бумагу. Струйную печать можно разделить на непрерывную струйную печать и собственно капельно-струйную печать. Процессы предполагают в основном использование жидких печатных красок. Однако в последнее время начинают применяться и так называемые термокраски, которые при нагревании переходят из твердого в жидкое состояние. Они подаются на печатный лист и отверждаются при снижении температуры.
На рисунке 6.10 представлена одна из принципиальных схем непрерывной струйной печати .
Рис.6.10. Схема печатающей головки
устройства непрерывной струйной печати
В печатающей головке принтера создается непрерывный поток малых электростатически заряженных капель краски. Заряженные капли движутся в электростатическом поле, которое отклоняет их поток устройством, аналогичным по конструкции используемому в электронно-лучевых трубках. Управляя напряженностью поля, в соответствии с данными, характеризующими изображение (заложенными в ЭВМ), обеспечивается их попадание или непопадание на бумагу. Лишь незначительная часть потока капель, соответствующая воспроизводимому оригиналу, попадает на материал, преобладающая же часть возвращается в красочную систему.
6.2. ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ
ВОСПРОИЗВЕДЕНИЯ ТЕКСТОВОЙ ИНФОРМАЦИИ