Мы рассмотрим только два из всей совокупности: диазотипию и везикулярный процесс.

Диазотипия – это фотохимический позитивный процесс, основанный на использовании свойств диазосоединений (органические соединения - соли диазония) и способных разлагаться под действием света; применяется для копирования технической документации на бумаге или кальке (целлофановой или триацетатной) со светочувствительным слоем. Диазосоединение экспонируется ультрафиолетовым или фиолетовым светом через прозрачный или полупрозрачный оригинал. При обработке в щелочной среде (например, в парах аммиака) происходит окрашивание на неэкспонированных участках. В результате получается позитивное изображение, состоящее из азокрасителей.

Экспонирование и проявление при диазотипии могут осуществляться как одновременно, так и раздельно. Фиксирование не требуется, хотя диапозитив не подлежит длительному хранению, особенно на свету.

Достоинствами диазоматериалов являются их низкая стоимость и возможность сухой обработки. Это определило их широкое применение в копировально-множительных процессах, при вторичной регистрации информации (например, изготовление копий кинофильмов). Низкий уровень светочувствительности (в миллион раз меньше по сравнению с фотобумагами общего назначения) не позволяет применять диазоматериалы в процессах первичной регистрации визуальной информации.

Спектральная чувствительность диазоматериалов ограничивается диапазоном 300 – 500 нм. Разрешающая способность составляет порядка 400 – 1500 мм^-1.

4.3. Везикулярный процесс представляет собой фотохимическое разложение светочувствительного вещества, равномерно распределенного в полимерном слое. При экспонировании светочувствительного вещества происходит выделение пузырьков газа (молекулярный азот). В достаточном количестве эти пузырьки благодаря рассеянию света создают оптическую плотность. Полученные таким образом везикулярные изображения в зависимости от угла наблюдения изображения могут быть позитивными и негативными. Фиксирование везикулярного изображения осуществляется под воздействием длинноволнового ультрафиолетового излучения (λ=300 - 450 нм) и тепла (Сº=100 - 120º), что вызывает разложение оставшегося в слое светочувствительного вещества.

Практическое применение везикулярного процесса относят к 1958 г., в связи с появлением светочувствительного материала «Кальфакс», в котором был реализован данный процесс.

Низкая стоимость, простота и скорость обработки, возможность получения полутоновых изображений удовлетворительного качества позволили использовать его в кинематографии, микрофильмировании, репрографии, полиграфии.

Светочувствительность везикулярных пленок приблизительно на порядок больше, чем у диазоматериалов. Спектральная чувствительность аналогична диазотипным материалам, а разрешающая способность составляет порядка 1000 мм^-1.

4.4. Термография.Способность инфракрасных лучей эффективно преобразовывать энергию оптического излучения в тепловую эффективно используется для целей термографии – особого способа регистрации изображений, производимого локальной тепловой реакцией в местах нагревания термографического материала. Разработка данного способа относится к 1950 – 1952 гг., в ее результате был предложен прямой и косвенный способ.

Термографическая бумага для получения копий пропитана веществом, химический состав и цвет которого необратимо изменяются при нагревании. Поскольку темные участки оригинала поглощают больше энергии излучения, чем светлые области, термографическая бумага при контакте с темными участками оригинала сильнее нагревается и изменяет цвет, образуя позитивное изображение. В рассмотренном процессе фотоны взаимодействуют не с атомами фоточувствительной среды, а с агрегатными скоплениями атомов. Фиксирование изображения не требуется, хотя при длительном хранении, особенно в местах с повышенной температурой воздуха, потемнение термографической бумаги происходит по всей поверхности.

Термопринтеры. К ним относятся принтеры с термопереносом и термосублимационные принтеры. Все они при работе используют нагрев.

Работа термопринтеров основана на взаимодействии специальной бумаги, которая темнеет при нагревании, и печатающей головки с нагревательными элементами. В процессе печати цветных изображений для переноса красителя на бумагу используется не удар, а точечный нагрев красящей ленты.

Принцип действия термопринтера очень прост. Печатающий элемент представляет собой панель с нагреваемыми элементами. В зависимости от подаваемого напряжения нагреваются те или иные элементы, которые заставляют темнеть специальную термобумагу в месте нагрева. Достоинством данного типа принтеров несомненно служит то, что им не нужны расходные материалы кроме специальной бумаги. Недостатком является малая скорость печати.

Широкое практическое применение способ термографии получил в контрольно-кассовых машинах.

В термосублимационных принтерах (термосублимация – процесс перехода вещества из твердого состояния в газообразное, минуя жидкое состояние) краситель с поверхности красящей ленты переносится на бумагу. При перемешивании паров красителей различного цвета достигается очень качественная цветовая гамма (фотореалистичный режим печати).

Общий принцип действия термосублимационных печатающих устройств заключается в следующем.

В печатающей головке используется керамическая подложка с резисторами, напряжение на которых регулируется микросхемой. Подложка имеет твердое покрытие из оксида кремния или напыление, идентичное алмазному.

Материал для переноса красителя на бумагу состоит из тонкого прозрачного пластика, покрытого тонким слоем воска, полимера или композиционным материалом, представляющим собой сочетание воска и полимера. Этот слой входит в непосредственный контакт с бумагой. При подаче напряжения на резистор происходит его нагрев, в результате чего воск или полимер переносится на бумагу. Воск требует меньшей степени нагрева, полимер большей.

После переноса воска пластиковая подложка отделяется от бумаги, оставляя воск на ней. Этот процесс вызывает сильную зарядку бумаги статическим электричеством, и иногда используется специальное оборудование для снятия статики. Другой проблемой является то, что головка сильно перегревается, поэтому для ее охлаждения используют специальные алюминиевые радиаторы.

От типа материала, применяемого для переноса красителя, зависит долговечность изображения. Воск стирается, быстро выцветает, в то время как полимерные покрытия даже в сочетании с воском достаточно надежны. Одним из достоинств термопереноса является влагостойкость материала.

При цветной печати производится несколько проходов с различными лентами воска (CMYK- модель) в результате чего формируется полутоновое растровое изображение. Некоторые принтеры позволяют делать точки разных размеров. На таких принтерах установлена печатающая головка с хорошим охлаждением и очень четкой регулировкой времени и степени нагрева каждой точки, что позволяет воску растекаться по бумаге. Эта технология дает более плотную заливку на больших площадях.

В настоящее время используют несколько видов сублимационного переноса красителя.

Сублимация красителя (Dye Sublimation). При таком методе краситель переносится с ленты при ее нагревании термоголовкой, которая обеспечивает различные температурные режимы. В зависимости от температуры происходит перенос большего или меньшего количества красителя, в результате чего образуются различные оттенки цвета. Такой способ сублимации является наиболее медленным. Изображения, напечатанные таким способом, могут быть подвергнуты вторичному переносу с помощью нагрева. Для печати используется специальная бумага с покрытием, в котором собственно и оседают сублимирующиеся красители.

Термовосковой перенос (Wax Thermal Transfer). При термовосковом переносе диапазон рабочих температур несколько ниже, чем в предыдущем случае. Расплавленный воск, нанесенный на ленту стекает и застывает на бумаге. Такой способ позволяет увеличить скорость печати, однако технология дает наилучшие результаты при значительном размере деталей изображения, заполняемых одним цветом. При печати полноцветных рисунков становится явно виден растр, как на струйных принтерах с низким разрешением.

Термовосковая гибридная сублимация (ТГС) (Wax Thermal Hybrid Sublimation) - это сочетание воскового переноса и сублимации красителя. Этот способ также называется настоящей или отложенной сублимацией.

Термоголовка используется для переноса красителя, находящегося в восковом носителе. Низкая температура термовоскового процесса переносит частицы красителя на бумагу, но не позволяет ему сублимироваться. Такая технология ориентирована в первую очередь на повторный перенос, т.е. отпечаток переносится на другую поверхность. Для переноса используется термопресс, который расплавляет воск и одновременно позволяет красителю сублимироваться на поверхность. Технология, разработанная фирмой Sawgrass Systems позволяет получить наилучший результат при повторном переносе. Поскольку сублимация красителя на материал с бумаги происходит только при повторном переносе.

Термический перенос сухой смолы (ТПСС) (Thermal Dry Resin Sublimation) аналогичен сублимации красителя. Но вместо того, чтобы переносить одну точку с ленты на бумагу, ТПСС принтеры превращают специальную обезвоженную смолу в пар. Специально изготовленная бумага абсорбирует газообразный краситель. В результате получаются отличные оттенки практически без растра. Такие принтеры идеально подходят для печати фотографий. Этот способ печати в основном относится к принтерам ALPS, которые, однако, используют и сублимацию красителя. Принтеры позволяют производить печатать на различных материалах, используя различные красители, включая металлические.

Твердочернильные технологии (Solid Ink Printers) реализованы фирмой Tektronix (серия Tektronix 840-850). Красители здесь представляют собой твердые частицы красителя CMYK. Частички красителя каждого цвета находится в собственном отделении картриджа. Чернила расплавляются и подаются в печатающую головку. Она создает изображение на алюминиевом барабане, с которого и переносится на бумагу. Для того чтобы чернила не застывали на барабане, их подогревают. Ширина печатающей головки равна ширине листа. Лист движется относительно головки, которая переносит на него краситель. Наиболее интересной в данном принтере является сама печатающая головка. Печатающая головка представляет собой блок сопел (по 112 на каждый цвет), снабженных пьезоэлементами. При срабатывании пьезоэлемента, капля расплавленных чернил попадает на барабан. Скорость печати в цвете доходит до 14 страниц в минуту. Принтер не рекомендуется выключать из сети, поскольку при этом забиваются сопла печатающей головки.

К сожалению все сублимационные технологии требуют присутствия прецизионной головки. Поэтому такие принтеры стоят достаточно дорого и не получили при современном уровне развития печатных технологий должного развития. Они рассчитаны на полноцветную печать высокого качества.

Кроме описанных способов термографии известен также электротермографический. В его основе лежит явление спада поверхностных зарядов при нагревании термографического слоя. Для этого применяются вещества, чувствительные к нагреву, а именно: смолы в виде слоев на бумажной подложке. Сам процесс спада зарядов вызван сильным уменьшением удельного сопротивления смол при повышении температуры. После коронного заряда и нагревания термографического слоя ИК- излучением, вызывающим снижение удельного сопротивления до низкого уровня, будет происходить быстрый спад поверхностного заряда на экспонированных участках. После процесса экспонирования копию со скрытым электростатическим изображением подвергают электрографическому проявлению, которое образует видимое негативное изображение.

Электротермографические копии по контрасту сравнимы с электрофотографическими, однако этот способ значительно уступает последнему по разрешающей способности.

4.5. Фотополимеры. Формирование изображения в слоях фотополимеров (фоторезисторов) осуществляется благодаря реакциям фотолиза, фотодимеризации или фотоструктурирования. В результате воздействия света экспонированные участки перестают растворяться в некоторых растворителях (проявителях фоторезисторов), или наоборот, скорость растворения экспонированных участков становится гораздо большей, чем неэкспонированных. В первом случае фоторезисторы называют негативными, во втором – позитивными. Примером негативного фоторезистора может служить слой на основе поливинилциннамата – продукта этерификации поливинилового спирта коричной кислоты.

Фоторезисторы находят применение в качестве технологического материала в фотолитографических процессах изготовления различных изделий современной электроники и микроэлектроники (печатные платы, полупроводниковые приборы и схемы, фотошаблоны).

Спектральная чувствительность фотополимеров (фоторезисторов) ограничивается диапазоном 240 – 400 нм. Разрешающая способность составляет порядка 500 мм^-1.