Лекция 16. Ксерография
1.Вспомогательные узлы
2.Требования к бумаге
3.Описаниеаппарата и процесса копирования
1.Вспомогательные узлы
Копировальныйаппарат содержит также вспомогательные узлы — оптическую систему и системуподачи и транспортировки бумаги.
Воптической системе копировальных аппаратов может использоваться как подвижныйэкспозиционный стол, так и неподвижная оптическая система с зеркалами итросовой передачей. Подвижный стол обычно применяют в недорогих«персональных» копировальных аппаратах, рассчитанных на производстводо 50 копий в день.
Оптическаясистема предназначена для плавного перемещения узкого направленного луча светасканирующей лампы по оригиналу, чтобы отраженный от поверхности оригинала пучоксвета падал на синхронно вращающуюся поверхность барабана, и под еговоздействием в слое фотопроводника возникало статическое поле, соответствующееизображению на оригинале.
Болееподробно особенности оптической системы конкретных моделей описываются в посвященныхим главах.
Узлытранспортировки бумаги осуществляют перемещение бумаги по всему тракту копирования.Поступающая в копировальный аппарат бумага останавливается для синхронизации передбарабаном, и как только на валик синхронизации приходит сигнал от процессора,копирование начинается. Бумага проходит под фотобарабаном, на нее переноситсятонер, далее она отделяется от поверхности барабана и транспортируется втермоблок. Там лежащий на ее поверхности тонер закрепляется и впрессовывается,образуя готовую копию.
Внебольших портативных аппаратах транспортировку осуществляют всего несколькороликов подачи и электромагнитов. В высокопроизводительных аппаратах узелтранспортировки бумаги может содержать следующие устройства:
> поддоны (кассеты) с механизмом определенияформата находящейся в них бумаги;
>дуплексы, которые существенно упрощают производство двусторонних копий,поскольку накапливают в себе копии, отпечатанные на одной стороне бумаги, чтобызатем повторно подать их для копирования с другой стороны, когда оригинал настекле экспозиции будет перевернут вручную или автоматически;
>автоподатчики — обычно на них можно поместить сразу стопку оригиналов, изкоторой они смогут самостоятельно забирать по одному листу;
>сортеры, выполняющие разделение тиража по отдельным стопкам в различныхрежимах, задаваемых оператором;
>финишеры, которые отличаются от сортеров тем, что вместо обоймы пластиниспользуют для разделения тиража всего один подвижный лоток;
>степлеры, часто входящие в состав сортеров и автоматически прошивающие стопкиготовых копий скрепками.
Крометого, за дополнительную плату в комплект высокопроизводительных копировальныхаппаратов могут входить следующие узлы:
>металлическая подставка на колесиках, на которой удобно размещать большиеаппараты;
>счетчики пользовательских карточек, которые дают возможность руководителю иметьчеткое представление о числе копий, сделанных на аппарате каждым изсотрудников;
Ø контактные планшеты, позволяющиевыполнять примитивное редактирование изображения.
2.Требования к бумаге
Современныекопировальные аппараты в большинстве своем работают с обычной офисной бумагой,а некоторые модели позволяют копировать на прозрачную пластиковую пленку дляпроекторов.
Обычнодля копирования используют бумагу с плотностью от 65 до 200 г/м2,хотя аппараты фирмы Ricohдовольно непритязательны по отношению к качеству используемой бумаги.
Еслиже говорить о современной копировальной технике в целом, то бумагу длякопировального аппарата следует выбирать по возможности более высокогокачества. Дело в том, что использование низкокачественной бумаги сильно снижаетсрок службы рабочих узлов аппарата, и в первую очередь фотобарабана, посколькубумага низкого качества обладает повышенной абразивностью. Кроме того, бумагас низкой плотностью гораздо легче заминается на тракте подачи и чаще рветсяпри попытках извлечь ее.
Следуетотдельно заметить, что при производстве некоторых видов копий (двусторонних,изготовляемых за несколько проходов, с высоким процентом черного цвета)требования к плотности бумаги повышаются, поскольку увеличиваетсяотносительная доля массы тонера в массе копии, и при закреплении в термоузлетонер может деформировать лист. Так что от производства двусторонних копий натонкой бумаге лучше воздержаться.
Поэтомудля изготовления копий лучше всего брать бумагу с самым высоким коэффициентомбелизны и плотностью не менее 80 г/м2. Хранить бумагу надо в сухомпомещении при комнатной температуре, располагая пачки горизонтально.
Нерекомендуется сразу же начинать копирование на бумаге, долгое времянаходившейся в холодном помещении. Лучше выдержать бумагу от получаса до суток,в зависимости от перепада температур и общего количества бумаги.
Размерыи ориентация подаваемых для копирования листов могут быть различными.
Максимальныйразмер определяется размерами экспозиционного стекла и шириной тракта подачиконкретной модели, а минимальный —лишь характеристиками тракта подачи иколеблется от размера визитной карточки до размера почтовой открытки.
Бумагав копировальный аппарат может подаваться либо с ручного лотка, либо с поддона.В некоторых аппаратах листы автоматически забираются по одному из пачки,помещенной в лоток ручной подачи. Аппараты, в которых закладывается всего поодному листу, несколько проще по конструкции, но затрудняют работу оператора.При подаче с бокового лотка бумага проходит напрямую, не изгибаясь, и поэтомутребования к ней значительно ниже. Поэтому картон, пластиковую пленку,визитные карточки и почтовые открытки для надпечатки следует подавать только сручного лотка.
Поддоны,рассчитанные на хранение большого количества листов с автоматической подачейих по мере надобности, имеют механические ограничители, выставляемые операторомв соответствии с форматом бумаги, которую он собирается загружать. Ввысокопроизводительных копировальных аппаратах поддоны оснащены датчикамиформата, позволяющими процессору выбрать нужный процент увеличения илиуменьшения оригинала для автоматического масштабирования, а такжесамостоятельно подать бумагу из подходящего по формату поддона.
3.Описаниеаппарата и процесса копирования
Копировальныйаппарат CanonNP-1215является одной из самых популярных в России моделей. Это аппарат среднегокласса, позволяющий масштабировать изображение. Вид аппарата в разрезепредставлен на рис. 1
Рис.1. Вид аппарата NP-1215 в разрезе: 1 — зеркало 3; 2 — зеркало 2; 3 — зеркало 1;4 — сканирующая лампа; 5 — стекло копировального стола; 6 — крышкакопировального стола; 7 — объектив; 8 — лампапредварительного кондиционирующего экспонирования; 9 — узел первичногокоронного разряда; 10 — зеркало 6; 11 — зеркало 5; 12 — зеркало 4; 13 — лотокручной подачи; 14 — захватывающий валик; 15 — регистрационные валики; 16 — узелкоронного разряда переноса; 17 — фоточувствительный барабан; 18 — кассета сбумагой; 19 — питатель; 20 —блок закрепления; 21 — валик выдачи копий; 22 —вытяжной вентилятор.
Рассмотрим,как происходит процесс копирования в этом аппарате. Блоки и узлы аппаратапоказаны на рис. 1.
Рис.2. Блок-схема копировального аппарата NP-1215
Процессформирования изображения состоит из восьми операций, схематически представленныхна рис. 2.
Операция1: Предварительное кондиционирующее экспонирование.
Операция2: Первичный коронный разряд (отрицательный потенциал постоянного тока).
Операция3: Экспонирование изображения.
Операция4: Проявление (положительный потенциал плюс переменный ток).
Операция5: Перенос (отрицательный потенциал постоянного тока).
Операция 6:Отделение.
Операция7: Закрепление.
Операция8: Очистка барабана.
Рис.3. Блок-схема формирования изображения
Опишемэти операции более подробно.
Операция1: Предварительное кондиционирующее экспонирование Сначаласвет от ламп предварительного кондиционирующего экспонирования направляется наповерхность барабана. Этот процесс обеспечивает удаление остаточных зарядов испособствует выравниванию плотности копии (рис. 4).
Рис.4.Предварительное кондиционирующее экспонирование
Операция2: Воздействие первичного коронного разряда
Первичныйкоронный разряд (отрицательный потенциал) формирует равномерный слой отрицательныхзарядов по поверхности барабана (рис. 5).
Величинапотенциала поверхности барабана определяется сеточным потенциалом. Сетка подсоединенак земле через варистор, который поддерживает постоянство потенциала барабанана уровне напряжения пробоя варистора.
Рис.5. Воздействие первичного коронного разряда.
Операция3: Сканирующее экспонирование
Присканировании оригинала свет, отраженный от оригинала проецируется наповерхность барабана. Заряды на этих освещенных участках поверхности барабананейтрализуются благодаря фотопроводимости барабана.
Вконце этого процесса на поверхности барабана возникает рисунок из отрицательныхэлектрических зарядов, соответствующий темным участкам изображения документа.Светлые участки документа представлены на барабане отсутствием зарядов.Рисунок из отрицательных зарядов визуально наблюдать невозможно, и поэтому онназывается скрытым электростатическим изображением (рис. 2.6).
Рис.6. Формирование скрытого электростатического изображения
Операция 4: Проявление
Рис.7. Схема узла проявки
Какпоказано на рис. 7, узел проявки состоит из проявительного цилиндра (постоянныймагнит, окруженный вращающейся втулкой) и ножа, выполненного из магнитногоматериала. Черный тонер является однокомпонентным продуктом, состоящим изтонкого порошка смеси магнетита и полимерного связующего. Тонер являетсяизолятором и заряжается до положительного потенциала благодаря трениюотносительно вращающегося цилиндра.
Цветнойпроявитель представляет собой двухкомпонентный продукт, состоящий из железногопорошка (носитель) и тонера, смешанных в заданном отношении. Основнымкомпонентом тонера является полимерная смола. Тонер заряжают до положительногопотенциала, а железный порошок — до отрицательного потенциала, что достигаетсяблагодаря трению относительно вращающегося цилиндра.
Междумагнитом и краем ножа формируется концентрированное магнитное поле. Этополе притягивает заряженный проявитель (рис. 8).
Рис.8. Процесс нанесения проявителя на проявляющий цилиндр
Проявительпод действием магнитного поля оказывается практически неподвижным, образуязавесу вдоль кромки ножа. По мере вращения цилиндра эта завеса обеспечиваетразмазывание частиц тонера по его поверхности с формированием тонкогооднородного слоя.
Одновременнона проявительный цилиндр подают переменное напряжение вместе с отрицательнымпотенциалом постоянного тока, так что суммарная форма смещения проявительногопотенциала имеет более значительную отрицательную ветвь (по сравнению сположительной).
Вовремя копирования тонер притягивается к барабану благодаря тому, что егоповерхность заряжена, а также за счет отталкивания, благодаря наличиюпроявительного смещения (на протяжении положительной ветви). При этом скрытоеэлектростатическое изображение преобразуется в видимое. Лишние частицы тонерапритягиваются обратно к цилиндру с барабана благодаря зарядам на поверхностибарабана и наличию проявительного смещения (на протяжении отрицательной ветви).
Величинасмещения постоянного тока влияет на плотность копии и образование вуали: чемменьшим по абсолютной величине является потенциал смещения (то есть чем ближеон подходит к 0 В), тем выше оказывается плотность и вуалеобразование.
Операция5: Перенос изображения
Наэтой стадии узлом коронного разряда переноса изображения на оборотной сторонекопировальной бумаги создается отрицательный потенциал, что обеспечиваетпритяжение тонера с поверхности барабана на копировальную бумагу.
Рис. 2.9.Процесс переноса изображения на бумагу Операция 6: Отделение бумаги от барабана
Рис.10. Процесс отделения бумаги от барабана
Копировальнаябумага отделяется от барабана благодаря своей жесткости. Следует при этомотметить, что тонкая бумага лишена необходимой жесткости и может заворачиватьсявокруг барабана вместо того, чтобы отделяться от него. Чтобы этого избежать, наустройство снятия статического заряда отделения подается положительноенапряжение, что ослабляет притяжение между барабаном и копировальной бумагой(рис. 10). Этим обеспечивается беспрепятственное отделение бумаги от барабана.
Операция7: Закрепление изображения
Наэтой стадии копировальная бумага обжимается между двумя нагретыми валиками. Приэтом тонер расплавляется и впрессовывается в бумагу, что делает образованноетонером изображение прочным. Чтобы избежать прилипания тонера к валику ипереноса тонера на следующую копию, поверхность закрепительного валика послекаждой копии очищается очистительным валиком (рис. 11).
Рис.11. Процесс термического закрепления изображения
Операция8: Очистка барабана
Наэтой стадии поверхность фоточувствительного барабана подготавливается кследующей операции копирования. Возможный остаточный тонер снимается с барабанас помощью очистительного ракельного ножа и подбирается улавливателем тонера.Затем он отбрасывается в заднюю часть лопатками вертушки (рис. 12).
Рис.2.12. Очистка барабана и подготовка его к следующей операции копирования
Кромеосновных процессов, связанных с переносом изображения на бумагу, в копировальномаппарате осуществляются и вспомогательные процессы: бланковая экспозиция ипревращение возникающего при коронном разряде озона в кислород.
Бланковаяэкспозиция представляет собой процесс освещения светом фоточувствительногобарабана с целью снятия поверхностного потенциала на участках без изображения,возникающих при копировании с уменьшением. Это освещение создается лампойпредварительного кондиционирования и рефлектором отражается на барабан.
Впромежутке между последовательно следующими листами копировальной бумаги на барабанеобразуются участки без изображения. На этих участках напряжение на узлепервичного коронного разряда снижается, чтобы исключить налипание тонера. Дляэтих участков бланковая экспозиция для снятия поверхностных зарядов неосуществляется.
Дляпревращения возникающего при коронном разряде озона в кислород в вытяжном вентиляторекопировального аппарата используется каталитический озоновый фильтр, которыйисключает выброс озона в атмосферу.