Ксерография

скачать (94 kb.)





Лекция 16 . Ксерография
1.Ксерографический процесс

2. Процесс копирования
1.Ксерографический процесс

Множительная техника. Процесс ксерографии (состоит из двух латинских слов: ксерокс в переводе сухой и графос— запись) был изобретен и запатентован в 1938 г. Честером Карл­соном, американским изобретателем из Нью-Йорка. Через 10 лет после этого был выпущен первый аппарат. В середине 50-х гг. была создана первая специализированная фирма RANK XEROX, которая была монополистом до начала 70-х гг. В настоящее время идет конкурентная война между американской фирмой XEROX и японскими фирмами CANON, RICOH и SHARP.

Принцип работы ксерографического аппарата (рис.1) за­ключается в следующем. Поток светового облучения формиру­ется в соответствии с элементами изображения на оригинале. Далее этот поток воздействует на барабан. В местах, отражаю­щих контур изображения на барабане, образуется электростати­ческий заряд. За счет этого заряда образовавшийся на барабане порошок (или тонер) укладывается на его поверхность, копируя изображение оригинала. Затем барабан при повороте контакти­рует с бумагой, на которую переносится порошок и закрепляется на ней при обогреве.

Конструкции ксерографического аппарата различаются в за­висимости от его производительности и технических возможно­стей копирования:

Формат оригинала и копии — это размер листа бумаги, с которого и на который переносится изображение. Основной формат — это А4 (210-297 мм). Некоторые виды ксеро­графического аппарата могут исполнять форматы А2; А1; АО и A3 (297-420 мм). Иногда применяются форматы бумаги, при­нятые в США — В4 (250-354 мм); Letter (8-11 дюймов, или 216-279 мм) и Legal (8-14 дюймов, или 216-356 мм).

Ксерографические аппараты по своему назначению и воз­можностям копирования можно разбить на пять групп.

1. Портативные копировальные аппараты (portable copiers):

— формат оригинала и копии — А4;

— скорость копирования до 5-6 копий/мин.;

— рекомендуемый объем копирования — до 500 копий/мес. Назначение: изготовление небольшого числа копий в лю­бых условиях — дома, в офисе, в командировке и т. д.

2. Низкосортные копировальные аппараты (low—volume copiers):

— формат оригинала — А4 (A3);

— формат копии — А4 (A3);

— скорость копирования 10-15 копий/мин.;

— рекомендуемый объем копирования до 1500-2500 копий/ мес.

Назначение: обслуживание потребностей небольшого офи­са.

3. Офисные копиры среднего класса (middle—volume copiers):

— формат оригинала A3;

— формат копии — A3;

— скорость копирования до 15-30 копий/мин для А4 и 10-20 копий/мин для A3;

— рекомендуемый объем копирования до 10 тыс. копий/мес.

Назначение: обслуживание потребностей офиса средних размеров с большим документооборотом, требующим хорошего оформления документов — выделение цветом, масштабирование (Xerox-5331, Ricoh, FT-4222).

4. Копиры для рабочих групп (high—volume copiers):

— формат оригинала — А2;

— формат копии — А2;

— скорость копирования 40-80 копий/мин для формата А4;

— черно-белое копирование с возможностью выделения цветом;

— рекомендуемый объем копирования — более 15 тыс. копий/мес.

Назначение: обслуживание потребностей больших офисов и бизнес-центров; большие объемы копирования, необходимость брошюрования и сортировки документов (Xerox 5352).

5. Специальные копировальные аппараты: полноцветные и широкоформатные аппараты — копия и оригинал до АО (1194-814 мм); для копирования цветных фотографий, инженер­ных чертежей, вывода изображений на твердый носитель с ком­пьютера иди слайдов.

Большинство цветных ксероксов имеют невидимый код, рас­познаваемый при специальном освещении, или обладают способ­ностью к смещению цвета в случае копирования банкнот (Canon CLC-10, Xerox 5760).

В дополнение к перечисленным характеристикам аппаратов по группам отметим обобщенные технические данные:

— масштаб изображения копии в зависимости от оригина­ла — 25-400%;

— допустимая плотность бумаги 45-130 г/м;

— количество копий до полного использования ресурса све­точувствительного селенового барабана 10 тыс. — 1,5 млн;

— габаритные размеры (350-350-100)-(650-720-1200) мм;

— масса 8,5-200 кг.

На панели ксерографического аппарата расположены следу­ющие органы управления и контроля.

1. Кнопки для выполнения процесса копирования:

— пуска и остановки работы;

— набора количества копируемых копий;

— выбора масштаба фиксированного или произвольного;

— регулятора экспозиции для ручного или автоматическо­го режима и т. д.

2. Табло для отражения масштаба копирования и количества изготовляемых копий.

3. Система сигнализации для контроля за проведением про­цесса копирования.

Главное требование к качеству копии — это воспроизведение изображения в наиболее благоприятном для зрительного воспри­ятия виде, что предполагает отсутствие на копии каких-либо инородных вкраплений, пятен, пропусков, а также физических повреждений листа копии. Технические характеристики изобра­жения копии определяют следующие параметры:

1. Плотность изображения — мера насыщенности чер­ным элементом черно-белого изображения или темными тонами полноцветного изображения.

2. Контраст — разница между плотностями самого тем­ного и самого светлого участков изображения. Если взять для аналогии характеристики телевизионного изображения, то мож­но утверждать, что плотность изображения определяет яркость, а контраст — контрастность копии.

3. Фон. На высококачественных копиях тон пространства, не покрытого элементами изображения, визуально не должен отли­чаться от цвета чистой бумаги до копирования.

4. Разрешение — возможность различать отдельные тон­кие вертикальные или горизонтальные линии на изображении. Измеряется в количестве линий на единицу длины (линий/мм) путем проведения под микроскопом анализа копии с текстового листа:

очень хорошо 4,5-5 л/мм;

хорошо 3,5-4,4 л/мм;

удовлетворительно 2,5-3,4 л/мм.

5. Четкость — это возможность передачи при копировании мелких фигурных элементов изображения. Существует специ­альный тест по европейскому стандарту DIN 19051-2 с изо­бражением ряда фигур с указанием градаций этого параметра. Четкость должна мало изменяться при расположении элемен­тов изображения в любом месте на рабочей поверхности ко­пии.

6. Точность передачи линейных размеров изображе­ния. При показателе масштабирования 1:1 в большинстве копи­ровальных машин ошибки передачи линейных размеров не пре­вышают 1%.

7. Смещение изображения на копиях относительно краев стандартного листа и перекос. В отрегулированном копире данные смещения должны укладываться в заданные рам­ки — обычно 2-3 мм.

8. Низкая чувствительность к определенным цветам изображения оригинала. Физические особенности электро­графических аппаратов черно-белого копирования не позволяют различать полную цветовую гамму оригиналов. Подавляющее большинство современных копиров не "чувствует" желтого цвета (при получении черно-белой копии с полноцветного оригина­ла желтые детали передаются, как белые).
2. Процесс копирования
Современный копировальный аппарат, работающий на принципе сухого электростатическо­го копирования, состоит из следующих узлов:

> оптическая система, которая обеспечивает перенос изображения на фоточувствитель­ный барабан

> система подачи и транспортировки бумаги

> узел проявки, который наносит тонер на барабан и делает скрытое электростатическое изображение видимым

> узел закрепления, в котором перенесенное на бумагу изображение закрепляется путем нагрева.

Процесс сухого электростатического копирования состоит из следующих этапов:

1. Предварительная зарядка отрицательным потенциалом светочувствительного барабана

Фоточувствительный барабан — это сердце копировального аппарата. Наружная поверх­ность фоточувствительного барабана образована слоем органического фотопроводника, нане­сенного на проводящий цилиндр (рис. 1).

Перед операцией воздействия первичного коронного разряда, свет от ламп предварительно­го кондиционирующего экспонирования направляется на поверхность барабана. Этот процесс обеспечивает удаление остаточных зарядов и способствует выравниванию плотности копии.



Рис. 1

В фотопроводящем слое под действием света формируется скрытое электростатическое поле, представляющее собой точную проекцию оригинала, первоначально отразившего этот свет.

2. Воздействие первичного коронного разряда

Первичный коронный разряд (отрицательный потенциал) формирует равномерный слой от­рицательных зарядов по поверхности барабана. Величина потенциала поверхности барабана с помощью специального устройства поддерживается постоянной.

3. Сканирующее экспонирование

Свет от оригинала проецируется на поверхность барабана. Области, которые на копии дол­жны получиться светлыми, разряжаются светом из узла сканирования, и на поверхности бара­бана остаются отрицательно заряженными лишь те участки, на которые должен быть нанесен тонер. Заряды на освещенных участках поверхности барабана нейтрализуются благодаря фотопроводящим свойствам вещества, нанесенного на поверхность барабана. Таким образом, на поверхности барабана формируется скрытое электростатическое изображение.

4. Проявление

Скрытое электростатическое изображение, сформированное в слое фотопроводника пада­ющими на него лучами света, отраженными от сканируемого оригинала, необходимо сделать видимым, нанеся на заряженные участки барабана равномерный тонкий слой тонера, т. е. на те участки, которые на копии должны получиться темными.

Частицы тонера заряжены положительно и, будучи расположены в непосредственной близо­сти от барабана, легко переносятся на его отрицательно заряженные области.

Тонер содержится в узле проявки, который расположен рядом с барабаном. Иногда узел проявки составляет с барабаном один узел, как, например, в картриджах Е-16/Е-30.

Узел проявки состоит из проявляющего цилиндра (постоянный магнит, окруженный вращаю­щейся втулкой) и ножа, выполненного из магнитного материала. Вращающийся проявляющий цилиндр притягивает к себе тонер из бункера. При этом на поверхности проявляющего цилинд­ра формируется тонкий однородный слой тонера.

Тонер бывает двух типов: однокомпонентный и двухкомпонентный. Красящие частицы одно­компонентного тонера сами обладают магнитными свойствами, благодаря чему они удержива­ются на проявляющем цилиндре. Красящие же частицы двухкомпонентного тонера не могут самостоятельно удерживаться на проявляющем цилиндре, но прилипают к находящимся в ем­кости для тонера частицам специального магнитного порошка, который называется девелопером или носителем, и попадают вместе с ним на проявляющий цилиндр.

Сила магнитного притяжения красящих частиц к девелоперу или магнитному проявляющему цилиндру подобрана таким образом, чтобы она была меньше электростатического притяжения к заряженной поверхности барабана и не препятствовала переносу частиц на него.

При использовании двухкомпонентного тонера девелопер остается на проявляющем цилин­дре и продолжает служить дальше. В инструкциях по эксплуатации многих аппаратов написано, что девелопер вообще не требует восполнения или замены, однако практика показала, что у любых моделей рабочие характеристики девелопера со временем начинают ухудшаться, и это сказывается на качестве копий.

Итак, в процессе проявки на поверхность барабана наносится в виде тончайшего слоя тоне­ра зеркальное позитивное изображение оригинала.

5. Перенос изображения

Позитивное зеркальное изображение на барабане может быть перенесено на проходящую под барабаном бумагу простым совмещением поверхностей, при котором выполнится обратная зеркальная трансформация и получится точная копия.

Однако простой механический контакт бумаги с барабаном не обеспечивает достаточно хо­роший перенос тонера. Поэтому на обратной стороне копировальной бумаги с помощью коротрона переноса, размещенного под проходящим через аппарат листом бумаги, создается допол­нительный потенциал коронного разряда. В результате все притягиваемые его отрицательным зарядом частицы тонера отрываются от барабана и попадают на поверхность бумаги, создавая там копию оригинала.

Коротроны переноса бывают проволочными, игольчатыми или губчатыми. Проволочный ко-ротрон представляет собой туго натянутую тонкую (около 70 мкм в диаметре) металлическую нить со специальным напылением. Игольчатый коротрон имеет форму металлической пласти­ны с частыми острыми зубцами, а губчатый коротрон представляет собой металлический вал, обтянутый специальным пенистым полимером, на который подано напряжение. Губчатый ко­ротрон вплотную прижимается к барабану и выполняет еще и функцию дополнительного ролика подачи.

Нить коротрона, находясь под высоким напряжением, производит значительное количество озона. Игольчатые и губчатые коротроны выделяют значительно меньше озона. В любом слу­чае, воздействие озона в больших дозах на организм человека довольно неблагоприятно, по­этому копировальные аппараты обычно снабжены озоновыми фильтрами, которые расположе­ны в вытяжном вентиляторе и преобразуют озон в кислород.

6. Отделение бумаги с барабана

Статически заряженный лист бумаги имеет тенденцию прилипать к барабану. Поэтому для его отделения используется специальная техника.

Конструкция копировального аппарата рассчитана таким образом, чтобы копировальный лист отделялся под действием собственного веса и жесткости.

Следует при этом отметить, что тонкая бумага лишена необходимой жесткости и может заво­рачиваться вокруг барабана вместо того, чтобы отделяться от него.

Чтобы избежать этого, используется устройство снятия статического заряда или специальный коротрон отделения. На это устройство подается положительное напряжение, которое ослабляет притяжение между барабаном и копировальной бумагой. Это обеспечивает беспрепятственное отделение бумаги от барабана.

Кроме того, на некоторых моделях копировальных аппаратов рядом с барабаном установле­ны специальные отделительные лапки.

После отделения от барабана полученная копия подается в узел термического закрепления, где проходит заключительная стадия процесса копирования — закрепление. J

7. Термическое закрепление изображения

Перенесенный на бумагу тонер необходимо каким-то образом зафиксировать, иначе он про­сто обсыплется. Фиксация осуществляется путем нагрева копии под определенным давлением. Для этого копировальная бумага обжимается между двумя нагретыми валиками.

Часть копировального аппарата, осуществляющая термическое закрепление копии называ­ется узлом закрепления или термоблоком.

В большинстве узлов закрепления в качестве нагревательного элемента используются лам­пы накаливания, обеспечивающие специальному закрепительному валу, изготовленному из алю­миния и покрытому тефлоном (этот вал принято называть тефлоновым валом), температуру, достаточную для закрепления тонера на копии, проходящей под ним. К тефлоновому валу копия прижимается резиновым прижимным валом.

Для того чтобы тонер не переносился на следующую копию, поверхности закрепительного и прижимного валиков очищают очистительным валиком.

В последние годы фирма Canon использует технологию, в которой вместо нагревательной лампы и тефлонового вала используются керамический термоэлемент и тефлоновая пленка. При использовании этой технологии энергия расходуется более эффективно и практически не требуется времени на предварительный прогрев копировального аппарата для приведения его в рабочее состояние.

8. Очистка барабана

На этом этапе поверхность барабана подготавливается к следующей операции копирования. Часть тонера, оставшаяся после переноса на барабане, счищается с него специальным ре­зиновым лезвием — ракелем, и попадает в бункер для отработанного тонера, предусмотренный конструкцией аппарата.


Рефераты Практические задания Лекции
Учебный контент

© ref.rushkolnik.ru
При копировании укажите ссылку.
обратиться к администрации