4 Перенос зображення

Процес переносу зображення полягає в переносi часточок тонера, що

формують видиме зображення, розташованих на поверхнi фоторецептора на папiр. Папiр, на який переноситься зображення, заряджається коротроном переносу до рiвня бiлъш високого, чим потенцiал поверхнi фоторецептора. При цьому сила притягання мiж поверхнею листа i частками тонера вище, нiж сила притягання між поверхнею барабана i тонером, що викликає притягання тонера до папера. Пiсля переносу все-таки невелика частина тонера залишасться на фоторецепторi, що згодом вiддаляється на стадії очищення барабана.

5 Вiддiлення папера

На цьому етапi аркуш паперу з нанесеним на нього зображенням оригiналу, вiдокремлюєтъся вiд барабана. У процесi переносу папiр заряджений бiльш сильно, ніж фоторецептор, вiдповiдно мiж ними виникає сила притягання. Для того щоб послабити цю силу, коротрон вiддiлення формує на поверхнi листа заряд перемiнного струму (для зниження потенпiалу папера до рiвня потенцiалу барабана). У результатi цього сила притягання мiж барабаном i папером слабшає, i папiр пiд дiєю власної ваги вiдокремлюється вiд барабана. Якщо цъого не вiдбувається, то папiр вiдокремлюєтъся вiд барабана механiчним способом, видiльними пальцями (зубами).

Пiсля етапу вiддiлення папера, копiя майже готова, але ще потрiбно закрiплення, iнакше її можна зiпсувати будь-яким механiчним впливом (наприклад, стерти пальцем). Для закрiплення копії використовується спецiальне пристосування - фьюзер (пiчка). Пiчка складається з тефлонового валу i гумового валу. Усерединi тефлонового валу розташовусться нагрiвальна лампа, що розiгрiває цей вал, до температури порядку 200 °С.

Лист подається мiж тефлоновим i гумовим валом i якби прокочується мiж ними. Таким чином, тонер, розташований на листi папера, спiкається, i утворюється стiйка до зовнiшнiх впливiв копiя оригiналу. Iснують кiлка рiзновидiв пiчок. Наприклад, замiсть тефлонового валу використовується керамiчний нагрiвалъний елемент. вiддiлений вiд папера термоплiвкою. Така система має менший час прогрiву, менше енергоспоживання, але є свої недолiки: плiвку дуже легко порвати (пошкодити), при неакуратному витягуваннi застряглого паперу з апарата.

6 Очищення барабану

Тонер, який залишився на поверхнi фоторецептора, пiсля процесу переносу зображення, віддаляється на даному етапi за допомогою леза очищення (ракеля). Вiдпрацьований тонер накопичується в спецiальному бункерi. В мiру нагромадження вiдпрацьованого тонера, цей бункер вимагає очищення.

7 Розрядка

На даному етапi вiдбувається видалення залишкового потенцiалу з поверхнi барабана. При висвiтленнi барабана свiтлом вiд лампи розрядки, вiдбуваєтъся генерування позитивних i негативних зарядiв у шарі генерування носіїв, що приведе до нейтралiзації i зникнення залишкових зарядiв на поверхнi алюмiнiєвого шару i поверхнi барабана. У пiдсумку потенцiал поверхнi барабана пiсля цього етапу наближається до нуля. У копiювальних апаратах рiзних виробникiв можливі незначні відмінності в реалізації процесів ксерографії.

Честер Карлсон 22 жовтня 1938 p. отримав перший в світі ксерографічний відбиток і тим самим відкрив нову еру поліграфії - еру ксерографії.

Сьогодні принципи ксерографи лежать в основі створення всіх апаратів, які ми називаються ксероксами, телефаксами та лазерними принтерами, тобто всього того різноманіття розмножувальної техніки, яке складає основу "настільних" друкарень.

В перекладі з грецької XEROX означає сухий. При ксерокопіюванні фарба наноситься на папір у вигляді найдрібнішого сухого порошку - тонера, на відміну від традиційної поліграфії, де використовуються "мокрі" (рідкі) фарби.

Будова ксерокса доволі складна для того, щоб у всіх її деталях розглядати принцип його роботи. Головна деталь ксерокопіювального апарата - барабан, що обертається. На ньому по всій поверхні рівномірно тонким шаром нанесене спеціальне світлочутливе напівпровідникове покриття, головною особливістю якого є залежність зміни властивостей від рівня впливу світлової енергії. Чим більша освітленість, тим вища провідність. Раніше це був тонкий шар селену, зараз використовують багатошарові напівпровідникові покриття. У всіх випадках електричні характеристики напівпровідникового шару повинні лінійно змінюватися в залежності від рівня його освітленості.

На початку процесу ксерокопіювання на світлочутливому шарі створюють електричний первинний заряд за допомогою джерела постійної напруга (рисунок 5.1). В ксерокопіювальних апаратах застосовують два способи нанесення на світлочутливий барабан первинного заряду: за допомогою ролика первинного заряду чи дротяного коронатора. Метод нанесення первинного заряду роликом вважається екологічно чистішим та менш енергоємним, тому що в цьому випадку озон виділяється в такій кількості, як при використанні коронатора. Потім джерело постійної напруги відмикається та барабан з напівпровідниковим покриттям перетворюється в еквівалент циліндричної батареї заряджених елементарних конденсаторів, розміщених паралельно один одному та не зв'язаних між собою електрично.

Наступний етап - сканування оригіналу та створення на поверхні барабана "прихованого" зображення. Цей процес аналогічний створенню "прихованого" зображення в фотографії з тією лише різницею, що при фотографуванні відбувається хімічний процес зміни засвічуваного світлочутливого шару, а при ксерокопіюванні - електричний. При потраплянні світла на окремі ділянки світлочутливого шару (елементарні конденсатори, з яких і складається цей шар), мініатюрні конденсатори розряджаються настільки, наскільки довго й сильно їх освітлюють відбитим від оригіналу світлом. Час засвічування залежить від швидкості сканування та однаковий для всіх ділянок барабана, що обертається, а освітленість - від того, що зображено на оригіналі: від світлих ділянок відбивається більше світла, а від темних - менше (рисунок 5.2).

Після закінчення сканування починається процес "проявлення прихованого зображення". Він полягає в тому, що барабан, який обертається, торкається до фарбуючого порошку, у якого попередньо створюється заряд протилежного знаку: якщо, наприклад, на барабані "мінус", то в порошку створюється "плюс". Порошок налипає на заряджені ділянки барабана (однойменні заряди притягуються) в такій кількості, наскільки велике значення електричного заряду на них. Таким чином, на барабані з'являються світлі, темні та тоновані ділянки, тобто зображення. Як видно з рисунку 5.3 проявний вузол складається з проявного циліндра та ракеля. Проявний циліндр - це нерухомий магніт, навколо якого рухається циліндр.

Чорний тонер є однокомпонентним та складається з магнітного матеріалу та смоли. Цей тонер має властивості ізолятора та заряджається додатньо за рахунок тертя між проявним циліндром, що обертається, та ракелем. Сила електростатичного притягання переміщує порошок з проявного циліндра на світлочутливий барабан.

Рисунок 5.1 - Первинний процес ксерокопіювання

¶

Рисунок 5.2 - Процес сканування

Розглянемо процес друкування. Барабан продовжує обертатися та тепер торкається до паперу. На папері також попередньо створюють електростатичний заряд при чому достатньо сильний та протилежного по відношенню до порошку знака. З тильної сторони копіювального паперу подається від'ємний заряд, завдяки чому тонер переноситься з поверхні фоточутливого барабана на папір. З рисунку 5.4 видно, що заряд на папір переноситься за допомогою ролика заряду переносу, однак можна використовувати й коротрон переносу. Створене налиплим порошком зображення нагрівають спеціальним нагрівачем (ф'юзером) до такої температури (170° - 220° С), при якій порошок запікається на папері. На рисунку 5.5 наведено процес закріплення порошку на папері за рахунок спікання тонера.

Далі світлочутлива поверхня рухається через чистящий пристрій, який зчищає з неї залишки тонера, а цикл копіювання повторюється (рисунок 5.6).

Світлочутлива поверхня конструктивно реалізується у вигляді циліндра (барабана) чи неперервної плівки (майстер-плівки, майстер-юніт).

Магнітний вал конструктивно реалізується в вигляді картриджа чи девелопер-станції. Основним вузлом пристрою, що зчищує є ніж (ракель).

Рисунок 5,3 - Передача зображення на барабан

В деяких копіювальних апаратах малого класу циліндр, магнітний вал та пристрій, що зчищує реалізовано у вигляді єдиного вузла картриджа. Циліндр, ракель, девелопер та силіконовий вал (в складі печі), лампи сканера та печі є основними витратними комплектуючими копіювального апарата. Ресурс цих комплектуючих коливається від 3 -25тис. копій (в апаратах малої продуктивності) до 60 - 100 тис. копій (в апаратах середньої продуктивності) та 300 - 600 тис. копій (в професійних апаратах великої продуктивності).

Вартість витратних комплектуючих достатньо висока і в залежності від класу ксерокса, сумарна вартість цих комплектуючих може сягнути 15-35% від вартості копіювального апарата мінімальної комплектації.

Основним витратним матеріалом для копіювальних апаратів є тонер. В сучасних копіювальних апаратах застосовується тонер у вигляді порошку, що характеризується електростатичними та магнітними властивостями, а в так званих двокомпонентних копіювальних апаратах лише електростатичними властивостями.

Рисунок 5.4 - Нанесення зображення на папір

Другим компонентом в таких апаратах є девелопер, який характеризується магнітними та електростатичними властивостями. Девелопер, забезпечуючи перенесення тонера на циліндр, не витрачається, але в результаті багатократного використання втрачає електростатичні властивості. В конкретному копіювальному апараті слід використовувати іонер та девелопер лише відповідного типу, які призначені для цього апарата.

Норма заправки тонером - від 100 г до 1,5 кг, що достатньо на 2000-3000 копій. В деякий сучасних копіювальних апаратах великої продуктивності однієї заправки вистачає на 150-300 тис. копій.

В копіювальних апаратах середньої та великої продуктивності може застосовуватися ще один витратний матеріал ~ силіконове масло, яке використовується для очищення тефлонового вала в печі. Фірми-виробники наполягають на застосуванні силіконового масла власного виробництва. Але практично в багатьох випадках силіконове масло багатьох фірм є взаємозамінним. Норма заправки силіконовим маслом -0,5-1 літра, чого достатньо на 30 - 50 тис. копій.

До основних характеристик копіювального апарата відносяться: максимальний формат оригіналів, продуктивність, діапазон масштабування, можливість двостороннього копіювання без участі оператора, наявність автоматичної подачі паперу, можливість сортування копій.

Рисунок 5.5 - Процес закріплення зображення

Найбільш поширеними копіювальними апаратами є ксерокси форматів А4 (297x210 мм) та A3 (420x297 мм). Продуктивність 10-13 копій/хв характерна для копіювальних апаратів з малою продуктивністю, 15-30 копій/хв - з середньою продуктивністю, 40 - 80 копій/хв - з великою продуктивністю. Портативні копіювальні апарати мають продуктивність 5 - В копій/хв.

З сучасних копіювальних апаратах, за рахунок масштабування можна досягти 2-кратного збільшення чи зменшення копії відносно оригіналу (50-200%).

Автоматичне подавання оригіналу на скляний стіл здійснюється за допомогою так званих режимів ADF чи RDF. Останній, на відміну від ADF, забезпечує не лише подавання оригіналу, але при необхідності перевертає оригінал для копіювання з іншого боку.

Рисунок 5.6 - Очищення барабана

Двостороннє копіювання забезпечує дуплекс. На його вхід з виходу печі потрапляє одностороння копія, яку дуплекс перевертає та транспортує на вхід копіювального апарата, після чого починається копіювання іншого боку листа. Наявність дуплексу та RDF дозволяє виготовляти двосторонню копію з двостороннього оригіналу без участі оператора.

Сортування копій забезпечує сортувальник, в якому копії автоматично розкладаються по позиціях (поличках). Копіювальні апарати середньої продуктивності можуть комплектуватися сортувальниками на 10 - 15 позицій, а апарати великої продуктивності - на 15 - 20 позицій. Копіювальні апарати великої продуктивності можуть також комплектуватися пристроями брошурування та пакування копій.

Суттєвою характеристикою копіювального апарата є його габарити та вага. Мінімальні габарити та вагу мають персональні копіювальні апарати (410x370x110,10 кг). Копіювальні апарати великої продуктивності реалізуються у вигляді стаціонарного варіанта й займають площу до 2 -З м², а їх вага може досягати 200 кг та більше.

Важливою характеристикою копіювального апарата при його виборі є рекомендована фірмою-виробником кількість виготовлюваних копій за один день та за один місяць. Для персональних копіювальних апаратів ці значення складають відповідно 10 - 15 та 200 - 300 копій, а для копіювальних апаратів великої продуктивності - 2 - 5 тис. та 30 - 80 тис. копій. Ці значення не є догмою, але їх бажано дотримуватися. Особливо це важливо в період гарантійного обслуговування.

З економічної точки зору, важливим при виборі копіювального апарата, є його ціна, а також ціна на витратні матеріали, комплектуючі та сервісне обслуговування.

Найбільшими в світі виробниками копіювальних апаратів є фірми Xerox, Canon, Sharp, Ricoh. На українському ринку найбільш поширені копіювальні апарати фірми Canon, Minolna, Xerox, Ricoh, Nashua, Infotec, Gestetner (аналоги Ricoh), Olivetti, Agfa (Canon), Develop (Minolta), Copymat (Sharp).

Найбільш дешевими є копіювальні апарати фірми Canon, а найбільш дорогими - фірми Xerox. Найбільш дешевими витратними матеріалами та сервісним обслуговуванням вирізняються фірми Ricoh, Sharp, а найбільш дорогими Minolta, Xerox. Найбільш оптимальні ціни на копіювальні апарати, витратні матеріали та сервісне обслуговування пропонують фірми, що представляють апарати Ricoh, Gestetner, Nashuatec, Sharp.

В копіювальних апаратах середньої та великої продуктивності набір органів керування дуже розвинутий, що дозволяє вибрати різні режими копіювання: зі збільшенням-зменшенням, зі зсувом копії праворуч-ліворуч, з заданням координат для вибіркового копіювання, двостороннє копіювання.