Ксерография-Вспомогательные узлы

Ксерография-Вспомогательные узлы

Лекция 16 . Ксерография

1. Вспомогательные узлы

2. Требования к бумаге

3.Описание аппарата и процесса копирования

1. Вспомогательные узлы

Копировальный аппарат содержит также вспомогательные узлы — оптическую систему и систему подачи и транспортировки бумаги.

В оптической системе копировальных аппаратов может использоваться как подвижный экс­позиционный стол, так и неподвижная оптическая система с зеркалами и тросовой передачей. Подвижный стол обычно применяют в недорогих "персональных" копировальных аппаратах, рассчитанных на производство до 50 копий в день.

Оптическая система предназначена для плавного перемещения узкого направленного луча света сканирующей лампы по оригиналу, чтобы отраженный от поверхности оригинала пучок света падал на синхронно вращающуюся поверхность барабана, и под его воздействием в слое фотопроводника возникало статическое поле, соответствующее изображению на оригинале.

Более подробно особенности оптической системы конкретных моделей описываются в по­священных им главах.

Узлы транспортировки бумаги осуществляют перемещение бумаги по всему тракту копиро­вания. Поступающая в копировальный аппарат бумага останавливается для синхронизации пе­ред барабаном, и как только на валик синхронизации приходит сигнал от процессора, копирова­ние начинается. Бумага проходит под фотобарабаном, на нее переносится тонер, далее она отделяется от поверхности барабана и транспортируется в термоблок. Там лежащий на ее по­верхности тонер закрепляется и впрессовывается, образуя готовую копию.

В небольших портативных аппаратах транспортировку осуществляют всего несколько роликов подачи и электромагнитов. В высокопроизводительных аппаратах узел транспортировки бумаги может содержать следующие устройства:

> поддоны (кассеты) с механизмом определения формата находящейся в них бумаги;

> дуплексы, которые существенно упрощают производство двусторонних копий, поскольку накапливают в себе копии, отпечатанные на одной стороне бумаги, чтобы затем повторно подать их для копирования с другой стороны, когда оригинал на стекле экспозиции будет перевернут вручную или автоматически;

> автоподатчики — обычно на них можно поместить сразу стопку оригиналов, из которой они смогут самостоятельно забирать по одному листу;

> сортеры, выполняющие разделение тиража по отдельным стопкам в различных режимах, задаваемых оператором;

> финишеры, которые отличаются от сортеров тем, что вместо обоймы пластин используют для разделения тиража всего один подвижный лоток;

> степлеры, часто входящие в состав сортеров и автоматически прошивающие стопки гото­вых копий скрепками.

Кроме того, за дополнительную плату в комплект высокопроизводительных копировальных аппаратов могут входить следующие узлы:

> металлическая подставка на колесиках, на которой удобно размещать большие аппараты;

> счетчики пользовательских карточек, которые дают возможность руководителю иметь чет­кое представление о числе копий, сделанных на аппарате каждым из сотрудников;

2. Требования к бумаге

Современные копировальные аппараты в большинстве своем работают с обычной офисной бумагой, а некоторые модели позволяют копировать на прозрачную пластиковую пленку для проекторов.

Обычно для копирования используют бумагу с плотностью от 65 до 200 г/м², хотя аппараты фирмы Ricoh довольно непритязательны по отношению к качеству используемой бумаги.

Если же говорить о современной копировальной технике в целом, то бумагу для копироваль­ного аппарата следует выбирать по возможности более высокого качества. Дело в том, что использование низкокачественной бумаги сильно снижает срок службы рабочих узлов аппара­та, и в первую очередь фотобарабана, поскольку бумага низкого качества обладает повышен­ной абразивностью. Кроме того, бумага с низкой плотностью гораздо легче заминается на трак­те подачи и чаще рвется при попытках извлечь ее.

Следует отдельно заметить, что при производстве некоторых видов копий (двусторонних, изготовляемых за несколько проходов, с высоким процентом черного цвета) требования к плот­ности бумаги повышаются, поскольку увеличивается относительная доля массы тонера в массе копии, и при закреплении в термоузле тонер может деформировать лист. Так что от производ­ства двусторонних копий на тонкой бумаге лучше воздержаться.

Поэтому для изготовления копий лучше всего брать бумагу с самым высоким коэффициен­том белизны и плотностью не менее 80 г/м². Хранить бумагу надо в сухом помещении при ком­натной температуре, располагая пачки горизонтально.

Не рекомендуется сразу же начинать копирование на бумаге, долгое время находившейся в холодном помещении. Лучше выдержать бумагу от получаса до суток, в зависимости от перепа­да температур и общего количества бумаги.

Размеры и ориентация подаваемых для копирования листов могут быть различными.

Максимальный размер определяется размерами экспозиционного стекла и шириной тракта по­дачи конкретной модели, а минимальный —лишь характеристиками тракта подачи и колеблет­ся от размера визитной карточки до размера почтовой открытки.

Бумага в 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 по одному листу, несколько проще по конструкции, но затрудняют работу оператора. При подаче с бокового лотка бумага проходит напрямую, не изгибаясь, и поэтому требования к ней значительно ниже. Поэтому картон, плас­тиковую пленку, визитные карточки и почтовые открытки для надпечатки следует подавать толь­ко с ручного лотка.

Поддоны, рассчитанные на хранение большого количества листов с автоматической пода­чей их по мере надобности, имеют механические ограничители, выставляемые оператором в соответствии с форматом бумаги, которую он собирается загружать. В высокопроизводитель­ных копировальных аппаратах поддоны оснащены датчиками формата, позволяющими процес­сору выбрать нужный процент увеличения или уменьшения оригинала для автоматического масштабирования, а также самостоятельно подать бумагу из подходящего по формату поддона.

3.Описание аппарата и процесса копирования

Копировальный аппарат Canon NP-1215 является одной из самых популярных в России мо­делей. Это аппарат среднего класса, позволяющий масштабировать изображение. Вид аппара­та в разрезе представлен 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 — крышка копировального стола; 7 — объектив; 8 — лампа предварительного кондиционирующего экспонирования; 9 — узел первичного коронного разряда; 10 — зеркало 6; 11 — зеркало 5; 12 — зеркало 4; 13 — лоток ручной подачи; 14 — захватывающий валик; 15 — регистрационные валики; 16 — узел коронно­го разряда переноса; 17 — фоточувствительный барабан; 18 — кассета с бумагой; 19 — пита­тель; 20 —блок закрепления; 21 — валик выдачи копий; 22 — вытяжной вентилятор.

Рассмотрим, как происходит процесс копирования в этом аппарате. Блоки и узлы аппарата показаны на рис. 1.

Рис. 2. Блок-схема копировального аппарата NP-1215

Процесс формирования изображения состоит из восьми операций, схематически представ­ленных на рис. 2.

Операция 1: Предварительное кондиционирующее экспонирование.

Операция 3: Экспонирование изображения.

Операция 4: Проявление (положительный потенциал плюс переменный ток).

Операция 5: Перенос (отрицательный потенциал постоянного тока).

Операция 6: Отделение.

Операция 7: Закрепление.

Операция 8: Очистка барабана.

Рис.3. Блок-схема формирования изображения

Опишем эти операции более подробно.

Операция 1: Предварительное кондиционирующее экспонирование Сначала свет от ламп предварительного кондиционирующего экспонирования направляется на поверхность барабана. Этот процесс обеспечивает удаление остаточных зарядов и спо­собствует выравниванию плотности копии (рис. 4).

Рис.4. Предварительное кондиционирующее экспонирование

Операция 2: Воздействие первичного коронного разряда

Первичный коронный разряд (отрицательный потенциал) формирует равномерный слой от­рицательных зарядов по поверхности барабана (рис. 5).

Величина потенциала поверхности барабана определяется сеточным потенциалом. Сетка подсоединена к земле через варистор, который поддерживает постоянство потенциала бараба­на на уровне напряжения пробоя варистора.

Рис. 5. Воздействие первичного коронного разряда.

Операция 3: Сканирующее экспонирование

При сканировании оригинала свет, отраженный от оригинала проецируется на поверхность барабана. Заряды на этих освещенных участках поверхности барабана нейтрализуются благо­даря фотопроводимости барабана.

В конце этого процесса на поверхности барабана возникает рисунок из отрицательных элек­трических зарядов, соответствующий темным участкам изображения документа. Светлые учас­тки документа представлены на барабане отсутствием зарядов. Рисунок из отрицательных за­рядов визуально наблюдать невозможно, и поэтому он называется скрытым электростатичес­ким изображением (рис. 2.6).

Рис. 6. Формирование скрытого электростатического изображения

Операция 4: Проявление

Рис. 7. Схема узла проявки

Как показано на рис. 7, узел проявки состоит из проявительного цилиндра (постоянный магнит, окруженный вращающейся втулкой) и ножа, выполненного из магнитного материала. Черный тонер является однокомпонентным продуктом, состоящим из тонкого порошка смеси магнетита и полимерного связующего. Тонер является изолятором и заряжается до положи­тельного потенциала благодаря трению относительно вращающегося цилиндра.

Цветной проявитель представляет собой двухкомпонентный продукт, состоящий из железно­го порошка (носитель) и тонера, смешанных в заданном отношении. Основным компонентом тонера является полимерная смола. Тонер заряжают до положительного потенциала, а желез­ный порошок — до отрицательного потенциала, что достигается благодаря трению относитель­но вращающегося цилиндра.

Между магнитом и краем ножа формируется концентрированное магнитное поле. Это поле притягивает заряженный проявитель (рис. 8).

Рис. 8. Процесс нанесения проявителя на проявляющий цилиндр

Проявитель под действием магнитного поля оказывается практически неподвижным, обра­зуя завесу вдоль кромки ножа. По мере вращения цилиндра эта завеса обеспечивает размазы­вание частиц тонера по его поверхности с формированием тонкого однородного слоя.

Одновременно на проявительный цилиндр подают переменное напряжение вместе с отри­цательным потенциалом постоянного тока, так что суммарная форма смещения проявительно­го потенциала имеет более значительную отрицательную ветвь (по сравнению с положитель­ной).

Во время копирования тонер притягивается к барабану благодаря тому, что его поверхность заряжена, а также за счет отталкивания, благодаря наличию проявительного смещения (на про­тяжении положительной ветви). При этом скрытое электростатическое изображение преобразу­ется в видимое. Лишние частицы тонера притягиваются обратно к цилиндру с барабана благо­даря зарядам на поверхности барабана и наличию проявительного смещения (на протяжении отрицательной ветви).

Величина смещения постоянного тока влияет на плотность копии и образование вуали: чем меньшим по абсолютной величине является потенциал смещения (то есть чем ближе он подхо­дит к 0 В), тем выше оказывается плотность и вуалеобразование.

Операция 5: Перенос изображения

На этой стадии узлом коронного разряда переноса изображения на оборотной стороне копи­ровальной бумаги создается отрицательный потенциал, что обеспечивает притяжение 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

Копировальная бумага отделяется от барабана благодаря своей жесткости. Следует при этом отметить, что тонкая бумага лишена необходимой жесткости и может заворачиваться вокруг барабана вместо того, чтобы отделяться от него. Чтобы этого избежать, на устройство снятия статического заряда отделения подается положительное напряжение, что ослабляет притяже­ние между барабаном и копировальной бумагой (рис. 10). Этим обеспечивается беспрепят­ственное отделение бумаги от барабана.

На этой стадии копировальная бумага обжимается между двумя нагретыми валиками. При этом тонер расплавляется и впрессовывается в бумагу, что делает образованное тонером изоб­ражение прочным. Чтобы избежать прилипания тонера к валику и переноса тонера на следую­щую копию, поверхность закрепительного валика после каждой копии очищается очиститель­ным валиком (рис. 11).

Рис. 11. Процесс термического закрепления изображения

Операция 8: Очистка барабана

На этой стадии поверхность фоточувствительного барабана подготавливается к следующей операции копирования. Возможный остаточный тонер снимается с барабана с 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

Кроме основных процессов, связанных с переносом изображения на бумагу, в копироваль­ном аппарате осуществляются и вспомогательные процессы: бланковая экспозиция и превра­щение возникающего при коронном разряде озона в кислород.

Бланковая экспозиция представляет собой процесс освещения светом фоточувствительного барабана с целью снятия поверхностного потенциала на участках без изображения, возникаю­щих при копировании с уменьшением. Это освещение создается лампой предварительного кон­диционирования и рефлектором отражается на барабан.

В промежутке между последовательно следующими листами копировальной бумаги на ба­рабане образуются участки без изображения. На этих участках напряжение на узле первичного коронного разряда снижается, чтобы исключить налипание тонера. Для этих участков бланко­вая экспозиция для снятия поверхностных зарядов не осуществляется.

Для превращения возникающего при коронном разряде озона в кислород в вытяжном венти­ляторе копировального аппарата используется каталитический озоновый фильтр, который иск­лючает выброс озона в атмосферу.