"Усвідомлене користування оргтехнікою як складова інформаційної компетентності педагога"

КОПИРОВАЛЬНАЯ ТЕХНИКА. ПРИНЦИПЫ РАБОТЫ. ОПИСАНИЕ.

Принцип переноса изображения методом копирования изобретен специалистами английской фирмы XEROX, поэтому часто копировальные аппараты называют ксероксами, хотя такое определение, естественно, подходит только к устройствам, выпускаемым данной фирмой. Остальные должны называться просто «копировальные аппараты», а сама работа – «копирование».

В общих чертах процесс копирования состоит из следующей последовательности действий:

1) считывание информации с оригинала;

2) перенос информации об оригинале на копию в виде придания различного электростатического заряда на поверхности листа копии;

3) распределение тонера на листе копии в соответствии с распределением зарядов;

4) закрепление изображения копии высокотемпературным валиком.

На выходе получается копия.

Для считывания информации используется сочетание галогеновой лампы холодного свечения и датчика.

В зависимости от размеров аппарата либо движется крышка аппарата с оригиналом, а лампа неподвижна, либо лампа движется, а оригинал остается неподвиж­ным.

Копировальные аппараты делятся на несколько категорий в зависимости от принципов их работы и областей применения.

По размеру устройств и их производительности:

1) портативные, или малые (только у портативных аппаратов встречаются модели, в которых лампа холодного свечения остается неподвижной, а двигается крышка аппарата с оригиналом) – до 8 копий в минуту;

2) средние – 8-20 копий в минуту;

3) большие – больше 20 копий в минуту (обычно составляет 30-45 копий в минуту, хотя есть образцы и с 60 копий в минуту).

По принципу сохранения и переноса информации с оригинала на копию обработки оригинала:

1) аналоговые (требуют считывания информации об оригинале при создании каждой копии; возможно только пропорциональное изменение размеров копии с оригинала);

2) цифровые (сохраняют информацию об оригинале в своей памяти и позволяют после однократного считывания выдать необходимое число копий, не повторяя прохода считывающим датчиком; позволяют проводить некоторое редактирование оригинала, например, изменение яркости отдельных областей, а не всего оригинала в целом – понятно, что аппараты такого класса не бывают малопроизводительными и поэтому всегда относятся к большим).

Кроме того копировальные аппараты различаются по встроенным сервисным возможностям. Если портативные аппараты могут только переносить изображение с оригинала с изменением его яркости (которое изменяется регулированием электростатического заряда, образующегося при создании копии), то аппараты среднего класса могут это изображение масштабировать. Как правило, масштабирование изображения оригинала состоит в увеличении его на 200% (в три раза) или сжатии до 50% от исходного.

Следующим удобным сервисом, присущим аппаратам среднего и большого класса, является двустороннее копирование. В этом случае аппарат комплектуется специальным устройством, позволяющим выполнить двустороннее копирование оригинала без постороннего вмешательства.

Надо еще отметить устройство, позволяющее копировать многостраничный документ без постороннего вмешательства.

И наконец, существуют различные сортеры и степлеры, характерные для аппаратов высокого класса, которые позволяют не только сортировать многостраничный документ по лоткам, но и выполнять скрепление этих листов либо в углу, либо с боковой стороны.

Для работы необходимо использовать материалы, рекомендованные изготовителем. К ним относится бумага определенного качества и плотности и прозрачные термостойкие пленки. Бумага должна иметь однородную структуру. Ее плотность определяется весом 1 м². Чаще всего это 80-90 г/м². Минимальное значение – 60 г/м², а максимальное зависит от типа копировального аппарата и колеблется в пределах от 120 до 200 г/м². На упаковках термостойких пленок всегда указываются копировальные аппараты, которые могут с ней работать.

По размерам используемой бумаги можно сказать, что аппараты нижнего уровня работают только с листами формата А4. Копировальные аппараты среднего и высокого класса максимальным размером имеют формат А3.

Расход тонера, используемого в копировальных аппаратах, зависит от класса аппарата и насыщенности копий. Стандартной считается 5%-заполненность текстом листа бумаги. В этом случае одного картриджа хватает на 1000 копий для портативных аппаратов до 10-15 тысяч для аппаратов высокого класса.

В портативных аппаратах тонер поставляется вместе с картриджем, включающем валик для переноса изображения на копию. Использованный картридж лучше выбрасывать, но возможна и однократная его заправка. Дальнейшие заправки только увеличивают загрязнение валика, что ведет к снижению качества получаемых копий (пятна, полосы, серость). В аппаратах классом повыше тонер поставляется в тубах. После использования одной тубы, она легко удаляется и на ее место вставляется новая.

Работа копировального аппарата состоит из нескольких основных этапов. Все этапы взаимосвязаны. Хорошее качество копии зависит от правильного выполнения всех этапов работы копировального аппарата.

Схематично принцип работы ксерокса выглядит так:

1. с оригинала считывается информация;

2. информация переносится на копию как электрический заряд;

3. тонер прилипает к бумаге в соответствии с распределением на ней зарядов;

4. изображение с «насыпанным» на бумагу тонером закрепляется путем нагрева.

Основные этапы работы копировального аппарата:

1. Зарядка:

На данном этапе на поверхности фотопроводника барабана формируются равномерно расположенные заряды определенной величины. Зарядка происходит при помощи главного коротрона (коротрона зарядки). На коротрон подается напряжение с высоковольтного блока. Возникает разность потенциалов в несколько киловольт между фоторецептором и коротроном, что приводит к ударной ионизации воздуха (коронный разряд). На поверхности фоторецептора скапливаются заряженные ионы. При вращении фоторецептора его поверхность покрывается равномерным слоем заряда, в результате чего, он подготавливается к экспозиции.

2. Экспонирование:

На этом этапе формируется скрытое электростатическое изображение на барабане. Свет от лампы копирования направляется на документ, отражается от документа и через систему зеркал, объектив, оптическое изображение проецируется на барабан. Свет, отраженный от светлых участков документа имеет высокую интенсивность, а отраженный от темных участков имеет низкую интенсивность.

При попадании света на барабан, в слое генерирования носителей заряда, образуются положительные и отрицательные заряды. Положительные заряды, образованные в СГН-слое движутся в направлении отрицательных зарядов на поверхности фотопроводника, отрицательные заряды движутся в направлении положительных зарядов алюминиевого слоя.

Таким образом, положительные и отрицательные заряды в алюминиевом слое и на поверхности фотопроводника, взаимно нейтрализуются, соответственно уменьшается потенциал поверхности барабана. Способность СГН-слоя порождать электрические заряды увеличивается пропорционально интенсивности света падающего на барабан. Следовательно, высокая интенсивность света отраженного от светлого участка документа, приводит к большему числу электрических зарядов порожденных СГН-слоем. При этом нейтрализуется большое количество отрицательных зарядов на поверхности фотопроводника, что приводит к уменьшению потенциала поверхности фотопроводника. Низкая интенсивность света от темных участков документа, приводит к меньшему порождению электрических зарядов в СГН-слое, при этом нейтрализуется меньшее количество отрицательных зарядов на поверхности фотопроводника.

Соответственно потенциал поверхности барабана уменьшается на меньшую величину. Потенциал поверхности барабана , соответствующий более светлому участку документа, меньше потенциала, соответствующего более темному участку документа. Таким образом, формируется скрытое электростатическое изображение.

3. Проявление:

На данном этапе частички тонера, попадая на барабан, проявляют скрытое электростатическое изображение, делая его видимым. В качестве тонера используются многокомпонентные смеси окрашенных частиц синтетических и натуральных смол.

Существуют две системы проявления: однокомпонентная и двухкомпонентная.

В однокомпонентной системе тонер изготавливается из смеси частиц магнитного материала, полимера и красителя. Блок проявки состоит из магнитного вала (постоянный магнит, окруженный вращающейся втулкой) и ножа, выполненного из магнитного материала. Нож регулирует количество тонера наносимого на барабан и заряжает частицы тонера до нужной величины (знак заряда противоположен заряду фоторецептора).

Перенос тонера с магнитного вала на барабан осуществляется с помощью напряжения смещения прикладываемого к магнитному валу. Напряжение смещения представляет собой переменное напряжение с постоянной составляющей, которая по знаку соответствует знаку заряда фоторецептора. Во время периода, со знаком, противоположным знаку заряда барабана тонер переносится на фоторецептор, во время другого периода, тонер с фоновых участков возвращается на магнитный вал.

Величина смещения постоянного тока влияет на плотность копии и образование вуали: чем, менее отрицательным является потенциал смещения (чем ближе он подходит к 0 в), тем выше оказывается плотность и вуалеобразование. В двухкомпонентной системе тонер небольшими порциями подается в бункер с носителем (девелопером).

Носитель − магнитный порошок, с диаметром частиц порядка 20-150 мкм, служит для переноса тонера на барабан. Прилипание тонера к носителю, происходит за счет трибоэлектрического эффекта (частицы тонера и носителя, контактируя друг с другом, заряжаются противоположными зарядами). Тонер равномерно покрывает носитель. В свою очередь носитель равномерно распределен по магнитному валу − полый металлический цилиндр, с расположенными внутри постоянными магнитами.

Магнитный вал расположен в непосредственной близости от фоторецептора, таким образом, частицы тонера, заряженные противоположным знаком, чем фоторецептор, притягиваются к его заряженным участкам. Потенциал поверхности фотопроводника на участках соответствующих более темному изображению, является высоким (большое количество отрицательных зарядов) и притягивает большее количество частиц тонера.

Потенциал поверхности на участках соответствующих более светлому изображению, является низким (меньше отрицательных зарядов) и притягивает меньшее количество частиц тонера. Таким образом, формируется видимое изображение на фоторецепторе, состоящее из частичек тонера. В процессе проявления носитель не расходуется, но все же требует замены через некоторое время, так как теряет свои магнитные свойства и начинает осыпаться с магнитного вала. В процессе проявления на магнитный вал подается напряжение смещения порядка 100-500 вольт, для того чтобы предупредить перенос тонера остаточным зарядом (приблизительно 80-100 вольт), характерным для участков, соответствующих светлым участкам изображения.

4. Перенос изображения:

Процесс переноса изображения заключается в переносе частичек тонера, формирующих видимое изображение, расположенных на поверхности фоторецептора на бумагу. Бумага, на которую переносится изображение, заряжается коротроном переноса до уровня более высокого, чем потенциал поверхности фоторецептора. При этом сила притяжения между поверхностью листа и частицами тонера выше, чем сила притяжения между поверхностью барабана и тонером, что вызывает притяжение тонера к бумаге. После переноса все же небольшая часть тонера остается на фоторецепторе, что впоследствии удаляется на стадии очистки барабана.

5. Отделение бумаги:

На этом этапе лист бумаги с нанесенным на него изображением оригинала, отделяется от барабана. В процессе переноса бумага заряжена более сильно, чем фоторецептор, соответственно между ними возникает сила притяжения. Для того чтобы ослабить эту силу, коротрон отделения формирует на поверхности листа заряд переменного тока (для снижения потенциала бумаги до уровня потенциала барабана).

В результате этого сила притяжения между барабаном и бумагой ослабевает, и бумага под действием собственного веса отделяется от барабана. Если этого не происходит, то бумага отделяется от барабана механическим способом, отделительными пальцами (зубьями).

После этапа отделения бумаги, копия почти готова, но еще требуется закрепление, иначе её возможно испортить любым механическим воздействием (например, стереть пальцем). Для закрепления копии используется специальное приспособление − фьюзер (печка).

Печка состоит из тефлонового вала и резинового вала. Внутри тефлонового вала располагается нагревательная лампа, которая разогревает этот вал, до температуры порядка 200°С. Лист подается между тефлоновым и резиновым валом и как бы прокатывается между ними. Таким образом, тонер, расположенный на листе бумаги, спекается, и образуется устойчивая к внешним воздействиям копия оригинала.

Существуют несколько разновидностей печек. Например, вместо тефлонового вала используется керамический нагревательный элемент (ТЭН), отделенный от бумаги термопленкой.

Такая система имеет меньшее время прогрева, меньшее энергопотребление, но есть свои недостатки: пленку очень легко порвать (повредить), при не аккуратном извлечении застрявший бумаги из аппарата.

6. Очистка барабана:

Оставшийся тонер на поверхности фоторецептора, после процесса переноса изображения, удаляется на данном этапе при помощи лезвия очистки (ракеля). Отработанный тонер скапливается в специальном бункере. По мере накопления отработанного тонера, этот бункер требует очистки.

7. Термозакрепление:

При термосиловом закреплении копия с тонерным (порошковым) изображением проходит между двумя разогретыми валиками, прижатыми друг к другу.

Валики выполняют различные функции.Прижимной валик (lowerfixing roller) прижимает копию лицевой стороной к нагревательному валику (Upper fixing roller − его часто называют фьюзерным). За счет упругой деформации прижимного валика происходят прижим копии под давлением и изгибание бумаги в зоне контакта в сторону нагревательного валика, что увеличивает площадь контакта.

Нагревательный валик разогревает порошковое изображение до 140-180°С. Тонер оплавляется, и полученная пленка прижимается к бумаге. Время закрепления − 1-2 с.

Фьюзерный валик − полая металлическая (например, стальная) трубка, покрытая слоем тефлона (антипригарного) покрытия. Внутри цилиндра размещен нагревательный элемент − галогенная лампа накаливания в форме длинной трубки. Прижимной валик – или алюминиевый цилиндр, покрытый 10-миллиметровым слоем термостойкой резины, имеющий диаметр и длину одинаковые с фьюзерным валиком, или сплошной валик, изготовленный на металлическом основании из резины толщиной 40-200 мкм. Этот слой играет роль.

Копия проходит через закрепляющее устройство, обращенная тонерным изображением в сторону фьюзерного валика, и прижимается к нему вторым валиком. Кроме того, в устройстве есть механизм отделения бумаги от валика.

Чтобы обеспечить оплавление порошка, но не допустить вредного перегрева копии, устройство термоузла закрепления снабжено датчиком температуры и термопредохранителем для аварийного отключения нагревательного валика.

8. Разрядка:

На данном этапе происходит удаление остаточного потенциала с поверхности барабана. При освещении барабана светом от лампы разрядки, происходит генерирование положительных и отрицательных зарядов в слое генерирования носителей, что приводит к нейтрализации и исчезновению остаточных зарядов на поверхности алюминиевого слоя и поверхности барабана. В итоге потенциал поверхности барабана после этого этапа приближается к нулю. В копировальных аппаратах разных производителей возможны незначительные отличия в реализации процессов ксерографии.

Копировальные аппараты могут быть как монохромные, так и полноцветные. Отличие в их работе состоит в необходимости вставлять не одну тубу с черным тонером, а несколько туб с порошками разного цвета. Поскольку заполненность цветных оригиналов, как правило, превышает 5%, то это ведет к повышенному расходу тонера и, как следствие, к большей себестоимости цветных копировальных работ по сравнению с черно-белыми.

Юридические ограничения при копировании и печати документов

При копировании и печати в цвете документов, содержащих «мокрые» печати и подписи (удостоверения личности, нотариальные документы и т.п.), платежные и проездные документы, билеты, денежные знаки и т.п. на каждом отпечатке мы ставим штамп «КОПИЯ».

Мы не производим компьютерную обработку вышеупомянутых документов, касающуюся их содержания (убрать фамилию, исправить дату и т.п.). Такого рода документы мы можем отсканировать, в случае необходимости произвести цветокоррекцию и в цифровом виде записать на диск заказчика или отправить по электронной почте.

Мы не копируем и не печатаем материалы экстремистской, нацистской, антигосударственной направленности, материалы порнографического характера и иные документы, публикация которых противоречит законодательству Украины.