СРЕДСТВА КОПИРОВАНИЯ И РАЗМНОЖЕНИЯ ДОКУМЕНТОВ

Операции копирования и размножения документов (статей, объявлений, рекламных проспектов и др.) весьма распространены в различных сферах деятельности. Для копирования и размножения документов используются специальные технические средства. Для получения небольшого количества копий (до 25 экз.) целесообразно пользоваться устройствами копирования документации (репрографии), при большом тиражировании (более 25 экз.) - средствами размножения документов (оперативной или малой полиграфии).

Принципиальное отличие средств копирования от средств малой полиграфии (размножения) заключается в том, что в первом случае копия снимается непосредственно с документа-оригинала, а во втором - с промежуточной печатной формы, изготовленной с документа-оригинала.

Средства копирования документов

Электрографическое копирование. Электрографическое (электрофотографическое, ксерографическое) копирование является в настоящее время наиболее распространенным способом воспроизведения. Более 70 % мирового парка копировального оборудования составляют электрографические копировальные аппараты (ЭГКА), посредством которых изготавливается свыше 50 % всех копий, получаемых в мире.

Основные достоинства электрографического копирования заключаются в высокой оперативности, производительности и качестве копирования; возможности масштабирования и редактирования документа при копировании; получении копий с листовых и сброшюрованных документов, получение копий с различных штриховых, полутоновых, одно- и многоцветных оригиналов, а также на обычной бумаге, кальке, пластиковой пленке, алюминиевой фольге и др.; сравнительно невысокой стоимости аппаратов и расходных материалов, легкости обслуживания.

Основные конструктивные узлы электрографического копировального аппарата представлены на рис. 2.1.

Электрографическое копирование включает следующие процедуры:

1. Светоэкспозиция - фактически это два одновременно протекающих процесса: сканирование изображения с документа и формирование невидимого электростатического изображения. Для сканирования в копирах используется система зеркал, установленная на специальной каретке. Сканируемый документ освещается источником света, сканирование оригинала осуществляется построчно. При этом могут перемещаться лампа и зеркала, а может относительно них перемещаться сам документ.

Основные конструктивные узлы электрографического

Рис. 2.1. Основные конструктивные узлы электрографического

копировального аппарата

Зеркала передают отраженный от изображения свет через узкую диафрагму на светочувствительный элемент. Таким элементом выступает специальный барабан, на который нанесено фотополупро-водниковое покрытие. Предварительно барабан заряжают. Освещение вызывает стекание заряда с барабана, так что заряженными остаются только те его участки, которые не освещались. Схема проведения све-тоэкспозиции представлена на рис. 2.2.

Схема проведения светоэкспозици

Рис. 2.2. Схема проведения светоэкспозици:

  • 1 - оригинал; 2 - лампа; 3 - зеркала; 4 - барабан
  • 2. Проявление изображения путем переноса предварительно положительно заряженных мельчайших частиц красящего вещества (тонера) на отрицательно заряженные участки поверхности барабана. Таким образом происходит превращение скрытого электростатического изображения в видимое путем налипания тонера на заряженные участки.
  • 3. Печать - перенос красящего порошка с барабана или пластины на бумагу. Ввиду низкой адгезии тонера и бумаги простой механический контакт при перемещении бумаги под вращающимся барабаном не обеспечит должного переноса тонера. В связи с этим используется более сильное, чем сформированное на барабане, статическое поле, перетягивающее положительно заряженные частицы тонера на бумагу. Для этого служит коротрон переноса, размещаемый под листом бумаги и представляющий собой отрицательно заряженный электрод.

Конструктивно коротрон переноса выполняется в виде туго натянутой металлической нити, в виде металлической пластины с частыми острыми зубцами (игольчатый коротрон), либо в форме обтянутого специальным пенистым полимером металлического вала, находящегося под напряжением (губчатый коротрон). Преимущество игольчатых и губчатых коротронов состоит в высокой механической прочности и меньшем выделении озона при работе, что делает копировальные аппараты с коротронами такого типа экологически более безопасными.

4. Закрепление тонера. В первых ЭГКА закрепление красящего порошка на бумаге производилось за счет его растворения на копии в парах ацетона. По этому принципу работали отечественные ЭГКА: ЭРА, РЭМ, ЭФКА, ЭР-11, ЭР-12 и зарубежные образцы: Xerox 5380, Ricon FT-4220, MiB DC-1755, Konica 112, Sharp SF-7800, Canon NP-6020.

Работа современных ЭГКА основана на принципе сухой ксерографии (от лат. xeros - сухой, graphein - писать). Изобретателем ксерографического процесса считается Честер Ф. Карлсон (1906-1968 гг.). В 1947 г. фирма Haloid Company перекупила права на использование патентов Карлсона, тогда же процессу сухого электростатического переноса изображения было дано название - ксерография. Впоследствии фирма была несколько раз преобразована, а сейчас называется The Document Company Xerox. При сухой ксерографии закрепление тонера на бумаге осуществляется нагреванием под определенным давлением.

Устройство закрепления изображения на бумаге называют фьюзером (печкой). Его простейшая конструкция - два вала (верхний и нижний). Верхний вал - полый металлический, имеет тонкое тефлоновое покрытие, вдоль его оси расположена трубчатая нагревательная лампа. Нижний вал покрыт термостойкой резиной. Бумага проходит между ними, горячий тефлоновый слой плавит тонер - изображение закрепляется на бумаге. Частицы тонера зачастую пригорают к тефлоновому валу, а не к бумаге. Постепенно слой нагара на валу нарастает, что заметно по пятнам на изображении, а в дальнейшем это приводит к разрушению тефлонового слоя и необходимости очистки или замене тефлонового вала.

В большинстве электрографических копировальных аппаратов в качестве нагревательного элемента узла закрепления применяются лампы накаливания. В новейших моделях копировальных аппаратов (например, фирмы Canon) используется система быстрого поверхностного нагрева, так называемая SURF-технология (surface rapid fusing). Принцип действия узла закрепления копировального аппарата модели, основанный на технологии SURF, показан на рис. 2.3. Нагревательный элемент изготовлен из керамики с металлическими вставками в комбинации с термостойкой тефлоновой пленкой. Такая конструкция позволяет начать копирование без предварительного прогрева аппарата, хотя ее надежность ниже, чем в узлах закрепления с лампами накаливания.

Резиновый ведущий вал Растягивающий вал

Принцип действия узла закрепления, основанный на технологии SURF

Рис. 2.3. Принцип действия узла закрепления, основанный на технологии SURF

Картриджи. В настольных копировальных аппаратах невысокой производительности (как правило, формата А4) нашла применение простая конструкция, совмещающая сразу несколько элементов. Этот интегрированный блок получил название тонер-картриджа. Он включает те блоки, которые нуждаются в периодическом обслуживании. Рассмотрим назначение его элементов (рис. 2.4).

Емкость с тонером (1). Кроме красящего вещества, в этом бункере есть ось с лопатками для постоянного перемешивания. По мере расхода тонера, емкость следует заправлять.

Магнитный барабан (2). Имеет следующую конструкцию: в середине полого дюралевого цилиндра расположен ферритовый магнит, тоже цилиндрической формы. В составе тонера содержится магнитный компонент, поэтому тонкий слой красящего вещества налипает на этот вал и покрывает его равномерным слоем.

Фоторецептор (фотовал) (3) представляет собой цилиндр, покрытие которого способно терять электрический заряд под действием света.

Коротрон (4) служит для зарядки барабана коронным разрядом, выполняется в виде тонкой проволочки или валика из электропроводной резины, соприкасающегося с барабаном.

Емкость для «отработки» (5). В ней собирается «плохой» тонер, т. е. частицы, не перешедшие с фотовала на бумагу, пыль и пр. Если разобрать опустевший картридж, то емкость (1) будет пустая, а емкость (5) содержать заметное (до трети заправленного) количество порошка, но это не красящее вещество, а «отработка». При каждой заправке тонер-картриджа новым тонером, эту емкость для «отработки» следует очищать.

Ракель (нож, лезвие) (6) при каждом обороте фотовала счищает все то, что прилипло к фотовалу и не перешло на бумагу. Вся эта «отработка» поступает в бункер (5). Полное восстановление картриджа подразумевает замену фотовала и ракеля, но так как последний менее подвержен износу, иногда замены требует только барабан.

Сканирующая система

Устройство тонер-картриджа

Рис. 2.4. Устройство тонер-картриджа:

1 - емкость с тонером; 2 - магнитный барабан; 3 - фоторецептор (фото-вал)^ - коротрон; 5 - емкость для «отработки»; 6 - ракель

Расход тонера, используемого в копировальных аппаратах, зависит от класса аппарата и насыщенности копий. Стандартной считается 5 % заполняемость листа бумаги тонером. В этом случае одного картриджа хватает на 1 000 копий для портативных аппаратов и до 10-15 тыс. для аппаратов высокого класса.

В аппаратах высокого класса тонер поставляется в тубах. После использования, она легко удаляется и на ее место в картридже вставляется новая.

Цветные ксероксы. Для создания полноцветного изображения в ксероксах используется стандартная для полиграфии цветовая схема CMYK (cyan-magenta-yellow-key). Согласно этой схеме цветное изображение при печати формируется наложением один на другой трех основных цветов: зелено-голубого (cyan), пурпурного (magenta) и желтого (yellow). Хотя, теоретически, наложение перечисленных цветов стопроцентной насыщенности в итоге должно давать черный цвет, на практике в большинстве случаев получается серый или коричневый. Так как чистота и насыщенность черного цвета чрезвычайно важна в печатном процессе, в качестве четвертого основного цвета добавляют ключевой цвет (key color) - черный (black).

Первые цветные лазерные копиры печатали в четыре прохода: красящий слой изображения наносится за четыре прохода бумаги по числу цветов стандарта CMYK. Такая система печати является слишком громоздкой.

В однопроходных моделях цветное изображение наносится за один проход листа. В таких копирах используется система печати, состоящая из четырех барабанов. Лист бумаги проходит последовательно через каждый из барабанов, а затем изображение закрепляется на странице с помощью термоэлемента. В однопроходных моделях скорость печати в черно-белом и цветном режимах примерно одинакова. Схема внутреннего устройства однопроходного цветного копира представлена на рис. 2.5.

Цифровые ксероксы. Традиционный копировальный аппарат использует аналоговый способ передачи изображения при изготовлении копии. Изображение оригинала на контактном стекле подсвечивается яркой лампой и, отражаясь в зеркалах и проходя через линзы, попадает на фотобарабан, который электростатическим путем формирует такое же изображение на бумаге. Вся электроника аппарата только обслуживает этот процесс, который использует законы оптики и электростатики.

Принцип действия цифровых копиров основан на однократном сканировании оригинала и его сохранении в памяти устройства в электронном виде. Он состоит из трех независимых частей: сканера, процессора и принтера. Сканер считывает изображение с документа (оригинала), преобразует его в графический файл растрового формата и записывает в память процессора. Последний, если задана соответствующая программа обработки, модифицирует изображение и передает его на принтер, который печатает образ документа.

1

Схема внутреннего устройства однопроходного цветного копира

Рис. 2.5. Схема внутреннего устройства однопроходного цветного копира: 1 - фотобарабаны; 2 - блок закрепления изображения;

3 - направление подачи бумаги; 4 - лоток подачи бумаги

Перечислим главные (ключевые) отличия аналогового и цифрового копиров:

  • 1. Компоновка. В аналоговом копире изображение формируется отражением оригинала в свете лампы и оптически переносится на барабан, в цифровом - передается от сканера в процессор. Поэтому аналоговый копир имеет компоновку, определяемую во многом его оптической секцией, и копия неизбежно производится недалеко от оригинала. В цифровом копире есть возможность отделить сканер от остальной части на любое расстояние, например, можно печатать копию изображения дистанционно, в принципе, таким образом работает всем известный телефакс.
  • 2. Обработка изображения. Как правило, цифровой копир не имеет ограничений по обработке изображения. Поскольку изображение оцифровано, т. е. представлено в виде файла растрового формата (известные форматы такого типа - PCX, TIFF, и др.), его можно по-разному обработать - увеличить или уменьшить в любой пропорции или непропорционально, сделать негативным, убрать «мусор», т. е. отдельно стоящие группы точек меньше определенного размера, и т.д.; можно автоматически впечатать любое изображение, например, текстили, логотип. Набор операций зависит от имеющихся в цифровом копире программ. А можно изображение передать в компьютер и обработать его программными средствами. В аналоговом копире работа с изображением ограничена возможностями оптической механики: можно выполнить масштабирование (не более 50-200 %), сдвиг изображения влево-вправо и несколько других элементарных действий. Масштабирование делается с помощью линз, другие операции -посредстом подвижных зеркал. Для больших изображений (А1, АО) потребовались бы линзы соответствующего размера.
  • 3. Технические параметры. Цифровые копиры имеют те же характеристики, что сканеры и принтеры.

В заключение отметим, что копировальные аппараты отличаются друг от друга по встроенным сервисным возможностям. Портативные аппараты могут переносить изображение с оригинала с изменением его яркости, которое изменяется регулированием электростатического заряда, образующегося при создании копии. Сервисом, присущим некоторым аппаратам среднего и высокого класса, является двустороннее копирование. В этом случае аппарат комплектуется специальным устройством, позволяющим выполнить двустороннее копирование оригинала без постороннего вмешательства. Следует отметить устройства, позволяющее копировать многостраничный документ без постороннего вмешательства. Кроме того, существуют различные сортеры и степлеры, характерные для аппаратов высокого класса, которые позволяют сортировать многостраничный документ по лоткам и выполнять скрепление этих листов либо в углу, либо с боковой стороны.

Термографическое копирование (термография) осуществляется с помощью термокопировальных аппаратов на специальную термореактивную бумагу либо через термокопировальную бумагу на обычную бумагу. В основе лежит принцип облучения документа интенсивным потоком тепловых инфракрасных лучей, производяющих местный нагрев, который затем передается термореактивной бумаге (рис. 2.6).

Сетка

Инфракрасные лучи

Оригинал

Рис. 2.6. Принцип осуществления термокопирования

Термочувствительная бумага термочувствительным слоем вниз

К основным узлам термокопировального аппарата относятся листопротяжное устройство, стеклянный цилиндр, внутри которого находится источник инфракрасного излучения, например, лампа накаливания, электропривод и вентилятор (рис. 2.7). Оригинал и термочувствительный материал, проходя между стеклянным цилиндром и прижимным валиком, облучаются потоком инфракрасных лучей. Привод позволяет осуществлять регулировку времени экспонирования.

Копирование на данном аппарате можно производить с листовых прозрачных и непрозрачных, односторонних и двусторонних оригиналов со штриховым изображением (текст, чертеж, штриховые рисунки). Прозрачные и полупрозрачные односторонние оригиналы копируют преимущественно на просвет; непрозрачные односторонние и двусторонние оригиналы - только рефлексным способом в отраженных от оригинала лучах.

Производительность большинства настольных термокопировальных аппаратов составлят от 3 до 10 копий в минуту; наибольший формат копируемого материала в таких устройствах до 300 х 450 мм. Существуют копировальные средства, которые осуществляют передачу изображения на рулонную термобумагу. В таких аппаратах скорость копирования достигает десятков метров в минуту.

Рефлектор

Стеклянный ЦИ)

Ведущий ролик

Основные узлы термокопировального аппарата

Рис. 2.7. Основные узлы термокопировального аппарата

Оригинал

Прижимной ролик

Общим недостатком термокопирования является невысокое качество копий, небольшой срок их хранения (темнеют) и относительно дорогая термобумага.

Фотографическое копирование. Этот способ копирования самый давний. Он обеспечивает наиболее высокое качество, но требует дорогих расходных материалов и отличается длительным процессом получения копии: экспозиция, проявление, промывка, сушка. Используются обычные фотографические аппараты или аппараты для контактного (рефлексного) фотографирования и печати.

Широко распространенной разновидностью фотографического копирования документов является микрофотокопирование (микрофильмирование) - фотографический способ получения уменьшенных в десятки и сотни раз фотокопий текстов, чертежей, рисунков и т. п. на кинопленке (микрофильм) либо листовой фотопленке или фотобумаге (микрофиша, микрокарта, слайд). При микрофотокопировании используют объективы и фотоматериалы с высокой разрешающей способностью (200-600 лин/мм). Для чтения микрокопий применяют читальные аппараты, фотографические увеличители, диапроекторы.

Электронно-графическое копирование. Оно основано на оптическом считывании документов, когда фотодиоды преобразуют проектируемое на них изображение документа в электрические сигналы, и электроискровой регистрации информации на специальный носитель копии. Копии чаще всего получают на электрофотопленке и на термореактивной бумаге.

Диазографическое копирование (диазография, синъкогра-фия). Применяется преимущественно для копирования большеформатной чертежно-технической документации. Оригинал должен быть выполнен на светопроницаемой бумаге, кальке. Процесс заключается в экспонировании оригинала контактным способом на светочувствительную диазобумагу и отбеливании бумаги ярким светом в местах, где нет изображения. Изображение проявляется в парах растворителя (аммиака) в вытяжных шкафах. Качество диазотипного светокопирования среднее.

 
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ     След >