Копировальная техника. Ксерокс

Рис. 2

Все конкуренты, производившие в то время устройства для копирования, основанные на каких-либо иных принципах, оказались бессильными против ксерографической техники. Они не смогли соперничать с тем качеством, простотой и низкой стоимостью копий, которые были представлены в "Xerox 914".

Электростатические копировальные аппараты фирмы Xerox стали неотъемлемым атрибутом американских, а затем и мировых офисов. Ксероксами пользовались как частные компании любого калибра, так и различные государственные учреждения. Копировали все (рис. 3).

Рис. 3

Например, в полицейских участках копирам нашли весьма оригинальное применение; с их помощью экономили время на составление перечня найденных в карманах задержанных мелочей. Все мелочи попросту клали на экспозиционное стекло, а затем делали копию. Так получилось, что компания Xerox практически монопольно завладела чрезвычайно прибыльным рынком. К 1968 году торговый оборот компании многократно вырос и составил более миллиарда долларов.

Копировальные аппараты используют принцип сухой ксерографии, в основе которого лежит напыление порошка на материал (бумагу) с последующим запеканием. Для освещения оригинала (рис. 4) используется каретка с лампой (лазером). Каретка передвигается, и лампой последовательно освещаются участки копируемого оригинала.

Рис. 4

Рис. 5

Отраженный поток света через систему зеркал попадает на фоторецептор вращающего барабана.

Фоторецептор представляет собой специальный материал (обычно это селен), нанесенный на металлическую основу. Фоторецептор заряжается электрическим потенциалом от специального зарядного устройства, которое представляет собой металлическую (обычно золотую или платиновую) проволоку или же резиновый вал с металлической основой. Те места на фоторецепторе, на которые падает свет, меняют свой потенциал или теряют заряд (в зависимости от типа копировального аппарата). Таким образом, на фоторецепторе остается рисунок оригинала в виде по-разному заряженных участков.

Затем фоторецептор входит в контакт с валом, покрытым смесью тонера и носителя. Тонер представляет собой мелкодисперсный порошок из смеси окрашенных частиц синтетических и натуральных смол. Тонер переходит на фоторецептор за счет противоположного заряда на фоторецепторе. Весь этот процесс носит название проявки.

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 (постоянного магнита, окруженного вращающейся втулкой) и ножа, выполненного из магнитного материала. Нож регулирует количество тонера, наносимого на барабан, и заряжает частицы тонера до нужной величины (знак заряда ножа 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 напряжения смещения влияет на плотность копии и образование вуали. Чем менее отрицательным является потенциал смещения (чем ближе он подходит к 0 В), тем выше оказывается плотность, но и растет 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 - полому металлическому цилиндру с расположенными внутри постоянными магнитами.

Магнитный вал расположен в непосредственной близости от фоторецептора, и 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 с более светлым изображением 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 В, чтобы предупредить перенос тонера остаточным зарядом, характерным для светлых участков изображения. Во время переноса изображения бумага выбирается из лотка и устанавливается для начала печати. Процесс переноса изображения заключается в переносе частичек тонера, формирующих видимое изображение и расположенных на поверхности фоторецептора, на бумагу. Под бумагой проходит вал переноса, который имеет потенциал, сильнее потенциала фоторецептора. Вал, за счет более сильного потенциала на нем, оттягивает на себя тонер, который осаждается на бумаге. 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.

Интересное из раздела

Моделирование элементов и систем управления
Управляемый объект состоит их четырех типовых динамических звеньев, соединенных между собой в определенной последовательности с образованием двух замкнутых контуров (рису ...

Функционально-структурный анализ системы автоматического управления (регулирования) технического объекта
Работа любого технологического объекта характеризуется различными параметрами, которые изменяются в зависимости от работы машины и воздействия внешних факто ...

20-разрядный аналого-цифровой преобразователь, изготовленный по технологии КМОП 0,9 пм
Традиционные конструкции аналого-цифровых преобразователей (АЦП) использовали параллельную архитектуру и биполярные технологии для получения 8-битного разрешени ...