Схема ксеро-копировального аппарата

Обозначения на рисунке:

1 – ракель;

2 – каротрон заряда;

3 – фоторецептор;

4 – магнитный вал с тонером;

5 – нагреваемый элемент;

6 – пружинный вал;

7 – бумага или пленка;

8 – источник света;

9 – вал переноса;

10 – фьюзер (печка).

Фоторецептор – это специальный материал (как правило, селен, нанесенный на металлическую основу). Обычно он выполняется в виде барабана, или вала. Фоторецептор заряжается каротроном заряда, который представляет собой металлическую (золотую или платиновую) проволоку или резиновый вал с металлической основой. В настоящее время в связи с тем, что проволочный каротрон сильно озонирует воздух, то стараются использовать в основном резиновый тип каротронов.

После зарядки на фоторецептор подается изображение, которое освещается источником света и проецируется на фоторецептор через систему зеркал. Для уменьшения и увеличения изображения часто используют оптические системы. Скорость барабана согласуется с системой передачи изображений. Те места на фоторецепторе, на которые попадает свет, либо меняют свой потенциал, либо вообще теряют электрический заряд. Таким образом, на фоторецепторе сохраняется рисунок оригинала в виде заряженных участков.

На следующем этапе фоторецептор входит в контакт с магнитным валом , который покрыт пылью, представляющей собой смесь тонера и носителя. Сам тонер – это порошок, состоящий из микрочастиц определенного цвета. При этом чем меньше размер частиц, тем качественнее осуществляется передача изображения. В свою очередь носитель представляет собой металлические (как правило, железные) частицы, на которых осаждается тонер. Таким образом, можно сказать, что на магнитном валу находятся микрочастицы, покрытые тонером. Тонер переходит на фоторецептор за счет сил электростатического притяжения между противоположными электрическими зарядами. Весь этот процесс называется проявкой.

Во время процесса проявки бумага подается на регистрацию, то есть она устанавливается в исходное состояние для печати. Как только бумага доходит до фоторецептора, происходит передача изображения с фоторецептора на бумагу.

Под бумагой находится вал переноса, который имеет электрический потенциал сильнее, чем электрический потенциал фоторецептора. Вал переноса изготавливается из металла, покрытого токопроводящей резиной. Вал переноса за счет высокого электрического потенциала оттягивает на себя весь тонер, который осаждается на бумаге. После завершения бумага отделяется от фоторецептора и подается на запекание.

Механизм запекания представляет собой процесс высокотемпературного нагрева бумаги с одновременным прижимом специальным валиком. Сама аппарат состоит из нагреваемого тефлонового вала с кварцевой лампой внутри и прижимного вала. Аппарат для запекания называется фьюзер («печка»).

В некоторых типах копировальных аппаратов вместо фьюзера устанавливается специальный термоэлемент, покрытый термопленкой. Такие копиры имеют меньший срок нагрева, но их недостаток – меньшее количество копий, так как термопленку легко можно повредить. Для предотвращения прилипания пленки бумаги к валу часто используют специальную силиконовую смазку. Копиры, в основе фьюзера которых – кварцевая лампа, используются в высокопроизводительных установках.

Фоторецептор очищается от остатков тонера с помощью ракельного ножа, который выполнен из специального материала (обычно это мягкий пластик), который находится в плотном контакте с барабаном. Остатки тонера отправляются в бункер отработки. В некоторых копирах эта функция возложена на специальную систему электростатического очищения тонера.

В мощных копировальных аппаратах фоторецептор, тонер, ракель и каротрон меняются отдельно после определенного количества копий. В небольших копирах эти части объединяются в один комплекс, который называют картриджем. В некоторых копирах картридж может быть разделен на два: копи-картридж (он включает в себя фоторецептор и ракель) и тонер-картридж (он состоит из тонера и магнитного вала). Все картриджи имеют определенный срок службы.

Лазерные принтеры

Лазерные принтеры действуют по тому же принципу, что и копиры. Отличие заключается в том, что в качестве источника света используется лазер, который меняет потенциал в определенных участках фоторецептора, куда затем переносится тонер.

Механизм работы лазерного принтера следующий:

луч лазера попадает на зеркало, которое вращается с высокой скоростью. Отраженный луч через систему призм попадает на барабан и за счет вращения зеркала выбивает заряды по всей длине барабана. При повороте барабана на 1 шаг, который определяет разрешение принтера по вертикали и измеряется в долях дюйма, вычерчивается новая линия. В некоторых принтерах кроме поворота барабана используется поворот зеркала по вертикали. Это позволяет на одном шаге поворота барабана вычертить два ряда точек. Лучи красного и синего цветов соответствуют различным положениям зеркала.

Лазерные принтеры помимо механической части имеют в своем составе электронную компоненту, которая обеспечивает работу памяти лазерного принтера.

На некоторых лазерных принтерах кроме оперативной памяти устанавливаются винчестеры, которые позволяют хранить специальные языки описания данных (например, язык Post Script). Эти языки предназначены для реализации при печати лазерными принтерами различных шрифтов. Наличие специальных языков описания данных позволяет использовать лазерные принтеры для работы с графикой.

В настоящее время самые качественные лазерные принтеры – принтеры производства фирмы HP (Hewlett-Packard), которая является одним из лидеров на рынке цифровой печати.

Методы лазерной печати основаны на построчном методе построения изображений. Каждая строка – это поворот барабана на 1/300 дюйма. При этом бумага перемещается на то же расстояние. Это перемещение – вертикальная ось листа. Лазерный луч подобно электронному лучу в кинескопе сканирует строку, обеспечивая передачу зарядов на фоторецептор, которые в свою очередь обеспечивают построение изображения на барабане.

Более совершенные методы печати позволяют изменять размер точек, которые переносятся на бумагу. Это достигается за счет модуляции лазерного луча в процессе построения изображения. Горизонтальное разрешение при лазерной печати можно увеличить за счет увеличения частоты управляющих сигналов для лазерного луча.

Лазерные принтеры условно разделяют на следующие группы:

- принтеры с невысокой производительностью (4-5 страниц в минуту), которые рассчитаны на небольшие объемы печати (до 10 000 страниц в месяц) и, как правило, используются для индивидуального применения;

- принтеры среднего класса (12 страниц в минуту), предназначенные для работы в локальных сетях и обеспечивающие средние объемы печати (до 20 000 страниц в месяц);

- принтеры с высокой производительностью (30 и более страниц в минуту и до 50 000 страниц в месяц).

Качество печати лазерных принтеров зависит от разрешающей способности принтера, которое определяется как количество точек, печатаемых на один дюйм.

300 т/дюйм обеспечивает производство деловых документов. Недостатки – плохое качество печати мелких букв и полутоновых изображений.

600 т/дюйм обеспечивает хорошее качество печати для деловых документов. Может применяться для издательских нужд при черно-белой полиграфии.

1200 т/дюйм обеспечивает высокое качество документов. Полутоновые изображения получаются удовлетворительно.

1800 т/дюйм обеспечивается подготовку высококачественных изданий.

Следует иметь в виду, что скорость печати лазерных принтеров зависит не только от самого принтера, но и от операционной системы, под управлением которой работает вся вычислительная система. Как правило, реальная скорость лазерного принтера в составе вычислительной системы на 20 % (или даже 40%) ниже, чем заявленная скорость печати принтера.

Лазерные принтеры могут печатать только на отдельных листах бумаги. Большинство лазерных принтеров поддерживает формат бумаги А4 или несколько больше.

Практически все лазерные принтеры обеспечивают печать на прозрачных пленках и на почтовых конвертах. К качеству бумаги принтеры не привередливы, за исключением низкосортной бумаги.

Для высокопроизводительных принтеров выпускаются специальные приспособления для двухсторонней печати. Особенностями лазерных принтеров является то, что получаемые от компьютера данные печатаются не сразу.

В оперативной памяти лазерных принтеров формируется изображение печатаемой страницы и только после этого, данные отправляются на печать. Оперативная память в лазерных принтерах используется также для хранения используемых для печати шрифтов. Требуемый объем оперативной памяти принтера зависит от разрешения и максимального формата бумаги. Например, для принтера для А4 с разрешением 300 т/дюйм оперативная память составляет 1 Мб, для разрешения 600 т/дюйм – не менее 2 Мб. Такого объема оперативной памяти достаточно для печати офисных, деловых документов. Если же использовать принтер для печати иллюстраций, то необходимо установить в принтер дополнительную оперативную память.

Большинство лазерных принтеров используют для управления печатью язык PCL (printer control language). Принтеры, использующие PCL, позволяют использовать используемые в операционной системе Windows масштабируемые шрифты в формате «True Type» и дают возможность переводить эти шрифты в растровую форму при посылке на печать.

Многие лазерные принтеры воспринимают язык описания страниц Post Script, разработанный фирмой Adobe. Это мощный язык, позволяющий описывать изображения в объектно-ориентированной форме. В издательских системах PS-принтеры являются стандартом, т.к. подготовленный для них документ может быть без изменений выведен на любой фотонаборной автомат, использующий для своих целей язык Post Script.

Драйверы PS-принтеров для операционной системы Windows позволяют осуществлять увеличение или уменьшение выводимого изображения, обеспечивают печать зеркального или негативного изображения, что необходимо для получения пленок при офсетном способе печати.

Принтеры, способные выводить графическую информацию в настоящее время представляют собой растровые устройства. Вообще современные устройства печати используют субтрактивную модель цветообразования. Первичными цветами для цветных принтеров являются зелено-голубой, светло-красный и желтый. Наложение двух из первичных цветов дает красный, зеленый или голубой цвета. Смешение трех цветов субтрактивной модели дает черный цвет. В некоторых принтерах для получения черного цвета используется отдельный черный краситель. Поэтому такая модель цветообразования называется CMY или CMYK: cyan – голубой, magenta – пурпурный, yellow – желтый, kontour – черный.

Реализация субтрактивной модели основана на том, что краситель, нанесенный на бумагу, действует как фильтр, который поглощает и отражает электромагнитные колебания различной частоты. Нужная насыщенность достигается за счет количества белого цвета: при выводе изображения на бумагу промежуточные цвета получаются путем пропуска нескольких точек основного цвета. Именно отношение количества цветных точек к количеству белых точек определяет уровень насыщенности цвета.

Сканеры

Сканер – это устройство, позволяющее вводить в компьютер образы изображений, представленные в виде текста, рисунков или другой графической информации.

Классификацию сканеров можно выполнить по прозрачности вводимого оригинала-изображения, по кинематическому устройству сканера, по типу вводимого изображения, по особенностям программного и аппаратного обеспечения сканеров.