Ксерография

Ксерография (лат. xeros — сухой и graphos — писать) лежит в основе работы копировальных аппаратов, монохромных и цветных лазерных принтеров.

Ксерография является многоступенчатым процессом и включает ряд стадий (рис. 22):

источник света

коратран
магнитный фотарецептср заряда

вал с тонером ..^ЛЙЯЙЬь. /^~^\ У

ракель асМ*⁴ отработки:

бумага

вал переноса

Фьюзер (печка)

нагреваемый элемент

ч||1г

прижимной вал

Рис. 22. Принципиальная схема процесса ксерокопирования

1. Зарядка фоторецептора — это процесс нанесения равно­
мерного заряда определенной величины на поверхность фоторе­
цептора в коронном разряде. Для этого фоторецептор в темноте про­
пускают под коронирующим устройством (коротроном). При этом
поверхности фоторецептора сообщается избыточный заряд. Если
фоторецептор не освещать, то заряд может сохраняться на его по­
верхности достаточно долгое время.

Существует несколько видов коротронов. Простейший из них представляет собой тонкую проволоку из устойчивого к окислению материала, натянутую на металлическом экране. Более совершен­ным является скоротрон — зарядное устройство, позволяющее по­лучить более равномерный заряд поверхности фоторецептора. В нем кроме проволоки используется сетка, на которую также по­дается напряжение. Дикоротрон — устройство, состоящее из двух активных элементов: коронода и экрана. Позволяет более точно регулировать величину заряда.

Коротрон является источником озона, выделяемого копироваль­ным аппаратом во время работы. Использование фильтров и их своевременная замена позволяют устранить запах. В настоящее вре­мя фирмы-производители переходят на безозоновую технологию.

2. Формирование и экспонирование изображения. После зарядки на фоторецептор подается изображение, которое в копировальных аппаратах формируется мощным источником света и проецируется через систему зеркал. Обычно для.освещения оригинала использу­ется каретка с лампой как в сканерах. Однако в некоторых копиро­вальных аппаратах, например Xerox 1075 (с ленточным фоторе­цептором), используется лампа-вспышка, которая освещает весь оригинал сразу. Для изменения параметров изображения (увеличе­ния и уменьшения) служит объектив с переменным фокусным рас­стоянием. Те участки на фоторецепторе, на которые падает свет, теряют свой потенциал, что приводит к формированию «скрытого» изображения оригинала в виде заряженных участков.

3. Проявление — это процесс формирования изображения на фоторецепторе тонером, которое происходит при контакте свето­чувствительного барабана с тонером, несущим заряд противопо­ложного знака. При этом частицы тонера прилипают к участкам по­верхности фоторецептора, несущим заряд, образуя видимое изображение. Электрофотографический тонер представляет собой порошок черной или цветной легкоплавкой смолы или смесь по­рошка с носителем — стеклянная, полимерная или металлическая дробь. Хотя собственно частицы тонера довольно компактны, в со-

стоянии аэрозоля они склонны образовывать конгломераты частиц, размер которых не всегда можно контролировать (рис. 23).

Рис. 23. Увеличенное изображение тонера фирмы OKI

4. В процессе переноса изображения бумага контактирует с фо­
торецептором, в результате чего ей сообщается такой электроста­
тический заряд, что частички тонера отрываются от поверхности
фоторецептора и притягиваются к бумаге. В результате большая
часть тонера переносится на бумагу, а остатки тонера удаляются с
фоторецептора на этапе очистки.

Для улучшения качества изображения и уменьшения расхода тонера в некоторых аппаратах осуществляется предварительный перенос, в процессе которого ослабляется заряд фоторецептора. Для этого либо фоторецептор предварительно освещается, либо на коротрон переноса подается переменное напряжение.

5. Отделение бумаги от фоторецептора осуществляется как
механическим, так и электрическим способом. В первом случае ис­
пользуются либо пальцы отделения, находящиеся в непосредст­
венной близости к фоторецептору, либо отделяющие ремешки, ус­
танавливаемые с одного края фоторецептора. Кромка бумаги
скользит по ремешку и затем легко отделяется от фоторецептора.
Во втором случае используется коротрон отделения совместно с
механическими средствами.

6. Закрепление. После переноса копия уже практически готова.
Но изображение, полученное на бумаге, может быть удалено при
механическом воздействии (например, трением). Естественно, та­
кая копия не пригодна для работы с ней. Для увеличения сцепле­
ния тонера с бумагой используется механизм закрепления.

Существует несколько способов закрепления. Наиболее распро­страненный — это термомеханический способ, при котором копия подвергается нагреву и механическому прижиму.

Механизм закрепления носит название фьюзер (печка). Меха­низм состоит из нагреваемого тефлонового вала с кварцевой лампой внутри и резинового прижимного вала. Иногда вместо тефлонового вала устанавливается специальный керамический термоэлемент, который отделяется от бумаги термопленкой. Такие копиры имеют меньший срок прогрева и меньшее энергопотребление, однако, срок службы термопленки значительно меньше, при этом снижает­ся количество копий и повышается вероятность ее повреждения при неаккуратном извлечении бумаги.

При термическом закреплении копия проходит под ИК-лампой. В этом случае тонер расплавляется и застывает без какого-либо механического воздействия.

7. Очистка — это процесс удаления остатков тонера с фоторе­
цептора после переноса на бумагу. Непосредственно перед очист­
кой может производиться предварительная очистка с помощью за­
светки фоторецептора или коротрона предочистки.

Оставшиеся частицы тонера удаляются с помощью ракельного ножа, находящегося в непосредственном контакте с фоторецепто­ром. Отработанный тонер попадает в бункер отработки. Последний этап очистки — это удаление остаточного заряда, которое осуще­ствляется с помощью либо источника света, либо коротрона, знак напряжения которого противоположен знаку заряда фоторецептора.

Все множество электрофотографических аппаратов можно раз­делить по способу обработки сигнала на две большие группы — аналоговые и цифровые. В первом случае сканируемое изображе­ние проецируется при помощи оптической системы линз и зеркал, во втором — обрабатывается микропроцессорной системой и пе­реводится в цифровой вид, а затем лазерный луч, отклоняемый быстровращающимся полигонным зеркалом, проецирует изобра­жение на светочувствительный цилиндр.

Данные системы нашли реализацию в цифровых цветных копи­ровальных аппаратах.