Копировальная техника

Средства копирования документации на твердых носителях достаточно разнообразны, они различаются как видом носителей копируемых документов (бумага, калька, прозрачная пленка), так и видом носителей, на которых создаются копии документов.

Виды бумаг для создания копий весьма разнообразны. Так, в разных типах копировальной техники применяются: обычная бу­мага, фотобумага, темнеющая под действием световых лучей; термобумага, темнеющая под действием тепловых лучей; диазо-бумага — светочувствительная бумага, на которой под действи­ем мощных световых лучей темнеют участки, соответствующие изображению на оригинале; электрофотокалька, или пленка, на которой электроискровые разряды перфорируют микроскопиче­ские отверстия.

В зависимости от используемых видов бумаги копировальные технологии подразделяются на следующие группы:

• электрографическое копирование (электрография);

• термографическое копирование (термография);

• диазографическое копирование (диазография);

• фотографическое копирование (фотография);

• электроискровое копирование (электронография).

Первым копировальным аппаратом принято считать мимеограф, созданный известным изобретателем Т. А. Эдисоном (1847— 1931). В мимеографах использовались листовые трафареты с отверстиями, накладываемые на вращающийся барабан, содержащий жидкую краску. Копии получались за счет проникновения краски через от­верстия трафарета на проходящие под барабаном листы бумаги. Этот принцип и в настоящее время используется для получения копий. Однако наиболее распространена в современном мире тех­нология получения копий на обычной бумаге методом сухого элек­тростатического переноса, или электрографическое копирование.

1.1. Электрографическое копирование

Метод сухого электростатического переноса был разработан Ч.Ф.Карлсоном (1906— 1968), получившим патент на свое изоб­ретение в 1935 г. Оформив права на использование этого патента в 1947 г., фирма Haloid Company дала методу копирования назва­ние «ксерография», образованное от двух корней греческих слов: xeros (сухой) и graphein (писать). Этот термин впоследствии во­шел в название компании, которая стала сначала называться Haloid Xerox, затем Xerox Corporation и, наконец, — The Document Company Xerox (Xerox).

В настоящее время на рынке копировальной техники, несмотря на, несомненно, ведущую роль фирмы Xerox широко представлены фирмы Canon, Ricoh, Sharp. Более 70 % мирового парка копиро­вального оборудования составляют электрографии-ческие копиро­вальные аппараты, посредством которых изготавливается свыше 50 % всех копий, получаемых в мире. При этом зачастую любые электрографические копировальные аппараты называют ксерок­сами, отдавая дань ведущей роли фирмы Xerox — родоначальни­цы данного вида копирования.

Принцип действия электрографического копировального аппа­рата во многом повторяет принцип действия лазерного принтера. Основные конструктивные узлы электрографического копироваль­ного аппарата показаны на рис. 9.1.

Электрографическое копирование включает в себя следующие этапы.

1. Предварительная зарядка отрицательным потенциалом фоточувствительного полупроводникового покрытия барабана.

2. Светоэкспозиция — проецирование документа с помощью специальной оптической системы на поверхность барабана. Это вызывает стекание заряда с освещенных участков полупроводникового покрытия за счет того, что лучи, отраженные от светлых участков оригинала, нейтрализуют соответствующие области фоточувствительного покрытия барабана, оставляя отрицательно заряженными неосвещенные участки. Так, на этапе светоэкспозиции производится формирование на поверхности барабана элект­ростатического рельефа, являющегося, по сути, копией документа.

3. Проявление изображения путем переноса предварительно положительно заряженного тонера в виде мельчайших красящих частиц на отрицательно заряженные участки поверхности барабана. Таким образом происходит превращение скрытого электростатического изображения в видимое путем налипания тонера на заряженные участки.

4. 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 либо в виде туго натянутой металлической нитисо специальным напылением диаметром около 70 мкм, либо в виде металлической пластины с частыми острыми зубцами (игольчатый коротрон), либо в форме обтянутого специальным пенистым полимером металлического вала, находящегося под напряжением (губчатый коротрон).

Преимущества игольчатых и губчатых коротронов — высокая механическая прочность и меньшее выделение озона при работе, что делает копировальные аппараты с коротронами такого типа экологически более безопасными.

5. Закрепление тонера на бумаге нагреванием под определен­ным давлением. В большинстве электрографических копироваль­ных аппаратов в качестве нагревательного элемента узла за­крепления используются лампы накаливания, обеспечивающие специальному валу, изготовленному из алюминия и покрытому тефлоном, температуру, достаточную для закрепления тонера на бумаге, проходящей через узел закрепления. В новейших моделях копировальных аппаратов фирмы Canon используется система быстрого поверхностного нагрева, так называемая SURF-технология (Surface Rapid Fusing). Принцип действия узла закрепления копировального аппарата модели Canon NP-6012, основанный на технологии SURF, показан на рис. 9.2. Нагревательный элемент изготовлен из керамики с металлическими вставками в комбина­ции с термостойкой тефлоновой пленкой. Такая конструкция по­зволяет начинать копирование без предварительного прогрева ап­парата, хотя ее надежность ниже, чем в узлах закрепления с лам­пами накаливания.

К основным достоинствам копирования с помощью электро­графического аппарата относятся:

• высокая производительность и высокое качество копирования;

• возможность масштабирования документа при копировании;

• возможность получения копий с листовых и со сброшюрованных документов, а также с различных штриховых, полутоновых, одно- и много-цветных оригиналов;

• получение копий на обычной бумаге, кальке, пластиковой пленке, алюминиевой фольге и др.;

• сравнительно невысокая стоимость аппаратов и расходных ма­териалов, простота обслуживания.

Электрографические аппараты по своему назначению и воз­можностям копирования можно разбить на пять групп.

1. Портативные копировальные аппараты (Portable Copiers) предназначены для изготовления небольшого числа копий формата А4 из масштабирования в любых условиях — дома, в офисе, в командировке — со скоростью копирования до 5 — б копий/мин при рекомендуемом объеме копирования до 500 копий/мес.

2. Невысококачественные копировальные аппараты {Low-Volume Copiers) используются в небольших офисах для получения копий с оригиналов форматов А4 и A3 без масштабирования, со скоростью копирования 10—15 копий/мин при рекомендуемом объеме копирования до 1500 — 2500 копий/мес.

3. Офисные копиры среднего класса {Middle-Volume Copiers) для обслуживания потребностей офиса средних размеров с большим документооборотом (объем копирования до 10 тыс. копий/мес), требующим хорошего оформления документов — выделения цветом, масштабирования, со скоростью копирования 15 — 30 копий/мин для А4 и 10 — 20 копий/мин для A3.

4. Копиры для рабочих групп (High-Volume Copiers) используются при обслуживании потребностей больших офисов и бизнес-центров при объемах копирования свыше 15 тыс. копий/мес, а также брошюрования и сортировки документов формата до А2 при скорости копирования 40 — 80 копий/мин (для формата А4).

5. Специальные копировальные аппараты: полноцветные и широкоформатные аппараты — копия и оригинал до АО (1194 —814 мм); для копирования цветных фотографий, чертежей, вывода изображений на твердый носитель с компьютера или слайдов.

Большинство моделей цветных ксероксов имеют невидимый код, распознаваемый при специальном освещении, или обладают способностью к смещению цвета в случае копирования банкнот. Кроме перечисленных электрографические копировальные аппара­ты обладают следующими обобщенными техническими данными:

• масштаб изображения копии в зависимости от оригинала — 25-400%;

• допустимая плотность бумаги 45 — 130 г/м;

• масса 8, 5 — 200 кг.

Сервисные возможности отдельных моделей электрографиче­ских копировальных аппаратов:

• многоцветное копирование обеспечивает получение как мно­гоцветных (3 — 5 цветов) копий, так и монохромных цветных;

• двухстороннее копирование позволяет получать копию сразу с обеих сторон документа;

• автоматическое управление экспозицией обеспечивает высо­кое качество копий даже при некачественных оригиналах;

• программирование числа копий от 1 до 999.

Один из вариантов конструктивного решения электрографи­ческого копиро-вального аппарата показан на рис. 9.3.

Многие современные электрографические копиро-вальные ап­параты имеют:

• дисплей, существенно облегчающий редактирование и управ­ление процессом копиро-вания;

• автоподачу документов;

• сортирующее устройство подбора копий по комплектам.

1.2. Термографическое копирование

Термокопирование — самый оперативный способ копирования (десятки метров в минуту), позволяющий получить копию на спе­циальной, достаточно дорогой термореактивной бумаге или на обычной бумаге, но через термокопировальную бумагу.

Термографическое копирование заключается в следующем: на документ-оригинал накладывается полупрозрачная термореак­тивная бумага чувствительным слоем к оригиналу. Затем через эту бумагу документ освещается интенсивным потоком тепло­вых лучей. Темные участки оригинала поглощают лучи и нагре­ваются, а светлые участки отражают тепловые лучи и поэтому нагреваются существенно меньше. Таким образом, тепловой ре­льеф несет информацию об оригинале. Тепловой поток от доку­мента-оригинала передается прижатой к нему термореактивной бумаге, которая темнеет тем больше, чем больше нагрет участок оригинала.

Недостатки технологии термокопирования, связанные с не­высоким качеством и малым сроком хранения копий, а также высокой стоимостью термореактивной бумаги, не способствуют ее широкому распространению.

1.3. Диазографическое копирование

Диазографическое копирование (светокопирование) — диазография, синькография. Применяется преимущественно для копиро­вания большеформатных чертежей и технической документации на крупных предприятиях. Оригинал выполняется на светопрони­цаемой бумаге, кальке.

Процесс копирования состоит в экспонировании контактным способом, т.е. в освещении прозрачного оригинала, наложенного на светочувствительную диазобумагу, на которой темнеют участ­ки, соответствующие изображению на оригинале. Изображение проявляется полусухим способом в вытяжных шкафах в парах растворителя (аммиака) или мокрым способом в щелочном ра­створе.

В настоящее время метод диазографического копирования ис­пользуется достаточно редко, поскольку качество получаемых ко­пий, так называемых «синек», невысокое, а процедура получе­ния копий трудоемка, малопроизводительна и экологически опасна для человека и окружающей среды вследствие использования хи­мических веществ для проявления.

1.4. Фотографическое копирование

Фотографическое копирование (фотокопирование) — наиболее давний способ копирования, обеспечивающий самое высокое ка­чество, но требующий дорогих расходных материалов (в частно­сти, фотобумаги, содержащей соли серебра) и длительного про­цесса получения копии (экспозиция, проявление, закрепление, промывка, сушка).

В зависимости от требований к размерам и качеству изображе­ния фотографическое копирование может быть контактным и проекционным. Проекционное фотокопирование обеспечивает более высокое качество копии и, кроме того, позволяет в широких пределах изменять масштаб изображения. Для фотокопирования используются различные репродукционные аппараты и фотоуве­личительные установки.

Фотографическое копирование используется в тех случаях, ког­да другие способы не могут обеспечить требуемое качество. Наи­более актуальной областью применения фотографического ко­пирования является микрофильмирование документов и библио­течных фондов.

1.5. Электронографическое копирование

Электронографическое копирование (электроискровое копирова­ние) основано на оптическом считывании документов и электро­искровой регистрации информации на специальный носитель копии.

При электроискровом копировании фотодиоды преобразуют построчно проецируемое на них изображение документа в элект­рические сигналы, которые усиливаются и подаются на линейку пишущих игл. Между иглами и основанием аппарата (барабаном) проскакивают высоковольтные электрические разряды (искры), перфорирующие тончайшие отверстия в носителе копии в участ­ках, которые соответствуют темным участкам оригинала.

Копии выполняются в основном на специальной пленке и на термореактивной бумаге. Копии на пленке служат основой для последующего тиражирования документов средствами трафарет­ной печати. Электронографическое копирование наиболее широ­ко и эффективно используется при подготовке высококачествен­ных трафаретных печатных форм.

1.6. Трафаретная и электронотрафаретная печать

Для получения большого количества одинаковых копий исполь­зуются копировальные устройства трафаретной печати. В недале­ком прошлом трафаретная печать осуществлялась ротаторами — устройствами, для которых предварительно готовился трафарет. Для этого на специальной бумаге из прочных волокон, покры­тых тонким слоем воска, — «восковке» печатался на пишущей машинке текст. В местах удара символов машинки воск отскаки­вал, оставляя сетку волокон. Затем подготовленная «восковка» -трафарет вставлялась в ротатор, образуя кольцо. Внутри кольца находился валик, смачиваемый типографской краской, которая через участки «восковки» с поврежденным восковым слоем с по­мощью дополнительного валика переносилась на бумагу. Участки бумаги, соответствующие местам на «восковке», по которым ударя­ли символы пишущей машинки, окрашивались. На каждом оборо­те кольца «восковки» из ротатора появлялся лист копии. Расходные материалы и сам ротатор были доступны и недороги.

К достоинствам трафаретной печати ротаторами следует отне­сти хорошее качество печати; возможность получения 400—1500 оттисков с одного трафарета; относительную простоту изготовле­ния трафаретов. Однако при трафаретной печати невозможно вы­полнять редактирование и необходимо использование нескольких трафаретов при многоцветной печати.

Перспективный путь развития трафаретной печати, использу­ющий последние достижения цифровой электроники и существен, но улучшающий все характеристики трафаретной печати, связан с электронотрафаретной печатью. Поскольку в России электронотрафаретная печать производится в основном с помощью ко­пировальных аппаратов производства фирмы Riso, часто этот спо­соб размножения документов называют ризографией.

Ризографы (дубликаторы) — новый тип копировально-множи­тельной техники для офиса, совмещающий традиционную трафа­ретную печать с современными цифровыми методами изготовле­ния и обработки электронных документов. Ризограф, подключен­ный к компьютеру через параллельный порт, может быть исполь­зован для оперативного создания, редактирования и размноже­ния любых видов документов и полиграфических изданий.

Ризограф был изобретен и создан в 1980 г. в Японии, а уже к началу 1995 г. более 70 % японских школ были оснащены ризогра­фами. В России первые ризографы появились в 1992 г.

Процесс копирования на ризографе отличается высокой опера­тивностью и состоит из двух этапов: подготовки рабочей матрицы в течение 15 — 20 с и печати по матрице с высокой производитель­ностью, обеспечивающей получение нескольких тысяч высокока­чественных оттисков за 10 — 20 мин.

При подготовке матрицы оригинал документа поме­щают на встроенный сканер, который считывает информацию, кодирует ее и создает соответствующий цифровой файл. После обработки специальной многослойной мастер-пленки термоголов­кой, управляемой этим цифровым файлом, создается рабочая мат­рица, содержащая копируемое изображение или текст в виде мик­роотверстий во внешнем слое пленки. Затем рабочая матрица ав­томатически размещается на поверхности красящего цилиндра, внутри которого находится туба со специальным красителем. Кра­ситель пропитывает внутренний слой пленки, и, таким образом, обработанная рабочая матрица используется как трафарет для ти­ражирования документа.

В процессе печати краситель из внутреннего слоя плен­ки под действием центробежной силы при вращении красящего цилиндра переносится через микроотверстия на лист обычной бу­маги. С одной рабочей матрицы можно получить более 4000 оттис­ков без снижения качества.

В современных ризографах выполняются в автоматическом ре­жиме не только все основные этапы, но даже отматывание с ру­лона отрезка мастер-пленки нужного размера, его отрезание, сня­тие с красящего барабана отработанной матрицы и ее удаление в приемник отработанных рабочих матриц.

К достоинствам ризографа сле-дует отнести:

• использование для копирования бумаги любого типа и ка­чества (кроме мелованной и глянцевой) с плотностью от 46 до 210 г/м²;

• 20 — 30 с, после-дующий процесс копирования идет со скоро­стью 60—130 оттисков в минуту;

• высокое разрешение: до 400 dpi (16 точек на миллиметр), в текстовом режиме до 16 оттенков, в фоторежиме отображение 256 оттенков и градаций яркости;

• копирование многоцвет-ных документов;

• масштабирование;

• совместную работу с ПК и, в частности, использование ПК для создания и редактирования документов;

• автоматизацию всех процессов, удобство управления, наличие дисплея.

Особо следует отметить высокую экономичность тиражирова­ния на ризографе документов: если стоимость получения 10 ко­пий, например, на ризографе и ксероксе почти одинакова, то изготовление 500 оттисков на ризографе в 6 —8 раз дешевле.

Конструктивно ризографы выполняются в двух конфигурациях: роликовые и планшетные.

Роликовые, или протяжные, ризографы предназначе­ны для работы только с отдельными листами, протягиванием их при считывании мимо фотоприемного устройства сканера, при­чем подача листов осуществляется в автоматическом режиме.

Планшетные ризографы позволяют копировать как листо­вые, так и сброшюрованные материалы.

Для более эффективного использования ризографы объединя­ют в единый комплекс технических средств информатизации, например, как показано на рис. 9.4.

При формировании комплекса ризограф подключают к ком­пьютеру через параллельный порт, что позволяет превратить ри­зограф в высококачественный сканер с разрешающей способно­стью 400 dpi и дает возможность передать на компьютер изобра­жение, отредактировать его, выбирая масштаб, и распечатать на ризографе. При подготовке документа с помощью любого тексто­вого процессора можно распечатать его на ризографе со скорос­тью 130 копий в минуту.

Ризограф экологически безопасен, не требует специально под­готовленных помещений и персонала, к работе готов сразу после подключения к сети.

Благодаря высокому качеству и удобной технологии, ризографический комплекс технических средств информатизации позво­ляет формировать и тиражировать информацию на твердых носи­телях начиная от визитных карточек, бланков, рекламных про­спектов и технической документации и заканчивая журнальной периодикой, брошюрами и книгами.