О цветной копировальной технологии.

laser printers





Цветной цифровой копи-принтер DC/P – digital copier/printer позволяет пользователям сканировать цветные оригиналы и получать копии полного качества. Кроме того, большинство копиров сегодняшнего поколения с технологией производства копий высокого качества могут использоваться как принтеры при подключении к компьютеру или сети с помощью «контролера» цветной печати (RIP - Raster Imaging Processor). Необходимо отметить, что под цветным цифровым копи-принтером мы подразумеваем оборудование, работающее на цифровом процессоре, лазерной технологии создания изображения и цветном тонере, что обеспечивает производство высококачественных цветных копий и распечаток. Оборудование этой категории не включает в себя аналоговые или цифровые копиры с более ограниченными техническими возможностями. То есть с такими, как технологии выделения отдельного цвета на изображении или производства одноцветных копий с использованием тонера нескольких цветов. Кроме того, к ним не относятся цветные струйные принтеры, копиры или копи-принтеры (такие, которые в широком ассортименте реализует, например, НР). Подобное цветное струйное оборудование не может предложить качество, сопоставимое с тем, которое предлагает цветной цифровой копи-принтер. Это в основном обусловлено тем, что струйное оборудование не оснащено технологией лазерной печати и не использует в производстве сухой тонер, что не в последнюю очередь обеспечивает более высокое разрешение изображения. Кроме прекрасного качества цветной печати изображений цветные цифровые копи-принтеры отличаются от другого оборудования более высокими ценами и издержками на печать. Цифровые цветные копи-принтеры стоят существенно дороже и требуют больших затрат при использовании, чем аналогичные копиры или черно-белые копи-принтеры. В силу нескольких причин, которые будут рассмотрены в этой статье, цифровые цветные копи-принтеры требуют более частых замен деталей и более тщательного технического обслуживания. Для них требуется больше расходных материалов, чем для типичного копира или черно-белого копи-принтера, способных предложить потребителям равное количество копий/распечаток. Контролеры за цветом и качеством печати, которые объединяют компьютер и цветной цифровой копи-принтер, позволяют им «говорить на одном языке» и распечатывать документы, обработанные на компьютере. Цена на такой контролер качества цветной печати определяется в основном его ключевыми возможностями и конфигурациями, такими как скорость процессора и объем памяти. Многие черно-белые копи-принтеры, напротив, зачастую продаются с внутренними (встроенными) контролерами печати. Несмотря на то, что обслуживание печати цветного цифрового копи-принтера в основном аналогично обслуживанию черно-белого копи-принтера, в сканировании, выдержке, проявке, передаче изображения и плавлении наблюдаются существенные отличия, многие функции характерны лишь для цветных цифровых копи-принтеров.

ИСТОРИЯ СОЗДАНИЯ ЦВЕТНЫХ DC/P (ЦИФРОВЫХ КОПИ-ПРИНТЕРОВ)

Первый копир, Xerox 6500, способный производить цветное изображение, появился на рынке в 1973 году. Этот аналоговый копир не отличался высоким качеством в создании цветного изображения. Однако в то же время он позволил направить процесс усовершенствования копиров, которые бы использовали альтернативный монохромный тонер. В силу того, что этот копир, как и ему подобные, распечатывали далекие от совершенства цветные изображения, они не получили широкого распространения на рынке. В 1978 Canon представил на рынок первый аналоговый копир для распечатки цветного изображения полного качества – NP Color I. Именно он при печати впервые использовал тонер нескольких цветов. Canon также стал первой компанией, которая выпустила на рынок первый цифровой цветной копир – DCC-1, что произошло в 1987 году. Вскоре после этого на рынке появился первый цветной копир от Panasonic – FP1. Ни один из этих цифровых цветных копиров не мог быть подсоединен к компьютеру или сети для распечатки изображений с компьютера. Но уже в 2000 году появляется более 50 различных цветных цифровых копи-принтеров (DC/P), которые ОЕМ-производители предлагают сегодня на перебой. Canon, Xerox и Ricoh вместе взятые занимают около 80% рынка США в сфере цветных цифровых копи-принтеров (в стране, на долю которой приходится большая часть DC/P-оборудования). Minolta стоит четвертой в этом списке, обладая долей, меньшей, чем какая-либо из трех вышеперечисленных компаний. В то же время, доля компании Minolta больше, чем у остальных ОЕМ-производителей. Недавнее существенное расширение рынка копировально-печатного оборудования было вызвано многими факторами, в том числе переходом на цифровые технологии в мире бизнеса в целом и в сфере офисного оборудования и печати в частности. Распространение компьютеров с цветными мониторами, как в секторе бизнеса, так и в секторе личного пользования привела к общему увеличению потребности в цветной документации (что также способствовало ощутимому расширению рынка цветной струйной печати). Снижение цен на цветные цифровые копи-принтеры и повышение доступности этого оборудования благодаря дистрибьюторам (в прошлом брокерам офисного оборудования) способствовали удовлетворению возросшего спроса в этой области. Повышение совместимости цветных цифровых копи-принтеров параллельно с впечатляющим увеличением количества компаний, работающих на основе компьютерной сети, способствовало поразительному распространению цветной печати и копирования для огромной сети компаний, чем когда-либо. Стоит отметить, что различные модели цветных DC/P, которые сегодня предлагает рынок отрасли, не только обладают уникальными функциями, бонусами и выгодной ценой, но и отличаются необычайным разнообразием, отличием от соответствующих моделей других ОЕМ-производителей, от других моделей определенной линейки ОЕМ, от других линеек производителя. Знание ключевых моментов в цветном копировании позволит ответить на вопрос, что же лежит в основе такого поистине поражающего воображение разнообразия.

ОСНОВЫ ЦВЕТНОГО КОПИРОВАНИЯ

Каждый день мы подвергаемся электромагнитному излучению солнца и других энергетических источников. Радиоволны, микроволны, инфракрасное излучение, ультрафиолетовое излучение, рентгеновские лучи, гамма-лучи, видимая радиация (свет) - вот части спектра электромагнитного излучения. Видимый свет - единственная часть этого чрезвычайно широкого спектра, которую можно увидеть невооруженным глазом. (Рисунок 1).

Электромагнитная радиация измеряется длиной волны. Для видимого света длина волны достигает приблизительно 400 – 700 нанометров (миллиардная часть метра, обозначается как «нм»). Когда волны видимой радиации (или лучи света) достигают глаза человека, глаз «видит» - а мозг воспринимает – цвет. Человек с нормальным цветовым зрением может отличать до 7 миллионов различных оттенков. Фиолетовый – нижняя граница видимого спектра света (400 нм), тогда как красный – его верхняя граница (700 нм). Когда луч света располагается в пределах этого спектра, длина волны определяет тот оттенок цвета, который воспринимает глаз. (Рисунок 2).

По способу генерации цвета выделяют три типа: люминесцентный цвет, цвет трансмиссии и цвет отражения. Все три типа цвета играют свою роль в цифровом копировании и печати. Люминесцентный цвет выпускается источником энергии. Например, красный или оранжевый цвет пламени на изображении - это пример люминесцентного цвета. (Рисунок 3) Лампа сканирования в цветных цифровых копи-принтерах выпускает люминесцентный свет при сканировании/просвечивании документов.

Цвет трансмиссии создается, когда на пути света встречается прозрачный или полупрозрачный материал. Световые лучи определенной длины проходят сквозь объект, тогда как некоторые из них поглощаются этим объектом. Яркий свет сквозь цветной слайд или фильтр создает цвет трансмиссии. На Рисунке 4, фильтр не отражает свет; он поглощает весь свет, кроме синего цвета, который проходит сквозь фильтр. Мы воспринимаем фильтр синим, не потому что он отражает синий цвет от источника энергии сверху или перед ним, а потому что фильтр пропускает лишь синий цвет (который часть света, генерированного источником энергии позади фильтра). Во время сканирования как этапа процесса цифрового цветного копирования используются цветные фильтры для разделения и трансмиссии цветных лучей света, отраженных сканируемым документом.

ВАЖНОЕ ЗАМЕЧАНИЕ: При печати на цветном цифровом копи-принтере сканирование оригинального документа не требуется, так как вся необходимая информация о цвете изображения содержится сигналах, исходящих из контролера печати.

Цвет отражения создается, когда свет попадает на объект, который поглощает часть световых лучей, отражая остальные. Например, поверхность мяча может поглощать все видимые лучи света за исключением красных. Эти красные лучи света отражаются, таким образом, мы воспринимаем этот мяч красным. (Рисунок 5) Цветные цифровые копи-принтеры создают видимые цветные изображения на копиях и распечатках путем использования, смешивания, плавления тонеров, которые поглощают некоторые лучи света и отражают другие.

Три основных цвета в спектре видимого света – красный, зеленый и синий. Лучи света длиной 400 – 500 нм воспринимаются как оттенки синего цвета, лучи света 500 – 600 нм – как оттенки зеленого цвета, а лучи 600 – 700 нм – как оттенки красного. Несмотря на то, что для определения цвета существуют четкие параметры, их границы между оттенками различных цветов чрезвычайно размыты. Например, между синим и зеленым существуют тысячи сине-зеленых оттенков. Между оранжевым и красным – тысячи красно-оранжевых тонов. То богатство цвета, которое воспринимает человеческий глаз, является результатом различия в длине лучей видимого спектра света.

ОСНОВЫ СМЕШЕНИЯ ЦВЕТА

Выделяют два основных метода смешения цвета: метод добавления и выделения. Метод добавления (с использованием основных цветов – красного, зеленого и синего) позволяет мониторам компьютера и телевизора воспроизводить полный спектр цвета. Этот метод носит название «метод добавления», так как при необходимости позволяет получить любой цвет путем смешения трех основных цветов в определенных пропорциях (см. Рисунок 6). Например, для создания черного цвета с помощью данного метода не требуется добавление какого-либо цвета – изображение выглядит черным на экране вашего компьютера, потому что экран не отражает свет и, таким образом, ни один цвет не передается.

Для получения полного спектра в цветных цифровых копи-принтерах используется метод выделения при смешении цветного тонера. Этот метод называется «методом выделения», так как свет отражения в данном случае менее интенсивен, чем свет от оригинального источника. При применении метода выделения при смешении цветов используют три дополнительных цвета видимого спектра – красный, синий и желтый.

ПРИМЕЧАНИЕ: несмотря на то, что комбинации этих цветов различаются в зависимости от модели копи-принтера и компании-производителя, для простоты объяснения в данной статье будет использоваться аббревиатура MCYK (где К соответствует черному цвету).

Красный тонер отражает синие и красные лучи, но поглощает («выделяет») зеленые. Синий тонер, в свою очередь, отражает синие и зеленые лучи, поглощая («выделяя») красные. Что касается желтого тонера, он отражает зеленые и красные лучи в составе света, при этом поглощая («выделяя») синие (см. рисунок 7).

При смешении двух и более составляющих цветов расширяется диапазон длины волны поглощаемого оттенка цвета. Например, смесь желтого тонера (который поглощает синие лучи) и красного тонера (который поглощает зеленые лучи) отражает лишь лучи красного цвета. Таким образом, смешивая и расплавляя желтый и красный тонер, мы получаем отпечаток красного цвета. Смешав и расплавив желтый и синий тонер, мы получим смесь, поглощающую синие и красные лучи и отражающую при этом зеленые. Сплав красного и синего тонера позволяет получить отпечаток синего цвета и т.д. В силу того, что основа (бумага) белого цвета, для получения отпечатка черного цвета необходимо добиться того, чтобы тонер поглощал все цвета и не отражал ни одного. При совместном сплаве всех трех основных цветов тонера поглощаются лучи синего, красного и зеленого цветов. В результате отпечаток на бумаге получается черного цвета (см. рисунок 8).

ПРИМЕЧАНИЕ: Несмотря на то, что «черный» обычно считается цветом, с технической точки зрение, это не что иное, как отсутствие какого-либо цвета. Наши глаза воспринимают объект черным, в том случае, когда он не отражает лучей спектра.

В отличие от цветных копиров предыдущего поколения, которые для получения изображения в черном цвете смешивали тонеры трех вспомогательных цветов, сегодняшние цветные цифровые копи-принтеры работают на специальном черном тонере высокой плотности (плюс проявитель цвета) помимо красных, желтых и синих тонеров/проявителей. Это позволяет добиться более насыщенных и ярких изображений на принтерах/ копирах – а это как раз то, к чему так отчаянно стремятся многие конечные потребители цветных цифровых копи-принтеров.

ПРИМЕЧАНИЕ: Во многих цветных цифровых принтерах слой черного тонера также используется для создания оттенков самых разнообразных цветов. В связи с этим, необходимо четко понимать, что «средний» цветной цифровой копи-принтер должен разделять все этапы печати, проявки изображения для каждого цветного тонера в отдельности. Основным принципом соблюдения всех этапов печати является то, что тонер различных цветов буквально «наслаивается» на определенных участках бумаги, готовый к сплаву для получения требуемого оттенка изображения (см. рисунок 9).

ВАЖНОЕ ПРИМЕЧАНИЕ: Как уже упоминалось раньше, при печати на цветном цифровом копи-принтере не требуется сканирование оригинального документа, так как вся необходимая информация об оттенках цвета поступает через сигналы от контролера печати. Однако, при печати для каждого оттенка тонера по-прежнему необходимы создание отдельных образов, проявка и передача на печать (это не касается сканирования и разделения цветов). То же самое относится и к режиму копирования – наслаивание тонера на бумаге для дальнейшего сплава.

СКАНИРОВАНИЕ (И РАЗДЕЛЕНИЕ ЦВЕТА) - РЕЖИМ КОПИРОВАНИЯ

Для создания полноценной цветной копии оригинального цветного документа с помощью цифрового копи-принтера при сканировании и разделении цвета извлекается большой объем информации об оттенках и насыщенности цвета в оригинале. Для получения информации о цвете оригинального документа необходимо выделить в изображении три основных цвета: синий, зеленый и красный. Эта информация об оттенках впоследствии кодируется с помощью системы цифровых сигналов для дальнейшей обработки.

ПРИМЕЧАНИЕ: большинство цветных цифровых копи-принтеров сегодняшнего поколения производят предварительное сканирование для определения размеров и расположения оригинального документа, а также с целью ответить на вопрос - требуется ли черно- белая копия черно-белого оригинала. Если требуется цветная копия, то производится 4 дополнительных сканирования оригинала для получения более подробной информации (см. таблицу). Эти данные используются для передачи на фотобарабан, где последовательно создается 4 отдельных латентных изображения, за каждым из которых следует специальный цикл проявки для 4 цветов тонера (черный, синий, красный и желтый).

Примечание: В рамках нашего обсуждения речь идет о цветном цифровом копи-принтере с одним фотобарабаном.

Этапы сканирования

Цель

1 (начальный)

Определяет размер и расположение оригинала, а также цветной или черно-белый характер изображения

2

K  Определяет участки применения и количество красного тонера для нанесения на фотобарабан

3

C  Определяет участки применения и количество синего тонера

4

Ж  Определяет участки применения и количество желтого тонера

5

K  Определяет участки применения и количество черного тонера

Таблица. Последовательность «Начальный/ Красный/Синий/Желтый/Черный» используется при сканировании во многих моделях Canon для цветных цифровых копи-принтеров, а также в типовых системах, рассматриваемых в данной статье. Этапы считывания, проявки и передачи информации в цветном цифровом копи-принтере соответствуют тем же этапам сканирования и наслоения тонера различных цветов для последующего плавления и получения необходимого оттенка.

Для извлечения информации о наличии и интенсивности основных цветов в оригинальном цветном документе в цветных цифровых копи-принтерах используется система синих, зеленых и красных фильтров. Свет, проходящий через цветные фильтры, преобразуется в определенные оттенки, так как все фильтры созданы из полупрозрачного материала, который пропускает световые волны лишь определенной длины (и, соответственно, определенного цвета). Например, синий фильтр пропускает только синие лучи в составе света, а не красные или зеленые. По такому же принципу лучи красного цвета создадут образ красного мяча, если вы будете смотреть на него сквозь красный фильтр. Именно благодаря этому процессу выделения и разграничения основных цветов оригинала цветные цифровые копи-принтеры определяют тот цвет и то количество тонера, которое необходимо для каждого конкретного участка изображения для создания полноценной цветной копии.

РЕЖИМ СОЗДАНИЯ ИЗОБРАЖЕНИЯ И КОПИРОВАНИЯ

При сканировании оригинала черно-белым копи-принтером с целью получения изображения, происходит отображение оригинала на соединенное зарядное устройство (“charge coupled device” (CCD). Это устройство, содержащее тысячи фоточувствительных рецепторов в каждом ряду, получает поток отраженного света по одной линии и практически моментально конвертирует его в сигнал, аналогичный оригиналу. Этот аналог затем отправляется на многофункциональный щит конверсии для переработки в цифровой сигнал. Этот щит передает цифровой сигнал (как комбинацию, состоящую из 0 и 1) полупроводниковому лазеру, который реагирует на сигнал, передавая пульсирующий поток света на поверхность фотобарабана (см. рисунок 10).

В этом режиме копирования цветные копи-принтеры используют те же самые технологии. Однако для получения полноценного цветного изображения цветному копи-принтеру приходится передавать на фотобарабан до 4 отдельных латентных изображений (соответственно для красного, синего, желтого и черного тонера). Таким образом, соединенное зарядное устройство и соответствующие трансформаторы, используемые в цветном копи-принтере, устроены намного сложнее, чем их аналоги в черно-белых устройствах. В цветном копи-принтере зарядное устройство состоит из трех рядов фоточувствительных элементов с синим, зеленым и красным фильтром на каждом ряду. (См. Рисунок 11) Когда свет отражается от оригинала при сканировании, лишь лучи того же цвета, что и фильтр на фоторецепторах, проходят сквозь зарядное устройство для конверсии в цифровой сигнал. Например, при сканировании оригинала с изображением синего цвета, лишь синие лучи пройдут сквозь ряд фоторецепторов, покрытых синим фильтром. Тогда как к рецепторам зеленых и красных фильтров лучи не пройдут.

ПРИМЕЧАНИЕ: При сканировании цветного изображения любое «чистое» (с высокой плотностью) изображение поглощает лучи и не отражает их. В копи-принтерах этот недостаток любого цвета будет распознан при прохождении через рецепторы и определен как «черный» цвет. Устройство создаст черный цвет путем смешения тонера всех четырех цветов. Серый цвет (менее интенсивный черный) отражает небольшое количество лучей синего, зеленого и красного цвета в одинаковых пропорциях. Эти лучи проходят через предназначенные для них фильтры, что приводит в результате к созданию серого цвета за счет использования красного, синего и желтого тонера.

Примечание о вариациях в дизайне при более высокой скорости: КОПИ-ПРИНТЕРЫ: Некоторые более скоростные копи-принтеры снабжены определенным объемом памяти для сбора и хранения всей необходимой информации по цвету для каждого сканирования. В таких системах также используется 4 фотобарабана – один для каждого тонера/проявителя. Это позволяет увеличить скорость и эффективность.

РЕЖИМ СЧИТЫВАНИЯ ПРИ КОПИРОВАНИИ И ПЕЧАТЬ ИЗОБРАЖЕНИЯ

Процесс считывания в обычном черно-белом копи-принтере включает в себя передачу данных по изображению от щита конверсии (в форме цифрового сигнала) на полупроводниковый лазер, который реагирует на цифровой сигнал. На каждом участке фотобарабана, куда попадает пульсирующий поток света, он «стирает» существующий отрицательный заряд с крошечного участка барабана, создавая «менее отрицательный» или «нейтральный» латентный образ на поверхности барабана, соответствующий изображению оригинала. Цветной копи-принтер создает латентный образ на поверхности фотобарабана таким же способом, как и черно-белый копи-принтер. Однако цветной копи-принтер выполняет этот этап до 4 раз для каждого цвета в определенной последовательности с тем, чтобы обработать сигналы 4 отдельных этапов сканирования. В обычном цветном копи-принтере фотобарабан должен совершить 4 последовательных ротации, каждый раз получая новый латентный образ для производства одной полноцветной копии.

ПРОЯВЛЕНИЕ ИЗОБРАЖЕНИЯ. РЕЖИМ ПЕЧАТИ

В то время как черно-белый копи-принтер использует отдельное устройство проявки для подачи черного тонера на ОРС барабан лишь на одном этапе, типичный цветной копи-принтер обладает 4 отдельными устройствами проявки. Поэтому он должен последовательно проявить 4 отдельных тонерных образа на поверхности одного фотобарабана. Для выполнения этой задачи многие цветные копи-принтеры прибегают к следующему: фиксированная позиция, ротация или скользящий механизм проявки (См. Рисунок 12 а-с). Некоторые высокоскоростные цветные копи-принтеры снабжены системой из 4 ОРС барабанов (один для каждого цвета тонера), каждый располагает своим отдельным устройством проявки (см. рисунок 12d).

   

В цветном копи-принтере, где используется механизм проявки в зафиксированном положении, индивидуальные устройства проявки для каждого из четырех цветов тонера сосредоточены вокруг ОРС барабана. В соответствующей последовательности каждое устройство проявки приближается практически вплотную к барабану, чтобы нанести тонер. В силу того, что этот тип механизма проявки требует отдельной контактной позиции для каждого из 4 элементов, обычно возникает необходимость в барабане большего диаметра. В ротационном механизме проявки четыре элемента расположены по периметру вращающегося устройства, которое обычно называют «турель». Для нанесения тонера каждого цвета турель выполняет частичное вращение, размещая таким образом соответствующий элемент устройства проявки в непосредственной близости к ОРС барабану. В скользящем механизме 4 элемента устройства проявки расположены таким образом, чтобы они могли скользить горизонтально, подводя каждый из элементов устройства в согласованной последовательности непосредственно к барабану для нанесения тонера.

ПРИМЕЧАНИЕ. В силу того, что точка касания используется на всех 4 элементах устройства проявки, цветной копи-принтер с помощью скользящего механизма или механизма ротации может использовать ОРС барабан меньшего диаметра, чем те, которые применяются в механизме проявки в фиксированном положении. Это позволяет сделать дизайн цветных копи-принтеров более компактным. В системе с 4 фотобарабанами каждый барабан отвечает за одновременную проявку изображения отдельного цвета, при этом каждый снабжен отдельным элементом. Так как эта система предполагает одновременную проявку 4 цветов, за которой следует быстрая передача изображения с барабана на бумагу, механизмы, снабженные подобной технологией, способны развивать значительно большую скорость, чем цветные копи-принтеры с механизмами, описанными выше (от 15 до 40 цветных страниц в минуту против 6-9 страниц).

ПРИМЕЧАНИЕ. Независимо от типа механизма проявки, используемом в цветном копи-принтере с одним фотобарабаном, чистка барабана необходима после каждого цикла нанесения тонера на фотобарабан. Это позволит добиться интегрированности цветного изображения. После каждого цикла проявки остатки тонера удаляются специальным чистящим механизмом, а на барабан снова наносится однородный отрицательный заряд (обычно с помощью светящегося провода).

ПЕРЕДАЧА ИЗОБРАЖЕНИЯ ПРИ КОПИРОВАНИИ И ПЕЧАТИ

На сегодняшний день наиболее распространенным методом перенесения тонера с поверхности фотобарабана на бумагу является использование вала передачи, который представляет собой довольно крупную полую трубку с полупрозрачной пластмассовой поверхностью. (ПРИМЕЧАНИЕ - в некоторых более скоростных моделях цветных копи-принтеров вместо вала используется лента передачи). Как только одно из четырех тонерных изображений проявляется на фотобарабане, бумага из лотка или кассеты подается непосредственно на вал передачи. По мере поступления тонера электростатический заряд притягивает и плотно удерживает бумагу на валу передачи. В силу того, что фотобарабан и вал передачи вращаются в противоположных направлениях (см. рисунок 13), бумага соприкасается с проявленным тонером на фотобарабане. Чтобы привлечь отрицательно заряженный тонер с поверхности фотобарабана на бумагу, на обратную сторону бумаги наносится положительный заряд с помощью специальной щетки или провода коронирования, расположенного непосредственно под валом передачи. Для полной подготовки одной копии/отпечатка для печати процесс передачи тонера на бумагу необходимо провести отдельно для трех цветных тонеров плюс черного тонера. Таким образом, вал передачи для создания полноцветной копии/отпечатка, подобно фотобарабану, должен выполнить 4 этапа ротации - по одному для каждого цвета тонера.

Бумага остается на валу передачи до выполнения всех четырех циклов до тех пор, пока все четыре слоя не будут соответствующим образом наложены друг на друга для получения цветного изображения, готового к печати. Затем бумага передается на плавящий механизм. Эта передача – последний этап в процессе цветного/печати. Как уже упоминалось ранее, плавление изображения в цветных копи-принтерах выполняется за один раз. Тем не менее трудности и сложности, с которыми при этом приходится сталкиваться, довольно своеобразны и отличаются от того, с чем приходится иметь дело при плавлении в аналогичных черно-белых копи-принтерах. В отличие от ситуации, когда в черно-белом копи-принтере черный тонер просто «вплавляется» в поры бумаги и прессуется, в цветном оборудовании необходимо точно расплавить, смешать и спрессовать тонер, нанесенный в четыре слоя.

ВЗГЛЯД НА ПРОЦЕСС ЦВЕТНОГО КОПИРОВАНИЯ С ПОМОЩЬЮ НЕСЛОЖНОГО ПРИМЕРА

Прежде чем тщательно изучить однократный процесс плавления в нашем «стандартном» цветном копи-принтере (под «стандартным» мы подразумеваем копи-принтер с одним фотобарабаном, последовательным проявлением тонера в порядке “MCYK” и валом передачи) будет полезно освежить в памяти предыдущие этапы процесса цветного копирования с помощью несложного примера. Для этого давайте представим, что наш документ состоит из красного круга, синего квадрата и черного прямоугольника (см. рисунок 14). Как создается многослойность тонера, которую мы наблюдаем на бумаге на последнем этапе печати? Откуда появляется этот «склад» тонера, готовый к совместному сплавлению, смешению и, в конце концов, получению законченного изображения на бумаге?


1. ПЕРВОНАЧАЛЬНОЕ СКАНИРОВАНИЕ

При активизации цветной копи-принтер выполняет первоначальное сканирование оригинала документа с помощью экспонирующей лампы для получения образа изображения. Информация, собранная при этом сканировании, позволяет цветному копи-принтеру определить полноцветное это изображение или черно-белое, а также размер изображения. Затем начинаются циклы проявки тонера. Однако имейте в виду, что несмотря на то, что в данной статье эти процессы описываются последовательно, операции, выполняемые в ходе каждой стадии, могут наслаиваться друг на друга для достижения соответствующей скорости при цветной печати и копировании. Например, к моменту начала проявки тонера фотобарабан уже покрыт равномерным отрицательным зарядом.

2. ЦИКЛ ПРОЯВКИ КРАСНОГО ТОНЕРА

Второе сканирование позволяет определить участки изображения для дальнейшего нанесения красного (MAGENTA) тонера. В силу того, что черный прямоугольник не отражает свет или отражает его в незначительных количествах (в зависимости от насыщенности черного цвета), свет через фильтры цветного копи-принтера не проходит. Система обработки распознает отсутствие отражаемого цвета и определяет цвет прямоугольника как черный. Для получения черного цвета необходима проявка всех четырех цветов тонера (MCYK), поэтому на лазер посылается цифровой сигнал. Зеленые и синие лучи света от синего квадрата проходят сквозь соответствующие фильтры, однако не посылаются на лазер. В силу того, что красный тонер и желтый тонер необходимы для получения красного изображения, красные лучи от круга проходят сквозь фильтры. Эта информация конвертируется и отсылается на лазер. Лазер заряжает противоположным зарядом те участки фотобарабана, которые точно соответствуют расположению участков оригинала, отражавшим либо красные лучи, либо не отражавшие лучи вообще (черный прямоугольник). По мере ротации барабана отрицательно заряженный красный тонер наносится на его поверхность с помощью проявляющего механизма. Красный тонер привлекается только к тем участкам, которые были определены лазерным лучом как «менее отрицательно заряженные». На ОРС барабане, таким образом, появляются прямоугольник и круг из красного тонера, удерживаемого на поверхности барабана за счет заряда.

Затем красный тонер передается с фотобарабана на бумагу, которая уже к этому времени подается с помощью вала передачи. Бумага, удерживаемая зарядом на валу передачи, соприкасается с вращающимся ОРС барабаном, и отрицательно заряженный красный тонер перемещается на бумагу под воздействием положительного заряда, нанесенного на бумагу на валу передачи. Этот красный тонер создает первый слой изображения круга и прямоугольника (см. рисунок 15а). Затем остатки тонера на барабане удаляются с его поверхности с помощью чистящего механизма. На барабан вновь наносится равномерный отрицательный заряд – и механизм готов к следующему этапу проявки цветного тонера.

3. ЦИКЛ ПРОЯВКИ СИНЕГО ТОНЕРА

Во время следующего сканирования цветной копи-принтер использует аналогичные методы для определения участков нанесения синего тонера. Синие и зеленые лучи, отраженные от синего квадрата, проходят сквозь фильтры на зарядное устройство и конвертируются в цифровые сигналы печатной платой. Зарядное устройство определяет интенсивность отраженных лучей, а печатная плата отсылает на лазер цифровой сигнал, по силе прямо пропорциональный интенсивности света. Как и во время цикла проявки красного цвета, черный прямоугольник не отражает свет. Система обработки распознает объект как черный и генерирует соответствующий цифровой сигнал, который посылается на лазер. Лазер заряжает противоположным зарядом те участки фотобарабана, которые точно соответствуют расположениям участков оригинала, отражавшим либо синие и зеленые лучи, либо не отражавшие лучи вообще (черный прямоугольник). Это создает «менее отрицательное» латентное изображение квадрата и прямоугольника на фотобарабане. В противоположность предыдущему циклу, красные лучи, отражаемые от красного круга, проходят сквозь красный фильтр – таким образом, соответствующие участки барабана остаются равномерно заряженными. Сигнал на лазер не отсылается, так как на данной стадии определяются только участки проявки синего тонера.

ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОСТЬ ПРОЯВКИ MCYK

Эти пять фигур иллюстрируют четыре стадии проявления изображения плюс стадия плавления окончательного изображения при создании цветных копий документа, как показано на рисунке 14. Данные иллюстрации полностью отражают этапы передачи и проявки. Для рисунков с 15а по 15d пробные отпечатки были взяты с цветного копи-принтера после каждой стадии проявки непосредственно перед плавлением. На рисунке 15е представлено окончательное изображение.

Как и красным тонером на предыдущей стадии, синий тонер наносится на фотобарабан, а затем передается на бумагу. Как видно на рисунке 15b, данный слой синего тонера формирует на бумаге изображение квадрата. В то время как слой синего тонера, соответствующий изображению черного прямоугольника, наносится поверх красного тонера, который уже проявлен. Обратите внимание, как изображение черного прямоугольника, которое на данной стадии сформировано синим и красным тонером, становится бордовым. После данной стадии вновь повторяется процедура очитки барабана от остатков тонера.

4. ЦИКЛ ПРОЯВКИ ЖЕЛТОГО ТОНЕРА

Для того чтобы полностью передать цвет красного круга как в оригинале цветному копи--принтеру нужно добавить к уже имеющемуся красного тонеру желтый тонер. Во время сканирования этого этапа красные лучи вновь проходят сквозь красный фильтр, и лазер заряжает противоположным зарядом те же участки фотобарабана, как и прежде в цикле проявки красного тонера. Как и в первых двух стадиях, сигнал от черного прямоугольника также посылается на лазер. Желтый тонер наносится на фотобарабан и передается на бумагу точно поверх ранее нанесенных красных и синих оттенков тонера. Таким образом, образ черного прямоугольника уже состоит из трех слоев тонера. Желтый тонер формирует второй слой в изображении красного круга и третий слой в черном прямоугольнике (см. рисунок 15с). Обратите внимание, что на этой стадии изображение прямоугольника становится серым, а не насыщенно черным. Вот так выглядит черный цвет, составленный без применения черного тонера. Новый цикл начинается с чистки фотобарабана.

5. ЦИКЛ ПРОЯВКИ ЧЕРНОГО ТОНЕРА

Единственное, что требует доработки в нашем изображении – черный прямоугольник. Ему необходимо придать глубину и насыщенность цвета. Пятый цикл проявки изображения после очистки барабана необходим для размещения черного тонера на бумаге, чтобы изображение было полностью готово к плавлению. Этот цикл похож на предыдущие. Черный тонер наносится непосредственно поверх других слоев – красного, синего и желтого, полученных на предыдущих стадиях проявки (см. рисунок 15d). Готовое к плавлению изображение черного прямоугольника теперь состоит из четырех слоев тонера. Обратите внимание, что красный круг еще не совсем красный, а представляет собой лишь оттенок оранжевого. Это происходит в силу того, что красный и желтый тонер еще не смешаны и не сплавлены вместе. В печке цветного копи-принтера красный тонер смешивается с желтым для получения насыщенного красного цвета. Полученный в результате красный круг будет поглощать синие и зеленые лучи и отражать красные, создавая изображение красного цвета, практически идентичное оригиналу. Красный, синий, желтый и черный тонер будут сплавлены вместе для получения черного прямоугольника. Синий тонер плавится «как есть», то есть не смешиваясь ни с чем. При этом получается точная копия синего квадрата оригинала (см. рисунок 15е). Этот простой пример позволяет понять «стандартный» процесс цветной печати, однако на самом деле в мире цветной печати и копирования все гораздо сложнее. При печати обычной фотографии необходимо передавать многочисленные оттенки миллиона цветов. Это может потребовать смешения не одного-двух тонеров, а всех четырех оттенков в определенных пропорциях. В этом кроется основная сложность и главное требование успешного плавления при цветном копировании и печати. А это в свою очередь является главным фактором в оценке качества цветной печати для любого цветного цифрового копи-принтера.

РЕЖИМ ПЛАВЛЕНИЯ ПРИ КОПИРОВАНИИ И ПЕЧАТИ

Несмотря на присутствие множества блоков проявки для завершения процесса переноса тонера, самым главным различием между цветными и монохромными технологиями является процесс плавления тонера в фьюзере или, как принято называть, в печке. Невзирая на то, что основные элементы – высокая температура, давление и промежуток времени – одинаковые у обоих технологий, существуют немаловажные отличия в использовании этих элементов в цветном и монохромном агрегате. Определенные технологические факторы обуславливают сложность и точность подобных технологий.

Правильное плавление тонера в цветном аппарате нуждается в одновременном плавлении и получении однородной физической смеси слоев четырех разноцветных тонеров. Можно сказать, что слой тонера при цветной печати толще в четыре раза, чем при монохромной печати. Поэтому, данная технология использует более сложную систему переноса и распределения, чем у черно-белых аппаратов, в которых слой черного тонера вплавляется на поверхность бумажного носителя (см. изоб. 16 a-b).

В то же самое время, двустранное плавление необходимо, так как у цветных аппаратов нижний и верхний валы нагреваются одновременно изнутри при помощи галогеновых ламп, чтобы расплавить все слои тонера. При цветной печати нагреваются: (1) слой тонера сверху и (2) бумага и слой тонера снизу. Для безупречной работы печки двустранный процесс плавления должен находиться под постоянным контролем. Если, вдруг, верхний слой тонера расплавится до жидкого состояния раньше нижних слоев, не произойдет правильного смешения цветов тонера и, как результат, пострадает качество изображения.

ПРИМЕЧАНИЕ. Точные температурные показания верхнего и нижнего вала отличаются друг от друга.

Кроме этого, у каждой отдельной модели принтера или копира различные температуры плавления тонера. В принципе, мощность используемых галогеновых ламп одинакова, но температура накала у моделей разных производителей разнится. Температура накала в обычных монохромных аппаратах варирует в районе 180° - 200°C. В цветных копирах и принтерах она достигает всего 150°- 170°C (есть также определенные высокопроизводительные аппараты, у которых температура накала значительно выше). Более низкая температура в цветных устройствах дает однородный перенос и распределение тонера. Кроме того, что тонер должен быть однородно и одинаково распределен и расплавлен при помощи нужной температуры, необходимо также выровнять поверхность тонерной смеси при помощи пресса. Другими словами, необходимо максимально уменьшить толщину слоя тонера и удалить „неприветливый” вид расплавленного тонера, чтобы изображение имело привлекательный вид на отпечатке. На время написания статьи для этой цели в цветных устройствах использовались относительно „мягкие” прорезиненные силиконовые валы в отличие от более твердых устойчивых к царапинам флорополимерных валов, которые используются в монохромных аппаратах.

Большая эластичность и поддатливость мягких силиконовых валиков печки важны для того, чтобы избежать появляния трещин на застывшем тонере, которые могут появиться при сильном воздействии твердых флорополимерных валов (см. изображение 17b). Когда мы говорим „трещины на тонере”, мы имеем ввиду отслоение верхнего слоя тонера, который не вплавливается в нижние слои, а осыпается из-за сильного нажатия сверху. Такое отслоение тонера может привести в ухудшению сплавления слоев тонера и, соответственно, к снижению качества отпечатка. Более мягкая и эластичная поверхность силиконового вала не давит слишком сильно на поверхность тонера при двустранном плавлении, что формирует необходимую смесь всех слоев тонера по мере того, как они вдавливаются в бумагу. Ко всему этому, также важно поддерживать необходимый зазор между обоими валами – место, где они прикасаются друг к другу. Силиконовый вал должен быстро удаляться после прохождения листа. Помимо вышесказанного, использование силиконовых валов в печке позволяет печатать или копировать изображения на носители, на которых тонер не всегда удачно печатает, как например, диапозитивы или транспаранты.

К сожалению, кроме преимуществ по сравнению с твердыми флорополимерными валами, у силиконовых валов есть свои недостатки. Во-первых, из-за своей „мягкости” они не так абразиво-стойкие как их флорополимерные собратья. Для того, чтобы силиконовые валы не изнашивались очень быстро, в цветных принтерах существует система смазки. Для снижения налета тонера на верхний вал при высокой температуре и во избежание возможных повреждений поверхности вала, вал покрывается специальной.

Оригинал статьи - http://www.rechargrussia.com



Поделитесь с друзьями этой страницей: