О цветной копировальной технологии.

Цветной цифровой копи-принтер DC/P – digitalcopier/printer позволяет пользователям сканировать цветные оригиналы иполучать копии полного качества. Кроме того, большинство копировсегодняшнего поколения с технологией производства копий высокогокачества могут использоваться как принтеры при подключении к компьютеруили сети с помощью «контролера» цветной печати (RIP - Raster ImagingProcessor). Необходимо отметить, что под цветным цифровымкопи-принтером мы подразумеваем оборудование, работающее на цифровомпроцессоре, лазерной технологии создания изображения и цветном тонере,что обеспечивает производство высококачественных цветных копий ираспечаток. Оборудование этой категории не включает в себя аналоговыеили цифровые копиры с более ограниченными техническими возможностями.То есть с такими, как технологии выделения отдельного цвета наизображении или производства одноцветных копий с использованием тонеранескольких цветов. Кроме того, к ним не относятся цветные струйныепринтеры, копиры или копи-принтеры (такие, которые в широкомассортименте реализует, например, НР). Подобное цветное струйноеоборудование не может предложить качество, сопоставимое с тем, котороепредлагает цветной цифровой копи-принтер. Это в основном обусловленотем, что струйное оборудование не оснащено технологией лазерной печатии не использует в производстве сухой тонер, что не в последнюю очередьобеспечивает более высокое разрешение изображения. Кроме прекрасногокачества цветной печати изображений цветные цифровые копи-принтерыотличаются от другого оборудования более высокими ценами и издержкамина печать. Цифровые цветные копи-принтеры стоят существенно дороже итребуют больших затрат при использовании, чем аналогичные копиры иличерно-белые копи-принтеры. В силу нескольких причин, которые будутрассмотрены в этой статье, цифровые цветные копи-принтеры требуют болеечастых замен деталей и более тщательного технического обслуживания. Дляних требуется больше расходных материалов, чем для типичного копира иличерно-белого копи-принтера, способных предложить потребителям равноеколичество копий/распечаток. Контролеры за цветом и качеством печати,которые объединяют компьютер и цветной цифровой копи-принтер, позволяютим «говорить на одном языке» и распечатывать документы, обработанные накомпьютере. Цена на такой контролер качества цветной печатиопределяется в основном его ключевыми возможностями и конфигурациями,такими как скорость процессора и объем памяти. Многие черно-белыекопи-принтеры, напротив, зачастую продаются с внутренними (встроенными)контролерами печати. Несмотря на то, что обслуживание печати цветногоцифрового копи-принтера в основном аналогично обслуживанию черно-белогокопи-принтера, в сканировании, выдержке, проявке, передаче изображенияи плавлении наблюдаются существенные отличия, многие функции характернылишь 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 отличалсявысоким качеством в создании цветного изображения. Однако в то же времяон позволил направить процесс усовершенствования копиров, которые быиспользовали альтернативный монохромный тонер. В силу того, что этоткопир, как и ему подобные, распечатывали далекие от совершенствацветные изображения, они не получили широкого распространения на рынке.В 1978 Canon представил на рынок первый аналоговый копир для распечаткицветного изображения полного качества – NP Color I. Именно он припечати впервые использовал тонер нескольких цветов. Canon также сталпервой компанией, которая выпустила на рынок первый цифровой цветнойкопир – DCC-1, что произошло в 1987 году. Вскоре после этого на рынкепоявился первый цветной копир от Panasonic – FP1. Ни один из этихцифровых цветных копиров не мог быть подсоединен к компьютеру или сетидля распечатки изображений с компьютера. Но уже в 2000 году появляетсяболее 50 различных цветных цифровых копи-принтеров (DC/P), которыеОЕМ-производители предлагают сегодня на перебой. Canon, Xerox и Ricohвместе взятые занимают около 80% рынка США в сфере цветных цифровыхкопи-принтеров (в стране, на долю которой приходится большая частьDC/P-оборудования). Minolta стоит четвертой в этом списке, обладаядолей, меньшей, чем какая-либо из трех вышеперечисленных компаний. В тоже время, доля компании Minolta больше, чем у остальныхОЕМ-производителей. Недавнее существенное расширение рынкакопировально-печатного оборудования было вызвано многими факторами, втом числе переходом на цифровые технологии в мире бизнеса в целом и всфере офисного оборудования и печати в частности. Распространениекомпьютеров с цветными мониторами, как в секторе бизнеса, так и всекторе личного пользования привела к общему увеличению потребности вцветной документации (что также способствовало ощутимому расширениюрынка цветной струйной печати). Снижение цен на цветные цифровыекопи-принтеры и повышение доступности этого оборудования благодарядистрибьюторам (в прошлом брокерам офисного оборудования)способствовали удовлетворению возросшего спроса в этой области.Повышение совместимости цветных цифровых копи-принтеров параллельно свпечатляющим увеличением количества компаний, работающих на основекомпьютерной сети, способствовало поразительному распространениюцветной печати и копирования для огромной сети компаний, чемкогда-либо. Стоит отметить, что различные модели цветных DC/P, которыесегодня предлагает рынок отрасли, не только обладают уникальнымифункциями, бонусами и выгодной ценой, но и отличаются необычайнымразнообразием, отличием от соответствующих моделей другихОЕМ-производителей, от других моделей определенной линейки ОЕМ, отдругих линеек производителя. Знание ключевых моментов в цветномкопировании позволит ответить на вопрос, что же лежит в основе такогопоистине поражающего воображение разнообразия.

ОСНОВЫ ЦВЕТНОГО КОПИРОВАНИЯ

Каждый день мы подвергаемся электромагнитному излучению солнца идругих энергетических источников. Радиоволны, микроволны, инфракрасноеизлучение, ультрафиолетовое излучение, рентгеновские лучи, гамма-лучи,видимая радиация (свет) - вот части спектра электромагнитногоизлучения. Видимый свет - единственная часть этого чрезвычайно широкогоспектра, которую можно увидеть невооруженным глазом. (Рисунок 1).

Электромагнитная радиация измеряется длиной волны. Для видимогосвета длина волны достигает приблизительно 400 – 700 нанометров(миллиардная часть метра, обозначается как «нм»). Когда волны видимойрадиации (или лучи света) достигают глаза человека, глаз «видит» - амозг воспринимает – цвет. Человек с нормальным цветовым зрением можетотличать до 7 миллионов различных оттенков. Фиолетовый – нижняя границавидимого спектра света (400 нм), тогда как красный – его верхняяграница (700 нм). Когда луч света располагается в пределах этогоспектра, длина волны определяет тот оттенок цвета, который воспринимаетглаз. (Рисунок 2).

По способу генерации цвета выделяют три типа: люминесцентный цвет,цвет трансмиссии и цвет отражения. Все три типа цвета играют свою рольв цифровом копировании и печати. Люминесцентный цвет выпускаетсяисточником энергии. Например, красный или оранжевый цвет пламени наизображении - это пример люминесцентного цвета. (Рисунок 3) Лампасканирования в цветных цифровых копи-принтерах выпускает люминесцентныйсвет при сканировании/просвечивании документов.

Цвет трансмиссии создается, когда на пути света встречаетсяпрозрачный или полупрозрачный материал. Световые лучи определеннойдлины проходят сквозь объект, тогда как некоторые из них поглощаютсяэтим объектом. Яркий свет сквозь цветной слайд или фильтр создает цветтрансмиссии. На Рисунке 4, фильтр не отражает свет; он поглощает весьсвет, кроме синего цвета, который проходит сквозь фильтр. Мывоспринимаем фильтр синим, не потому что он отражает синий цвет отисточника энергии сверху или перед ним, а потому что фильтр пропускаетлишь синий цвет (который часть света, генерированного источникомэнергии позади фильтра). Во время сканирования как этапа процессацифрового цветного копирования используются цветные фильтры дляразделения и трансмиссии цветных лучей света, отраженных сканируемымдокументом.

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

Цвет отражения создается, когда свет попадает на объект, которыйпоглощает часть световых лучей, отражая остальные. Например,поверхность мяча может поглощать все видимые лучи света за исключениемкрасных. Эти красные лучи света отражаются, таким образом, мывоспринимаем этот мяч красным. (Рисунок 5) Цветные цифровыекопи-принтеры создают видимые цветные изображения на копиях ираспечатках путем использования, смешивания, плавления тонеров, которыепоглощают некоторые лучи света и отражают другие.

Три основных цвета в спектре видимого света – красный, зеленый исиний. Лучи света длиной 400 – 500 нм воспринимаются как оттенки синегоцвета, лучи света 500 – 600 нм – как оттенки зеленого цвета, а лучи 600– 700 нм – как оттенки красного. Несмотря на то, что для определенияцвета существуют четкие параметры, их границы между оттенками различныхцветов чрезвычайно размыты. Например, между синим и зеленым существуюттысячи сине-зеленых оттенков. Между оранжевым и красным – тысячикрасно-оранжевых тонов. То богатство цвета, которое воспринимаетчеловеческий глаз, является результатом различия в длине лучей видимогоспектра света.

ОСНОВЫ СМЕШЕНИЯ ЦВЕТА

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

Для получения полного спектра в цветных цифровых копи-принтерахиспользуется метод выделения при смешении цветного тонера. Этот методназывается «методом выделения», так как свет отражения в данном случаеменее интенсивен, чем свет от оригинального источника. При примененииметода выделения при смешении цветов используют три дополнительныхцвета видимого спектра – красный, синий и желтый.

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

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

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

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

В отличие от цветных копиров предыдущего поколения, которые дляполучения изображения в черном цвете смешивали тонеры трехвспомогательных цветов, сегодняшние цветные цифровые копи-принтерыработают на специальном черном тонере высокой плотности (плюспроявитель цвета) помимо красных, желтых и синих тонеров/проявителей.Это позволяет добиться более насыщенных и ярких изображений напринтерах/ копирах – а это как раз то, к чему так отчаянно стремятсямногие конечные потребители цветных цифровых копи-принтеров.

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

ВАЖНОЕ ПРИМЕЧАНИЕ: Как уже упоминалось раньше, при печати на цветномцифровом копи-принтере не требуется сканирование оригинальногодокумента, так как вся необходимая информация об оттенках цветапоступает через сигналы от контролера печати. Однако, при печати длякаждого оттенка тонера по-прежнему необходимы создание отдельныхобразов, проявка и передача на печать (это не касается сканирования иразделения 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 цветногодокумента с помощью цифрового копи-принтера при сканировании иразделении цвета извлекается большой объем информации об оттенках инасыщенности цвета в оригинале. Для получения информации о цветеоригинального документа необходимо выделить в изображении три основныхцвета: синий, зеленый и красный. Эта информация об оттенкахвпоследствии кодируется с помощью системы цифровых сигналов длядальнейшей обработки.

ПРИМЕЧАНИЕ: большинство цветных цифровых копи-принтеров сегодняшнегопоколения производят предварительное сканирование для определенияразмеров и расположения оригинального документа, а также с цельюответить на вопрос - требуется ли черно- белая копия черно-белогооригинала. Если требуется цветная копия, то производится 4дополнительных сканирования оригинала для получения более подробнойинформации (см. таблицу). Эти данные используются для передачи нафотобарабан, где последовательно создается 4 отдельных латентныхизображения, за каждым из которых следует специальный цикл проявки для4 цветов тонера (черный, синий, красный и желтый).

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

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

Для извлечения информации о наличии и интенсивности основных цветовв оригинальном цветном документе в цветных цифровых копи-принтерахиспользуется система синих, зеленых и красных фильтров. Свет,проходящий через цветные фильтры, преобразуется в определенные оттенки,так как все фильтры созданы из полупрозрачного материала, которыйпропускает световые волны лишь определенной длины (и, соответственно,определенного цвета). Например, синий фильтр пропускает только синиелучи в составе света, а не красные или зеленые. По такому же принципулучи красного цвета создадут образ красного мяча, если вы будетесмотреть на него сквозь красный фильтр. Именно благодаря этому процессувыделения и разграничения основных цветов оригинала цветные цифровыекопи-принтеры определяют тот цвет и то количество тонера, котороенеобходимо для каждого конкретного участка изображения для созданияполноценной цветной копии.

РЕЖИМ СОЗДАНИЯ ИЗОБРАЖЕНИЯ И КОПИРОВАНИЯ

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

В этом режиме копирования цветные копи-принтеры используют те жесамые технологии. Однако для получения полноценного цветногоизображения цветному копи-принтеру приходится передавать на фотобарабандо 4 отдельных латентных изображений (соответственно для красного,синего, желтого и черного тонера). Таким образом, соединенное зарядноеустройство и соответствующие трансформаторы, используемые в цветномкопи-принтере, устроены намного сложнее, чем их аналоги в черно-белыхустройствах. В цветном копи-принтере зарядное устройство состоит изтрех рядов фоточувствительных элементов с синим, зеленым и краснымфильтром на каждом ряду. (См. Рисунок 11) Когда свет отражается оторигинала при сканировании, лишь лучи того же цвета, что и фильтр нафоторецепторах, проходят сквозь зарядное устройство для конверсии вцифровой сигнал. Например, при сканировании оригинала с изображениемсинего цвета, лишь синие лучи пройдут сквозь ряд фоторецепторов,покрытых синим фильтром. Тогда как к рецепторам зеленых и красныхфильтров лучи не пройдут.

ПРИМЕЧАНИЕ: При сканировании цветного изображения любое «чистое» (свысокой плотностью) изображение поглощает лучи и не отражает их. Вкопи-принтерах этот недостаток любого цвета будет распознан припрохождении через рецепторы и определен как «черный» цвет. Устройствосоздаст черный цвет путем смешения тонера всех четырех цветов. Серыйцвет (менее интенсивный черный) отражает небольшое количество лучейсинего, зеленого и красного цвета в одинаковых пропорциях. Эти лучипроходят через предназначенные для них фильтры, что приводит врезультате 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 снабженыопределенным объемом памяти для сбора и хранения всей необходимойинформации по цвету для каждого сканирования. В таких системах такжеиспользуется 4 фотобарабана – один для каждого тонера/проявителя. Этопозволяет увеличить скорость и эффективность.

РЕЖИМ СЧИТЫВАНИЯ ПРИ КОПИРОВАНИИ И ПЕЧАТЬ ИЗОБРАЖЕНИЯ

Процесс считывания в обычном черно-белом копи-принтере включает всебя передачу данных по изображению от щита конверсии (в формецифрового сигнала) на полупроводниковый лазер, который реагирует нацифровой сигнал. На каждом участке фотобарабана, куда попадаетпульсирующий поток света, он «стирает» существующий отрицательный зарядс крошечного участка барабана, создавая «менее отрицательный» или«нейтральный» латентный образ на поверхности барабана, соответствующийизображению оригинала. Цветной копи-принтер создает латентный образ наповерхности фотобарабана таким же способом, как и черно-белыйкопи-принтер. Однако цветной копи-принтер выполняет этот этап до 4 раздля каждого цвета в определенной последовательности с тем, чтобыобработать сигналы 4 отдельных этапов сканирования. В обычном цветномкопи-принтере фотобарабан должен совершить 4 последовательных ротации,каждый раз получая новый латентный образ для производства однойполноцветной копии.

ПРОЯВЛЕНИЕ ИЗОБРАЖЕНИЯ. РЕЖИМ ПЕЧАТИ

В то время как черно-белый копи-принтер использует отдельноеустройство проявки для подачи черного тонера на ОРС барабан лишь наодном этапе, типичный цветной копи-принтер обладает 4 отдельнымиустройствами проявки. Поэтому он должен последовательно проявить 4отдельных тонерных образа на поверхности одного фотобарабана. Длявыполнения этой задачи многие цветные копи-принтеры прибегают кследующему: фиксированная позиция, ротация или скользящий механизмпроявки (См. Рисунок 12 а-с). Некоторые высокоскоростные цветныекопи-принтеры снабжены системой из 4 ОРС барабанов (один для каждогоцвета тонера), каждый располагает своим отдельным устройством проявки(см. рисунок 12d).

В цветном копи-принтере, где используется механизм проявки взафиксированном положении, индивидуальные устройства проявки длякаждого из четырех цветов тонера сосредоточены вокруг ОРС барабана. Всоответствующей последовательности каждое устройство проявкиприближается практически вплотную к барабану, чтобы нанести тонер. Всилу того, что этот тип механизма проявки требует отдельной контактнойпозиции для каждого из 4 элементов, обычно возникает необходимость вбарабане большего диаметра. В ротационном механизме проявки четыреэлемента расположены по периметру вращающегося устройства, котороеобычно называют «турель». Для нанесения тонера каждого цвета турельвыполняет частичное вращение, размещая таким образом соответствующийэлемент устройства проявки в непосредственной близости к ОРС барабану.В скользящем механизме 4 элемента устройства проявки расположены такимобразом, чтобы они могли скользить горизонтально, подводя каждый изэлементов устройства в согласованной последовательности непосредственнок барабану для нанесения тонера.

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

ПРИМЕЧАНИЕ. Независимо от типа механизма проявки, используемом вцветном копи-принтере с одним фотобарабаном, чистка барабана необходимапосле каждого цикла нанесения тонера на фотобарабан. Это позволитдобиться интегрированности цветного изображения. После каждого циклапроявки остатки тонера удаляются специальным чистящим механизмом, а набарабан снова наносится однородный отрицательный заряд (обычно спомощью светящегося провода).

ПЕРЕДАЧА ИЗОБРАЖЕНИЯ ПРИ КОПИРОВАНИИ И ПЕЧАТИ

На сегодняшний день наиболее распространенным методом перенесениятонера с поверхности фотобарабана на бумагу является использование валапередачи, который представляет собой довольно крупную полую трубку сполупрозрачной пластмассовой поверхностью. (ПРИМЕЧАНИЕ - в некоторыхболее скоростных моделях цветных копи-принтеров вместо валаиспользуется лента передачи). Как только одно из четырех тонерныхизображений проявляется на фотобарабане, бумага из лотка или кассетыподается непосредственно на вал передачи. По мере поступления тонераэлектростатический заряд притягивает и плотно удерживает бумагу на валупередачи. В силу того, что фотобарабан и вал передачи вращаются впротивоположных направлениях (см. рисунок 13), бумага соприкасается спроявленным тонером на фотобарабане. Чтобы привлечь отрицательнозаряженный тонер с поверхности фотобарабана на бумагу, на обратнуюсторону бумаги наносится положительный заряд с помощью специальнойщетки или провода коронирования, расположенного непосредственно подвалом передачи. Для полной подготовки одной копии/отпечатка для печатипроцесс передачи тонера на бумагу необходимо провести отдельно для трехцветных тонеров плюс черного тонера. Таким образом, вал передачи длясоздания полноцветной копии/отпечатка, подобно фотобарабану, долженвыполнить 4 этапа ротации - по одному для каждого цвета тонера.

Бумага остается на валу передачи до выполнения всех четырех цикловдо тех пор, пока все четыре слоя не будут соответствующим образомналожены друг на друга для получения цветного изображения, готового кпечати. 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 приходитсясталкиваться, довольно своеобразны и отличаются от того, с чемприходится иметь дело при плавлении в аналогичных черно-белыхкопи-принтерах. В отличие от ситуации, когда в черно-беломкопи-принтере черный тонер просто «вплавляется» в поры бумаги ипрессуется, в цветном оборудовании необходимо точно расплавить, смешатьи 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 подразумеваемкопи-принтер с одним фотобарабаном, последовательным проявлением тонерав порядке “MCYK” и валом передачи) будет полезно освежить в памятипредыдущие этапы процесса цветного копирования с помощью несложногопримера. Для этого давайте представим, что наш документ состоит изкрасного круга, синего квадрата и черного прямоугольника (см. рисунок14). Как создается многослойность тонера, которую мы наблюдаем набумаге 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 первоначальноесканирование оригинала документа с помощью экспонирующей лампы дляполучения образа изображения. Информация, собранная при этомсканировании, позволяет цветному копи-принтеру определить полноцветноеэто изображение или черно-белое, а также размер изображения. Затемначинаются циклы проявки тонера. Однако имейте в виду, что несмотря нато, что в данной статье эти процессы описываются последовательно,операции, выполняемые в ходе каждой стадии, могут наслаиваться друг надруга для достижения соответствующей скорости при цветной печати икопировании. Например, к моменту начала проявки тонера фотобарабан ужепокрыт равномерным отрицательным зарядом.

2. ЦИКЛ ПРОЯВКИ КРАСНОГО ТОНЕРА

Второе сканирование позволяет определить участки изображения длядальнейшего нанесения красного (MAGENTA) тонера. В силу того, чточерный прямоугольник не отражает свет или отражает его в незначительныхколичествах (в зависимости от насыщенности черного цвета), свет черезфильтры цветного копи-принтера не проходит. Система обработкираспознает отсутствие отражаемого цвета и определяет цветпрямоугольника как черный. Для получения черного цвета необходимапроявка всех четырех цветов тонера (MCYK), поэтому на лазер посылаетсяцифровой сигнал. Зеленые и синие лучи света от синего квадрата проходятсквозь соответствующие фильтры, однако не посылаются на лазер. В силутого, что красный тонер и желтый тонер необходимы для получениякрасного изображения, красные лучи от круга проходят сквозь фильтры.Эта информация конвертируется и отсылается на лазер. Лазер заряжаетпротивоположным зарядом те участки фотобарабана, которые точносоответствуют расположению участков оригинала, отражавшим либо красныелучи, либо не отражавшие лучи вообще (черный прямоугольник). По мереротации барабана отрицательно заряженный красный тонер наносится на егоповерхность с помощью проявляющего механизма. Красный тонерпривлекается только к тем участкам, которые были определены лазернымлучом как «менее отрицательно заряженные». На ОРС барабане, такимобразом, появляются прямоугольник и круг из красного тонера,удерживаемого на поверхности барабана за счет заряда.

Затем красный тонер передается с фотобарабана на бумагу, которая ужек этому времени подается с помощью вала передачи. Бумага, удерживаемаязарядом на валу передачи, соприкасается с вращающимся ОРС барабаном, иотрицательно заряженный красный тонер перемещается на бумагу подвоздействием положительного заряда, нанесенного на бумагу на валупередачи. Этот красный тонер создает первый слой изображения круга ипрямоугольника (см. рисунок 15а). Затем остатки тонера на барабанеудаляются с его поверхности с помощью чистящего механизма. На барабанвновь наносится равномерный отрицательный заряд – и механизм готов кследующему этапу проявки цветного тонера.

3. ЦИКЛ ПРОЯВКИ СИНЕГО ТОНЕРА

Во время следующего сканирования цветной копи-принтер используетаналогичные методы для определения участков нанесения синего тонера.Синие и зеленые лучи, отраженные от синего квадрата, проходят сквозьфильтры на зарядное устройство и конвертируются в цифровые сигналыпечатной платой. Зарядное устройство определяет интенсивностьотраженных лучей, а печатная плата отсылает на лазер цифровой сигнал,по силе прямо пропорциональный интенсивности света. Как и во времяцикла проявки красного цвета, черный прямоугольник не отражает свет.Система обработки распознает объект как черный и генерируетсоответствующий цифровой сигнал, который посылается на лазер. Лазерзаряжает противоположным зарядом те участки фотобарабана, которые точносоответствуют расположениям участков оригинала, отражавшим либо синие изеленые лучи, либо не отражавшие лучи вообще (черный прямоугольник).Это создает «менее отрицательное» латентное изображение квадрата ипрямоугольника на фотобарабане. В противоположность предыдущему циклу,красные лучи, отражаемые от красного круга, проходят сквозь красныйфильтр – таким образом, соответствующие участки барабана остаютсяравномерно заряженными. Сигнал на лазер не отсылается, так как наданной стадии определяются только участки проявки синего тонера.

ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОСТЬ ПРОЯВКИ MCYK

Эти пять фигур иллюстрируют четыре стадии проявления изображенияплюс стадия плавления окончательного изображения при создании цветныхкопий документа, как показано на рисунке 14. Данные иллюстрацииполностью отражают этапы передачи и проявки. Для рисунков с 15а по 15dпробные отпечатки были взяты с цветного копи-принтера после каждойстадии проявки непосредственно перед плавлением. На рисунке 15епредставлено окончательное изображение.

Как и красным тонером на предыдущей стадии, синий тонер наносится нафотобарабан, а затем передается на бумагу. Как видно на рисунке 15b,данный слой синего тонера формирует на бумаге изображение квадрата. Вто время как слой синего тонера, соответствующий изображению черногопрямоугольника, наносится поверх красного тонера, который уже проявлен.Обратите внимание, как изображение черного прямоугольника, которое наданной стадии сформировано синим и красным тонером, становитсябордовым. После данной стадии вновь повторяется процедура очиткибарабана от остатков тонера.

4. ЦИКЛ ПРОЯВКИ ЖЕЛТОГО ТОНЕРА

Для того чтобы полностью передать цвет красного круга как воригинале цветному копи--принтеру нужно добавить к уже имеющемусякрасного тонеру желтый тонер. Во время сканирования этого этапа красныелучи вновь проходят сквозь красный фильтр, и лазер заряжаетпротивоположным зарядом те же участки фотобарабана, как и прежде вцикле проявки красного тонера. Как и в первых двух стадиях, сигнал отчерного прямоугольника также посылается на лазер. Желтый тонернаносится на фотобарабан и передается на бумагу точно поверх ранеенанесенных красных и синих оттенков тонера. Таким образом, образчерного прямоугольника уже состоит из трех слоев тонера. Желтый тонерформирует второй слой в изображении красного круга и третий слой вчерном прямоугольнике (см. рисунок 15с). Обратите внимание, что на этойстадии изображение прямоугольника становится серым, а не насыщенночерным. Вот так выглядит черный цвет, составленный без применениячерного тонера. Новый цикл начинается с чистки фотобарабана.

5. ЦИКЛ ПРОЯВКИ ЧЕРНОГО ТОНЕРА

Единственное, что требует доработки в нашем изображении – черныйпрямоугольник. Ему необходимо придать глубину и насыщенность цвета.Пятый цикл проявки изображения после очистки барабана необходим дляразмещения черного тонера на бумаге, чтобы изображение было полностьюготово к плавлению. Этот цикл похож на предыдущие. Черный тонернаносится непосредственно поверх других слоев – красного, синего ижелтого, полученных на предыдущих стадиях проявки (см. рисунок 15d).Готовое к плавлению изображение черного прямоугольника теперь состоитиз четырех слоев тонера. Обратите внимание, что красный круг еще несовсем красный, а представляет собой лишь оттенок оранжевого. Этопроисходит в силу того, что красный и желтый тонер еще не смешаны и несплавлены вместе. В печке цветного копи-принтера красный тонерсмешивается с желтым для получения насыщенного красного цвета.Полученный в результате красный круг будет поглощать синие и зеленыелучи и отражать красные, создавая изображение красного цвета,практически идентичное оригиналу. Красный, синий, желтый и черный тонербудут сплавлены вместе для получения черного прямоугольника. Синийтонер плавится «как есть», то есть не смешиваясь ни с чем. При этомполучается точная копия синего квадрата оригинала (см. рисунок 15е).Этот простой пример позволяет понять «стандартный» процесс цветнойпечати, однако на самом деле в мире цветной печати и копирования всегораздо сложнее. При печати обычной фотографии необходимо передаватьмногочисленные оттенки миллиона цветов. Это может потребовать смешенияне одного-двух тонеров, а всех четырех оттенков в определенныхпропорциях. В этом кроется основная сложность и главное требованиеуспешного плавления при цветном копировании и печати. А это в своюочередь является главным фактором в оценке качества цветной печати длялюбого цветного цифрового копи-принтера.

РЕЖИМ ПЛАВЛЕНИЯ ПРИ КОПИРОВАНИИ И ПЕЧАТИ

Несмотря на присутствие множества блоков проявки для завершенияпроцесса переноса тонера, самым главным различием между цветными имонохромными технологиями является процесс плавления тонера в фьюзереили, как принято называть, в печке. Невзирая на то, что основныеэлементы – высокая температура, давление и промежуток времени –одинаковые у обоих технологий, существуют немаловажные отличия виспользовании этих элементов в цветном и монохромном агрегате.Определенные технологические факторы обуславливают сложность и точностьподобных технологий.

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

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

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

Кроме этого, у каждой отдельной модели принтера или копира различныетемпературы плавления тонера. В принципе, мощность используемыхгалогеновых ламп одинакова, но температура накала у моделей разныхпроизводителей разнится. Температура накала в обычных монохромныхаппаратах варирует в районе 180° - 200°C. В цветных копирах и принтерахона достигает всего 150°- 170°C (есть также определенныевысокопроизводительные аппараты, у которых температура накалазначительно выше). Более низкая температура в цветных устройствах даетоднородный перенос и распределение тонера. Кроме того, что тонер долженбыть однородно и одинаково распределен и расплавлен при помощи нужнойтемпературы, необходимо также выровнять поверхность тонерной смеси припомощи пресса. Другими словами, необходимо максимально уменьшитьтолщину слоя тонера и удалить „неприветливый” вид расплавленноготонера, чтобы изображение имело привлекательный вид на отпечатке. Навремя написания статьи для этой цели в цветных устройствахиспользовались относительно „мягкие” прорезиненные силиконовые валы вотличие от более твердых устойчивых к царапинам флорополимерных валов,которые используются в монохромных аппаратах.

Большая эластичность и поддатливость мягких силиконовых валиковпечки важны для того, чтобы избежать появляния трещин на застывшемтонере, которые могут появиться при сильном воздействии твердыхфлорополимерных валов (см. изображение 17b). Когда мы говорим „трещинына тонере”, мы имеем ввиду отслоение верхнего слоя тонера, который невплавливается в нижние слои, а осыпается из-за сильного нажатия сверху.Такое отслоение тонера может привести в ухудшению сплавления слоевтонера и, соответственно, к снижению качества отпечатка. Более мягкая иэластичная поверхность силиконового вала не давит слишком сильно наповерхность тонера при двустранном плавлении, что формирует необходимуюсмесь всех слоев тонера по мере того, как они вдавливаются в бумагу. Ковсему этому, также важно поддерживать необходимый зазор между обоимивалами – место, где они прикасаются друг к другу. Силиконовый валдолжен быстро удаляться после прохождения листа. Помимо вышесказанного,использование силиконовых валов в печке позволяет печатать иликопировать изображения на носители, на которых тонер не всегда удачнопечатает, как например, диапозитивы или транспаранты.

К сожалению, кроме преимуществ по сравнению с твердымифлорополимерными валами, у силиконовых валов есть свои недостатки.Во-первых, из-за своей „мягкости” они не так абразиво-стойкие как ихфлорополимерные собратья. Для того, чтобы силиконовые валы неизнашивались очень быстро, в цветных принтерах существует системасмазки. Для снижения налета тонера на верхний вал при высокойтемпературе и во избежание возможных повреждений поверхности вала, валпокрывается специальной.

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