Xeikon (Цифровые машины фирмы Xeikon)

1. Цифровые машины фирмы Xeikon

Машины фирмы Xeikon отличаются от других цифровых машин (Xerox, Indigo) следующими особенностями:

• технологией One-Pass-Duplex, обеспечивающей печать в один проход с обеих сторон бумаги,

• уникальным построением цифровой листовой печатной машины с двумя ленточными фоторецепторами, сильно отличающейся от машин типа DCP, но использующую технологию One-Pass-Duplex.

Технология One-Pass-Duplex

Схема цифровой машины, работающей по технологии One-Pass-Duplex:

-управляющая станция;

-печатающее устройство.

В печатающем устройстве:

-модуль кондиционирования бумаги,

-печатный модуль (печатная башня),

-модуль закрепления изображения,

-модуль финишинговой обработки (резки и др.)

Работа печатающего устройства представляется следующим образом:

В модуле кондиционирования производится кондиционирование бумаги. Это очень важная операция. Дело в том, что эффективность переноса тонера на бумагу зависит от ее электропроводности. Электропроводность, в свою очередь, определяется типом бумаги, ее толщиной, поэтому не всякая бумага пригодна для высококачественной электрографической печати. В значительной степени электропроводность определяется влажностью бумаги. Бумага не должна иметь влагосодержание более 2%, иначе не будет обеспечен эффективный перенос тонера. Устройство кондиционирования должно обеспечивать влажность бумаги приблизительно 1,5%.

Кондиционирование включает две операции – нагрев бумажного полотна до температуры 120^сС, приводящий к испарению влаги и охлаждение его до температуры 30-40⁰С. Работа устройств, особенно устройства нагревания контролируется по результатам измерения электропроводимости бумаги, вышедшей из охлаждающего устройства. Процесс кондиционирования происходит следующим образом:

Бумажное полотно разматывается с рулона и проходит в нагревательную камеру, где бумага с помощью валиков огибает металлический нагреватель, выполненный в виде цилиндра, с находящимся внутри него трубчатым ИК-излучателем. В результате разогрева бумаги из нее испаряется влага, и влажный воздух испаряется из камеры вентилятором. Свежий воздух поступает в камеру через отверстие с резервуаром. Бумажное полотно попадает в камеру охлаждения, где с помощью вентиляторов сухой и холодный воздух циркулирует по обеим сторонам бумажного полотна. Дополнительное охлаждение достигается теплообменниками, в которых циркулирует вода с температурой 6-7⁰С. В результате на выходе из модуля кондиционирования бумага имеет температуру, близкую к комнатной. Выйдя через узкую щель, бумага попадает в камеру, содержащую контрольно-измерительные элементы. Она огибает заземленный цилиндр, проходя под коротроном, заряжающим поверхность до заданного потенциала. Далее бумага проходит под электрометром, измеряющим остаточный потенциал. Сигнал от электрометрического датчика поступает в электронное управляющее устройство, где сигнал сравнивается с заданной величиной. В случае расхождения изменяется режим работы нагревательного устройства.

Более надежный контроль он используется в машинах DCP. Здесь измерение электропроводности проводится дважды электрометрическими датчиками, расположенными на заданном расстоянии друг от друга. Определяется изменение потенциала во времени (например, он падает с 550В до 350В). В управляющем устройстве оценивается скорость стекания заряда и сопоставляется с заданной.

Кондиционирование проводится в процессе работы машины (на ходу). После контрольных устройств бумажное полотно разряжается коронным разрядом переменного тока и выходит из модуля кондиционирования в печатный модуль.

Схема печатного модуля, работающего по технологии One-Pass-Duplex:

Модуль состоит из 10 печатных станций, расположенных в шахматном порядке по пять станций по разные стороны бумажного полотна, что позволяет производить печать 4 – 5 красками с обеих сторон.

Станции работают на принципе электрофотографии с сухим тонером. В машинах фирмы Xeikon, как и вообще в цифровой технике, используется реверсивное проявление. Это означает, что отрицательно заряженное скрытое электростатическое изображение проявляется отрицательно заряженным тонером.

Основные проблемы, решаемые технологией One-Pass-Duplex, заключаются в следующем:

1. Прохождение незакрепленного тонера через большое количество станций, расположенных с двух сторон.

2. Проблемы, связанные с приводом в движение бумажного полотна и фоторецепторов печатных станций.

Первая проблема:

Тонер переносится на бумагу путем зарядки оборота бумаги, то есть электрическим полем. Печатные станции расположены в шахматном порядке по обе стороны бумаги. На каждую сторону поочередно наносится отрицательно заряженный тонер изображения и положительный заряд от коротрона переноса. Когда первое изображение (желтое), напечатанное на лицевой стороне, попадает в зону печати желтого изображения на обороте, коротрон переноса перезаряжает тонер. Он приобретает положительный знак заряда. Далее такое изображение попадает в зону переноса второй краски (голубой). Фоторецептор и голубой тонер заряжены отрицательно. В образовавшемся электрическом поле переноса голубой тонер летит на бумагу, а желтый тонер предыдущего изображения – на фоторецептор. Качество изображения резко падает.

В технологии One-Pass-Duplex проблема решена следующим образом: рядом с коротроном переноса с положительной короной размещен коротрон отделения с переменной короной. В результате, предыдущее тонерное изображение (желтое) оказывается частично разряженным и частично заряженным положительно. Чтобы не происходил унос такого тонера с бумаги в электрическом поле следующей печатной станции, перед третьей станцией и каждой из последующих устанавливается пара коротронов. Один из коротронов перезаряжает изображение, входящее в зону печати, отрицательно, а контр-коротрон заряжает изображение, входящее в зону действия коротрона переноса положительно. Коротрон, восстанавливающий заряд изображения имеет переменную корону, но с преобладанием отрицательных зарядов, контр-коротрон имеет положительную корону. Пара коротронов не только производит перезарядку тонера, но и удерживает силами электрического поля бумажное полотно (вместо валиков) между печатными станциями.

Полотно приводится в движение двумя валиками:

• Реверсивным, расположенным последней печатной станции перед входом полотна в закрепляющее устройство. Он имеет постоянную скорость, то есть отвечает за скорость печати.

• Второй валик имеет постоянный момент вращения и отвечает за натяжение полотна.

Оба эти валика приводятся в движение моторами. Остальные валики и цилиндры вращаются за счет контакта с бумагой. Это обеспечивает синхронность вращения фоторецепторов печатающих станций, предотвращающих смазывание изображения.

Бумажное полотно приводится в движение двумя валиками, связанными с моторами. Один из них управляет скоростью перемещения полотна, а другой – его натяжением. Полотно прижимается к фоторецепторам силами электростатического поля, создаваемого между коротронами переноса и фоторецептором. Под действием фрикционного контакта фоторецепторов и бумаги цилиндрические фоторецепторы приходят во вращение и их линейная скорость равна скорости движения полотна. Огибание обеспечивается находящимися между станциями парами коротронов После выхода из последней печатной станции полотно огибает реверсивный валик

Валик, изменяя направление движения полотна, направляет его в устройство закрепления. Проблема заключалась в том, что с обеих сторон полотна находится незакрепленное тонерное изображение. Чтобы оно не смазывалось и не налипало на валик, предусмотрен целый ряд мер.

Валик представляет проводящий вал с диэлектрическим покрытием, имеющим низкую адгезию, например тефлоновым, что предотвращает налипание частиц. Тем не менее, для него предусмотрено устройство очистки. Полотно огибает валик и он свободно вращается и приводится во вращение бумажным полотном. Валик заземлен, а его поверхность заряжается от коротрона. Бумажное полотно перед выходом на реверсивный валик подвергается воздействию пары противоположно заряженных коротронов. Они заряжают тонерное изображение, вступающее в контакт с валиком, тем же знаком, каким заряжен валик. Вследствие этого оно не переносится на валик. Другая сторона полотна получает противоположный заряд. Коротрон создает поле, прижимающее бумагу к валику. Коротрон с переменной короной разряжает бумагу и позволяет ей отделяться от валика.

Разряженное полотно поступает в секцию закрепления, где оно закрепляется ИК-излучением, затем в секцию охлаждения, после чего оно разрезается на листы специальным устройством.

2 Листовая цифровая печатная машина, работающая по принципу One-Pass-Duplex

Цифровая машина Xeikon CSP 320D, использующая один из вариантов технологии One-Pass-Duplex, но весьма отличающаяся от машин типа DCP по следующим характеристикам:

• Она имеет два ленточных фоторецептора, один для лицевой стороны, другой – для оборота;

• Вместо светодиодных линеек – двухлучевое лазерное устройство;

• Вместо двойной системы закрепления, используемой в DCP и включающей ИК-закрепление и каландрирование горячими валиками, в этой машине термосиловое закрепление;

• Лицо и оборот запечатываются по очереди;

• Машина листовая.

Схема печатающего устройства листовой цифровой машины:

Оно заключено в корпусе. На платформу, находящуюся внутри корпуса, загружается стопа бумаги. Платформа может перемещаться в вертикальном направлении и по мере расходования бумаги поднимается вверх.

Верхний лист бумаги подающим механизмом перемещается через выравнивающее устройство на транспортер. Вдоль транспортера расположены технологические секции. В первой секции наносится полноцветное изображение на лицевую сторону листа. За ней следует секция, где печатается полноцветное изображение на оборотной стороне листа бумаги. Скорость перемещения листа через печатные секции задается парой приводных прижимных валиков, приводимых в движение тяговым электродвигателем.

Далее лист попадает на буферную станцию, которая представляет собой бесконечный ремень, доставляющий лист в секцию закрепления, представляющую закрепляющее устройство термосилового типа. Поскольку закрепление идет с другой скоростью, чем запись (меньшей), скорость ремня меньше, чем транспортера.

Секции получения изображения работают одинаково. Фоторецептор, представляющий бесконечную ленту, проходит через множество направляющих валиков мимо функциональных узлов, участвующих в создании изображения.

Скорость перемещения ленточного фоторецептора задается валиком, приводимым в движение двигателем постоянного тока, имеющим двухступенчатый редуктор и обратную связь с движущимся ленточным фоторецептором. Обратная связь осуществляется от специального датчика, контролирующего скорость ленты.

Последовательность записи изображения.

Вначале фоторецептор попадает на станцию зарядки. Здесь с помощью коронирующего устройства на поверхность наносится электрический заряд, вследствие чего она приобретает темновой потенциал (потенциал зарядки). Далее фоторецептор попадает на станцию экспонирования. Там последовательно на разных участках светочувствительной ленты записываются цветоделенные черное, пурпурное, голубое и желтое изображения. Блок экспонирования представляет собой сканер растрового выводного устройства, получающего команды и данные из системы обработки изображения. Сканирующее устройство записи представляет двухлучевое лазерное устройство с вращающимся многогранным зеркалом. Записанное скрытое электростатическое изображение является негативом по отношению к оригиналу и копии, так как предназначается для обращенного проявления. Система обработки изображения представляет собой электронное вычислительное устройств подготавливающее и управляющее потоком данных, поступающих в сканер растрового выводного устройства.

Скрытые цветоделенные изображения поочередно поступают в зону действия блока проявителя. Он содержит 4 проявляющих устройства, работающих на принципе магнитной кисти из двухкомпонентного проявителя и осуществляющих обращенное проявление (отрицательное СЭИ проявляется отрицательно заряженным тонером). Каждое из устройств подводится на требуемый для проявления период времени к фоторецептору, а затем отводится от него. В каждом акте проявления в контакт с фоторецептором входит только одно проявляющее устройство, остальные находятся в нерабочем положении.

Первое скрытое цветоделенное изображение (для черного тонера) после экспонирования попадает на станцию проявления, где происходит его проявление. Все остальные устройства проявления и станции переноса не работают.

Когда проявление вступает в завершающую фазу, записывается следующее (пурпурное) изображение. Черное проявленное изображение перемещается вдоль проявляющих устройств и когда его задняя кромка выходит за пределы пурпурной станции проявления, пурпурное устройство проявления переходит в рабочее состояние и проявляется скрытое пурпурное изображение. В это время записывается скрытое голубое изображение. В результате на ленте-фоторецепторе появляется четыре изображения, имеющие цвета CMYK, расположенные на определенном расстоянии друг от друга.

Проявленное последним, желтое изображение переносится на бумагу первым. Далее запечатываемый лист бумаги перемещается в секцию записи изображения на обороте листа.

Секция закрепления работает по широко известному термосиловому методу. Из нее лист выходит из машины через выводящую щель, попадая на приемный стапель, находящийся с внешней стороны корпуса печатающего устройства.

Устройство экспонирования

Для экспонирования используется двухлучевой лазерный модуль, работающий по принципу лазерной развертки вращающимся многогранным зеркалом. Два лазерных диода лазерного модуля записывают сразу две строки, один четные, другой нечетные. Если для одинаковых входных данных интенсивности излучения будут различаться, изображение будет выглядеть неравномерным. Интенсивности надо уравнять.

Модуль проявления

Устройство содержит бункер с тонером, откуда дозированные количества тонера попадают в смеситель, где тонер перемешивается с носителем и подается к вращающемуся магнитному валику. Носитель в оболочке из частиц тонера образует на валике магнитную кисть и в таком виде тонер доставляется в зону проявления. Перед входом в зону располагается ракельный нож, обрезающий кисть до нужной высоты, чтобы она не царапала фоторецептор. На ось магнитного валика подается от источника переменное напряжение. Фоторецептор представляет собой полиэтилентерефтолатную (полиэфирную) пленку, выполненную в виде бесконечной ленты. На ее поверхности нанесена тонкая металлическая (алюминиевая) пленка. По сторонам ленты идут сантиметровые по ширине полоски, покрытые графитом в полимерном связующем. Они служат для электрического контакта фоторецептора с землей. Верхний слой фоторецептора составляет органический фотопроводник. Он оставляет открытым контактные полоски, с которыми электрический контакт осуществляется через магнитные щетки.

Перенос изображения

В машинах подобного типа осуществляется самый простой вариант процесса One-Pass-Duplex. Из зоны переноса и синтеза полноцветного изображения на лицевой стороне выходит лист, у которого на поверхности находится отрицательно заряженный незакрепленный тонер, а оборот положительно заряжен коротронами переноса.