Gehen Sie in fast jedes Geschäftsbüro und Sie werden wahrscheinlich einen Kopierer ("Kopierer") mit einer Reihe von Leuten finden, die darauf warten, sie zu benutzen. Für die meisten Unternehmen, ob klein oder groß, ist der Kopierer zur Standardausrüstung geworden, ähnlich wie ein Schreibtisch zum Arbeiten und ein Stuhl zum Sitzen.
Was wäre, wenn Sie Kopien von wichtigen Dokumenten machen müssten, wie es viele Leute getan haben, bevor die Kopierer kamen? Oder noch schlimmer, stellen Sie sich vor, wie mühsam es wäre, wenn Sie alles manuell kopieren müssten! Die meisten von uns denken nicht darüber nach, was in einem Kopierer vor sich geht, während wir darauf warten, dass Kopien sauber in das Papierfach schießen, aber es ist erstaunlich, dass Sie innerhalb von Sekunden eine exakte Kopie dessen, was auf einem ist, produzieren können ein Blatt Papier! In diesem Artikel werden wir untersuchen, was passiert, nachdem Sie auf einem Fotokopierer "Start" drücken.
Das menschliche Ende der Erstellung einer Kopie beginnt mit ein paar grundlegenden Schritten:
Was zu diesem Zeitpunkt im Kopierer passiert, ist erstaunlich! In seinem Herzen arbeitet ein Kopierer aufgrund eines grundlegenden physikalischen Prinzips: Gegensätze ziehen sich an.
Als Kind hast du wahrscheinlich mit statischer Elektrizität und Ballons gespielt. An einem trockenen Wintertag können Sie einen Ballon auf Ihrem Pullover reiben und genug statische Elektrizität im Ballon erzeugen, um eine spürbare Kraft zu erzeugen. Zum Beispiel zieht ein mit statischer Elektrizität aufgeladener Ballon sehr leicht kleine Papierstücke oder Zuckerpartikel an.
Ein Kopierer verwendet einen ähnlichen Prozess.
Es gibt drei Dinge über die Trommel und den Toner, die einen Kopierer seine Magie ausüben lassen:
Das Trommeloder Gürtel, besteht aus photoleitend Material. Hier sind die eigentlichen Schritte zur Erstellung einer Fotokopie:
Dieses Diagramm hilft, den Prozess zu sehen:
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Wenn der Kopierer das Blatt Papier auf der Glasoberfläche eines Kopierers beleuchtet, wird ein Muster des Bildes auf die positiv geladene Photorezeptortrommel darunter projiziert. Von leeren Bereichen auf der Seite reflektiertes Licht trifft auf die Trommel und bewirkt, dass die geladenen Partikel, die die Trommeloberfläche beschichten, neutralisiert werden. Dies führt nur dann zu positiven Ladungen, wenn dunkle Bereiche auf dem Papier sind, die kein Licht reflektieren. Diese positiven Ladungen ziehen negativ geladenen Toner an. Der Toner wird dann übertragen und auf ein positiv geladenes Blatt Papier geschmolzen.
Wenn Sie einen Fotokopierer auseinander nehmen, sind Sie möglicherweise überwältigt von der Anzahl der verschiedenen Teile. Der eigentliche Fotokopierprozess beruht jedoch nur auf wenigen Schlüsselelementen:
In den folgenden Abschnitten erfahren Sie mehr über jeden dieser Teile.
Verschiedene Fotokopiertrommeln
Das Fotorezeptortrommel (oder, in einigen Kopierer, Gürtel) ist das Herz des Systems. Eine Trommel ist im Grunde eine Metallwalze, die mit einer Schicht aus Metall überzogen ist photoleitend Material. Diese Schicht besteht aus einem Halbleiter wie Selen, Germanium oder Silizium. Was Elemente wie Selen so cool macht, ist, dass sie in einigen Fällen Strom führen können, in anderen nicht.Im Dunkeln wirkt die photoleitfähige Schicht auf der Trommel als Isolator und widersteht dem Elektronenfluss von einem Atom zum anderen. Aber wenn die Schicht von Licht getroffen wird, setzt die Energie der Photonen Elektronen frei und lässt Strom durch! Diese neu freigesetzten Elektronen neutralisieren die positive Ladung, die die Trommel bedeckt, um das latente Bild zu erzeugen.
Man kann sich leicht vorstellen, wie man eine Kopie eines Bildes auf ein Photorezeptorband projizieren kann, das ungefähr die gleichen Abmessungen wie das Blatt Papier mit dem Bild hat. Ein Problem entsteht, wenn man daran denkt, dasselbe auf einer dünnen, zylindrischen Trommel zu tun. Wie kann die Oberfläche der Trommel möglicherweise auf einem Blatt Papier mit der Immobilie übereinstimmen? Die Lösung besteht darin, die Trommel einfach zu drehen, während Sie eine Kopie erstellen. Wenn Sie die Trommel im Gleichlauf mit der Bewegung des Lichtstrahls über das Originaldokument drehen, können Sie das Bild Streifen für Streifen erstellen. Nachdem ein Lichtstreifen auf einen entsprechenden Streifen der Trommel fokussiert ist, rotiert die Trommel, um einen frischen Bereich des Photoleiters freizulegen. Unterdessen schwingt der vorher freiliegende Bereich der Trommel in Kontakt mit dem Toner und dann mit dem Papier.
Da die Länge einer gedruckten Standardseite viel größer ist als der Umfang der Trommel in einem modernen Fotokopierer, wird eine volle Umdrehung der Trommel nur ein kleines Stück der Seite replizieren. Die Trommel muss tatsächlich gereinigt, mit Ionen wieder aufgeladen, Photonen ausgesetzt und mehrfach mit Toner besprüht werden, um das gesamte Original zu duplizieren. Für den zufälligen Betrachter erscheint der Prozess kontinuierlich, weil er beim Drehen der Trommel im Kopierer nahtlos koordiniert wird.
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Der Koronadraht verwendet statische Elektrizität, um sowohl die Photorezeptortrommel als auch das Kopierpapier mit einer Schicht positiv geladener Ionen zu beschichten.
Damit ein Fotokopierer arbeiten kann, muss ein Feld positiver Ladungen auf der Oberfläche sowohl der Trommel als auch des Kopierpapiers erzeugt werden. Diese Aufgaben werden von der Koronadrähte. Diese Drähte werden einer hohen Spannung ausgesetzt, die sie anschließend in Form von statischer Elektrizität auf die Trommel und das Papier übertragen.
Einer dieser Drähte wird parallel zur Trommeloberfläche gespannt und lädt die photoleitende Oberfläche mit positiven Ionen, und der andere Draht wird so positioniert, dass er die Papieroberfläche beschichtet, während das Papier auf seinem Weg zur Trommel schießt.
Eine starke Lampe beleuchtet das Blatt Papier, das kopiert werden soll.
Das Erstellen einer Fotokopie erfordert a Lichtquelle mit genug Energie, um Elektronen aus den photoleitenden Atomen zu laden. Welche Wellenlängen des Lichts können das? Es stellt sich heraus, dass das meiste sichtbare Lichtspektrum genügend Energie enthält, um den Prozess anzutreiben, insbesondere das grüne und blaue Ende des Spektrums. Alles, was niedriger als der rote Teil des sichtbaren Spektrums ist, hat nicht genug Lust, den Photoleiter zu aktivieren. Und obwohl UV-Licht mehr als genug Feuerkraft hat, um eine Fotokopie zu machen, kann es sehr schädlich für unsere Augen und Haut sein. Aus diesem Grund verwenden Fotokopierer ein einfaches altes Glühlampen oder Leuchtstofflampe um Licht auf das Originaldokument zu bringen.
Wenn die Lampe im Kopierer eingeschaltet wird, bewegt sie sich über das Innere des Kopierers und beleuchtet jeweils einen Streifen des Papiers. Ein an der Lampenanordnung befestigter Spiegel lenkt reflektiertes Licht durch eine Linse auf die darunter befindliche rotierende Trommel. Das Objektiv funktioniert genau wie das auf Ihrer Kamera. Es ermöglicht Ihnen, eine Kopie des Bildes an einem bestimmten Ort zu fokussieren. Obwohl Sie das Bild nicht wirklich auf ein Fotokopiergerät fokussieren können, um das Endprodukt mehr oder weniger verschwommen zu machen, können Sie den Abstand zwischen dem Objektiv und dem Original oder zwischen dem Objektiv und der Trommel ändern reduzieren oder vergrößern die Größe des Originalbildes auf Ihrer Kopie.
Eine kleine Perle mit Partikeln überzogen von Toner
Toner wird manchmal als bezeichnet trockene Tinte, aber Toner ist überhaupt keine Tinte! Tinte ist eine pigmentierte Flüssigkeit. Toner ist ein feines, negativ geladenes Pulver auf Kunststoffbasis. Die schwarze Farbe in Fotokopierern kommt von Pigmenten, die während der Herstellung in die Kunststoffteilchen eingemischt werden.
In Ihrem Fotokopierer haftet Toner auf größeren, positiv geladenen Kügelchen und wird in einer Tonerkartusche aufbewahrt. Wenn tonerbeschichtete Kügelchen über die Trommel gerollt werden, finden die Tonerpartikel die positiv geladenen Ionen auf den unbelichteten Bereichen auf der Trommeloberfläche viel attraktiver als die schwach geladenen Kügelchen. Die gleichen Partikel werden anschließend noch stärker auf das elektrostatisch geladene Papier gezogen. Durch den Kunststoff im Toner können Sie verhindern, dass Sie vom Schiff springen, sobald Sie es auf dem Papier haben. Alles, was Sie tun müssen, ist Wärme auf den Toner aufzubringen, und die Kunststoffpartikel schmelzen und verschmelzen das Pigment mit dem Papier.
Die Fixiereinheit gibt den letzten Schliff, der das Tonerbild auf einem Blatt Papier dauerhaft macht. Der Fixierer muss zwei Dinge tun:
Alles, was zur Erfüllung dieser Aufgaben benötigt wird, ist Quarzrohrlampen und Teflonbeschichtete Rollen. Das Blatt Papier wird zwischen zwei der Rollen gesendet. Dann drücken die Rollen sanft auf die Seite, um den Toner in die Papierfaser einzubetten. Währenddessen sind die Lampen in den Walzen eingeschaltet und erzeugen genug Wärme, um den Toner zu schmelzen. Warum schmilzt der Toner nicht stattdessen auf die Walzen? Genau wie Antihaftbeschichtung verhindert, dass Ihr Abendessen auf den Boden Ihrer Bratpfanne geklebt wird, verhindert die Teflonbeschichtung der Rollen, dass Toner und Papier daran haften.
Bevor Sie auf Start drücken, ist die photoleitfähige Selen-, Germanium- oder Siliziumoberfläche der Trommel bereits positiv geladen.
In einem Fotokopierer, der lichtinduzierte Leitfähigkeit der Trommel wird ausgenutzt, um ein latentes Bild in Form von elektrischen Ladungen auf der Oberfläche der Trommel. Dieses Bild wird mit einem speziellen geladenen Toner sichtbar gemacht und auf Papier übertragen. So entsteht eine Kopie:
Bis Sie Ihre Kopie im Sammelbehälter finden, hat sich der Fotokopierer bereits auf die nächste Runde vorbereitet, indem er die Oberfläche der Trommel erneut abträgt und eine neue Schicht positiv geladener Ionen darauf aufträgt.
Weitere Informationen zu Fotokopierern und verwandten Themen finden Sie auf der nächsten Seite.