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In Diesem Artikel:

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.

Die Grundlagen

Das menschliche Ende der Erstellung einer Kopie beginnt mit ein paar grundlegenden Schritten:

  • Öffnen Sie den Kopiererdeckel
  • Legen Sie das zu kopierende Dokument mit der Schrift nach unten auf das Glas
  • Wählen Sie die gewünschten Optionen (Anzahl der Seiten, Vergrößerungen, heller / dunkler)
  • Drücken Sie die Starttaste

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.

  • In einem Kopierer gibt es ein besonderes Trommel. Die Trommel verhält sich wie ein Ballon - man kann sie mit einer Art statischer Elektrizität aufladen.
  • Im Inneren des Kopierers befindet sich auch ein sehr feines schwarzes Pulver, bekannt als Toner. Die mit statischer Elektrizität aufgeladene Trommel kann die Tonerteilchen anziehen.

Es gibt drei Dinge über die Trommel und den Toner, die einen Kopierer seine Magie ausüben lassen:

  • Die Trommel kann sein selektiv geladen, so dass nur Teile davon Toner anziehen. In einem Kopierer machen Sie ein "Bild" - in statischer Elektrizität - auf der Oberfläche der Trommel. Wenn das ursprüngliche Blatt Papier schwarz ist, erzeugen Sie statische Elektrizität auf der Trommel. Wo es weiß ist, tust du nicht. Was Sie wollen, ist, dass die weißen Bereiche des ursprünglichen Blattes keinen Toner anziehen. Die Art, wie diese Selektivität in einem Kopierer erreicht wird, ist mit Licht - deshalb heißt es a Kopiergerät!
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  • Irgendwie muss der Toner auf die Trommel und dann auf ein Blatt Papier gelangen. Die Trommel zieht Toner selektiv an. Dann wird das Blatt Papier mit statischer Elektrizität aufgeladen und es zieht den Toner von der Trommel.
  • Der Toner ist hitzeempfindlich, so werden die losen Tonerteilchen mit Wärme an das Papier gebunden (geschmolzen), sobald sie von der Trommel kommen.

Das Trommeloder Gürtel, besteht aus photoleitend Material. Hier sind die eigentlichen Schritte zur Erstellung einer Fotokopie:

  • Die Oberfläche der Trommel ist geladen.
  • Ein intensiver Lichtstrahl bewegt sich über das Papier, das Sie auf die Glasoberfläche des Kopierers gelegt haben. Licht wird von weißen Bereichen des Papiers reflektiert und trifft auf die Trommel darunter.
  • Wo immer ein Lichtphoton auftrifft, werden Elektronen von den photoleitfähigen Atomen in der Trommel emittiert und neutralisieren die oben genannten positiven Ladungen. Dunkle Bereiche auf dem Original (z. B. Bilder oder Text) reflektieren kein Licht auf die Trommel und hinterlassen Bereiche mit positiven Ladungen auf der Trommeloberfläche.

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  • Negativ geladenes, trockenes, schwarzes Pigment genannt Toner wird dann über die Oberfläche der Trommel verteilt, und die Pigmentteilchen haften an den positiven Ladungen, die verbleiben.
  • Ein positiv geladenes Blatt Papier läuft dann über die Oberfläche der Trommel und zieht die Tonerpartikel von ihm weg.
  • Das Papier wird dann erhitzt und gepresst, um das durch den Toner erzeugte Bild mit der Papieroberfläche zu verschmelzen.

Dieses Diagramm hilft, den Prozess zu sehen:

Dieser Inhalt ist auf diesem Gerät nicht kompatibel.

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.

In einem Fotokopierer

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:

  • Photorezeptortrommel (oder Gürtel)
  • Coronadrähte
  • Lampe und Linsen
  • TonerHigh SneakersDamen Pumps Herren Heels SandalenBuffalo fy76gb
  • Fixiereinheit

In den folgenden Abschnitten erfahren Sie mehr über jeden dieser Teile.

Photorezeptortrommel

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.

Corona-Drähte

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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.

Lampe und Linsen

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.

Toner

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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.

Der Fixierer

Die Fixiereinheit gibt den letzten Schliff, der das Tonerbild auf einem Blatt Papier dauerhaft macht. Der Fixierer muss zwei Dinge tun:

  • Schmelzen Sie und drücken Sie das Tonerbild in das Papier
  • Verhindern Sie, dass der geschmolzene Toner und / oder das Papier an der Fixiereinheit haften bleiben

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.

Alles zusammenfügen

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:

  1. Damit der Fotokopierer seine Wirkung entfaltet, muß die Oberfläche des photoleitfähigen Materials zuerst mit einer Schicht positiv geladener Ionen überzogen werden Koronadraht.

  1. Wenn Sie den Startknopf drücken, bewegt sich eine starke Lampe über das Innere des Kopierers und wirft Licht auf das kopierte Papier, und die Trommel beginnt sich zu drehen. Wenn Licht von leeren Bereichen des Papiers reflektiert wird, lenken Spiegel es auf die Trommeloberfläche. Wie dunkle Kleidung an einem heißen, sonnigen Tag absorbieren die dunklen Bereiche des Originals das Licht, und die entsprechenden Bereiche auf der Trommeloberfläche werden nicht beleuchtet.High SneakersDamen Pumps Herren Heels SandalenBuffalo fy76gb
  2. An den Stellen, an denen Licht auf die rotierende Trommel trifft, tritt die Energie der Photonen auf Elektronen von den photoleitenden Atomen entfernt.
  3. Gegensätze ziehen sich an - die positiv geladenen Ionen, die die photoleitfähige Schicht überziehen, ziehen die freigesetzten Elektronen an. Die Ehe von einem Ion und einem Elektron produziert a neutrales Teilchen. Geladene Teilchen bleiben nur an Orten, wo das Licht nicht auf die Trommel fiel, weil es nicht vom Original reflektiert wurde - die dunklen Räume, die von Text und Bildern auf der Seite eingenommen wurden! Dieser Teil des Prozesses ähnelt in etwa dem Bild einer Kamera. Wenn Sie gelesen haben, wie fotografischer Film funktioniert, wissen Sie, dass die Energie der Photonen chemische Veränderungen im Film verursacht, wenn der Film dem Licht ausgesetzt wird Silberhalogenidkörner Beschichtung des Films. Dies schafft ein negatives Bild von dem, was Sie durch den Sucher sehen. Mit einem Fotokopierer enden Sie jedoch mit einem echtes Bild erzeugt aus einem Muster von positiven Ladungen, die nach der Belichtung übrig geblieben sind. Und während Sie Filme mit speziellen chemischen Verfahren entwickeln und auf lichtempfindlichem Fotopapier drucken müssen, erzeugt der Fotokopierer ein sichtbares Bild mit nur trockener Tinte, Hitze und normalem Papier.
  4. Stromspannung wird auf den Aluminiumkern der Trommel aufgetragen. Da Licht Selen leitend macht, kann Strom durch die photoleitfähige Schicht fließen, während die Trommel beleuchtet wird, und die von den Atomen freigesetzten Elektronen werden schnell durch die Elektronen ersetzt, die den durch die Trommel fließenden Strom bilden.
  5. Die freiliegenden Bereiche der Trommel rotieren vorbei Rollen
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    verkrustet mit Tonerkügelchen. Kleine Tonerpartikel werden gegen die Trommeloberfläche gedrückt. Die Tonerteilchen auf Kunststoffbasis haben eine negative Ladung und werden von Bereichen positiver Ladungen angezogen, die auf der Trommeloberfläche verbleiben.
  6. Das Koronadraht läuft über ein Blatt Papier, so dass die Papieroberfläche elektrisch aufgeladen wird.
  7. Der Bereich der Trommel, der frisch mit Toner beschichtet ist, dreht sich in Kontakt mit einem positiv geladenen Blatt Papier. Das elektrische Feld, das das Papier umgibt, übt einen stärkeren Zug aus als die Ionen, die die Trommeloberfläche bedecken, und die Tonerteilchen bleiben beim Vorbeigehen an der Trommel haften.
  8. Sobald das gesamte Original auf dem Toner auf der Seite wiederhergestellt wurde, geht das Papier weiter durch den Kopierer zum Fixiereinheit. Die schwache Anziehung zwischen den Tonerteilchen und der Oberfläche des Papierblatts kann leicht gestört werden. Um das Tonerbild auf der Papieroberfläche zu fixieren, wird das gesamte Blatt durch die Fixierer beheizte Rollen. Die Hitze schmilzt das Plastikmaterial in dem Toner und verschmilzt das Pigment mit der Seite.

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.
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Video-Board: Die Sendung mit der Maus - Fotokopierer (Sachgeschichten) 1999.


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