دستگاه فتوکپی
زمانی که مخترع آمریکایی چستر کارلسون (۱۹۰۶-۱۹۶۸) برای ایده ی خود درباره دستگاه فتوکپی در دهه ۱۹۴۰ با برخی از بزرگترین شرکت های جهان تماس گرفت، آنها تمایلی به گوش دادن به حرف هایی او نداشتند.
آنها نمی توانستند تصور کنند که چه کسانی نیاز به کپی گرفتن از اسناد خود خواهند داشت.
سال ها طول کشید تا کارلسون توانست ایده خود را به یکی از مهمترین اختراعات اداری قرن بیستم تبدیل کند
شرکت ها زمانی متوجه این موضوع شدند که فرصت بزرگی را از دست داده بودند.
دستگاه های فتوکپی پیچیده هستند، اما تنها با استفاده از دو بخش بسیار ساده علم کار می کنند.
بیایید نگاهی دقیق تر به داخل دستگاه بیاندازیم:
این مقاله توسط تیم متخصص واحد تعمیرات دستگاه کپی نمایندگی شارپ تهیه و تنظیم شده است
الکتریسیته ساکن: نوعی چسب!
آیا تا کنون این ترفند را مورد آزمایش قرار داده اید که یک بادکنک را ۲۰ یا ۳۰ بار بر روی پیراهن خود قرار دهید؟
اگر شما بادکنک را به اندازه کافی به لباس خود بمالید ، به راحتی می توانید آن را به لباس خود بچسبانید.
آنچه می بینید جادو نیست: الکتریسیته ی ساکن است.
هنگامی که شما بادکنک را به لباس می مالید، به آن یک بار الکتریکی می دهید.
همزمان، لباس شما بار الکتریکی متضاد را دریافت می کند.
بار های متضاد به یک دیگر جذب می شوند، در نهایت بادکنک به لباس شما می چسبد.
اما چگونه این اتفاق می افتد؟
همانطور که بادکنک را می مالید، الکترونها (ذرات کوچک منفی داخل اتم ها که در خود الکتریسیته حمل می کنند) از لباس شما بر روی بادکنک می روند.
به عبارت دیگر، بادکنک الکترونهای بیشتری را از آن دریافت می کند و بار الکتریکی منفی را به دست می آورد.
از آنجایی که الکترونها ، لباس شما را ترک کرده اند، دارای الکترونهای کمتری نسبت به آن است و یک بار الکتریکی مثبت و منفی ایجاد می شود.
در این شرایط همه چیز با یک بار الکتریکی شبیه به آهن ربا است.
دو جسم با بار الکتریکی متضاد تمایل به حرکت به سمت یکدیگر یا جذب یکدیگر را دارند، درست مانند دو آهنربا با قطب های مخالف.
چه نوع نوری در الکتریسیته استفاده می شود؟
الکتریسیته ساکن یکی از دو ترفند های علمی است که کار فتوکپی را انجام می دهد.
حالا بگذارید مورد دیگر را بررسی کنیم:
رسانای نوری
طبق آنچه در کتاب های علمی خوانده اید،
احتمالا فکر می کنید که نور و الکتریسیته چیزهای کاملا متفاوت از یکدیگر هستند.
نور از خورشید می آید و چیزهایی مانند چراغ قوه را می سازد؛
الکتریسیته در سیم ها جریان پیدا می کند و باعث می شود وسیله هایی مانند جارو برقی و یخچال کار کنند.
بنابراین نور هیچ ارتباطی با الکتریسیته ندارد، درست است؟
این مسئله کاملا اشتباه است!
نور در واقع نوعی الکتریسیته است
یک پرتو نور یک موج فوق العاده سریع الکتریسیته و مغناطیس است که به عقب و جلو حرکت می کند و در فضا پراکنده می شود.
این به ما کمک می کند تا نحوه ی عملکرد انرژی خورشیدی (تولید الکتریسیته از نور خورشید) را متوجه شویم.
هنگامی که نور خورشید بر روی یک پنل خورشیدی براق می تابد،
سلول های خورشیدی درون پنل ، انرژی الکتریکی را از نور می گیرند و آن را به جریان الکتریکی (جریان الکترون ها) تبدیل می کنند که می تواند مورد استفاده قرار گیرد.
در دستگاه فتوکپی چیزی شبیه به یک سلول خورشیدی وجود دارد که رسانای نوری نامیده می شود.
به جای تولید جریان الکتریکی هنگامی که نور بر روی پنل می تابد،
دستگاه الگوی نور را به عنوان الگوی الکتریسیته ساکن گیر می اندازد.
هدف از این کار چیست؟
فرض کنید یک چراغ قوه را در دست بگیرید به دیوار بتابانید و سعی کنید تا تصویر سایه ای از گوش های خرگوش را بر روی دیوار بیاندازید.
اما به جای انداختن سایه بر روی دیوار ، آن را بر روی یک رسانای نوری می اندازید.
بعضی قسمت های رسانای نوری روشن به نظر می رسد (قسمت هایی از نور اطراف دست شما) و برخی از قسمت ها تاریک به نظر می آیند (جایی که دستان شما سایه را ایجاد کرده است).
رسانای نور در قسمتی که نور زیاد است یک بار الکتریکی دریافت می کند
در قسمتی که تاریک است بار الکتریکی دریافت نمی کند.
به عبارت دیگر، این نوعی “کپی الکتریکی” از دست شما است.
این نحوه ی کار یک دستگاه فتوکپی است
بنابراین این مواد رسانای نوری جادویی چه چیزی هستند ؟
کپی های اولیه برای رسانای نوری از جنس شیشه (شیشه مانند ) عنصر نادر شیمیایی سلنیوم ساخته شده بودند ؛
بعدها از مواد پیشرفته مانند تلورید سلنیوم استفاده می شد که برای کپی کردن با تعداد بالا بهتر بود.
سلنیوم به دلیل توانایی خود برای تبدیل نور به الکتریسیته در دهه ۱۸۷۰ در ابتدا توسط مهندس الکتریسیته انگلیسی ویلابی اسمیت و سپس توسط استاد علوم ویلیام گریلز آدامز و دانشجوی او ریچارد ایوانز کشف شد.
کار آنها پیوند بین نور و الکتریسیته بود که راهی برای اختراع تلویزیون، سلول های فوتوالکتریک، سلول های خورشیدی و البته دستگاه های فتوکپی شد.
نوشتن با نور
چستر کارلسون پس از انجام تحقیقات فراوان و انجام آزمایش در آزمایشگاه خود، چگونگی استفاده از الکتریسیته علمی و ساکن و رسانای نوری را برای کمک به کپی گرفتن از اسناد را فهمید.
فرض کنید که شما می خواهید از یک صفحه از یک کتاب کپی بگیرید.
اگر یک نور بسیار روشن بر روی کتاب بتابانید، می توانید سایه ای از حروف نوشتاری سیاه و سفید در صفحه ایجاد کنید،
درست مثل انداختن سایه دست ها بر روی دیوار.
اگر نور را بر روی صفحه از یک زاویه بتابانید، نور مستقیم به عقب بازتاب نمی شود: بلکه در یک زاویه بازتاب می شود.
بنابراین، با تابانیدن نور در یک زاویه، می توانید سایه ای از صفحه را بر روی یک شی دیگر بیاندازید.
بیایید فرض کنیم شما یک رسانای نوری را در نزدیکی قرار داده اید و تصویر صفحه را بر روی آن بازتاب می کنید.
شما یک سایه بر روی رسانای نوری ایجاد نمی کنید – شما یک الگوی بار الکتریکی ایجاد می کنید: یک نوع الکتریکی از یک سایه.
حالا اگر پودر جوهر را بر روی رسانای نوری بپاشیم، ذرات تونر به قسمت های بارگیری شده از این “سایه الکتریکی” می چسبند ،
مانند بادکنک های های کوچکی که بر روی لباس شما می چسبند.
تنها کاری که باید انجام دهیم این است که، یک کاغذ را بر روی رسانای نوری قرار می دهیم تا جوهر بر روی آن قرار گیرد.
خیلی سریع، کاغذ یک کپی از صفحه اصلی می شود!
تمام این فرآیند، که کارلسون زیروگرافی نامید، ترکیب دو کلمه یونانی به معنای “خشک نگاری” است،
در داخل دستگاه فتوکپی به صورت اتوماتیک شده قرار می گیرد و می تواند بارها بسیار سریع اتفاق بیفتد.
چگونه یک دستگاه فتوکپی کار می کند
نحوه ی کار دستگاه های کپی مدرن
دستگاه کپی چگونه کار میکند
- شما سندی را که می خواهید از آن کپی بگیرید را برعکس بر روی شیشه قرار دهید.
- یک نور بسیار روشن کل سند را اسکن می کند.
نورهای بیشتری از قسمت های سفید (که هیچ جوهری وجود ندارد) نسبت به قسمت های سیاه و جوهری بازتاب می شود.
- یک “سایه الکتریکی” از صفحه در رسانای نوری ایجاد می شود.
رسانای نوری در دستگاه فتوکپی ، یک نوار نقاله دوار که با یک ماده شیمیایی به نام سلنیوم پوشش داده شده است ، می باشد .
- همانطور که نوار می چرخد، سایه الکتریکی را با خود حرکت می دهد.
- یک غلطک جوهردار نوار را که با ذرات جوهر پودری (تونر) پوشش داده شده اند را لمس می کند.
- تونر یک بار الکتریکی دریافت می کند، بنابراین به سایه الکتریکی می چسبد و تصویری از صفحه اصلی را روی نوار ایجاد می کند.
- یک ورق کاغذ از یک قیف در طرف دیگر کپی، به سمت نوار اول در یک نوار نقاله دیگر میرسد.
همانطور که کاغذ حرکت می کند، یک بار الکتریکی قوی دریافت می کند.
- هنگامی که کاغذ به نزدیکی نوار بالا می رود، بار قوی آن به ذرات تونر بارگیری شده جذب می شود.
تصویر به سرعت از نوار بر روی کاغذ منتقل می شود.
- کاغذ جوهری شده از دو غلطک داغ ( قسمت فیوزر) عبور می کند.
گرما و فشار غلطک باعث می شوند ذرات تونر برای همیشه بر روی کاغذ ذوب شوند.
- نسخه نهایی از کنار دستگاه کپی خارج می شود.
به دلیل عبور از قسمت فیوزر، کاغذ هنوز گرم است.
کاغذ ممکن است هنوز هم به اندازه کافی بار الکتریکی برای چسبیدن به لباس شما را داشته باشد.
امتحان کنید (اما ابتدا مطمئن شوید که جوهر خشک شده است).
دستگاه فتوکپی اصلی چستر کارلسون چگونه کار می کرد
دستگاه کپی چستر
آنچه در یک دستگاه مدرن اتفاق می افتد بسیار متفاوت از فرآیند است که چستر کارلسون در اصل طراحی کرده است.
ما می توانیم این موضوع را با نگاهی به یکی از طرح هایی که مربوط به ثبت اختراع دستگاه فتوکپی اصلی است ، متوجه شویم.
من از اعداد و رنگ استفاده کرده ام تا به طور تقریبی آنچه که اتفاق می افتد را نشان دهم:
مراحل کار کپی :
- شما سند اصلی (برای کپی) را در شکاف (سبز) در بالا وارد می کنید.
- سند به وسیله نوار و غلتک (آبی تیره) وارد دستگاه می شود.
- یک لامپ روشن (زرد) بر روی سند می تابد و یک سایه الکتریکی از آن را بر روی رسانای نوری (نارنجی) انتقال می یابد.
- رسانای نوری در سطح بیرونی یک غلطک (قرمز) نصب شده است و تصویری که از قیف تونر و قلم مو عبور می کند را حمل می کند.
- تونر حالا از قیف به قسمت های بارگیری شده ی غلطک می چسبد.
- یک ورق کاغذ سفید را در شکاف قسمت مخالف دستگاه وارد می کنید.
ورق از طریق غلتک ها (بنفش) حمل می شود،سپس تصویر جوهری را از غلطک می گیرد.
- قسمت فیوزر گرما می دهد، فشرده می کند و کاغذ را با تصویر پر می کند و نسخه کپی شده ظاهر می شود.
همانطور که می بینید با وجود ده ها عدد کوچک در تصویر اصلی،
این یک حساب بسیار ساده از آنچه که واقعا اتفاق می افتد ، و تمام قطعات درگیر است.
شما می توانید یک توضیح بسیار دقیق را با نگاهی به حق ثبت اختراع چستر کارلسون، که در منابع زیر ذکر شده است، بخوانید.
گرچه تکنیکی و فنی است، بسیار خواندنی است و به راحتی قابل درک است.
دستگاه فتوکپی دیجیتال
دستگاه های کپی که اینگونه کار می کنند، اساسا از تکنولوژی آنالوگ استفاده می کنند:
اسکن یک سند اصلی و کپی گرفتن از آن
آنها تنها از اپتیک و الکتریسیته ساکن استفاده می کنند.
از سال ۱۹۴۹، زمانی که اولین فتوکپی Haloid XeroX به فروش رفت،
تا اوایل دهه ۱۹۸۰، تمام دستگاه های کپی از این طریق کار می کردند.
تا اینکه همه چیز در سال ۱۹۸۱ تغییر کرد، زمانی که Ricoh یک دستگاه فتوکپی دیجیتال را اختراع کرد.
اولین کپی دیجیتال از طریق Ricoh، و سپس چندین سال بعد توسط Canon، به فروش رفت.
امروزه، دستگاه های آنالوگ تقریبا دیگر مورد استفاده قرار نمی گیرند
اکثرا دستگاه های کپی دیجیتالی کار می کنند:
یک سند را با استفاده از تراشه تصویر سنسور (CCD یا CMOS ) اسکن می کنند،
یک نسخه دیجیتال (معمولا یک فایل JPG یا TIFF) ایجاد می کنند،
سپس آنها را دقیقا همانند یک چاپگر جوهر افشان یا لیزری چاپ می کنند.
از آنجایی که تصاویر دیجیتال وضوح بسیار عالی دارند به همان صورت اسکن می شوند و می توانند با همان رزولوشن توسط چاپگر لیزری با کیفیت بالا (چندین برابر بهتر از یک دستگاه آنالوگ) ارائه شوند.
تصاویر در دستگاه کپی
هنگامی که یک سند در فرم دیجیتال است، به راحتی می توان مقدار آن را افزایش و یا کاهش داد.
دستگاه های کپی دیجیتال همچنین “تصاویر واضح تری” را با کنترل بهتر تراکم و تضاد تصویر نسبت به کپی های آنالوگ تولید می کنند.
شما می توانید به یک کپی دیجیتال به عنوان ترکیبی از یک اسکنر و چاپگر فکر کنید که توسط یک کامپیوتر داخلی برنامه ریزی می شود.
در حقیقت شما می توانید دستگاهی برای دفتر کار خود تهیه کنید که ترکیبی از دستگاه های پرینتر، اسکنر، کپی و فکس معمولی هستند و می توانند به طور جداگانه کار اسکن ، چاپ و فکس کردن را انجام دهند.
آنها یک تصویر دیجیتال (یا سندی که شما اسکن کرده اید،
فکسی که از یک خط تلفن و یا چیزی که از طریق یک کابل USB یا اتصال بی سیم – Wi-Fi مستقیم یا بلوتوث دریافت کرده اید) را ذخیره می کنند، و سپس آن را چاپ می کنند.
بعضی از ماشین های دیجیتال اجازه ویرایش محدود اسناد را قبل از چاپ می دهند.
بعضی از آنها به شما این امکان را می دهند که اسناد را ذخیره کنید (بدون نیاز به اسکن مجدد) و دوباره بعدا چاپ کنید.
شما می توانید آنها را بر روی هارد دیسک داخلی، فلش درایو یا کارت SD ذخیره کنید.
دستگاه های کپی دارای حافظه، این قابلیت را دارند که هر یک از صفحات اسناد چند صفحه ای را بدون نیاز به اسکن مجدد ، را به راحتی چندین بار چاپ کنند.
کپی دیجیتال
اگرچه کپی دیجیتال چند کاره، راحت و ارزان است، اما خطراتی در استفاده از آنها در دفاتر و یا دیگر مکان های عمومی وجود دارد.
اگر آنها دارای درایوهای سخت باشند، اسناد پردازش شده توسط آنها معمولا در خود دستگاه نگهداری می شود، که می تواند یک خطر امنیتی ایجاد کند:
حتی زمانی که اسناد حذف شوند، ممکن است بتوان بازیابی مجدد انجام داد.
برخی از دستگاه های کپی از روش رمزگذاری برای حفظ اطلاعات استفاده می کنند،
بعضی دیگر نیز تلاش می کنند تا اسناد را به طور کامل و امن از هارد دیسک پاک کنند.
نحوه ی کار دستگاه کپی دیجیتال
دستگاه کپی دیجیتال
در اینجا یکی از طرح های اصلی دستگاه کپی دیجیتال Ricoh است که از حق ثبت اختراع او در سال ۱۹۹۲ برگرفته شده است.
من آن را رنگ کرده ام تا کمی ساده تر شود و قسمت های آن را شماره گذاری کرده ام.
اگرچه ده ها قطعه کوچک و پیچیده در آن وجود دارد، من تنها نحوه ی کار آن را می گویم.
نحوه کار کپی :
۱- سند خود را بر روی شیشه گذاشته یا، اگر سند چند صفحه ای است، آن را در فیدر اسناد (آبی) در قسمت بالا قرار دهید .
۲ – اسکنر اپتیکال (زرد) به طور سیستماتیک برای اسکن کردن یک نور روشن را در سراسر سند می تاباند.
۳ – یک تصویر دیجیتال از سند توسط یک تراشه حسگر تصویر (قرمز) دریافت می شود و مدار آن را به سیم وصل می کند؛
در اینجا، سنسور دستگاهی با بار دوبرابر شده ( CCD) است.
۴ – تصویر اسکن شده برای حرکت لیزر و چرخاندن آینه (فیروزه ای) استفاده می شود.
۵ – لیزر یک نسخه الکتریکی بارگیری شده از تصویر اسکن شده روی سطح غلطک رسانای نوری (خاکستری، با شماره اصلی “۴۰”) را دوباره اسکن می کند، به همان شیوه ای که در چاپگر لیزری اتفاق می افتد.
۶ – غلطک ذره های تونر را از یک یا چند مخزن (خاکستری) جمع می کند تا یک نسخه جوهری از تصویر اسکن شده را به وجود آورد.
۷ – با هدایت غلطک های مختلف، ورق کاغذ از یک یا چند قیف در سمت راست تغذیه می شود و تصویر جوهری را از غلطک می گیرد.
۸ – تصویر با غلطک های گرم (سبز روشن) بر روی کاغذ می چسبد .
۹ – اگر یک کپی دو طرفه مورد نیاز باشد، قسمت معکوس (نارنجی) کاغذ چاپی را می چرخاند و آن را برای چاپ در طرف دیگر برگه در داخل ماشین آماده می کند.
۱۰ – کپی نهایی در قسمت تفکیک سازی (سبز) ظاهر می شود،
که برای جمع آوری اسناد چند صفحه ای استفاده شود.
امروزه شاهد توسعه شرکتهای زیادی هستیم که دستگاههای کپی دیجیتال را تولید و عرضه میکنند