Копировальный аппарат¶

Копировальный аппарат (копир, ксерокс) — устройство, предназначенное для получения копий документов, изображений и других плоских оригиналов на бумаге или ином носителе методом ксерографии (электрофотографии). Основными функциями копировального аппарата являются создание идентичных копий, изменение масштаба, регулировка яркости и контрастности, а также возможность двусторонней печати. Копировальные аппараты широко применяются в офисах, образовательных учреждениях, библиотеках и типографиях для оперативного тиражирования документов.

¶История

¶Предшественники и ранние технологии

До появления копировальных аппаратов для размножения документов использовались различные методы: ручное переписывание, гектографы (спиртовые копировальные аппараты), мимеографы (трафаретная печать) и фотокопирование. Первые устройства для копирования, основанные на фотографических процессах, появились в конце XIX века, но были громоздкими, дорогими и требовали специальных химических реагентов.

¶Изобретение ксерографии

Ключевой этап в истории копировальных аппаратов связан с изобретением ксерографии. В 1938 году американский физик Честер Карлсон (Chester Carlson) получил первую ксерографическую копию в своей лаборатории в Нью-Йорке. Процесс, названный им «электрофотографией», основывался на использовании статического электричества и светочувствительного полупроводникового материала. Карлсон долго не мог найти коммерческого применения своему изобретению, пока в 1947 году его технологией не заинтересовалась компания Haloid Company (впоследствии переименованная в Xerox Corporation).

¶Коммерциализация и развитие

В 1949 году компания Xerox выпустила первый коммерческий копировальный аппарат — Model A, который был громоздким и требовал ручных операций. Настоящий прорыв произошёл в 1959 году с выходом модели Xerox 914 — первого полностью автоматического копировального аппарата, способного копировать на обычную бумагу. Xerox 914 стал коммерчески успешным и положил начало массовому использованию копировальных аппаратов в офисах. В 1960-е годы Xerox доминировала на рынке, однако впоследствии появились конкуренты, такие как Canon, Ricoh, Sharp и другие, которые внедрили собственные технологии (например, Canon — лазерную печать). В 1970-х годах копировальные аппараты стали более компактными, надёжными и доступными по цене.

¶Современный этап

С 1990-х годов копировальные аппараты эволюционировали в многофункциональные устройства (МФУ), объединяющие функции копира, принтера, сканера и факса. Развитие цифровых технологий позволило отказаться от аналоговых оптических систем в пользу цифровых сканеров и лазерных печатающих механизмов. Современные копировальные аппараты поддерживают цветную печать, высокую скорость копирования (до 100 и более страниц в минуту), сетевые подключения и облачные сервисы.

¶Принцип действия

Копировальные аппараты работают на основе ксерографического процесса, который включает несколько последовательных этапов:

Зарядка — фотобарабан (цилиндр, покрытый светочувствительным полупроводниковым материалом, например, селеном или органическим фоторецептором) равномерно заряжается статическим электричеством от коронного разряда или заряжающего ролика.
Экспонирование — оригинал документа освещается, и отражённый свет через оптическую систему (линзы, зеркала) проецируется на фотобарабан. Участки барабана, попавшие под свет, теряют заряд, а тёмные участки (соответствующие тексту или изображению) сохраняют его, образуя скрытое электростатическое изображение.
Проявление — тонер (мелкодисперсный порошок, обычно на основе полимеров и пигментов) притягивается к заряженным участкам фотобарабана, формируя видимое изображение.
Перенос — бумага подаётся в зону контакта с фотобарабаном, где под действием электрического поля тонер переносится с барабана на бумагу.
Закрепление — бумага с тонером проходит через нагревательный элемент (фьюзер, терморолик), где под воздействием температуры и давления тонер расплавляется и вплавляется в структуру бумаги, образуя постоянное изображение.
Очистка — остатки тонера с фотобарабана удаляются механическим способом (ракелем) или электростатически, после чего барабан готов к следующему циклу.

В цифровых копировальных аппаратах этап экспонирования заменён сканированием оригинала с помощью ПЗС-линейки или КМОП-сенсора, после чего цифровое изображение обрабатывается и передаётся на лазерный или светодиодный печатающий механизм, который формирует скрытое изображение на фотобарабане.

¶Классификация

Копировальные аппараты классифицируются по нескольким признакам:

¶По типу печати

Аналоговые — используют оптическую систему для проецирования изображения оригинала на фотобарабан. Устаревшая технология, практически вытесненная цифровыми моделями.
Цифровые — сканируют оригинал, преобразуют его в цифровой код и печатают с помощью лазерного или светодиодного механизма. Обеспечивают более высокое качество, возможность редактирования и масштабирования.

¶По цветности

Монохромные (чёрно-белые) — копируют только в чёрном цвете, наиболее распространены в офисах.
Цветные — позволяют получать полноцветные копии, используя четыре тонера (CMYK — голубой, пурпурный, жёлтый, чёрный).

¶По производительности

Персональные — низкая скорость (до 10–15 страниц в минуту), компактные размеры, предназначены для индивидуального использования.
Офисные — средняя скорость (20–50 страниц в минуту), рассчитаны на работу в небольших и средних коллективах.
Промышленные — высокая скорость (свыше 50 страниц в минуту), большой ресурс, используются в типографиях и копировальных центрах.

¶По формату

Формат А4 — наиболее распространённый для офисных нужд.
Формат А3 — позволяет копировать документы большего размера (чертежи, плакаты).
Широкоформатные — для копирования инженерной документации, карт, рекламных материалов (форматы А2, А1, А0).

¶Основные характеристики

Скорость копирования — количество страниц формата А4, которое аппарат может скопировать за одну минуту (стр./мин).
Разрешение — качество копии, измеряемое в точках на дюйм (dpi). Стандартное значение для офисных аппаратов — 600×600 dpi, для профессиональных — до 1200×1200 dpi.
Масштабирование — возможность изменения размера копии относительно оригинала (обычно от 25% до 400%).
Ёмкость лотков — количество листов бумаги, которое может быть загружено в аппарат.
Ресурс картриджа — количество страниц, которое может быть напечатано одним картриджем с тонером.
Наличие дополнительных функций — двусторонняя печать (дуплекс), сортировка, сшивание, сканирование в электронный формат.

¶Применение

Копировальные аппараты используются в различных сферах:

Офисная работа — тиражирование документов, отчётов, договоров, презентаций.
Образование — копирование учебных материалов, раздаточных листов, экзаменационных билетов.
Библиотеки и архивы — создание копий книг, рукописей, исторических документов.
Типографии и копировальные центры — массовое тиражирование, изготовление брошюр, буклетов.
Инженерное дело и архитектура — копирование чертежей, схем, карт (широкоформатные аппараты).

¶Экологические аспекты и безопасность

Озон — в процессе работы копировальных аппаратов (особенно старых моделей с коронным разрядом) выделяется озон, который может быть вреден при высокой концентрации. Современные аппараты оснащены фильтрами и системами вентиляции.
Тонер — мелкодисперсный порошок, при вдыхании может вызывать раздражение дыхательных путей. Рекомендуется использовать аппараты в хорошо проветриваемых помещениях.
Утилизация — отработанные картриджи и фотобарабаны подлежат специальной переработке, так как содержат токсичные компоненты. Многие производители предлагают программы возврата и переработки расходных материалов.
Энергопотребление — современные копировальные аппараты имеют режимы энергосбережения (спящий режим, автоматическое отключение), что снижает потребление электроэнергии.

¶Интересные факты

Первый копировальный аппарат Xerox 914 весил около 300 кг и требовал специального подключения к электросети.
Название «ксерокс» стало нарицательным для копировальных аппаратов в русском языке, хотя является торговой маркой компании Xerox.
В 1980-х годах компания Canon выпустила первый цветной копировальный аппарат — Canon Color Laser Copier 1.
Некоторые современные копировальные аппараты способны печатать со скоростью более 100 страниц в минуту, что сопоставимо с работой промышленных типографских машин.

¶Критика и ограничения

Качество копий — при копировании цветных изображений возможны искажения цветопередачи, особенно на бюджетных моделях.
Стоимость — высокая цена оригинальных расходных материалов (картриджей, тонера) и запасных частей.
Износ — механические части (фотобарабан, ролики подачи бумаги) требуют периодической замены, что увеличивает эксплуатационные расходы.
Безопасность — в некоторых моделях копировальных аппаратов, особенно с функцией сканирования и хранения данных, существует риск утечки конфиденциальной информации (например, через жёсткий диск, на котором сохраняются копии документов).

¶Источники

История изобретения ксерографии: Xerox Corporation, официальный сайт.
Принцип работы ксерографического процесса: учебники по полиграфическим технологиям.
Классификация и характеристики копировальных аппаратов: техническая документация Canon, Ricoh, Sharp.
Экологические аспекты: исследования Всемирной организации здравоохранения (ВОЗ) по воздействию озона и тонера.
Современные тенденции: отраслевые обзоры рынка офисной техники.

BFOmetr — база данных и аналитика по компаниям России.

На главную BFOmetr →