復印機的光學(xué)掃描系統
對原稿進(jìn)行掃描曝光的光學(xué)系統稱(chēng)為掃描系統，它包括稿臺玻璃、曝光燈、反光鏡及掃描架、掃描架位置檢測傳感器和鏡頭單元等。
?。ㄒ唬陀C光學(xué)掃描系統類(lèi)型
目前靜電復印機采用的掃描方式主要有原稿臺移動(dòng)式狹縫曝光、稿臺移動(dòng)光導纖維式曝光和反光鏡移動(dòng)式狹縫曝光三種。所謂狹縫曝光就是在曝光時(shí)通過(guò)一條光帶照射原稿，并與感光鼓同步移動(dòng)進(jìn)行掃描曝光，在感光鼓上形成靜電潛像。
1.原稿臺移動(dòng)式狹縫曝光
稿臺移動(dòng)式掃描曝光系統是利用原稿臺玻璃的往復運動(dòng)來(lái)完成圖像掃描的。其中曝光燈、鏡頭和反光鏡都是固定不動(dòng)的，原稿臺與感光鼓的表面線(xiàn)速度保持同步移動(dòng)或成一定比例移動(dòng)。因此，這種掃描曝光方式具有光學(xué)系統結構簡(jiǎn)單、體積小、成像清晰、準確等優(yōu)點(diǎn)，但此種機器對稿臺負荷能力較差，復印速度一般也較低，不能復印大重量的原稿，且工作空間較大，變倍檔次少。
2.稿臺移動(dòng)光導纖維式曝光
光導纖維式光學(xué)系統是由兩排光導纖維互相交錯地疊在一起，采用光導纖維矩陣代替光學(xué)系統中的鏡頭和反光鏡，直接將原稿圖像的反射光線(xiàn)傳輸到感光鼓表面，以形成靜電潛像。這種類(lèi)型的復印機其特點(diǎn)是工作時(shí)稿臺移動(dòng)；光導纖維不動(dòng)，結構簡(jiǎn)單，體積小，但不能變倍且分辨率較低。通常所用的光導纖維的直徑為1.1mm左右，纖維長(cháng)度29.4mm。如舊型號的CanonNP—200復印機。
3.稿臺固定式曝光
稿臺固定式光學(xué)系統復印機是目前大部分靜電復印機采用的曝光方式，該曝光方式的過(guò)程是：在進(jìn)行復印時(shí)原稿臺和成像鏡頭均固定不動(dòng)，而*掃描反光鏡的移動(dòng)速度總是和感光鼓表面線(xiàn)速度相等或成一定比例，第二掃描反光鏡以*掃描反光鏡移動(dòng)速度的一半與*掃描反光鏡同向運動(dòng)，并且*反光鏡至第四或第五反光鏡無(wú)論是在成像鏡頭的左邊還是右邊，都必須始終處于成像鏡頭的焦點(diǎn)上，即保持共軛距離不變。稿臺固定式復印機其特點(diǎn)是稿臺負荷能力較大，可復印較厚書(shū)籍，工作空間小，復印速度快等，但對于光學(xué)掃描裝置的移動(dòng)準確度要求較高，要求掃描系統盡量輕，并且在運動(dòng)過(guò)程中須保持平穩，振動(dòng)要小。理光FT—4085型復印機即為稿臺固定式。
?。ǘ陀C掃描系統的構成
靜電復印機的掃描系統又分為光源部件和光路部件兩部分。光源部件主要由曝光燈、反射罩、光量調整板等組成。光路部件則主要包括稿臺玻璃、平面反光鏡和成像鏡頭。有的復印機為了光學(xué)部件不受色粉污染，在優(yōu)學(xué)和成像部件中間還設置有一防塵玻璃。
1.光源部件
在靜電復印機中，由于原稿是不發(fā)光的，因此必須使用一定的光學(xué)手段（光源或燈具）將原稿照亮，且滿(mǎn)足光導體表面所獲得的原稿反射光達到所需要的照度，這就需要用曝光燈來(lái)照射原稿，使感光鼓成像表面達到所需要的照度，以完成曝光任務(wù)，它一般安裝在反射罩中。對于曝光燈來(lái)說(shuō)，其亮度與光譜特性必須與感光鼓的感光度、感色性等性能相匹配，才能達到理想的復印效果。
光源的種類(lèi)很多，而且各項技術(shù)指標（如幾何尺寸、耗電量、發(fā)光效率、亮度、色溫等）也不相同。由于靜電復印機的光源，一般都是專(zhuān)用的復印燈具，而且燈具的各項技術(shù)指標必須和感光鼓的材料（光導體的感光度、感光性能等）相互匹配，這樣才有可能達到理想的復印效果。靜電復印機理想的光源應是耗電量少，發(fā)光效率高、溫度低、壽命長(cháng)等。以上這些技術(shù)指標就目前的技術(shù)水平而言是可以達到的，但從實(shí)際應用來(lái)看，亮度和色溫的匹配關(guān)系則是較為突出的內容。
?。?）光源的亮度
作為光源的“燈”，要求發(fā)光強度大（即亮度高），發(fā)光效率高，這是為了使充電后的感光鼓表面經(jīng)過(guò)反射光照能夠形成足夠大電位差的靜電潛像。
各種不同類(lèi)型的靜電復印機對光源（燈光）亮度的要求是根據光導體所需要的曝光量來(lái)確定的，而曝光量是由像面（光導體的感光膜層）、照度和曝光時(shí)間的乘積決定的，即：曝光量＝照度X曝光時(shí)間。靜電復印機的曝光時(shí)間是在設計和制造時(shí)就確定了的，是固定不變的，因此，照度足夠與否，直接影響著(zhù)光導體表面上形成靜電潛像的質(zhì)量。影響照度的因素除了與光源燈具的發(fā)光強度有關(guān)以外，還與光線(xiàn)傳輸過(guò)程中所經(jīng)過(guò)的反光鏡和透鏡對光線(xiàn)的損失有關(guān)。如果曝光燈和反光鏡基本上是新的，照度為100％，經(jīng)過(guò)四次反光鏡反射后，達到光導層表面的照度只剩38.4—38.8％，若反光鏡有污染，則達到光導層的照度將受到相當程度的損失，從而影響靜電潛像的質(zhì)量。因此，不僅要求光源的亮度要足夠，而且光線(xiàn)傳輸系統要清潔，保障光線(xiàn)傳輸“暢通無(wú)阻”。
?。?）光源的色溫
光源的色溫也就是曝光燈的色溫，即光源發(fā)光的波長(cháng)范圍。曝光燈的色溫應當與光導體材料的光譜感光靈敏度相適應，它同原稿對光源的光波反射率等因素也有一定關(guān)系。由于感光材料對光譜的敏感程度不一樣，如有的光導材料對某幾種波長(cháng)的光敏感，而對其它種波長(cháng)的光可能不很敏感或不敏感，因此，要盡可能地選擇某種光導材料能大部分感受其所需要的某種波長(cháng)的光，如ZnO感光材料對紅色光波不敏感，因此復印時(shí)對原稿上的紅色印章即能很好的表現出來(lái)，又如采用硒碲合金光導材料（硒鼓）對波長(cháng)為400— 550nm的偏藍綠光最為敏感，如要復印偏色的原稿，選用發(fā)綠光的曝光光源，則可以使光源的效率得到很大的提高。所以，正確運用光源的光譜特性，確定光源應具有的色溫，會(huì )收到良好的曝光效果，為復印出高質(zhì)量的復印晶打好基礎。
?。?）曝光燈的種類(lèi)
目前靜電復印機常用的曝光燈有：高色溫分極發(fā)光鹵素燈、縫隙式高功率熒光燈。
?、俑呱珳胤謽O發(fā)光鹵素燈
這種燈屬于熱光源，為目前大多數靜電復印機所采用， 光源成分近似日光燈，它是根據輻射和鹵鎢再生循環(huán)的工作原理制成的。電流通過(guò)燈絲 （鎢絲）時(shí)，靠電能加熱達到白熾狀態(tài)，發(fā)出很亮的光。這種燈的特點(diǎn)是比普通白熾燈發(fā)光效率高，壽命長(cháng)，幾何尺寸小，且發(fā)光強度可按設計要求制作不均勻，發(fā)光強度可調。其缺點(diǎn)是工作溫度較高。鹵鎢燈是由銅箔、鎢絲、支架和石英玻璃管等組成。
由光學(xué)的基礎知識知道，當光線(xiàn)通過(guò)透鏡在傳播過(guò)程中，光線(xiàn)所經(jīng)過(guò)的路徑長(cháng)短不同時(shí)，光的強度衰減也有所不同，由于光線(xiàn)的光路不同，所以照射到鼓面的光線(xiàn)強度也不同，由此可知鼓面上兩端的光線(xiàn)應為最弱，而中間部位的光線(xiàn)最強，然而鼓面的感光性能中間與兩端是一樣的，是均勻的，因此，將產(chǎn)生曝光不均勻的現象。選擇適當的曝光燈即可基本解決上述的因光路不同而造成的曝光不均的不足。
此外，由于溫度較高，因此一般都安裝有冷卻風(fēng)扇和稿臺溫控裝置。該燈在使用時(shí)應注意：①燈與原稿之間的距離要適度，使原稿既能獲得*的照度，又不致于被烤壞；②使光源中心處于反射罩橢圓形弧面的焦點(diǎn)位置上；③使燈管和原稿平行，以保證對原稿的照度均勻；④將燈管的抽氣位置安置在側面。
?、诳p隙式高功率熒光燈
這種燈屬于冷光源 ，是一種較為先進(jìn)和理想的復印機光源。在整個(gè)燈管長(cháng)度上，有一條出光縫。管內壁涂有一層反射材料（熒光粉），這樣相當于裝了一個(gè)凹面反光鏡，使該燈的發(fā)光強度得到很大提高。為了進(jìn)一步增大該燈的定向光強，還在管壁與反射材料之間涂敷有一層反射層（二氟化鈦），同時(shí)為了防止因紫外線(xiàn)的照射使管壁發(fā)黑，影響發(fā)光強度，在出光縫部分還涂敷有一層二氧化錫。燈管內兩端各有一用鎢絲繞制的燈絲，用以發(fā)射電子，管內抽成真空后再充入一定量的氬氣和少量的水銀。工作時(shí)，管內產(chǎn)生弧光放電并產(chǎn)生波長(cháng)極短的紫外線(xiàn)，熒光粉吸收紫外線(xiàn)后發(fā)出呈近似日光的可見(jiàn)光。然后再經(jīng)過(guò)管壁反射材料的多次反射，從出光縫獲得強而集中的光來(lái)照射原稿。
熒光燈作為靜電復印機的曝光燈光源，具有發(fā)光效率高、發(fā)光均勻、輻射溫度低、不需冷卻裝置、耗電量小等特點(diǎn)。其缺點(diǎn)是發(fā)光強度較鹵鎢燈低。它的發(fā)光強度調節是通過(guò)調節光縫大小來(lái)實(shí)現的，即在光路上加一可產(chǎn)生光縫的裝置，使光縫的中間部分通過(guò)光線(xiàn)較少，而兩邊通過(guò)的光線(xiàn)較多。它是通過(guò)改變很多金屬疊加角度的大小來(lái)改變光縫的大?。?lèi)似于照相機中的光圈調節）。
?。?）反射罩
復印機通常將曝光燈置于一個(gè)聚光罩（反光腔或反光室）內，反射罩多見(jiàn)于采用鹵素曝光燈作光源的光學(xué)系統中。這是因為在靜電復印機的光學(xué)系統中，由于光程長(cháng)、反光鏡面多，對光能的損失極為嚴重。為解決此類(lèi)問(wèn)題和改進(jìn)鹵素燈的光強分布，提高其光能利用率，通常還需要在曝光燈的后面加裝一聚光反射罩來(lái)提高曝光燈的光亮強度，理想的反射罩弧面其切面是橢圓形曲線(xiàn)，光源的中心應位于橢圓的一個(gè)焦點(diǎn)處，而另一個(gè)焦點(diǎn)應位于原稿之上（下）一定距離。根據橢圓的特性，此時(shí)自光源發(fā)出的光經(jīng)過(guò)反射罩而匯聚在原稿上，形成一條狹光帶，其寬度應大于光縫的*寬度。反射罩一般為鋁合金制成，其拋物面反射壁光潔度要好，通常還在其表面再鍍上透明的防酸鋁作保護層。在使用時(shí)，應將曝光燈的燈絲置于橢圓柱面的焦線(xiàn)上，以使曝光燈發(fā)出的光都能聚集反射到原稿上，提高原稿的照度。有的反射罩上還有配光調整板，其作用是遮住曝光燈的散射光，使其不得照射在感光鼓上。
?。?）光量調整板
光量調整板是用來(lái)根據感光鼓的感光靈敏度對照射到原稿的曝光光量大小進(jìn)行調整的，其位置一般可以移動(dòng)并用螺釘固定。它是通過(guò)調節光源與原稿之間的光縫（相當于照相機的光圈）大小的方法來(lái)實(shí)現光量調整的。當光縫增大時(shí)，通光面積變大，曝光量就大；當光縫減小時(shí)，通光面積變小，曝光量就小。
2.光路部件
?。?）稿臺玻璃
靜電復印機為了放置原稿，且能使光線(xiàn)照射到原稿并能反射，在原稿臺上裝有原稿玻璃。光線(xiàn)是由光源（曝光燈）出發(fā)透過(guò)原稿玻璃而后照射到原稿上，然后再經(jīng)過(guò)原稿將光線(xiàn)反射后再透過(guò)原稿玻璃把光線(xiàn)反射回來(lái)，經(jīng)過(guò)光學(xué)系統（反光鏡和鏡頭）而投射到已充好電荷的感光鼓上。因此，原稿玻璃應采用折射率小，透光率高的材料制成，且要求原稿玻璃應表面平整光滑，厚度均勻，無(wú)氣泡等缺陷，以減少光的損耗和影響成像質(zhì)量。
?。?）反光鏡
為了縮小復印機的幾何尺寸和減輕機器重量，通常采用反光鏡以改變光軸的方向來(lái)縮小復印機的體積。
反光鏡分為兩種，一種是平面反光鏡，另一種是反射棱鏡。平面反光鏡具有結構簡(jiǎn)單、成本低等優(yōu)點(diǎn)，但在長(cháng)期的使用中，其鍍膜會(huì )損傷或變質(zhì)脫落，而反射棱鏡本身不需要鍍膜層，堅固耐用，壽命長(cháng)，且反射率很高，但制造工藝和加工精度要求較高。
平面反光鏡是利用光的反光特性而制成的光學(xué)元件。在靜電復印機中，一般都采用外反射式平面反光鏡，它是在平板玻璃表面，用真空蒸鍍法鍍上一層銀、鋁或鉻等反光物質(zhì)制成的，平板玻璃在這里對反射膜只起到支撐體的作用。平面反光鏡在光學(xué)系統中的主要作用是用曲折光路來(lái)改變光束的前進(jìn)方向和傳輸光像。由于平面反光鏡所生成的像和物上下不顛倒，但左右卻調換了，所以當要求復印的像和物完全相同時(shí)，就需要采用偶數塊平面反光鏡。因此在間接式靜電復印機的光學(xué)系統中，平面反光鏡的數量是偶數。平面反光鏡表面的平整度和光潔度對在感光鼓上形成的圖像質(zhì)量影響很大。
為了進(jìn)一步提高平面反光鏡的反射能力，通常還在反光面涂層上交替蒸鍍低折射率物質(zhì)和高折射率物質(zhì)，形成增反膜以提高入射光的反射率，并增鍍二氧化硅等材料以形成鏡面保護膜。在使用中，平面反光鏡的反射面應朝向光路。如果裝反了，成像將會(huì )發(fā)生變形或重影。
?。?）成像鏡頭
鏡頭是光學(xué)靜電成像系統的重要部分。它是將由原稿反射回來(lái)的光線(xiàn)按一定比例會(huì )聚，然后再經(jīng)反光鏡投射到感光鼓上，以獲得適當的靜電潛像。
成像鏡頭的成像亮度是中間亮，邊緣弱，光軸外的照度從中心到邊緣逐漸衰減。鏡頭的前焦距和后焦距相等，且固定不變。物距和像距可以根據縮放倍率的需要而改變。當物距和像距相等時(shí)，可獲得對原稿1：1的像，并且當物距等于2倍像距時(shí)，成像最清晰；當物距小于像距時(shí)，可獲得原稿放大的像；當物距大于像距時(shí)，可獲得原稿縮小的像。在靜電復印機中，之所以采用兩個(gè)或更多鏡片按一定要求組合而成的鏡組結構，是為了提高成像質(zhì)量和控制透鏡在成像中各參數的變化。鏡組結構一般比較復雜，各鏡片間距離精度要求很高，它們對成像的質(zhì)量影響較大。
焦距、相對孔徑和視場(chǎng)角是鏡頭的主要參數。常用的鏡頭焦距系列為：105、150、180、210、 250、280、300、350、400、450、500、600、700、900幾種。焦距的單位為毫米（mm）。焦距越長(cháng)，鏡頭的物距和象距也相應的越長(cháng)（即原稿到鏡頭和鏡頭到感光鼓的光線(xiàn)傳播距離也越長(cháng)）。相對孔徑即鏡頭孔徑與焦距之比，通常用“F”數來(lái)標度。F數系列為3.5、4、4.5、5.6、 6.3、8和11等。F數的數值越大，則相對孔徑越?。ㄍ障鄼C鏡頭的光圈選擇相類(lèi)似）。視場(chǎng)角也就是鏡頭能夠獲得清晰物像的視角范圍。通常視場(chǎng)角在45°～70°之間為常角，80°以上為廣角，45°以下為長(cháng)焦距物鏡。
3.其它部件
在靜電復印機的光學(xué)系統中，除了以上主要的光學(xué)部件外，一般都還安裝有濾色鏡和冷卻風(fēng)扇等。
1.濾色鏡
靜電復印機使用的感光鼓因其光譜響應特性的差異，對顏色的感色性是各不相同的。雖然在靜電復印機中盡量使用了與感光鼓的光譜特性相匹配的曝光光源，但總不能達到全色的光譜響應，始終存在對某種特定的顏色感色性差的問(wèn)題。這樣，就有必要進(jìn)行補色以達到全色的光譜響應。濾色鏡就是對感光鼓感色性差進(jìn)行補色的器件。它一般采用顏色玻璃濾色和多層干涉膜濾色等方法。其具體應用如下：
?。?）光源預先濾色，即在曝光光源前面加裝濾色鏡預先進(jìn)行濾色。
?。?）鏡頭濾色膜濾色，即在鏡頭的某一面上加多層干涉膜或濾色鏡進(jìn)行濾色。
?。?）在反光鏡的反射面上鍍一層感光鼓所需補色的特定顏色的涂層，使反光鏡能反射這種特定的光譜，即具有特定的光譜特性，以達到濾色的目的。
2.冷卻風(fēng)扇
靜電復印機采用的鹵素燈，雖然亮度強，光效高，但這種燈管釋放出的熱量很大，易產(chǎn)生高溫使原稿臺玻璃炸裂或使機內溫度升高，影響感光鼓的物理特性。因此須加裝風(fēng)扇進(jìn)行散熱冷卻。冷卻風(fēng)扇在靜電復印機的每個(gè)復印周期轉動(dòng)，將機外的冷風(fēng)送至光學(xué)腔內，然后從頂蓋或側蓋將光學(xué)腔內的熱空氣排出。（*易修網(wǎng)復印機維修）
?。ㄈ陀C掃描系統的控制
1.掃描系統的驅動(dòng)控制方式
在靜電復印機中，掃描裝置的驅動(dòng)（換向和速度）控制主要是通過(guò)直流驅動(dòng)電路控制電磁離合器或直流電機來(lái)實(shí)現的。
?。?）電磁離合器控制方式
使用電磁離合器實(shí)現驅動(dòng)控制的靜電復印機，在掃描裝置（曝光燈或原稿臺）需要掃描移動(dòng)時(shí)，控制電路根據不同的復印倍率（在固定倍率情況下）輸出相應的信號去控制電磁離合器的相應齒輪，將牽引曝光燈（或原稿臺）的鋼絲繩驅動(dòng)轉盤(pán)與主電機帶動(dòng)的主驅動(dòng)鏈連接，從而實(shí)現掃描裝置的變速和換向控制。
當掃描裝置正向掃描移動(dòng)時(shí)，光學(xué)系統的驅動(dòng)軸靠向主傳動(dòng)鏈正向轉動(dòng)的齒輪。掃描裝置返回時(shí)，驅動(dòng)軸則靠向反向轉動(dòng)的齒輪。在變倍復印時(shí)，掃描裝置移動(dòng)的速度會(huì )因復印倍率的不同而發(fā)生變化。當縮小復印時(shí)，掃描裝置移動(dòng)的速度要加快，因此掃描裝置的驅動(dòng)軸靠向齒數較多的驅動(dòng)齒輪；反之，當放大復印時(shí)，掃描裝置移動(dòng)的速度要放慢，驅動(dòng)軸靠向齒數較少的驅動(dòng)齒輪。
?。?）直流電機控制方式
使用直流電機來(lái)控制掃描器（或原稿臺）的變速和換向的靜電復印機，由專(zhuān)門(mén)的控制電路通過(guò)改變加在直流電機上的工作電壓的極性來(lái)改變轉動(dòng)的方向，并且通過(guò)改變直流電機轉速變化所要求的基準信號頻率來(lái)控制直流電機的轉速?？刂齐娐吠ǔＪ峭ㄟ^(guò)電機啟動(dòng)、轉動(dòng)速度、正轉和反轉四種控制信號來(lái)控制直流電機以一定的轉速正轉或反轉，從而帶動(dòng)掃描裝置正向移動(dòng)或反向移動(dòng)的。
2.掃描系統的定位控制
靜電復印機一般采用光電、微動(dòng)或干簧開(kāi)關(guān)等傳感器來(lái)檢測掃描裝置（曝光燈或原稿臺）的行程，并通過(guò)控制電路驅動(dòng)電磁離合器或直流電機來(lái)實(shí)現定位控制的。通常，掃描裝置的行程上至少有三個(gè)傳感開(kāi)關(guān)：*個(gè)位于掃描裝置的起點(diǎn)位置，用作原位檢測；第二個(gè)位于行程中間部位，用作對位檢測；第三個(gè)在掃描裝置行程的終點(diǎn)位置，用作回位檢測。當掃描裝置到達相應的位置時(shí)就會(huì )觸發(fā)這些行程開(kāi)關(guān)，使它們產(chǎn)生相應的位置檢測信號?？刂齐娐穭t根據這些檢測信號來(lái)控制掃描裝置正向掃描移動(dòng)和回位移動(dòng)。
當曝光掃描時(shí)，靜電復印機首先檢測掃描裝置原位檢測信號，如果掃描裝置不在起始位置，控制電路則控制返回離合器或掃描電機動(dòng)作，使掃描裝置返回到起始位置。如果掃描裝置已在起始位置則控制掃描裝置進(jìn)行正向掃描。隨后，當靜電復印機檢測到對位檢測信號時(shí)，則控制對位輥將復印紙送出，實(shí)現復印過(guò)程的對位控制。*當檢測到掃描裝置回位檢測信號后，靜電復印機控制掃描裝置反向掃描返回原位。
