+7 (495)643 13 25
+7 (916)587 59 82
пн-пт: 09:00 - 18:00

ѕринципы работы лазерных принтеров

ѕринцип печати и устройство картриджа лазерного принтера.

»зображение, получаемое с помощью современных лазерных принтеров (а также матричных и струйных), состоит из точек (dots). „ем меньше эти точки и чем чаще они расположены, тем выше качество изображени€. ћаксимальное количество точек, которые принтер может раздельно напечатать на отрезке в 1 дюйм (25,4 мм), называетс€ разрешением и характеризуетс€ в точках на дюйм (dpi — dot per inch). ѕринтер считаетс€ неплохим, если его разрешение составл€ет 300 dpi (иногда примен€ют обозначение 300 х 300 dpi, что означает 300 dpi по горизонтали и 300 dpi по вертикали).

Ћазерные принтеры менее требовательны к бумаге, чем, например, струйные, а стоимость печати одной страницы текстового документа у них в несколько раз ниже. ѕри этом недорогие модели лазерных и светодиодных монохромных принтеров уже способны конкурировать по цене с высококачественными цветными струйными принтерами.

Ѕольшинство представленных на рынке лазерных принтеров предназначены дл€ черно-белой печати; цветные лазерные принтеры весьма дороги и рассчитаны на корпоративных пользователей.

Ћазерные принтеры печатают на бумаге любой плотности (от 60 г/м3) со скоростью от 3 до ... (эта цифра посто€нно растет) листов в минуту (ppm — page per minutes), при этом разрешение может быть 1200 dpi и более.  ачество текста, напечатанного на лазерном принтере с разрешением 300 dpi, примерно соответствует типографскому. ќднако если страница содержит рисунки, содержащие градации серого цвета, то дл€ получени€ качественного графического изображени€ потребуетс€ разрешение не ниже 600 dpi. ѕри разрешающей способности принтера 1200 dpi отпечаток получаетс€ почти фотографического качества. ≈сли необходимо печатать большое количество документов (например, более 40 листов в день), лазерный принтер представл€етс€ единственным разумным выбором, поскольку дл€ современных персональных лазерных принтеров стандартными параметрами €вл€ютс€ разрешение 600 dpi и скорость печати 8...12 страниц в минуту.

ѕринцип работы лазерного принтера.

¬первые лазерный принтер был представлен фирмой Hewlett Packard. ¬ нем был использован электрографический принцип создани€ изображений — такой же, как в копировальных аппаратах. –азличие состо€ло в способе экспонировани€: в копировальных аппаратах оно происходит с помощью лампы, а в лазерных принтерах свет лампы заменил луч лазера (рис. 1).

—ердцем лазерного принтера €вл€етс€ фотопровод€щий цилиндр (Organic Photo Conductor), который часто называют печатающим фотобарабаном или просто барабаном. — его помощью производитс€ перенос изображени€ на бумагу. ‘отобарабан представл€ет собой металлический цилиндр, покрытый тонкой пленкой фоточувствительного полупроводника. ѕоверхность такого цилиндра можно снабдить положительным или отрицательным зар€дом, который сохран€етс€ до тех пор, пока барабан не освещен. ≈сли какую-либо часть барабана экспонировать, покрытие приобретает проводимость и зар€д стекает с освещенного участка, образу€ незар€женную зону. Ёто ключевой момент в понимании принципа работы лазерного принтера.

ƒругой важнейшей частью принтера €вл€етс€ лазер и оптико-механическа€ система зеркал и линз, перемещающа€ луч лазера по поверхности барабана. ћалогабаритный лазер генерирует очень тонкий световой луч. ќтража€сь от вращающихс€ зеркал (обычно четырехгранной или шестигранной формы), этот луч засвечивает поверхность фотобарабана, снима€ ее зар€д в точке экспонировани€.

лазерный картридж

ƒл€ получени€ точечного изображени€ лазер включаетс€ и выключаетс€ при помощи управл€ющего микроконтроллера. ¬ращающеес€ зеркало разворачивает луч в виде строки скрытого изображени€ на поверхности фотобарабана.

ѕосле формировани€ строки специальный шаговый двигатель поворачивает барабан дл€ формировани€ следующей. Ёто смещение соответствует разрешающей способности принтера по вертикали и обычно составл€ет 1/600 или 1/1200 дюйма. ѕроцесс образовани€ скрытого изображени€ на барабане напоминает формирование растра на экране телевизионного монитора.

»спользуютс€ два основных способа предварительного (первичного) зар€да поверхности фотоцилиндра:

- при помощи тонкой проволоки или сетки, называемой “коронирующим проводом”. ¬ысокое напр€жение, подаваемое на провод, приводит к возникновению свет€щейс€ ионизированной области вокруг него, котора€ называетс€ короной, и придает барабану необходимый статический зар€д; - при помощи предварительно зар€женного резинового вала (PCR).

»так, на барабане сформировано невидимое изображение в виде статически разр€женных точек. „то же дальше?

”стройство картриджа

ѕеред тем как рассказать о процессе передачи и закреплени€ изображени€ на бумаге, рассмотрим устройство картриджа дл€ принтера Laser Jet 1100 фирмы Hewlett Packard. ¬ этом типичном картридже можно выделить два основных отделени€: отделение дл€ отработанного тонера и тонерный отсек.

лазерный картридж

ќсновные конструктивные элементы отделени€ дл€ отработанного тонера (рис. 2):

1 — ‘отобарабан (Organic Photo Conductor (OPC) Drum). ѕредставл€ет собой алюминиевый цилиндр, покрытый органическим светочувствительным и фотопровод€щим материалом (обычно оксидом цинка), который способен сохран€ть образ, наносимый лазерным лучом.

2 — ¬ал первичного зар€да (Primary Charge Roller (PCR)). ќбеспечивает равномерный отрицательный зар€д барабана. ¬ыполнен из токопровод€щей резиновой или поролоновой основы, нанесенной на металлический вал.

3 — “¬айпер”, ракель, чист€щее лезвие (Wiper Blade, Cleaning Blade). ќчищает барабан от остатков тонера, который не был перенесен на бумагу.  онструктивно выполнен в виде металлического каркаса (stamping) с полиуретановой пластиной (blade) на конце.

4 — Ћезвие очистки (Recovery Blade). ѕерекрывает область между барабаном и бункером дл€ отработанного тонера. Recovery Blade пропускает тонер, оставшийс€ на барабане, внутрь бункера и не дает ему высыпатьс€ в обратном направлении (из бункера на бумагу).

ќсновные конструктивные элементы тонерного отсека (см. рис. 3):

1 — ћагнитный вал (Magnetic Developer Roller, Mag Roller, Developer Roller). ѕредставл€ет собой металлическую трубку, внутри которой находитс€ неподвижный магнитный сердечник.   магнитному валу прит€гиваетс€ тонер, который, перед подачей на барабан, приобретает отрицательный зар€д под действием посто€нного или переменного напр€жени€.

2 — “ƒоктор” (Doctor Blade, Metering Blade). ќбеспечивает равномерное распределение тонкого сло€ тонера на магнитном вале.  онструктивно выполнен в виде металлического каркаса (stamping) с гибкой пластиной (blade) на конце.

3 — ”плотнительное лезвие магнитного вала (Mag Roller Sealing Blade). “онка€ пластина, аналогична€ по функци€м Recovery Blade. ѕерекрывает область между магнитным валом и отсеком подачи тонера. Mag Roller Sealing Blade пропускает тонер, оставшийс€ на магнитном вале, внутрь отсека, предотвраща€ утечку тонера в обратном направлении.

4 — Ѕункер дл€ тонера (Toner Reservoir). ¬нутри него находитс€ “рабочий” тонер, который будет перенесен на бумагу в процессе печати.  роме того, в бункер встроен активатор тонера (Toner Agitator Bar) -проволочна€ рамка, предназначенна€ дл€ перемешивани€ тонера.

5 — ѕломба, чека (Seal). ¬ новом (или регенерированном) картридже тонерный бункер запечатан специальной пломбой, котора€ предотвращает просыпание тонера при транспортировке картриджа. ѕеред началом эксплуатации эта пломба удал€етс€.

ѕринцип лазерной печати

Ќа рис. 4 изображен картридж в разрезе.  огда включаетс€ принтер, все компоненты картриджа приход€т в движение: происходит подготовка картриджа к печати. Ётот процесс аналогичен процессу печати, но лазерный луч не включаетс€. «атем движение компонентов картриджа останавливаютс€ — принтер переходит в состо€ние готовности к печати (Ready).

лазерный картридж

ѕосле отправки документа на печать, в картридже лазерного принтера происход€т следующие процессы:

«ар€дка барабана (рис. 5). ¬ал первичного зар€да (PCR) равномерно передает на поверхность вращающегос€ барабана отрицательный зар€д.

Ёкспонирование (рис. 6). ќтрицательно зар€женна€ поверхность барабана экспонируетс€ лазерным лучом только в тех местах, на которые будет нанесен тонер. ѕод действием света, фоточувствительна€ поверхность барабана частично тер€ет отрицательный зар€д. “аким образом, лазер экспонирует на барабан скрытое изображение в виде точек с ослабленным отрицательным зар€дом.

лазерный картридж

Ќанесение тонера (рис. 7). Ќа этом этапе скрытое изображение на барабане при помощи тонера превращаетс€ в видимое изображение, которое будет перенесено на бумагу. “онер, наход€щийс€ около магнитного вала, прит€гиваетс€ к его поверхности под действием пол€ посто€нного магнита, из которого изготовлена сердцевина вала. ѕри вращении магнитного вала тонер проходит сквозь узкую щель, образованную “доктором” и валом. ¬ результате он приобретает отрицательный зар€д и прилипает к тем участкам барабана, которые были экспонированы. “ƒоктор” обеспечивает равномерность нанесени€ тонера на магнитный вал.

ѕеренос тонера на бумагу (рис. 8). ѕродолжа€ вращатьс€, барабан с про€вленным изображением соприкасаетс€ с бумагой. — обратной стороны бумага прижимаетс€ к валу Transfer Roller, несущему положительный зар€д. ¬ результате отрицательно зар€женные частицы тонера прит€гиваютс€ к бумаге, на которой получаетс€ изображение, “насыпанное” тонером.

«акрепление изображени€ (рис. 9]. Ћист бумаги с незакрепленным изображением перемещаетс€ к механизму закреплени€, представл€ющим собой два соприкасающихс€ вала, между которыми прот€гиваетс€ бумага. Ќижний вал (Lower Pressure Roller) прижимает ее к верхнему валу (Upper Fuser Roller). ¬ерхний вал нагрет, и при соприкосновении с ним частицы тонера расплавл€ютс€ и закрепл€ютс€ на бумаге.

ќчистка барабана (рис. 10). Ќекоторое количество тонера не переноситс€ на бумагу и остаетс€ на барабане, поэтому его необходимо очистить. Ёту функцию выполн€ет “вайпер”. ¬есь тонер, оставшийс€ на барабане, счищаетс€ вайпером в бункер дл€ отработанного тонера. ѕри этом Recovery Blade закрывает область между барабаном и бункером, не позвол€€ тонеру просыпатьс€ на бумагу.

“—тирание” изображени€. Ќа этом этапе с поверхности барабана “стираетс€” скрытое изображение, нанесенное лазерным лучом. ѕри помощи вала первичного зар€да поверхность фотобарабана равномерно “покрываетс€” отрицательным зар€дом, который восстанавливаетс€ в тех местах, где он был частично сн€т под действием света.

ѕонимание принципа лазерной печати будет полезно не только в процессе печати документов, а и при устранении и предупреждении неисправностей, которые могут возникнуть при работе.