Принцип лазерного друку
Коли включається принтер, всі вузли принтери і компоненти картриджа приходять в рух: відбувається підготовка картриджа до друку, але лазерний промінь при цьому не падає на барабан і зображення не формується. Цей процес необхідний для того, щоб перевірити працездатність всіх валів, правильність установки картриджа і розігріти пічку (фьюзер) до необхідної температури.
Потім рух компонентів картриджа зупиняються - принтер переходить в стан готовності до друку (Ready).
Після відправки документа на друк, в картриджі лазерного принтера відбуваються такі процеси:
На вал первинного заряду Charge Roller (PCR), подається напруга зсуву змінного і постійного струму. Напруга зсуву змінного струму через ролик первинного заряду надходить на поверхню фоторецепторного барабана, тим самим стираються залишковий заряд, і, наноситься рівномірний негативний потенціал.
Напруга зсуву змінного струму подається, щоб зменшити тяжіння тонера магнітним сердечником вала проявлення і в той же час зменшити перенос часток тонера на ділянки фоторецепторного барабана, не піддані засветке променем. Регулюванням напруги зсуву AC досягається необхідна щільність і контрастність зображення (регулюється оптична щільність зображення).
Графічний процесор у різних виробників відрізняється, полярність первинного заряду, а, отже, і подальших, може бути протилежною.
На всій циліндричної поверхні барабана за допомогою деталі, званої коротроном заряду, створюється негативний електростатичний заряд. Після цього плата управління розшифровує сигнал, що надходить з комп'ютера. Пов'язаний з нею блок лазера через систему дзеркал і лінз фокусує промінь в проріз між двома половинками картриджа і опромінює фотоциліндра.
На тих ділянках, куди потрапляє світло, відповідний світлим місцям відбитка, електричний опір фотопровідника зменшується, внаслідок чого заряд в цих місцях нейтралізується. Таким чином, на поверхні фотобарабана створюється приховане електростатичне зображення, дзеркальна копія того, що ви споглядаєте на екрані монітора.
Негативно заряджена поверхня барабана експонується лазерним променем. Цей промінь формується блоком лазера принтера, що знаходяться над картриджем і фокусує промінь в проріз між двома половинками картриджа. При цьому барабан проходить чверть обороту.
Луч сфокусований на барабані і активізується тільки в тих місцях, на які в подальшому повинен бути нанесений тонер. Засвечівая барабан лазером, його фоточувствительная поверхню частково втрачає негативний заряд на засвіченим ділянках. Таким чином, лазер завдає на барабан прообраз зображення (приховане зображення) у вигляді ослабленого негативного заряду.
При обертанні магнітного вала тонер (спеціальний невеликий чорний чи іншого кольору порошок для формування зображення) проходить крізь вузьку щілину, утворену спеціальним лезом ( "доктором", Doctor Blade) і валом. "Доктора" також називають дозуючим лезом. "Доктор" також забезпечує рівномірність шару тонера на магнітному валу.
Це відбувається протягом ще приблизно однієї чверті обороту барабана.
Потім тонер, що знаходиться близько магнітного вала картриджа притягається до його поверхні під дією поля постійного магніту, з якого виготовлена серцевина валу і від нього, по законам електростатики, притягається до електростатичного «знімку» на фотобарабані, внаслідок чого зображення знаходить видимість.
До магнітного циліндра прикладається змінна напруга прямокутної форми з постійної складової.
Негативна частина змінної напруги забезпечує перенесення тонера на фоторецептор, а позитивна частина - навпаки притягує тонер назад до магнітного циліндра, видаляючи надлишки тонера з фоторецептора. Виходячи з цього принципу стає зрозумілим, що, змінюючи постійну складову напруги на магнітному циліндрі, можна регулювати щільність тонера (контрастність зображення). Чим більший "мінус" має постійна складова, тим більше відштовхує напруга і менше притягує, і, отже, зображення буде більш темним. Амплітуда змінної напруги становить приблизно 500-600 В і має частоту кілька кГц.
Завдяки точно розрахованому потенціалу зміщення запобігає притягання тонера до ділянок барабана, що не містить зображення, але, тим не менш, зберіг після експонування деякий залишковий негативний потенціал.
Перенесення тонера на папір.
Далі з вхідного лотка втягується аркуш паперу і подається до поверхні фотобарабана. До цього часу на барабані вже сформоване зображення. Перенесення здійснюється електростатичним полем, яке повідомляє поверхні паперу позитивний потенціал. В результаті негативно заряджений тонер переноситься на позитивно заряджену папір. Для створення позитивного електростатичного поля застосовується ще один коротрон. Він знаходиться безпосередньо під фотобарабаном. між ними і простягається папір. Коротрон також являє собою металевий стрижень з шаром електропровідного гуми. На коротрон подається постійна позитивна напруга в кілька сотень вольт - 100 - 400 В (правда може бути невелика змінна складова - наприклад пілообразная). На цьому етапі позитивно заряджений аркуш паперу притягається до негативно зарядженого фотобарабані і може статися намотування листа. Хоча в основному відділення листа відбувається за рахунок власної жорсткості паперу і малого діаметра барабана, в принтері передбачено пристрій зняття статичного заряду паперу і її відділення. Це пристрій у вигляді металевої гребінки, з'єднаної з "корпусом" знаходиться за коротроном перенесення зображення.
Продовжуючи обертатися, барабан з виявленим зображенням стикається з папером. Зі зворотного боку папір притискається до валу Transfer Roller, який несе позитивний заряд. В результаті негативно заряджені частинки тонера притягуються до паперу, на якій виходить зображення, «насипали» тонером.
До цього моменту барабан вже пройшов півоберта від блоку лазера, який знаходиться над картриджем до паперу, що подається між барабаном і валом перенесення під картриджем.
Далі лист паперу з незакріпленим зображенням переміщається до механізму закріплення - печі (фьюзер, fuser), яка знаходиться в задній частині принтера. Цей механізм являє собою два дотичних валу, між якими проходить папір.
Нижній притискноївал (Lower Pressure Roller) притискає папір до верхнього нагрівального валу (Upper Fuser Roller).
Верхній вал нагрітий до такої температури, що при зіткненні з ним полімерні частинки тонера розплавляються і вплавляются в папір. Температура плавлення тонера - від 100 до 180 градусів Цельсія і контролюється термодатчиком.
Лист із закріпленим зображенням видається у вихідний лоток. Перед подачею листа в приймальний лоток, з нього знімається статичний залишковий заряд за допомогою металевої м'якої щітки, електрично з'єднаної з "корпусом" пристрою. Зображення готове.
На етапі перенесення зображення деякі частинки тонера залишаються на поверхні фотобарабана, а не переносяться на папір. І чим гірше якість порошку, тим більше цих залишилися частинок тонера. Ці частинки тонера погіршують наступне зображення і їх необхідно видалити.
Ефективність процесу перенесення тонера становить 70-80%. Близько 20-30% невикористаного (залишкового) тонера залишається після перенесення на поверхні фотобарабана, тому його необхідно очистити.
По завершенні циклу друку барабан проходить ще чверть обороту, і його необхідно очистити від залишків тонера. Цю функцію виконує чищення лезо (Wiper Blade, іноді називається Cleaning Blade або ракельним ніж, ракель), яке счищает залишився на барабані тонер і направляє його в бункер відпрацювання картриджа. При цьому відновлює лезо, розташоване між барабаном і бункером відпрацювання, не дозволяє тонеру прокидатися на папір.
На цьому етапі з поверхні барабана «стирається» приховане зображення, нанесене лазерним променем. Заряджаючий вал рівномірно покриває поверхню барабана негативним зарядом, відновлюючи заряд в тих місцях, де він був знижений під впливом лазера.
У принтерах або копіювальних апаратах тефлоновий вал відіграє визначальну роль в якості друкованих зображень.
Основне завдання тефлонового вала - безперервне запікання тонера на папері або іншому носії. Завдання здається простий, однак її якісне виконання вимагає від вала точного балансу часу, температури і тиску. При правильному поєднанні цих факторів зображення буде перенесено на носій без дефектів. Однак невелике відхилення в одній з трьох змінних може привести до змазування, появи смуг, подвійних відбитків, викликати замін паперу і нестійкість зображення. У багатьох випадках причиною дефектів є несправний тефлоновий вал.
Існують три основні причини, за якими тефлонові вали виходять з ладу.
- Надлишкове нагрівання: в цьому випадку надмірне нагрівання вала в процесі закріплення зображення призводить до розмазування тонера за копіями. Це може привести до забруднення вала і системи очищення і вивести його і / або суміжні з ним деталі з ладу.
- Недостатній нагрів: в цьому випадку недостатня нагрівання вала під час закріплення зображення призводить до того, що тонер НЕ запікається на папері. Це також може привести до забруднення вала і системи очищення і вивести з ладу його і суміжні деталі.
- Пошкодження при обертанні: контакт з внутрішніми компонентами (сепараторами, папером, термістором і т.п.) може привести до зносу і пошкодження поверхні вала і появи на відбитках смуг масла і тонера.
Якісний тефлоновий вал має бути точно регуляцією температури, чудовими характеристиками отлипания тонера, рівною закругленою поверхнею, стійким покриттям, достатньою товщиною стінок і т.д. Тому, споживачів слід позбавити від часто зустрічається помилки, що "чим більше покриття, тим краще" або що в два рази більше товсте покриття забезпечить подвоєний термін служби тефлонового вала. У багатьох випадках температурний діапазон, відповідний для запікання тонера, таке вузьке, що оптимальна товщина покриття може варіюватися в межах не більше одного-двох мікрон. Якщо покриття буде дуже товстим, вал не зможе провести достатню кількість тепла. У зворотному випадку він занадто швидко перегріється.
Перш ніж почати друкувати сторінку, її зображення повинно бути сформовано в ОЗУ принтера. Найпростіший варіант - це передача з ПК повного растрового образа сторінки. Саме так працюють так звані GDI-, або Windows-принтери. У них всю роботу по перетворенню текстових і графічних елементів сторінки в растрове зображення виконує центральний процесор ПК, зберігається це зображення в оперативній пам'яті комп'ютера, а керує процедурою формування растра GDI-драйвер конкретного принтера, якому «відомі» особливості його друкувального механізму. Такий підхід застосовується в найбільш дешевих персональних моделях принтерів, оскільки він дозволяє кардинально знизити обчислювальну навантаження на процесор принтера (завдяки цьому можна використовувати більш прості, повільні і відповідно дешеві процесори) і вимоги до обсягу його внутрішньої пам'яті. Найбільші недоліки таких принтерів - неможливість роботи без Windows (хоча зараз виробники GDI-принтерів нерідко постачають їх також драйверами для Linux і Mac OS, друкувати на них, наприклад, зі старих DOS-програм, як правило, неможливо) і «гальмування» на недостатньо потужних ПК. Правда, вдосконалення драйверів, збільшення пропускної спроможності інтерфейсів і потужності комп'ютерів призвело до того, що останній недолік вже можна не брати до уваги.
Дорожчі моделі забезпечуються повноцінним растровим процесором (Raster Image Processor, RIP). Опис сторінки передається у вигляді програми на спеціальній мові (Page Description Language, PDL), команди якого інтерпретуються вбудованим процесором, а растрове зображення формується у внутрішньому ОЗП принтера.
Фактичним галузевим стандартом став розроблений компанією Hewlett-Packard мова опису сторінок PCL (Printer Control Language). Зараз в монохромних моделях використовується шоста версія цієї мови, PCL 6, а в кольорових - PCL 5c, орієнтована на роботу з кольором. Практично будь-який сучасний лазерний принтер (крім GDI-моделей) «розуміє» PCL 6, хоча іноді команди цієї мови перетворюються в «природний» для принтера фірмовий мову (такий, наприклад, як RPCS компанії Ricoh або KPDL компанії Kyocera). Тому нерідко при роботі з драйвером, які реалізують «природний» мову принтера, його продуктивність, а іноді і якість друку виявляються вищими, ніж при роботі з PCL-драйвером.
Букви, цифри та інші символи також є поєднання точок, ліній і кривих, і теоретично їх можна представляти у вигляді описів цих поєднань. Але набагато ефективніше використовувати готові опису всіх символів для кожної гарнітури (набору символів шрифту визначеного накреслення) і тримати їх в постійній або оперативної пам'яті принтера. Тоді для передачі кожного символу можна використовувати лише один байт - його ASCII-код.
Де купити: Москва, Санкт-Петербург, Новосибірськ, Нижній Новгород, Екатерінбкрг