Описание лазерный принтер – Лазерный принтер

Содержание

принцип работы лазерного принтера

Множество людей пользовались лазерными принтерами, у некоторых они стоят дома, но все ли знают, как работает лазерный принтер? Ответ на этот вопрос читатель найдет в этой статье.

Лазерный принтер – это периферийное устройство, которое быстро и качественно напечатает текст и графические объекты на обычной офисной и специальной бумаге. Основные преимущества этих принтеров, такие как низкая себестоимость печати, большая скорость работы, высокий ресурс и разрешение, стойкость к влаге и выцветанию сделали их самыми часто используемыми не только в среде офисных работников, но и среди обычных пользователей.

Создание и развитие лазерных принтеров

Первое изображение с использованием сухих чернил и статичного электричества получил Честер Карлсон в далеком 1938 году. И лишь спустя 8 лет он смог найти производителя изобретенных им устройств. Это была компания, которую ныне все знаю под названием Xerox. И в тот же 1946 год на рынок попадает первое копировальное устройство. Это была огромная и сложная машина, требующая проведения целого ряда ручных операций. Лишь в средине 1950-х был создан первый полностью автоматизированный механизм, который являлся прообразом современного лазерного принтера.

С конца 1969 года Xerox начинает работу над разработкой лазерных принтеров, добавив лазерный луч к существующим на то время образцам. Но стоял он треть миллиона долларов по тем меркам и имел огромные размеры, что не позволяло пользоваться таким устройством даже на небольших предприятиях, не то что в быту.

первый персональный лазерный принтер от компании HP

Результатом сотрудничества нынешних гигантов в индустрии печати Canon и HP стал выпуск в свет серии принтеров LaserJet, которые способны напечатать до 8 страниц текста в минуту. Такие устройства стали более доступными после того, как появился первый сменяемый картридж для лазерного принтера.

Принцип работы

Основой формирования изображения является краситель, содержащийся в тонере. Под действием статического электричества он прилипает и буквально впечатывается в бумагу. Но каким образом это происходит?

Любой лазерный принтер состоит из трех основных функциональных блоков: печатная плата, блок переноса изображения (картридж) и печатный блок. Бумагу на печать подает узел подачи бумаги. Они разрабатываются по двум конструкциям – подача бумаги из нижнего лотка и подача из верхнего лотка.

Его строение достаточно простое:

ролик – нужен для захвата бумаги;
блок для захвата и подачи одного листа;
ролик, передающий статический заряд бумаге.
Картридж для лазерного принтера состоит из двух частей – это тонер и барабан или фотоцилиндр.

Тонер

Тонер состоит из микроскопических частичек полимеров, которые покрыты красителем, с включением магненита и регулятора заряда. Каждая фирма выпускает порошок с уникальными характеристиками для собственных принтеров и многофункциональных устройств. Все порошки отличаются магнитностью, плотностью, дисперстностью, размером зерен и другими физическими показателями. Поэтому не стоит заправлять картриджи случайным тонером. Преимущества тонера перед чернилами заключаются в четкости отпечатанной картинки и влагостойкости, которая обеспечивается впечатыванием порошка в бумагу. Из недостатков стоит назвать малую глубину цветов, насыщенность при цветной печати и отрицательное воздействие на организм человека при взаимодействии с тонером, например, во время зарядки картриджа.

Строение и этапы печати изображений

Фотобарабан выполнен в виде продольного алюминиевого вала, с нанесенным на него тонким слоем материала, чувствительного к световым лучам с определенными параметрами. Цилиндр покрыт защитным слоем. Помимо алюминия, барабаны изготовляются с неорганических фоточувствительных веществ. Основное свойство фотобарабана – изменение проводимости (заряда) под воздействием лазерного луча. Это значит, что если цилиндру придать заряд – он будет хранить его на протяжении значительного отрезка времени. Но если засветить какую-либо область вала светом – они тут же теряют свой заряд и становятся нейтрально заряженными за счет увеличения проводимости (то есть уменьшением электрического сопротивления) в этих зонах. Заряд стекает с поверхности через внутренний проводящий слой.

При поступлении документа на печать, печатная плата обрабатывает его и посылает соответствующие световые импульсы на блок переноса изображения, где цифровая картинка превращается в изображение на бумаге. Фотобарабан вращается при помощи вала и получает первичный отрицательный или положительный заряд от находящегося рядом роллера. Его величина определяется настройками печати, которые сообщает печатная плата.

После зарядки цилиндра лазерный луч, имеющий горизонтальную развертку, сканирует его с огромной частотой. Засвеченные места фотоцилиндра, как сказано выше, становятся незаряженными. Эти незаряженные зоны формируют требуемую картинку на барабане в зеркальном отображении. Далее, чтобы изображение оказалось на бумаге, незаряженные зоны необходимо заполнить тонером. Блок лазерного сканирования состоит из зеркала, полупроводникового лазера, нескольких формирующих и одной фокусирующей линзы.

Барабан контактирует с роллером, изготовленным, в основном, из магния и подает тонер на фотоцилиндр из емкости картриджа. Роллер, в котором расположен постоянный магнит, выполнен в виде пустотелого цилиндра с токопроводящим слоем. Под воздействием магнитного поля тонер из бункера притягивается к роллеру под действием силы намагниченного сердечника.

Под действием электростатического напряжения тонер из роллера будет переноситься на сформированное лазерным лучом изображение на поверхности фотобарабана, крутящегося вплотную с роллером. Тонеру некуда деться, ведь его отрицательно заряженные частицы притягиваются к положительно заряженным областям фотоцилиндра, на котором сформировано нужное изображение. Отрицательный заряд барабана отталкивает ненужное количество тонера назад, заполняя им отсканированные лазером участки.

Отметим один нюанс. Существует два типа формирования изображений. Самый распространенный – это применение тонера с положительным зарядом. Такой порошок остается на нейтрально заряженных областях фотоцилиндра. То есть, лазером засвечиваются области, где будет наше будущее изображение. Барабан при этом заряжен отрицательно. Второй механизм менее распространенный, в нем используется тонер с отрицательным зарядом. Лазерный луч «разряжает» области положительно заряженного фотоцилиндра, на которых изображения быть не должно. Это стоит помнить при выборе лазерного принтера, ведь в первом случае будет более точная передача деталей, а во втором – более равномерная и плотная заливка. Первые принтеры отлично подойдут для печати текстовых документов, потому они и получили широкое распространение.

Перед тем, как соприкоснуться с цилиндром бумага получает статический электрический заряд с помощью ролика переноса заряда. Под воздействием, которого тонер притягивается к бумаге в момент ее плотного контакта с барабаном. Сразу после этого заряд из бумаги удаляется нейтрализатором статичного заряда. Этим устраняется притягивания листа к фотоцилиндру. Во время прохода бумаги сквозь блок лазерного сканирования на листе становится заметным сформированное изображение, которое легко разрушается от малейшего прикосновения. Для его долговечности необходимо провести фиксацию с помощью расплавления добавок, входящих в тонер. Этот процесс происходит в блоке фиксации изображения – это третий ключевой блок лазерного принтера. Еще его называют «печкой». Если вкратце, то плавятся входящие в состав тонера вещества. После их вдавливания и застывания эти полимеры словно покрывают собой чернила, защищая их от внешних воздействий. Теперь читатель поймет, почему отпечатанные листы, выходящие из принтера, такие теплые.

По конструкции так называемая «печка» состоит из двух валов, в одном из которых находится нагревательный элемент. Второй, зачастую нижний, необходим для вдавливания расплавленного полимера в бумагу. Нагревательные элементы выполняются в виде термисторов, изготовленных в виде термопленок. При подаче напряжения на них, эти элементы разогреваются до высоких температур (порядка 200 °C) за доли секунды. Прижимный валик прижимает лист к нагревателю, в процессе чего осуществляется вдавливание жидких микроскопических частиц тонера в текстуру бумаги. На выходе из блока фиксации стоят разделители, дабы бумага не прилипала к термопленке.

kakrig.com

Лазерный принтер — ПИЭ.Wiki

Материал из ПИЭ.Wiki

Это незавершённая статья. Вы можете помочь проекту, исправив и дополнив её.

Лазерный принтер (laser printer) — один из видов компьютерных принтеров, позволяющий быстро изготавливать высококачественные отпечатки текста и графики на обыкновенной бумаге. Подобно фотокопировальным аппаратам лазерные принтеры используют в работе процесс ксерографической печати, однако отличие состоит в том, что формирование изображения происходит путём непосредственного сканирования лазерным лучом фоточувствительных элементов принтера.

Устройство лазерного принтера.

Любое современное печатающее устройство состоит из трех основных узлов: печатающего механизма (слово «механизм» в применении к лазерному принтеру, вообще говоря, не совсем уместно, на самом деле это очень точное и сложное электронно-оптико-механическое устройство, во многих элементах которого, особенно тонере, реализуются последние достижения химических технологий), контроллера, содержащего растровый процессор, который преобразует поступающие от компьютера данные в графические образы печатаемых страниц (в некоторых случаях эта задача может быть возложена и на центральный процессор ПК), и интерфейсного блока, обеспечивающего двунаправленный обмен данными с компьютером.

Печатающий механизм

Центр печатающего механизма лазерного принтера: -фотобарабан, называемый иногда также фотовалом,

-металлическая трубка, покрытая пленкой из органического фоточувствительного полупроводника (ОРС, Organic Photo-Conductor).

Сопротивление фоточувствительного слоя в темноте очень велико, но при освещении оно значительно уменьшается. Именно он с помощью тонера превращает в видимое и переносит на бумагу сформированное на нем лучом лазера невидимое изображение, представляющее собой «карту» электрических зарядов.

Рассмотрим устройство блока развертки. Модулированный луч лазерного диода ИК-диапазона мощностью от единиц (в принтерах начального уровня) до десятков (в высокопроизводительных принтерах) милливатт, пройдя коллиматор, через цилиндрическую линзу, изменяющую эллиптическое сечение луча на круговое, попадает на вращающееся с высокой скоростью зеркало (в виде многогранной призмы, обычно 10-гранной), каждая грань которого отклоняет луч на всю ширину барабана. Это невидимое изображение необходимо теперь сделать видимым, и здесь в дело вступает блок проявления (developer).

Блок проявления состоит из бункера с тонером, магнитного вала и так называемого дозирующего скребка (doctor blade). Магнитный вал, находящийся на небольшом расстоянии от фотобарабана или, в зависимости от конкретного исполнения, в непосредственном контакте с ним, захватывает тонер, который содержит магнитные частицы (обычно железо), и придает ему положительный заряд. Дозирующий скребок снимает с магнитного вала лишний тонер. Регулируя расстояние между скребком и валом, можно менять количество подаваемого тонера, а, следовательно, насыщенность получаемого изображения. Закрепление выполняется сдавливанием листа с тонером между двумя валиками блока термического закрепления (fuser), в просторечии «печки». Верхний валик нагревается до высокой (100-300С, в зависимости от материала тонера) температуры и расплавляет частицы тонера, а благодаря обеспечиваемому нижним (прижимным) валиком давлению расплавленный тонер проникает в структуру бумаги, образуя стойкое изображение. Оставшиеся на фотобарабане частицы тонера счищаются полиуретановым чистящим скребком (wiper blade) и отправляются в емкость для неиспользованного тонера (waste bin). Чтобы счищенные частицы тонера не попали на бумагу, используется еще один скребок из майлара, направляющий их в емкость. Очистка барабана необходима, чтобы на странице не возникало «призрачных» (ghost) изображений, создаваемых оставшимися от предыдущего прохода частицами тонера.

Порошок тонера под микроскопом.

Контроллер

В контроллер лазерного принтера входят центральный процессор, оперативная память, в которую помещаются растровые образы печатаемых страниц, постоянная (чаще всего перезаписываемая) память, в которой хранится встроенное ПО контроллера, а также встроенные шрифты. Для сетевых моделей, начиная с уровня принтеров для средних и больших рабочих групп, практически обязательно наличие встроенного интерпретатора языка описания страниц PostScript компании Adobe. Этот аппаратно-независимый язык обладает максимальной гибкостью и позволяет описывать наиболее сложные, насыщенные графикой страницы. Текущая, третья, версия языка содержит все средства для описания самых сложных цветных изображений.

Интерфейс

До недавнего повсеместного проникновения интерфейса USB практически любой выпускавшийся в мире принтер, за исключением редких моделей с интерфейсами RS-323C или SCSI, оснащался параллельным интерфейсом Centronics с 36-контактным разъемом, который подключался кабелем к 25-контактному D-образному разъему LPT-порта ПК. Первоначально скорость передачи интерфейса составляла 150 кбайт/с, и он был однонаправленным, т. е. данные могли передаваться только от компьютера к принтеру. Поэтому информацию о состоянии принтера компьютер получить не мог. В дальнейшем спецификация интерфейса была расширена режимами EPP (Enchanced Parallel Port) и ЕСР (Extended Capability Port), применяя которые можно было обеспечить двунаправленную передачу данных и поднять скорость передачи до 2 Мбайт/с. Стандарт, описывающий такой параллельный интерфейс, был принят IEEE в 1994 г. и получил название IEEE 1284. В современных принтерах IEEE 1284 встречается все реже и реже, причем, как правило, только как дополнительный к основному интерфейсу USB. Версия 1.1 последнего обеспечивает двунаправленную последовательную передачу данных с (теоретическими) скоростями до 12 Мбит/с (1,2 Мбайт/с), а версия 2.0 до 480 Мбит/с (48 Мбайт/с). Большинство последних моделей принтеров оснащаются интерфейсом USB 2.0, хотя его максимальная скорость передачи чаще всего избыточна для этих целей. После USB самый распространенный сейчас интерфейс принтеров это Ethernet 10/100 Мбит/с. В последнее время сетевым интерфейсом нередко стали оснащаться не только высокопроизводительные принтеры для средних и больших рабочих групп, но и модели для небольших рабочих групп и даже некоторые модели уровня SOHO. Часто принтер стандартно оснащается только интерфейсом USB, но в нем предусматривается гнездо для установки приобретаемой дополнительно сетевой интерфейсной платы, причем это может быть не только проводной Ethernet-адаптер, но и плата Wi-Fi, Bluetooth или комбинированная. Для некоторых моделей принтеров факультативно предлагается ИК-приемник, позволяющий выводить данные на печать через ИК-порт ноутбука или КПК. Современный сетевой интерфейс принтера -это не просто Ethernet-контроллер. Это фактически принт-сервер, реализующий различные стеки протоколов, в том числе TCP/IP, IPX/SPX, AppleTalk, NetBEUI и др. Нередко в состав встроенного ПО сетевого адаптера входит полнофункциональный HTTP-сервер с Web-узлом, обеспечивающим управление принтером и контроль его состояния с помощью обычного браузера. Встроенный FTP-сервер позволяет передавать задания на принтер по протоколу FTP, а также модернизировать встроенное ПО путем передачи по FTP новых образов встроенного ПО. Могут быть реализованы также протоколы telnet, time, SMTP, РОРЗ (в этом случае принтер способен принимать задания на печать и передавать сообщения об изменении своего состояния по электронной почте), а также SSL-защита передаваемых данных. Некоторые компании-изготовители принтеров и ряд независимых компаний выпускают внешние принт-серверы, имеющие, с одной стороны, обычный проводной и/или беспроводной сетевой интерфейс (это может быть также интерфейс Bluetooth), а с другой один или несколько (в этом случае к одному принт-серверу можно подключить несколько принтеров) интерфейсов USB или IEEE 1284.

Общая конструкция тонер-картриджа лазерного принтера

Тонер-картридж или просто картридж — это один из основных узлов лазерного принтера, отвечающий за перенос сформированного изображения на бумагу.

Картридж — это сложное электро-механическое устройство, состоящее из десятков деталей. Условно картридж можно разделить на:

Тонер

Корпус

Фоточуствительный барабан (фотобарабан, OPC — Organic Photo Conductor)

Чистящее лезвие

Вал первичного заряда

Магнитный вал

Дозирующее лезвие

Фетровые уплотнители

И еще ряд других деталей.

Основные конструктивные элементы отделения для отработанного тонера (рис. 2):

Тонер — это порошок, обладающий особыми свойствами, который переносится с помощью электрографического принципа на заранее заряженный специальным образом фотобарабан и формирует на нём видимое изображение, которое затем переносится на бумагу. Он может быть чёрного, красного, синего или жёлтого цветов. Различают разные виды тонера: химический, механический и др. По своей сути тонер под микроскопом представляет собой гранулы воска либо аналогичного полимера, покрытого окисью металла (металлов) и пигментов.

Корпус тонер-картриджа изготавливают высокопрочной пластмассы.

Фотобарабан (OPC — Organic Photo Conductor) представляет собой алюминиевый цилиндр, на который нанесен фоточувствительный слой. Фотослой имеет разное строение и чувствительность, в зависимости от модели принтера и картриджа. Кроме этого фотобарабаны отличаются размерами и шестернями, которые обеспечивают его вращение. Фотобарабаны производятся под конкретный вид картриджа и в большинстве случаев не возможно применение одних и тех же фотобарабанов в разных картриджах. Напомним в кратце принцип работы картриджа : Лазер (в OKI — светодиодная линейка), сфокусированный на барабане, засвечивает области, на которые, в последствии, магнитный вал нанесет тонер. После того как изображение сформировано на фотобарабане, оно переносится на бумагу. Фотослой, которым покрыт фотобарабан, не устойчив к механическим повреждениям и загрязнению. Использование некачественной и/или загрязненной бумаги может привести к серьезным повреждениям фотобарабана. По этому картридж нужно хранить в упаковке. Через 2-4 заправки, а иногда и раньше на фотобарабане стирается фотослой, и картридж начинает выдавать не качественные отпечатки. Замена фотобарабана или «Восстановление» — это следующий после заправки этап в жизненном цикле картриджа. Так как фотобарабан является основой для формирования изображения, то от его состояния сильно зависит качество печати. Невозможно достичь высокого качества печати при поврежденном фотобарабане.

Вал первичного заряда (PCR — Primary Charge Roller) представляет собой металлическую ось, заключенную в резиновую оболочку. PCR имеют разное строение резинового слоя. Основная задача этой детали — зарядка фотобарабана однородным отрицательным зарядом. В некоторых картриджах PCR служит и для очистки фотобарабан от остатков тонера и бумажной пыли. PCR также снимает остаточный заряд, который остался на фотобарабане от предыдущей зарядки. PCR имеет длительный срок службы и выходит из строя достаточно редко. Но повреждение этой детали может ухудшить качество печати. Вал первичного заряда подвержен сильному загрязнению бумажной пылью, поэтому требует регулярной и тщательной чистки.

Магнитный вал (Mag Roller) это вал, который переносит тонер из бункера на фотобарабан. Магнитные валы имеют разное строение. В картриджах производства HP и Canon магнитный вал представляет собой сложную конструкцию в виде металлического валика, поверхность которого покрыта специальным слоем. В картриджах производства Samsung магнитный вал (иногда его называю девелопер вал) изготовлен из высококачественной резины. Магнитный вал играет значительную роль в формировании изображения. Поврежденный магнитный вал приводит к существенному ухудшению качества печати. Магнитный вал подвержен износу, особенно в картриджах производства HP и Canon. Качество используемого тонера влияет на срок службы этой детали. Основными дефектами этой детали являются царапины и грязь на его оболочке.

Чистящее лезвие или ракель (Wiper Blade) — это специальная пластина, которая используется для очистки фотобарабана от остаточного тонера, который не был нанесен на бумагу в процессе переноса изображения. Ракель изготовливается из прочного и эластичного полиуретана. Ракель должен плотно прилегать к фотобарабану и в тоже время не должен повреждать его. Качество поверхности лезвия ракеля, острота кромок и точные размеры, очень важны для нормальной работы картриджа. От состояния ракеля зависит срок службы фотобарабана, так как ракель имеет непосредственный контакт с фотобарабаном во время печати. Поврежденный ракель приводит к неудовлетворительному качеству печати. Основные дефекты ракеля — это погнутости, царапины и зазубринна его поверхности. Ракель как правило меняют вместе с фотобарабаном. В безотходных картриджах (Lexmark, Samsung, Xerox и др.) ракеля, как такового, нет. Незначительное количество тонера, которое не было перенесено на бумагу с фотобарабана во время печати, собирает валик первичного заряда, остаточный тонер с которого, в свою очередь, убирает специальная щетка-пылесборник.

Дозирующее лезвие (Doctor Blade) регулирует количество тонера, которое наносится на магнитный вал. Дозирующие лезвия имеют разнообразную конструкцию и производятся из разных материалов — полиуретановые (Canon, HP и др.), металлические (Xerox, Samsung, Brother и др.). Чтобы обеспечить равномерное распределение тонера на магнитном вале, лезвие дозирования должно иметь поверхность высокого качества (без вогнутостей и зазубрин). Поврежденное лезвие дозирования будет наносить тонер не равномерно по поверхности магнитного вала, что приведет к неравномерному переносу тонера на фотобарабан и в конечном счете к значительному ухудшению качества печати. В картриджах производства HP и Canon дозирующие лезвия мало подвержены износу и выходят из строя по причине использования не качественного тонера. Дозирующие лезвия в картриджах почти всех моделей принтеров Samsung и бюджетных принтеров Xerox подвержены значительному износу и требуют регулярной замены. Кроме механического износа дозирующие лезвия подвержены загрязнению, поэтому требует регулярной и тщательной чистки или замене.

Фетровые уплотнители (Felt Shet) магнитного вала, ракеля и других узлов картриджа служат для уплотнения щелей, которые существуют на стыке различных деталей. Основная задача фетровых уплотнителей — герметизация бункеров с тонером и картриджа в целом. В тонер-картридже очень много мест нуждаются в уплотнении, поэтому фетровые уплотнители бывают разных видов и различаются по размеру и форме. Фетровые уплотнители магнитного вала являются посадочным местом магнитного вала и установлены между бункером с тонером и магнитным валом. Они плотно прилегают к концам магнитного вала и не дают тонеру просачиваться наружу. Фетровые уплотнители ракеля не дают просочиться тонеру с рабочей поверхности ракеля наружу, а так же исключают высыпание тонера из бункера с отработанным тонером. Изношенные фетровые уплотнители приводят к просыпанию тонера в принтере, что приводит к загрязнению принтера а иногда и к поломке принтера. Кроме этого, пропуская тонер на детали картриджа, фетровые уплотнители способны уменьшить срок службы некоторых деталей картриджа.

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

1 Магнитный вал (Magnetic Developer Roller, Mag Roller, Developer Roller). Представляет собой металлическую трубку, внутри которой находится неподвижный магнитный сердечник. К магнитному валу притягивается тонер, который, перед подачей на барабан, приобретает отрицательный заряд под действием постоянного или переменного напряжения.

2 “Доктор” (Doctor Blade, Metering Blade). Обеспечивает равномерное распределение тонкого слоя тонера на магнитном вале. Конструктивно выполнен в виде металлического каркаса (stamping) с гибкой пластиной (blade) на конце.

3 Уплотнительное лезвие магнитного вала (Mag Roller Sealing Blade). Тонкая пластина, аналогичная по функциям Recovery Blade. Перекрывает область между магнитным валом и отсеком подачи тонера. Mag Roller Sealing Blade пропускает тонер, оставшийся на магнитном вале, внутрь отсека, предотвращая утечку тонера в обратном направлении.

4 Бункер для тонера (Toner Reservoir). Внутри него находится “рабочий” тонер, который будет перенесен на бумагу в процессе печати. Кроме того, в бункер встроен активатор тонера (Toner Agitator Bar) -проволочная рамка, предназначенная для перемешивания тонера.

5 Пломба, чека (Seal). В новом (или регенерированном) картридже тонерный бункер запечатан специальной пломбой, которая предотвращает просыпание тонера при транспортировке картриджа. Перед началом эксплуатации эта пломба удаляется.

Принцип лазерной печати

На рис. 4 изображен картридж в разрезе. Когда включается принтер, все компоненты картриджа приходят в движение: происходит подготовка картриджа к печати. Этот процесс аналогичен процессу печати, но лазерный луч не включается. Затем движение компонентов картриджа останавливаются — принтер переходит в состояние готовности к печати (Ready).

После отправки документа на печать, в картридже лазерного принтера происходят следующие процессы:

Зарядка барабана (рис. 5). Вал первичного заряда (PCR) равномерно передает на поверхность вращающегося барабана отрицательный заряд.

Экспонирование (рис. 6). Отрицательно заряженная поверхность барабана экспонируется лазерным лучом только в тех местах, на которые будет нанесен тонер. Под действием света, фоточувствительная поверхность барабана частично теряет отрицательный заряд. Таким образом, лазер экспонирует на барабан скрытое изображение в виде точек с ослабленным отрицательным зарядом.

Нанесение тонера (рис. 7). На этом этапе скрытое изображение на барабане при помощи тонера превращается в видимое изображение, которое будет перенесено на бумагу. Тонер, находящийся около магнитного вала, притягивается к его поверхности под действием поля постоянного магнита, из которого изготовлена сердцевина вала. При вращении магнитного вала тонер проходит сквозь узкую щель, образованную “доктором” и валом. В результате он приобретает отрицательный заряд и прилипает к тем участкам барабана, которые были экспонированы. “Доктор” обеспечивает равномерность нанесения тонера на магнитный вал.

Перенос тонера на бумагу (рис. 8). Продолжая вращаться, барабан с проявленным изображением соприкасается с бумагой. С обратной стороны бумага прижимается к валу Transfer Roller, несущему положительный заряд. В результате отрицательно заряженные частицы тонера притягиваются к бумаге, на которой получается изображение, “насыпанное” тонером.

Закрепление изображения (рис. 9]. Лист бумаги с незакрепленным изображением перемещается к механизму закрепления, представляющим собой два соприкасающихся вала, между которыми протягивается бумага. Нижний вал (Lower Pressure Roller) прижимает ее к верхнему валу (Upper Fuser Roller). Верхний вал нагрет, и при соприкосновении с ним частицы тонера расплавляются и закрепляются на бумаге.

Очистка барабана (рис. 10). Некоторое количество тонера не переносится на бумагу и остается на барабане, поэтому его необходимо очистить. Эту функцию выполняет “вайпер”. Весь тонер, оставшийся на барабане, счищается вайпером в бункер для отработанного тонера. При этом Recovery Blade закрывает область между барабаном и бункером, не позволяя тонеру просыпаться на бумагу.

“Стирание” изображения . На этом этапе с поверхности барабана “стирается” скрытое изображение, нанесенное лазерным лучом. При помощи вала первичного заряда поверхность фотобарабана равномерно “покрывается” отрицательным зарядом, который восстанавливается в тех местах, где он был частично снят под действием света.

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

Износ фотобарабана

Быстрота износа фотобарабана зависит от :

1. Качество бумаги — чем выше качество бумаги, тем дольше служит фотобарабан.

2. Плотность бумаги — чем плотнее бумага, тем больше воздействие на фотобарабан и тем меньше он служит.

3. Покрытие бумаги — как правило, глянцевая бумага не подходит для печати с совместимым фотобарабаном. Тонер просто плохо «держится» на этой бумаге и налипает на фотобарабан, от чего тот загрязняется. Проблему можно решить постоянной чисткой фотобарабана.

4. Интенсивность печати — чем интенсивнее используется картридж, тем быстрее изнашивается фотобарабан.

5. Использование стикеров — стикеры создают излишнюю нагрузку на фотобарабан, надо использовать специальные стикеры для лазерной печати.

6. Использование фирменных бланков — многие фирмы используют фирменные бланки (отпечатанные на цветном принтере или в типографии) — так же, как и стикер, создают дополнительную нагрузку на фотобарабан, тем более что дополнительная нагрузка приходится постоянно на одни и те же области фотобарабана.

7. Использование «обороток» (листов чистых с одной стороны) — лист проходит по фотобарабану своей использованной стороной, от чего барабан быстрее изнашивается

Режимы использования — надо следить за состоянием принтера, вовремя проводить чистку и профилактику, не нагружать больше заявленной производельности

Краткая история развития лазерных принтеров

Первым шагом к созданию первых лазерных принтеров послужило появление новой технологии, разработанной фирмой Canon. Специалистами этой фирмы, специализирующейся на разработке копировальной техники, был создан механизм печати LBP-CX. Фирма Hewlett-Packard в сотрудничестве с Canon приступила к разработке контроллеров, обеспечивающих совместимость механизма печати с компьютерными системами PC и UNIX. Первый официальный лазерный принтер выпустили в 1977 году и он назывался Xerox 9700 Electronic Printing System.Затем принтер HP LaserJet впервые был представлен в начале 1980-х годов. Первоначально конкурируя с матричными принтерами, лазерный принтер быстро завоевал популярность во всем мире. Другие компании-разработчики копировальной техники вскоре последовали примеру фирмы Canon и приступили к исследованиям в области создания лазерных принтеров. Toshiba, Ricoh и некоторые другие, менее известные компании, тоже были вовлечены в этот процесс. Однако успехи фирмы Canon в области создания высокоскоростных механизмов печати и сотрудничество с Hewlett-Packard позволили им добиться поставленной цели. В результате на рынке лазерных принтеров модель LaserJet вплоть до 1987-88 годов занимала доминирующее положение. Следующей вехой в истории развития лазерного принтера явилось использование механизмов печати с большей разрешающей способностью под управлением контроллеров, обеспечивающих высокую степень совместимости устройств. Другим важным событием явилось появление цветных лазерных принтеров. Фирмы XEROX и Hewlett-Packard представили новое поколение принтеров, которые поддерживали цветное представление изображения и позволяющие повысить как производительность печати, так и точность цветопередачи.Цветные лазерные принтеры появились в 1993 году и стоили порядка 12-15 тысяч долларов. А в 1995 году компания Apple выпускает свой цветной лазерный принтер Color Laser Printer 12/600PS всего за 7000 долларов.

Лазерный принтер 1993г Apple LaserWriter Pro 630 Лазерный принтер 1995г Color Laser Printer 12/600PS

Цветной лазерный принтер

Принцип технологии цветной лазерной печати заключается в следующем. На начальном этапе процесса печати двигатель рендеринга берёт цифровой документ и обрабатывает его один или несколько раз, создавая его постраничное растровое изображение. На втором этапе лазер или массив светодиодов создают заряд на поверхности вращающегося фоточувствительного барабана, соответствующий получаемому изображению. Заряженные лазером мелкие частички тонера, состоящего из красящего пигмента, смол и полимеров, притягиваются к поверхности барабана. Затем через барабан прокатывается бумага, и тонер переносится на неё. В большинстве цветных лазерных принтеров используются четыре отдельных прохода, соответствующие разным цветам. Затем бумага проходит через «печку», которая расплавляет смолы и полимеры в тонере и фиксирует его на бумаге, создавая окончательное изображение.

Лазерные принтеры могут очень точно фокусироваться, в результате получаются невероятно тонкие лучи, которые заряжают участки фоточувствительного барабана. Благодаря этому современные лазерные принтеры, как цветные, так и чёрно-белые, поддерживают достаточно высокое разрешение. Как правило, разрешение при чёрно-белой печати варьируется от 600 x 600 до 1 200 x 1 200, а при цветной печати разрешение достигает 9 600 x 1 200.

Цветные и чёрно-белые лазерные принтеры работают практически одинаково. Разница заключается в том, что для цветной печати используются четыре типа красящего тонера: чёрный, голубой, пурпурный и жёлтый, в соответствии с цветовой моделью CMYK. Каждый цвет вносит свою лепту в окончательное изображение, наносимое на лист бумаги. В некоторых моделях цветных лазерных принтеров листок бумаги последовательно проходит через все цветные и чёрный картриджи, где каждому цвету соответствуют свои лазер, барабан и картридж с тонером (однопроходная печать). В менее дорогих принтерах, к которым относится большая часть моделей, рассматриваемых в данном обзоре, используется промежуточный носитель (ремень переноса), на который последовательно наносится изображение всех четырёх цветов, а уже потом оно передаётся на бумагу и попадает в печку для закрепления тонера на бумаге (многопроходная печать).

Некоторые модели цветных принтеров:

Samsung CLP-315

Цветной лазерный принтер обладающий весьма внушительной производительностью в 20 тыс. страниц в месяц. Скорость черно-белой печати 16 стр/мин, цветной соответственно 4 стр/мин, объем памяти 32 Мб. Даже тонер-картриджи небольшие и необычной конструкции, с виду напоминают цилиндрические баночки, и устанавливаются спереди, вдоль хода бумаги. В упаковке эти картриджи можно принять за струйные, из-за небольшого их размера. Ресурс черного картриджа 1500 страниц, цветных 1000 листов.

Xerox Phaser 6110 Новый принтер компании Xerox, модель Phaser 6110 является недорогим решением в сегменте начального уровня. Низкую цену этой модели можно объяснить применением 4-проходной технологии печати. Как следствие, не очень большая скорость печати в цвете — 4 стр/мин, в монохромной печати побольше — 16 стр/мин. Печатает на бумаге и пленках плотностью до 164 г/м2. Небольшие габариты и низкий уровень шума позволят комфортно пользоваться принтером и дома, а хорошая производительность в 24000 страниц в месяц делает возможным использование устройства в небольшом офисе.

Oki C3450n Новая модель от Oki — C3450n. Принтер способен печатать как на визитных карточках, так и на баннерах до 1,2 м, причем прямой тракт прохождения бумаги позволяет печатать на достаточно плотных носителях. Скорость цветной печати 16 стр/мин, а в монохромной печати достигает 20-и. Разрешение составляет 1200×600 dpi. Месячная нагрузка до 35 тыс. страниц, а картриджей каждого цвета хватает на 2500 страниц. Конструкция устройства такова, что замена всех расходных материалов, даже транспортного ремня и печки, которые имеют ресурс 50 000 страниц, возможна самим пользователем, без привлечения сервисных специалистов.

Основные характеристики и особенности лазерных принтеров

Скорость печати. Для современных персональных лазерных принтеров характерна довольно высокая скорость печати — до18стр./мин. Но говоря о скорости печати следует обязательно учитывать, что производителем указывается ее максимальная величина при определенных характеристиках заполнения страницы и качестве печати. Поэтому реальная величина скорости печати сложных графических изображений с высоким качеством отпечатков обычно оказывается ниже заявленной производителем.

Разрешающая способность и качество печати. Эти две характеристики тесно связаны между собой, т.к. чем больше разрешающая способность ,тем выше качество печати. Разрешающая способность измеряется в dpi, которая характеризуется количеством точек на дюйм в горизонтальном и вертикальном соотношении. На сегодня максимальная разрешающая способность домашних принтеров равна 1200 dpi. Для повседневной работы вполне достаточно разрешения 600 dpi, более высокое разрешение необходимо для более четкого выведения полутонов. Повышение разрешающей способности усложняет механику и электронику, и влечет за собой удорожание принтера. Также большое значение здесь имеют характеристики дисперсности (размера) частиц используемого в принтере тонера (так НР используют мелкодисперсный тонер UltraPrecise с размером частиц не более 6 микрон).

Память является довольно важной характеристикой. Здесь следует обратить внимание на наличие процессора и языков управления принтером . Win-принтеры не имеют встроенных процессоров , поэтому задание ,которое необходимо напечатать, обрабатывается процессором компьютера и через кабель подсоединения (USB или LPT) передаются на принтер коды управления лазером. Память в таких принтерах является буферной, т.е. накапливает обработанное компьютером задание на печать, и величина этой памяти влияет на скорость вывода этой информации, а не на скорость обработки данных для печати. При описании задания большого объема и с графикой, может возникнуть ситуация, что на компьютере невозможно будет работать.Для другой группы принтеров , которые имеют встроенные языки описания страниц PCL5, PCL6, PostScript задание на печать по кабелю поступает в принтер, который используя свою собственную память и процессор производит обработку данных для печати. В этом случае, чем больше память принтера, чем мощнее процессор, тем быстрее принтер будет обрабатывать задание на печать, тем больше уже обработанного материала поместится в его памяти и , следовательно, тем быстрее скорость печати .

Расходные материалы. Очень большую роль играет доступность расходных материалов и авторизованного сервисного центра. Учитывая это условие, а также стоимость расходных материалов (оригинальных и совместимых) явным лидером является HP, CANON, картриджи к принтерам этих производителей продаются в каждом специализированном магазине офисной техники, тогда как расходные материалы для Brother, Samsung ,Lexmark , OKI вы не всегда сможете приобрести оперативно.. В этом классе принтеров картриджи представляют из себя решение «все в одном»: в пластиковом корпусе находится светочувствительный барабан, очищающее лезвие, шестерни и тонер (исключение составляют светодиодные принтеры OKI, имеющие раздельные фотокондуктор и тубу с тонером). После того, как в вашем картридже закончится тонер , самый идеальный вариант — это покупка нового картриджа, но обычно каждый владелец принтера надеется сэкономить на покупке новых оригинальных расходных материалов, используя заправку картриджей совместимыми тонерами. Существует большое количество фирм-производителей совместимых тонеров , барабанов и ракелей, наиболее распространены на нашем рынке Static Control Components (SCC), ASC, Fuji, Integral, Katun и другие. Восстановление картриджей желательно производить в специализирующихся на заправках сервисных центрах , поскольку эта технология осуществляется только в специально подготовленных местах, оборудованных вытяжной вентиляцией и мощными пылесосами. Следует помнить,что неправильное применение вами тонера может привести к поломке принтера. Светочувствительный барабан может быть использован при восстановлении картриджа до 3-х раз, затем его необходимо менять вместе с лезвием очистки. В среднем стоимость восстановления составляет приблизительно 20% от стоимости нового оригинального картриджа, а стоимость полной регенерации с заменой барабана и ракеля — 55% от стоимости нового картриджа. Чаще других восстанавливаются картриджи HP, Canon, так как у них ниже стоимость восстановления и полной регенерации. Для принтеров Lexmark. Brother, Samsung стоимость восстановления картриджей будет немного выше, чем для картриджей HP, Canon. Для светодиодных принтеров OKI восстановление картриджей категорически не рекомендуется, поскольку в этом случае очень быстро выходит из строя фотокондуктор, ресурс работы которого рассчитан приблизительно на 20-30 тыс. копий и стоимость его равняется почти половинной стоимости нового принтера.

Преимущества и недостатки лазерных принтеров

Несмотря на относительно большую разницу в стоимости лазерных и струйных принтеров,лазерные принтеры являются более экономичным видом печатных устройств, что особенно актуально в тех случаях, когда необходима частая распечатка сложных цветных изображений. Как и любое техническое устройство, лазерные принтеры имеют и свои недостатки и преимущества.

Из наиболее значимых преимуществ лазерных принтеров, относящихся к их эксплуатационным характеристикам, хотелось бы отметить следующие:

Намного большая скорость печати по сравнению с любым струйным принтером;

Невысокая стоимость печати, что особенно заметно при частой распечатке сложных цветных изображений. Как правило, стоимость страницы с цветной печатью, выполненной на струйном принтере, выше в несколько раз;

Низкая стоимость печати фотографических изображений, хотя их качество, по сравнению с изображениями, полученными на струйных принтерах, несколько ниже.

Лазерные принтеры экономичнее струйных;

Из основных недостатков лазерных принтеров, которые обязательно следует учитывать при их приобретении, особенно хотелось бы отметить следующие:

Низкое качество печати фотографических изображений, значительно уступающее качеству фотографий, полученных на струйных принтерах;

Значительное энергопотребление;

Лазерные принтеры в процессе своей работы, выделяют мелкодисперсную пыль из своего тонера, которая оказывает вредное воздействие на человеческое здоровье;

Значительный уровень шума при выполнении печатных работ.

Список литературы

журнал «Монитор»

http://chernykh.net/content/view/860/941/

http://www.print-city.ru/goods_detail—971/

http://holmogorov.ru/index.php?option=com_content&task=view&id=140&Itemid=33

wiki.mvtom.ru

Принцип работы лазерного принтера

Когда включается принтер, все компоненты картриджа приходят в движение: происходит подготовка картриджа к печати. Этот процесс аналогичен процессу печати, но лазерный луч не включается. Затем движение компонентов картриджа останавливаются — принтер переходит в состояние готовности к печати (Ready).

После отправки документа на печать, в картридже лазерного принтера происходят следующие процессы:

Зарядка барабана. Вал первичного заряда (PCR) равномерно передает на поверхность вращающегося барабана отрицательный заряд.

Экспонирование. Отрицательно заряженная поверхность барабана экспонируется лазерным лучом только в тех местах, на которые будет нанесен тонер. Под действием света, фоточувствительная поверхность барабана частично теряет отрицательный заряд. Таким образом, лазер экспонирует на барабан скрытое изображение в виде точек с ослабленным отрицательным зарядом.

Нанесение тонера. На этом этапе скрытое изображение на барабане при помощи тонера превращается в видимое изображение, которое будет перенесено на бумагу. Тонер, находящийся около магнитного вала, притягивается к его поверхности под действием поля постоянного магнита, из которого изготовлена сердцевина вала. При вращении магнитного вала тонер проходит сквозь узкую щель, образованную “доктором” и валом. В результате он приобретает отрицательный заряд и прилипает к тем участкам барабана, которые были экспонированы. “Доктор” обеспечивает равномерность нанесения тонера на магнитный вал.

Перенос тонера на бумагу. Продолжая вращаться, барабан с проявленным изображением соприкасается с бумагой. С обратной стороны бумага прижимается к валу Transfer Roller, несущему положительный заряд. В результате отрицательно заряженные частицы тонера притягиваются к бумаге, на которой получается изображение, “насыпанное” тонером.

Закрепление изображения. Лист бумаги с незакрепленным изображением перемещается к механизму закрепления, представляющим собой два соприкасающихся вала, между которыми протягивается бумага. Нижний вал (Lower Pressure Roller) прижимает ее к верхнему валу (Upper Fuser Roller). Верхний вал нагрет, и при соприкосновении с ним частицы тонера расплавляются и закрепляются на бумаге.

Очистка барабана. Некоторое количество тонера не переносится на бумагу и остается на барабане, поэтому его необходимо очистить. Эту функцию выполняет “вайпер”. Весь тонер, оставшийся на барабане, счищается вайпером в бункер для отработанного тонера. При этом Recovery Blade закрывает область между барабаном и бункером, не позволяя тонеру просыпаться на бумагу.

Основные характеристики лазерных принтеров

Скорость печати — максимальное число страниц, которое способен напечатать принтер в режиме черно-белой печати за одну минуту.

Память — объем оперативной памяти, установленной в принтере. Оперативная память используется в принтерах для хранения и обработки изображения перед печатью.

studfiles.net

Лазерный принтер — Википедия. Что такое Лазерный принтер

Лазерный принтер 1993 Apple LaserWriter Pro 630

Ла́зерный при́нтер — один из видов принтеров, позволяющий быстро изготавливать высококачественные отпечатки текста и графики на обычной (офисной) бумаге. Подобно фотокопировальным аппаратам лазерные принтеры используют в работе процесс ксерографической печати, однако отличие состоит в том, что формирование изображения происходит путём непосредственной экспозиции (освещения) лазерным лучом фоточувствительных элементов принтера.

Отпечатки, сделанные таким способом, не боятся влаги, устойчивы к истиранию и выцветанию. Качество такого изображения наиболее высокое.

История

Лазерный принтер Kyocera FS-1110

В 1938 году студент юридического факультета Честер Карлсон получил первое ксерографическое изображение, технология создания которого заключалась в использовании статического электричества при переносе тонера (сухих чернил) на бумагу, подобное стало результатом многолетней работы, чтобы перейти от использования существующих мимеографов и избавиться от дороговизны получаемых отпечатков. Однако лишь спустя восемь лет, получив отказ от IBM и от войск связи США, в 1946 году Карлсону удалось найти компанию, которая согласилась производить придуманные им электростатические копиры. Этой компанией была Haloid Company, которая позднее была переименована в Xerox Corporation.

На рынок первое устройство Хеrоx поступило в 1949 году под названием Model A. Данное громоздкое и сложное устройство требовало ряда ручных операций, чтобы сделать копию документа. И лишь десять лет спустя был коммерциализирован полностью автоматический ксерограф — Xerox 914, который был способен выдавать 7 копий в минуту. Эта модель и стала прообразом всех копиров и лазерных принтеров, появившихся впоследствии.

Над созданием лазерных принтеров Xerox начала работать в 1969 году. Успеха добился в 1978 году сотрудник компании Гэри Старкуезер^[en], который смог добавить к технологии работы существующих копиров Xerox лазерный луч, создав таким образом первый лазерный принтер. Полнодуплексный Xerox 9700 мог печатать 120 страниц в минуту (он, кстати, до сих пор остаётся быстрейшим лазерным принтером в мире). Однако размеры устройства были просто огромны, а цена 350 тысяч долларов (без поправки на тогдашний курс) никак не укладывалась в идею «принтер в каждый дом».

В начале 1980-х годов спрос на устройства, превосходящие существующие матричные принтеры по качеству печати, достиг критической отметки. В 1979 году предложение последовало от компании Canon, представившей первый настольный лазерный принтер LBP-10. На следующий год компания в частном порядке продемонстрировала новую модель LBP-CX калифорнийским Apple, Diablo Systems^[en] и HP.

На тот момент Canon требовались сильные партнеры по маркетингу своей продукции на новом для компании рынке, поскольку компания имела крепкие позиции в области камер и решений для офиса (тех же копиров), однако не имела связей, необходимых для эффективных продаж на рынке устройств обработки данных. Сначала Canon обратилась к Diablo Systems, подразделению Xerox Corporation. Это было очевидно и логично, поскольку Diablo владела большей частью рынка лепестковых принтеров, а её маркетологи высказывали желание поместить логотип Diablo и на продукцию других производителей. Таким образом Xerox стала первой компанией, которой было предложено выводить на рынок систему CX с контроллером Canon.

Однако Xerox отклонила это предложение, поскольку вместе с японской Fuji-Xerox сама занималась разработками устройства, которое планировалось сделать лучшим настольным лазерным принтером на рынке. Но, хотя новая модель 4045 сочетала в себе копир и лазерный принтер, она весила около 50 килограммов, стоила вдвое больше CX, не имела заменяемого картриджа с тонером и обеспечивала не самое лучшее качество печати. Впоследствии бывшие маркетологи Diablo признавались, что упускать предложение Canon было довольно-таки большой ошибкой, а вышедший несколько позднее принтер HP LaserJet мог бы быть Xerox LaserJet.

В любом случае, после того как Diablo отклонила предложение Canon во Фремонте, представители последней, проехав несколько миль, навестили офисы HP в Пало Альто и Apple Computer в Купертино. Hewlett-Packard была вторым логически оправданным выбором, поскольку тесно сотрудничала с Diablo и имела достаточно широкие линейки матричных и лепестковых принтеров.

Результатом сотрудничества Canon и HP стал выпуск в 1984 году принтеров HP LaserJet, способных печатать 8 страниц в минуту. Их продажи весьма быстро росли и привели к тому, что к 1985 году Hewlett-Packard завладела почти всем рынком настольных лазерных принтеров. Надо учесть, что, как и в случае со струйными принтерами, новые устройства стали по-настоящему доступны лишь после разработки для них заменяемых картриджей с тонером (в данном случае разработчиком была Hewlett-Packard).

При этом вопросы удешевления новых и переработки использованных картриджей, количество которых стало намекать на проблемы с экологией, породили целую отрасль перерабатывающей промышленности, датой рождения которой можно считать 1986 год.

Принцип действия

Существует три способа переноса тонеров:

двухкомпонентный (система с двумя компонентами проявления — с раздельным тонером и девелопером) — красящие частицы, предназначенные для переноса на фотобарабан, не могут самостоятельно удерживаться на магнитном валу блока проявки, но прилипают к частицам специального магнитного порошка носителя (девелопера), которые при перемешивании заряжаются из-за взаимного трения.
двухкомпонентный, где тонер и девелопер уже смешаны заранее в заводском картридже.
однокомпонентный (например, в современных принтерах Canon и HP) — только тонер без каких-либо примесей, красящие частицы которого сами по себе обладают магнитными свойствами. В принтерах Xerox/Samsung/Brother используется немагнитный тонер с электростатической системой нанесения тонера.

В двухкомпонентной системе девелопер остаётся на магнитном валу блока проявки и продолжает служить дальше (тонер, естественно, расходуется). В технических описаниях многих аппаратов производители заявляют, что девелопер вообще не требует восполнения, однако на практике его рабочие характеристики со временем ухудшаются, что сказывается на качестве копий.

Печать осуществляется тонером, который представляет собой мелкодисперсный магнитный полимер, который плавится при температуре 200 градусов. Тонер засыпан в тонер-картридж, и благодаря магнитному валу, который располагается внизу картриджа, равномерно по нему распределяется.

Для построения изображения в лазерных принтерах используется фотометод: лазерный луч (или луч светодиода) попадает на фотовал, который предварительно заряжен без доступа света коротроном заряда. Коротрон заряда находится над фотовалом и выполнен в виде натянутой параллельно фотовалу проволоки из высокоомного материала (манганин, константан) или в виде резинового ролика (контактный заряд), который соприкасается с фотовалом. К коротрону заряда подведено постоянное высокое напряжение, которое наэлектризовывает поверхность фотовала, за счёт ударной ионизации воздуха, возникающей вследствие коронного разряда высокого напряжения…

Устройство

Печатающий механизм

Драм-юнит (drum-unit) — основной узел каждого копировального аппарата. Служит для переноса изображения на бумагу. Имеет в своём составе фотобарабан, ракельный нож, бункер для отработанного тонера.
- Фотобарабан (Фотовал, фоторецептор) — алюминиевый цилиндр, покрытый светочувствительным материалом, способным менять своё электрическое сопротивление при освещении. В некоторых системах вместо фотоцилиндра использовался фоторемень — эластичная закольцованная полоса с фотослоем.
- Магнитный вал — вал в картридже, используемый для переноса тонера из бункера на фотобарабан (либо ролик проявки в аппаратах Xerox/Samsung, где используется немагнитный тонер.)
- Ракельный нож (лезвие очистки)
- Бункер отработки
Блок лазера (laser beam unit) (либо светодиодная линейка, в светодиодных принтерах)
Коротрон (коронатор, ролик заряда, Corona Wire)
Лента переноса (transfer belt) — лента в цветных лазерных принтерах, на которую наносится промежуточное изображение с барабанов 4 цветных картриджей, которое затем переносится на конечный носитель — бумагу^[1].
Блок проявки (developing unit) служит для переноса тонера на электростатическое изображение, образованное на поверхности фотопроводящего барабана^[2].

Расходные материалы

Тонер — порошок для нанесения изображения.

Носитель (анг. Carrier) — ферромагнитный порошок (по структуре представляет собой мелкие частицы), используемый в двухкомпонентных машинах для удержания тонера на поверхности магнитного вала за счёт электростатических сил (при перемешивании с тонером заряжает его положительным статическим потенциалом при взаимном трении), а оттуда, под воздействием разряда на коротроне — на поверхность фотобарабана; причём сам девелопер, в силу своих магнитных свойств, остаётся на магнитном валу и почти не расходуется (однако теряет со временем свои свойства и тоже требует замены)^[3].

Девелопер (анг. Developer) (изредка называется стартером) — смесь материалов, подаваемая к фотобарабану. В двухкомпонентных машинах это смесь тонера и носителя, а в однокомпонентных машинах — только тонер. Термин аналогичен применяемому в фотографии термину проявитель, но обычно в русскоязычной литературе не переводится.

Процесс печати

Процесс лазерной печати складывается из пяти последовательных шагов:

Зарядка фотовала

Процесс лазерной печати

Зарядка фотовала — нанесение равномерного электрического заряда на поверхность вращающегося фотобарабана (1). Наиболее часто применяемый материал фотобарабана — фотоорганика — требует использования отрицательного заряда, однако есть материалы (например, кремний), позволяющие использовать положительный заряд.

Изначально зарядка производилась с помощью коротрона (англ. scorotron) — натянутого провода, на который подаётся напряжение относительно фотобарабана. Между проводом и фотобарабаном обычно помещается металлическая сетка, служащая для выравнивания электрического поля.

Позже стали применять зарядку с помощью зарядного валика (англ. Charge Roller) (2). Такая система позволила уменьшить напряжение и снизить проблему выделения озона в коронном разряде (преобразование молекул O₂ в O₃ под действием высокого напряжения), однако влечёт проблему прямого механического контакта и износа частей, а также чистки от загрязнений.

Лазерное сканирование

Лазерное сканирование (засвечивание) — процесс прохождения отрицательно заряженной поверхности фотовала под лазерным лучом. Луч лазера (3) отклоняется вращающимся зеркалом (4) и, проходя через распределительную линзу (5), фокусируется на фотовалу (1). Лазер активизируется только в тех местах, на которые с магнитного вала (7) в дальнейшем должен будет попасть тонер. Под действием лазера участки фоточувствительной поверхности фотовала, которые были засвечены лазером, становятся электропроводящими, и часть заряда на этих участках «стекает» на металлическую основу фотовала. Тем самым на поверхности фотовала создаётся электростатическое изображение будущего отпечатка в виде «рисунка» из участков с менее отрицательным зарядом, чем общий фон.

Наложение тонера

Отрицательно заряженный ролик при подаче тонера придаёт тонеру отрицательный заряд и подаёт его на ролик проявки. Тонер, находящийся в бункере, притягивается к поверхности магнитного вала под действием магнита, из которого изготовлена сердцевина вала. Во время вращения магнитного вала тонер, находящийся на его поверхности, проходит через узкую щель, образованную между дозирующим лезвием и магнитным валом. После этого тонер входит в контакт с фотовалом и притягивается на него в тех местах, где сохранился отрицательный заряд. Очень распространено заблуждение, что тонер притягивается именно к местам отсутствия заряда на фотовалу. Однако тонер, будучи диэлектриком, электризуется в дипольно-заряженные частицы, которые притягиваются к любым заряженным поверхностям вне зависимости от знака заряда последних. Тонер сможет удержаться на фотовалу в местах без заряда, если частицы тонера заряжены (и неважно, с каким знаком). В то же время распространено и обратное заблуждение, что тонер притягивается именно к местам, заряженным отрицательно. Большинство марок выпускаемых тонеров для бытовых лазерных принтеров маркируется как отрицательно заряжаемые, что говорит о невозможности притяжения отрицательно заряженных частичек тонера к одноимённо заряженным участкам фотобарабана. Поэтому, на самом деле, отрицательно заряженный тонер не может притягиваться ко всем заряженным участкам вне зависимости от знака заряда, а только к тем, у которых отсутствует заряд, или, по крайней мере, к тем, величина заряда которых не мешает образованию в поверхностном слое фотобарабана дипольного момента под влиянием электростатического поля отрицательно заряженных частичек тонера.

Тем самым электростатическое (невидимое) изображение преобразуется в видимое (проявляется). Притянутый к фотовалу тонер движется на нём дальше, пока не приходит в соприкосновение с бумагой.

Перенос тонера

В месте контакта фотовала с бумагой под бумагой находится ещё один ролик, называемый роликом переноса (transfer roller). На него подаётся положительный заряд, который он сообщает и бумаге, с которой контактирует. Частички тонера, войдя в соприкосновение с положительно заряженной бумагой, переносятся на неё и удерживаются на поверхности за счёт электростатики.

Если в этот момент посмотреть на бумагу, на ней будет сформировано полностью готовое изображение, которое можно легко разрушить, проведя по нему пальцем, потому что изображение состоит из притянутого к бумаге порошка тонера, ничем другим, кроме электростатики, на бумаге не удерживаемое. Для получения финального отпечатка изображение необходимо закрепить.

Закрепление тонера

Бумага с «насыпанным» тонерным изображением двигается далее к узлу закрепления (печке). Закрепляется изображение за счёт нагрева и давления. Печка состоит из двух валов:

верхнего, внутри которого находится нагревательный элемент (обычно — галогенная лампа), называемый термовалом;
нижнего (прижимной ролик), который прижимает бумагу к верхнему за счёт подпорной пружины.

За температурой термовала следит термодатчик (термистор). Печка представляет собой два соприкасающихся вала, между которыми проходит бумага. При нагреве бумаги (180—220 °C) тонер, притянутый к ней, расплавляется и в жидком виде вжимается в текстуру бумаги. Выйдя из печки, тонер быстро застывает, что создаёт постоянное изображение, устойчивое к внешним воздействиям. Чтобы бумага, на которую нанесён тонер, не прилипала к термовалу, на нём выполнены отделители бумаги (клыки).

Однако термовал — не единственная реализация нагревателя. Альтернативой является иное устройство печки, в которой используется термоплёнка: то есть специальный гибкий материал в виде трубки, полностью оборачивающий несущую конструкцию с тонкой и длинной керамической пластинкой, являющейся как раз нагревательным элементом, содержащим в самой структуре керамической пластины, помимо проводников нагревателя, ещё и встроенный низковольтный термодатчик контроля температуры с другой стороны пластины. Ошибочная установка керамической пластины малоквалифицированными работниками сервисного центра приводит к стремительному и безвозвратному выгоранию термодатчика.

Например, это справедливо для лазерных принтеров серии HP LaserJet 1100/1100A, 1200 и прочих. В последующих моделях принтеров (HP LaserJet 1010,1018,1020 и т. д.) термодатчик вывели из структуры керамической пластинки.

При таком варианте исполнения печки с термоплёнкой обязательно применение специальной высокотемпературной силиконовой смазки из-за наличия значительных усилий при трении-скольжении по керамике при вращении термоплёнки при прогоне листа через термоблок.

Термоплёнка в основном своими крайними сторонами опирается и вращается на боковых пластмассовых опорных стойках.

Следует отметить, что имеются следующие недостатки, свойственные всем типам термоплёнок. Это их склонность к прорывам от степлерных скрепок на бумаге, прожогам из-за налипания спёкшегося тонера на излишках термосмазки внутри каркаса термоузла под плёнкой и наличия прочих негативных воздействий незадачливых пользователей и сервисных ремонтников.

Цветные лазерные принтеры

Принцип многоцветной лазерной печати состоит в следующем. На начальном этапе процесса печати движок рендеринга берёт цифровой документ и обрабатывает его один или несколько раз, создавая его постраничное растровое изображение, разложенное по цветовым составляющим, соответствующим цветам используемых тонеров. На втором этапе лазер или массив светодиодов формирует распределение зарядов на поверхности вращающегося фоточувствительного барабана, подобное получаемому изображению. Заряженные мелкие частицы тонера, состоящего из красящего пигмента, смол и полимеров, притягиваются к разряженным участкам поверхности барабана.

Далее с барабаном соприкасается бумага, и тонер переносится на неё. В большинстве цветных лазерных принтеров используются четыре отдельных прохода, соответствующие разным цветам. Потом бумага проходит через «печку», которая расплавляет смолы и полимеры в тонере и фиксирует его на бумаге, создавая окончательное изображение.

Лазеры способны точно фокусироваться, в результате получаются очень тонкие лучи, которые разряжают необходимые участки фоточувствительного барабана. Благодаря этому современные лазерные принтеры, как цветные, так и чёрно-белые, имеют высокое разрешение.

Преимущества и недостатки

Преимущества

Как правило, разрешение при чёрно-белой печати варьируется от 600×600 до 1200×1200 точек на дюйм, однако при цветной печати достигает 9600×9600. Цветные и чёрно-белые лазерные принтеры работают на практике одинаково. Отличие заключается в том, что для цветной печати используются четыре типа красящего тонера. Любой цвет вносит свою лепту в окончательное изображение, наносимое на лист бумаги. По сравнению со струйными принтерами, лазерные имеют немало преимуществ:

Они обладают большей скоростью, так как луч лазера может передвигаться значительно быстрее, чем печатающая головка с десятками и более того сотнями сопел, из которых в момент печати с определённым интервалом выпрыскиваются микроскопические капельки чернил (исключения: струйные принтеры с линейными неподвижными форматными головами).
Лазерные лучи ещё более точные и по причине компактной фокусировки позволяют обретать высокое разрешение. Лазерные принтеры экономичнее, чем струйные, просто вследствие того, что картриджей с тонером хватает не на одну тысячу страниц, а вот чернильные картриджи заканчиваются быстрее, и их приходится чаще заправлять или менять (это относится только к настольным, домашним струйным принтерам)
Лазерные отпечатки более стойкие, чёткость отпечатков не нарушается в условиях повышенной влажности. Тонер может слёживаться, что легко исправить лёгким встряхиванием картриджа, в отличие от струйных принтеров, чернила которых могут засыхать в дюзах, что требует их промывки и, иногда, замены.
Цветные лазерные принтеры обеспечивают высокую скорость печати, дают качественные цветные и чёрно-белые отпечатки, а также привлекательную стоимость распечатки страницы с учётом расходных материалов.

Недостатки

При работе лазерного принтера выделяются озон, оксиды азота (NO₂, N₂O), ацетон, бумажная пыль, ультрафиолетовое и инфракрасное (тепловое) излучение.
При нагревании бумаги активно испаряется формальдегид и водяной пар.
Наличие в конструкции элементов с высоким энергопотреблением (высоковольтный блок зарядки, термоузел) приводит к тому, что пиковая потребляемая мощность лазерного принтера достаточно высока, что делает невозможным подключение его к бытовым источникам бесперебойного питания средней и малой мощности.
Качество печати цветных полутоновых изображений (например, фотографий) ниже, чем при струйной печати.
Лазерные принтеры дороже струйных в среднем в 1,8 раза, а стоимость комплекта картриджей для лазерного принтера намного дороже, чем комплекта для струйного (как правило, стоимость нового принтера). У средних и промышленных лазерных принтеров сравнительные затраты на расходные материалы и стоимость оборудования по сравнению со средними и промышленными струйными принтерами примерно одинаковы, а себестоимость оттиска в 3-10 раза превышает себестоимость струйной печати при неизменном качестве^{[источник не указан 847 дней]}.
Требовательны к качеству бумаги, ломаются при применении мятой бумаги или бумаги со скрепкой.
Нет стабильного повторяющегося полноцветного оттиска с сохранением всех значений оригинала, из-за невозможности контроля электростатических полей.

Скрытые метки (см. Жёлтые точки) — многие модели цветных принтеров при печати наносят на оттиск скрытое изображение, указывающее на дату и время печати, а также серийный номер устройства, что предположительно сделано с целью пресечь печать цветных копий денежных знаков и других документов и ценных бумаг^[4].

См. также

Примечания

wiki.sc

Кафедра технических и информационных средств систем управления

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ

ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ РАДИОТЕХНИКИ, ЭЛЕКТРОНИКИ И АВТОМАТИКИ

Лазерные принтеры

ПРАКТИЧЕСКАЯ РАБОТА

ПО ДИСЦИПЛИНЕ

“АРХИТЕКТУРА ЭВМ И СИСТЕМ”

Задание

Лазерные принтеры как один из видов периферийных устройств вывода в составе комплекса современного персонального компьютера (ПК), их устройство и назначение. Анализ современного состояния и тенденций развития лазерных принтеров. Современное состояние российского (московского) рынка данных устройств.

Оглавление

Оглавление……………………………………………………………………….		2
Введение……………………………………………………………………………		3
1.	Лазерный принтер…………………………………………………………	4
2.	Устройство лазерного принтера ………………………………………..	4
3.	Принцип работы лазерного принтера…………………………………..	5
4.	Основные характеристики лазерных принтеров…………………….	8
5.	Тенденции в развитии ……………………………………………………	9
6.	Состояние рынка лазерных принтеров и основные производители..	9
7.	Заключение…………………………………………………………………..	10
8.	Список использованных источников……………………………………	10

Введение

В современном мире, принтер – это незаменимое устройство, которое широко используется почти во всех сферах деятельности. Мы ими пользуемся в повседневной жизни дома и на предприятиях.

Существуют множество различных типов принтеров, которые имеют свои способы печати. Однако одним из самых распространенных типов является лазерный принтер, обладающий высокой скоростью и хорошим качеством печати.

В данной работе я рассмотрю устройство лазерных принтеров и принцип их работы.

Лазерный принтер

Лазерный принтер (laser printer) — один из видов принтеров, позволяющий быстро изготавливать высококачественные отпечатки текста и графики на обыкновенной бумаге.

Подобно фотокопировальным аппаратам лазерные принтеры используют в работе процесс ксерографической печати, однако отличие состоит в том, что формирование изображения происходит путём непосредственной экспозиции (освещения) лазерным лучом фоточувствительных элементов принтера.

Устройство лазерного принтера

Лазерный принтер состоит из следующих элементов:

1)Печатающий механизм

2)Контроллер, содержащего растровый процессор, который преобразует поступающие от компьютера данные в графические образы печатаемых страниц

3)Интерфейсный блок, обеспечивающий двунаправленный обмен данными с компьютером

Рассмотрим более подробно печатающий механизм

1) Фотопроводящий цилиндр (Organic Photo Conductor), который часто называют печатающим фотобарабаном или просто барабаном. С его помощью производится перенос изображения на бумагу. Фотобарабан представляет собой металлический цилиндр, покрытый тонкой пленкой фоточувствительного полупроводника. Поверхность такого цилиндра можно снабдить положительным или отрицательным зарядом, который сохраняется до тех пор, пока барабан не освещен. Если какую-либо часть барабана экспонировать, покрытие приобретает проводимость и заряд стекает с освещенного участка, образуя незаряженную зону

2) Лазер и оптико-механическая система зеркал и линз, перемещающая луч лазера по поверхности барабана. Малогабаритный лазер генерирует очень тонкий световой луч. Отражаясь от вращающихся зеркал (обычно четырехгранной или шестигранной формы), этот луч засвечивает поверхность фотобарабана, снимая ее заряд в точке экспонирования. Таким способом формируется невидимое изображение, которое необходимо сделать видимым с помощью блока проявления.

3) Блок проявления состоит из:

1) Бункера с тонером — внутри него находится “рабочий” тонер, который будет перенесен на бумагу в процессе печати

2) Магнитного вала — представляет собой металлическую трубку, внутри которой находится неподвижный магнитный сердечник

3) Дозирующего скребка — снимает с магнитного вала лишний тонер

4) ”Печка” – под температурой и давлением происходит фиксация изображения)

studfiles.net

Лазерный принтер — это… Что такое Лазерный принтер?

Лазерный принтер 1993 Apple LaserWriter Pro 630 Лазерный принтер Kyocera FS-1110

Fuji Xerox colour laser printer C1110B

Ла́зерный при́нтер (laser printer) — один из видов принтеров, позволяющий быстро изготавливать высококачественные отпечатки текста и графики на обыкновенной бумаге. Подобно фотокопировальным аппаратам лазерные принтеры используют в работе процесс ксерографической печати, однако отличие состоит в том, что формирование изображения происходит путём непосредственной экспозиции (освещения) лазерным лучом фоточувствительных элементов принтера.