- Історія виникнення лазерної друкарської техніки
- Що ж всередині
- Як влаштований картридж
- Процес народження відбитка
- Як здійснюється кольоровий лазерний друк
Допоможіть розробці сайту, ділитися статтею з друзями!
Лазерні принтери стали незамінними атрибутами офісної оргтехніки. Така популярність пояснюється великою швидкістю і невисокою собівартістю друку. Щоб зрозуміти, як працює ця техніка, слід знати пристрій і принцип роботи лазерного принтера. Насправді, вся магія апарату пояснюється простими конструктивними рішеннями.
Історія виникнення лазерної друкарської техніки
Ще в 1938 році Честером Карлсоном була запатентована технологія, перенесення зображення на папір за допомогою сухих чорнила. Основним двигуном роботи було статичну електрику. Електрографічний метод (а це був саме він) отримав велике поширення в 1949 році, коли корпорація Xerox взяла його за основу в роботі самого першого свого апарату. Однак до логічного досконалості і повної автоматизації процесу треба було ще десятиліття робіт - тільки після цього і з'явився перший «Ксерокс», який став прообразом сучасних лазерних пристроїв для друку.
Перший лазерний принтер Xerox 9700
Сам же перший лазерний принтер з'явився тільки в 1977 році (їм стала модель Xerox 9700). Тоді друк проводилася зі швидкістю 120 сторінок на хвилину. Цей апарат використовувався виключно в установах і на підприємствах. А ось вже в 1982 році виходить першим настільний агрегат Canon. З цього часу до розробок підключаються численні бренди, які і по сьогоднішній день пропонують все нові варіанти настільних лазерних друкуючих помічників. Кожній людині, що вирішив користуватися подібною технікою, цікаво буде дізнатися більше про внутрішню будову і принцип роботи такого агрегату.
Що ж всередині
Незважаючи на великий асортимент, пристрій лазерного принтера всіх моделей є схожим. За основу роботи взято фотоелектрична частина ксерографии, а сам прилад поділений на наступні блоки і вузли:
- блок лазерного сканування;
- вузол, який здійснює перенесення зображення;
- вузол для закріплення зображення.
Перший блок представлений системою лінз і дзеркал. Саме тут знаходиться напівпровідниковий тип лазера із здібною фокусуватися лінзою. Далі розташовані дзеркала і групи, які можуть обертатися, тим самим формуючи зображення. Переходимо до вузла, який відповідає за перенесення зображення: в ньому знаходяться сам тонерний картридж і ролик, який переносить заряд. Уже тільки в картриджі присутні три основних формують зображення елементу: фотоциліндра, вал з попередніми зарядом і магнітний вал (працює спільно з барабаном пристрої). І ось тут більшої актуальності набуває можливість фотоциліндра міняти свою провідність під дією потрапив на нього світла. Коли фотоциліндра надається зарядність, він зберігає її надовго, але при засвічуванні зменшується його опір, що призводить до того, що заряд починає стікати з його поверхні. Так з'являється необхідний нам відбиток.
В цілому, існує два способи для створення картинки.
- Практично у всіх лазерних принтерах використовуються тонери, мають позитивний заряд - тут лазер буде висвічувати ділянки з потенційним розташуванням зображення. Таким є принцип роботи лазерного принтера у брендів НР, Canon, Xerox. Це забезпечує тонку деталізацію зображення.
Теорія кольорового друку HP-2500
- А ось у Epson, Kyocera, Brother вже використовується тонер з негативним зарядом - лазер висвічує тільки ті ділянки, де йому не належить перебувати. При подібної технології у виграші виявляється рівномірна заливка зображення.
Принцип друку тонера з негативним зарядом
Потрапляючи в агрегат, безпосередньо перед майбутнім контактом з фотоциліндра, відповідний заряд отримує і сам папір. У цьому їй допомагає ролик перенесення зображення. Після перенесення статичний заряд зникає за допомогою спеціального нейтралізатора - так папір перестає притягатися в фотоциліндра.
А як же фіксується зображення? Це відбувається за рахунок тих добавок, які знаходяться в тонері. Вони мають певну температуру плавлення. Така «піч» вдавлює в папір розплавлений порошок тонера, після чого він швидко застигає і стає довговічним.
Роздруковані на папері лазерним принтером зображення мають відмінну стійкість до численних зовнішніх впливів.
Як влаштований картридж
Визначальною ланкою в роботі лазерного принтера є картридж. Він являє собою невеликий бункер з двома відсіками - для робочого тонера і для вже відпрацьованого матеріалу. Також тут знаходиться світлочутливий барабан (фотоциліндра) і механічні шестерінки для його провертання.
Сам тонер являє собою порошок мелкодіспенсерного виду, який складається з полімерних кульок - вони покриті спеціальним шаром магнітного матеріалу. Якщо мова йде про кольоровому тонері, то до його складу додатково входять ще і фарбувальні речовини.
Важливо знати, що кожен виробник випускає власні оригінальні тонера - всім їм властива своя магнітні, дисперсність і інші властивості.
Ось чому ні в якому разі не можна заправляти картриджі випадковими тонерами - це може негативно позначитися на його працездатності.
Процес народження відбитка
Поява зображення або тексту на папері буде складатися з таких послідовних етапів:
- заряд барабана;
- експонування;
- проявлення;
- перенесення;
- закріплення.
заряд барабана
Як працює фотозаряд? Він формується на фотобарабані (де, як уже зрозуміло, зароджується і саме майбутнє зображення). Для початку відбувається постачання зарядом, який може бути як негативним, так і позитивним. Відбувається це одним із таких способів.
- Використовується Коронатор, тобто шляхом утворення з покриттям з вуглецевих, золотих і платинових включень. Коли в справу вступає висока напруга, між цією ниткою каркасом проноситься розряд, який, відповідно, створить електричне поле, що передає заряд на фотобарабан.
- Однак використання нитки призводило згодом до проблем з забрудненням та погіршенням якості роздрукованого матеріалу. Набагато краще діє ролик заряду з аналогічними функціями. Сам він схожий на металевий вал, який покритий токопроводящей гумою або поролоном. Йде зіткнення з фотоциліндра - в цей момент ролик і передає заряд. Напруга тут значно нижче, але і деталі зношуються набагато швидше.
експонування
Це і є робота освітлення, в результаті чого частина фотоциліндра стає токопроводящей і пропускає заряд через металеву основу в барабані. А ділянку, що піддався експонування, стає незарядженим (або набуває слабкий заряд). На цьому етапі формується ще невидиме зображення.
Технічно це здійснюється так.
- Лазерний промінь падає на поверхню дзеркала і відбивається на лінзу, яка розподілить його в потрібне місце на барабані.
- Так система лінз і дзеркал формує рядок вздовж фотоциліндра - лазер то включається, то вимикається, заряд то залишається недоторканим, то знімається.
- Рядок закінчилася? Фотобарабан повернеться, і експонування продовжиться знову.
проявлення
В цьому процесі велике значення має магнітний вал з картриджа, схожий на трубку з металу, всередині якої знаходиться магнітний сердечник. Частина поверхні вала поміщена в заправний тонер бункера. Магніт притягує до валу порошок, і він виноситься назовні.
Важливо регулювати рівномірність розподілу шару порошку - для цього існує спеціальний дозуючий лезо. Воно пропускає лише тонкий шар тонера, відкидаючи інше назад. Якщо лезо встановлено неправильно, на папері можуть з'явитися чорні смуги.
Після цього тонер просувається на ділянку між магнітним валом і фотоциліндра - тут він притягнеться до проекспоновані ділянкам, а від заряджених оттолкнется. Так зображення стає вже більш видимим.
перенесення
Щоб зображення з'явилося вже на папері, в справу вступає ролик перенесення, в металеву серцевину якого притягається позитивний заряд - він переноситься на папір завдяки спеціальному прогумованому покриттю.
Отже, частинки відриваються від барабана і починають переміщатися на сторінку. Але утримуються вони тут поки тільки через статичної напруги. Образно кажучи, тонер просто насипається там, де потрібно.
Разом з тонером можуть потрапити пил і ворсинки паперу, але вони знімаються Вайпер (спеціальною пластиною) і відправляються прямо в відсік відходів на бункері. Після повного кола барабана процес повторюється.
закріплення зображення
Для цього використовується властивість тонера розплавлятися при високих температурах. Конструктивно це в цьому надають допомогу два наступних вала:
- в верхньому розташований нагрівальний елемент;
- в нижньому в папір вдавлюється розплавлений тонер.
Іноді подібна «піч» є термопленку - спеціальний гнучкий і термостійкий матеріал з нагрівальної складової і притискним роликом. Її нагрів контролюється датчиком. Якраз в момент проходу між плівкою і притискної частиною папір і розігрівається до 200 градусів, що дозволяє їй легко увібрати в себе став рідким тонер.
Подальше охолодження йде природним чином - в лазерних принтерах зазвичай не потрібна установка додаткової охолоджуючої системи. Однак тут ще раз проходить спеціальний очищувач - зазвичай його роль виконує фетровий вал.
Фетр зазвичай просочують спеціальним складом, що допомагає змастити покриття. Звідси інша назва такого валу - масляної.
Як здійснюється кольоровий лазерний друк
А як же відбувається кольоровий друк? У лазерному пристрої використовується чотири таких основних колора - чорний, пурпурний, жовтий і блакитний. Принцип друку такий же, як і в чорно-білому випадку, однак спочатку принтер розіб'є зображення на монохром для кожного кольору. Починається послідовне перенесення кожним картриджем свого кольору, а в підсумку накладення виходить потрібний результат.
Виділяють такі технології кольорового лазерного друку:
- багатопрохідний;
- однопрохідне.
При багатопрохідному варіанті в справу вступає проміжний носій - це вал або стрічка, що переносить тонер. Діє це так: за 1 оборот накладається 1 колір, потім в потрібне місце подається інший картридж, а поверх першої картинки лягає друга. Досить чотирьох проходів, щоб сформувалася повноцінна картинка - вона і перейде на папір. Але і сам пристрій буде працювати в 4 рази повільніше, ніж його чорно-білий побратим.
Технологія 4-прохідний лазерного друку HP
Як працює принтер з однопрохідної технологією? В цьому випадку всі чотири окремо друкуючих механізму мають загальне управління - вони збудовані в одну шеренгу, у кожного є свій власний лазерний блок з переносним роликом. Так папір і йде по барабану, послідовно збираючи всі чотири зображення картриджів. Тільки після цього проходу лист йде в грубку, де відбувається закріплення картинки.
Переваги лазерних принтерів зробили їх фаворитами для роботи з документацією, як в офісі, так і домашніх умовах. А інформація про внутрішню складової їх роботи допоможе будь-якому користувачеві вчасно помітити недоліки і звернутися в сервісну службу для технічної підтримки функціонування пристрою.