Лазерний та струменевий принтер: принцип друку. Як влаштований та працює лазерний принтер Принцип роботи лазерного друку

Багато хто вважає, що лазерний принтер названо так, тому що він випалює зображення на папері лазером. Однак одного лазера недостатньо, щоб отримати якісний відбиток.

Найважливішим елементом лазерного принтеравважають фотобарабан. Він є циліндром, покритим світлочутливим шаром. Інший необхідний компонент тонер - порошок, що фарбує. Його частинки вплавляються в аркуш паперу, залишаючи на ньому потрібне зображення.

Фотобарабан і бункер з тонером найчастіше є частиною одного цільного картриджа, який також має ще безліч інших важливих деталей - ролики заряду і проявки, лезо, що чистить, і бункер для відпрацьованого тонера.

А тепер розглянемо як це все відбувається більш докладно.

Етапи роботи принтера

Електронний документ надсилають на друк. В цей момент друкована платаобробляє його, а лазер посилає цифрові імпульси картридж. Заряджаючи фотобарабан негативними частинками, лазер переносить зображення чи текст, які треба надрукувати.

Коли лазерний промінь потрапляє на барабан, він прибирає заряд і на його поверхні залишаються незаряджені зони. Кожна частка тонера заряджена негативно і стикаючись з фотобарабаном, тонер прилипає до незаряджених фрагментів під впливом статичної електрики. Це називається проявом зображення.

Спеціальний валик із позитивним зарядом притискає аркуш паперу до фотобарабану. Оскільки протилежно заряджені частинки притягуються, тонер прилипає до паперу.

Далі папір із тонером нагрівається до температури близько 200 градусів за допомогою термовалу так званої пічки. Завдяки цьому тонер розправляється та зображення надійно фіксується на папері. Тому свіжонадруковані на лазерному принтері документи завжди теплі.

На останньому етапі відбувається зняття заряду з фотобарабана і його очищення від тонера, що залишився, для чого використовується чистяще лезо і бункер для відпрацьованого тонера.

Отак і відбувається процес друку. Лазер малює майбутнє зображення зарядженими частинками. Фотобарабан ловить і передає на папір порошок. Тонер прилипає до паперу під дією статичної електрики та приплавляється до неї.

За таким же принципом працює копіювальна техніка.

Переваги лазерного принтера

Вважається, що швидкість друку у лазерного принтера вища ніж у струменевого. У середньому це 27-28 відбитків за хвилину. Тому їх використовують для друку великої кількості документів.

Пристрій не сильно шумить під час роботи. Якість друку дуже висока за низької собівартості відбитка, що досягається за рахунок низької витрати та ціни тонера. Вартість більшості моделей лазерних принтерів також доступна.

Багато років точаться суперечки з приводу того, чи завдає лазерний принтер шкоди здоров'ю. Частинки тонера, що використовується при лазерного друку, настільки малі, що легко проникають в організм людини, осідають і накопичуються у дихальних шляхах. При постійному контакті з тонером протягом 15-20 років можуть розвинутися головний біль, астма та інші захворювання.

Проте, виробники принтерів запевняють, що від щоденного використання принтера немає шкоди. Технології виробництва постійно удосконалюють, а картриджі тестують у лабораторіях.

Небезпека може виникнути лише при спробі самостійно розкрити та перезаправити картридж. Частинки тонера можуть потрапити в легені та дуже погано виводяться з організму, тому краще довірити заправку принтера фахівцям.

Швидкість, термін служби та якість друку у лазерних принтерів справді на висоті. Цей пристрій незамінний у роботі та повсякденному житті багатьох користувачів і не так вибагливий як примхливі струмені, у яких часто бувають проблеми з печаткою під час перезаправки.

Якщо ж вам все-таки дісталася не найвдаліша модель лазерного принтера і ви користувалися ним зовсім небагато, то не впадайте у відчай. KupimToner викуповує нові принтери від різних брендів, а також комплектуючі до них, пропонуючи ціну.

Сьогодні вже складно уявити життя без друкувальних пристроїв. Перенести інформацію на паперовий носій іноді буває просто потрібно. Школярам потрібно роздруковувати доповіді, студентам – дипломи та курсові, співробітникам офісів – документи та договори.

Принцип роботи струменевого принтера

Насамперед розглянемо, як працює струменевий принтер. Варто відразу обмовитися, що за якістю друку він трохи відстає від лазерного. Однак і вартість струминного принтера суттєво нижча. Цей видпринтер чудово підходить для дому. З ним легко поводитися, і він простий у обслуговуванні.
Якщо говорити про принцип роботи лазерного та струминного принтерів, то вони кардинально відрізняються. Основна відмінність полягає у технології подачі чорнила, а також у пристрої апаратної частини. Обговоримо для початку, як працює струминний принтер.

Принцип роботи цього друкуючого пристрою полягає в наступному: зображення формується на спеціальній матриці, після чого воно друкується на полотні при використанні рідкого чорнила. Існує ще один різновид струменевих принтерів, у пристрої яких є картриджі. Картриджі встановлюються у спеціальний блок. У цій конструкції чорнило передаються в друкувальну матрицю за допомогою друкувальної головки. Після цього матриця переносить зображення на папір.

Зберігання чорнила та нанесення їх на полотно

Є кілька способів нанесення чорнила на полотно:

- Метод газових бульбашок;
- П'єзоелектричний метод;
- Метод drop-on-demand.

П'єзоелектричний метод передбачає створення чорнильних крапок на полотні під час використання п'єзоелемента. Трубка розтискається і знову стискається, не дозволяючи впасти зайвим чорнильним краплям. Метод газових бульбашок також відомий під назвою метод інжектованих бульбашок. Відбиток на полотні залишають за рахунок високих температур. Сопло кожної друкуючої матриці має нагрівальний елемент. На нагрівання такого елемента витрачаються частки секунди. Після нагрівання міхурі, що утворилися, через сопла переносяться на полотно.

У методі drop-on-demand також використовуються газові бульбашки. Однак це вже більш оптимізований метод. Швидкість та якість друку значно зросли.

Чорнило в струменевому принтері зазвичай зберігаються двома способами. Перший спосіб передбачає присутність окремого резервуара, з якого на друкуючу голівку подається чорнило. У другому способі для зберігання чорнила застосовується спеціальний патрон, який розміщений в голівці. Щоб замінити патрон, доведеться міняти саму друкувальну голівку.

Використання струменевих принтерів

Особливу популярність принтери набули завдяки тому, що в даних пристроях реалізована можливість кольорового друку. Зображення при кольоровому друку створюється за рахунок накладання один на одного основних тонів, що мають різну міру насиченості. Основний набір кольорів також відомий під абревіатурою CMYK. До нього входять такі кольори: чорний, блакитний, пурпуровий та жовтий. Спочатку використовувався набір із трьох кольорів. До нього входили всі вище перелічені кольори, крім чорного. Але навіть при накладенні блакитного, жовтого і пурпурового кольорів при 100% ступеня насиченості все одно не вдавалося досягти чорного кольору, виходив або сірий, або коричневий. З цієї причини було вирішено додати до основного набору чорнила чорного кольору.

Струменевий принтер: особливості роботи

Як основні показники роботи принтера зазвичай розглядаються такі параметри, як швидкість друку, шумові характеристики, довговічність та якість друку. Розглянемо експлуатаційні властивості струминного принтера.

Принцип роботи такого принтера вже обговорювався вище. Чорнило подається на папір через спеціальні принтери. Струменевий принтер працює дуже тихо на відміну, наприклад, голчастих принтерів, в яких нанесення чорнила відбувається за рахунок ударно-механічного процесу. Ви не почуєте, як друкує струменевий принтер, можна розрізнити шум механізму, що переміщає друкуючі головки. Якщо говорити про шумових характеристикахструминних принтерів у кількісному співвідношенні, то при роботі такого пристрою рівень шуму не перевищує 40 децибелів.

Тепер поговоримо про швидкість друку. Струменевий принтер друкує набагато швидше, ніж голчастий. Однак, від такого показника як швидкість безпосередньо залежить якість друку. У цьому сенсі, чим більша швидкість друку, тим гірша якість. При виборі режиму високоякісного друку процес значно сповільниться. Фарба на полотно наноситиметься ретельно. Такий принтер друкує із середньою швидкістю від 3 до 5 сторінок за хвилину. У сучасних принтерах друку цей показник був збільшений до 9 сторінок за хвилину. Для друку кольорових зображень потрібно трохи більше часу.

Однією з головних переваг струменевого принтера є шрифт. За якістю відображення шрифту друк струменевого принтера можна порівняти, мабуть, лише з лазерним. Покращення якості друку можна під час використання гарного паперу. Головне - вибирати папір, здатний швидко вбирати вологу. Високу якість зображення можна досягти, використовуючи папір із щільністю від 60 до 135 г/м2. Добре себе зарекомендував папір для ксероксу. Її густина становить 80 г/м2. Для прискорення процесу висихання чорнила в деяких принтерах реалізована функція підігріву паперу. Незважаючи на абсолютно різний принцип роботи струменевого та лазерного принтера, при використанні даних пристроїв вдається досягти однакової якості.

Папір для друку

Струменевий принтер, на жаль, не підійде для друку на рулонних носіях. Також не призначений він для створення копій: доведеться використовувати багаторазовий друк.

Недоліки струменевого принтера

Як говорилося раніше, струменеві принтери друкують за допомогою матриці. Зображення під час друку на струменевому принтері формується з крапок. Найголовнішим і найціннішим елементом у всьому пристрої є друкуюча головка. Для зменшення габаритів пристрою багато фірм вбудовують друкувальну головку в картридж. Струменевий та лазерний принтер відрізняються за принципом друку. До недоліків роботи струменевих принтерів можна віднести такі моменти:

1. Низька швидкість друку;
2. Засихання чорнила при тривалому простої
3. Висока вартість та малий ресурс витратних матеріалів

Переваги струменевих принтерів

1. Оптимальне співвідношенняціна/якості. Багато користувачів при виборі друкувального пристрою найбільше приваблює ціна цього типу принтерів
2. Принтер має скромні габарити. Це дає можливість розмітити його навіть у невеликому кабінеті чи офісі. Жодних незручностей користувачеві це не створить.
3. Можливість самостійного заправлення картриджів. Можна просто купити чорнило та прочитати в посібнику користувача, як правильно здійснювати заправку.
4. Наявність системи безперервної подачічорнила. Така система дозволить значно знизити витрати на друк за великих обсягів.
5. Висока якість друку зображень та фотографій
6. Великий вибірвикористовуваних друкованих носіїв

Лазерний принтер

Під лазерним принтером сьогодні мається на увазі особливий різновид друкувального обладнання, призначеного для нанесення тексту або зображення на папір. Цей тип обладнання має дуже незвичайну історію. Принцип роботи лазерного друкувального пристрою став обговорюватися лише 1969 року. Наукові дослідження проводилися протягом кількох років.

Для вдосконалення принципу роботи даного апарату пропонувалося безліч способів. Перший у світі копіювальний апарат, який використовує для створення відбитка лазерний промінь, з'явився у 1978 році. Цей пристріймало великі розміри, та й вартість його зашкалювала. Через деякий час цією розробкою зайнялася компанія Canon.

Перший настільний лазерний принтер з'явився у 1979 році. Це призвело до того, що інші компанії почали оптимізувати і просувати нові моделі лазерних принтерів. Сам принцип друку у своїй не змінився. Відбитки, отримані під час використання лазерного принтера, мають високі характеристики. Їм не страшне вицвітання чи стирання, вони не бояться вологи. Зображення, отримані за допомогою лазерного принтера, мають високу стійкість і якість.

Принцип роботи лазерного принтера

Коротко наведемо принцип роботи лазерного принтера. Зображення під час друку на лазерному принтері наноситься у кілька етапів. Спочатку під впливом температури розплавляється спеціальний пороше – тонер. Він прилипає до паперу. Після цього спеціальним скребком з барабана знімається невикористаний тонер і переміщується в накопичувач відпрацьовування. Поверхня барабана поляризується коронатором. На поверхні барабана формується зображення. Потім барабан рухається поверхнею магнітного валу, на якому знаходиться тонер. Тонер прилипає до заряджених ділянок барабана. Після цього барабан стикається з папером і залишає на ньому тонер. Потім папір прокочується через спеціальну пічку, в якій порошок під дією високої температури плавиться і прилипає до паперу.

Кольоровий лазерний принтер

Від чорно-білого процес друку на кольоровому принтері відрізняється використанням кількох відтінків. При змішуванні цих відтінків у певному співвідношенні можна створити основні кольори. Зазвичай у лазерних принтерах кожного кольору використовується свій відсік. У цьому полягає їх основна відмінність. Друк кольорових зображень на такому принтері відбувається кілька етапів. Спочатку відбувається аналіз зображення, після чого формується розподіл заряду. Далі здійснюється та ж послідовність операцій, що і при чорно-білому друку: лист з тонером пропускається через грубку, де порошок розплавляється та схоплюється з папером.

Переваги лазерних принтерів

1. Висока швидкістьдруку
2. Витривалість та стійкість зображення
3. Низька собівартість
4. Висока якість

Недоліки лазерних принтерів

1. У процесі функціонування виділяється озон. Друкувати на лазерному принтері можна тільки в приміщенні, що добре провітрюється.
2. Громіздкість
3. Високе енергоспоживання
4. Висока ціна

Висновок

Проаналізувавши принцип роботи та основні характеристики струминних та лазерних принтерів, можна сказати, що для домашнього використаннябільше підходить перший тип пристроїв. Вони мають доступну вартість і невеликі габарити. Лазерні принтери найбільше підходять для офісу, де необхідно роздруковувати велику кількість документів.

Лазерні принтеризабезпечують більше висока якістьніж струменеві принтери. Найбільш відомими фірмами – розробниками лазерних принтерів є Hewlett-Packard, Lexmark.

Принцип дії лазерного принтера заснований на методі сухого електростатичного перенесення зображення, винайденому Ч.Ф.Карлсоном в 1939 і реалізується також в копіювальних апаратах. Функціональна схема лазерного принтера наведено на рис. 5.6. Основним елементом конструкції є барабан, що обертається, що служить проміжним носієм, за допомогою якого здійснюється перенесення зображення на папір.

Мал. 5.6.Функціональна схема лазерного принтера

Барабанє циліндром, покритим тонкою плівкою світлопровідного напівпровідника. Зазвичай як такий напівпровідник використовується оксид цинку або селен. По поверхні барабана рівномірно розподіляється статичний заряд. Це забезпечується тонким дротом або сіткою, що називається коронувальним дротом, або коротроном. На цей провід подається висока напруга, що викликає виникнення навколо нього іонізованої області, що світиться, званої короною.

Лазер,керований мікроконтролером, генерує тонкий світловий промінь, що відбивається від дзеркала, що обертається. Розгортка зображення відбувається так само, як і в телевізійному кінескопі: рухом променя по рядку та кадру. За допомогою обертового дзеркала промінь ковзає вздовж циліндра, причому його яскравість змінюється стрибком: від повного світла до повної темряви, і так само стрибкоподібно (поточково) заряджається циліндр. Цей промінь, досягнувши барабана, змінює його електричний заряд у точці дотику. Розмір зарядженої площі залежить від фокусування лазерного променя. Фокусується промінь за допомогою об'єктива. Ознакою хорошого фокусування вважають наявність чітких країв та кутів на зображенні. Для деяких типів принтерів у процесі заряджання потенціал поверхні барабана зменшується від 900 до 200 В. Таким чином, на барабані, проміжному носії, виникає прихована копія зображення у вигляді електростатичного рельєфу.

На наступному етапі на фотонабірний барабан наноситься тонер- фарба, що є найдрібнішими частинками. Під дією статичного заряду частинки легко притягуються до поверхні барабана в точках, що зазнали експозиції, і формують зображення вже у вигляді рельєфу барвника.

Папірвтягується з лотка, що подає, і за допомогою системи валиків переміщається до барабана. Перед барабаном корот-рон повідомляє паперу статичний заряд. Потім папір стикається з барабаном і притягує завдяки своєму заряду частинки тонера, раніше нанесені на барабан.

Для фіксації тонера папір пропускається між двома роликами з температурою близько 180 "С. Після закінчення процесу друку барабан повністю розряджається, очищається від прилиплих зайвих частинок для здійснення нового процесу друку. Лазерний принтер є посторінковим, Т. е. формує для друку повну сторінку.

Процес роботи лазерного принтера з моменту отримання команди від комп'ютера до виходу надрукованого аркуша можна розділити на кілька взаємопов'язаних етапів, під час яких задіяні такі функціональні компоненти принтера, як центральний процесор; процесор розгортки; плата керування двигуном дзеркала; підсилювач яскравості променя; блок керування температурою; блок керування подачею листа; плата керування протяжкою паперу; інтерфейсна плата; блок живлення; плата кнопок та індикації керуючої панелі; додаткові плати розширення ОЗП. По суті, функціонування лазерного принтера подібно до комп'ютера: той же центральний процесор, на якому зосереджені головні функції взаємозв'язку та управління; ОЗУ, де розміщуються дані та шрифти, інтерфейсні плати та плата керуючої панелі, що здійснюють зв'язок принтера з іншими пристроями, вузол друку, що видає інформацію на аркуш паперу.

Кольорові лазерні принтери починають активно завойовувати ринок друку. Якщо ще кілька років тому кольоровий лазерний друк був для більшості організацій і тим більше для окремих громадян чимось недосяжним, то зараз купити кольоровий лазерний принтер може дозволити собі широке коло користувачів. Швидкорослий парк кольорових лазерних принтерів призводить до того, що зростає інтерес до них з боку служб технічної підтримки.

Принципи кольорового друку

У принтерах, як і в поліграфії, для створення кольорових зображень застосовується субтрактивна колірна модель, а не адитивна, як у моніторах та сканерах, у яких будь-який колір та відтінок виходить змішанням трьох основних кольорів – R(червоний), G(зелений), B(Синій).Субтрактивна модель кольороподілу називається так тому, що для утворення будь-якого відтінку треба відняти з білого кольору "зайві" складові. У принтерах для отримання будь-якого відтінку в якості основних кольорів використовують: Cyan(блакитний, бірюзовий), Magenta(пурпурний), Yellow(жовтий). Ця колірна модель отримала назву CMYза першими літерами основних кольорів.

У субтрактивній моделі при змішуванні двох або більше кольорів додаткові кольори виходять за допомогою поглинання одних світлових хвиль та відображення інших. Блакитна фарба, наприклад, поглинає червоний колір і відбиває зелений та синій; пурпурна фарба поглинає зелений колірі відбиває червоний та синій; а жовта фарба поглинає синій колір і відбиває червоний та зелений. При змішуванні основних складових субтрактивної моделі можна отримати різні кольори, які описані нижче:

Блакитний + Жовтий = Зелений

Пурпурний + Жовтий = Червоний

Пурпурний + Блакитний = Синій

Пурпуровий + Блакитний + Жовтий = Чорний

Слід зазначити, що з отримання чорного кольору необхідно змішати все три складові, тобто. блакитний, пурпуровий та жовтий, проте отримати якісний чорний колір таким чином практично неможливо. Отримуваний колір буде не чорним, а скоріше брудно-сірим. Для усунення такого недоліку до трьох основних кольорів додається ще один – чорний. Така розширена колірна модель називається CMYK(C yan- M agenta- Y ellow-blac K – блакитний-пурпурний-жовтий-чорний). Введення чорного кольору дозволяє значно підвищити якість передачі кольору.

Принтер HP Color LaserJet 8500

Після того, як ми обговорили загальні принципи побудови та роботи кольорових лазерних принтерів, варто ознайомитись докладніше з їх пристроєм, механізмами, модулями та блоками. Це найкраще зробити на прикладі якогось принтера. Як такий приклад давайте візьмемо принтер фірми Hewlett-Packard Color LaserJet 8500.

Основними його характеристиками є:
- Роздільна здатність: 600 DPI;
- швидкість друку у “кольоровому” режимі: 6 стор/хв.;
- швидкість друку у “чорно-білому” режимі: 24 стор./хв.

Основні вузли принтера та його взаємне розташування наводиться на рис.5.

Формування зображення починається з того, що з поверхні фотобарабану знімаються (нейтралізуються) залишкові потенціали. Це робиться у тому, щоб наступний заряд фотобарабана був рівномірнішим, тобто. перед зарядом він повністю розряджається. Зняття залишкових потенціалів здійснюється шляхом засвічування всієї поверхні барабана спеціальною лампою попереднього (кондиціювання) експонування, яка є лінійкою світлодіодів (рис.7).

Далі на поверхні фотобарабану створюється високовольтний (до -600В) негативний потенціал. Заряджається барабан коротроном у вигляді ролика із струмопровідної гуми (рис.8). На коротрон подається змінна напруга синусоїдальної форми з постійною негативною складовою. Змінна складова (АС) забезпечує рівномірний розподіл зарядів на поверхні, а постійна складова (DC) заряджає барабан. Рівень постійної складової може регулюватися при зміні щільності друку (щільності тонера), що робиться за допомогою драйвера принтера або налаштуваннями через панель керування. Збільшення негативного потенціалу призводить до зменшення густини, тобто. до світлішого зображення, зменшення ж потенціалу – навпаки, до щільнішого (темного) зображення. Фотобарабан (його внутрішня металева основа) має бути обов'язково "заземлений".

Після цього на поверхні фотобарабана лазерним променем створюється зображення як заряджених і незаряджених ділянок. Світловий пучок лазера, потрапляючи на поверхню барабана, розряджає цю ділянку. Лазером засвічуються ті ділянки барабана, на яких має бути тонер. Ті ділянки, які мають бути білими, лазером не засвічуються, і на них залишається високий негативний потенціал. Промінь лазера переміщається по поверхні барабана за допомогою шестигранного дзеркала, що обертається, що знаходиться в складанні лазера. Зображення барабані називають прихованим електрографічним зображенням, т.к. воно представлено у вигляді невидимих ​​електростатичних потенціалів.

Приховане електрографічне зображення стає видно після проходження через вузол прояви. Проявний модуль чорного тонера є стаціонарним і знаходиться у постійному зіткненні з фотобарабаном (рис.9).

Кольоровий проявний модуль є карусельним механізмом з почерговою подачею "кольорових" картриджів до поверхні барабана (рис.10). Чорний тонер-порошок є магнітним однокомпонентним, а кольорові порошки однокомпонентні, але немагнітні. Будь-який тонер-порошок заряджається до негативного потенціалу за рахунок тертя об поверхню проявного валу та дозувальний ракель. За рахунок різниці потенціалів і кулонівської взаємодії зарядів, негативно заряджені частинки тонера притягуються до тих ділянок фотобарабан, які розряджені лазером і відштовхуються від ділянок з високим негативним потенціалом, тобто. від тих, що не засвічувалися лазером. У кожний момент часу здійснюється прояв тонером тільки одного кольору. У момент прояви на проявний вал подається напруга усунення, що викликає перенесення тонера з проявного валу на фотобарабан. Ця напруга є змінною напругою прямокутної форми з негативною постійною складовою. Рівень постійної складової може регулюватися при зміні густини тонера. Після закінчення процедури проявки зображення на фотобарабан стає видимим, і його необхідно перенести на барабан переносу.

Тому наступним етапом у створенні зображення є передача виявленого зображення барабан перенесення. Цей етап називають етапом первинного перенесення. Перенесення тонера з одного барабана в інший відбувається з допомогою електростатичної різниці потенціалів, тобто. негативно заряджені частинки тонера повинні притягатися позитивним потенціалом поверхні барабана переносу. Для цього на поверхню барабана переносу подається позитивна напруга зміщення постійного струмувід спеціального джерела живлення, у результаті вся поверхня цього барабана має позитивний потенціал. При повнокольоровому друку напруга зміщення барабані переносу має постійно збільшуватися, т.к. після кожного проходу кількість негативно зарядженого тонера на барабані зростає. І щоб тонер міг переноситися і лягати поверх вже існуючого тонера, напруга переносу збільшується з кожним новим кольором. Цей етап формування зображення показано на рис.11.

У процесі переносу тонера на барабан переносу окремі частинки тонера можуть залишитися на поверхні фотобарабану, і вони повинні бути видалені, щоб не спотворювати подальше зображення. Для видалення залишків тонера в принтері є блок очищення фотобарабан (див. рис 17). У складі цього модуля є спеціальний вал – пензель для зняття заряду з тонера та фотобарабану – це послаблює силу тяжіння тонера до фотобарабану. Також є традиційний очисний ракель, який зіскребає тонер у спеціальний бункер, де він і зберігається доти, доки очисний модуль не буде замінений або не буде очищений.

Далі фотобарабан знову заряджається (після попереднього розряду), і процес повторюється доти, доки на барабані перенесення не буде повністю сформовано зображення відповідного кольору. Тому розмір барабана перенесення має повністю відповідати формату друку, тобто. у цій моделі принтера довжина кола цього барабана відповідає довжині аркуша формату А3 (420 мм). Після нанесення тонера одного кольору процес формування зображення повністю повторюється з тією різницею, що використовується проявний блок іншого кольору. Для використання іншого проявного вузла карусельний механізм повертається на заданий кут і підводить "новий" виявний вал до поверхні фотобарабану. Таким чином, при формуванні повнокольорового зображення, що складається з чотирьох колірних складових, барабан переносу провертається чотири рази, і на кожному обороті до існуючого тонеру додається тонер іншого кольору. При цьому першим наноситься порошок жовтого кольорупотім пурпурового, потім блакитного і вже останнім наноситься чорний порошок. У результаті, на барабані переносу створюється видиме повнокольорове зображення, що складається з частинок чотирьох різнокольорових тонер-порошків.

Після того, як тонер-порошок виявляється на поверхні барабана перенесення, він проходить через блок додаткового заряду. Цей блок (рис.12) є дротяним коротоном, на який подається змінна напруга синусоїдальної форми (АС) з негативною постійною складовою (DC). Цією напругою порошок тонер додатково заряджається, тобто. його негативний потенціал стає вищим, що сприятиме більш ефективному перенесення тонера на папір. Крім того, додаткова напруга зменшує значення позитивного потенціалу барабана переносу, що сприяє правильному розміщенню тонера на барабані переносу і перешкоджає зміщенню тонера. Як результат цього – точне відтворення відтінків кольорів. Напруга додаткового заряду подається барабан перенесення під час нанесення жовтого тонера, тобто. на самому початку процесу формування зображення. При нанесенні жовтого тонер-порошку напруга додаткового заряду встановлюється на мінімальне значення, і після нанесення кожного нового кольору ця напруга збільшується. Максимальна напругадодаткового заряду подається під час нанесення чорного тонера.

Далі повнокольорове видиме зображення з барабана переносу має бути перенесено на папір. Цей процес перенесення отримав назву вторинного перенесення. Вторинне перенесення здійснюється ще одним коротроном, виконаним у вигляді транспортного ременя (рис.13). Тонер переміщається на папір під впливом електростатичних сил, тобто. за рахунок різниці потенціалів тонер-порошку (негативний) та коротрона вторинного переносу, на який подається позитивна напруга зміщення. Так як вторинний перенесення здійснюється тільки після чотирьох обертів барабана переносу, транспортний ремінь коротрона повинен подати папір лише тоді, коли всі кольори нанесені, тобто. під час вже четвертого обороту, а до цього моменту часу ремінь має бути в такому положенні, щоб папір не торкався барабана перенесення.

Таким чином, транспортний ремінь під час створення зображення опущений вниз, і не стикається з барабаном перенесення, а в момент вторинного перенесення піднято догори і стосується цього барабана. Переміщення транспортного ременя коротрона здійснюється ексцентриковим кулачком, який приводиться в дію електричною муфтою за командою мікроконтролера (рис.14).

При вторинному перенесенні аркуш паперу може притягатися до барабану переносу за рахунок різниці електростатичних потенціалів. Це може стати причиною накручування аркуша паперу на барабан і відповідно до зминання паперу. Для запобігання такому явищу у складі принтера є система відділення паперу та зняття з неї статичного потенціалу. Система являє собою коротрон, на який подається змінна напруга синусоїдальної форми з постійною позитивною складовою. Розташування коротрона щодо паперу та барабана перенесення показано на рис.15.

На етапі вторинного перенесення деякі частинки тонера не переносяться на папір, а залишаються на поверхні барабана. Щоб ці частинки не заважали створенню наступного аркуша і не спотворювали зображення, необхідно очищення барабана переносу і видалити залишки тонера. Очищення барабана перенесення є досить складним процесом. Для цієї процедури задіюється спеціальний ролик очищення, фотобарабан та блок очищення фотобарабану. Очищення барабана перенесення має здійснюватися який завжди, лише після вторинного перенесення, тобто. система очищення повинна керуватися аналогічно коротрону перенесення. Поки створюється зображення, система очищення не активна, а коли починається перенесення тонера на папір – вмикається. Першим етапом очищення є перезаряд залишкового тонер-порошку, тобто. його потенціал змінюється з негативного на позитивний. Для цього застосовується ролик очищення, на який подається змінна синусоїдальна напруга з постійною позитивною складовою. Цей ролик притискається до поверхні фотобарабану під час очищення, а під час створення зображення він відкидається. Керується ролик ексцентриковим кулачком, що у свою чергу приводиться в дію соленоїдом (рис.16).

Після цього позитивно заряджений тонер переноситься на фотобарабан, на якому, як і раніше, є негативна напруга зміщення. І вже з поверхні фотобарабану тонер зчищається очисним ракелем блоку очищення фотобарабану (рис.17).

Закінчується створення повнокольорового зображення фіксацією тонера на папері за допомогою температури та тиску. Аркуш паперу проходить між двома роликами блоку фіксації (пічки), розігрівається до температури 200 ºС, тонер розплавляється і вдавлюється в поверхню паперу. Для запобігання прилипання тонера до грубки на нагрівальний вал подається негативна напруга зміщення, внаслідок чого негативний тонер-порошок залишається на папері, а не на тефлоновому валу.

Ми розглянули принцип роботи лише одного принтера однієї фірми. Іншими виробниками можуть застосовуватися й інші принципи формування зображення та інші технічне рішенняпри побудові принтерів, проте, всі ці рішення будуть дуже близькі до розглянутих раніше.

Історія лазерних принтерів почалася в 1938 році з розробки технології друку сухим чорнилом. Честер Карлсон, працюючи над винаходом нового способу перенесення зображень на папір, використовував Статистична електрика. Метод отримав назву електрографії і вперше був використаний корпорацією Xerox, що випустила в 1949 копіювальний апарат Model A. Однак для роботи цього механізму окремі операції потрібно виробляти вручну. Через 10 років створено повністю автоматичний Xerox 914, який вважається прообразом сучасних лазерних принтерів.

Ідея «намалювати» те, що пізніше має бути роздруковано, безпосередньо на копіювальному барабані лазерним променем належить Гері Старквітеру (Gary Starkweather). Починаючи з 1969 року, компанія займалася розробкою та у 1977 році випустила серійний лазерний принтер Xerox 9700, який друкував зі швидкістю 120 сторінок за хвилину.

Апарат був дуже великим, дорогим, призначався виключно для підприємств та установ. А перший настільний принтер розробила Canon у 1982 році, через рік – нова модель LBP-CX. Компанія HP в результаті співпраці з Canon у 1984 році розпочала виробництво серії Laser Jet і відразу ж зайняла лідируючу позицію на ринку лазерних принтерів для домашнього користування.

В даний час монохромні та кольорові друкувальні пристрої випускаються багатьма корпораціями. Кожна з них використовує власні технології, які можуть суттєво відрізнятися, але загальний принцип роботи лазерного принтера характерний для всіх пристроїв, а процес друку можна поділити на п'ять основних етапів.

Заряд фотобарабану

Друкуючий барабан (Optical Photoconductor, OPC) – це металевий циліндр, покритий фоточутливим напівпровідником, на якому формується зображення для подальшого друку. Спочатку OPC забезпечується зарядом (позитивним чи негативним). Зробити це можна одним із двох способів використовуючи:

• коротрон (Corona Wire), або коронатор;
• ролик заряду (Primary Charge Roller, PCR), або зарядний вал.

Коротрон являє собою блок із дроту та металевого каркасу навколо нього.

Провід коронатора – це вольфрамова нитка із вуглецевим, золотим або платиновим покриттям. Під дією високої напруги між дротом і каркасом виникає розряд, іонізована область (корона), що світиться, створюється електричне поле, яке передає статичний заряд фотобарабану.

Зазвичай у блок вбудовується механізм, що очищає провід, оскільки забруднення сильно погіршує якість друку. Використання коротрона має певні недоліки: подряпини, скупчення пилу, частинок тонера на нитці або її вигин може призвести до посилення електричного поля в цьому місці, різкого зниження якості роздруківок і, можливо, пошкодження поверхні барабана.

У другому варіанті конструкцію, що несе, з нагрівальним елементом усередині обгортає гнучка плівка, зроблена зі спеціальної термостійкої пластмаси. Технологія вважається менш надійною, використовується в принтерах для малого бізнесу та домашнього використання, де не очікується великих навантажень обладнання. Для запобігання прилипання аркуша до печі та закручування його навколо валу передбачено планку з відокремлювачами паперу.

Кольоровий друк

Для формування кольорового зображення використовуються чотири основні кольори:

• чорний,
• жовтий,
• пурпурний,
• блакитний.

Друк здійснюється за тим же принципом, що і чорно-біла, але принтер розбиває картинку, яку потрібно отримати, на монохромні зображення для кожного з кольорів. У процесі роботи кольорові картриджі переносять на папір свої малюнки, які накладення друг на друга дає підсумковий результат. Існує дві технології кольорового друку.

Багатопрохідна

У цьому способі використовується проміжний носій – вал чи стрічка перенесення тонера. За один оберт на стрічку наноситься один з кольорів, потім у потрібне місце подається інший картридж і поверх першого зображення накладається друге. За чотири проходи на проміжному носії формується повне зображення, яке переноситься на папір. Швидкість друку кольорового зображення в принтерах, що використовують цю технологію, у чотири рази менша, ніж монохромного.

Однопрохідна

Принтер включає комплекс із чотирьох окремих друкуючих механізмів під загальним управлінням. Кольорові та чорні картриджі вибудовані в лінійку, кожному відповідає окремий лазерний блок та ролик переносу, а папір проходить під фотобарабанами, послідовно збираючи всі чотири монохромні зображення. Лише після цього аркуш потрапляє до грубки, де тонер закріплюється на папері.

Друкуйте із задоволенням.