Принципы работы черно-белой лазерной печати

Немного истории

История создания первого настольного лазерного принтера насчитывает около тридцати лет. В начале восьмидесятых годов минувшего столетия компания Canon представила первый лазерный настольный принтер. Хотя пальма первенства в производстве лазерных принтеров принадлежит корпорации Xerox. Но принтеры Xerox были очень громоздки, а цены на них непомерно велики. Стоимость отдельных моделей достигала сотен тысяч долларов.

Именно в этот момент, когда растущая потребность в качественной и скоростной печати достигла своего пика, разработчики компании Canon в сотрудничестве и при поддержке мощной компании Hewlett-Packard выпустили целую серию лазерных принтеров LaserJet. Буквально в течение года Hewlett-Packard захватила практически весь мировой рынок лазерных принтеров. Но настоящее распространение лазерные принтеры получили после того, как конструкторы HP разработали сменяемый картридж с тонером.

За эти годы лазерные принтеры завоевали весь мир, вошли в каждый офис и в каждый дом. Принтеры стали компактней, скорость печати возросла до десятков и сотен страниц в минуту, стоимость снизилась настолько, что они стали доступны каждому.

В настоящее время потребителям доступен широкий выбор устройств: от компактных домашних принтеров до мощных профессиональных многофункциональных устройств, по своим техническим характеристикам не уступающих небольшим типографиям.

Как это происходит — технология лазерной печати

В основе технологии лазерной печати лежит принцип сухого электростатического переноса, впервые предложенный Честером Карлсоном в тридцатых годах прошлого столетия. Процесс лазерной печати происходит так: свет из источника, попадая на предварительно заряженный участок поверхности светочувствительного вала (барабана), меняет заряд участка. Тонер притягивается к поверхности вала и под воздействием электростатики переносится на бумагу. Лист бумаги с тонером попадает в специальную печку, где тонер под влиянием высокой температуры закрепляется.

В результате на бумаге получается изображение очень высокого качества, которое не боится влаги, не выцветает и не истирается.

В разные периоды развития технологии электростатического переноса использовались различные источники света. Если в самых первых устройствах это была лампа, то в современных принтерах применяется луч лазера. Отсюда произошло и название «лазерные принтеры».

Наряду с лазерным лучом в принтерах используется светодиодная линейка. Конструктивно светодиодная линейка состоит из большого количества светодиодов (до десяти тысяч штук). От числа светодиодов зависит разрешающая способность принтера. Светодиоды размещаются в ряд (образуя «линейку») вдоль светочувствительного барабана (вала).

По команде из блока управления вспыхивают только те светодиоды, под которыми должно появиться изображение на светочувствительном валу. Тонер «проявляет» это изображение, переносит его на бумагу, где оно закрепляется.

Подача бумаги

Процесс печати начинается с подачи бумаги. Стопка бумаги устанавливается в специальный лоток. После поступления из блока управления команды подающий ролик прижимается к бумаге и начинает сдвигать верхние листы пачки к механизму принтера. При помощи сепаратора (тормозной площадки) от пачки отделяется самый верхний лист и отправляется к ролику регистрации, где выравнивается передний край листа бумаги.

Зарядка фотовала

Синхронно с подачей листа бумаги происходит зарядка фотобарабана (светочувствительного вала). Происходит это следующим образом: высоковольтный блок питания подает отрицательный потенциал на ролик зарядки. В результате на поверхности светочувствительного вала образуется по всей длине отрицательный заряд.

Засветка фотобарабана

Луч лазера, сканируя фотобарабан по всей длине, освещает поверхность фотобарабана в тех местах, на которые указал контроллер построения изображения. В местах засветки отрицательный заряд сменяется нулевым. Таким образом на фотобарабане формируется будущее изображение. В случае со светодиодными принтерами роль лазерного луча выполняет светодиодная линейка.

Проявка изображения

Ролик подачи, заряженный отрицательно, передает тонеру свой отрицательный заряд и дальше подаёт тонер на ролик проявки. На ролике проявки дозирующее лезвие размещает тонер ровным тонким слоем. После того как тонер вступает в контакт с фотобарабаном, он «оседает» на нем в тех местах, где отсутствует отрицательный заряд после засветки. В результате невидимое электростатическое изображение преобразуется в обычное видимое. Оно проявляется на барабане. Тонер, притянутый к фотобарабану, продвигается на нём дальше до соприкосновения с бумагой.

Перенос изображения

Бумага перемещается между фотобарабаном и так называемым роликом переноса. На ролик переноса подается положительный заряд, который передается бумаге. Частички тонера перемещаются на положительно заряженную бумагу и остаются на ее поверхности. Фактически, на бумаге появляется уже полностью сформированное изображение. Такое изображение можно увидеть на принтере, в котором неисправна печка (фьюзер). В этом случае вы получите на бумаге ничем не удерживаемое изображение, которое легко разрушить пальцем.

Закрепление изображения

Для закрепления изображения на бумаге в принтерах используется специальное устройство — печка (фьюзер). В состав печки входят два вала: верхний и нижний. Верхний вал (термовал) содержит нагревательный элемент (обычно — галогенную лампу), а нижний вал (прижимной ролик) прижимает бумагу к верхнему с помощью подпорной пружины. Температуру термовала отслеживает термодатчик (термистор). Тонер, нагреваемый термовалом вместе с бумагой, расплавляется и вдавливается в бумагу. После выхода из печки тонер достаточно быстро застывает. В результате получается устойчивое к любым воздействием изображение. Для того, чтобы бумага с только что нанесенным изображением не прилипала к термовалу, используются отделители бумаги.

В разных моделях лазерных принтеров конструкции фьюзеров отличаются по исполнению. Кроме варианта с термовалом используется печка с термопленкой. Термопленка — это гибкий материал, содержащий нагревательные элементы в своем составе. Каждая конструкция имеет свои недостатки и преимущества. Печки с термопленкой очень быстро нагреваются и практически моментально выходят на рабочую температуру. Чтобы прогреться печке с термовалами необходимо достаточно много времени. В то же время термопленку легко повредить (и при эксплуатации это бывает часто).

Очистка картриджей

В процессе печати при переносе тонера на бумагу часть тонера остается на фотобарабане. Для его очистки в картриджах принтеров устанавливается чистящее лезвие, которое снимает остатки тонера с поверхности фотобарабана и отправляет их в специальный бункер — отделение внутри картриджа, изолированное от отделения, где находится свежий тонер.

© 2005—2012
ООО «Алькон»
+7 (347) 290-22-33, 290-29-89
факс: 284-60-37
Россия, РБ, г. Уфа,
проспект Октября 152/1
Digital Fresh