Пристрій і принцип роботи лазерного принтера

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.

Принцип роботи лазерного принтера

На ринку оргтехніки можна придбати лазерне обладнання для самих різних потреб, починаючи від скромних побутових принтерів і закінчуючи професійними моделями для великих друкарень. Але принцип роботи кожного пристрою залишається незмінним, де в основі лежить метод фотоелектричної ксерографії. Кожен принтер оснащений однаковим набором основних елементів.

Блок сканування

Тут ми маємо механізм, що складається з набору дзеркал і лінз. Всі елементи обертаються в заданому порядку, залишаючи зображення на фотопровідника – циліндрі. Проектування відбувається за допомогою лазерного імпульсу і заряджених частинок.

У підсумку на барабані залишається невиразні для людського ока картинка. Тонкощі проектування лежать на плечах місцевого процесора, що працює в тандемі зі скануючим механізмом.

Картридж

Пристрій, маючи вихідні дані від сканування, переносить зображення безпосередньо на папір. Сам картридж складається з барабана з магнітом, де пересуваються заряджені частинки, а також рухомого валу, що забезпечує контакт циліндра з папером.

Блок закріплення

На останньому етапі зображення фіксується на приймачі – папері або на інших матеріалах. З допомогою нагрітого до високих температур тонера на аркуші з’являється спроецированная раніше картинка. Швидкість такого «малювання» залежить від технічних можливостей моделі.

Всі три блоки обмінюються між собою даними допомогою інтерфейсного модуля, яким керує процесор. А останній виконує команди, що надійшли з головної панелі, персонального комп’ютера або іншого пристрою.

Особливості обладнання

У якості тонера використовують позитивно заряджені порошкові барвники. Тоді як лазер проектує картинку негативними частками. Тобто, за законами фізики тонер буде притягатися до фотопроводнику – циліндру.

Подібний принцип взяли на озброєння бренди «Ксерокс», «Кенон» і НР. Такий підхід дозволяє організувати високу ступінь деталізації зображення. Але в цьому випадку витрата тонера трохи збільшений.

Виробники лазерної техніки «Епсон», Brother Kyocera і використовують свою технологію друку. Частинки тонера тут мають негативний заряд, а лазер змінює полярність не ділянок, де опиниться порошок, а порожніх зон. Тобто проектування відбувається методом виключення. Подібне рішення дозволяє більш рівномірно розмістити барвник на папері і при цьому заощадити порошок.

Дивіться також:  Найкращі сорти зеленого чаю на 2020 рік

Техніка преміального рівня оснащена більш просунутими технологіями. Приміром, крім роботи з лазером і циліндром йде зменшення статичного заряду папери, що перешкоджає злипанню аркушів. Такий функціонал доведеться як не можна до речі, якщо мова йде про великих обсягах друку. Тонер на відміну від фарб для струменевих принтерів надійно утримується на відбитку: не стирається, не брудниться, і зберігається помітно довше.

Конструкція картриджа

Витратний матеріал для лазерного друку – тонер – розташовується у картриджі. Рядове пристрій складається з трьох основних відсіків, де знаходяться барвник, відпрацювання і фотовал. У якості тонера найчастіше виступають порошкоподібні зерна. В чорно-білих моделях розташовується всього один контейнер.

Барвники розрізняються за якістю складу – ступенем намагніченості і дисперсністю, а також розміром зерна. Тому як таких універсальних тонерів не буває. Як правило, виробляли техніки намагаються підігнати потреби цілої лінійки принтерів під якийсь один барвник, а не робити оригінальною кожну модель.

Габарити картриджа можуть бути різними і залежать від конкретного принтера. Побутові моделі з низькою віддачею комплектуються скромними розмірами контейнерами, тоді як професійна техніка йде з масивними, іноді навіть подвійними або потрійними блоками. Але конструкційні особливості пристроїв приблизно однакові.

Основні елементи лазерного картриджа:

  • Відділення для тонера, де знаходиться порошкоподібний барвник.
  • Рухливий вал, що подає тонер на фотоелемент.
  • Дозатор, регулюючий обсяг барвника для барабана.
  • Ракель, що очищає поверхню від використаного тонера для накладення нового шару.
  • Магнітний ролик, заряджаючий фотовал.
  • Відсік для використаного тонера.

Деякі принтери оснащуються чипованными картріджами, що дозволяє відстежувати кількість роздрукованих аркушів, залишок барвника та іншу інформацію. Всі дані відображаються у фірмовому додатку виробника, яке встановлюється разом з драйверами.

Картриджі неодноразово можна заправляти, а окремі елементи (ролики, шестерні, вали) при необхідності заміняти. За рідкісним винятком можна зустріти одноразові рішення. Але практичність покупки таких пристроїв під великим питанням.

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 фотобарабане (де, як вже зрозуміло, зароджується і саме майбутнє зображення). Для початку відбувається постачання зарядом, який може бути як негативним, так і позитивним. Відбувається це одним з наступних способів.

  • Використовується коронатор, то є вольфрамова нитка 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, 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 струмопровідної гумою або поролоном. Йде зіткнення з фотоцилиндром – в цей момент ролик і передає заряд. Напруга тут значно нижче, але й деталі зношуються набагато швидше.
Дивіться також:  Ремонт непрацюючої панелі управління на мікрохвильовці

Експонування

Це і є робота освітлення, в результаті чого частина фотоцилиндра стає струмопровідної і пропускає заряд через металеве підставу 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 відображається на лінзу, яка розподілить його в необхідне місце на барабані.
  • Так система лінз і дзеркал формує рядок вздовж фотоцилиндра – лазер включається, то вимикається, заряд 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 бункера тонер. Магніт притягує до валу порошок, і він виноситься назовні.

Важливо регулювати рівномірність розподілу шару порошку – для цього існує спеціальне дозуюче лезо. Воно пропускає лише тонкий шар тонера, відкидаючи решту тому. Якщо лезо встановлено неправильно, на папері можуть з’явитися чорні смуги.

Після цього тонер просувається на ділянку між магнітним валом і фотоцилиндром – тут він притягнеться до проэкспонированным ділянок, а від заряджених відштовхнеться. Так зображення стає вже більш видимим.

Перенесення

Щоб зображення з’явилося вже на папері, в справу вступає ролик перенесення, 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 за статичного напруги. Образно кажучи, тонер просто насипається там, де потрібно.

Дивіться також:  Помилки кондиціонерів General Climate: як розшифрувати і усунути типові поломки

Разом з тонером можуть потрапити пил і ворсинки папери, але вони знімаються вайпером (спеціальною пластиною) і відправляються прямо в відсік відходів на бункері. Після повного кола барабана процес повторюється.

Закріплення зображення

Для цього використовується властивість тонера плавитися при високих температурах. Конструктивно це в цьому надають допомогу два наступних валу:

  • у верхньому розташований нагрівальний елемент;
  • в нижньому в папір вдавлюється розплавлений тонер.

Іноді подібна «пічка» являє собою термоплівку – спеціальний гнучкий і термостійкий матеріал з нагрівальної складової і притискним роликом. Її нагрівання контролюється датчиком. Як раз 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 – у лазерних принтерах зазвичай не потрібна установка додаткового охолоджуючої системи. Однак тут ще раз проходить спеціальний очищувач – зазвичай його роль виконує вал фетровий.

Фетр зазвичай просочують спеціальним складом, що допомагає змастити покриття. Тому інша назва такого валу – масляній.

Особливості кольорового друку

Середньобюджетна лазерна техніка комплектується чотирма різнокольоровими контейнерами з чорним, синім, жовтим і червоним кольором. Преміальні моделі пропонують більш широкий ряд відтінків, куди також включені неспектральные кольору, на зразок пурпурного або коричневого.

Принцип роботи кольорових принтерів аналогічний чорно-білим з тією лише різницею, що кожен картридж залишає свій колір, після чого поступається місцем іншому. Бюджетні моделі комплектуються звичайним валом, який виступає в ролі посередника. Тут за кожен оборот наноситься окремий колір. Після вал робить відбиток на папері.

Технологія 4-прохідний лазерного друку HP

Більш просунуті в технічному плані моделі для кожного контейнера/кольору мають окремий лазер, що помітно прискорює процедуру друку. Але така техніка коштує помітно дорожче, тому використовувати її в побутових умовах недоцільно.

Що стосується якості відбитків, то струменеві принтери тут виграють. Сухий порошкоподібний тонер не може передати всю соковитість кольорів, з чим чудово справляється в’язка фарба. Ціна кольорового лазерного принтера в рази більше струминного. Останній програє тільки по вартості комплектуючих: тонер набагато дешевше одноразового картриджа.