Устройство лазерного принтера

 

Содержание

 

Введение                                                                                             2-3 стр.

1. Устройство лазерного принтера                                                  4-7 стр.

        2. Принцип работы лазерных принтеров                                   8 стр.

           2.1 Общее представление о принципах печати                           8-9 стр.

           2.2 Этапы формирования изображения                                      10-14 стр.

3. Классификация лазерных принтеров                                       15-18 стр.

4. Программное обеспечение для  лазерных принтеров              19-20 стр.

5. Методы улучшения печати                                                        21-23 стр.

Заключение                                                                                     24-25 стр.

           Список литературы                                                                        26 стр.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Введение

 

Несмотря на наступление струйных принтеров, господство лазерных устройств  на рабочих местах в настоящее  время не подлежит сомнению. По данным фирмы экспертов, почти две трети  всех применяемых в сфере бизнеса  принтеров – лазерные. Причин, объясняющих популярность лазерных принтеров, много. В них используется апробированная технология, зарекомендовавшая себя высокой надежностью; скоростная и бесшумная печать; вполне доступная цена; отличное качество печати, в большинстве случаев приближающееся к типографскому.

Лазерный принтер – один из основных видов принтеров. Основные преимущества устройств данного класса, прежде всего, в высокой производительности, и как следствие, более низкой себестоимости каждого отпечатанного листка. Кроме того, лазерный принтер представляет более широкие возможности работы с бумагой.

Лазерная технология печати довольно стара, если измерять её по времени  развития самих высоких технологий. Первый лазерный принтер был разработан в 1971 году. Результатом этой работы стало повышение скорости печати, улучшение качества отпечатка и  многомиллионные прибыли компаний. Первые лазерные принтеры стоили больше $17 тыс. и весили много больше 40 кг, а главное – выводили только монохромные отпечатки. Сегодня любой желающий может приобрести легкий цветной принтер.

Цены на лазерные принтеры в последние  годы стала стремительно падать. В 2004 году за один из самых дешёвых лазерных принтеров покупатель был вынужден отдать в среднем $250–300, в то время как сегодня большинство бюджетных моделей этого класса оцениваются не больше, чем в 160-170$. Впрочем, ценовой диапазон лазерных принтеров существенно разнится для «домашних» и «офисных моделей». Принтеры начального уровня ориентированы, прежде всего, на индивидуальных пользователей, кроме того, такие устройства оптимальны для малых офисов, где существует необходимость регулярной печати черно-белых документов в небольших объёмах. Ресурс принтера – это главный показатель принадлежности принтера к тому или иному классу. В отличие от огромных и мощных офисных «монстров», «лазерники» начального уровня рассчитаны на печать до 7000 – 15000 листов в месяц, а рекомендуемая производителем нагрузка, как правило, составляет до 1000 листов. Несложно подсчитать, что рекомендуемая нагрузка не превышает 35 листов в день, а максимальная колеблется в диапазоне от 230 до 500 листов. Таких возможностей вполне достаточно для небольших офисов и, тем более, для домашних пользователей, которые чрезвычайно редко выходят за показатели даже рекомендуемой нагрузки. При повышении нагрузки быстрее расходуется тонер, и быстрее изнашивается фотобарабан.

При выборе оптимального лазерного  принтера, нужно представлять, что  и в каких объёмах необходимо печатать. Разница в цене домашних и офисных моделей рассчитана, прежде всего, на себестоимость каждого  отпечатанного листка при пересчёте  на заявленные нагрузки. Большой принтер  для дома – деньги на ветер, а ошибка в обратную сторону грозит чрезвычайно быстрой поломкой принтера из-за перегрузок. Ну и, разумеется, печатать текст и графику – это не одно и то же, принтеры, способные работать с большим количеством форматов и информации, также добавляют денежные единицы в ценник товара.

 

 

 

1. Устройство лазерного принтера

 

Лазерный принтер – один из видов принтеров, позволяющий быстро изготавливать высококачественные отпечатки текста и графики на обыкновенной бумаге. Так как же работает лазерный принтер? Прежде всего, несколько слов о принципе действия. В лазерных принтерах используется электрографический принцип создания изображений (такой же, как и в копировальных машинах Xerox).

 

Схема устройства лазерного принтера

 

Сердцем лазерного принтера является фотопроводящий цилиндр (organic photoconduction cartridge), который часто называют печатающим барабаном. С помощью барабана производится перенос изображения на бумагу. Он представляет собой металлический цилиндр, покрытый тонкой пленкой фотопроводящего полупроводника, обычно оксидом цинка или чем либо подобным. Поверхности этого покрытия можно придать положительный или отрицательный заряд, который сохраняется на поверхности, но только до тех пор, пока барабан не освещен. Если какую либо часть барабана проэкспонировать, то покрытие приобретает проводимость и заряд стечет с освещенного участка, образовав незаряженную зону. Данный момент очень важен для понимания принципа работы лазерного принтера.

Следующей важной его частью является лазер и презиционно оптико-механическая система, перемещающая луч.

Малогабаритный лазер генерирует тонкий световой луч, отражающийся от вращающегося зеркала (как правило, шестигранного) разряжает положительно заряженную поверхность барабана. Чтобы  получилось изображение, лазер включается и выключается управляющим микроконтроллером. Вращающееся зеркало разворачивает  луч в строку на поверхности печатающего  барабана. Все это вместе создает  на его поверхности строку скрытого изображения, в котором те участки, которые должны быть черными, имеют  один заряд, а белые противоположный. После формирования строки изображения, специальный презиционный шаговый двигатель поворачивает барабан так, чтобы можно было формировать следующую строку. Это смещение равняется разрешающей способности принтера и обычно составляет 1/300,1/600 дюйма. Этот этап печати напоминает построение изображения на экране телевизионного монитора.

Но каким образом на поверхности  барабана появляется заряд, необходимый  для создания изображения? Для этого  служит тонкая проволока или сетка, называемая «коронирующим проводом». Но почему «коронирующий»? Дело в том, что на этот провод подается высокое напряжение, вызывающее возникновение светящейся ионизированной области вокруг него, которая и называется короной и придает барабану необходимый статический заряд.

Итак, на барабане сформировано изображение  вроде статического заряда и незаряженных участков. Дальше барабан проходит мимо валика, подающего из специального контейнера черный красящий порошок тонер. Частички тонера, заряженные положительно, прилипают только к нейтральным участкам, отталкиваясь от положительно заряженных. Это похоже на то, как на экране телевизора собирается пыль.

Небольшое замечание: здесь идет речь о принтерах типа Hewlett Packard LazerJet. Однако существует и другой метод формирования изображения. Он используется в принтерах Epson и других подобных, использующих двигатель фирмы Ricon. В этих принтерах разряжаются участки, которые должны быть белыми. В этом случае тонер, заряженный отрицательно притягивается к положительно заряженным участкам барабана. Отпечатки, изготовленные на таких принтерах, имеют едва уловимые различия в качестве: при использовании первого способа достигается передача деталей, а при работе со вторым более качественные черные области.

Следующим этапом является перенос  тонера (а, значит, и изображения) на бумагу. Бумага вытягивается из подающего  лотка и с помощью системы  валиков перемещается к печатающему  барабану. Перед самым барабаном  бумаге сообщается статистический заряд  с помощью еще одного коронирующего  провода, подобного тому, что используется для подготовки барабана к экспонированию. Затем бумага прижимается к поверхности  барабана. Заряды разной полярности, накопленные  на поверхности бумаги и на поверхности  барабана, вызывают перенос частиц тонера на бумагу и их надежное прилипание к последней. После переноса тонера бумага покидает поверхность барабана.

При этом валики продолжают перемещать бумагу к выходному лотку принтера. Следующим звеном принтера, встречающего бумагу с изображением на этом пути, является узел фиксации изображения. Тонер  содержит вещество, способное легко  плавится. Обычно это какой-нибудь полимер  или смола. При нагревании до 200–220 градусов и повышении давления порошок расплавляется и намертво соединяется с поверхностью бумаги. Только что вышедшие из принтера листы теплые, а слишком нетерпеливый пользователь, хватающий появившийся листок, рискует обжечь пальцы.

Далее бумага протаскивается к выходному  лотку. При этом, если листы выводятся напрямую, верхним в стопе отпечатков оказывается последний лист. Многие принтеры, однако, переворачивают бумагу лицом вниз, складывая стопу в правильном порядке, то есть верхним будет первый лист, нижним последний.

Отпечаток готов, осталось не рассмотренной  последняя важная позиция очистка  барабана. При переносе изображения  на бумагу не все частички тонера прилипают  к ней и небольшое количество их остается на барабане. Для этого на него подается электрический заряд, барабан очищается и готов к печати следующего листа.

Важным является устройство управления, как правило, микроконтроллер на базе микропроцессора. Контроллер обслуживает  порты, оперативную память, осуществляет диагностику принтера, выдает сообщения на панель управления, эмулирует различные стандарты подключения и, конечно, выдает десятки сигналов, управляющих всеми узлами принтера.

 

 

2. Принцип работы лазерных принтеров

 

2.1 Общее представление  о принципах печати

 

Впервые лазерный принтер был представлен  фирмой Hewlett Packard. В нем был использован электрографический принцип создания изображений – такой же, как в копировальных аппаратах. Различие состояло в способе экспонирования: в копировальных аппаратах оно происходит с помощью лампы, а в лазерных принтерах свет лампы заменил луч лазера.

 

Принцип работы лазерного принтера

 

Сердцем лазерного принтера является 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. Это – ключевой момент в понимании принципа работы лазерного принтера.

Другой важнейшей частью принтера является 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.

Для получения точечного изображения  лазер включается и выключается  при помощи управляющего микроконтроллера. Вращающееся зеркало разворачивает  луч в виде строки скрытого изображения  на поверхности фотобарабана.

После формирования строки специальный  шаговый двигатель поворачивает барабан для формирования следующей. Это смещение соответствует разрешающей  способности принтера по вертикали  и обычно составляет 1/300 или 1/600 дюйма. Процесс образования скрытого изображения  на барабане напоминает формирование растра на экране телевизионного монитора.

Используются два основных способа  предварительного (первичного) заряда поверхности фотоцилиндра:

– при помощи тонкой проволоки или сетки, называемой «коронирующим проводом». Высокое напряжение, подаваемое на провод, приводит к возникновению светящейся ионизированной области вокруг него, которая называется короной, и придает барабану необходимый статический заряд;

– при помощи предварительно заряженного резинового вала (PCR).

 

 

 

 

2.2 Этапы формирования  изображения

 

Процесс формирования изображения  можно разбить на 6 этапов:

• заряд;

• экспонирование;

• проявка;

• перенос;

• очистка;

• закрепление.

Рассмотрим каждый этап более подробно.

Заряд. На ролик первичного заряда (рис 2), на который подается напряжение смещения переменного и постоянного  тока. Напряжение смещения переменного  тока через ролик первичного заряда поступает на поверхность фоторецепторного барабана, тем самым стираются  остаточный заряд, и, наносится равномерный  отрицательный потенциал. При помощи напряжение смещения постоянного тока регулируется оптическая плотность изображения.

 

Первый этап формирования изображения – заряд

 

Следует заметить, что процесс формирования изображения у различных производителей отличается.

Экспонирование. Луч с узла лазера проецируется на шестигранное сканирующее  зеркало, и, отражаясь от зеркала проходит через фокусирующую систему линз. Затем луч отражается от отражающего зеркала и через щель в картридже попадает на фоторецепторный барабан (рис 3).