В принтерах какого типа используются эффекты электростатики

Обновлено: 02.05.2024

Продолжу тему познавательных статей и сегодня расскажем вам о специфике черно-белой лазерной (и светодиодной!) печати.

В основе технологии лежит принцип сухого электростатического переноса, а полное официальное название технологии — электрографическая печать. Суть этого принципа такова: источник света светит на предварительно заряженную поверхность светочувствительного вала (фотобарабана, фотовала). На тех местах, на которые попал свет, меняется заряд и к этим местам затем притягивается тонер. Затем этот тонер перетягивается за счёт электростатики на бумагу, на которой попадает в печку, где и закрепляется, под действием высокой температуры и давления. Отпечатки, сделанные таким способом, не боятся влаги, устойчивы к истиранию и выцветанию. Качество такого изображения очень высоко.

Источники света, которые используются в устройствах с технологией сухого электростатического переноса, бывают разные. В самых первых устройствах это был свет лампы, отражённой от оригинала: именно таким образом делались и делаются до сих пор аналоговые копии. Однако позже появилась технология, в которой источником света стал луч лазера. Понятно, что принтеры, в которых стал использоваться этот принцип засветки светочувствительного вала, стали называться лазерными принтерами. Луч лазера, отражённый от быстро вращающегося многогранного зеркала (призмы), пробегающий строчку за строчкой по всей длине светочувствительного вала, прорисовывает тем самым на нём последовательно, по мере его вращения, электростатическое изображение. На засвеченные участки потом притягивается тонер. Вращаясь дальше, светочувствительный барабан входит в соприкосновение с бумагой и за счёт напряжения переноса, приводимого к бумаге

посредством ролика переноса, тонер переносится на бумагу, оставаясь примагниченным к ней до тех пор, пока бумага с тонером на нём, не попадёт в узел термозакрепления (печку), где тонер будет вплавлен в бумагу, создав тем самым готовый отпечаток. Альтернативным источником света, который засвечивает фотобарабан в современном принтере, является светодиодная линейка. Она состоит из множества (от 2.5 до 10 тысяч штук, в зависимости от разрешения линейки) светодиодов, размещённых в ряд (образующих тем самым светодиодную линейку) вдоль всей длины светочувствительного вала. Засветка одной строки в светодиодном принтере происходит одновременно: по команде контроллера, те светодиоды, под которыми на светочувствительном валу должна появиться точка изображения, вспыхивают, остальные — нет. Ряды точек при вращении фотобарабана также формируют на нём электростатическое изображение, которое затем проявляется тонером и переносится на бумагу, где и закрепляется — точно так же, как описано выше для лазерной печати.

Качество печати, получаемое на принтерах, использующих эти две технологии, практически идентично и сами отпечатки обладают одинаковыми потребительскими свойствами. В будущих постах я еще расскажу об огромных преимуществах светодиодной технологии.

Рассмотрим процесс печати более подробно (на примере светодиодных принтеров Оки)

1. Подача бумаги
Именно с этого начинается процесс печати. Бумага подаётся из лотка принтера при помощи подающего ролика. Он прижимается к пачке бумаги и вращаясь начинает сдвигать верх пачки в сторону механизма принтера. Верхний лист отделяется от остальной пачки при помощи т.н. тормозной площадки, называемой также сепаратором, которая останавливает движение всех остальных листов, подавая в принтер только один. Двигаясь дальше, лист попадает под ролик регистрации, где его передний край выравнивается. Производится это за счёт небольшой задержки вращения этого ролика, когда бумага, подаваемая непрерывно из лотка несколько «горбится» перед ним, пока он не вращается. Когда он начинает вращение, то захватывает передний край целиком и бумага продаётся в принтер ровно.

2. Зарядка Фотовала

Одновременно с подачей бумаги начинается зарядка светочувствительного вала (фотобарабана). Зарядка производится при помощи Ролика зарядки (Charge Roller), на который подаётся постоянны отрицательный потенциал с Высоковольтного Блока Питания (ВВБП). Поверхность светочувствительного вала получает постоянный отрицательный заряд по всей длине вала. Следует отметить, что именно процесс зарядки фотовала традиционно сопровождался активным выделением озона. Происходило это потому, что вместо ролика зарядки ранее использовался коронатор — тонкая нить, по которой проходил ток высокого напряжения, создающий коронный разряд (отсюда и название «коронатор» или «коротрон»), создавая заряд на фотобарабане. Параллельно с зарядом фотобарабана, нить коронатора ионизировала воздух, заставляя молекулы кислорода расщепляться, образуя в большом количестве озон. Полезный в малых дозах, в больших он вреден для здоровья, приводя к головокружению и утомляемости. На сегодня практически во всех принтерах коронатор заменён роликом зарядки, при работе которого не образуется озон.

Светодиодная линейка (или в случае с лазерными принтерами — сканирующий по длине фотовала луч лазера) освещает отрицательно заряженную поверхность фотобарабана. Места, которые должны быть засвечены на фотобарабане, определяются контроллером построения изображения. На тех местах, куда попадает луч света, отрицательный заряд снимается, становясь нулевым. Тем самым на поверхности фотобарабана создаётся электростатическое изображение будущего отпечатка.

Отрицательно заряженный ролик подачи тонера придаёт тонеру отрицательный заряд и подаёт его на ролик проявки. Дозирующее лезвие распределяет его на этом ролике тонким ровным слоем. После этого тонер входит в контакт с фотобарабаном и притягивается на него в тех местах, где отрицательный заряд был снят путём засветки. Тем самым электростатическое (неви-димое) изображение преобразуется в видимое (проявляется). Притянутый к фотобарабану тонер движется на нём дальше, пока не приходит в соприкосновение с бумагой.

В месте контакта фотобарабана с бумагой, под бумагой находится ещё один ролик, называемый роликом переноса. На него подаётся положи-тельный заряд, который он сообщает и бумаге, с которой контактирует. Частички тонера, войдя в соприкоснове-ние с положительно заряжен-ной бумагой, перетягиваются на неё и удерживаются на поверхности за счёт электростатики. Если в этот момент посмотреть на бумагу, на ней будет сформировано полностью готовое изобра-жение, которое, однако можно легко разрушить, проведя по нему пальцем: изображение состоит из притянутого к бумаге порошка тонера, ничем другим, кроме электростатики, на бумаге не удерживаемое. Для получения финального отпечатка изображение необходимо закрепить.

Закрепляется изображение за счёт нагрева и давления. Происходит этот процесс в печке (фьюзере). Она состоит из двух валов — верхний вал, внутри которого находится нагревательный элемент (обычно — галогенная лампа), называемый термовалом и нижний вал (прижимной ролик), который прижимает бумагу к верхнему за счёт подпорной пружины. За температурой термовала следит термодатчик (термистор). При нагреве бумаги тонер, притянутый к ней, расплавляется и в жидком виде вжимается в текстуру бумаги. Выйдя из печки тонер быстро застывает, что создаёт постоянное изображение, устойчивое к внешним воздействиям. Чтобы бумага, на которой нанесён тонер, не прилипала к термовалу, на нём выполнены отделители бумаги. Следует отметить, что термовал — не единственная реализация нагревателя. Альтернативой является печка, в которой используется термоплёнка: специальный гибкий материал с на нагревательными элементами в своей структуре. Преимущество печек с термоплёнкой состоит в том, что они очень быстро (практически сразу после включения принтера) выходят на рабочую температуру, в то время как печке с термовалами необходимо время, чтобы прогреться перед началом работы. С другой стороны, плёнка более подвержена повреждениям, в случае если внутрь печки попадёт твёрдый предмет.

В процессе переноса не весь тонер, который должен был попасть на бумагу, в действительности на неё попадает. Часть тонера остаётся на поверхности фотобарабана. Для её очистки в светодиодных принтерах Оки существует специальный чистящий цикл. Он выполняется после каждых 10 листов или принудительно запускается вручную пользователем. В процессе этого цикла, напряжение подаётся на специальный ролик очистки (находящийся ниже ролика заряда). Тонер перетягивается на этот ролик, а затем вновь возвращается на фотобарабан. На его поверхности он доходит до ролика проявки, на который на цикле очистки подаётся положительный потенциал, что заставляет тонер переходить на него и возвращаться в бункер со свежим тонером. Таким образом работает система рециркуляции, позволяющая повторно использовать тонер, который не попал на бумагу. Надо сказать, что это не самая распространённая схема. В большом количестве принтеров не используется рециркуляция. Вместо ролика очистки в картриджах таких принтеров стоит чистящее лезвие (Cleaning Blade), которое механически «срезает» остатки тонера с поверхности фотобарабана и отправляет их в специальный бункер сбора отработки — полость внутри картриджа, заизолированную от полости, где находится свежий тонер. У каждого из таких подходов есть плюсы и минусы. Плюсом картриджей с бункером отработки является то, что тонер, участвующий в печати, всегда чистый, свободный от мусора, который может попасть в него с бумаги. Плюсом картриджей с рециркуляцией является заметная (до 30%) экономия тонера. При использовании качественной бумаги больших проблем не возникает и с мусором, но если на бумаге экономить, наличие рециркуляции быстро приведёт к ухудшению качества печати за счёт загрязнения тонера и износа валов внутри картриджа.

Физические основы и материалы, используемые в электрографических лазерных принтерах, копирах, МФУ.

Известно, что электропроводимость определенных материалов меняется под воздействием света. Это свойство и было положено в основу процесса электрографической печати.

Основой механизма печатающего устройства является фотобарабан (рис. 1), представляющий собой алюминиевый цилиндр с нанесенным на него светочувствительным слоем, в котором при попада­нии фотонов света формируется скрытое электро­статическое поле, представляющее собой точную проекцию оригинала, первоначально отразившего этот свет.

В отдельных моделях копировальных аппаратов встречаются некоторые модификации подобной конструкции, например, барабан может быть заменен на светочувствительную мастер-пленку, которая тоже представляет собой фоточувстви­тельный слой, но только нанесенный не на алюми­ниевый барабан, а на гибкую синтетическую основу

Фотобарабан обычно называют еще и фоторецептором или светочувствительным барабаном (СБ). Фотобарабан очень чувствите­лен к свету. Солнечный свет может навсегда вывести барабан из строя. Если барабан извлечен из маши­ны, он должен быть укрыт от света газетами или еще чем-то, чтобы обеспечить максимальное его затемнение. Слег­ка засвеченный барабан может восстановить свои свойства после «отдыха» в темноте, но обычно все равно остаются дефекты. Имеется несколько типов фоторецепторов. Наиболее популярен органический фоторецептор. Слово «органический» говорит о том, что такие рецепторы можно выбрасывать после выработки их ресурса в обычный мусор.

Ранее использовались се­леновые или кадмий-сульфидные барабаны, которые нужно было возвращать производителю для правильной ути­лизации. Некоторые, еще более устаревшие машины использовали розовый фотопроводник - оксид цинка с очень небольшим сроком службы. Его хватало всего на 500. 1000 копий.

Большинство органических или селеновых барабанов выдерживают производство 30000. 200000 копий.

Также используется материал, называемый аморфный силикон, которого хватает примерно на 1000000 копий. Обычно на практике при­ходится работать только с органическими и селеновыми барабанами.

Органические барабаны могут иметь любой цвет.

Селеновые барабаны зеркальные.

Кад­мий-сульфидные имеют рыжевато-коричневый цвет.

Барабаны недолговечны и дорого стоят. Они всегда имеют известное время жизни. Трение бумаги, чистя­щее лезвие, пальцы отделения приводят к их износу. Если что-то сделано неправильно, барабан выйдет из строя раньше, и это будет стоить денег.

Барабан можно отполировать пастой, используемой для по­лировки металла. Это поможет убрать небольшие царапины, но сократит общее время жизни барабана. Поверхность барабана очень гладкая. Любые пятна, царапины или зазубрины будут видны на копии. Ба­рабан электрически заземляется на корпус машины, обычно через его металлическую ось.

Основные характеристики фотопроводников позволяют оценить возможности, которые влияют на процесс воспроизведения изображения устройствами печати и копирами. Эти базовые сведения необходимо знать каждому специалисту, который связан с обслуживанием, диагностикой и ремонтом такого оборудования. Указанные характеристики помогут также правильно осуществить выбор принтера (или копира) с учетом требований к качеству печати в Вашей организации или на предприятии.

Основы работы любого копировального аппарата и лазерного принтера лежит процесс сухой ксерографии. В свою очередь, он базируется на методе создания изображения называемом сухой электрографией. В основе электростатической фотографии лежит способность некоторых полупроводников уменьшать свое удельное сопротивление под действием света. Такие полупроводники называются фотопроводниками и используются для изготовления фоторецепторов.

Основные характеристики фотопроводников это:

1. Спектральная чувствительность - характеризует способность фото проводника реагировать на излучение различных длин волн. Ни один фото проводник не может одинаково реагировать на различные длины волн. Некоторые типы фоторецепторов слабо реагируют на голубой цвет, который вообще не воспроизводится на копии, некоторые слабо реагируют на желтый цвет. В цифровых аппаратах фотопроводник имеет максимальную чувствительность к длине волны излучения полупроводникового -780 нм для G a Al As-лазера. Кпд ЭФ-устройства определяется эффективностью фотогенерации свободных носителей заряда, которая, как правило, меньше 1, но возрастает с увеличением электрического поля. В идеале, фотопроводник должен одинаково хорошо передавать все цвета, однако обычно этого не происходит.
2. Фотоэлектрическая чувствительность (скорость формирования изображения) - это величина, характеризующая скорость уменьшения заряда на фото рецепторе при освещении его светом заданной интенсивности. Чем меньше остаточная величина заряда на фоторецепторе после его экспонирования, тем выше качество копии. Эта величина может зависеть от материала, срока эксплуатации и состояния проводника.
3. Скорость темновой утечки - величина, характеризующая, как быстро фото проводник теряет заряд в темноте. Это связано с тем, что полупроводник из которого изготовлен фоторецептор, хотя и приобретает в темноте свойства диэлектрика, но все же не может хранить заряд так долго, как это могут делать диэлектрики.
4. Усталость материала - это явление, возникающее при многократном и частом экспонировании фоторецептора.. Усталость материала может возникать и при засветке солнечным светом Усталость материала приводит к увеличению скорости темновой утечки заряда, а в некоторых случаях наоборот к с охранению заряда на поверхности после экспонирования.
5. Устойчивость к внешним воздействиям - эта характеристика определяет способность фотопроводника сохранять свои свойства как можно дольше при механическом контакте с бумагой. Фотополупроводники должны быть достаточно стабильны при работе в атмосфере химически активных молекул (озона, оксидов азота и др.), образующихся в короне, и устойчивы к механическим воздействиям при проявлении и очистке, а также фотохимически инертны к воздействию экспонирующего излучения и естественно, должны быть экологически чистыми. К примеру бумага, при правильном использовании аппарата, является наиболее важным фактором естественного износа фоторецептора.. Поэтому шероховатая бумага, неправильно обрезанная и т.д. сокращает срок службы фоторецептора. Хотя сама бумага практически не контактирует с фоторецептором, однако жесткие волокна бумаги могут попадать под ракельный нож. Кроме того, срок его службы сокращают различные химические вещества, которые могут попасть на него с бумаги или с другого источника, а также механические повреждения.
6. Кристаллизация - процесс преобразования атомов фотопроводника из аморфной структуры в упорядоченную, кристаллическую. При этом фотопроводник теряет свои свойства. Такой процесс нельзя остановить, но можно замедлить при правильном обращении с проводником.
7. Начальный потенциал - это потенциал на поверхности фоторецептора, при котором накапливаемый заряд равен заряду, утекающему в подложку. Обычно фоторецептор заряжают до потенциала ниже начального, чтобы избежать его повреждения.
8. Остаточный потенциал - потенциал, который остается на осветленных участках фоторецептора, после экспонирования При экспонировании фоторецептор быстро теряет заряд до определенной величины, затем скорость утекания заряда значительно снижается. Высокий остаточный потенциал способствует притягиванию частиц тонера на освещенные участки, что приводит к фону на копии.

Рассматриваемые характеристики фотопроводника тщательно анализируются при выборе его в качестве фоторецептора для копировального аппарата или принтера. В современных принтерах и копирах доминирующее положение занимают разнообразные органические фотопроводники. Основные их преимущества: высокие физико-механические свойства, экологическая безопасность и низкая стоимость. В высокоскоростных копировальных машинах в качестве фоторецепторов используются ремни, покрытые несколькими слоями органических фотопроводников, а в большинстве копировальных аппаратов - алюминиевые барабаны с многослойным покрытием из органических фотопроводников. Большинство органических материалов обладает хорошими фотогенерационными или злектронно-транспортными свойствами. Поэтому в настоящее время в основном производятся двухслойные органические фоторецепторы, в которых функции фото генерации и транспорта носителей заряда распределены между различными слоями. Толстый транспортный слой (ТС) наносится на более тонкий генерационный слой (ГС) органического пигмента или красителя (см. рис. 2).

ТС состоит из электронно-транспортного полимера или из инертного полимерного связующего, где однородно распределены мономерные транспортные молекулы.

В ГС наиболее часто применяются новые классы фотопроводящих органических соединений: пери лены, скварилиевые красители, тиапириллиевые красители, азосоединения, безметальный фталоцианин, фталоцианин ванадила. Эффективность фотогенерации свободных носителей заряда определяется конкуренцией процессов парной рекомбинации носителей заряда, то есть вероятностью рекомбинации пары электрон - дырка, образованной при поглощении одного фотона и их перехода в свободное состояние, а именно вероятностью диссоциации пары на свободные носители заряда. На эффективность фоторецептора влияет также величина энергетического барьера для инжекции носителей заряда из ГС в ТС.

ТС состоит из полимерного связующего, допированного (легированного) транспортными молекулами, поэтому возможно независимое изменение его транспортных и физико-механических характеристик. Для того чтобы служить транспортными центрами для дырок, молекулы допанта (специально в веденной примеси) должны иметь низкий потенциал ионизации.

Основные процессы электрографического принтера

Рис. 3.1. Заряд Рис. 3.2. Разряд

Основные процессы электрографии – это заряд светочувствительного барабана и разряд светочувствительного барабана ( рис. 3.1; 3.2). На рисунке CGL – это светочувствительный слой генерации заряда, CTL – светочувствительный проводящий слой.

Процесс состоит из следующих основных этапов:

• Предварительная зарядка отрицательным потенциалом поверхности фоточувствительного барабана.
• Проецирование изображения на барабан таким образом, чтобы лучи лазера, соответствующие отраженным от темных участков оригинала лучам света, нейтрализовали соответствующие области фоторецептора, оставляя отрицательно заряженными лишь те части барабана, на которые в дальнейшем не будет накла­дываться тонер.
• Перенос отрицательно заряженных частиц тонера с магнитного вала узла проявки на положительно заряженные участки поверхности фотобарабана.
• Перенос тонера с барабана на бумагу.
• Термическое закрепление копии.

Часто фотобарабан рассматривается целиком - как неразделимый узел, включающий в себя несу­щие крепления, ракель для счистки отработанного тонера, бункер, куда этот тонер попадает после сня­тия с барабана, и прочие детали: коротрон перено­са, лампы предварительной засветки и бланкирова­ния, специальные печатные платы барабана и т. п. В таких случаях он называется узлом барабана, драм-картриджем или драм-юнитом.

Основная функциональная часть фотобарабана - светочувствительный слой, в котором при попада­нии фотонов света формируется скрытое электро­статическое поле, представляющее собой точную проекцию оригинала, первоначально отразившего этот свет.

В основе работы струйных принтеров лежит принцип распыления чернил в виде струй или капель, образующих изображение на носителе. Такие принтеры менее габаритны, стоимость печати значительно выше, прихотливы к бумаге, пленке и т.д, формат печати А4; А3. Струйный принтер можно рекомендовать для использования дома или в офисе, где не требуется много и часто печатать, но желательно получать распечатки высокого качества. Конструкция струйного принтера

Большинство узлов струйного принтера заимствовано из конструкции матричного принтера. В них также присутствуют бумагопротяжный барабан, контроллер и устройство подачи бумаги. Различия заключаются в основном в конструкции печатающей, головки : вместо картриджа с красящей лентой здесь применяется картридж с чернилами. Печатающие головки и картриджи. Печатающая головка струйного принтера в зависимости от типа применяемых картриджей может иметь различную конструкцию. Если применяются картриджи со встроенной системой распыления чернил, то головка принтера содержит только гнездо для установки картриджа. В этом гнезде имеются контактные пластины, предназначенные для передачи управляющих сигналов в систему распыления чернил. В гнездо для картриджа можно выбрать следующие типы: ч/б, цветная, картридж повышенной емкости, фотокартридж. В некоторых принтерах используется один картридж, в некоторых несколько.

В некоторых специальных принтерах чернила подаются в печатающую головку из особого резервуара по трубопроводу.

В составе цветных картриджей обычно имеются чернильницы с красными (пурпурными), желтыми и синими (голубыми) чернилами. Смешение этих цветов позволяет получать требуемые оттенки в рамках цвето- Holl модели CMYK ( Cyan-Magenta-Yellow-Black - голубой красный-желтый-черный). Большинство графических редакторов ориентировано на цветовую модель RGB ( Red-Green-Blue - красный-зеленый-синий).

При выводе изображения на бумагу необходим дополнительно черный цвет, так как, в отличие от экрана монитора, бумага не черная. Различные цвета получаются за счет нанесения на бумагу разного количества чернил (капель) разного цвета. Такая работа выполняется драйвером. Различные цветовые модели имеют разный цветовой охват, то есть в рамках одной цветовой модели возможно воспроизведение цветов и оттенков, недоступных в другой модели. Модель CMYK имеет меньший цветовой охват. Следовательно изображение может выглядеть не так как на мониторе.

Поскольку в принтерах стремятся применять быстросохнущие чернила, возникает опасность их засыхания в соплах печатающей головки при длительном бездействии, что может привести к выходу головки из строя. Чтобы гарантировать нормальную работу принтеров после длительного перерыва, в них устанавливаются специальные устройства для защиты печатающей головки от засорения и засыхания чернил. При отключении принтера печатающая головка отводится на специальный "парковочный" участок направляющих. И под сопла подводятся специальные заглушки , устраняющие контакт с воздухом. Перед работой печатающая головка проводится над специальным скребком, очищающим рабочую поверхность.

Бумагопротяжный механизм. В отличие матричных принтеров, бумагопротяжный не имеет ручной протяжки бумаги. Принтеры оснащены автоматической подачи бумаги стандартных форматов. Возможность печати на рулонной бумаге также отсутствует.

Контроллер, буферная память. В таких принтерах используется быстродействующий микропроцессор , который управляет механизмами управления печати.

Для быстрого вывода документа на печать необходимо обеспечить передачу данных в принтер на высокой скорости. Также принтер должен иметь большой объем буферной памяти. В некоторых принтерах имеется возможность наращивать объем буферной памяти. Измеряется от десяток до сотен Килобайт .

В струйных принтерах используются различные технологии печати. Хотя изображение всегда формируется из капель чернил, выбрасываемых печатающей головкой на носитель, существуют разные методы образования этих капель и управления их движением.

Технологии струйной печати

В различных моделях современных струйных принтеров применяются несколько технологий печати.

Струйная печать с электростатическим управлением. Управление движением капель чернил осуществляется электростатическим полем.

Термоэлектрическая (пузырьково-струйная - bubble-jet ) печать. Капли чернил выбрасываются на носитель за счет давления расширяющихся пузырьков пара. Пар образуется при испарении растворителя чернил под действием специального нагревателя.

Пьезоэлектрическая ( piezoelectric ) печать. Чернила выбрасываются на носитель за счет колебания активных пьезоэлементов , находящихся в соплах печатающей головки .

Струйная печать с электростатическим управлением.

В основе технологии лежит свойство электрически заряженных тел: тела с одноименными зарядами отпиливаются, а с разноименными - притягиваются друг к другу. Если каплю чернил в печатающей головке принтера зарядить электрическим зарядом и затем заставить двигаться между заряженными электродами, то путем изменения заряда этих электродов можно изменять траекторию движения тел.

Печатающая головка с электростатическим управлением

Цифрами на рисунке обозначены следующие компоненты печатающей головки .

Фильтр предназначен для защиты сопел и остальных частей печатающей системы от попадания частиц пыли и иных примесей, которые могут оказаться в чернилах.

Вибратор, генерирующий ультразвуковые колебания. Для получения равномерной струи чернил, выбрасываемой из сопла, оно непрерывно встряхивается вибратором с частотой около 100 кГц.

Сопло предназначено для образования ровной однородной струи чернил. Для получения равномерного потока чернил. Для формирования струи нужной формы, а также придания каплям необходимой скорости чернила подаются к соплам под давлением. Это давление может создаваться при помощи насоса или путем подачи в емкость с чернилами сжатого воздуха (чтобы чернила в емкости не засыхали, воздух подается не в сам бак с чернилами, а в специальный отсек, отделенный от остального объема гибкой перегородкой или подвижным поршнем).

Заряжающий электрод представляет собой полый цилиндр, к которому приложено напряжение. Пролетая через этот цилиндр, струя чернил дробится на капли, которые приобретают электрический заряд. Именно это позволяет управлять дальнейшим движением капель.

Управляющие электроды предназначены для отклонения капель чернил (управления их движением). Для придания электродам необходимого заряда к ним прикладывают высокое напряжение. Как видно на рисунке, пролетая мимо управляющих электродов, капли чернил либо не изменяют свою траекторию и попадают на носитель, либо отклоняются от прямого пути и отводятся в специальный сборник чернил.

Электрическое отклонение капель используется для переключения состояния головки "печатает" - "не печатает".

Сборник чернил предназначен для сбора чернил, отклоняемых от носителя. Собранные в нем чернила могут затем использоваться вновь.

Вращающийся барабан в зависимости от типа принтера может быть либо бумагопротяжным валом, протягивающим бумагу (или пленку) мимо печатающей головки , либо промежуточным валом. В некоторых принтерах изображение первоначально формируется на промежуточном вале, а затем переносится на носитель путем прокатывания по нему вала.

Сопло непрерывно выбрасывает поток чернил, который затем дробится на капли. Если в данный момент не нужно, чтобы капли из сопла достигали носителя, они отклоняются в сторону и отводятся в сборник для повторного использования. Для обеспечения повторного использования чернил в состав принтера должен входить насос для перекачки чернил.

Струйные принтеры можно разделить также на группы: чернила через сопло выбрасываются непрерывно или только при необходимости.

Если чернила выбрасываются непрерывно, метод печати относится к группе "непрерывный поток чернил". В таких принтерах чернила выбрасываются соплом непрерывно, а на носитель направляются по мере необходимости. Это позволяет повысить быстродействие печатающей головки , так как подготовка сопла к выбросу одной капли может занимать гораздо больше времени, чем перенаправление готовых капель.

Если же капли чернил выстреливаются из сопел на носитель только по мере надобности, метод печати относится к группе "капля по требованию". Принтеры этой группы имеют меньшее быстродействие .

Во время движения от сопла до сборника капли соприкасаются с воздухом, чернила могут загустеть, чтобы исключить такие случаи, применяют специальные системы контроля вязкости чернил. При достижении некоторого критического значения вязкости в чернила добавляется растворитель.

Печатающая головка состоит из трех основных блоков: блока сопел, блока электродов и блока сборников чернил. Основным материалом является кремний и его соединения. Все блоки выполняются при помощи технологий напыления и травления из многослойных заготовок. Электроды формируются из металлических пленок, напыляемых на поверхность кремниевой пластины. Блок сопел содержит в себе сами сопла, а также систему подводящих каналов, обеспечивающих подачу чернил, в состав которой входит фильтр

Защитное покрытие. Ряд сопел. Печатающая головка может иметь одно или несколько сопел, в зависимости от качества печати.

Сопло. В данном случае сопла образованы отверстиями в слое нитрида кремния. Этот слой наносится на кремниевую основу всей структуры блока сопел, после чего в нем протравливаются отверстия, образующие сопла. Для того чтобы капли, вылетающие из разных сопел, имели одинаковый размер, необходимо, чтобы одинаковый размер имели сами сопла. В данном случае их размер 5.мкм. Разные по размеру сопла будут образовывать различные капли, которые, соответственно, оставят на носителе следы разного размера, что приведет к искажению изображения.

Слой нитрида кремния. Канал для подвода чернил к соплам. Он представляет собой выемку в кремниевой основе блока. По этому каналу чернила, подводимые к печатающей головке, поступают через фильтр к соплам. Для транспортировки по каналу к соплам и образования капель чернила необходимо подавать под давлением.

Отверстие для подвода чернил. Для подачи чернил к соплам необходимо пропустить их через стеклянную подложку (см. ниже), на которой располагается блок сопел. Именно для этого и служат отверстия, просверленные в стекле с помощью ультразвуковых сверлильных установок.

Пирамидальная выемка с соплом. Осуществляет подвод чернил к соплам. Форма выемки способствует сбору чернил с поверхности фильтра и направлению их к соплам.

Фильтр. Его основная функция - улавливание частиц пыли и иных твердых примесей, которые могут случайно оказаться в чернилах. Если не установить фильтр, эти примеси могут достичь сопел и закупорить их.

Стеклянная mподложка. Кремниевые структуры, из которых изготавливаются основные компоненты блока сопел, хрупкие, а потому нуждаются в поддержке. Подложка, обеспечивающая прочность блока, изготавливается из стекла, обладающего малым коэффициентом температурного расширения.

Кремниевая основа блока. Все компоненты блока сопел (кроме стеклянной подложки) выполняются из кремния и его соединений. Кремний относительно легко использовать для напыления и распыления, что необходимо для получения каналов и выемок для сопел.

Кроме блока сопел в составе печатающей головки имеются блоки электродов и сборников чернил, служащих для отклонения капель и для сбора тех капель, которые не попали на бумагу.

Как всегда, все началось с идеи. В 1938 г. молодого американского студента Честера Карлсона (Chester Carlson) совсем не устраивало качество тогдашних отпечатков, выходивших из мимеографов — копировальных машин для размножения небольших партий печатной продукции. Молодой изобретатель потратил несколько лет на исследования, и они принесли плоды. В 1938 г. Карлсон сумел перенести сухое изображение на бумагу с помощью статического электричества. Новоявленный аппарат получил название электрограф.

На протяжении следующих шести лет Честер совершенствовал громоздкую машину, параллельно пытаясь заинтересовать инвесторов своим изобретением. Успех нашел его лишь в 1947 г. Некая компания The Haloid Company разглядела потенциал нового устройства и выкупила лицензию на дальнейшую разработку и коммерческое продвижение электрографа. Позже эта компания стала называться Xerox.

После этого начался динамичный путь трансформации электрографа в современный лазерный принтер:

• 1948 г. — Haloid Company переименовали электрограф в ксерокс.
• 1949 г. — выпуск первого устройства Model A, которое копировало изображения путем переноса сухого тонера на бумагу с помощью электростатики. Это был громоздкий прибор, требующий многократного вмешательства в процесс печати.
• 1959 г. — происходит эпохальное событие: на смену Model A приходит ксерограф Xerox 914. В отличие от предшественника, процесс печати в Xerox 914 автоматизирован и составляет до 7 копий в минуту.
• 1971 г. — разработка первого устройства, печатающего с помощью лазерного луча. Из-за большого числа недочетов, модель так и не пустили в серийное производство.
• 1977 г. — презентация первого лазерного принтера для серийной печати Xerox 9700. Это было большое и дорогое (около 350 000 долларов) устройство, недоступное обычным пользователям. Однако, по скорости печати он до сих пор опережает современные принтеры.
• 1982 г. — компания Canon выпустила первый компактный лазерный принтер.
• 1984 г. — к разработке лазерной печати подключается Hewlett Packard. Вместе с Canon они создают линейку принтеров LaserJet. Новинка обеспечивала хорошее качество отпечатков и была доступна покупателям среднего достатка.
• 1986 г. — компания Apple выводит на рынок свою продукцию: линейку LaserWriter. Наличие языка печати(PostScript) и высокое разрешение отпечатков выделяло принтеры LaserWriter среди конкурентов. Однако, в конце 90-х принтеры Apple покинули рынок печатной техники.
• 1993 г. — появление цветной лазерной печати.

Компании-производители лазерных принтеров продолжают совершенствовать технологию, работая над повышением разрешения изображений, увеличением скорости печати. После того как Hewlett Packard внедрили картриджи с тонером, лазерники стали действительно доступной печатной техникой.

Как работает лазерный принтер?

Так как прародителем принтеров с лазером были копиры, то принцип работы у них имеет много общего. Итак, после нажатия кнопки «печать» запускается сложный последовательный процесс из 7 этапов.

Тонер необходимо зафиксировать на бумаге, чтобы изображение стало устойчивым к механическому воздействию. Лист протягивается через механизм закрепления, состоящий из термовала со встроенной галогенной лампой и прижимного ролика. Под действием высокой температуры и давления тонер впечатывается в поверхность бумаги.

В некоторых лазерных принтерах для нагрева используется не термовал, а термопленка. Она обеспечивает более быстрый нагрев по сравнению с галогенной лампой. Недостаток термопленки в том, что при малейшем засорении или повреждении она выходит из строя.

Весь цикл печати одного листа формата А4 на современных лазерных принтерах осуществляется за считаные секунды. Быстрее, чем на струйных конкурентах. Однако, лазерники немного дольше готовятся к старту из-за необходимости разогреть печь.

Строение лазерного картриджа

Сравнительный обзор лазерных и струйных принтеров

Чтобы принтер оправдал возложенные на него ожидания, нужно четко понимать, для каких целей он приобретается. Планируете ли вы печатать фотографии, полиграфическую продукцию или рефераты? Устройство нужно для офисного пользования или домашнего? Будет ли принтер использоваться интенсивно или с простоями? Ответив на эти вопросы, больше шансов сделать рациональный выбор.

Подобрать печатное устройство для узконаправленных задач проще, чем искать универсальный аппарат«на все случаи жизни».

Сравнение струйных и лазерных принтеров

• к уф-лучам;
• к влаге;
• к мех. воздействию.

• средняя
• низкая
• высокая

• высокая
• высокая
• средняя

Вышеуказанные параметры нельзя считать истиной в последней инстанции. Многие показатели могут сильно отличаться в зависимости от модели принтера.

Преимущества струйных принтеров:

• невысокая цена;
• идеальная цветопередача;
• компактные размеры.

Что касается минусов, к ним относят необходимость в частой замене расходных элементов, затраты на которые со временем превышают первоначальную цену принтера. Это не качается устройств с СНПЧ — их обслуживание в 2 раза дешевле лазерных.

Плюсы и минусы цветных и монохромных лазерных принтеров

• высокая скорость печати;
• бесперебойная работа при больших нагрузках;
• низкая стоимость отпечатка.

• высокая скорость печати;
• печать изображений, цветных схем

• не подходят для фотопечати

• высокая цена
• не подходят для печати фотографий.
• высокое энергопотребление

Обобщенные выводы таковы: струйные аппараты незаменимы для распечатывания цветных фото высокого качества и для домашнего использования. Если список ваших приоритетов возглавляет высокая скорость и большие объемы печати, то разумным решением будет покупка лазерного принтера.

Виды тонера для лазерной печати

Под термином «тонер» подразумевается мелкодисперсный порошок, используемый в лазерных принтерах и электрографических копирах. Это многокомпонентное вещество со сложным составом. Ресурс работы картриджа напрямую зависит от качества тонера. Поэтому, если вам приходится сталкиваться с заправкой картриджа, нужно иметь представление о видах этого расходного материала.

Из чего состоит тонер

Упрощенная классификация тонера

• Механический тонер – это результат измельчения твердой основы и ее последующего многократного просеивания.
• Химический тонер получают методом микросуспензионной полимеризации. Механические тонеры мягче ведут себя по отношению к картриджу, что положительно влияет нам его срок службы.

• Магнитные тонеры выполняют двойную работу: проявление и окрашивание. Для этого в их состав вводят оксид железа.
• Немагнитные этой добавки либо не имеют, либо ее количества слишком мало.

• Черные. Используются в монохромных принтерах.
• Цветные. Для цветной печати необходимы 3 базовых тонера – желтый, красный, голубой. Цвет тонера зависит от цвета добавленного в него пигмента.

• Положительно заряженный тонер подходит аналоговым устройствам с отрицательно заряженным фоторецептором и цифровым принтерам с плюсовым фоторецептором.
• Тонер с отрицательным зарядом применяется в противоположном порядке: аналоговая печать с «плюсовым» фоторецептором и цифровая с «минусовым».
• Необходимый заряд тонеру придают специальные добавки CCA.

• Полиэстеровые тонеры эффективно фиксируются на бумаге благодаря низкой температуре размягчения.
• Стирен-акриловые. Исчезающий вид тонера. Тоже могут обеспечить хорошее закрепление цвета, но в состав для этого вводят различные модификаторы.

Поскольку существует множество разновидностей лазерной печати, вышеперечисленные признаки могут встречаться в разных комбинациях. Кроме того, в разных моделях принтеров один и тот же тонер по-разному влияет на качество изображения.

Комбинации зарядов тонера и фотобарабана в различных системах печати

Системы печати	Заряд тонера	Заряд фотобарабана	Примеры
цифровая система печати	отрицательный	отрицательный	HP, Canon, Sharp, Ricoh, Samsung, Lexmark и др.
цифровая система печати	положительный	положительный	Kyocera, Brother и др.
аналоговая система печати	положительный	отрицательный	Canon, Xerox, Sharp и др.
аналоговая система печати	отрицательный	положительный	Kyocera Mita

Роль чипа в лазерном картридже

Чип — маленькая по размеру, но не по важности деталь. Это своеобразный хранитель базы данных картриджа. Он обменивается данными с принтером и содержит всю собранную и запрограммированную производителем информацию:

• серийный номер;
• тип картриджа;
• дату установки и активации;
• модель совместимого принтера;
• количество напечатанных страниц.

Классификация чипов картриджей

Признаки классификации	Виды чипов
По способу подключения	контактные; бесконтактные
По виду протокола обмена данными	1-Wire; 12C
По возможности блокировки	блокирующиеся; не блокирующиеся

Для чего чипуются принтеры?

Производители объясняют наличие чипа удобством для пользователя. Микросхема ускоряет обмен данными между компьютером и принтером, контролирует расход тонера и совершенствует процесс печати.

На самом деле, основная задача чипа — вести обратный отсчет количества напечатанных страниц. Когда эта цифра приближается к критическому порогу, чип подает на ПК сигнал о том, что картридж пуст. После этого работа печатающего устройства либо останавливается, либо продолжается, но с частыми уведомлениями о необходимости заменить картридж. Это зависит от того, какой чип вмонтирован в устройство: блокирующийся или нет. Первый тип популярен у Xerox, Samsung. Не блокирующийся чип устанавливают в свои принтеры Canon, HP.

Что делать, когда чип блокирует работу принтера?

Строение и функции фотобарабана

Фотобарабан — сердце любого лазерного принтера или копира. Он принимает непосредственное участие в нанесении тонера на бумагу. С виду это металлический цилиндр с полой внутренностью, покрытый тонким слоем фотопроводника. Длина барабана варьируется от 20 до нескольких десятков см в зависимости от модели принтера, для которой предназначен. По бокам расположены пластиковые шестеренки.

Строение фотобарабана (фотовала) в разрезе

Работа фотобарабана начинается с приобретения им электростатического заряда. Лазер воспроизводит на барабане будущее изображение, передавая запрограммированным участкам положительный заряд. Частицы тонера(предварительно получившие отрицательный заряд от ролика проявки) притягиваются к поверхности барабана. После этого цилиндр отпечатывает на бумаге изображение и лист отправляется в печку для«запекания» тонера в бумагу.

Что такое драм-юнит?

В лазерниках и копирах премиум сегмента барабан расположен непосредственно внутри устройства. Ресурс печати в этом случае — порядка 10 тысяч копий, после чего фотобарабан также подлежит замене.

Важно понимать, что барабаны, представленные в точках продажи расходных материалов — это совместимые запчасти. Оригинальные фотобарабаны производители поставляют только в сервисные центры.

Тонер картридж	Драм-юнит

Принимаем картриджи всех ведущих брендов

Если вы не нашли в каталоге интересующую вас модель картриджа, свяжитесь с нашими менеджерами, вам обязательно помогут.

Обратите внимание: успешный процесс скупки картриджей Ricoh, Samsung или HP гарантирован при условии, что выполнены простые условия:

1. Картридж новый и оригинальный.
2. Упаковка не повреждена.
3. Изделию не больше 3-х лет.

Скупка картриджей Samsung проводится по ценам, указанным на сайте. Это касается и остальных брендов. Никаких неожиданных переоценок и хитростей. Исключение составляют случаи, когда оригинальная упаковка имеет незначительные дефекты. Такие расходники оцениваются дешевле, о чем мы всегда предупреждаем на этапе согласования.

Скупка картриджей Xerox, Samsung или HP из регионов осуществляется при условии заказа на 50 000 рублей. Мы работаем только с надежными транспортными компаниями

Читайте также:

  
• Калибровка принтера zebra 2824 plus
  
• Принтер oki b432 как сбросить к заводским настройкам
  
• Mikrotik hap ac lite настройка принтера
  
• Micro focus iprint как добавить принтер
  
• Ошибка е03 на принтере canon