Новини
Картридж лазерного принтера: принцип лазерного друку.
Будівництво
Лазерні принтери, МФУ (багатофункціональні пристрої) копіювальні апарати з лазерним картриджем для друку зображення використовують принцип сухого електростатичного перенесення. Він заснований на перенесенні тонера з картриджу на фотобарабан, а потім на папір.
- Як влаштований картридж лазерного принтера
- Історія виникнення лазерної друкованої техніки
- Дефекти друку
- Видимий дефект
- Ймовірна причина
- Спосіб усунення
- Схема елементів відпрацьованого тонера
- Схема блоку для тонера
- Основні деталі картриджу
- 1. Фотобарабан (OPC - Organic Photo Conductor)
- 2. Ролик первинного заряду (PCR - Primary Charge Roller)
- 3. Магнітний вал (Mag Roller)
- 4. Ракель (Wiper/Cleaning Blade)
- 5. Дозування магнітного валу (Doctor Blade)
- Звідки взявся лазерний друк?
- Процес народження відбитка
- Процес того, як працює принтер, виглядає наступним чином:
- Лазерний картридж
- Деталі, що складають лазерний картридж
Основний елемент будь-якого копіювального апарату - це фотобарабан. Поверхню фотобарабана покривають спеціальним світлочутливим шаром. Як основу фотобарабану, найчастіше, використовують такий метал як алюміній. Алюміній - це відмінний провідник. У темряві фотопровідниковий шар накопичує і утримує електростатичний заряд, а при попаданні світла він перетворюється на провідник і скидає накопичений заряд.
Як влаштований картридж лазерного принтера
Корпус лазерного пристрою друку - це два скріплених основних блоки: зверху - ємність під відпрацьований тонер, знизу - контейнер для фарби.
Верхня частина включає:
- фотовал - порожній циліндр з поверхнею з фотопровідного матеріалу;
- металевий вал, що забезпечує мінусовий заряд фотовала;
- лезо для очищення (ракель);
- місткість для відпрацьованого тонера.
Тонерний відсік, який є нижньою частиною, включає в себе:
- Вал магнітного типу (девелопер). Складається з оболонки, сердечника, що має позитивний заряд. Він притягує частинки червоного порошку, після впливу певної напруги. Заряджений негативно.
- Дозуюче лезо (доктор). Для забезпечення рівномірного розподілу фарби на валі.
- Місткість для первинного тонера.
- Захисну пломбу. Не дає прокидатися порошку при транспортуванні.
Історія виникнення лазерної друкованої техніки
Перший прототип лазерного принтера був винайдений 1938 році Честером Карлсоном, який на момент його винаходу навчався на юридичному факультеті і працював юристом у патентному бюро США. Перші віддруковані за допомогою статичної електрики листи були отримані в його домашній лабораторії. Спочатку він намагався продати свою розробку IBM. Але ті відмовилися купувати винахід. Тільки в 1946 році його науковою розробкою зацікавилася приватна компанія Xerox. А в 1949 році на ринку вперше з'явилися принтери, які використовують для друку сухі чорнила.
Перші моделі були дуже громіздкими і вимагали певного рівня підготовки від операторів. Через десять років після першого випуску промислової моделі з'явилися більш компактні і зручні апарати. Модель мала назву Xerox 914. Вона друкувала зі швидкістю 7 аркушів на хвилину, що на той момент вважалося дуже високим показником. При цьому якість зображення була значно вищою, ніж у популярних тоді матричних принтерів.
Перший лазерний принтер з'явився 1969 року все в тієї ж Xerox. У 1978 році одному зі співробітників компанії, Гері Старкуезеру, вдалося винайти лазер і встановити його в апарат. Це був перший пристрій лазерного принтера. Однак перша модель вийшла занадто дорогою. Ціна апарату становила близько 350 000 доларів.
Важливо! Деякі моделі принтерів використовують тонер з позитивно зарядженими частинками, а барабан заряджають не негативними, а позитивними зарядами.
Така різниця виникла тому, що різні компанії використовували власні розробки, які вважалися секретом фірми. Тоді було мало відомо, що таке являє собою лазерний принтер, як він влаштований, але були відомі принципи, за якими він повинен працювати. При виборі тонера для заповнення картриджа це треба враховувати!
Оскільки попит на лазерні принтери на початку 80-х років зріс, то з'явилися інші компанії, які хотіли заробити на цьому ринку. Перша доступна модель апарату була випущена компанією Cannon. Xerox з часом втратили свої позиції і пішла з ринку. Сьогодні в магазинах оргтехніки можна побачити лазерні принтери різних брендів. З'явилися різні моделі, але пристрій і принцип роботи лазерного принтера залишився колишній.
Дефекти друку
Отже, ми розглянули принцип лазерної печатки. На кожному з цих етапів можуть виникати неполадки, викликані найчастіше зносом відповідних комплектуючих, які знижують якість відбитків. У таблиці наведено перелік дефектів друку, які можна бачити безпосередньо на роздруківці, і причини їх появи. Причину таких дефектів друку, як рівномірно блякле або перенасичене зображення (іноді навіть відчувається обсяг зображення) можна зрозуміти, тільки розібравши картридж і оцінивши кількість відпрацювання.
Схема елементів відпрацьованого тонера
Складається з декількох взаємодіючих між собою механізмів. Тут не тільки збирається вже використаний тонер, але і формується майбутній відбиток, який потім переноситься з фотобарабана на папір. Всього це відділення включає в себе 4 елементи. Розгляньмо детальніше.
|
№ |
Елемент |
Опис |
|
1 |
Фотобарабан (Синоніми: Organic Photo Conductor, OPC, Drum, Drum unit, Photoreceptor, барабан, фоторецепторний барабан, світлочутливий барабан) |
Головна частина лазерного картриджа. За структурою це порожній циліндр з алюмінію, з діелектричним покриттям і високою фоточутливістю. Пристрій розташований як у тонері, так і в самому принтері або копірі. Якщо мова йде про тонер-картридж, то він обслуговується одночасно з ним, а коли про принтер в цілому, то окремо від усіх механізмів. Робота фотобарабана відбувається в кілька етапів: · Після передачі документа на роздруківку, вал первинного заряду наближається ближче до барабана, передаючи йому заряд з негативних частинок. Це дає можливість відштовхувати негативні мікрочастинки. · Лазер проходить по деяких ділянках фотобарабану і позначає їх. Це називається «підсвічуванням». Ділянки, позначені променем лазера, змінюють свій заряд на позитивний, притягуючи до себе червоний порошок. За рахунок тяжіння приватниць на пристрої створюється малюнок майбутнього документа. Процес роздруківки починається після потрапляння всіх позитивно заряджених частинок на поверхню барабана. · Далі з фотобарабана тонер потрапляє на поверхню паперу. Після цього, лист направляється в пічку принтера, де порошок прогрівається до необхідної температури - це потрібно, щоб він затвердів. Під нагрівом фарба вплавляється в папір і щільно кріпиться на ньому. Фотобарабан - найбільш крихкий елемент принтера, і дуже дорогий. Піддається безлічі дефектів, найпоширеніший - засвічування від прямих сонячних променів. Після поломки барабан друкуватиме звичайні чорні відбитки. Також для деталі небезпечні механічні пошкодження, тому її заборонено чіпати голими руками - до потожирових відбитків буде прилипати тонер, що призведе до значущих проблем в якості друку і подальшої заміни елемента. Крім цього, якість роздрукованого документа може знижуватися з стирання глянцевого шару фотобарабану. Перша ознака того, що глянець вичерпав себе - це утворення чорних смужок по краях отриманого зображення. Якщо ви зіткнулися з такою проблемою, потрібна діагностика обладнання. за її результатами може знадобитися або очищення поверхні барабана за допомогою спеціального розчину, або заміна всього елемента - що обійдеться значно дорожче. Іноді при купівлі нового барабана також доводиться докуповувати нові картриджі. У такому разі можливе скуповування лазерних картриджів у компаній, що займаються масовим продажем картриджів, інших витратників для принтерів. |
|
2 |
Ролик первинного заряду (Синоніми: Primary Charge Roller, PCR, заряджаючий вал, зарядний валик, ролик первинної зарядки, ролик зарядки) |
Складова відділення для переробленого картриджу, що віддає йому негативно заряджені частинки при плавному притисканні до площини фото барабана. Являє собою зроблений з металу вал, з покриттям з гуми або поролону - це потрібно для проведення електричного струму. Після проходження паперу через фотобарабан, вал усуває залишки раніше створеної зарядки. Вимагає регулярної чистки, оскільки під час друку вал постійно забруднюється пилом та іншими елементами від паперу. |
|
3 |
Леза очищення (Синоніми: Wiper Blade, Cleaning Blade, ракель, вайпер, чистить леза) |
Елемент, що представляє плоский скребок з металу з наконечником з поліуретану. Його призначення - прочищення фотобарабану від прилипших до нього частинок паперового носія або фарби. Як і інші леза, леза очищення повинна мати ідеально рівну поверхню, щоб ефективно прибирати всі непотрібні частинки. Деякі моделі МФУ можуть не мати лез, і очищення у них буде відбуватися іншими способами. Так, у Samsung і Xerox очищення проходить у 2 етапи: спершу всі зайві частинки усуваються з барабана за допомогою впливу валу первинного заряду, а з нього вони прибираються за допомогою спеціалізованої щітки. |
|
4 |
Ущільнювальна леза барабана (Синоніми: Recovery Blade, ущільнювальна леза ГРС, ущільнювальна леза фотобарабана) |
Деталь механізму, що відповідає за перекриття простору між сховищем тонера і барабаном. Леза не створює перешкод виробленому тонеру і дозволяє проникати в бункер. Таким чином, він не буде протікати на аркуші паперу. |
Схема блоку для тонера
Тут зберігаються витратні ресурси, звідси вони подаються до фотобарабану, проходячи через кілька деталей. Перш, ніж потрапити на папір, тонеру належить пройти довгий шлях. Розглянемо деталі, з якими буде взаємодіяти витратник.
|
№ |
Елемент |
Опис |
|
1 |
Магнітний вал (Синоніми: Magnetic developer Roller, Mag Roller, Developer Roller, вал проявки, вал перенесення зображення, девелопер вал) |
Відповідає за заряд порошку негативними частинками. Надалі ці частинки потраплятимуть на барабан. Представлений у вигляді підлоги трубки, матеріал виготовлення може бути різним - кожен виробник залишає вибір за собою. Наприклад, Canon і HP роблять вал з металу і покривають його шаром з гуми, а Samsung - з гуми високої якості. При дотриманні правил експлуатації, у компанії «Самсунг» цей витратний матеріал менш схильний до дефектів і передчасного зносу, як наслідок - більш довговічний, порівняно з HP і Canon. |
|
2 |
Леза дозування тонера (Синоніми: Doctor Blade, Metering Blade, лезо дозування, що дозує лезо) |
Виконано у вигляді каркаса з металу, на кінці якого розташована гнучка пластина. Леза необхідна для рівномірного розподілу порошку по всій поверхні валу. Компанії застосовують різну сировину при виробництві: його можуть робити з поліуретану або металу. Поверхня леза повинна бути ідеально рівна, нерівностей і викривлень. Якщо на елементі будуть дефекти, тоді він не буде виконувати свої функції на належному рівні - якість надрукованого зображення буде помітно гірше, на аркушах будуть помітні поздовжні темні смуги. Несвоєчасне очищення може призвести до того, що лазерні картриджі доведеться продати. Дозуючі леза у Самсунг і Brother набагато частіше зношуються, в той час як Canon і HP виробляють більш якісні витратники, що служать довше. Як наслідок - поломки лазерних принтерів у Самсунга і Brother бувають частіше. Це пов'язано з тим, що компанії використовують тонер нижчої якості. Порада: щоб продовжити функціонування картриджа, слід чистити лезо дозування раз на кілька місяців, тому як на нього прилипають його власні частинки. |
|
3 |
Ущільнювальне леза магнітного валу (Синоніми: Mag Roller Sealing Blade, майларка) |
Виконано у вигляді тонкої пластини, яка за своєю функціональністю схожа з лезом фотобарабана. Воно прикриває собою зазор між магнітним валом і відсіком для подачі тонера. Іншими словами, це лезо впускає тонер, який залишається на площині магнітного валу. Фарба потрапляє всередину відсіку, а леза не дає випадати йому назад. |
|
4 |
Бункер для тонера (Синоніми: Toner Reservoir, тонерний бункер, бункер для тонера) |
Відсік, що зберігає невитрачені ресурси і підтримує їх у робочому стані. Має рамку у формі дроту, завдання якої - перемішувати фарбу в тонері, щоб він не висихав і не комкувався. |
|
5 |
Ущільнювальна чека (Синоніми: Seal, пломба) |
Являє собою пломбу для перекриття бункера, мета якої - запобігати прокиданню фарби під час перевезення. Зверніть увагу: елемент обов'язково прибирається перед установкою картриджа в лазерний принтер. |
Основні деталі картриджу
1. Фотобарабан (OPC - Organic Photo Conductor)
Фотобарабан має найбільший вплив на якість друку. Фотобарабан являє собою алюмінієвий циліндр, на який нанесено фоточутливий шар. Фотошар має різну будову і чутливість, залежно від моделі принтера і картриджа. Крім цього фотобарабани відрізняються розмірами і шестірнями, які забезпечують його обертання. Тобто. фотобарабани виробляються під конкретний вид картриджа (або серію картриджів) і в більшості випадків неможливо застосування одних і тих же фотобарабанів в різних картриджах.
2. Ролик первинного заряду (PCR - Primary Charge Roller)
Ролик (первинного) заряду являє собою металеву вісь, укладену в гумову оболонку. PCR мають різну будову гумового шару. Основне завдання цієї деталі зарядка фотобарабану однорідним зарядом.
3. Магнітний вал (Mag Roller)
Магнітний вал спільно з дозуючим лезом заряджає тонер негативним зарядом і наносить його на фотобарабан. Пошкоджений магнітний вал призводить до істотного погіршення якості друку. Магнітний вал схильний до зносу, особливо в картриджах виробництва HP і Canon. Якість використовуваного тонера запиленість паперу впливає на термін служби цієї деталі. Основними дефектами цієї деталі є подряпини і бруд на його оболонці.
4. Ракель (Wiper/Cleaning Blade)
Ракель - це спеціальна пластина (леза), яка використовується для очищення фотобарабану від залишкового тонера, який не був нанесений на папір у процесі перенесення зображення. А чим більше заправок відпрацював картридж, тим гірше фотошар на фотобарабані, і тим більше залишкового тонера ракелю доводиться зчищати: а додаткове навантаження веде до більшого зносу. Від стану ракеля залежить термін служби фотобарабану, оскільки ракель має безпосередній контакт з фотобарабаном під час друку.
5. Дозування магнітного валу (Doctor Blade)
Дозуюче лезо регулює кількість тонера, яке наноситься на магнітний вал. Дозуючі леза мають різноманітну конструкцію і виробляються з різних матеріалів - поліуретанові (Canon, HP), металеві (Samsung, Brother). Щоб забезпечити рівномірний розподіл тонера на магнітному валі, леза дозування повинна мати поверхню високої якості (без фізичних дефектів: вигинів і зазубрин). Пошкоджене лезо дозування буде наносити тонер не рівномірно по поверхні магнітного валу, що призведе до значного погіршення якості друку. У картриджах виробництва HP і Canon дозуючі леза схильні до зносу через паперовий пил і виходять з ладу при її злипанні з мікрочастинками тонера і постійному контакті з лезом.
А також у картриджах «все-в-одному» зносу і заміни схильні: корпус картриджа, шестерінки, захисні шторки фотобарабану, чіпи, контакти, пружинки та інші деталі, що забезпечують повноцінну роботу картриджа.
При використанні матеріалів обов'язкове посилання на джерело.
Звідки взявся лазерний друк?
У середині минулого століття, а якщо бути точним, то в 1938 році, американський фізик і винахідник першим запатентував спосіб перенесення сухих фарб на аркуші паперу. Все це виявилося можливим при використанні статичної енергії у вигляді електрики. Вже через 10 років компанія Xeror взяла за основу метод електрографічного перенесення у своїх перших апаратах друку. Щоб «довести до розуму» і випустити техніку, яка автоматично виконувала печатку, знадобилося ще десятиліття. Тільки тоді з'явилися принтери, які можна було так назвати.
Перша модель називалася Xerox 9700 і в продаж надійшла в 1977 році. Користувачами такої техніки були великі офіси та підприємства. Деякі характеристики того пристрою навіть відповідають сучасним вимогам. Наприклад: швидкість роботи 120 аркушів за хвилину, дуплексний двосторонній друк. Через п'ять років 1982 року виходить перша модель для домашнього використання. Її випускає компанія Canon. Після починається бурхливий розвиток ринку, на якому один за одним з'являються різні бренди зі своїми моделями.
Процес народження відбитка
Процес того, як працює принтер, виглядає наступним чином:
- Отримавши команду друку від комп'ютера, барабан починає обертатися. Разом з ним обертається гумовий ролер, який заряджає фотобарабан негативними частинками.
- Лазер обнуляє заряд в тих місцях, на які повинен наноситися текст або малюнок.
- Негативно заряджені частинки тонера потрапляють на нейтральні ділянки - так утворюється зображення.
- За допомогою спеціальних роликів аркуш паперу заряджається позитивними частинками, що виникають у процесі тертя.
- Малюнок або текст переносяться за рахунок різниці в заряді на папір.
- Зображення закріплюється тим, що спеціальною пічкою, яка знаходиться в друкованому блоці, воно «впікається» в папір під дією високої температури (близько 200 градусів Цельсія).
- Залишки відпрацьованих чорнил зчищаються гумовим роликом, цим же роликом знову заряджається барабан.
Важливо! Деякі принтери використовують стрічку для перенесення зображення. Якщо вона є, то спочатку зображення формується на ній, а потім переноситься на фотобарабан.
Лазерний картридж
Корпус типового лазерного картриджа складається з двох основних блоків, скріплених з боків: верхнього - бункера для відпрацьованого тонера і нижнього - основного тонерного контейнера. Нижче на прикладі поширеного картриджа HP - опис основних вузлів, які більш відомі як ЗІП для лазерних картриджів (запчастини і приладдя). Проігноровано прості болти, гайки, пружини, ідентифікуючий чіп.
Деталі, що складають лазерний картридж
1. Кришка фотобарабана - захищає фотобарабан від сонячного світла, який сприяє руйнуванню фоточутливого шару, а також від можливих механічних пошкоджень і попадання сміття та пилу при транспортуванні картриджу поза принтером.
3. Верхній блок корпусу картриджа (бункер для відпрацьованого тонера) складається з:фотобарабана, ролика первинного заряду, леза очищення.
4. Притискаюча пружина ― притискає фотобарабан до магнітного валу. За відсутності цієї пружини на картриджі, відбиток на одному боці паперу буде практично не помітним.
6. Фотобарабан (фотовал) - алюмінієвий порожній циліндр, покритий органічним фотопровідним матеріалом, який зберігає образ майбутнього зображення. Ресурс: 3-4 заправки, після чого фотошар стирається і починає видавати неякісні відбитки.
9. Леза очищення («ракель») - металева пластина з поліуретановим наконечником. Очищає фотобарабан від невикористаного тонера, кото