Принцип создания изображения в лазерных принтерах основан на свойствах светочувствительного фотобарабана. Этот фотобарабан (фоторецептор), если его зарядить, может сохранять на своей поверхности электрический заряд. Причем этот заряд будет сохраняться только до тех пор, пока фотобарабан не будет освещен. При попадании света на поверхность барабана, электрический заряд с его поверхности стекает на "корпус". Исходя из этого, фотобарабан представляет собой металлический цилиндр, подключенный к "корпусу" устройства посредством скользящих контактов. С внешней стороны на металлический цилиндр нанесен слой фотопроводящего полупроводника, участки которого приобретают проводимость при попадании на них света. Поэтому, засвечивая участки барабана, и формируют изображение.
Для заряда барабана используется коротрон. На коротрон подается высокое напряжение синусоидальной формы с постоянной составляющей. Амплитуда синусоидального напряжения обычно имеет значение порядка 1000 В. Частота синусоиды обычно от нескольких десятков Гц до 1 кГц. Коротрон в лазерных принтерах обычно расположен в картридже и выполнен в виде токопроводящего ролика. Коротрон - это металлический стержень, на котором слой губчатой резины с углеродом. Этот коротрон вплотную прилегает к поверхности фотобарабана и заряжает ее до отрицательного статического напряжения, поэтому постоянная составляющая синусоидального напряжения имеет отрицательное значение (рис.1).
Рис. 1.
Далее начинается этап создания скрытого электрографического изображения. Изображение создается пучком света - лазером, для формирования которого применяется полупроводниковый лазерный светодиод N-типа, работающий в красном или инфракрасном диапазоне. Для создания изображения (чередующихся черных и белых точек) лазер включается и выключается управляющей микросхемой. Световой поток, попадая на поверхность фотобарабана, вызывает стекание заряда с данного участка и образование незаряженной зоны. Электрический потенциал этой точки становится близок к 0. Для перемещения луча лазера используют вращающееся зеркало. Каждая грань зеркала служит для создания одной строки изображения. Зеркала в принтерах могут быть 2-х, 4-х или 6 - гранные. После формирования одной строки фотобарабан поворачивается на расстояние, равное разрешающей способности принтера. Вращение фотобарабана осуществляется главным двигателем (двигателем протяжки) через систему зубчатых передач. Двигатель протяжки представляет собой либо шаговый двигатель, либо бесколлекторный двигатель. В результате на поверхности фотобарабана создается изображение в виде статического заряда. В этом изображении участки, которые должны быть белыми имеют отрицательный потенциал (эти участки не засвечивались лазером), а участки которые должны быть черными - имеют нулевой потенциал, или близкий к нему (участки засвечивались лазером). Изображение на поверхности барабана создается построчно.
Рис. 2.
Скрытое электрографическое изображение проявляется на следующем этапе красящим тонер-порошком. Частички тонер-порошка имеют очень малые размеры - 10-12 мкм. Частички тонера обладают магнитными свойствами и к тому же заряжаются до отрицательного потенциала при трении о поверхность проявительного вала. Тонер находится в специальном бункере. Захват порошка из этого бункера осуществляется магнитным проявительным валом. Этот вал состоит из металлической гильзы, внутри которой имеются постоянные магниты. Частички тонера располагаются на поверхности магнитного вала по силовым линиям магнитного поля, т.е. в виде так называемой магнитной кисти. Количество порошка на поверхности магнитного вала дозируется специальным ракелем-дозатором. Кроме того, к поверхности магнитного цилиндра прикладывается смещающее напряжение. Это напряжение создает на магнитном цилиндре отрицательный отталкивающий потенциал, способствующий переносу порошка на фотобарабан. К магнитному цилиндру прикладывается переменное напряжение прямоугольной формы с постоянной составляющей (рис.2).
Отрицательная часть переменного напряжения обеспечивает перенос порошка на фоторецептор, а положительная часть - наоборот притягивает порошок назад к магнитному цилиндру, удаляя излишки тонера с фоторецептора. Исходя из этого принципа становится понятным, что изменяя постоянную составляющую напряжения на магнитном цилиндре можно регулировать плотность тонера (контрастность изображения). Чем больший "минус" имеет постоянная составляющая, тем больше отталкивающее напряжение и меньше притягивающее, и следовательно изображение будет более темным. Амплитуда переменного напряжения составляет порядка 500-600 В и имеет частоту несколько кГц. Частички тонера не перенесенные на фотобарабан сбрасываются снова в бункер.
Рис. 3
Далее необходимо перенести проявленное изображение на бумагу. Поэтому из входного лотка втягивается лист бумаги и подается к поверхности фотобарабана. К этому времени на барабане уже сформировано изображение. Перенос осуществляется электростатическим полем, которое сообщает поверхности бумаги положительный потенциал. В результате отрицательно заряженный порошок переносится на положительно заряженную бумагу. Для создания положительного электростатического поля применяется еще один губчатый коротрон. Он находится непосредственно под фотобарабаном и между ними и протягивается бумага. Коротрон также представляет собой металлический стержень со слоем электропроводящей резины. На коротрон подается постоянное положительное напряжение в несколько сотен вольт - 100 - 400 В (правда может иметься небольшая переменная составляющая - например пилообразная). На этом этапе положительно заряженный лист бумаги притягивается к отрицательно заряженному фотобарабану и может произойти наматывание листа. Хотя в основном отделение листа происходит за счет собственной жесткости бумаги и малого диаметра барабана, в принтере предусмотрено устройство снятия статического заряда бумаги и ее отделения. Это устройство в виде металлической гребенки, соединенной с "корпусом" находится за коротроном переноса изображения.
После этого лист бумаги подается в блок фиксации изображения - печку (FUSER). Закрепление изображения осуществляется температурой и давлением. Бумага проходит между двумя валиками, верхний из которых нагрет до температуры около 180-220оС. Порошок плавится и прочно соединяется с поверхностью бумаги. И лист с закрепленным изображением выдается в выходной лоток. Перед подачей листа в приемный лоток, с него снимается статический остаточный заряд с помощью металлической мягкой щетки, электрически соединенной с "корпусом" устройства. Изображение готово (рис. 3).
На этапе переноса изображения некоторые частички тонера остаются на поверхности фотобарабана, а не переносятся на бумагу. И чем хуже качество порошка, тем больше этих оставшихся частиц тонера. Эти частички тонера ухудшают последующее изображение и их необходимо удалить. Удаление тонера осуществляется специальным чистящим ракельным ножом. Этот нож плотно соприкасается с поверхностью барабана и счищает остатки тонера в специальный бункер. Этот порошок называют "отработкой" или "обраткой". На этом этап создания изображения полностью заканчивается.
Версия сайта для слабовидящих