Как устроен картридж
Определяющим звеном в работе лазерного принтера является картридж. Он представляет собой небольшой бункер с двумя отсеками – для рабочего тонера и для уже отработанного материала.
Также здесь находится светочувствительный барабан (фотоцилиндр) и механические шестеренки для его проворачивания.
Сам тонер представляет собой порошок мелкодиспенсерного вида, который состоит из полимерных шариков – они покрыты специальным слоем магнитного материала. Если речь идет о цветном тонере, то в его состав дополнительно входят еще и красящие вещества.
Вот почему ни в коем случае нельзя заправлять картриджи случайными тонерами – это может негативно сказаться на его работоспособности.
Особенности соединения
Схема, которая будет использоваться для питания лазерного диода, может содержать в себе не только драйвер и «датчик тока», но и источник питания – аккумулятор или батарею.
Вариант схемы подключения
Обычно аккумулятор/батарея в таком случае должны иметь напряжение в 9 В. Кроме них в схему обязательно должны входить лазерный модуль и токоограничивающий резистор.
Лазерный полупроводник имеет три вывода (ноги), два из которых размещены по бокам, а один – посредине. Средний выход следует подключать к минусовой клемме выбранного источника питания. Положительную клемму нужно подсоединять к левой или правой «ноге». Выбор левой или правой стороны зависит от производителя полупроводника. Поэтому нужно определить, какой именно вывод будет: «+» и «-». Для этого на полупроводник следует подать питание. Здесь отлично справятся две батарейки, каждая по 1,5 вольт, а также резистор в 5 Ом. Минусовый вывод у источника питания следует подключить к центральному минусовому выводу, определенного у диода. При этом плюсовая сторона должна подсоединяться к каждой из двух оставшихся клемм полупроводника поочередно. Таким образом его можно подключать и к микроконтроллеру. Питание для лазерного диода можно осуществить с помощью 2-3 пальчиковых батареек. Но при желании в схему можно включить и аккумулятор от мобильного телефона. В таком случае необходимо помнить, что понадобиться еще дополнительный ограничительный резистор на 20 Ом.
Критерии для выбора техники
- Качество печати. За чёткость картинки отвечает разрешение. Чем оно выше, тем лучше печать. Практически все современные принтеры с высоким разрешением.
- Цена. Для домашнего использования можно выбирать бюджетные принтеры, для офисов – более дорогие экономные модели. Краситель к дорогим принтерам стоит меньше, чем к дешёвым. Цену техники повышают дополнительные функции: беспроводное подключение, большой объём памяти, дуплексная печать и т. д.
- Габариты. Размер принтера выбирается из расчёта площади помещения, в котором будет работать техника. Большое пространство нужно для МФУ, а обычные принтеры ставятся на участок 0,4-0,5 м шириной и 0,3-0,4 м длиной.
Особенности цветной печати
Зачастую в цветном лазерном принтере используются четыре картриджа: черный, синий, пурпурный и желтый. В более дорогих и современных моделях их может быть больше. Принцип работы аналогичен монохромному варианту, но незначительно отличается за счет необходимости нанесения не одного, а сразу нескольких разных оттенков. В процессе каждый картридж наносит свой цвет отдельно от остальных. В зависимости от количества проходов, разделяют такой тип техники на одно и многопроходные.
- В многопроходном варианте используется «посредник». Это может быть отдельный вал или лента. Сначала наносится один цвет за первый оборот фотовала. Потом второй и все остальные по очереди. Время работы увеличивается в четыре раза для полного нанесения цветного изображения. После этого готовая картинка попадает непосредственно на бумагу.
- При однопроходном варианте все четыре картриджа наносят свой рисунок одновременно при первом же проходе валов. Они оборудованы каждый своей системой лазеров и переносным роликом. Такой способ нанесения более быстрый по скорости. И также по стоимости покупки подобные принтеры дороже обычных.
Важные особенности цветных лазерных принтеров:
- Лазерная цветная печать фотографий и рисунков на таком принтере выходит не такая качественная, если сравнивать с работой струйных устройств. Вся проблема в сложности передачи тонов сухими красителями. Но для распечатки графиков и диаграмм больше подходят «лазерники», а потому и более популярны как раз в офисах.
- Цветной аппарат дороже монохромного значительно, а потому такая техника пользуется меньшим спросом среди домашних пользователей. Обслуживание и расходные материалы также не из бюджетного сегмента. Это стоит учитывать и узнавать детали по каждой отдельной марке еще до покупки.
Процесс наложения изображения.
Фотоцилиндр с помощью вала предварительного заряда (PCR) получает начальный заряд (положительный или отрицательный). Сама величина заряда определяется настройками печати принтера. После того как фотоцилиндр зарядился, луч лазера проходит по поверхности вращающегося фотоцилиндра, и места засвети фотоцилиндра становится нейтрально заряженными. Эти нейтральные области соответствуют требуемому изображению.
Блок лазерного сканирования состоит:
– Полупроводникового лазера с фокусирующей линзой,- Вращающегося зеркала на моторе,- Группы формирующих линз,- Зеркала.
Рис. 5 Блок лазерного сканирования со снятой крышкой.
1,2 -Полупроводниковый лазер с фокусирующей линзой; 3- Вращающееся зеркало; 4- Группа формирующих линз; 5- Зеркало.
Барабан имеет непосредственный контакт магнитным валом (Magneticroller), который подает тонер из бункера картриджа на фотоцилиндр.
Магнитный вал представляет собой пустотелый цилиндр с токопроводящим покрытием, внутрь которого вставлен стержень из постоянного магнита. Тонер находящийся в бункерев бункере притягивается к магнитному валу под действием магнитного поля сердечника и дополнительно подаваемого заряда, величина которого также определяется установками печати принтера. Это определяет плотность будущей печати. С магнитного вала под действием электростатики тонер переносится на сформированное лазером изображение на поверхности фотоцилиндра, т. к.он имеет начальный заряд он притягиваетсяк нейтральным областям фотоцилиндра и отталкиваетсяот одинаково заряженных. Это и есть нужное нам изображение.
Здесь стоит отметить два основных механизма создания изображения. В большинстве принтеров (НР, Canon, Xerox) применяется тонер с положительным зарядом, остающийся только на нейтральных поверхностях фотоцилиндра, то есть лазер засвечивает только те участки, где должно быть изображение. Фото цилиндрв этом случаи заряжается отрицательно. Вторым механизмом (применяется в принтерахEpson, Kyocera, Brother) является использование отрицательно заряженного тюнера, и лазер разряжает участки фотоцилиндра на которыхне должно быть тонера. Фотоцилиндр изначально получает положительный заряд и тонер заряженный отрицательно, притягивается к положительно заряженным участкам фотоцилиндра. Таким образом в первом случаи получается более тонкая передача деталей, а во втором более плотная и равномерная заливка. Зная эти особенности можно точнее выбрать принтер для решения своих задачь (печать текста или печать скетчей).
Перед контактом с фотоцилиндром бумага также получает статический заряд (положительный или отрицательный), с помощью ролика переноса заряда (Transferroller). Под действием этого статического заряда тонер во время контакта переходит с фото цилиндра на бумагу. Сразу после этого нейтрализатор статического заряда удаляет этот заряд с бумаги, что устраняет притягивание бумаги к фотоцилиндру.
Как работает цветной принтер
Принцип печати цветного принтера не имеет существенных отличий от работы монохромного. Разница состоит лишь в том, что нанесение красителя для получения цветного изображения делается отдельно каждым картриджем. По количеству проходов есть одно- и многопроходные аппараты.
В многопроходном предусмотрен специальный вал или лента. За один оборот фотобарабана наносится один цвет. Количество оборотов равняется количеству используемых цветов, за счёт этого увеличивается общее время нанесения изображения на бумагу. В однопроходном устройстве изображение прорисовывается сразу всеми цветами. Для этого каждый картридж дополнен собственной лазерной системой и переносным роликом. Такой принтер печатает быстрее многопроходного, но стоит дороже.
Цветной лазерный принтер имеет свои достоинства и недостатки. В сравнении со струйником он печатает быстрее, но качество полученного изображения будет несколько ниже из-за того, что сухой краситель хуже передаёт тона. Для печати графиков и диаграмм достаточно и такой цветопередачи, поэтому цветные принтеры покупают в основном для офисов. Для дома покупается реже из-за высокой стоимости как самого аппарата, так и обслуживания.
Цветная печать
Для формирования цветного изображения используются четыре основных цвета:
- черный,
- желтый,
- пурпурный,
- голубой.
Печать осуществляется по тому же принципу, что и черно-белая, но прежде принтер разбивает картинку, которую нужно получить, на монохромные изображения для каждого из цветов. В процессе работы цветные картриджи переносят на бумагу свои рисунки, а их наложение друг на друга дает итоговый результат. Существует две технологии цветной печати.
Многопроходная
Принтер Brother HL-4050CDN
При этом способе используется промежуточный носитель – вал или лента переноса тонера. За один оборот на ленту наносится один из цветов, затем в нужное место подается другой картридж и поверх первого изображения накладывается второе. За четыре прохода на промежуточном носителе формируется полное изображение, которое переносится на бумагу. Скорость печати цветного изображения в принтерах, использующих эту технологию, в четыре раза меньше, чем монохромного.
Возможные проблемы
Обычно проблемы с принтером возникают из-за сноса деталей оборудования либо неправильной эксплуатации. Поэтому электроника либо печатающие элементы дают сбой. Если возникла неисправность, можно постараться определить причину при помощи инструкции. Бывает, что поломка несерьезная и пользователь сам может ее устранить. Но если это невозможно, то лучше самостоятельно не разбирать и не менять детали, а также не пытаться провести ремонт. Лучше отнести устройство в сервисный центр к специалистам.
Ниже приведены два варианта самых распространенных поломкок и способы решения этих проблем.
Не подключается
Если устройство не подключается и компьютер его не видит, то есть 5 способов устранения неполадки:
- Проверить исправность подключения. Можно отсоединить кабель от обоих устройств и подсоединить его заново. Возможно, причина в нерабочем разъеме для USB-провода. Можно поочередно вставлять провод в разные разъемы на компьютере.
- Проверка драйверов. Возможно, драйвера не установлены либо неправильно работают. Если драйверов нет, то их можно установить, следуя советам выше. Если они неправильно работают, то старое программное обеспечение удаляется, а новое скачивается по тем же правилам.
- Проверка ОС компьютера. Если печатное оборудование переключить к другому компьютеру, и оно заработает, значит, проблема в ОС первого устройства.
- Проверка заданных параметров. Открыть «Устройства и принтеры», найти свою модель и в функциях поставить галочку возле параметра «Использовать по умолчанию».
- Отдать в сервисный центр. Бывает, что причина поломки серьезнее, чем можно предположить. Поэтому лучше, если делом займутся профессионалы.
Принтер не печатает
Причин для возникновения этой неисправности тоже несколько. Может быть, закончилась краска (на экране устройства высвечивается оповещение о маленьком остатке чернил). Вторая причина – неисправность подключения. Об устранении этой неполадки говорилось чуть выше. Третий фактор – отсутствие бумаги в стопке. Решение: положить новые листы. И еще одна причина – замятие бумаги. В этом случае оборудование отключается, замятый лист аккуратно вынимается, оставшаяся стопка бумаги поправляется, и попытка печати повторяется.
Решение проблемы, когда принтер выдает ошибку при печати в Windows 7, 8, 10 Все способы возобновить печать на Вашем устройстве.
История возникновения лазерной печатной техники
Первый прототип лазерного принтера был изобретен 1938 году Честером Карлсоном, который на момент его изобретения учился на юридическом факультете и работал юристом в патентном бюро США. Первые отпечатанные при помощи статического электричества листы были получены в его домашней лаборатории. Сначала он пытался продать свою разработку IBM. Но те отказались покупать изобретение. Только в 1946 году его научной разработкой заинтересовалась частная компания Xerox. А в 1949 году на рынке впервые появились принтеры, которые используют для печати сухие чернила.
Первые модели были очень громоздкими и требовали определенного уровня подготовки от операторов. Через десять лет после первого выпуска промышленной модели появились более компактные и удобные аппараты. Модель носила название Xerox 914. Она печатала со скоростью 7 листов в минуту, что на тот момент считалось очень высоким показателем. При этом качество изображение было значительно выше, чем у популярных тогда матричных принтеров.
Первый лазерный принтер появился в 1969 году все у той же Xerox. В 1978 году одному из сотрудников компании, Гэри Старкуезеру, удалось изобрести лазер и установить его в аппарат. Это было первое устройство лазерного принтера. Однако первая модель получилась слишком дорогой. Цена аппарата составляла около 350 000 долларов.
Такая разница возникла потому, что разные компании использовали собственные разработки, которые считались секретом фирмы. Тогда было мало известно, что такое представляет собой лазерный принтер, как он устроен, но были известны принципы, по которым он должен работать. При выборе тонера для заполнения картриджа это надо учитывать!
Так как спрос на лазерные принтеры в начале 80-х годов вырос, то появились другие компании, которые хотели заработать на этом рынке. Первая доступная модель аппарата была выпущена компанией Cannon. Xerox со временем утратили свои позиции и ушла с рынка. Сегодня в магазинах оргтехники можно увидеть лазерные принтеры самых разных брендов. Появились различные модели, но устройство и принцип работы лазерного принтера остался прежний.
Преимущества светодиодов
Так в чем заключаются положительные стороны LED-печати?
Светодиодные устройства компактные. Габариты лазерных МФУ куда более впечатляющие. Это и неудивительно: светодиоды и вся светодиодная линейка (печатная головка) очень маленького размера, так что умещаются в небольшом корпусе. По сей день даже первые монохромные светодиодные принтеры OKI гораздо легче и компактнее самых современных струйных и лазерных аппаратов! Вся оптико-механическая схема строения лазерных принтеров с зеркалами и призмами образует довольно увесистый по габаритам аппарат.
- Нет подвижных элементов. Поскольку светодиоды, в отличие от зеркала, полностью неподвижны, изображение ложится более равномерно на лист, а оборудование изнашивается с меньшей скоростью.
- В процессе работы не выделяется озон. Трехатомный кислород полезен организму человека лишь в ничтожных дозах, а большое его количество вызывает токсическое, отравляющее действие (головокружение, плохое самочувствие, слабость и т.д.). Конечно, современные модели максимально предотвращают выделение вредного озона в атмосферу. Однако в лазерных аппаратах имеется луч, который, устремляясь сквозь сложную систему зеркал и призм, сильно электризует воздух и способствует образованию озона. LED-устройства в этом смысле полностью безопасны: при прохождении света воздух не ионизируется, да и сам свет не может разлагать кислород воздуха до образования молекулы озона. Таким образом, светодиодные устройства высокоэкологичны и совершенно не вредят здоровью человека.
- Качество изображения. Зачастую лазерный луч проделывает неравномерный путь через систему развертки: получается различное расстояние между точками при попадании на светочувствительный барабан. Поэтому качество изображения в центре листа бумаги и по краям может различаться по качеству, четкости и насыщенности, иногда появляются засветы. В светодиодной технологии над всеми точками светочувствительного цилиндра находятся светодиоды, выстроенные в линейный ряд. Промежутки между ними абсолютно одинаковые, размер и форма точки также неизменны на всей поверхности фоточувствительного цилиндра. В итоге изображение получается достаточно равномерным и в центре, и по краям, создается четкая и хорошо читаемая картинка.
- Скорость печати выше. Поскольку диоды в линейке установлены в одном стройном ряду и зажигаются в один момент, светодиодные принтеры способны работать с интенсивной скоростью. В целом, LED-устройства гораздо эффективнее справляется с мельчайшими деталями при печати. Лазерные аппараты прописывают каждую строчку лучом, что сам по себе процесс не быстрый. Также лазерная печать имеет свои ограничения по скорости. Если допустимая скорость превышена, на полученном изображении могут возникнуть искажения и затертости.
Процесс рождения оттиска
Появление изображения или текста на бумаге будет состоять из таких последовательных этапов:
- заряд барабана;
- экспонирование;
- проявка;
- перенос;
- закрепление.
Заряд барабана
Как работает фотозаряд? Он формируется на фотобарабане (где, как уже понятно, зарождается и само будущее изображение). Для начала происходит снабжение зарядом, который может быть как отрицательным, так и положительным. Происходит это одним из следующих способов.
- Используется коронатор, то есть вольфрамовая нить с покрытием из углеродных, золотых и платиновых включений. Когда в дело вступает высокое напряжение, между этой нитью каркасом проносится разряд, который, соответственно, создаст электрическое поле, передающее заряд на фотобарабан.
- Однако использование нити приводило со временем к проблемам с загрязнением и ухудшением качества распечатанного материала. Гораздо лучше действует ролик заряда с аналогичными функциями. Сам он похож на металлический вал, который покрыт токопроводящей резиной или поролоном. Идет соприкосновение с фотоцилиндром – в этот момент ролик и передает заряд. Напряжение здесь значительно ниже, но и детали изнашиваются гораздо быстрее.
Экспонирование
Это и есть работа освещения, в результате чего часть фотоцилиндра становится токопроводящей и пропускает заряд через металлическое основание в барабане. А участок, подвергшийся экспонированию, становится незаряженным (или приобретает слабый заряд). На этом этапе формируется еще невидимое изображение.
Технически это осуществляется так.
- Лазерный луч падает на поверхность зеркала и отражается на линзу, которая распределит его в необходимое место на барабане.
- Так система линз и зеркал формирует строчку вдоль фотоцилиндра – лазер то включается, то выключается, заряд то остается нетронутым, то снимается.
- Строка закончилась? Фотобарабан повернется, и экспонирование продолжится снова.
Проявка
В этом процессе большое значение имеет магнитный вал из картриджа, похожий на трубку из металла, внутри которой находится магнитный сердечник. Часть поверхности вала помещена в заправочный тонер бункера. Магнит притягивает к валу порошок, и он выносится наружу.
Важно регулировать равномерность распределения слоя порошка – для этого существует специальное дозирующее лезвие. Оно пропускает лишь тонкий слой тонера, отбрасывая остальное назад
Если лезвие установлено неправильно, на бумаге могут появиться черные полосы.
После этого тонер продвигается на участок между магнитным валом и фотоцилиндром – здесь он притянется к проэкспонированным участкам, а от заряженных оттолкнется. Так изображение становится уже более видимым.
Перенос
Чтобы изображение появилось уже на бумаге, в дело вступает ролик переноса, в металлическую сердцевину которого притягивается положительный заряд – он переносится на бумагу благодаря специальному прорезиненному покрытию.
Итак, частички отрываются от барабана и начинают перемещаться на страницу. Но удерживаются они здесь пока только из-за статического напряжения. Образно говоря, тонер просто насыпается там, где нужно.
Вместе с тонером могут попасть пыль и ворсинки бумаги, но они снимаются вайпером (специальной пластиной) и отправляются прямиком в отсек отходов на бункере. После полного круга барабана процесс повторяется.
Закрепление изображения
Для этого используется свойство тонера расплавляться при высоких температурах. Конструктивно это в этом оказывают помощь два следующих вала:
- в верхнем расположен нагревательный элемент;
- в нижнем в бумагу вдавливается расплавленный тонер.
Иногда подобная «печка» представляет собой термопленку – специальный гибкий и термостойкий материал с нагревательной составляющей и прижимным роликом. Её нагрев контролируется датчиком. Как раз в момент прохода между пленкой и прижимной частью бумага и разогревается до 200 градусов, что позволяет ей легко впитать в себя ставшим жидким тонер.
Дальнейшее остывание идет естественным образом – в лазерных принтерах обычно не требуется установка дополнительной охлаждающей системы. Однако здесь еще раз проходит специальный очиститель – обычно его роль исполняет фетровый вал.
Драйверы без диска
Как пользоваться принтером? Если диск с драйверами отсутствует, это не значит, что все потеряно.
Инструкция по инициализации подходящего ПО будет иметь приблизительно следующий вид:
- Открыть браузер.
- Зайти на официальную страницу производителя принтера.
- Выбрать раздел «Драйверы» или «Программное обеспечение».
- Указать используемую модель устройства и ОС.
- Дождаться завершения загрузки мастера установки.
- Запустить загруженный exe-файл.
- Следовать указаниям мастера инициализации.
Дело сделано. Уже через несколько минут драйверы будут установлены на компьютер. После этого произойдет обнаружение принтера операционной системой. Теперь можно производить распечатку документов и файлов.
Важно: после установки драйверов система предложит распечатать первый пробный лист. Желательно не отказываться от этой операции
История создания
Метод переноса сухого красителя на бумагу был запатентован в 1938 г. изобретателем и физиком из США Честером Карлсоном. Способ базировался на применении статической электрической энергии. Технологию через 10 лет взяла на вооружение компания Xerox. Ещё 10 лет ушло на доработку метода электрографического переноса и на изобретение аппарата, который бы мог в автоматическом режиме выводить информацию на бумажный носитель. Сначала машина была громоздкой, и некоторые операции приходилось выполнять вручную. Только в 50-х гг. был создан полностью автоматизированный механизм, являющийся прообразом современной лазерной техники для печати.
Лазерный луч был добавлен в конструкцию принтера компанией Xerox в 1969 г., а в продажу первый принтер поступил в 1977 г. Это была модель Xerox 9700. Купить инновационное устройство могли только крупные компании и офисы, поскольку цена превышала 300 тыс. у.е. Скорость первой печатающей техники была 120 страниц в минуту, она могла делать двустороннюю печать. Для обычных частных пользователей принтеры стали доступными спустя 5 лет. Их начала выпускать компания Canon. Дальше количество производителей и новых моделей печатающей аппаратуры с каждым годом стремительно увеличивалось.
