5.1.3 Лазерный принтер

Функциональная схема лазерного принтера приведена на рис. 22.

Рис. 22. Функциональная схема лазерного принтера

Основными элементами конструкции лазерного принтера являются: 1 – процессор, 2 – лазер, 3 – механизм «зарядки» бумаги, 4 – барабан-девелопер, 5 – механизм нагрева бумаги, 6 – лезвие, 7 – фотобарабан.

Барабан представляет собой цилиндр, покрытый тонкой пленкой светопроводящего полупроводника. Обычно в качестве такого полупроводника используется оксид цинка или селен. По поверхности барабана равномерно распределяется статический заряд. Это обеспечивается с помощью тонкой проволоки или сетки, называемой коронирующим проводом. На этот провод подается высокое напряжение, вызывающее возникновение вокруг него светящейся ионизированной области, называемой короной.

Лазер, управляемый микроконтроллером, генерирует тонкий световой луч, отражающийся от вращающегося зеркала. Развертка изображения происходит так же, как и в телевизионном кинескопе: есть движение луча по строке и кадру. С помощью вращающегося зеркала луч скользит вдоль цилиндра, причем его яркость меняется скачком: от полного света до полной темноты. Также скачкообразно (поточечно) заряжается цилиндр. Этот луч, приходя на барабан, изменяет его электрический заряд в точке прикосновения. Размер заряженной площади точки зависит от фокусировки луча лазера. Фокусируется луч с помощью объектива. Признаком хорошей фокусировки считают наличие четких кромок и углов на изображении. Для некоторых типов принтеров в процессе подзарядки потенциал поверхности барабана уменьшается от 900 до 200 в. Таким образом, на барабане, промежуточном носителе, возникает скрытая копия изображения в виде электростатического рельефа.

На следующем этапе на фотонаборный барабан наносится тонер – краска, представляющая собой мельчайшие частицы. Под действием статического заряда эти частицы легко притягиваются к поверхности барабана в точках, подвергшихся экспозиции, и формируют изображение уже в виде рельефа красителя.

Бумага втягивается из подающего лотка и с помощью системы валиков перемещается к барабану. Перед самым барабаном бумаге сообщается статический заряд. Затем бумага соприкасается с барабаном и притягивает, благодаря своему заряду, частички тонера, нанесенные ранее на барабан.

Для фиксации тонера бумага вновь заряжается и пропускается между двумя роликами с температурой около 180 ^oС. После окончания процесса печати барабан полностью разряжается, очищается от прилипших лишних частиц, тем самым готовясь для нового процесса печати. Лазерный принтер является постраничным, то есть формирует для печати полную страницу.

В цветных моделях изображение формируется из четырех основных цветов модели CMYK. Модели цветных лазерных принтеров могут быть однопроходными или многопроходными. Основным недостатком многопроходных принтеров является низкая скорость печати.

В настоящее время в однопроходных цветных лазерных и светодиодных принтерах наибольшее распространение получили печатающие механизмы тандемной конструкции. Четыре фотобарабана, расположенные в одну линию друг за другом, последовательно переносят образы цветовых слоев на специальный ремень, формируя на нем полноцветное изображение, которое затем переносится на бумагу.

При многопроходной цветной печати изображение формируется смешиванием тонеров разного цвета за 4 прохода листа через механизм. При каждом проходе на бумагу наносится определенное количество тонера одного цвета.

Основные характеристики лазерных принтеров

Скорость печати лазерного принтера измеряется в страницах в минуту и для обычных принтеров находится в диапазоне от 4 до 16 страниц в минуту. При печати сложных графических изображений скорость печати лазерного принтера снижается. Высокопроизводительные сетевые принтеры обеспечивают скорость печати более 20 страниц в минуту. Определяется скоростью механического протягивания листа и скоростью обработки данных, поступающих с компьютера.

Разрешающая способность лазерного принтера по горизонтали и по вертикали зависит от следующих факторов. Вертикальное разрешение определяется шагом вращения барабана и в основном 1/300 - 1/600 дюйма (1 дюйм – 2,54 см). Горизонтальное разрешение определяется числом точек в одной строке и ограничено точностью фокусировки лазерного луча. Многие модели лазерных принтеров имеют «несимметричное разрешение», например, 1200x600 dpi: точность перемещения лазерного луча составляет 1/1200 дюйма, а шаг вращения барабана – 1/600 дюйма. В современных лазерных принтерах разрешающая способность достигает 2400 dpi. Стандартным считается значение в 300 dpi.

Память. Работа лазерного принтера связана с огромными вычислениями. Например, при разрешающей способности 300 dpi на странице формата А4 будет почти 9 млн. точек, и нужно рассчитать координаты каждой из них. Скорость обработки информации зависит от тактовой частоты процессора и объема оперативной памяти принтера. Минимальный объем оперативной памяти черно-белого лазерного принтера составляет не меньше 1 Мбайт, а в основном используют память от 2 до 4 Мбайт, причем цветные лазерные принтеры обладают еще большей памятью. Сетевой лазерный принтер имеет еще и внешнюю память (винчестер).

Бумага. Используется качественная бумага формата А4. Существуют модели для формата А3. В некоторых лазерных принтерах есть возможность использования рулонной бумаги.

Срок и качество работы лазерного принтера зависят от барабана. Ресурс барабана дешевых моделей – 40-60 тыс. страниц.