Принцип дії. 
Види принтерів та особливості їх обслуговування

Принцип дії лазерного принтера полягає у наступному: на алюмінієву трубку (фотобарабан), покриту світлочутливим шаром, наноситься негативний статичний заряд. Після цього промінь лазера проходить по фотобарабану, і у тому місці, де потрібно щось надрукувати, знімає частину заряду. Після чого на фотобарабан наноситься тонер (це сухе чорнило, що складаються із суміші смол, полімерів, металевої стружки, вугільного пилу та іншої хімії), який також має негативний заряд, і тому прилипає до барабана у тих місцях, де пройшов лазер і зняв заряд. Далі барабан прокочується по паперу (що має позитивний заряд) і залишає на ньому весь тонер, після чого папір потрапляє у піч, де під впливом високої температури тонер міцно припікається до паперу.

Для друку кольорового зображення всі кольори на барабан наносяться по черзі, або друк відбувається у 4 проходи (для друку чорного, блакитного, пурпурного і жовтого кольорів). Подібний метод друку використовується в копіювальних апаратах і деяких факсах. Схожа система використовується і в світлодіодних принтерах, однак у них замість лазера використовується нерухомий рядок зі світлодіодами — LED-технологія друку (Light Emitting Diode).

Процес лазерного друку складається з п’яти послідовних кроків:

• — Зарядка фотовала
• — Лазерне сканування
• — Накладення тонера
• — Перенос тонеру
• — Закріплення тонера
• 1.2.3.1.1 Зарядка фотовала

Фотовал — циліндр з покриттям з світлочутливого напівпровідника (матеріалу, здатного змінювати свій електричний опір при освітленні)(рис. 1.14).

Рисунок 1.14? Фотовал.

У деяких системах замість фотоціліндра використовувався фоторемінь — еластична закільцьованих смуга з фотослоя.

Зарядка фотовала (фотобарабана) — нанесення рівномірного електричного заряду на поверхню обертового фотобарабана. Найпоширенішим матеріалом для фотобарабану слугує фотоорганіка — вимагає використання негативного заряду, проте є матеріали (наприклад, кремній), що дозволяють використовувати позитивний заряд.

Спочатку зарядка здійснювалася з допомогою скоротрона (англ. scorotron) — натягнутого дроту, на який подається напруга відносно фотобарабана. Між дротом і фотобарабаном зазвичай поміщається металева сітка, яка служить для вирівнювання електричного поля.

Пізніше стали застосовувати зарядку за допомогою зарядного валика (англ. Charge Roller). Така система дозволила зменшити напругу і знизити проблему виділення озону на коронному розряді (перетворення молекул O2 в O 3 під дією високої напруги), що призводило до проблеми прямого механічного контакту і зносу частин, а також чищення від забруднень (рис. 1.15).

Рисунок 1.15? Процес лазерного друку.

• 1. Фотобарабан; 2. Зарядний валик; 3. Промінь лазера; 4. Обертове дзеркало; 5. Розподільна лінза; 6. Картридж з тонером; 7. Магнітний вал; 8. Папір; 9. Ракель; 10. Бункер з відпрацьованим тонером; 11. Пічка.
• 1.2.3.1.2 Лазерне сканування

Лазерне сканування (засвічування)(рис. 1.16) — процес проходження негативно зарядженої поверхні фотовалу під лазерним променем.

Рисунок 1.16 — Лазерне сканування.

Промінь лазера відхиляється обертовим дзеркалом і, проходячи через розподільну лінзу, фокусується на фотовал. Лазер активізується тільки у тих місцях, на які з магнітного вала (магнітного барабану) надалі повинен буде потрапити тонер. Під дією лазера ділянки фоточутливої поверхні фотовалу, які були засвічені лазером, стають електропровідними, і частина заряду на цих ділянках «стікає» на металеву основу фотовалу. Тим самим на поверхні фотовал створюється електростатичне зображення майбутнього відбитка у вигляді «малюнка» з ділянок з негативним зарядом, ніж загальний фон.

1.2.3.1.3 Накладення тонера

Негативно заряджений ролик при подачі тонера надає тонеру негативний заряд і подає його на ролик проявлення (рис. 1.17). Тонер, що знаходиться у бункері, притягається до поверхні магнітного валу під дією магніту, з якого виготовлена серцевина валу.

Рисунок 1.17 — Накладання тонера.

Під час обертання магнітного валатонер, що знаходиться на його поверхні, проходить через вузьку щілину, утворену між дозуючим лезом і магнітним валом. Після цього тонер входить у контакт з фотовалом і притягується на нього у тих місцях, де зберігся негативний заряд. Дуже поширена помилка, що тонер притягається саме до місць відсутності заряду на фотовалі. Однак, тонер, будучи діелектриком, електризується у дипольно-заряджені частинки, які притягуються до будь-яких заряджених поверонь незалежно від знаку заряду останніх. Тонер не зможе утриматися на фотовалі у місцях без заряду.

У той же час, поширене і зворотна помилка, що тонер притягається саме до місць, зарядженим негативно. Більшість марок тонерів, що випускаються для побутових лазерних принтерів, маркуються як негативно заряджаємі, що говорить про неможливість тяжіння негативно заряджених частинок тонера до однойменно заряджених ділянок фотобарабана. Тому, насправді, негативно заряджений тонер не може притягатися до всіх заряджених ділянок незалежно від знаку заряду, а тільки до тих, у яких відсутній заряд, або, принаймні, до тих, величина заряду яких не заважає утворенню у поверхневому шарі фотобарабана дипольного моменту під впливом електростатичного поля негативно заряджених часточок тонера.

Тим самим електростатичне зображення перетвориться у видиме. Притягнутий до фотовалу тонер рухається на ньому далі, поки не торкається паперу.

1.2.3.1.4 Перенесення тонера

У місці контакту фотовалу з папером, під папером знаходиться ще один ролик, який називають роликом перенесення (коронатор)(рис. 1.18).

Рисунок 1.18 — Перенесення тонера.

На нього подається позитивний заряд, який він передає паперу, з яким контактує. Часточки тонера, доторкаючись до позитивно зарядженого паперу, переносяться на нього і утримуються на поверхні за рахунок електростатики.

Якщо у цей момент подивитися на папір, на ньому буде сформовано повністю готове зображення, яке можна легко зруйнувати, провівши по ньому пальцем, тому що зображення складається з притягнутого до паперу порошку тонера, нічим іншим, крім електростатики, на папері не утримувалась. Для отримання фінального відбитка зображення необхідно закріпити.

1.2.3.1.5 Закріплення тонера

Папір з «насипаним» тонерним зображенням рухається далі до вузла закріплення (пічка)(рис. 1.19). Закріплюється зображення за рахунок нагріву і тиску.

Рисунок 1.19 — Закріплення тонера.

Піч складається з двох валів:

Верхнього, всередині якого знаходиться нагрівальний елемент (зазвичай галогенна лампа), так званий термовал;

Нижнього (притискний ролик), який притискає папір до верхнього за рахунок підпірної пружини.

За температурою термовала стежить термодатчик (термістор). Піч являє собою два дотичних вали, між якими проходить папір. При нагріванні паперу (180−220 °C) тонер, притягнутий до неї, розплавляється і в рідкому вигляді втискається в текстуру паперу. Вийшовши з печі, тонер швидко твердне, що створює постійне зображення, стійке до зовнішніх впливів. Щоб папір, на який нанесено тонер, не прилипав до термовалу, на ньому є віддільники паперу.

Однак термовал — не єдина реалізація нагрівача. Альтернативою є пічка, в якій використовується термоплівка: спеціальний гнучкий матеріал з нагрівальними елементами у своїй структурі.