Что такое блок формирования изображения

Технология лазерной печати

А почему лазерные принтеры так называются? Другие подобные устройства, например струйные принтеры, твердочернильные и сублимационные принтеры называются по типу используемого красителя и способу нанесения изображения на бумагу. А в этих принтерах не лазером же выжигается рисунок на бумаге?! Поэтому спешу сообщить, что лазерные и светодиодные принтеры названы так по способу формирования скрытого изображения на промежуточном носителе (фотобарабане) перед нанесением на бумагу. А сам процесс, который используется в лазерных принтерах и копировальных аппаратах с использованием тонера, носит название «сухой электрографический перенос».

Для полноты картины рассмотрим сначала весь цикл работы лазерного принтера. Все устройство можно разделить на три основных блока: узел подачи бумаги, блок формирования изображения и узел закрепления изображения.

Выходя из фьюзера, лист остывает и попадает в выходной лоток принтера.

Формирование изображения

А теперь подробнее рассмотрим сам процесс формирования изображения как наиболее сложный и загадочный, тем более что он дает название этому классу принтеров.

Технология лазерной печати Первым этапом происходит зарядка фотовала картриджа. В зависимости от модели принтера и состава используемого тонера фотобарабан может заряжаться разной полярностью. Мы ознакомимся с одним из вариантов. Фоторецептор заряжается коротроном или зарядным роликом. Коротрон представляет собой тонкую проволоку или металлическую «пилу», на которую подается высокое напряжение. Образуется коронный разряд, который равномерно заряжает всю поверхность барабана отрицательным зарядом. Коротроны используются в принтерах Brother, Panasonic, Kyocera. При коронном разряде расщепляется кислород и образуется озон, который в больших количествах считается вредным для здоровья. Но в новых принтерах озон практически не ощущается, и все запахи скорее исходят от расплавления тонера или выпаривания влаги из самой бумаги, неизвестно какого состава. Однако другие производители (HP, Canon, Epson, Oki) используют более экологичные ролики заряда, которые контактным способом производят зарядку фотовала, а если нет воздушной прослойки, то отсутствует и ионизация воздуха.

Лазерный блок состоит из лазерного диода, вращающегося многогранного зеркала, называемого призмой, и системы линз. Луч лазера, отражаясь от призмы и проходя через линзы, сканирует в горизонтальной плоскости по фотобарабану. Сканируя, лазер снимает заряд там, где должно быть изображение. В тех местах, где есть пробелы, лазерный луч гасится, и засветки барабана не происходит. Этим процессом управляет контроллер печати. За один проход луч формирует одну микрострочку скрытого изображения. Фотобарабан поворачивается, и так строчка за строчкой образуется невидимое пока изображение.

Источник

Фотобарабан

Фотобарабан – он же OPC (Organic Photo Conductor), барабан, светочувствительный барабан, селеновый барабан, барабан переноса изображения, блок формирования изображения, фотокондуктор, drum, drum unit – это «сердце» любого лазерного принтера и копировального аппарата.

Производители оригинальных фотобарабанов поставляют их исключительно для сервисных центров, поэтому большинство фотобарабанов, которыми изобилуют полки магазинов – это совместимые фотобарабаны, предназначенные для недорогого ремонта печатающей техники.

Для рядовых потребителей оригинальные фотобарабаны объединяются с тонер-картриджами в единый узел, готовый к использованию, или drum unit. Специалисты называют такой совмещённый узел «всё в одном» или «all in one».

В дорогих принтерах и копирах фотобарабан (drum) и тонер-картридж представлены раздельными узлами, что делает удобным их обслуживание. Так как его ресурс составляет около 30 тысяч копий, а ресурс тонер-картриджа примерно 2-3 тысячи копий, то за жизненный цикл тонер-картридж может быть заправлен или заменен от 10 до 15 раз.

По своей природе фотобарабан представляет собой полую цилиндрическую деталь, изготовленную из металла, покрытую тонким слоем диэлектрика (фотопроводящего материала), способного резко снижать сопротивление под влиянием светового излучения. Длина фотобарабана составляет несколько десятков сантиметров и зависит от модели принтера (копира).

В качестве диэлектрика в фотобарабанах в разное время использовались соединения селена, органические соединения, амфорный кремний. Соединения селена активно использовались в первые годы после изобретения лазерной печати. Впоследствии селеновые фотобарабаны были сняты с производства, а им на смену пришли всевозможные органические соединения, состав которых производители стараются держать в секрете. В последние годы наряду с органическими соединениями в качестве диэлектрика используется покрытие из амфорного кремния.

Поверхность фотобарабана состоит из четырёх слоёв: слоя передачи заряда, слоя генерирования заряда, базового покрытия и электропроводящей основы.

Слой передачи заряда принимает заряд от коротрона (ролик заряда) и передаёт его на поверхность фотобарабана. Данный слой не обладает фотопроводимостью.

Слой генерирования заряда генерирует отрицательные и положительные заряды и нейтрализует заряды на поверхности слоя передачи.

В некоторых фотобарабанах существует блокирующий слой, который предотвращает интерференцию луча лазера, а также является преградой для утечки зарядов на подложку. Блокирующий слой является базисом, на который наносится слой генерирования заряда.

Электропроводящий слой – это полая алюминиевая трубка, которая создаёт опорный потенциал для заряда поверхности фотобарабана.

На поверхность фотобарабана наносится цветной лак. На концах фотобарабана имеются шестерёнки, необходимые для его вращения.

Фотобарабан может быть помещён как непосредственно в принтер лазерный или копир, так и в картридж с тонером.

В первом случае ресурс фотобарабана составляет несколько десятков тысяч копий, во втором случае – от 2 до 10 тысяч копий.

В первом случае фотобарабан следует периодически заменять на новый, независимо от работы остальных частей принтера (копира).

Во втором случае картридж со встроенным фотобарабаном можно заправлять не более 3-4 раз, в зависимости от модели картриджа. После этого следует произвести замену фотобарабана или восстановление картриджа (заправку картриджа с заменой фотобарабана и некоторых других изношенных частей механизма).

Восстановленный картридж способен выдержать ещё 3-4 заправки. Затем он вновь подлежит восстановлению или утилизации. Качество печати заправленных и восстановленных картриджей немного ниже качества новых картриджей и, как правило, не подходит для печати графики.

Как же работает фотобарабан и каковы его функции?

После получения задания о печати, фотобарабан картриджа заряжается электростатическим полем и получает способность отталкивать микрочастицы тонера. Затем лазерный луч прорисовывает на поверхности фотобарабана копию текста или изображения, отправленного на печать. В тех местах, где лазер касается поверхности фотобарабана, появляется положительный заряд, который притягивает к себе частицы тонера. После этого на глянцевой поверхности фотобарабана формируется будущее изображение, которое впоследствии будет перенесено на лист бумаги.

Прокатываясь по листу бумаги, фотобарабан переносит на него частицы тонера, и изображение с фотобарабана переносится на бумагу. Но это изображение ещё не устойчиво и при механическом надавливании размазывается, теряет свою структуру. Для закрепления тонера бумага попадает в специальную печку, в которой тонер под воздействием высоких температур вплавляется в бумагу.

Ресурс фотобарабана рассчитан на несколько десятков тысяч копий. После выработки ресурса глянцевая поверхность фотобарабана стирается и изнашивается. Первым признаком износа фотобарабана являются чёрные полосы по краям листа, которые появляются во время печати. При появлении таких полос фотобарабан необходимо заменить на новый.

Ресурс фотобарабана принтера зависит от условий печати. Многие фотобарабаны совершают несколько холостых оборотов до начала печати и после её окончания. Поэтому фотобарабан прослужит дольше при печати заданий в 50-100 листов, чем при печати заданий в 1-2 листа.

Если вы решили поменять тонер в картридже самостоятельно, помните, что фотобарабан – это светочувствительный элемент, который может засветиться под воздействием прямых солнечных лучей.

Поэтому перезаправку картриджа следует осуществлять в слабоосвещенном помещении.

Отпечатки картриджа с засвеченным фотобарабаном представляют собой абсолютно чёрные листы бумаги. Чтобы восстановить работу засвеченного фотобарабана, необходимо отправить на печать несколько копий. Каждая последующая копия будет светлее предыдущей, в конечном итоге работоспособность фотобарабана восстановится. В некоторых случаях засвечивание может привести к полному выходу фотобарабана из строя. Поэтому защита фотобарабана от воздействия света – мера вполне логичная при очистке механизма принтера или замене тонера.

С фотобарабаном лазерного принтера следует обращаться очень осторожно, так как любая царапина, даже самая незначительная, а также жирный отпечаток на его глянцевой поверхности, не заметный глазу, снижают качество печати и сокращают срок службы барабана.

Производители расходных материалов выпускают специальные материалы для восстановления поверхности фотобарабана. Их применение позволяет экономить на приобретении новых фотобарабанов. Однако такие материалы имеют высокую стоимость, а потому их применение экономически эффективно только при ежедневном восстановлении фотобарабанов для нескольких копиров. Такие материалы успешно применяются в работе крупных типографий, издательских домов, полиграфических компаний. Для домашнего использования такие материалы не подходят из-за их высокой цены.

Источник

Блок обработки изображения. Формирование скрытого изображения на фотобарабане.

Блок обработки изображения. Формирование скрытого изображения на фотобарабане.

Скорость работы цифровых копировальных аппаратов (ЦКА) и их производительность во многом зависят от блока обработки изображения (Image processor PCB), который реально представляет собой мощный специализированный микроконтроллер (микро-ЭВМ) предназначенный для обработки оцифрованного изображения, которое после сканирования размещено в блоке памяти (рис. 1). Этот микропроцессор и элементы, обеспечивающих его работу, являются основой «интеллектуального» копирования. Микросхема форматера обычно является заказной, в качестве ядра используется достаточно мощный процессор, кроме того в микросхеме обычно имеется ряд специализированных программируемых портов ввода/вывода. Этот микропроцессор обычно размещают на отдельной плате вместе с микросхемами ПЗУ, содержащими управляющую программу, и модулями ОЗУ, которые образуют программно доступную память. Память используется для хранения всех управляющих принтером программ, используемых шрифтов и для хранения данных, которые необходимо распечатать. Как правило, в ЦКА имеется возможность расширять объем памяти и поэтому на плате должны иметься специальные разъемы, в которые и устанавливаются модули расширенной памяти.

Современный ЦКА немыслим без возможности сохранения его настроек, таких как размер бумаги, выбранный шрифт, качество печати и ряда других. Поэтому на плате как правило должна быть микросхема энергонезависимой памяти, которая и предназначена для хранения всех этих установок. В современной микроэлектронной технике в качестве энергонезависимой памяти применяются микросхемы электрически-перепрограммируемого ПЗУ, которые получили название флэш-памяти (Flash).

Рис. 1. Формирование скрытого изображения на фотобарабане

Для работы любой микропроцессорной системы естественно нужен кварцевый синхрогенератор, который формирует тактовые импульсы, в соответствии с которыми осуществляются все циклы работы микропроцессора (в большинстве случаев синхрогенератор является встроенным в корпус микросхемы микропроцессора). Кроме всего этого аппарат должен иметь панель управления (дисплей), обеспечивающую связь блока обработки изображения (микропроцессора) с пользователем. Через панель управления пользователь осуществляет выбор режимов работы и установок принтера, осуществляет действия по преобразованию изображения, а также получает информацию о текущем состоянии устройства, о выбранных режимах работы и т. п.

Результаты «интеллектуальной обработки» изображения должны быть преобразованы в аналоговый вид, пригодный для управления интенсивностью луча лазера. Это преобразование выполняет цифро-аналоговый преобразователь (ЦАП) блока обработки изображения, который осуществляет управле­ние лазером и преобразует цифро­вой сигнал изображения в одноканальный ана­логовый сигнал управления яркостью свечения лазера на этапе формирования «скрытого изображения». Под воздействием луча лазера, на слое генерации зарядов барабана (CGL) образуются положительные и от­рицательные заряды. Носители отрицательного заряда на CGL движутся к положительному заряду алюминия, а носители положительного заряда одновременно притягиваются к отрицательному заряду поверхности. Итак, положительный и отрицательный заряды алюми­ниевого слоя и поверхности барабана, экспонирован­ные лучом лазера, нейтрализуются, и потенциал поверхности барабана изменяется (падает пропорционально интенсивности луча лазера). Поскольку заряд CGL пропорционален яркости луча лазера, в более экс­понированных зонах CGL, соответствующих «черным» участкам оригинала, образуется и более плотный заряд. Снижение потенциала поверхности барабана там сильнее. С другой стороны, более светлые участки изображения, формируют луч лазера меньшей интенсивности на поверхность барабана, создают меньший отрицательный заряд CGL, что вызывает незначительное или нулевое падение по­тенциала поверхности барабана. Таким образом, на поверхности барабана образуется скрытое электроста­тическое изображение. Затем в стадии проявления на латентное изображение наносится тонер. Он прилипает в большем количестве к участкам поверхности с более положительным зарядом, формируя видимое изображение. Таким образом, на этапе экспонирования изображения, проецирование изображения на барабан производится таким образом, чтобы управляемый луч лазера, соответствующий темным участкам оригинала, нейтрализовал соответствующие области фоторецептора, оставляя отрицательно заряженными лишь те части поверхности ба­рабана, на которые в дальнейшем не будет накладываться тонер при переносе на бумагу (рис.2).

Последующие этапы копирования: проявление, перенос, фиксация, стирание, предварительное экспонирование поясняются на рис. 3.

Рис. 2.

Рис. 3. Этапы копирования: экспонирование (3), проявление (4), перенос (5), фиксация (6), стирание (1), предварительное экспонирование (2).

Источник

Что такое блок формирования изображения

В этом тракта происходит нанесение на бумагу изображения, состоящего из одного или нескольких слоев тонера ( в цветных принтерах ). Для получения базовых познаний по ремонту тракта формирования изображения достаточно рассмотреть тракт монохромного принтера; в цветном принтере просто стоит несколько полностью аналогичных конструкций ( в однопроходных аппаратах ) или комбинация из частей тракта монохромного принтера.

Перед тем, как пройти мимо вала со слоем тонера, на фотобарабан наносится начальный заряд ( обычно зарядным резиновым проводящим валом ), а потом на фотобарабан с блока формирования изображения подается местная засветка. В том месте, куда попал свет, заряд поверхности фотобарабана меняется и при прохождении рядом со слоем тонера происходит перенос этого слоя заряженных частиц тонера на те области фотобарабана, куда попадал свет ( там заряд притягивает тонер ). Сформированный на поверхности фотобарабана слой тонера переносится на бумагу опять же за счет электростатических сил ( с одной стороны к бумаге подносится фотобарабан со слоем тонера, а с другой стороны прижимается вал переноса, заряд на котором перетягивает тонер с фотобарабана на бумагу ).

При двухкомпонентном способе нанесения изображения используются магнитные свойства девелопера, перемешанного с тонером. Из бункера смесь попадает на магнитный вал ( полый металлический вал, внутри которого стоит намагниченный стержень ), дозирующее лезвие присутствует и здесь. Причем вращается только внешний металлический вал, а внутренний намагниченный стержень стоит на месте и обеспечивает необходимое магнитное поле. Направлено это поле таким образом, что продолговатые частицы девелопера в области выхода из бункера прижимаются к внешнему металлическому валу и надежно удерживают крупицы тонера, а при приближении к поверхности фотобарабана частицы девелопера поворачиваются перпендикулярно поверхности и позволяют крупицам тонера легко притянуться к поверхности фотобарабана. Оставшиеся частицы девелопера и крупицы тонера при вращении магнитного вала поступают обратно в бункер с рабочей смесью и участвуют в круговороте.

В первом случае используется специальное чистящее лезвие ( ракель ), сделанное из стойкой резины. Это лезвие как скребок счищает всю грязь с поверхности фотобарабана. Для хранения этой смеси существует специальный бункер ( весьма вместительный ). Этот способ используется обычно в случае двухкомпонентного формирования изображения, так как на валу остается весьма большое количество девелопера, который необходимо удалить и не допустить его высыпания за пределы картриджа и принтера.

Во втором случае частицы грязи за счет электростатических сил переносятся на специальный вал, где и аккумулируются ( этот способ используется обычно при однокомпонентном способе формирования изображения ), специального бункера для отработанного тонера обычно не предусматривается ( количество тонера и бумажной пыли весьма невелико ).

Поскольку бункер с тонером, фотобарабан, магнитный или электростатический вал проявления изображения, ракель или электростатический вал очистки фотобарабана и емкость для отработанного тонера ( если она есть ), а также система шестеренок, передающих вращение валам и фотобарабану, объединены в картридж, то рассмотрение проблем, связанных с этими частями тракта формирования изображения вынесено в раздел, посвященный картриджам ( заправке, восстановлению и диагностике проблем ).

Если проблем с высоковольтной частью блока питания принтера обычно не возникает, то сказать этого про проводники и контакты, передающие напряжения на детали картриджа, к сожалению нельзя. Если картридж в принтере меняется достаточно часто, то возникают предпосылки для потери контакта между контактными деталями картриджа и контактными деталями принтера. Как только такое происходит, принтер теряет возможность произвести качественную печать. Если принтер имеет достаточные возможности для самодиагностики, то отсутствие контакта воспринимается как отсутствие картриджа ( и соответствующим образом индицируется ), в противном случае страдает качество печати ( количество тонера, наносимого на бумагу, уменьшается, что приводит к уменьшению насыщенности изображения ).

Источник

Фотобарабан для принтера: что это такое, ресурс, замена

Что это

Физически барабан представляет собой длинный круглый цилиндр. Его диаметр составляет несколько сантиметров, а длина начинается от двадцати сантиметров и зависит от модели и типа печатающего устройства, в котором он используется. Внутри он ничем не заполнен, по краям видны пластиковые шестеренки. Он сделан из металла и в 99% случаев это алюминий. Сверху он покрыт специальным диэлектрическим слоем. Это, в свою очередь, имеет простое свойство: под действием лазерных лучей изменять электрическое сопротивление в направлении падения.

Раньше таким проводником был селен. Но это практически не используется при изготовлении барабанов для картриджа принтера. Его заменили другие органические соединения. Каждый производитель использует свой «рецепт» и держит его в секрете от конкурентов. Но даже сегодня фотовалы, покрытые аморфным кремнием, очень распространены.

Покрытие барабана очень чувствительно к свету от любого источника. Поэтому не стоит часто освещать его поверхность и использовать при транспортировке специальные пакеты. Если, однако, сохранить не удалось, на первых копиях отпечатков будут черные области, которые со временем пройдут сами по себе.

Где находится фотобарабан в принтере?

Барабан находится непосредственно в копировальном аппарате или лазерном принтере, а не в картридже с тонером. В этом случае необходимо будет время от времени покупать новые кеги, заменяя старые. Дело в том, что эти фотобарабаны имеют ограниченный ресурс, обычно несколько десятков тысяч экземпляров.

Сколько служит фотобарабан

Ресурс элемента определяется количеством листов бумаги, напечатанных от начала его эксплуатации до появления признаков отказа — потери качества передаваемых на бумагу изображений. Существует общепринятая система определения ресурса работы, согласно которой рассчитывается количество распечатанных листов формата А4, заполненных данными не более 5%.

Если барабан установлен в картридже пресса до точки, где его нужно заменить, он может передавать изображения на 2 000–20 000 листов.

Факторы, влияющие на степень износа узла:

Как функционирует фотобарабан

После отправки документа на печать его содержимое загружается в память устройства, и в непосредственной близости от барабана создается электростатическое поле, которое заряжает его поверхность. Полученный заряд нужен для отталкивания частиц порошка красителя. Распечатанное изображение выравнивается на поверхности барабана лазерным лучом. В точке попадания луча генерируются положительные заряды, которые притягивают частицы тонера. Таким образом, глянцевая поверхность барабана образует печатное изображение, которое затем переносится на лист бумаги.

Перенос порошка красителя происходит, когда барабан находится в непосредственном контакте с листом бумаги. Построенное изображение не сохранило бы свою структуру, если бы лазерные принтеры не содержали нагревательных элементов. В так называемой «духовке» порошок нагревается и плавится в листе. Такое изображение не теряет своего вида даже при механическом воздействии на бумагу.

Как выглядит фотобарабан в принтере?

Основная часть любого лазерного картриджа — это светочувствительный барабан, который представляет собой блестящий синий или светло-зеленый стержень, но встречаются и другие цвета, в зависимости от производителя фотобарабана. Его поверхность покрыта специальным фотографическим слоем.

Как правильно выбрать новый фотобарабан

Высокая стоимость расходных материалов заставляет покупать более дешевые лицензионные узлы и детали или перепрошивать устройства и использовать аналоги других производителей.

Другой выход — восстановление барабана. Здесь два этапа. На первом этапе можно самостоятельно увеличить ресурс, очистив поверхность барабана от остатков пыли. На втором, когда фото слой проявится, его можно будет восстановить с помощью специального оборудования. Самостоятельно провести такую ​​операцию очень дорого — это будет дороже, чем несколько голеней. В специализированных мастерских реставрация будет иметь приемлемую стоимость.

Правильная эксплуатация и своевременное обслуживание принтера и его компонентов увеличит срок службы фотобарабана.

Замена фотобарабана

Фоторецептор является расходным материалом, поэтому его необходимо заменить, когда он разрядится. Однако сообщение о необходимости его замены может появиться на дисплее принтеров Canon, HP, Kyocera с остаточным ресурсом 30-40%. В этом случае работа устройства блокируется. Ошибка кроется в особенностях счетчика копий. Он не считает все напечатанные листы, но загорается, когда остается определенное количество тонера, после чего подсчитывает 200–300 копий и останавливает аппарат.

Сброс фотобарабана решает проблему. Это можно сделать вручную или изменив настройки принтера или МФУ.

Барабан Brother: Когда машина работает, крышка спереди открывается. Затем нажимается «Отмена / Назад». После появления сообщения о замене барабана нажмите «1». «Принято» означает конец процесса. Передняя крышка закрыта.

Барабан передачи изображений Xerox: включите устройство, откройте крышку. Затем по очереди нажимаются кнопки: «МЕНЮ», «6», «4», «УДАЛИТЬ», «ВВОД».

Kyocera Drum: замените предохранитель 0,25 А новым. Находится внутри барабанного картриджа, черного цвета.

Барабан переноса изображений HP (Hewlett-Packard) можно сбросить, заменив или удалив чип (принтеры HP lj 9000 и HP LJ4100) или изменив настройки (HP Color LJ4500).

В этом ряду выделяется барабан Canon. Если струйные модели этой марки допускают программную обнуление, то в лазерных устройствах это можно сделать только:

Когда ресурс исчерпан, помогает только замена барабанного блока.