Лампа в принтере что это и зачем нужна
Стандартный лазерный принтер, в том числе и НР, независимо от его цветовых возможностей, устроен достаточно просто. Источник для создания изображения – лазерная пушка. Блок, отвечающий за формирование и удержание первичного изображения, называется фотобарабан. О нём мы уже писали довольно подробно и с фотографиями в материале «Кто правит балом печати». Сформированное на светочувствительном покрытии изображение облепляется тонером и закрепляется в своего рода печи. Высокотемпературный элемент очень важен для финишной обработки документов. Без прохождения узла высокотемпературного закрепления распечатки легко смазываются и нестойки к внешним воздействиям, поскольку тонер можно просто сдуть или стряхнуть с бумаги.
У других брэндов возможны изменения в конструкции. Но они незначительны, потому что лазерная печать не может работать без термоэлемента. На OKI, например, отличие проявляется лишь в светодиодных планках, которые немного по-другому формируют первичное изображение. Это имеет свои преимущества, в частности, способствует уменьшению размеров принтеров, но в целом несёт тот же смысл, что и лазер: изменение заряда барабана с целью создания первой «картинки». Не будем останавливаться на таких нюансах в общих конструкциях и продолжим изучение «печного вопроса» принтеров и копировальных аппаратов.
Разобранный копировальный аппарат Canon FC336
Вся линейка Canon малой производительности – копиры FC1XX – FC3XX – имеет схожее строение печей. На фотографии термоэлемент выделен красным цветом. Как видите, печь установлена непосредственно перед выходными лотками. Это последнее «испытание», которое претерпевает распечатка перед выходом «в свет».
Термоэлемент – залог качественной работы
У разных производителей и разного оборудования температурный режим может различаться. Но следует сказать, что нагрев термоэлемента может достигать 200-250 градусов по Цельсию. Поэтому при извлечении замятой бумаги из принтера или копировального аппарата будьте аккуратны. В случае тефлонового решения ожог получить очень легко. Для безопасного устранения замятия используйте подающие ролики, которые имеют специальные отжимы, и ручки для принудительного вращения валов. На принтерах Hewlett-Packard, как правило, используется первый вариант. На аналоговых копировальных аппаратах фирмы Canon, наоборот, последний способ. Перейдём теперь к непосредственному изучению печных вариаций и особенностей в их строении.
Вариации термоузлов
Термоэлемент, независимо от способа технического воплощения, всегда является источником высокой температуры. Ведь задача этого элемента в принтере или копире – термически закрепить тонерный рисунок на бумаге: расплавить порошок и зафиксировать его на бумаге в той форме, какая была задумана пользователем, отправившим задание на печать. В зависимости от выбранного варианта возможен ряд изменений в конструкции как самого нагревательного элемента, так и принтера в целом.
Тефлоновый вал
Он представляет собой полый цилиндр из специального материала – тефлона. Это термически устойчивый компонент. Говоря научным языком, это политетрафторэтилен, который является очень стойким химическим покрытием. У всего, конечно, есть свои пределы, но здесь они далеки от фактически достигаемых. Разрушение тефлонового покрытия начинается лишь при температуре выше 350 градусов Цельсия, что маловероятно как в быту, так и в технологиях печати. Поэтому тефлон широко применяется в повседневной жизни: такое покрытие можно встретить на утюгах, кастрюлях, сковородках. Тефлоновое покрытие надёжно и долговечно. Это его качество также используется при решении задач в области технологий лазерной печати. Внутри этого пустого цилиндра устанавливается лампа. Её свечение столь велико, что вызывает нагрев окружающих элементов, в том числе тефлонового вала. Непосредственного охлаждения в этой системе не предусмотрено. Лампа светит и нагревает исследуемый нами девайс. От перегрева страхует, как правило, температурный датчик, который при достижении пиковых показателей отключает лампу нагрева и тем самым спасает её от выхода из строя.
От добрых людей попал мне в руки вот такой достаточно престарелый сканер, Mustek 6000p, аппарат времен Windows 95 и больших белых пластиковых корпусов. Как раритет большой ценности он не представляет, но выбросить, не заглянув внутрь, жалко).
Собственно, все его электронное содержимое, корпус отправляется на помойку.
Осветитель из сканирующей каретки — обычная флуоресцентная лампа с холодным катодом (CCFL), подобные используются в подсветке LCD-матриц.
Плата с каретки. В левой части видим высоковольтный инвертор, пришло время попробовать зажечь лампу.
В левом углу — интегральный стабилизатор 7812, обозначенный как Q8, по нему легко понять, по каким дорожкам инвертор получает питание. На его входе при включении сканера около 14 вольт, но лампа не горит, как ее запустить? К участку платы с инвертором ведет не так уж и много дорожек от разъема, которым плата каретки соединяется с основной платой, поэтому предположим, что на транзисторе Q5 собран ключ, запускающий лампу.
Замкнем пинцетом резистор R3, соединенный с базой транзистора, на + питания, и… да будет свет!
Разобравшись, что к чему, обрежем все лишнее, впаяем резистор-перемычку между R3 и питанием…
… и штырьки для родного разъема питания принтера.
Получим вот такую аккуратную плату-инвертор, проверяем еще раз.
Для освещения рабочего места этого, конечно же, недостаточно, но можно сделать в каком-нибудь ящике подсветку по принципу лампы в холодильнике. В качестве донора корпуса неплохо подошла не менее престарелая мышь, ровесница сканеру. Выключателем же будет геркон с нормально замкнутыми контактами.
В собранном виде. Жаль, что кнопки не несут никакой функциональной нагрузки=)
Крепим лампу и корпус на двухсторонний скотч. На дверце — магнит от жесткого диска на том же скотче. Не особо эстетично, но задачу выполняет.
Для освещения небольшого пространства более чем достаточно
Внимательный читатель заметит, что на фото платы в корпусе мыши уже перемычка вместо стабилизатора — в нем больше нет необходимости, инвертор питается от домашнего сервера, который стоит на том же шкафу.
Ни разу потрохов лазерного принтера не видел, поэтому мне всё интересно.
А начать надо, как водится, от печки. Бумага из лазерного принтера такая горячая выходит не потому, что там лазер буковки выжигал, а потому что эта самая печка, она же фьюзор (fusor), вплавляла тонер, чтобы он с бумаги уже не стряхивался!
Теперь я точно знаю, почему лазерные принтеры нельзя включать в ИБП (UPS) в розетки с "батарейным питанием". Если холодильник - это плохая нагрузка для инвертора, то лазерный принтер - это вообще что-то "потрясающее".
Итак, эта штука состоит из двух валиков. Рыжий валик - прижимной, из какого-то пористого материала с покрытием. Кстати, прижимается он удивительно сильно, эти валики очень тяжело крутятся, требуют весьма зверского мотора и редуктора. Второй валик, который нагревается - полый внутри.
А внутре у него неонка ГАЛОГЕНКА!
(кстати, видно, насколько сильно деформируется прижимной валик, становится ясно, почему крутится так туго. Это как на велике ехать на спущенных шинах)
Я подумал было: может просто конструктив такой же, а раскаляться до тысяч градусов вовсе не нужно, просто тихо тлеет. Но замерил сопротивление: 4 Ома, это при том, что она коммутируется напрямую в 220 вольт! Т.е пусковый ток там должен быть 55 ампер. В реальности, наверное, поменьше - сопротивление подводящих проводов, целого ряда термопредохранителей и плавких предохранителей, дросселя защиты от помех и, наконец, симистор, несколько снижают этот ток, но всё равно бросок должен быть порядочный. А раз в конце концов ток с 55 ампер всё-таки должен упасть всего до 2-3 ампер, значит, разогрев там очень порядочный, как у галогенки :)
Плату питания я, как всегда "реверс-инжинирил", нашёл, какие 2 "сигнальных" провода надо соединить, чтобы печка включилась - и немедленно включил. Почему-то я ожидал, что биметаллическая пластина, сидящая напротив валика, будет управлять процессом:
Но нет, она, очевидно, была лишь для "пожарной защиты" - когда она сработает, от принтера уже мало что останется, половина оплавится. Но может быть, хотя бы не загорится :)
А при нормальном функционировании, процессом управляет термопара, которая прижимается к валику печки:
Просто не сразу признал в этой пластине термопару, там ещё по всему принтеру таких накидано, но все остальные - это для снятия статического заряда.
Так что в итоге сжёг нафиг этот прижимающий ролик - он "приварился", ну да ладно, всё равно собирать назад я ничего не собирался :)
Вот она, галогенка:
Как всегда, не знаю, что с ней делать. Умудрился стекло ни разу рукой не тронуть, брать только за контакты, так что есть шансы, что при последующем включении оно не лопнет :) Скорее всего, через пару недель случайно это дело разобью, на том всё и закончится.
На 220 вольт:
В смысле, на 230.
Ещё один элемент защиты:
Не знаю, как они с биметаллическим контактом делят обязанности, но по моему сегодняшнему опыту, к тому моменту, как хоть кто-то из этих друзей сработает, от принтера мало что останется!
Ну и плата питания:
На теплоотводе стоит симистор. Кроме него, там предохранители. Побольше - "общий", поменьше - только на импульсный источник питания, дающий +5 для логики и +24 для привода, генератора высоких напряжений, соленоидов и пр. От чего питается лазер - не знаю, по логике должен от +5, он тупо ИК полупроводниковый, и не шибко мощный.
Есть фильтр от помех, есть варистор от перенапряжений - всё честь по чести.
Можно разглядеть два оптрона. Тот, что белый, управляет симистором, просто коммутируется через него анод с управляющим. Видимо, это оптопара "светдиод - симметричный фотодинистор", или около того. Маркировку, к сожалению, прочитать не смог. Но совершенно очевидно по этому блоку питания, что ни о каком фазовом управлении для плавной регулировки яркости лампы и речи быть не может. Вторичная сторона понятия не имеет о том, какая там фаза, она лишь получает свои +5 и +24 (они регулируются с помощью чёрного оптрона - обычная пара "светодиод-фототранзистор", а регулятором служит TL431 - переросток, в высоком корпусе. Не знаю, зачем). Значит, лампа работает по принципу "включил-выключил", что в общем-то и правильно для галогенок. Если им уменьшить яркость, у них нарушится галогенный цикл по восстановлению вольфрама в нити, и они быстро сдохнут.
А вот что плавного включения не предусмотрено - это для меня некоторая неожиданность. Получается, что лазерный принтер не просто время от времени начинает жрать 500 Вт. Он ещё и с завидным постоянством даёт скачки тока в 50 ампер. Вот и попробуй такого от ИБП запитать!
Блок питания пока что распаивать не буду - кажется полезной штукой. И +5, и +24 - напряжения весьма ходовые, моща у него должна быть неплохой, ватт 50. Как они распределяются по напряжениям - пока не знаю, надо номиналы диодов глянуть, но думается, там запас должен быть. Да и изолированное управление нагрузкой 220 В - вещь в хозяйстве полезная :) Твердотельное реле, по сути. Кстати, там как раз оптрон 16 мА потребляет по цепи управления, а скорее всего можно чуточку меньше, просто без нагрузки у меня вместо +5 этот источник выдал +8.
Если кому-то что-нибудь из этого хлама нужно - добро пожаловать :)
А дальше на очереди - лазерный блок, а также источник высоких напряжений, соленоиды, плоские планетарные дифференциалы и зверский моторчик!
Сложно представить современный офис без печатного оборудования. Благодаря скорости и качеству печати для работы с документами широко используются лазерные принтеры. Выбрать подходящее оборудование значительно легче, если рассмотреть его устройство и принцип работы.
Как устроен лазерный принтер
Для печати изображений применяется метод ксерографии, изобретенный Честером Карлсоном. Разные модели могут иметь незначительные отличия, но основные элементы у всех устройств одинаковые. Схема лазерного принтера дает более четкое представление, как выглядит оборудование внутри.
Узел сканирования. Состоит из набора зеркал и линз, формирующих изображение на фотовале. Процесс переноса картинки происходит благодаря лазерному импульсу и изменению заряда частиц.
Механизм переноса и фиксации изображения. Главный узел в структурной схеме лазерного принтера включает в себя ролик переноса заряда, картридж и нагревательный элемент. Отрицательно заряженные частицы тонера с фотобарабана притягиваются к бумаге, которая получает противоположный заряд от ролика переноса. Затем лист проходит через «печку», где нагретый до высоких температур краситель надежно фиксируется на бумаге.
Интерфейсный модуль. Главное назначение этого узла — обеспечение обмена информацией между другими механизмами лазерного принтера.
Устройство картриджа лазерного принтера
Основными элементами картриджа являются фотоцилиндр и два бункера: для хранения тонера и его отработки. У разных моделей красящее вещество может отличаться своими физическими свойствами, в частности размером.
Итак, из чего состоит картридж лазерного принтера:
- отсек для хранения нового тонера;
- фотовал или фотобарабан представляет собой алюминиевый цилиндр с фоточувствительным слоем;
- ролик первичного заряда, который заряжает поверхность фотовала;
- магнитный вал, передающий тонер на фотоэлемент;
- лезвие (осуществляет контроль за толщиной слоя красящего вещества, попадающего на фотовал);
- ракель — пластинка, очищающая фотовал после контакта с бумагой от излишков порошка;
- бункер для отработанного тонера.
Отметим, что принцип работы картриджа струйного и лазерного принтеров существенно отличается между собой.
Схема и принцип действия
Чтобы понять, какой принцип печати используется в современных лазерных принтерах, рассмотрим подробнее этапы его работы.
Заряд фотобарабана
- Высокое напряжение, поданное на специальную нить из вольфрама (коротрон), образует магнитное поле, которое передается на барабан.
- Через ролик заряда, который представляет собой металлический цилиндр, покрытый слоем проводника.
Создание изображения
После отправки файла на печать на фотовале при помощи луча, который изменяет заряд, формируется изображение. В зависимости от модели устройства рисунок занимает отрицательно или положительно заряженную поверхность.
Каждая строчка изображения формируется доли секунды включением и выключением лазера. Затем барабан делает оборот, и наносится новая строка. Излишки тонера убираются ракелем и сбрасываются в отсек с отработкой.
Проявка
Частицы порошка переносятся с фотовала на магнитный вал за счет разницы зарядов. Принцип действия магнитного вала в лазерных принтерах довольно прост: в местах несовпадения заряда тонер притягивается к его вращающейся поверхности, образуя изображение. В цветных устройствах процесс проявки проходит немного сложнее. Сначала картинка формируется на ленте переноса, и только после этого переносится на вал и бумагу.
Перенос на бумагу
От ролика переноса бумага получает статический заряд. Проходя под фотоцилиндром, она притягивает тонер по аналогии с процессом переноса порошка на магнитный вал. Частицы порошка удерживаются на бумаге благодаря статическому напряжению.
Закрепление тонера
Фиксация красящего вещества на листе происходит благодаря нагревательному элементу. «Печка» принтера состоит из двух цилиндров, проходя через которые краситель плавится. Жидкий тонер остывает и прочно закрепляется на поверхности бумаги.
Температура нагревательного элемента может достигать 200 °C. Производители недорогих устройств используют термопленку, которая подвержена быстрому износу. В современных моделях за нагрев тонера отвечает более надежная и долговечная тефлоновая конструкция.
Если кратко, принцип печати лазерного принтера заключается в получении на фотовале отпечатка тонера с его последующим переносом на бумагу.
Как выбрать устройство для офиса
Чтобы сориентироваться в большом количестве моделей и подобрать наиболее подходящий вариант, необходимо определиться с основными параметрами лазерного принтера:
Производительность. Модели лазерных принтеров для домашнего пользования оснащают специальными датчиками, которые защищают устройство от перегрева и устанавливают общий лимит производительности. В профессиональном оборудовании используются материалы, позволяющие нагревательным элементам работать практически непрерывно. Значит, производительность таких лазерных принтеров намного выше, что существенно экономит время.
Ресурсность. Обратите внимание на емкость картриджа: чем больше листов способно отпечатать устройство, тем меньше себестоимость одного отпечатка. Перед покупкой поинтересуйтесь ориентировочными ценами на тонер, стоимостью ремонта основных узлов и обслуживания оборудования. Некоторые модели лазерных принтеров надо заправлять тонером повторно, другие требуют покупки нового картриджа.
Цветной или монохромный. Учитывая высокую стоимость первой группы, покупка оправдана только в случае печати большого объема цветных документов. Кроме того, заправка и обслуживание не одного, а сразу четырех картриджей — довольно ощутимая составляющая расходов. Выбирая цветной лазерный принтер, покупатели часто интересуются, нужно ли регистрировать его в полиции. На самом деле, с 2009 года регистрация такого оборудования не нужна.
Техническое и программное обеспечение. Наличие порта ethernet и wi-fi позволяют управлять печатным оборудованием удаленно с компьютера и подключать его к внутренней сети. Они значительно облегчают процесс печати, особенно, когда с одним принтером работает несколько сотрудников. Учитывать стоит также и операционную систему, с которой будет работать оборудование. Например, для операционных систем семейства Linux нужно уточнять наличие драйверов для настройки и подключения печатного устройства.
Печать с двух сторон. Лазерные принтеры, которые одновременно печатают с двух сторон, позволяют сэкономить как тонер, так и бумагу. Наличие функции двухсторонней печати является преимуществом при работе с большими объемами документов.
Особенности цветной печати
Принцип работы цветных и монохромных лазерных принтеров практически не отличается. Главная особенность заключается в том, что нанесение красителя в цветных устройствах происходит от каждого картриджа отдельно. Обычные цветные принтеры оснащены картриджами с черным, фиолетовым, синим и желтым тонером. В некоторых моделях количество картриджей больше.
Цветные устройства бывают одно- и многопроходовые. Если вас интересует, как сделать цветную печать с помощью лазерного принтера быстрее, обратите внимание на однопроходовые аппараты. Они дополнительно укомплектованы лазерными системами и переносными роликами для каждого картриджа. Это позволяет прорисовывать картинку за один проход сразу всеми цветами. В многопроходовых принтерах за один оборот фотовала наносится только один цвет, что увеличивает общее время печати.
Преимущества лазерных принтеров
К их главным достоинствам относится:
- низкая себестоимость одного отпечатанного листка;
- скорость печати, которая у лазерного принтера выше, чем у большинства струнных моделей;
- длительный срок эксплуатации при условии своевременного обслуживания;
- высококачественная печать текстовых файлов.
Помимо преимуществ, следует упомянуть недостатки лазерных принтеров: повышенное энергопотребление, высокая стоимость оборудования и его обслуживания, а также более низкое, в сравнении со струйными принтерами, качество цветопередачи.
Полезные советы, как пользоваться лазерным принтером
Соблюдение следующих простых правил позволит увеличить срок эксплуатации печатного оборудования:
- При загрузке бумаги всегда проверяйте ее на наличие посторонних предметов и ровное расположение. Попадание скрепок, скоб степлера и кнопок — частая причина поломок.
- Не вынимайте застрявший лист с силой. Резкие движения могут нанести вред важнейшим деталям принтера.
- Учитывайте максимальную ежемесячную нагрузку печатного оборудования. Обычно этот параметр рассчитывается производителем и указывается в руководстве по эксплуатации лазерного принтера.
- Не нужно трясти отработанный картридж. Такие действия приводят к попаданию отработанного тонера на другие элементы аппарата и могут вывести его из строя.
- Не спешите включать устройство после длительного простоя. Только в этом случае картридж можно вынуть и слегка встряхнуть для перемешивания тонера.
- Приобретайте оборудование в проверенных магазинах оргтехники, которые предоставляют гарантийное обслуживание.
Надеемся, информация об устройстве и принципах работы лазерного принтера поможет вам при выборе качественного оборудования. Изучив ассортимент нашего сайта, вы легко подберете подходящую модель.
Читайте также: