No Image

Электрофотографический способ печати это

СОДЕРЖАНИЕ
0 просмотров
22 января 2020

Электрофотографическая технология печати позволяет выводить изображение на бумажные и иные носители (на носитель накладывается единственное ограничение: он не должен проводить электрический ток).

Достоинством лазерных принтеров является также высокое качество печати: напечатанное на лазерном принтере практически неотличимо от напечатанного типографским способом.

Еще одним достоинством лазерных принтеров является низкая стоимость печати одного листа. Хотя расходные материалы к лазерному принтеру стоят недешево, одной заправки хватает на печать нескольких тысяч листов.

Лазерные принтеры имеют максимальные среди принтеров разных типов показатели по скорости печати.

Основным недостатком электрофотографической печати является высокая стоимость принтера. Кроме того, при использовании данной технологии сложно организовать цветную печать, поэтому цветные лазерные принтеры достаточно дороги.

Все это делает лазерные принтеры очень удобными в офисах, где необходимо много печатать и где предъявляются высокие требования к качеству печати, но нет необходимости печатать цветные изображения.

В параграфе “Классификация принтеров” было отмечено, что электрофотографические (лазерные) принтеры делят на собственно лазерные принтеры и LED-принтеры. Принтеры этих типов имеют общий принцип действия, отличаются лишь принципом формирования скрытого изображения.

В электрофотографических принтерах (как и в копирах) используется трехэтапный метод нанесения изображения на носитель: получение скрытого изображения, его проявление и перенос проявленного изображения на носитель.

Технология электрофотографической печати берет начало от изобретения Честером Карлсоном электрофотографии, зарегистрированного в 1938 г. В 1971 г. Гарри Старкузер (Gary Starkweather) из Xerox PARS модифицировал копировальный аппарат Xerox 7000, изменив способ нанесения изображения на слой фотопроводника с обычного светового проекционного на лазерный. Этот прототип и стал первым лазерным печатающим устройством SLOT (Scanned Laser Output Terminal), на базе которого в 1972 году был разработан EARS (Ethernet, Alto, Research Character generator, Scanned Laser Output Terminal), позже превратившийся в систему лазерной печати Xerox 9700.

Устройство печатающего блока принтера, использующего электрофотографическую технологию, приведено на рис. 3.8.

Рис. 3.8. Печатающий блок электрофотографического принтера (копира): 1. Коротрон. 2. Фоточувствительный барабан. 3. Блок создания на фоточувствительном барабане скрытого электростатического изображения.
4. Бункер с красителем (тонером). 5. Магнитный барабан. 6. Носитель изображения: бумага или пленка. 7. Вал переноса. 8. Прижимной вал. 9. Нагревательный вал совместно с прижимным валом образует нагревательный блок принтера. 10. Бункер для остатков красителя. 11. Ракель

1.Коротрон – устройство для создания коронного разряда. Состоит из металлической нити и экрана (сетки), на которые подается высокое напряжение, достаточное для возникновения коронного разряда. Находящийся между нитью и экраном воздух ионизируется. Ионизация газа используется для нанесения заряда на фоточувствительный барабан.

Поскольку при ионизации кислород воздуха переходит в озон (при концентрации выше предельной – ядовит), лазерные принтеры, особенно высокопроизводительные необходимо устанавливать в помещениях с хорошей вентиляцией. Под высокопроизводительный сетевой принтер, обслуживающий большую организацию, необходимо специальное помещение с вытяжной вентиляцией.

2. Фоточувствительный барабан. Свойства покрытия барабана позволяют реализовать электрофотографическую печать. Покрытие барабана должно, во-первых, не проводить электрический ток, и, во-вторых, обладать фотоэлектрическими свойствами: изменять свой заряд под действием света. Эти свойства позволяют создать на поверхности барабана скрытое фотоэлектрическое изображение. В настоящее время в барабанах используют три типа покрытий: селеновое покрытие, органическое покрытие, кремниевое покрытие.

Селеновое покрытие – одно из первых типов фоточувствительных покрытий (селен – химический элемент, полупроводник). Селеновое покрытие состоит из четырех слоев. Первый от поверхности слой представляет естественную пленку оксида и уменьшает утечку заряда. За ним лежит слой селена, обладающий фотоэлектрическими свойствами. Именно в этом слое происходит образование зарядов. Третий слой состоит из оксида алюминия. Он предотвращает быструю утечку зарядов из слоя селена в подложку. Четвертый слой – металлическая подложка барабана. Она соединяется с корпусом принтера.

Органическое покрытие состоит из синтетического фотоэлектрического материала. Оно тоже состоит из четырёх слоев. Первый слой служит для перераспределения зарядов при освещении барабана в ходе формирования скрытого изображения, второй состоит из вещества, способного к изменению заряда под действием света, а третий, как и в селеновом покрытии, состоит из оксидов и служит для предотвращения утечки зарядов в подложку. Четвертый слой – металлическая подложка.

Кремниевое покрытие – новый тип покрытия, применяемый, например, в принтерах фирмы Keyocera. Оно образуется слоем аморфного кремния, нанесенного на основу. Кремний, как и селен, является полупроводником, обладает фотоэлектрическими свойствами.

Видимо, плюсом данного покрытия является его большая твердость и износостойкость.

Для получения качественных распечаток необходимо, чтобы поверхность барабана была ровной и не имела царапин. Царапины и неровности проявятся на носителе в виде полос и пятен. Следует избегать прикосновений к барабану при обслуживании принтера, использования нерекомендованного тонера. Нельзя вытаскивать без разборки застрявший лист, применять нерекомендованную бумагу.

3. Блок создания на фоточувствительном барабане скрытого электростатического изображения. Процесс заключается в перераспределении зарядов в фоточувствительном слое фотобарабана под воздействием света. Для этого в лазерных принтерах используется перемещаемый по образующей барабана луч полупроводникового лазера. В LED-принтерах используется линейка светодиодов. Луч света лазера или светодиода должен быть хорошо сфокусирован. От этого зависит размер пятна, освещаемого на поверхности барабана, и, соответственно, разрешающая способность принтера по горизонтали. Для формирования на барабане изображения луч должен обладать достаточно большой энергией, что требует применения в принтерах достаточно мощного лазера.

4.Бункер с красителем (тонером). В разных моделях принтеров применяют разные составы красителей. Обычно бункер является частью сменного картриджа, реже (в основном в копировальных аппаратах) используют стационарные бункеры, рассчитанные на дозаправку. Для проявления скрытого изображения необходимо нанести на поверхность фотоэлектрического барабана слой порошкообразного красителя (тонера). Для его доставки к фоточувствительному барабану используется магнитный порошок – девелопер. Он состоит из частиц магнитного материала, имеющих полимерное покрытие. В зависимости от типа принтера тонер может быть однокомпонентным и двухкомпонентным.

Читайте также:  Способы набрать подписчиков в инстаграме

Однокомпонентный тонер чаще применяется в лазерных принтерах и состоит из смеси красителя, полимерного порошка и девелопера. Такой состав позволяет упростить конструкцию принтера, но расходные материалы при этом будут стоить дороже.

Двухкомпонентный тонер состоит из отдельно заряжаемых в принтер тонера (краситель и полимер) и девелопера. Смешивает их специальный дозатор в бункере.

За счет электризации при трении частиц девелопера и тонера происходит их слипание. После переноса тонера на фоточувствительный барабан девелопер собирается и используется заново. Это требует применения системы очистки магнитного барабана и дозирующей системы, но позволяет снизить стоимость расходных материалов.

5. Магнитный барабан служит для переноса тонера на фоточувствительный барабан. Он состоит из полого вала, внутри которого размещаются постоянные магниты. Магнитный барабан притягивает к себе частицы девелопера с налипшими на них частицами тонера и проносит их мимо фоточувствительного барабана. Над валом устанавливают специальную пластину, регулирующую количество красителя на валу. Кроме того, к пластине прикладывается напряжение для зарядки частиц тонера. Этот заряд способствует их переходу на фоточувствительный барабан.

6. Носитель изображения: бумага или пленка. Носитель входит в непосредственный контакт с фоточувствительным барабаном. Поэтому к используемой для печати бумаге предъявляются достаточно жесткие требования по плотности и толщине.

При печати на пленке, предназначенной для использования в проекторах, шаблонов печатных плат следует обратить внимание на её температуру плавления. Поскольку для закрепления изображения используется высокая температура (см. далее), пленки некоторых типов могут расплавиться в нагревательном блоке и испортить его.

7. Вал переносаслужит для переноса красителя с фоточувствительного барабана на носитель. Носитель прижимается к фоточувствительному барабану и на него переносится тонер. От качества поверхности вала переноса и фоточувствительного барабана зависит, как плотно носитель будет прижат к барабану и, соответственно, насколько качественно будет перенесено изображение.

Внимание! При неправильном извлечении застрявшей в принтере бумаги возможно повреждение вала переноса или фоточувствительного барабана.

8. Прижимной вал служит для прижимания носителя к нагревательному валу (или нагревательному элементу).

9. Нагревательный вал совместно с прижимным валом образует нагревательный блок принтера. Часто этот блок называют печкой или фьюзером. Высокая температура печки необходима для закрепления красителя на носитель. Нагревательный вал представляет собой полый вал со специальным покрытием, исключающим прилипание красителя к валу (например, тефлоновым). Для нагрева вала используется размещенная внутри его кварцевая лампа. В некоторых принтерах вместо нагревательного вала используют неподвижный нагревательный элемент, отделяемый от носителя тефлоновой пленкой.

Нагревательные элементы с лампой потребляют больше электроэнергии и дольше прогреваются (из-за необходимости прогрева принтеры и копиры не могут работать сразу после включения), однако они имеют больший ресурс работы, чем элементы с пленкой, и могут работать при высокой скорости печати.

10. Бункер для остатков красителя предназначен для сбора красителя, счищенного с поверхности барабана ракелем.

11.Ракель – специальная пластина (нож), служащая для очистки поверхности фоточувствительного барабана. В ходе очистки с барабана удаляются остатки тонера, не перешедшие на бумагу. Для того чтобы ракель не повреждал фоточувствительный слой барабана и в то же время обеспечивал качественную очистку, его необходимо устанавливать с большой точностью. Рабочая кромка ракеля должна быть строго прямолинейной.

Рассмотрим процесс печати. Фоточувствительный барабан при печати вращается специальным высокоточным механизмом привода. Процесс печати начинается с коротрона. С помощью коротрона на фоточувствительный барабан наносится равномерный заряд. Идет коронный разряд, возникают заряженные частицы, барабан, соприкасаясь с ионизированным газом, захватывает заряды. (Поскольку подложка барабана заземлена, а над ней находится изолирующий слой, заряженные частицы концентрируются в верхнем слое фоточувствительного покрытия). При вращении барабан подходит под блок создания скрытого электростатического изображения. Для этого в точку, которая будет напечатана, должен попасть луч света. Под действием света в фоточувствительном слое происходит перераспределение заряженных частиц и формируется потенциальное изображение строки. Образовавшееся изображение недолговечно (частицы стремятся перераспределиться, чтобы устранить неравномерность заряда), но при производстве принтеров стремятся обеспечить ему достаточное время жизни.

При дальнейшем повороте барабана происходит проявление скрытого изображения. С помощью магнитного барабана тонер подается к поверхности фоточувствительного барабана. Как отмечалось, частицы тонера предварительно заряжаются, благодаря чему притягиваются к участкам барабана, имеющим противоположный заряд (освещенные участки).

Электростатическое притяжение удерживает тонер на поверхности фоточувствительного барабана. Неоднородность поля барабана, создаваемая царапинами на его поверхности, приводит к нарушениям распределения тонера, что проявляется в виде пятен и полос на напечатанном изображении.

На следующем этапе при повороте барабана осуществляется перенос тонера на носитель. В приведенной схеме происходит непосредственный контакт носителя с фоточувствительным барабаном. Возможна схема с промежуточным барабаном переноса, имеющим потенциал знака, противоположного частицам тонера.

Промежуточный барабан переноса увеличивает количество тонера, попадающего на носитель, и уменьшает износ фоточувствительного барабана, однако усложняет конструкцию печатающего блока.

Тонер, оставшийся на фоточувствительном барабане, при дальнейшем повороте барабана удаляется ракелем.

Перенесенное изображение закрепляется на носителе в паре: прижимной вал – нагревательный вал (фьюзере). Полимер, входящий в состав тонера, расплавляется и приплавляется под давлением к носителю. Лазерные и LED-принтеры отличаются способом получения скрытого изображения.

Читайте также:  Что лучше цифра или аналог

Основные технологии печати

Цель настоящей публикации — кратко охарактеризовать основные принтерные технологии, применяющиеся сегодня, и дать представление о наиболее общих достоинствах и недостатках каждой из них.

С точки зрения технологий, применяющихся для нанесения красителя на отпечаток, принтеры могут быть отнесены к следующим основным группам:

Этими четырьмя принципами работы почти исчерпывается весь ассортимент производимых принтеров. Остальные способы печати носят узко специализированный или экспериментальный характер и не получили заметного распространения. Рассмотрим каждую группу в отдельности.

Ударные технологии печати (dot matrix)

В ударных технологиях между печатающим элементом принтера и бумагой помещается красящая лента — обычно в картридже, оборудованном механизмом перемотки ленты. Печатающий элемент наносит удар по красящей ленте, под действием чего краситель попадает на бумагу.

Принципиально различаются два варианта:

  • печатающий элемент оформлен в виде готового знака (символа);
  • печатающий элемент синтезирует в процессе печати наносимую информацию «на ходу» из точек; каждая точка образуется ударом иголки.

Первый вариант был широко распространен в прошлом, поскольку обеспечивал четкую печать символов текста при высокой скорости. Требования к печати графической информации к устройствам этого типа не предъявлялись; для этой цели использовались графопостроители. По мере расширения сферы применения компьютеров печать готовыми знаками постепенно утратила свои позиции, поскольку при ней невозможно менять размер символов, набор символов ограничен, возможности графической печати минимальны. Почти все современные принтеры, использующие ударную технологию, синтезируют изображение из точек. Иголки ударного механизма образуют нечто вроде матрицы; вот почему такие принтеры у нас называют матричными (в английском языке — dot printers, то есть «точечные»).

Обычно иголки помещаются в головку, совершающую движения поперек направления подачи бумаги. После того как головка сформирует горизонтальную полосу изображения, бумага подается на ширину, необходимую для печати следующей полосы.

Для увеличения быстродействия ударных принтеров размер матрицы из иголок увеличивают вплоть до ширины листа, при этом сам печатающий узел остается неподвижным (так называемые линейно-матричные принтеры).

Достоинства матричных принтеров:

1) наименьшие эксплуатационные расходы, высокая устойчивость к внешним условиям;

2) возможность печати на толстых и многослойных бумагах (самокопирующихся и т.д.).

Недостатки матричных принтеров:

1) ограниченные возможности графической печати;

2) минимальные возможности работы с цветом.

Основные сферы применения: промышленность, транспорт, банковско-финансовый сектор, торговля, учет, коммунальные службы, а также малый бизнес и (в небольшой степени) домашний офис.

Электрографические технологии печати: лазерная и светодиодная

Сама технология является, пожалуй, старейшей — еще до второй мировой войны был изобретен первый электрографический копировальный аппарат. Однако прошло немало времени, прежде чем на основе этой технологии были созданы принтеры. Принцип их работы заключается в том, что на поверхности светочувствительного узла (обычно барабана) наводится заряд, соответствующий нужному изображению. Этот заряд притягивает тонерный порошок в соответствующих точках. Затем тонер переносится прямо на бумагу или на промежуточный носитель, с которого уже попадает на бумагу. Тонер буквально припекается к бумаге в специальном нагревателе, чтобы сделать изображение устойчивым.

По способу наведения заряда принтеры этого типа разделяются на лазерные и светодиодные. В лазерных формирование изображения на барабане происходит при помощи лазерного излучателя и оптической системы, а в светодиодных — при помощи светодиодной линейки.

Достоинства электрографических принтеров:

1) высокая скорость печати;

2) относительно низкие эксплуатационные расходы.

Недостатки электрографических принтеров:

1) ограниченная масштабируемость технологии, особенно в лазерном варианте (принтеры формата более чем А3 почти не встречаются);

2) радикальное усложнение и удорожание конструкции в случае цветной печати.

Сфера применения: один из самых универсальных типов принтеров; они применяются всюду, кроме случаев, когда требуется широкоформатная печать или цветная печать исключительно высокого качества. Однако и в качестве цветной электрографической печати в последнее время достигнут большой прогресс.

Струйные технологии печати

Самые распространенные сегодня принтеры основаны на струйной технологии: измельченный краситель в виде капель распыляется на материал — чаще всего на бумагу. Обычно, как и в матричных принтерах, печатающая головка движется поперек направления подачи носителя, формируя полосу изображения, а затем носитель сдвигается для печати следующей полосы. Однако вместо иголок в головке имеется множество сопел для выбрасывания краски.

В струйной технологии сложились две разновидности:

  • термоструйная, в которой активизация краски и ее выброс происходят под действием нагрева;
  • пьезоэлектрическая, в которой выброс краски происходит под давлением, создаваемым колебанием мембраны.

Эти две технологии находятся в состоянии перманентного соперничества, поэтому сравнительные плюсы и минусы двух вариантов струйной технологии определить не так просто, как их общие достоинства и недостатки.

Достоинства струйных принтеров:

1) прекрасная масштабируемость (от портативных переносных до гигантских широкоформатных моделей);

2) возможность получения цветных изображений фотографического качества.

Недостатки струйных принтеров:

1) относительно высокие эксплуатационные расходы, особенно при цветной печати;

2) относительно низкое быстродействие; относительно низкая стойкость изображения.

Сфера применения: самая универсальная (определяется возможностями конкретной модели).

Термические технологии печати

Обычно в эту группу собирают принтеры, довольно разные по нюансам технологии и конструкции, для которых принципиально важным является тепловой принцип действия.

При бескрасочной технологии с использованием термочувствительной бумаги изображение формируется путем прямого контакта печатающей головки с бумагой. Нагрев поверхности головки приводит к «окрашиванию» соответствующих точек на бумаге.

Читайте также:  Что делать если флешку нужно форматировать

Достоинства принтеров бескрасочной термопечати:

1) прекрасная масштабируемость (от портативных переносных до гигантских широкоформатных моделей);

2) низкие эксплуатационные расходы.

Недостатки принтеров бескрасочной термопечати:

1) ограниченные графические возможности;

2) низкая стойкость отпечатка.

Сфера применения: портативные модели — бизнес, служебные задачи на производстве, в торговле и в управлении; широкоформатные модели — изготовление схем и чертежей в конструкторской и проектной деятельности.

При обычном термопереносе краситель находится на ленте подобно тому, как это реализовано в матричных принтерах. Однако перенос его на бумагу происходит не вследствие удара, а под действием нагрева нужных точек поверхности головки. Частным случаем термопереноса является сублимационная печать, при которой краситель возгоняется в газообразное состояние и впитывается в поры на поверхности специальной бумаги, после чего изображение обычно фиксируется (например, наносится защитный слой).

Достоинства принтеров с термопереносом:

1) исключительно высокое качество цветопередачи, особенно в отношении гладкости полутонов и цветовых переходов;

2) прекрасная стойкость отпечатков.

Недостатки принтеров с термопереносом:

1) высокая стоимость красителей и специальных бумаг;

2) низкое быстродействие;

3) в сублимационной печати — относительно невысокая разрешающая способность, что может сказаться при печати мелких штриховых элементов изображений.

Сфера применения: цветные графические работы (компьютерная графика и дизайн), цветопробная печать (моделирование цветной полиграфической печати при разработке и согласовании образцов качественной продукции).

В большинстве случаев на термопереносных принтерах можно при желании печатать на термочувствительной бумаге без использования красителя, хотя эту возможность обычно не афишируют. При этом качество печати получается примерно таким же, как у термического факсимильного аппарата.

В последнее время быстро развивается твердочернильная технология, при которой разогретая до плавления краска наносится на промежуточный носитель (печатный барабан), откуда попадает на бумагу.

Достоинства твердочернильной технологии:

1) высокое качество цветопередачи;

2) высокая скорость печати;

3) хорошая масштабируемость (в перспективе, поскольку широкоформатных моделей пока на рынке нет);

4) относительно низкие эксплуатационные расходы.

Недостатки твердочернильной технологии: не выявлены.

Сегодня твердочернильные принтеры довольно дороги, но в будущем они должны стать опасным конкурентом лазерным цветным принтерам и по этому показателю.

Сфера применения: офисная печать, графические работы.

Электрогра́фия (ксерогра́фия) — метод репрогра́фии, использующий для переноса тонера (сухих чернил) электрический заряд. На принципе электрографии работают лазерные принтеры и копировальные аппараты.

Содержание

История [ править | править код ]

Электрографию придумал Честер Карлсон. Первый оттиск он и его помощник Отто Корнеи получили в своей домашней лаборатории в Нью-Йорке 22 октября 1938 года [1] [2] . Патент на эту технологию был получен 6 октября 1942 года [3] . Долгое время Карлсон безуспешно пытался внедрить своё изобретение, доказывая, что оно абсолютно необходимо для бизнеса, но везде ему отказывали, ссылаясь на то, что его изобретение слишком громоздко и сильно пачкает листы, к тому же человек может значительно лучше справиться с задачей копирования. Удача улыбнулась ему в 1944 году в Battelle Institute, расположенном в штате Огайо. Там ему предложили усовершенствовать технологию и даже нашли точное слово для названия данного процесса — «электрофотография». После чего лицензию на дальнейшую разработку и производство копировальных аппаратов приобрела фирма Halo > ξερός «сухой» и γράφω «пишу», а потом уже сам изобретатель Карлсон додумался сократить слово до простого «xerox». В итоге в 1948 году первые аппараты «xerox» появились на рынке, а первая модель называлась просто — Model A. После выпуска в 1959 году первой полностью автоматической модели Xerox 914 компания Haloid сменила название на Xerox Corporation.

Независимо от Честера Карлсона, в 1948 году, в Германии, изобретатель доктор Эйсбен основал фирму Develop Corp по выпуску копировального аппарата собственной конструкции. Компания, основанная Эйсбеном, и сегодня продолжает выпускать копировальную технику, так и не признав первенства Карлсона, поскольку получила 16 патентов на изобретение своего основателя.

Упрощённый принцип ксерографии [ править | править код ]

Перед печатью фотобарабан (OPC) заряжается при помощи коротрона (коронатора) (то есть приобретает положительный или отрицательный потенциал), после этого производится его экспонирование при помощи лампы и системы зеркал. Покрытие фотобарабана в местах, облучённых светом, теряет свои диэлектрические свойства, что приводит к стеканию в этих местах электрического заряда на массу (фотобарабан соединён с ней, как правило, через своё металлическое основание). Следующая стадия называется проявление. Тонер с вала проявки переносится на заряжённые участки фотобарабана за счёт своего противоположного заряда. Затем по фотобарабану прокатывается лист бумаги (картона, прозрачной плёнки и др.), на котором следует произвести печать. После этого лист попадает в узел термозакрепления (фьюзер), который расплавляет и впрессовывает тонер в структуру листа. После закрепления из-за того, что, как правило, не весь тонер переносится на бумагу, в машине находится модуль очистки, который снимает оставшийся на фотобарабане тонер.

Аналогичный принцип применяется в лазерных принтерах, только в них разрядка барабана производится лазером в соответствии с поступившей для печати информацией.

В современных цифровых лазерных копировальных аппаратах и принтерах тёмные части изображения наносятся лазерным лучом и тонер за счёт свойств барабанов, используемых в лазерной печати, «прилипает» к незаряжённым его участкам, а от заряжённых отталкивается одноимённым электрическим зарядом. Данный принцип позволяет увеличить срок эксплуатации лазера, так как в большинстве случаев тёмные участки при печати занимают намного меньшую площадь.

Комментировать
0 просмотров
Комментариев нет, будьте первым кто его оставит

Это интересно
Adblock detector