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삼성 레이저 프린터의 작동 원리. PC 주변기기의 세계. 컬러 인쇄의 원리

오늘 나는 이야기하고 싶다. 레이저 프린터의 장치 및 작동 원리. 누구나 이 장치에 대해 잘 알고 있지만 작동 원리와 오작동 이유를 아는 사람은 거의 없습니다. 이 기사에서는 "레이저 프린터"의 작동 원리를 명확하게 설명하고 후속 기사에서는 레이저 프린터의 오작동, 발생 원인 및 제거 방법에 대해 설명합니다.

레이저 프린터 장치

최신 레이저 프린터의 작동은 광전 기술을 기반으로 합니다.원칙 건식 인쇄. 이 방법을 기반으로 모든 레이저 프린터는 구조적으로 세 가지 주요 부품(어셈블리)으로 구성됩니다.

- 레이저 위생 장치.

- 이미지 전송 장치.

- 이미지 정착 장치.

이미지 전송 장치는 일반적으로 레이저 프린터 카트리지와 전하 전송 롤러(옮기다롤러) 프린터 자체에서. 나중에 레이저 카트리지의 구조에 대해 더 자세히 설명하겠지만 이 기사에서는 작동 원리만 고려할 것입니다. 또한 일부 프린터에서는 레이저 스캐닝 대신(주로 OK)І» ) LED 스캐닝이 사용됩니다. 그것은 기능을 수행합니다이자형그러나 LED는 레이저의 역할만을 수행한다.

예를 들어 레이저 프린터 HP LaserJet 1200(그림 1). 이 모델은 매우 성공적이며 긴 서비스 수명, 편의성 및 신뢰성으로 입증되었습니다.

우리는 일부 재료(주로 종이)에 인쇄하며, 용지 공급 장치는 이를 프린터의 "입"으로 보내는 역할을 합니다. 원칙적으로 구조적으로 서로 다른 두 가지 유형으로 나뉩니다. 하단 트레이 공급 메커니즘, 이름은 - 용지함 1, 및 상단에서 공급 메커니즘(우회) - 트레이 2. 구성의 디자인 차이에도 불구하고 다음과 같은 특징이 있습니다(그림 3 참조).

- 종이 픽업 롤러- 프린터에 용지를 넣어야 합니다.

- 브레이크 패드 및 분리기 블록종이 한 장만 분리해서 뽑아야 합니다.

이미지 형성에 직접 관여 프린터 카트리지(그림 4) 및 레이저 스캐닝 유닛.

레이저 프린터 카트리지는 세 가지 주요 요소로 구성됩니다(그림 4 참조).

포토실린더,

프리차지 샤프트,

마그네틱 샤프트.

포토실린더

포토실린더(ORS- 본질적인광전도성의북) 또는 또한 감광체, 감광성 물질의 얇은 층으로 코팅된 알루미늄 샤프트이며, 추가로 보호층으로 덮여 있습니다. 이전에는 셀레늄을 기반으로 포토실린더를 만들었기 때문에 포토실린더라고도 불렸습니다. 셀레늄 샤프트, 현재는 감광성 유기 화합물로 만들어졌지만 이전 이름은 여전히 널리 사용됩니다.

주요 재산 포토실린더– 빛의 영향으로 전도도가 변경됩니다. 무슨 뜻이에요? 포토 실린더에 전하가 가해지면 꽤 오랜 시간 동안 충전 상태를 유지하지만 표면이 조명되면 조명이 켜진 곳에서 포토 코팅의 전도성이 급격히 증가하고 (저항이 감소) 전하가 " 포토실린더 표면에서 전도성 내부층을 통해 흐릅니다. 이 위치에 중성으로 하전된 영역이 나타납니다.

쌀. 2 덮개가 제거된 HP 1200 레이저 프린터.

숫자는 다음을 나타냅니다. 1 - 카트리지; 2 - 이미지 전송 장치; 3 - 이미지 정착 장치(스토브).

쌀. 3 급지 장치쟁반 2 , 뒤에서 본 모습에스.

1 - 용지 픽업 롤러; 2 - 분리 장치가 있는 제동 플랫폼(파란색 줄무늬)(사진에는 표시되지 않음) 3 - 전하 전사 롤러(옮기다롤러), 전송 중 종이에는 정전기가 있습니다.

쌀. 4 분해된 상태의 레이저 프린터 카트리지.

1- 포토실린더; 2- 사전 충전 샤프트; 3- 자기 샤프트.

이미지 오버레이 프로세스.

프리차지 샤프트를 이용한 포토실린더(PCR)는 초기 전하(양수 또는 음수)를 받습니다. 청구 금액 자체는 프린터의 인쇄 설정에 따라 결정됩니다. 포토실린더가 충전된 후 레이저 빔은 회전하는 포토실린더의 표면을 통과하고 포토실린더의 조명 영역은 중성으로 대전됩니다. 이러한 중립 영역은 원하는 이미지에 해당합니다.

레이저 스캐닝 장치는 다음으로 구성됩니다.

포커싱 렌즈를 갖춘 반도체 레이저,
- 모터의 회전 거울,
- 렌즈 형성 그룹,
- 거울.

쌀. 5 덮개가 제거된 레이저 스캐닝 장치.

1,2 - 포커싱 렌즈가 장착된 반도체 레이저; 3- 회전거울; 4- 성형 렌즈 그룹; 5- 거울.

드럼은 직접 접촉합니다 자기 샤프트중 (자기롤러), 카트리지 호퍼에서 포토 실린더로 토너를 공급합니다.

자기 샤프트는 내부에 영구 자석 막대가 삽입된 전도성 코팅이 있는 중공 실린더입니다. 호퍼 안의 호퍼에 있는 토너는 코어의 자기장과 추가로 공급되는 전하의 영향을 받아 자기 축으로 끌어당겨지며, 그 값은 프린터의 인쇄 설정에 따라 결정됩니다. 이는 향후 인쇄 밀도를 결정합니다. 토너는 초기 전하를 가지고 있기 때문에 정전기의 영향으로 자기 샤프트에서 포토실린더 표면의 레이저에 의해 형성된 이미지로 옮겨집니다. 청구된 것. 이것이 우리에게 필요한 이미지입니다.

여기서는 이미지 생성을 위한 두 가지 주요 메커니즘에 주목할 가치가 있습니다. 대부분의 프린터(HP,정경, 제록스 복사기) 양전하를 띠는 토너가 사용되며 포토 실린더의 중립 표면에만 남아 있습니다. 즉, 레이저는 이미지가 있어야 하는 영역만 조명합니다. 이 경우 포토실린더는 음전하를 띠게 됩니다. 두 번째 메커니즘(프린터에 사용됨)엡손, 교세라, 형제)은 음전하를 띤 튜너를 사용하며 레이저는 토너가 없어야 하는 포토 실린더의 영역을 방전합니다. 포토실린더는 처음에 양전하를 받고 음전하를 띤 토너는 포토실린더의 양전하 영역으로 끌어당겨집니다. 따라서 첫 번째 경우에는 세부 사항이 더 세밀하게 렌더링되고 두 번째 경우에는 더 조밀하고 균일한 충전이 이루어집니다. 이러한 기능을 알면 문제(텍스트 인쇄 또는 스케치 인쇄)를 해결하기 위해 프린터를 보다 정확하게 선택할 수 있습니다.

포토실린더에 접촉하기 전에 종이도 전하 전사 롤러(옮기다롤러). 이 정전기로 인해 토너는 접촉 중에 포토 실린더에서 용지로 옮겨집니다. 그 직후, 정전기 중화제는 종이에서 이 전하를 제거하여 종이가 포토 실린더에 끌리는 것을 제거합니다.

토너

이제 토너에 대해 몇 마디 말해야 합니다. 토너자성체 층으로 코팅된 폴리머 볼로 구성된 미세하게 분산된 분말입니다. 컬러 튜너에는 염료도 포함되어 있습니다. 프린터, MFP 및 복사기 모델의 각 회사는 분산, 자석이 다른 정품 토너를 사용합니다.N척추와 물리적 특성. 따라서 어떤 경우에도 카트리지에 임의의 토너를 리필해서는 안 됩니다. 그렇지 않으면 프린터나 MFP를 매우 빨리 망칠 수 있습니다(경험에 의해 테스트됨).

종이를 레이저 스캐닝 장치에 통과시킨 후 프린터에서 종이를 제거하면 이미 형성된 이미지가 표시되며 만지면 쉽게 파괴될 수 있습니다.

이미지 고정 장치 또는 "스토브"

이미지가 내구성을 가지려면 다음이 필요합니다. 고치다. 이미지 고정하기특정 융점을 가진 토너에 포함된 첨가제의 도움으로 발생합니다. 레이저 프린터의 세 번째 주요 요소는 이미지 고정을 담당합니다 (그림 6) - 이미지 고정 장치 또는 "스토브". 물리적인 관점에서 볼 때, 용융된 토너를 종이 구조물에 압입한 후 고화시키는 방식으로 정착이 이루어지므로 이미지 내구성이 뛰어나고 외부 영향에 대한 저항력이 우수합니다.

쌀. 6 이미지 고정 장치 또는 스토브. 상단에는 조립된 모습이 있고 하단에는 용지 분리 스트립이 제거된 모습이 있습니다.

1 - 열필름; 2 - 압력 샤프트; 3 - 용지 분리 막대.

쌀. 7 발열체 및 열 필름.

구조적으로 "스토브"는 두 개의 샤프트로 구성될 수 있습니다. 내부에 발열체가 있는 상단 샤프트와 녹은 토너를 종이에 밀어 넣는 데 필요한 하단 샤프트입니다. 문제의 HP 1200 프린터에서 "스토브"는 다음으로 구성됩니다. 열 필름(그림 7) - 내부에 발열체와 지지 스프링으로 인해 용지를 누르는 저압 롤러가 있는 특수 유연 내열성 소재입니다. 열 필름의 온도를 모니터링합니다. 온도 센서(서미스터). 감열 필름과 압력 롤러 사이를 통과하여 감열 필름과 접촉하는 지점에서 용지는 약 200°C까지 가열됩니다.˚ . 이 온도에서 토너는 녹고 종이 질감에 액체 형태로 압착됩니다. 종이가 열 필름에 달라붙는 것을 방지하기 위해 오븐 출구에 종이 분리기가 있습니다.

이것이 우리가 실제로 본 것입니다 - "프린터는 어떻게 작동하나요?". 이 지식은 향후 고장의 원인을 찾아 제거하는 데 도움이 될 것입니다. 그러나 어떤 경우에도 문제를 해결할 수 있는지 확실하지 않은 경우 프린터에 직접 들어가서는 안되며 이는 문제를 더욱 악화시킬뿐입니다. 돈을 절약하는 것이 아니라 이 문제를 전문가에게 맡기는 것이 좋습니다. 새 프린터를 구입하면 훨씬 더 많은 비용이 들기 때문입니다.

한 장의 종이에 주어진 이미지를 생성하기 위한 7개의 순차적 작업이 포함됩니다. 이는 이미지 적용과 수정이라는 두 가지 주요 단계로 나눌 수 있는 매우 흥미롭고 기술적인 프로세스입니다. 첫 번째 단계는 카트리지 작동과 관련되고, 두 번째 단계는 정착 장치(오븐)에서 발생합니다. 결과적으로 우리는 몇 초 만에 흰 종이에 관심 있는 이미지를 얻을 수 있습니다.

그렇다면 프린터에서는 이렇게 짧은 시간 동안 무슨 일이 일어날까요? 이것을 알아 봅시다.

요금

토너는 미세하게 분산된 물질(5-30미크론)이며 그 입자는 모든 전하를 매우 쉽게 받아들입니다.

카트리지에서 대전 롤러는 음전하를 광드럼으로 균일하게 전달합니다. 이는 대전 롤러가 광드럼에 눌려 한 방향으로 회전할 때(광드럼에 음전하를 균일하게 부여하면서) 다른 방향으로 회전할 때 발생합니다.

따라서 광드럼의 표면은 전체 영역에 고르게 분포된 음전하를 가집니다.

전시회

다음 과정에서는 미래의 이미지가 포토드럼에 노출됩니다.

이것은 레이저 덕분에 발생합니다. 레이저 빔이 광드럼 표면에 닿으면 이곳의 음전하가 제거됩니다(포인트는 중성으로 대전됩니다). 따라서 레이저 빔은 프로그램에 지정된 좌표에 따라 미래 이미지를 형성합니다. 필요한 곳에서만 독점적으로.

이런 방식으로 우리는 포토드럼 표면에 음전하를 띤 점 형태로 이미지의 노출된 부분을 얻습니다.

개발

다음으로, 현상 롤러를 사용하여 포토드럼 표면의 노광된 이미지에 토너를 균일한 얇은 층으로 도포합니다. 토너 입자는 음전하를 띠고 드럼 표면에 미래의 이미지를 형성합니다.

옮기다

다음 단계는 음전하 토너 이미지를 드럼에서 빈 종이로 옮기는 것입니다.

이는 전사 롤러가 용지와 접촉할 때 발생합니다(용지는 전사 롤러와 이미지 드럼 사이를 통과합니다). 전사 롤러는 높은 양전위를 갖고 있어 음으로 하전된 모든 토너 입자(형성된 이미지의 형태)가 용지에 전사되도록 합니다.

강화

다음 단계 레이저 인쇄정착 장치(오븐 내)에서 토너의 이미지를 종이 위에 정착시키는 것입니다.

핵심은 종이에 '굽는' 과정입니다. 열 롤러와 가압 롤러 사이를 통과하는 토너 시트는 열압(온도 및 압력) 처리를 거치게 되며, 그 결과 토너가 시트에 고정되어 외부 기계적 영향에 대한 저항력을 갖게 됩니다.

사진에는 열 샤프트와 압력 롤러가 있습니다. 감열 롤은 다양한 레이저 인쇄 장치에 사용됩니다. 열 샤프트 내부에는 할로겐 램프가 사용되어 가열(가열 요소)됩니다.

열 롤러 대신 (가열 요소로) 열 필름을 사용하는 다른 레이저 인쇄 장치 모델이 있습니다. 차이점은 할로겐 히터의 작동 시간이 더 오래 걸린다는 것입니다. 열 필름이 있는 장치는 종이에 있는 이물질(종이 클립, 스테이플러의 스테이플)로 인한 기계적 영향에 매우 취약하다는 사실에 주목할 가치가 있습니다. 이는 열 필름 자체의 고장으로 가득 차 있습니다. 그녀는 손상에 매우 민감합니다.

청소

이 모든 과정에서 포토드럼 표면에 소량의 토너가 남게 되므로 카트리지에 스퀴지(클리닝 블레이드)가 설치되어 포토드럼 샤프트에 남아 있는 토너의 미립자를 청소합니다.

회전하면서 샤프트가 청소됩니다. 잔여 가루는 폐토너통에 쌓이게 됩니다.

청구 삭제 중

마지막 단계에서 포토드럼 샤프트는 대전 롤러와 접촉하게 됩니다. 이는 음전하의 "맵"이 드럼 표면에 다시 정렬된다는 사실로 이어집니다(이 시점까지는 음전하를 띤 장소와 중성으로 대전된 장소가 모두 표면에 남아 있었습니다. 이는 이미지의 투영이었습니다).

따라서, 대전 롤러는 다시 광드럼 표면에 균일하게 분포된 음전위를 부여합니다.

이로써 한 장의 인쇄 주기가 종료됩니다.

결론

따라서 레이저 인쇄 기술에는 이미지를 종이에 전사하고 고정하는 7개의 연속 단계가 포함됩니다. 최신 장치에서는 A4 용지에 이미지 하나를 인쇄하는 데 몇 초밖에 걸리지 않습니다.

포토드럼, 차지 롤러, 마그네틱 샤프트 등 내부 부품이 마모되면 교체됩니다. 이러한 구성 요소는 카트리지 내부에 있으며 위 그림에서 볼 수 있습니다. 이러한 요소의 마모로 인해 인쇄 품질이 크게 저하됩니다.

레이저 인쇄의 역사에 대해 조금

마지막으로 레이저 인쇄 기술 개발에 대해 조금 설명합니다. 놀랍게도 레이저 프린팅 기술은 예를 들어 동일한 매트릭스 프린팅 기술보다 일찍 나타났습니다. 체스터 칼슨(Chester Carlson)은 1938년에 일렉트로그래피(electrography)라는 인쇄 방식을 발명했습니다. 당시(지난 세기 60~70년대) 복사기에 사용되었습니다.

최초의 레이저 프린터의 개발과 제작은 Gary Starkweather가 주도했습니다. 그는 Xerox의 직원이었습니다. 그의 아이디어는 복사기 기술을 사용하여 프린터를 만드는 것이 었습니다.

1971년 처음 등장 최초의 레이저 프린터제록스 회사. 그것은 Xerox 9700 전자 인쇄 시스템이라고 불렸습니다. 연속 생산은 나중에 1977년에 시작되었습니다.

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안에 기사 고려중이다 원칙 행위 및 장치 현대의 레이저 프린터. 그녀는 연다 시리즈 조항, 헌신적인 원칙 그리고 문제 레이저 무대.

최신 레이저 프린터(매트릭스 및 잉크젯 프린터 포함)를 사용하여 얻은 이미지는 점으로 구성됩니다. 이러한 도트가 작을수록, 위치가 더 빈번할수록 이미지 품질이 높아집니다. 프린터가 1인치(25.4mm) 단면에 별도로 인쇄할 수 있는 최대 도트 수를 해상도라고 하며 인치당 도트 수로 표시하며 해상도는 1200dpi 이상일 수 있습니다. 300dpi 해상도의 레이저 프린터에 인쇄된 텍스트의 품질은 인쇄상의 품질과 거의 같습니다. 그러나 페이지에 회색 음영이 포함된 그림이 포함된 경우 고품질 그래픽 이미지를 얻으려면 최소 600dpi의 해상도가 필요합니다. 1200dpi의 프린터 해상도를 사용하면 인쇄물이 거의 사진 품질에 가깝습니다. 많은 수의 문서(예: 하루 40장 이상)를 인쇄해야 하는 경우 레이저 프린터가 유일하게 합리적인 선택인 것 같습니다. 최신 개인용 레이저 프린터의 경우 표준 매개변수는 해상도 600dpi이고 인쇄 속도는 8...1분당 2페이지입니다.

레이저 프린터의 작동 원리

레이저 프린터는 Hewlett Packard에서 처음 출시되었습니다. 복사기에서와 마찬가지로 이미지 생성에 전자 그래픽 원리를 사용했습니다. 차이점은 노출 방법에 있었습니다. 복사기에서는 램프를 사용하여 발생하고 레이저 프린터에서는 램프 빛이 레이저 빔을 대체했습니다.

레이저 프린터의 핵심은 종종 인쇄 드럼 또는 간단히 드럼이라고 불리는 유기 감광체입니다. 이미지를 종이에 옮기는 데 사용됩니다. 포토드럼은 감광성 반도체의 얇은 필름으로 코팅된 금속 실린더입니다. 이러한 원통의 표면에는 양전하 또는 음전하가 제공될 수 있으며, 이는 드럼이 조명될 때까지 유지됩니다. 드럼의 일부가 노출되면 코팅이 전도성이 되고 조명 영역에서 전하가 흘러나와 충전되지 않은 영역이 생성됩니다. 이는 레이저 프린터의 작동 방식을 이해하는 데 중요한 포인트입니다.

프린터의 또 다른 중요한 부분은 레이저와 드럼 표면을 따라 레이저 빔을 이동시키는 거울과 렌즈의 광학 기계 시스템입니다. 소형 레이저는 매우 얇은 광선을 생성합니다. 회전 거울(보통 사면체 또는 육각형)에서 반사되는 이 광선은 광드럼 표면을 조명하여 노출 지점에서 전하를 제거합니다.

스폿 이미지를 얻으려면 제어 마이크로컨트롤러를 사용하여 레이저를 켜고 끕니다. 회전거울은 빔을 광드럼 표면의 잠상의 선으로 바꿉니다.

라인이 형성되면 특수 스테퍼 모터가 드럼을 회전시켜 다음 라인을 형성합니다. 이 오프셋은 프린터의 수직 해상도에 해당하며 일반적으로 1/300 또는 1/600인치입니다. 드럼에 잠상이 형성되는 과정은 텔레비전 모니터 화면에 래스터가 형성되는 과정을 연상시킵니다.

포토실린더 표면을 예비(1차) 충전하는 두 가지 주요 방법이 사용됩니다.

Ø “코로나 와이어”라고 불리는 얇은 와이어나 메쉬를 사용합니다. 높은 전압, 와이어에 적용하면 주변에 코로나라고 불리는 빛나는 이온화 영역이 나타나 드럼에 필요한 정전기를 제공합니다.

Ø 사전 충전 사용 고무 샤프트(PCR).

따라서 정전기가 방전된 도트 형태의 보이지 않는 이미지가 드럼에 형성됩니다. 무엇 향후 계획?

장치탄약통

이미지를 종이에 전송하고 고정하는 과정에 대해 이야기하기 전에 휴렛 패커드의 레이저젯 5L 프린터용 카트리지 장치를 살펴보겠습니다. 이 일반적인 카트리지에는 폐토너 구획과 토너 구획이라는 두 개의 주요 구획이 있습니다.

폐토너 구획의 주요 구조 요소:

1 - 이미지 드럼(OPC(유기 감광체) 드럼).이는 레이저 빔에 의해 생성된 이미지를 유지할 수 있는 유기 감광성 및 광전도성 물질(보통 산화아연)로 코팅된 알루미늄 실린더입니다.

2 - 샤프트 주요한 요금(1차 대전 롤러(PCR)).드럼에 균일한 음전하를 제공합니다. 금속 샤프트에 적용된 전도성 고무 또는 폼 베이스로 제작되었습니다.

3 - « 독사 같은 사람» , 스퀴지, 청소 잎(와이퍼 블레이드, 클리닝 블레이드).용지에 전사되지 않은 남은 토너를 드럼에서 제거합니다. 구조적으로는 끝부분에 폴리우레탄판(블레이드)을 달고 금속프레임(스탬핑) 형태로 제작되며,

4 - 잎 청소 (회복 잎). 드럼과 폐토너통 사이의 영역을 덮습니다. 복구 블레이드는 드럼에 남아 있는 토너를 호퍼로 통과시켜 토너가 반대 방향(호퍼에서 용지로)으로 쏟아지는 것을 방지합니다.

토너 구획의 주요 구조 요소:

1 - 자기 샤프트(자기 현상 롤러, 매그 롤러, 현상 롤러).내부에 고정된 자기 코어가 있는 금속 튜브입니다. 토너는 드럼에 공급되기 전에 직접 또는 교류 전압의 영향으로 음전하를 획득하는 자기 샤프트에 끌립니다.

2 - « 의사» (닥터 블레이드, 미터링 블레이드).자기 롤러에 토너의 얇은 층을 균일하게 분포시킵니다. 구조적으로는 끝에 유연한 판(블레이드)이 있는 금속 프레임(스탬핑) 형태로 만들어집니다.

3 - 씰링 잎 자기 샤프트(잡지 롤러 씰링 잎). 복구 블레이드와 기능이 유사한 얇은 판입니다. 마그네틱 롤러와 토너 공급부 사이의 영역을 덮습니다. Mag Roller Sealing Blade는 마그네틱 롤러에 남아 있는 토너가 구획 안으로 흘러들어가도록 하여 토너가 거꾸로 새는 것을 방지합니다.

4 - 벙커 을 위한 토너 (토너 저수지). 그 안에는 인쇄 과정에서 용지로 옮겨지는 "작동하는" 토너가 있습니다. 또한 토너 활성제(Toner Agitator Bar)가 호퍼에 내장되어 있습니다. 이는 토너 혼합용으로 설계된 와이어 프레임입니다.

5 - 밀봉하다, 확인하다 (밀봉하다). 새(또는 재생) 카트리지의 경우 토너 호퍼는 카트리지 운반 중에 토너가 쏟아지는 것을 방지하는 특수 씰로 밀봉되어 있습니다. 이 씰은 사용하기 전에 제거됩니다.

레이저 프린팅의 원리

사진은 카트리지의 단면을 보여줍니다. 프린터가 켜지면 카트리지의 모든 구성 요소가 움직이기 시작합니다. 즉, 카트리지가 인쇄 준비가 된 것입니다. 이 과정은 인쇄 과정과 유사하지만 레이저 빔이 켜지지 않습니다. 그러면 카트리지 구성 요소의 움직임이 멈추고 프린터는 인쇄 준비 상태가 됩니다.

인쇄할 문서를 보낸 후 레이저 프린터 카트리지에서 다음 프로세스가 발생합니다.

충전기 북. PCR(1차 전하 롤러)은 회전하는 드럼 표면에 음전하를 균일하게 전달합니다.

전시회. 드럼의 음전하 표면은 토너가 도포될 위치에서만 레이저 빔에 노출됩니다. 빛에 노출되면 드럼의 감광성 표면이 부분적으로 음전하를 잃습니다. 따라서 레이저는 음전하가 약화된 점 형태로 잠상을 드럼에 노출시킵니다.

애플리케이션 토너. 이 단계에서는 드럼의 잠상이 토너의 도움으로 가시상으로 변환되어 종이로 전사됩니다. 자기 롤러 근처에 위치한 토너는 롤러 코어를 구성하는 영구 자석의 영향을 받아 표면으로 끌어당겨집니다. 자석 샤프트가 회전하면 토너는 "닥터"와 샤프트에 의해 형성된 좁은 슬롯을 통과합니다. 결과적으로 음전하를 띠고 노출된 드럼 부분에 달라붙습니다. "닥터"는 토너가 자기 롤러에 균일하게 도포되도록 보장합니다.

옮기다 토너 ~에 종이. 계속 회전하면서 현상된 이미지가 담긴 드럼이 용지와 접촉하게 됩니다. 와 함께 반대쪽종이는 양전하를 띠는 전사 롤러에 눌려집니다. 결과적으로, 음전하를 띤 토너 입자가 용지에 끌어당겨져 토너가 "뿌려진" 이미지를 생성합니다.

강화 이미지. 고정되지 않은 이미지가 있는 용지 한 장은 용지가 당겨지는 두 개의 접촉 샤프트로 구성된 고정 메커니즘으로 이동됩니다. 하부 압력 롤러는 상부 퓨저 롤러에 대해 압력을 가합니다. 상단 롤러가 가열되어 닿으면 토너 입자가 녹아 용지에 달라붙습니다.

청소 북. 일부 토너는 용지에 전사되지 않고 드럼에 남아 있으므로 청소가 필요합니다. 이 기능은 "바이퍼"에 의해 수행됩니다. 드럼에 남아 있는 모든 토너는 와이퍼를 통해 폐토너통으로 제거됩니다. 동시에 복구 블레이드는 드럼과 호퍼 사이의 영역을 덮어 토너가 용지에 쏟아지는 것을 방지합니다.

"삭제" 이미지. 이 단계에서는 레이저 빔에 의해 생성된 잠상이 드럼 표면에서 "삭제"됩니다. 1차 전하 샤프트를 사용하면 광드럼 표면이 음전하로 균일하게 "덮여" 빛의 영향으로 부분적으로 제거된 위치에서 복원됩니다.

레이저 프린터의 역사는 1938년 건식 잉크 인쇄 기술의 발전과 함께 시작되었습니다. 이미지를 종이로 전송하는 새로운 방법을 개발하는 체스터 칼슨(Chester Carlson)은 정전기를 사용했습니다. 이 방법은 전자기록법이라고 불리며 1949년에 Model A 복사기를 출시한 Xerox Corporation에서 처음 사용되었습니다. 그러나 이 메커니즘이 작동하려면 특정 작업을 수동으로 수행해야 했습니다. 10년 후, 최신 레이저 프린터의 프로토타입으로 간주되는 전자동 Xerox 914가 탄생했습니다.

나중에 레이저 빔을 사용하여 복사 드럼에 직접 인쇄할 내용을 "그리는" 아이디어는 Gary Starkweather에게서 나왔습니다. 1969년부터 회사는 분당 120페이지의 속도로 인쇄하는 Xerox 9700 직렬 레이저 프린터를 개발해 1977년에 출시했습니다.

이 장치는 매우 크고 가격이 비쌌으며 기업과 기관 전용이었습니다. 그리고 최초의 데스크탑 프린터는 이듬해인 1982년에 캐논에 의해 개발되었습니다. 신형 LBP-CX. HP는 캐논과의 협력으로 1984년부터 레이저젯 시리즈를 생산하기 시작했고, 곧바로 가정용 레이저 프린터 시장에서 선두 자리를 차지했습니다.

현재 많은 기업에서 흑백 및 컬러 인쇄 장치를 생산하고 있습니다. 각각은 크게 다를 수 있는 자체 기술을 사용하지만 레이저 프린터의 일반적인 작동 원리는 모든 장치의 특징이며 인쇄 프로세스는 5개의 주요 단계로 나눌 수 있습니다.

드럼 차지

인쇄 드럼(Optical Photoconductor, OPC)은 후속 인쇄를 위해 이미지가 형성되는 감광성 반도체로 코팅된 금속 원통입니다. 처음에 OPC에는 전하(양성 또는 음성)가 공급됩니다. 이 작업은 다음 두 가지 방법 중 하나로 수행할 수 있습니다.

코로트론(Corona Wire), 또는 코로나터;
대전 롤러(1차 대전 롤러, PCR) 또는 대전 샤프트.

코로트론은 와이어 블록과 그 주위의 금속 프레임입니다.

코로나 와이어는 탄소, 금 또는 백금으로 코팅된 텅스텐 필라멘트입니다. 고전압의 영향으로 와이어와 프레임 사이에 방전이 발생하고 발광 이온화 영역(코로나)이 발생하며 정전기가 포토드럼으로 전달되는 전기장이 생성됩니다.

일반적으로 와이어를 청소하는 장치에는 와이어가 오염되면 인쇄 품질이 크게 저하되므로 장치에 내장되어 있습니다. 코로트론을 사용하면 특정 단점이 있습니다. 긁힘, 먼지 축적, 필라멘트의 토너 입자 또는 구부러짐으로 인해 이곳의 전기장이 증가하고 인쇄물 품질이 급격히 떨어지며 표면이 손상될 수 있습니다. 드럼.

두 번째 옵션에서는 특수 내열성 플라스틱으로 만들어진 유연한 필름이 내부의 가열 요소로 지지 구조를 감싸줍니다. 이 기술은 신뢰성이 떨어지는 것으로 간주되어 중장비 부하가 예상되지 않는 중소기업 및 가정용 프린터에 사용됩니다. 시트가 스토브에 달라붙어 샤프트 주위로 뒤틀리는 것을 방지하기 위해 종이 분리기가 있는 스트립이 제공됩니다.

컬러 인쇄

컬러 이미지를 형성하는 데는 네 가지 기본 색상이 사용됩니다.

검은색,
노란색,
보라,
파란색.

인쇄는 흑백과 동일한 원리로 수행되지만 먼저 프린터는 얻어야 하는 이미지를 각 색상의 흑백 이미지로 분할합니다. 작동 중에 컬러 카트리지는 디자인을 종이에 옮기고 서로 겹쳐져 최종 결과를 얻습니다. 컬러 인쇄 기술에는 두 가지가 있습니다.

멀티패스

이 방법은 중간 캐리어(롤러 또는 토너 전사 리본)를 사용합니다. 한 번 회전하면 색상 중 하나가 테이프에 적용된 다음 다른 카트리지가 원하는 위치에 공급되고 두 번째 카트리지가 첫 번째 이미지 위에 겹쳐집니다. 4번의 과정을 통해 중간 매체에 완전한 이미지가 형성되어 종이로 옮겨집니다. 이 기술을 사용하는 프린터의 컬러 이미지 인쇄 속도는 흑백보다 4배 느립니다.

단일 패스

프린터에는 다음과 같은 네 가지 별도의 인쇄 메커니즘이 복잡하게 포함되어 있습니다. 일반 관리. 컬러 카트리지와 검정색 카트리지가 각각 별도의 레이저 장치와 전사 롤러로 구성되어 있고, 용지는 드럼 아래를 지나가며 4개의 흑백 이미지를 순차적으로 수집합니다. 그 후에야 시트가 오븐에 들어가고 토너가 종이에 고정됩니다.

재미있게 타자하세요.

최신 레이저 프린터(매트릭스 및 잉크젯 프린터 포함)를 사용하여 얻은 이미지는 점으로 구성됩니다. 이러한 도트가 작을수록, 위치가 더 빈번할수록 이미지 품질이 높아집니다. 프린터가 1인치(25.4mm) 세그먼트에 별도로 인쇄할 수 있는 최대 도트 수를 해상도라고 하며 인치당 도트 수(dpi - 인치당 도트)로 표시됩니다. 해상도가 300dpi이면 프린터는 양호한 것으로 간주됩니다(가로 300dpi, 세로 300dpi를 의미하는 300 x 300dpi 지정이 사용되는 경우도 있음).

레이저 프린터는 잉크젯 프린터보다 종이 사용량이 적고 한 페이지 인쇄 비용도 저렴합니다. 텍스트 문서그들의 것은 몇 배 더 낮습니다. 동시에 저렴한 레이저 및 LED 흑백 프린터 모델은 이미 고품질 컬러 프린터와 가격 경쟁력을 갖추고 있습니다. 잉크젯 프린터.

시중에 나와 있는 대부분의 레이저 프린터는 흑백 인쇄용으로 설계되었습니다. 컬러 레이저 프린터는 가격이 상당히 비싸며 기업 사용자를 대상으로 합니다.

레이저 프린터는 두꺼운 용지(60g/m2)에 6~...(이 수치는 지속적으로 증가하고 있음)의 속도로 분당 시트(ppm – 분당 페이지)로 인쇄하며 해상도는 1200dpi 이상일 수 있습니다. . 300dpi 해상도의 레이저 프린터에 인쇄된 텍스트의 품질은 인쇄상의 품질과 거의 같습니다. 그러나 페이지에 회색 그라데이션이 포함된 그림이 포함된 경우 고품질을 얻으려면 그래픽 이미지최소 600dpi의 해상도가 필요합니다. 1200dpi의 프린터 해상도로 거의 인쇄가 됩니다. 사진 품질. 많은 수의 문서(예: 하루 40장 이상)를 인쇄해야 하는 경우 레이저 프린터가 유일하게 합리적인 선택인 것 같습니다. 최신 개인용 레이저 프린터의 경우 표준 매개변수는 해상도 600dpi이고 분당 8~12페이지의 인쇄 속도.

레이저 프린터의 작동 원리

레이저 프린터는 Hewlett Packard에서 처음 출시되었습니다. 복사기에서와 마찬가지로 이미지 생성에 전자 그래픽 원리를 사용했습니다. 차이점은 노출 방법에 있었습니다. 복사기에서는 램프를 사용하여 발생하고 레이저 프린터에서는 램프 빛이 레이저 빔을 대체했습니다(그림 1).

쌀. 1. 레이저 프린터 장치

레이저 프린터의 핵심은 흔히 인쇄 드럼 또는 간단히 드럼이라고 불리는 광전도 실린더(유기 감광체)입니다. 이미지를 종이에 옮기는 데 사용됩니다. 포토드럼은 감광성 반도체의 얇은 필름으로 코팅된 금속 실린더입니다. 이러한 원통의 표면에는 양전하 또는 음전하가 제공될 수 있으며, 이는 드럼이 조명될 때까지 유지됩니다. 드럼의 일부가 노출되면 코팅이 전도성이 되고 조명 영역에서 전하가 흘러나와 충전되지 않은 영역이 생성됩니다. 이는 레이저 프린터의 작동 방식을 이해하는 데 중요한 포인트입니다.

스폿 이미지를 얻으려면 제어 마이크로컨트롤러를 사용하여 레이저를 켜고 끕니다. 회전거울은 빔을 광드럼 표면의 잠상의 선으로 바꿉니다.

포토실린더 표면을 예비(1차) 충전하는 두 가지 주요 방법이 사용됩니다.
"코로나 와이어"라고 불리는 얇은 와이어나 메쉬를 사용합니다. 와이어에 가해지는 고전압은 와이어 주위에 코로나라고 불리는 빛나는 이온화 영역을 생성하고 드럼에 필요한 정전기를 제공합니다.
사전 충전된 고무 롤러(PCR)를 사용합니다.

따라서 정전기가 방전된 도트 형태의 보이지 않는 이미지가 드럼에 형성됩니다. 무엇 향후 계획?

카트리지 디자인

이미지를 종이에 전송하고 고정하는 과정에 대해 이야기하기 전에 휴렛 패커드의 레이저젯 5L 프린터용 카트리지 장치를 살펴보겠습니다. 이 일반적인 카트리지에는 두 개의 주요 구획이 있습니다.
폐토너함과 토너함.

폐토너통의 주요 구조 요소(그림 2):

1 – OPC(유기 감광체) 드럼. 이는 레이저 빔에 의해 생성된 이미지를 유지할 수 있는 유기 감광성 및 광전도성 물질(보통 산화아연)로 코팅된 알루미늄 실린더입니다.

2 – 1차 대전 롤러(PCR). 드럼에 균일한 음전하를 제공합니다. 금속 샤프트에 적용된 전도성 고무 또는 폼 베이스로 제작되었습니다.

3 – “와이퍼”, 스퀴지, 클리닝 블레이드(와이퍼 블레이드, 클리닝 블레이드). 용지에 전사되지 않은 남은 토너를 드럼에서 제거합니다. 구조적으로는 끝부분에 폴리우레탄판(블레이드)을 달고 금속프레임(스탬핑) 형태로 제작되며,

4 – 복구 블레이드. 드럼과 폐토너통 사이의 영역을 덮습니다. 복구 블레이드는 드럼에 남아 있는 토너를 호퍼로 통과시켜 토너가 반대 방향(호퍼에서 용지로)으로 쏟아지는 것을 방지합니다.

토너 구획의 주요 구조 요소(그림 3 참조):

1 – 자기 샤프트(자기 현상기 롤러, 자기 현상기 롤러, 현상기 롤러). 내부에 고정된 자기 코어가 있는 금속 튜브입니다. 토너는 드럼에 공급되기 전에 직접 또는 교류 전압의 영향으로 음전하를 획득하는 자기 롤러에 끌립니다.

2 – “닥터”(닥터 블레이드, 계량 블레이드). 자기 롤러에 토너의 얇은 층을 균일하게 분포시킵니다. 구조적으로는 끝에 유연한 판(블레이드)이 있는 금속 프레임(스탬핑) 형태로 만들어집니다.

3 – 매그 롤러 씰링 블레이드. 복구 블레이드와 기능이 유사한 얇은 판입니다. 마그네틱 롤러와 토너 공급부 사이의 영역을 덮습니다. Mag Roller Sealing Blade는 마그네틱 롤러에 남아 있는 토너가 구획 안으로 흘러들어가도록 하여 토너가 거꾸로 새는 것을 방지합니다.

4 – 토너 저장소. 그 안에는 인쇄 과정에서 용지로 옮겨지는 "작동하는" 토너가 있습니다. 또한 토너 활성제(Toner Agitator Bar)가 호퍼에 내장되어 있습니다. 이는 토너 혼합용으로 설계된 와이어 프레임입니다.

5 – 봉인, 확인(봉인). 새(또는 재생) 카트리지의 경우 토너 호퍼는 카트리지 운반 중에 토너가 쏟아지는 것을 방지하는 특수 씰로 밀봉되어 있습니다. 이 씰은 사용하기 전에 제거됩니다.

레이저 프린팅의 원리

그림에서. 그림 4는 카트리지의 단면도를 보여줍니다. 프린터가 켜지면 카트리지의 모든 구성 요소가 움직이기 시작합니다. 즉, 카트리지가 인쇄 준비가 된 것입니다. 이 과정은 인쇄 과정과 유사하지만 레이저 빔이 켜지지 않습니다. 그런 다음 카트리지 구성 요소의 이동이 중지되고 프린터가 준비 상태로 들어갑니다.

쌀. 4. 카트리지 단면도

인쇄할 문서를 보낸 후 레이저 프린터 카트리지에서 다음 프로세스가 발생합니다.
드럼을 충전합니다(그림 5). PCR(1차 전하 롤러)은 회전하는 드럼 표면에 음전하를 균일하게 전달합니다.

쌀. 5. 드럼 충전

노출(그림 6). 드럼의 음전하 표면은 토너가 도포될 위치에서만 레이저 빔에 노출됩니다. 빛에 노출되면 드럼의 감광성 표면이 부분적으로 음전하를 잃습니다. 따라서 레이저는 음전하가 약화된 점 형태로 잠상을 드럼에 노출시킵니다.

쌀. 6. 노출

토너를 바르고 있습니다(그림 7). 이 단계에서는 드럼의 잠상이 토너의 도움으로 가시상으로 변환되어 종이로 전사됩니다. 자기 롤러 근처에 위치한 토너는 롤러 코어를 구성하는 영구 자석의 영향을 받아 표면으로 끌어당겨집니다. 자석 샤프트가 회전하면 토너는 "닥터"와 샤프트에 의해 형성된 좁은 슬롯을 통과합니다. 결과적으로 음전하를 띠고 노출된 드럼 부분에 달라붙습니다. "닥터"는 토너가 자기 롤러에 균일하게 도포되도록 보장합니다.

쌀. 7. 토너 바르기

토너를 종이로 옮기는 중(그림 8). 계속 회전하면서 현상된 이미지가 담긴 드럼이 용지와 접촉하게 됩니다. 뒷면에는 양전하를 띠는 전사 롤러에 용지가 눌려 있습니다. 결과적으로, 음전하를 띤 토너 입자가 용지에 끌어당겨져 토너가 "뿌려진" 이미지를 생성합니다.

쌀. 8. 토너를 종이에 옮기는 것

이미지 수정(그림 9) 느슨한 이미지가 있는 종이 한 장은 두 개의 접촉 샤프트로 구성된 고정 메커니즘으로 이동되고 그 사이에서 종이가 당겨집니다. 하부 압력 롤러는 상부 퓨저 롤러에 대해 압력을 가합니다. 상단 롤러가 가열되어 닿으면 토너 입자가 녹아 용지에 달라붙습니다.

쌀. 9. 이미지 고정

드럼 청소(그림 10). 일부 토너는 용지에 전사되지 않고 드럼에 남아 있으므로 청소가 필요합니다. 이 기능은 "바이퍼"에 의해 수행됩니다. 드럼에 남아 있는 모든 토너는 와이퍼를 통해 폐토너통으로 제거됩니다. 동시에 복구 블레이드는 드럼과 호퍼 사이의 영역을 덮어 토너가 용지에 쏟아지는 것을 방지합니다.