По ту сторону лазера
Xakep, номер #048, стр. 048-020-2
Лазерные принтеры
На сегодняшний день самое высокое качество ч/б печати достигается лазерными принтерами. Существует так же ряд преимуществ перед струйниками: низкая себестоимость отпечатка и значительно более высокая производительность. Еще несколько лет назад лазерные принтеры не были доступны рядовому пользователю - стоили дорого. Сейчас же есть возможность приобрести неплохую модель менее чем за $200. Ниже мы подробно обсудим физику и электронику процесса лазерной печати на примере продвинутого лазерного принтера Samsung ML-7300N со скоростью печати около 10 станиц в минуту и прочими наворотами. Основными составными частями любого лазерного принтера являются лазер, отклоняющее зеркало, фотобарабан, барабан-девелопер, очищающий барабан, ролики заряда бумаги, коронирующие и зарядные контакты. Описывая устройство принтера, мы не будем останавливаться на каждом из вышеперечисленных устройств, поскольку они чрезвычайно тесно между собой связаны и их пораздельное описание представляло бы из себя довольно жалкое зрелище ;)
Физика процесса печати
На самом деле, в народном фольклоре встречаются ТАКИЕ сказания о принципах работы лазерного принтера, что просто диву даешься. Среди не самых, так скажем, искушенных пользователей, бытует мнение, что лазер используется для "выжигания":) букв на бумаге (должно быть потому, что после печати лист выходит из принтера теплым), а черный порошок - тонер - применяется для охлаждения устройства :). Если и ты придерживался подобных жизненных позиций, спешу тебя огорчить - все несколько сложнее. Фотобарабан представляет собой металлический цилиндр, покрытый сверху тонкой пленкой из светопроводящего полупроводника (в нашем случае используется оксид цинка). По поверхности барабана равномерно распределяется статический заряд, для чего используется коронирующий контакт - провод из токопроводящего металла, на который подается очень высокое напряжение, вызывающее возникновение коронарного заряда, наличие которого, теоретически, визуально возможно определить по свечению поверхности. Впрочем, едва ли это стоит делать - напряжение 900 вольт со знаком "минус":) Квантовый генератор - лазер, управляемый микропроцессором, создает тонкий луч, который, отражаясь от вращающегося зеркальца, скользит по поверхности барабана. В местах, где луч света касается заряженной поверхности, благодаря свойствам оксида цинка, статический потенциал возрастает до -200 (был -900). Таким образом, перемещаясь по поверхности барабана, луч лазера "пишет" на нем печатаемое изображение. В результате на барабане формируется скрытая, невидимая невооруженному глазу копия изображения. Следующий этап печати - это нанесение красящего вещества, называемого тонером, на неравномерно заряженную поверхность валика. Для этого используется так называемый барабан-девелопер - полый внутри дюралевый цилиндр с ферромагнитным сердечником. Частички тонера, обладая слабо выраженными магнитными свойствами, прилипают к цилиндру очень тонким слоем. Цилиндр прокатывается по фотобарабану, в результате чего на нем, в местах повышенного статического потенциала (там, где побывал луч лазера), остаются частички тонера. Далее бумага, при помощи блока подающих валиков, втягивается внутрь принтера. Ей сообщается равномерный заряд, в результате чего, при прокатке через фотобарабан, на ней оседает абсолютное большинство частиц тонера, находившихся ранее на барабане. Таким образом, на бумаге появилось изображение - пока еще не закрепленное, поскольку частицы тонера держатся на листе только лишь благодаря заряду. Для закрепления изображения используется так называемый фузор, в народе именуемый "печкой". Он представляет собой совокупность двух роликов: верхний выполнен из металла, имеет внутри нагревательный элемент, а сверху покрыт тефлоном - чтобы тонер не прилипал. Нижний изготавливается из термостойкой резины. Во время прокатывания листа между этими валиками, нанесенный ранее тонер плавится и получает надежное сцепление с бумагой. Очевидно, что далеко не все частицы, попавшие на фотобарабан, переносятся на бумагу. Оставшиеся удаляются специальным роликом очистки.