4.2 Лазерный принтер: конструктивное исполнение, принцип работы, основные неисправности, алгоритм поиска неисправностей

4.2.1 Конструктивное исполнение

Фотоэлектронные способы печати основаны на освещении заряженной светочувствительной поверхности промежуточного носителя и формировании на ней изображения в виде электростатического рельефа, притягивающего частицы красителя, которые далее переносятся на бумагу. Для освещения поверхности промежуточного носителя используют: в лазерных принтерах - полупроводниковый лазер; в светодиодных - светодиодную матрицу; в принтерах с жидкокристаллическим затвором - люминесцентную лампу.

Лазерные принтеры обеспечивают более высокое качество, чем струйные принтеры. Наиболее известными фирмами-разработчиками лазерных принтеров являются Hewlett-Packard, Lexmark, Epson, Canon, Toshiba, Ricoh.

Принцип действия лазерного принтера основан на методе сухого электростатического переноса изображения, изобретенном Ч.Ф.Карлсоном в 1939 году и реализуемом также в копировальных аппаратах.

Функциональная схема лазерного принтера приведена на рисунке.

Рисунок 5 - Функциональная схема лазерного принтера

Основным элементом конструкции лазерного принтера являются:

1 - процессор

2 - лазер

3 - механизм "зарядки" бумаги

4 - барабан-девелопер

5 - механизм нагрева бумаги

6 - лезвие

7 - фотобарабан

Схема лазерного принтера промежуточным носителем, с помощью которого производится перенос изображения на бумагу. Барабан представляет собой цилиндр, покрытый тонкой пленкой светопроводящего полупроводника. Обычно в качестве такого полупроводника используется оксид цинка или селен. По поверхности барабана равномерно распределяется статический заряд. Это обеспечивается с помощью тонкой проволоки или сетки, называемой коронирующим проводом. На этот провод подается высокое напряжение, вызывающее возникновение вокруг него светящейся ионизированной области, называемой короной.

Лазер, управляемый микроконтроллером, генерирует тонкий световой луч, отражающийся от вращающегося зеркала. Развертка изображения происходит так же, как и в телевизионном кинескопе: есть движение луча по строке и кадру. С помощью вращающегося зеркала луч скользит вдоль цилиндра, причем его яркость меняется скачком: от полного света до полной темноты, и также скачкообразно (поточечно) заряжается цилиндр. Этот луч, приходя на барабан, изменяет его электрический заряд в точке прикосновения. Размер заряженной площади точки зависит от фокусировки луча лазера. Фокусируется луч с помощью объектива. Признаком хорошей фокусировки считают наличие четких кромок и углов на изображении. Для некоторых типов принтеров в процессе подзарядки потенциал поверхности барабана уменьшается от - 900 до - 200 вольт. Таким образом, на барабане, промежуточном носителе, возникает скрытая копия изображения в виде электростатического рельефа.

На следующем этапе на фотонаборный барабан наносится тонер - краска, представляющая собой мельчайшие частицы. Под действием статического заряда эти частицы легко притягиваются к поверхности барабана в точках, подвергшихся экспозиции, и формируют изображение уже в виде рельефа красителя.

Бумага втягивается из подающего лотка и с помощью системы валиков перемещается к барабану. Перед самым барабаном бумаге сообщается статический заряд. Затем бумага соприкасается с барабаном и притягивает, благодаря своему заряду, частички тонера нанесенные ранее на барабан.

Для фиксации тонера бумага вновь заряжается и пропускается между двумя роликами с температурой около 180 градусов. После окончания процесса печати барабан полностью разряжается, очищается от прилипших лишних частиц, тем самым готовясь для нового процесса печати. Лазерный принтер является постраничным, то есть формирует для печати полную страницу.

Процесс работы лазерного принтера с момента получения команды от компьютера до выхода отпечатанного листа можно разделить на несколько взаимосвязанных этапов, во время прохождения которых оказываются задействованы такие функциональные компоненты принтера как: центральный процессор; процессор развертки; плата управления двигателем зеркала; усилитель яркости луча; блок управления температурой; блок управления подачей листа; плата управления протяжкой бумаги; интерфейсная плата; блок питания; плата кнопок и индикации управляющей панели; дополнительные платы расширения ОЗУ. По сути дела функционирование лазерного принтера подобно компьютеру: тот же центральный процессор, на котором сосредоточены главные функции взаимосвязи и управления; ОЗУ, где размещаются данные и шрифты, интерфейсные платы и плата управляющей панели, осуществляющие связь принтера с другими устройствами, узел печати выдающий информацию на лист бумаги.

4.2.2 Принцип работы

У принтеров третьей серии (LaserJet III, LaserJet IIID, LaserJet IIIР) была расширена память до 1 Мб, увеличено количество встроенных шрифтов, значительно расширены возможности автоматической загрузки бумаги различных форматов, а также конвертов и ярлыков. К тому же они снабжены расширенным языком управления принтером РСL 5. Основные характерные черты лазерных принтеров:

- надежность и качество печати;

- разрешающая способность (Resolution Enhancement) -300-600 точек на дюйм;

- наличие масштабируемых гарнитур, что позволяет получить фон желаемого размера вплоть до 999,75 пунктов в приращений в 1/4 пункта;

- язык управления печатью РСL, которому присуще;

- всеобъемлющая программная поддержка векторной графики;

- доступ к специальным эффектам печати: белым по черному и печать с использованием шаблонов пользователя;

- различные направления печати в пределах одной страницы;

- автоматическое изменение направления печати, изображения на печати поворачивается автоматически при смене направления на странице;

- расширенный диапазон выбора шрифтов с помощью панели управления;

- сообщения, появляющиеся на дисплее принтера, по вашему выбору, могут быть выданы на одном из пяти национальных языков;

- два кармана для картриджей фонтов;

- 1 Мб оперативной памяти (720 Кб доступны пользователю) с возможностью дополнительного увеличения до 4 Мб.

Лазерные принтеры постепенно становятся все более распространенными. И качество не является единственным фактором, благодаря которому это происходит - старенький игольчатый принтер со свежей лентой тоже дает вполне чистое и сочное изображение с обилием деталей. Исходя из этого, при выборе принтера следует ориентироваться еще и на требуемую скорость печати, возможности использования шрифтов и работы с графикой, на удобство использования и комфортность работы, конечно, на цену и стоимость эксплуатации, тоже. У каждого типа принтеров есть свои особенности, касающиеся типов используемой бумаги, интерфейсов, управления и т.д.

Среди современной компьютерной периферии едва ли найдется устройство, вобравшее в себя больше технологических достижений, новейших материалов и конструкторского искусства, нежели лазерные принтеры. Правда, лазер в составе принтера используется маленький, мощностью не более нескольких сот милливатт. Однако он тоже обладает свойством, за которое так ценятся лазеры: дает очень узкий направленный пучок когерентного монохроматического излучения. В принтере этот луч используется как тончайшее “перо”.

Воспроизведение текста и графики в лазерных принтерах осуществляется в три стадии: экспозиция, проявка и печать.

На первой стадии данные из компьютера поступают в буфер строки и с помощью сканирующей системы, в которую входит лазер, переносятся на отрицательно заряженную поверхность специального фотобарабана.

Лазерная засветка осуществляется следующим способом: тонкий луч лазера светит на зеркало, которое вращается с высокой скоростью. Отраженный луч через систему зеркал и призму попадает на барабан и за счет поворота зеркал нейтрализует заряды по всей длине фотобарабана один шаг, (этот шаг измеряется в долях дюйма, и именно он определяет разрешение принтера по вертикали) и вычерчивается новая линия.

Точки, которые на бумаге должны получиться темными, разрежаются светом лазерного луча. Заряды на освещенных точках поверхности барабана нейтрализуются благодаря фотопроводящим свойствам барабана. Таким образом, на поверхности барабана формируется скрытое электростатическое изображение.

Скорость вращения зеркала очень высока. Она составляет 7-15 тыс. об/мин. Для того чтобы увеличить скорость печати, не увеличивая скорость вращения зеркала, его выполняют в виде многогранной призмы.

На второй стадии с помощью второго барабана, называемого девелопером, на фотобарабан наносится тонер - мельчайший красящий порошок. В процессе работы барабан-девелопер, частицы тонера и фотобарабан всегда заряжены отрицательно, однако в точках, засвеченных лазерным лучом, потенциал поверхности фотобарабана уменьшается с -900 В до -200 В. Напряжение на барабане девелопере составляет при этом -500 В. Таким образом разность потенциалов, притягивающая тонер на разряженные области фото - барабана, оказывается равной 300 В; соседние заряженные участки поверхности, напротив, отталкивают частицы.

Рисунок 6 – Компоненты лазерного принтера

Рядом с барабаном- девелопером расположен ракель. Это резиновое лезвие, которое предназначено для снятия излишков тонера, оставляя для печати только один слой приставших к бумаге частиц.

Затем “проявленный” участок барабана прокатывается по листу бумаги, который подается снизу еще одним валиком, тоже заряженным. Электрическое поле переносит тонер на лист бумаги. И тот прямиком отправляется в узел закрепления изображения. Этот узел состоит из двух барабанов, нагретых до 180-200°С (в зависимости от модели). При такой температуре частицы тонера намертво вплавляются в бумагу. Поэтому выползающий из принтера отпечатанный лист бывает теплым.

Внизу, рядом с подающим бумагу валиком, расположена мощная лампа вытянутой формы. Она нужна для того, чтобы поддерживать на падающем валике постоянный заряд. Этот ракель очищает фотобарабан от остатков тонера, а заряженный валик при контакте с фотобарабаном восстанавливает заряд на его поверхности.

4.2.3 Основные виды неисправностей

Неисправности узла закрепления изображения – как правило, это повреждение термопленки (чаще всего из-за износа или попадания посторонних предметов), или нагревательного элемента (или его электронного блока управления).

Неисправности узла переноса изображения – как правило, связаны с повреждениями картриджа (чаще всего – фотобарабана) или лазерной головки.

Общим для большинства неисправностей лазерных принтеров является сильное загрязнение поверхностей и узлов устройства как, собственно, тонером, так и пылью и другими примесями, присутствующими в воздухе. В связи с этим рекомендуется проводить профилактические работы для очистки внутренних поверхностей устройства.

К первой группе неисправностей относятся неисправности или ошибки, сообщаемые самим принтером через систему индикации.

Вторая группа неисправностей в виде постороннего шума, треска, скрипа, относится к механическим дефектам. Они устраняются чисткой, смазкой либо заменой дефектной шестерни или узла. Для чистки резиновых роликов хорошо подходит жидкость для чистки и восстановления резины Platenclean фирмы AF. Неисправности, связанные с плохим забором бумаги, забором всей пачки бумаги, частыми застреваниями могут быть решены заменой подающих резиновых роликов, тормозной площадки. Как правило, такие дефекты начинают проявляться после 60-70К счетчика принтера.

Третья группа неисправностей - это дефекты изображения в виде точек, полос темных и белых, фона на отпечатках. Они связаны с дефектом картриджа, некорректной заправкой, заправкой "левым" тонером, реже - платы HVPS, блока лазер-сканера. Повторяющиеся дефекты изображения с определенным интервалом на листе идут от какого-либо вала. Вычислить, от какого именно, можно измерением интервала повтора и соотнесением его с диаметром вала. Например, появление горизонтальных пропусков через каждые 94,3мм указывает на фотобарабан, через 37,7мм – на ролик заряда, 40мм – на ролик питания, 46,1мм - на ролик проявки, 47, 1 – на ролик переноса. Если темные точки или полоски повторяются через 56,1мм – виноват нагревательный вал, 56,2мм - прижимной резиновый вал. Очистить тонер с нагревательного или прижимного вала можно ацетоном или керосином.

Обособленно стоят неисправности, связанные с недоработкой драйверов, внутреннего программного обеспечения.

4.2.4 Алгоритм поиска не исправностей

Алгоритм поиска неисправностей лазерного принтера представлен в приложении А.

Профилактическое обслуживание принтера:

1) диагностика. Данные сервисные процедуры позволяют получить дополнительную информацию по диагностике принтера и выполнить мелкий ремонт.

Страница конфигурации (Self-Test). Запуск данной страницы осуществляется однократным нажатием кнопки в режиме готовности аппарата. Страница содержит основные настройки принтера, счетчик, модель, серийный номер, версии прошивки и языков, информацию об ошибках и опциях. Для запуска непрерывной печати страниц (для выявления проблем связанных с периодическим замятием бумаги) надо нажать кнопку на панели управления, включить принтер и удерживать кнопку в течение 5 с до загорания двух маленьких индикаторов, затем отпустить кнопку. Принтер будет печатать страницы конфигурации, пока в лотке есть бумага. Для остановки теста надо однократно нажать кнопку;

2) чистка печки. Запуск данной процедуры осуществляется нажатием кнопки на панели управления в режиме готовности, и удерживанием кнопки в течение 10 с. После отпускания кнопки лист забирается, останавливается в печке, печка прогревается, и, через 4 с лист продвигается на ширину термоэлемента. Этот цикл повторяется до конца листа. На лист переходят остатки тонера с резинового вала и термопленки. В случае сильного загрязнения печки процедуру можно повторить еще 2–3 раза. Если грязь осталась и после этого, печку придется разбирать и чистить Уайт-спиритом, а в случае повреждения резинового вала или термопленки придется их заменить;

3) Engine Test. Данный тест позволяет произвести печать без участия платы форматера. Формирование конфигурационной страницы ведется с помощью форматера, поэтому если принтер не печатает с компьютера, и не печатает тестовую страницу, есть смысл проверить форматер. Запуск теста осуществляется нажатием кнопки на плате управления. Для получения доступа к кнопке достаточно снять левую крышку. Затем надо нажать кнопку тонкой отверткой, просунув последнюю в отверстие под форматером. При этом должна отпечататься страница с тонкими поперечными полосками. Эта страница формируется в плате ECU, и ее успешная распечатка означает исправность платы ECU. Если принтер не печатает с компьютера и свою страницу конфигурации, а печатает Engine Test, то неисправна плата форматера;

4) половинный тест (Half-Self-Test). Данный тест позволяет «отсечь» половину стадий ксерографического процесса, и определить в какой половине появляется дефект. Для его запуска надо начать печать конфигурационной страницы и, когда лист наполовину окажется под барабаном (приблизительно через 5 с после начала запуска двигателя), открыть переднюю дверцу, прервав процесс печати. Далее надо вынуть картридж и посмотреть на барабан. Если дефект (пропуск изображения, точки, различные пятна и т.д.) присутствует уже на барабане, то он вызван узлом лазер-сканера, высоковольтного блока или самого картриджа. Если на барабане дефекта нет, то он появляется на стадиях переноса или закрепления, и проверять надо соответствующие узлы;

5) проверка вращения барабана (Drum Rotation Test). Если барабан не будет вращаться по какой-либо причине (неисправность привода барабана, заклинивание ролика переноса, неисправность картриджа и пр.), то картридж не будет детектирован, и принтер не выйдет в готовность. Для проверки вращения барабана следует пометить положение барабана маркером на его шестерне и, вставив картридж, включить принтер. После запуска двигателя нужно достать картридж и посмотреть на метку. Если метка осталась на месте, то барабан не вращался и необходимо устранить причину неисправности;

Заключение

Стажировка направлена на углубление и систематизацию знаний, приобретение опыта по всем видам профессиональной деятельности.

Целью стажировки в основном было приобретение практических умений и навыков в качестве техника по обслуживанию средств вычислительной техники и компьютерных сетей, приобретение навыков сборки и технического обслуживания СВТ так же администрирования компьютерных сетей.

Подготовка специалистов в области технического обслуживания средств вычислительной техники и компьютерных сетей, специалистов, знакомых с принципами действия, конструкцией, технологией производства, правилами эксплуатации и основами выбора технических средств для организации работы в соответствии с требуемыми задачами имеет важнейшее значение.

На мой взгляд, с поставленной задачей справилась в полном объеме. Также была создана документация, в которую вошли общие сведения о предприятии.