Принцип дії електрографічних пристроїв.

Механізми електрографічних пристроїв.

Принцип дії електрографічних пристроїв.

План

План заняття

Тип заняття: лекція

Тема заняття: Електрографічні пристрої.

Мета: Ознайомитися з друкувальними пристроями та процес їх роботи.

Методи: лекція, бесіда, поточний контроль.

Матеріально-технічне забезпечення:

Література

1. Кичак В. М., Бортник Г. Г., Семенюк О. А. Засоби оргтехніки та зв’язку. Навчальний посібник. – Вінниця: ВДТУ, 2001.

2. Кичак В. М., Бортник Г. Г. Друкувальні та копіювальні пристрої. Лабораторний практикум. - Вінниця: ВДТУ, 1999.

3. Артамонов Г. Т. Средства информационной техники.- М.: Энергоатомиздат, 1988.

5. Величко О. М. Новий технічний поступ технологій друкарства / Технологія і техніка друкарства.- 2008.- № 1.- С. 9-21.

6. Витенберг И. М. Печатающие устройства для персональных ЭВМ.- М.: Радио и связь, 1992.

Структура заняття:

1. Організаційна частина.

(Перевірити наявність учнів. Здійснити запис в журналі.)

2. Повідомлення теми, формування мети та основних завдань.

3. Актуалізація опорних знань

4. План заняття

1.Принцип дії електрографічних пристроїв.

2.Механізми електрографічних пристроїв.

3.Якість друкування на електрографічних пристроях (С.О.).

5. Підведення підсумків уроку.

Узагальнення матеріалу

6. Домашнє завдання.

Викладач – Мураненко М.В.

Тема: Електрографічні пристрої(4 години)

3. Якість друкування на електрографічних пристроях. (С.О.)

В основі роботи всіх елект­рографічних друкувальних пристроїв лежить послідовність операцій, які в різних моделях виконуються по-різному, але дають змогу дістати одна­ковий результат друку. Тому розглянемо спочатку загальний принцип дії всіх принтерів цього класу.

Центральним вузлом є друкувальний барабан (image drum). Як пра­вило, це алюмінієвий циліндр діаметром кілька сантиметрів, зовнішню (робочу) поверхню якого покрито тонким (соті частини міліметра) ша­ром фотопровідника, тобто речовини, що різко збільшує провідність під дією світла. Таку властивість має селен. Однак, оскільки він шкідливий для людини і не забезпечує всіх необхідних технологічних властивостей, сьогодні частіше використовуються напівпровідники, переважно на ос­нові титанорганічних сполук. Ідеально гладка і рівна поверхня барабана набуває певного потєнціалукоронним розрядом, який створює спеціаль­ний пристрій — коротрон, що й становить першу стадію друкування — заряджання (charging). В темноті (всередині принтера, в спеціальному кар­триджі) поверхня барабана практично не проводить струм, і заряд збері­гається на поверхні барабана.

Наступний етап — експозиція (exposure). Фотопровідне покриття ба­рабана дістає локальну провідність під дією сканувального променя ла­зера або спалахів світлодіодів, які засвічують окремі точки поверхні. За­ряд в таких точках стікає на заземлену основу барабана. Чим точніше адресуються точки на поверхні і чим менша точка, в яку фокусується промінь світла, тим вища роздільна здатність пристрою. В результаті створюється невидиме електростатичне зображення. Від якості виконан­ня цієї операції значною мірою залежить якість відтворюваного зобра­ження. На інших етапах його можна тільки зберегти або погіршити, на­приклад невідповідним тонером.

На етапі проявлення барвник — тонер — притягується до зарядже­них ділянок барабана і робить невидиме зображення видимим. Якраз етап проявлення, а точніше чорний колір тонера, визначає чорно-білий ха­рактер зображення. Очевидно, можливе здобуття будь-яких монохром­них зображень без півтонів, для чого досить вибрати тонер відповідного кольору.

Насправді частинки тонера утримуються електромагнітним полем на проявному ролику, або «магнітній щітці». Для того щоб частинки пере­носилися на барабан в потрібних місцях, потенціал цього поля має бути істотно менший від потенціалу, до якого спочатку заряджають поверхню барабана.

Таким чином, якщо точка барабана має потенціал менший, ніж ро­лик, то тонер залишається на останньому. Якщо ж потенціал непроекс- понованої точки на барабані залишився більшим, то електромагнітна сила «перетягне» частинку на барабан. Тому множина точок поверхні бара­бана може розглядатися як матриця, елементи якої залежно від свого елек­тростатичного потенціалу виконують друкування тонером. На цьому рівні розгляду друкування півтонів неможливе.

Здобуте зображення переноситься на папір або плівку на стадії пере­дачі (transfer). Папір контактує з друкувальним барабаном, поверхня яко­го розряджається передавальним коротроном. При цьому тонер «відри­вається» від барабана і прилипає до паперу.

Закріплення (fusing) зображення, створеного сухим тонером, необхід­не, тому що після перенесення він утримується на папері тільки невели­ким залишковим зарядом паперу і природною адгезією. Тонер на поверхні паперу закріплюється внаслідок стиснення між роликами, один з яких — керамічний — нагрівається до температури плавлення полімерів, що вхо­дять до складу тонера.

Очищення (cleaning) барабана — останнє, що необхідно зробити, перш ніж повторити весь процес. Навіть дуже мала кількість частинок тонера, яка залишилася, здатна суттєво погіршити якість наступної копії. По­верхня барабана очищається від тонера спеціальним ракелем (cleaning blade) або роликом.

Розглянуті п’ять стадій — це основа процесу друкування зображень на електрографічних пристроях. Проте в різних моделях принтерів тако­го класу ці стадії виконуються вузлами, якім притаманні свої конструк­тивні та технологічні особливості.

2.Механізми електрографічних пристроїв.Зарядний механізм. Несклад­ним пристроєм, що забезпечує рівномірний заряд, є коротрон — несклад­на конструкція з електродом коронного розряду (рис. 10.4). Проте під час заряджання поверхні світлочутливого барабана внаслідок іонізації по­вітря виділяється озон, який нейтралізують за допомогою спеціальних фільтрів. Якщо фільтр замінюють несвоєчасно, то при роботі принтера виникає характерний запах, а у людей, які довгий час перебувають біля друкувального (не врежимі «Ready») принтера, можуть з’явитися не­приємні відчуття в горлі (озон — це канцероген).

Інший спосіб заряджання, на перший погляд, простий — на поверхню ролика наноситься м’яке електропровідне покриття. Ролик притискається до барабана і при подачі напруги його поверхня заряджається. Для забезпе­чення потрібної густини поверхневого електростатичного заряду поверхню зарядного ролика в принтерах OKI, в яких використовується цей спосіб, роблять дзеркально шліфованою. Крім того, щоб попередити випадковий електричний пробій в якійсь точці барабана, опір покриття має бути досить високим. При застосуванні коронного розряду цієї проблеми немає: сам простір розряду слугує захистом, зате в цей простір можуть потрапити сто

Рис. 10.4. Схема конструкції електрографічного принтера: 1 — промінь лазера; 2 — картридж із тонером; 3 — папір; 4 — передавальний коротрон (+5000 В); 5 — модуль нагрівання (200° С); б — лампа розряджання; 7 — первинний коротрон (-5000 В); 8 — фоточутливий циліндр

ронні частинки (тонер, порох тощо). Це порушує розряд, і барабан заряд­жається нерівномірно, внаслідок чого виникають смуги на зображенні.

Чим вища роздільна здатність принтера, тим важче забезпечити необхід­ну густину заряду роликом і тим складніші вузли, які забезпечують цю гус­тину. До цього часу принтерів, у яких заряджання виконується роликовим механізмом, з фізичною роздільною здатністю 2400 точок/дюйм немає.

Експонувальний механізм. Найпоширеніший спосіб експонування зобра­ження — лазерний (рис. 10.5, а). Промінь напівпровідникового лазера 5, пе- респрямований системою дзеркал, що забезпечує компактне розташування вузлів (на рисунку показано тільки одне таке дзеркало І — їх може бути й

кілька), після об’єктива 7 відбивається дзеркальною призмою 6 на барабан 3. При цьому промінь набуває плоско-паралельного вигляду, а вже безпосе­редньо перед барабаном він проходить крізь циліндричну призму 4, яка фо­кусує точку потрібного діаметра на поверхні барабана. При повороті при­зми на кут 360/N градусів (N — кількість граней призми) ця точка переміщується по твірній барабана. З початком нової грані призми барабан провертається на кут, що відповідає переходу до наступного ряду точок (на­ступного рядка розгортай). Оскільки у напівпровідникових лазерів дуже низька інерційність, промінь модулюється, як правило, в джерелі, рідко — спеціальним модулятором 2 (п’єзокристалом, рідкокристалічним затвором тощо). Коли промінь закритий — заряд на барабані зберігається, а коли відкритий — стікає на заземлену основу.

Така технологія забезпечує найвищу точність адресації точок на поверхні барабана: керуючи модуляцією, можна не тільки змінювати час експозиції, а й, зсуваючи моменти ввімкнення в часі, «рухати» точки по твірній. Керую­чи частотою обертання барабана, можна розташувати рядки частіше або рідше. Ці можливості передбачають застосування відносно складної фокусувальної оптики і прецизійної механіки рухомих частин — в першу чергу призми та барабана.

Інший спосіб експонування зображення використовується в світлоді- одних (light-emitting diode-LED) принтерах. Замість лазера для освітлен­ня кожної точки в рядку розгортай використовують окремий світлодіод і маленькі самофокусувальні лінзи. Для забезпечення фізичної роздільної здатності друкування 300x300 точок/дюйм експонувальна лінійка 8 (рис. 10.5, б) містить 2560 світло діодів, розташованих в кілька рядів (наприк­лад, у принтерах OKI — три), світло від яких фокусується в одну лінію на барабані 3. Для фізичної роздільної здатності 600x600 точок/дюйм засто­совують дві лінійки, дзеркальні за конструкцією, тобто такі, після скла­дання яких дістають в одній лінії на барабані 5120 точок. Для сучасної інтегральної технології виготовлення такої лінійки світлодіодів зовсім не складне, зате в принтерах відсутні прецизійні механічні вузли. Така кон­струкція не боїться навіть вібрацій під час роботи. Дуже полегшується керування процесом експонування, оскільки час роботи одного світлоді- ода для формування точки в 2560 (5120) разів більший, ніж час, виділе­ний на експонування однієї точки лазером (за той час, поки лазер формує рядок, кожний світлодіод формує точку). Правда, світлодіодний пристрій не має можливості зміщувати точки по твірній барабана і змінювати їх «ширину» в цьому напрямі.

Порівняно новим є третій спосіб експонування зображення з викори­станням рідкокристалічних затворів (liquid crystal shutters — LCS). Грун­тується він на технології, близькій до виробництва плоских рідкокриста­лічних індикаторів для комп’ютерів-блокнотів, що добре поєднується з сучасними електронними технологіями виробництва. Та поки що цей спосіб мало поширений.

Наявності інших, ніж лазерна, технологій достатньо, щоб назва «ла­зерний» не відповідала даному класу пристроїв. Однак чи тому, що по­няття «лазер» було новим при появі цих принтерів, чи тому, що лазерне експонування було домінуючим, назву «лазерний» продовжують вжива­ти для позначення цього типу пристроїв електрографічного друку.