Лазерные принтеры

Схема блока создания на фоточувствительном барабане скрытого электростатического изображения лазерного принтера приведена на рис. 3.9.

Рис. 3.9. Блок создания на фоточувствительном барабане скрытого электростатического изображения лазерного принтера: 1 – лазер;
2 – оптическая система; 3 – призма с зеркальными гранями; 4 – датчик системы синхронизации; 5 – отклоняющая система; 6 – фоточувствительный барабан

Лазер испускает луч при подаче управляющего сигнала. Синхронно с перемещением луча лазера по образующей барабана из ОЗУ считываются значения кода микростроки и формируется управляющий сигнал. Лазер должен удовлетворять одновременно двум требованиям: испускать излучение достаточной мощности и иметь высокое быстродействие. Быстродействие необходимо для быстрого включения и отключения луча, а высокая мощность позволяет за короткое время создать в покрытии фоточувствительного барабана достаточную разность зарядов. Требующееся малое время освещения сокращает время печати документа.

Оптическая система направляет луч лазера на призму с зеркальными гранями. Поскольку в конструкции сложно расположить лазер так, чтобы непосредственно осветить призму с зеркальными гранями, применяют систему зеркал и линз. Линзы дополнительно фокусируют луч для повышения разрешающей способности.

В лазерных принтерах для отклонения луча лазера и перемещения по образующей барабана используется электромеханическая система – поворотное зеркало. Для повышения быстродействия применяется не просто зеркало, а вращающаяся многогранная призма с зеркальными гранями. В современных лазерных принтерах призма вращается со скоростью до 7500 об/мин. Так как за один оборот призмы луч пробегает по нескольким строкам изображения, повышение скорости вращения существенно увеличивает скорость печати. Рабочие поверхности призмы должны быть строго плоскими, а углы между ними – одинаковыми. Следует также точно выдерживать положение оси призмы. При невыполнении этих условий возможно искажение изображения. Поскольку отражающая призма вращается без остановок и луч лазера непрерывно сканирует поверхность фоточувствительного барабана, необходима строгая синхронизация начала прохода строки лучом и начала вывода данных, определяющих эту строку. Для определения момента времени начала вывода данных используется датчик синхронизации – фотоэлемент. Перед проходом каждой строки при подходе под луч очередной грани призмы он отражается на датчик. Внешний вид системы развертки лазерного луча приведен на рис. Х.

Рис.Х Система развертки лазерного луча по фотобарабану

Отклоняющая система (поворотное зеркало) дополнительно корректирует путь луча к поверхности фоточувствительного барабана, если это необходимо. В связи с тем, что вертикальное разрешение соответствует шагу поворота барабана, оно может быть меньше горизонтального разрешения, определяемого точностью наведения лазерного луча. В этом случае выводимое изображение разбивается не на квадратики, а на прямоугольники. Поэтому отклоняющая система перемещает луч лазера по вертикали, позволяя ставить точку либо в верхней либо в нижней части прямоугольника. В этом случае принято говорить об алгоритмическом разрешении, которое заменяет реальное аппаратное лишь отчасти (см. рис. 3.10)

Рис. 3.10. Положение печатаемых точек при алгоритмическом (а) и аппаратном (б) разрешении

Как видно из рис. 3.10, алгоритмическое разрешение позволяет лишь сделать линии и края изображения более ровными.

“Традиционный” лазерный принтер имеет довольно сложную конструкцию. Многие детали, такие как компоненты оптической системы, отражающая призма, поворотное зеркало, должны изготавливаться с высокой точностью, от которой зависит качество работы принтера в целом. Высокая точность изготовления и установки повышает стоимость принтера.

Оптическая система лазерного принтера чувствительна к пыли и внешним воздействиям. Оседание пыли на линзах и зеркалах приводит к ухудшению их характеристик: вызывает ослабление и расфокусировку луча. Во время печати такой луч не может в достаточной мере воздействовать на покрытие фоточувствительного барабана, что приводит к бледному изображению и ухудшению точности его воспроизведения. Для вращающихся с высокой скоростью деталей очень опасны вибрации и удары.