МИР ПЕРИФЕРИЙНЫХ УСТРОЙСТВ ПК

технический журнал для специалистов сервисных служб

  • Увеличить размер шрифта
  • Размер шрифта по умолчанию
  • Уменьшить размер шрифта

Блок лазера полноцветного лазерного принтера Epson AcuLaser C9000

Блок лазера полноцветного лазерного принтера Epson AcuLaser C9000

 

Цветные лазерные принтеры сейчас являются устройствами, на разработку которых нацелены все интеллектуальные силы инженеров-разработчиков всех основных производителей принтеров. Мы видим, что в цветных устройствах регулярно появляются такие технические решения, которые ранее не использовались при построении принтеров. На наших глазах конструкция и схемотехника цветных лазерных принтеров постоянно совершенствуется. И мы становимся свидетелями рождения новых, технически совершенных изделий. Из общего ряда цветных принтеров, Epson AcuLaser C9000 выделяется применением очень  интересного конструктивного решения в блоке лазера. И, как нам кажется, по-настоящему грамотный специалист должен быть знаком с таким конструктивом блока лазера (хотя бы ради расширения своего кругозора).

 

Мы уже рассказывали об основных вариантах конструкции цветных лазерных принтеров, отмечая, что, в принципе, существуют устройства печати однопроходные и четырехпроходные, а также мы давали и более широкую классификацию технологий полноцветной лазерной печати (см. журнал №2’2005). На сегодняшний день все большее распространение получают, так называемые однопроходные принтеры, в которых цветное изображение, состоящее из четырех базовых цветов, создается без потери скорости печати. Однако за это приходится расплачиваться более дорогой конструкцией лазерного принтера и «избыточностью» его функциональных узлов. В однопроходных принтерах  мы увидим четыре фотобарабана, четыре блока проявки, четыре коротрона переноса, четыре блока лазера (рис.1). Естественно, что такой «четырехкратный» принтер имеет достаточно высокую стоимость. Кроме высокой стоимости, эти принтеры имеют и очень сложную систему синхронизации всех четырех модулей, так как лишь при условии их четкого взаимодействия и синхронной работы, можно добиться качественного цветного изображения и полного совмещения цветов. Это приводит к тому, что производители принтеров, используя самые различные технические  решения,  стремятся упростить конструкцию своих аппаратов с целью снижения их стоимости, но самое главное, с целью упрощения процедуры синхронизации.

                Так как уменьшить количество фотобарабанов и блоков проявки не представляется возможным, т.к. именно это решение и привело к появлению однопроходной печати, то разработчики принялись за блок лазера. Именно здесь имеется возможности уменьшить количество модулей. А, значит, и упростить их синхронную работу.

                На сегодняшний день можно выделить три основных решения по конструкции блока лазера в однопроходных цветных принтерах.

                Во-первых, в принтере может использоваться четыре отдельных блока лазера, каждый из которых формирует один лазерный луч, создающий изображение какого-то одного цвета. Каждый из этих блоков лазера устанавливается напротив своего фотобарабана. Каждый из блоков лазера имеет очень простую конструкцию, ничем не отличающуюся от конструкции блока лазера в монохромных принтерах. Это решение является наиболее простым и наиболее распространенным, несмотря на свою высокую стоимость. При такой конструкции, принтер должен регулярно осуществлять довольно сложные процедуры автокалибровки, о чем, мы, кстати, тоже уже рассказывали.

                Во-вторых, в принтере может использоваться два блока лазера. Но в этом случае каждый блок формирует уже два луча и засвечивает два фотобарабана. Оба луча, сформированные одним лазерным блоком, отклоняются одной вращающейся призмой. В результате, синхронизация между двумя лучами (и двумя цветами), формируемыми одним блоком лазера, не требуется. При таком конструктиве требуется синхронизировать между собой только два блока лазера, что, естественно, упрощает процедуру калибровки принтера. Подобное решение используется фирмой Hewlett Packard в некоторых моделях семейства 3xxx.

                В-третьих, в принтере может использоваться только один блок лазера, который формирует сразу четыре луча, каждый из  которых засвечивает свой фотобарабан. Данный метод позволяет обеспечить наиболее точное совмещение лазерных лучей между собой (но полностью процедуру автокалибровки этот метод тоже не исключает, т.к. к рассинхронизации цвета может привести и множество других факторов). Именно такая конструкция с одним блоком лазера используется в принтере  Epson AcuLaser C9000 (рис.2).

 

 

Блок лазера в AcuLaser C9000 имеет достаточно сложное построение и его внутренне устройство представлено на рис.3. Рассмотрим его подробнее.

В блоке лазера имеется одно вращающееся зеркало (призма) и четыре полупроводниковых лазера, каждый из которых расположен на отдельной печатной плате. Такая конструкция позволяет обеспечить очень хорошую синхронизацию, т.к. перемещение всех четырех лучей осуществляется одновременно - одним вращающимся зеркалом, а, значит, взаимное расхождение лучей невозможно. 

Для того чтобы четыре луча могли отклоняться одним вращающимся зеркалом, все они должны быть объединены в один световой «пучок», т.е. лучи должны быть параллельными. Собрать в один пучок четыре лазерных луча, генерируемых лазерными пушками, стоящими под разными углами друг к другу, позволяет система объединяющих призм. Эти призмы являются полупрозрачными призмами-зеркалами и всего их три. Этими тремя призмами изменяется направление лазерных лучей, соответствующих голубому, пурпурному и черному цвету. Лазерный луч, соответствующий желтому цвету, проходит прямо и не изменяет своего направления. После того, как будет получен единый пучок лучей, он отклоняется общим отклоняющим зеркалом и перенаправляется на вращающееся зеркало, проходя попутно через цилиндрическую призму. Общий принцип формирования лазерного «пучка» демонстрируется на рис.4. Положение лазерных пушек таково, чтобы расстояние от лазерного излучателя до вращающегося зеркала было одинаковым для каждого из четырех лучей.

Коллиматорные линзы необходимы для того, чтобы превратить расходящийся световой поток, генерируемый полупроводниковым лазером, в параллельный световой поток (рис.5). Без применения коллиматоров не обходится ни один блок лазера (даже в монохромных принтерах), а уж в рассматриваемом модуле без коллиматора, в принципе, невозможно будет собрать четыре луча в единый пучок.

Цилиндрическая линза обеспечивает фокусировку лазерных лучей на поверхности граней вращающегося  зеркала. Цилиндрическая линза, наоборот, делает из параллельного луча сходящийся луч (рис.6).

Далее, лазерные лучи, отражаясь от граней вращающегося зеркала, проходят через две фокусирующие линзы (№1 и №2) и попадают на разделительные зеркала. В рассматриваемом блоке лазера имеется три разделительных зеркала (для лазеров, соответствующих синему, черному и пурпурному цвету). На разделительные зеркала лучи приходят уже разделенными, т.е. на каждое из зеркал попадает только один лазерный луч, а не весь пучок. Таким образом, с помощью разделительных зеркал, из общего светового пучка выделяются отдельные лучи и перенаправляются на фотобарабаны (каждый луч  на свой фотобарабан). Отражаясь от разделительных зеркал, лучи попадают еще и на отражающее зеркало, и только после этого, пройдя через фокусирующую линзу№3, достигают поверхности фотобарабана (рис.7). Из рисунка 7 видно, что для «желтого» луча нет разделительного зеркала, а имеется только лишь отражающее зеркало.

Механизм разделения лучей является в этом блоке лазера очень интересным. Дело в том, что лазерные пушки установлены в пространстве таким образом, чтобы генерируемые ими лучи падали на поверхность вращающегося зеркала под углом. При этом у каждого лазерного луча свой уникальный угол падения. Так как угол падения у каждого луча уникальный, то и угол отражения также будет у всех лучей разным.

Последнее, что осталось  выяснить, так это то, каким образом обеспечивается синхронизация драйверов лазера с положением вращающегося зеркала. Как известно, для такой синхронизации используются оптические датчики, регистрирующие излучение лазера в определенной точке блока лазера. Считается, что эта точка соответствует началу строки. Так  как все четыре луча перемещаются одним вращающимся зеркалом, то достаточно будет синхронизироваться по одному лучу, а все остальные, естественно, будут занимать точно такое же положение. Наличие четырех датчиков синхронизации в этом случае является совершенно излишним и избыточным. Датчики синхронизации лазерного луча называются и обозначаются по-разному, но в документации на принтеры Epson этот датчик традиционно обозначается, как SOS Sync Optical Sensor (датчик оптической синхронизации). В качестве «базового» луча, засвечивающего датчик SOS, в AcuLaser C9000 выбран луч «черного» цвета.  Положение датчика SOS и траектория лазерного луча при засвечивании датчика показаны на рис.8.

Как, наверное, понятно из данного обзора, в составе блока лазера имеется достаточно элементов, положение которых весьма критично и отклонение которых от заводского положения способно привести либо к сильным искажениям при печати, либо к возникновению фатальных ошибок. Именно поэтому необходимо соблюдать крайнюю осторожность при любых работах с блоком лазера.

Блок лазера полноцветного лазерного принтера Epson AcuLaser C9000

Цветные лазерные принтеры сейчас являются устройствами, на разработку которых нацелены все интеллектуальные силы инженеров-разработчиков всех основных производителей принтеров. Мы видим, что в цветных устройствах регулярно появляются такие технические решения, которые ранее не использовались при построении принтеров. На наших глазах конструкция и схемотехника цветных лазерных принтеров постоянно совершенствуется. И мы становимся свидетелями рождения новых, технически совершенных изделий. Из общего ряда цветных принтеров, Epson AcuLaser C9000 выделяется применением очень интересного конструктивного решения в блоке лазера. И, как нам кажется, по-настоящему грамотный специалист должен быть знаком с таким конструктивом блока лазера (хотя бы ради расширения своего кругозора).

Мы уже рассказывали об основных вариантах конструкции цветных лазерных принтеров, отмечая, что, в принципе, существуют устройства печати однопроходные и четырехпроходные, а также мы давали и более широкую классификацию технологий полноцветной лазерной печати. На сегодняшний день все большее распространение получают, так называемые однопроходные принтеры, в которых цветное изображение, состоящее из четырех базовых цветов, создается без потери скорости печати. Однако за это приходится расплачиваться более дорогой конструкцией лазерного принтера и «избыточностью» его функциональных узлов. В однопроходных принтерах мы увидим четыре фотобарабана, четыре блока проявки, четыре коротрона переноса, четыре блока лазера (рис.1). Естественно, что такой «четырехкратный» принтер имеет достаточно высокую стоимость. Кроме высокой стоимости, эти принтеры имеют и очень сложную систему синхронизации всех четырех модулей, так как лишь при условии их четкого взаимодействия и синхронной работы, можно добиться качественного цветного изображения и полного совмещения цветов. Это приводит к тому, что производители принтеров, используя самые различные технические решения, стремятся упростить конструкцию своих аппаратов с целью снижения их стоимости, но самое главное, с целью упрощения процедуры синхронизации.

Рис.1

Так как уменьшить количество фотобарабанов и блоков проявки не представляется возможным, т.к. именно это решение и привело к появлению однопроходной печати, то разработчики принялись за блок лазера. Именно здесь имеется возможности уменьшить количество модулей. А, значит, и упростить их синхронную работу.

На сегодняшний день можно выделить три основных решения по конструкции блока лазера в однопроходных цветных принтерах.

Во-первых, в принтере может использоваться четыре отдельных блока лазера, каждый из которых формирует один лазерный луч, создающий изображение какого-то одного цвета. Каждый из этих блоков лазера устанавливается напротив своего фотобарабана. Каждый из блоков лазера имеет очень простую конструкцию, ничем не отличающуюся от конструкции блока лазера в монохромных принтерах. Это решение является наиболее простым и наиболее распространенным, несмотря на свою высокую стоимость. При такой конструкции, принтер должен регулярно осуществлять довольно сложные процедуры автокалибровки, о чем, мы, кстати, тоже уже рассказывали.

Во-вторых, в принтере может использоваться два блока лазера. Но в этом случае каждый блок формирует уже два луча и засвечивает два фотобарабана. Оба луча, сформированные одним лазерным блоком, отклоняются одной вращающейся призмой. В результате, синхронизация между двумя лучами (и двумя цветами), формируемыми одним блоком лазера, не требуется. При таком конструктиве требуется синхронизировать между собой только два блока лазера, что, естественно, упрощает процедуру калибровки принтера. Подобное решение используется фирмой Hewlett Packard в некоторых моделях семейства 3xxx.

В-третьих, в принтере может использоваться только один блок лазера, который формирует сразу четыре луча, каждый из которых засвечивает свой фотобарабан. Данный метод позволяет обеспечить наиболее точное совмещение лазерных лучей между собой (но полностью процедуру автокалибровки этот метод тоже не исключает, т.к. к рассинхронизации цвета может привести и множество других факторов). Именно такая конструкция с одним блоком лазера используется в принтере Epson AcuLaser C9000 (рис.2).

 

Рис.2

Блок лазера в AcuLaser C9000 имеет достаточно сложное построение и его внутренне устройство представлено на рис.3. Рассмотрим его подробнее.

Рис.3

В блоке лазера имеется одно вращающееся зеркало (призма) и четыре полупроводниковых лазера, каждый из которых расположен на отдельной печатной плате. Такая конструкция позволяет обеспечить очень хорошую синхронизацию, т.к. перемещение всех четырех лучей осуществляется одновременно - одним вращающимся зеркалом, а, значит, взаимное расхождение лучей невозможно.

Для того чтобы четыре луча могли отклоняться одним вращающимся зеркалом, все они должны быть объединены в один световой «пучок», т.е. лучи должны быть параллельными. Собрать в один пучок четыре лазерных луча, генерируемых лазерными пушками, стоящими под разными углами друг к другу, позволяет система объединяющих призм. Эти призмы являются полупрозрачными призмами-зеркалами и всего их три. Этими тремя призмами изменяется направление лазерных лучей, соответствующих голубому, пурпурному и черному цвету. Лазерный луч, соответствующий желтому цвету, проходит прямо и не изменяет своего направления. После того, как будет получен единый пучок лучей, он отклоняется общим отклоняющим зеркалом и перенаправляется на вращающееся зеркало, проходя попутно через цилиндрическую призму. Общий принцип формирования лазерного «пучка» демонстрируется на рис.4. Положение лазерных пушек таково, чтобы расстояние от лазерного излучателя до вращающегося зеркала было одинаковым для каждого из четырех лучей.

Рис.4

Коллиматорные линзы необходимы для того, чтобы превратить расходящийся световой поток, генерируемый полупроводниковым лазером, в параллельный световой поток (рис.5). Без применения коллиматоров не обходится ни один блок лазера (даже в монохромных принтерах), а уж в рассматриваемом модуле без коллиматора, в принципе, невозможно будет собрать четыре луча в единый пучок.

Рис.5

Цилиндрическая линза обеспечивает фокусировку лазерных лучей на поверхности граней вращающегося зеркала. Цилиндрическая линза, наоборот, делает из параллельного луча сходящийся луч (рис.6).

Рис.6

Далее, лазерные лучи, отражаясь от граней вращающегося зеркала, проходят через две фокусирующие линзы (№1 и №2) и попадают на разделительные зеркала. В рассматриваемом блоке лазера имеется три разделительных зеркала (для лазеров, соответствующих синему, черному и пурпурному цвету). На разделительные зеркала лучи приходят уже разделенными, т.е. на каждое из зеркал попадает только один лазерный луч, а не весь пучок. Таким образом, с помощью разделительных зеркал, из общего светового пучка выделяются отдельные лучи и перенаправляются на фотобарабаны (каждый луч на свой фотобарабан). Отражаясь от разделительных зеркал, лучи попадают еще и на отражающее зеркало, и только после этого, пройдя через фокусирующую линзу№3, достигают поверхности фотобарабана (рис.7). Из рисунка 7 видно, что для «желтого» луча нет разделительного зеркала, а имеется только лишь отражающее зеркало.

Рис.7

Механизм разделения лучей является в этом блоке лазера очень интересным. Дело в том, что лазерные пушки установлены в пространстве таким образом, чтобы генерируемые ими лучи падали на поверхность вращающегося зеркала под углом. При этом у каждого лазерного луча свой уникальный угол падения. Так как угол падения у каждого луча уникальный, то и угол отражения также будет у всех лучей разным.

Последнее, что осталось выяснить, так это то, каким образом обеспечивается синхронизация драйверов лазера с положением вращающегося зеркала. Как известно, для такой синхронизации используются оптические датчики, регистрирующие излучение лазера в определенной точке блока лазера. Считается, что эта точка соответствует началу строки. Так как все четыре луча перемещаются одним вращающимся зеркалом, то достаточно будет синхронизироваться по одному лучу, а все остальные, естественно, будут занимать точно такое же положение. Наличие четырех датчиков синхронизации в этом случае является совершенно излишним и избыточным. Датчики синхронизации лазерного луча называются и обозначаются по-разному, но в документации на принтеры Epson этот датчик традиционно обозначается, как SOS – Sync Optical Sensor (датчик оптической синхронизации). В качестве «базового» луча, засвечивающего датчик SOS, в AcuLaser C9000 выбран луч «черного» цвета. Положение датчика SOS и траектория лазерного луча при засвечивании датчика показаны на рис.8.

Рис.8

Как, наверное, понятно из данного обзора, в составе блока лазера имеется достаточно элементов, положение которых весьма критично и отклонение которых от заводского положения способно привести либо к сильным искажениям при печати, либо к возникновению фатальных ошибок. Именно поэтому необходимо соблюдать крайнюю осторожность при любых работах с блоком лазера.
 

Профессиональная инфракрасная паяльная станция

Профессиональное обслуживание и ремонт лазерных, матричных, струйных принтеров. Технологии печати и устройство.
www.xprt.ru

Яндекс.Метрика
Рейтинг@Mail.ru Яндекс цитирования