Sisteme de Actionare a Imprimantelor

CAP. 2. Sisteme de acționare a imprimantelor

2.1.IMPRIMANTE MATRICIALE CU ACE

Imprimantele matriciale cu ace sunt foarte fiabile și au un preț de cost scăzut. O imprimantă matricială cu ace este alcatuită din 5 mari blocuri așa cum se prezintă în figura 2.1.:

1. capul de imprimare

2. blocul de transport al hârtiei

3. blocul de transport al capului de imprimare

4. blocul de transport al benzii tușate (ribonului)

5. unitatea electronică de control

Figura 2.1. Schema bloc a unei imprimante cu ace

2.1.1 Capul de imprimare

Fiecare punct este generat printr-un ac de metal acționat de o bobină, cum se prezintă în figura 2.1. Când se aplică un impuls electric bobinei, se produce un câmp magnetic, care aruncă acul de imprimare asupra hârtiei. După ce impulsul electric dispare, dispare și câmpul magnetic, iar acul este adus în poziția de repaus de către un resort. Bobinele capetelor de imprimare și acele de imprimare sunt piese de mici dimensiuni, cursa tipică a unui ac de imprimare fiind de 0,5 mm.

Figura 2.2. Cap de imprimare cu ace

Din punct de vedere electric o bobină nu este un dispozitiv foarte eficient. Numai 1-2% din energia electrică aplicată este convertită în energie mecanică. Diferența de energie este irosită drept căldură. Căldura poate avea efecte severe ce includ blocarea acelor, arderea bobinelor și chiar un pericol potențial de ardere. Bobinele necesită o tensiune de alimentare între 12V și 24V și curenți mai mari de 1,5A, astfel ca pentru a preveni încălzirea excesivă timpii de activare trebuiesc să fie foarte scurți, de obicei sub 1 ms. Acești timpi de activare scurți permit obținerea unor cicluri de imprimare rapide, capetele de imprimare putând “lovi” la frecvențe tipice de peste 300 Hz, unele modele ajungând chiar la 600 Hz.

2.1.1.2 Caracteristici ale capetelor de imprimare

Capetele de imprimare au un număr de 7,9 sau 24 ace dispuse în coloane verticale, așa cum se prezintă în figura 6.3. Există trei caracteristici mecanice importante:

– diametrul acelor (de obicei exprimat în mm.). Ne indică cât de mare va fi fiecare punct imprimat

– pasul acelor, adică distanța dintre centrele a două ace de pe aceeași coloană verticală (de asemenea exprimată în mm.)

– înalțimea caracterelor imprimate (în mm.)

Diametrul acelor și pasul dintre ele este mult mai mic pentru capetele cu 24 ace față de cele de 7 și 9 ace.

Figura 2.3 Tipuri de capete de imprimare

Nu toate acele sunt utilizate pentru generarea unui caracter. De exemplu la capetele de imprimare cu 9 ace sunt utilizate numai 7 ace (cele de sus) pentru majoritatea caracterelor. Acele 8 și 9 sunt ulilizate doar pentru generarea unor litere mici: g, j, p, q, y .

Primele tipuri de imprimante cu ace tipareau numai literele mari într-un format matricial de 5×7 puncte. Acest mod de tipărire nu era plăcut la vedere. Evoluția în electronică, viteza de comunicație între imprimantă și calculator, a materialelor și tehnologiilor de construcție a capetelor de imprimare a permis tipărirea atât a caracterelor mari cât și a celor mici. Astfel cu un cap de imprimare cu 9 ace se tipăresc caractere cu un aspect îmbunătățit, putându-se tipări într-un număr de câteva stiluri (font-uri), dar încă punctele ce alcătuiesc caracterele sunt vizibile. Se poate obține o calitate a imprimarii apropiata de calitatea imprimării mașinilor de scris cu caracter plin, calitate NLQ (nearletter- quality) prin tipărirea unei aceleași linii de caractere în mai mulți pași. Poziția hârtiei este deplasată cu câte o fracțiune, astfel încât la trecerea următoare să fie umplute spațiile libere de la trecerile anterioare. Sunt necesare două, trei sau chiar patru treceri pentru generarea unei linii de caractere cu calitate NLQ, depinzând de tipul imprimantei. Tipărirea liniei de caractere întrun singur pas poartă numele de mod draft.

Modul de tipărire NLQ reduce viteza de tipărire a imprimantei, timpul de tipărire a unei linii fiind de exemplu dublu față de modul draft pentru o tipărire NLQ în două treceri.

Prin introducerea capetelor de imprimare cu 24 ace calitatea de imprimare NLQ se poate obține printr-o singură trecere. Aceste capete de imprimare au acele dispuse pe două coloane de câte 12 ace dispuse decalat ca în figura 2.3. La deplasarea capului, prima coloana de ace imprimă o primă urmă de 12 ace, obținându-se deja o imagine superioară unui cap cu 9 ace. Imediat urmează imprimarea celei de a doua coloane de 12 ace ce vor umple golurile dintre acele din prima coloană.

2.1.2 Transportul hârtiei

Sistemul de transport al hârtiei este reprezentat de subansambul mecanic responsabil pentru avansul hârtiei prin imprimantă.

Sistemul de transport al hârtiei îndeplinește în principal următoarele funcțiuni:

1) deplasarea hârtiei cu viteza și precizia cerute de sincronizarea cu procesul de imprimare;

2) preluarea hârtiei din magazia de intrare și depozitarea corectă în magazia de ieșire;

3) prevenirea și semnalizarea accidentelor care pot apare pe traseul hârtiei;

4) asigurarea unor modalități comode de operare.

Pentru realizarea acestor funcțiuni, sistemul de avans conține o serie de dispozitive electromecanice care pot fi grupate astfel:

– ansamblul de acționare care cuprinde motoarele, elementele de transmitere a mișcării, traductoarele de poziție (și de viteză), circuitele de comandă a motoarelor.

– elementele de antrenare a hârtiei;

– magaziile de intrare și ieșire și dispozitivele asociate acestora.

Există două metode de transport al hârtiei: prin fricțiune si prin tracțiune. Sistemul de transport prin fricțiune este prezentat în figura 2.4. Hârtia este inserată între un tambur de cauciuc și una sau două role presoare. La rotirea tamburului presiunea dintre tambur și role va forța hârtia să se deplaseze. Deoarece această metodă se bazează pe frecare, hârtia lucioasă sau

cu coeficient mic de frecare poate avea tendințe de deplasare stânga sau dreapta apărând nealinieri la imprimare.

Figura 2.4 Sistem de transport prin fricțiune

Sistemul de transport prin tracțiune este prezentat în figura 2.5. Hârtia, ce trebuie să aibă niște perforații pe ambele margini, este inserată în jurul tamburului iar perforațiile de pe marginea hârtiei sunt introduse în niște dinți ai unor roți ce vor transporta hârtia. Pe măsură ce tamburul se rotește, se rotesc și roțile cu dinți antrenând hartia uniform. Astfel nu vor exista tendințe de fugă ale hârtiei, astfel încât sistemul de transport prin tracțiune este ideal pentru documente lungi și cantități mari de formulare.

Figura 2.5 Sistem de transport prin tracțiune

Avantaje și dezavantaje ale imprimantelor matriciale cu ace

Imprimantele cu ace sunt echipamente flexibile, capabile să tipărească o gamă largă de fonturi, atât în mod draft, în mod NLQ și în mod grafic (bitmap). Imprimantele matriciale cu ace au o viteză de imprimare rezonabilă, depășind în general 160 caractere pe secundă. Ele sunt dispozitive fiabile, capul de tipărire având o durată de viață de peste 100 milioane de caractere. De asemenea tiparirea prin impact (lovire) este obligatorie pentru imprimarea multicopie (în mai multe exemplare).

Totuși, metoda de imprimare fiind prin impact, zgomotul produs la imprimare este mare. Rezoluția limitată a acelor este o altă problemă, urma acelor fiind vizibilă în special în modurile draft și grafic. De asemenea poate apărea și problema supraîncălzirii capetelor de imprimare, cel mai adesea când se tipăresc imagini grafice când sunt acționate multe ace în mod continuu, conducând astfel la creșterea uzurii capetelor de imprimare.

2.2 IMPRIMANTE CU JET DE CERNEALĂ

Conceptul generării caracterelor și a graficelor prin utilizarea unei arii de puncte a cunoscut un salt calitativ prin introducerea tehnologiei de imprimare cu jet de cerneală. Imprimantele cu jet de cerneală ofera o serie de avantaje față de imprimantele cu ace: în primul rând sunt silențioase, apoi sunt capabile de a tipări în mod grafic cu rezoluție înaltă și de tipărire color, iar în final energia necesitată de capetele cu jet de cerneală este mult mai mică comparativ cu cea necesitată de capetele de imprimare cu ace.

O imprimantă cu jet de cerneală este compusă din patru mari blocuri, așa cum se prezintă în figura 2.6: (1) capul de imprimare, (2) blocul de transport al hârtiei, (3) blocul de transport al capului de imprimare, (4) unitatea electronică de control.

Ca și la imprimantele cu ace, datele transmise de către calculator sunt interpretate de către unitatea electronică de control a imprimantei și convertită într-o serie de puncte dispuse în coloane verticale. Comenzile motoarelor generează o mișcare transversală a capului de imprimare. Simultan, unitatea de control a imprimantei va transmite secvențial fiecare coloană de puncte către capul de imprimare, generând o urmă pe hârtie.

Figura 2.6 Schema bloc a unei imprimante cu jet de cerneală

2.2.1 Capul de imprimare

Toate capetele de imprimare cu jet de cerneală au o caracteristică comună – nu ating niciodată hârtia, imprimarea cu jet de cerneală fiind o tehnologie de imprimare noncontact. Cerneala este practic pulverizată către hârtie, mecanismul ce controlează procesul de pulverizare fiind plasat în capul de imprimare. Există trei tehnici utilizate într-un cap cu jet de cerneală: cu curgere continuă, utilizate în imprimari industriale de mare volum dar cu calitate redusă, cu pompă piezoelectrică și cu pompă termică (bubble).

Culoarea imprimării este determinată de culoarea cernelii, dar există și cartușe multi-culoare, fiecare cu setul său de tubulețe și contacte electrice.

Capete piezoelectrice

La aceste tipuri de capete, un inel de material ceramic piezoelectric este inserat într-un canal cu cerneală, așa cum se observă în figura 2.7.

Figura 2.7 Cap piezoelectric

Când se aplică un impuls electric de înaltă energie pe inelul ceramic, acesta datorită calităților sale piezoelectrice provoacă o contracție a canalului. Contracția cauzează o micșorare bruscă a volumului, conducând la expulzarea spre exterior a unei picături de cerneală. După încetarea impulsului electric, materialul ceramic revine la forma sa originală, producându-se o aspirație a cernelei din rezervor. Materialul ceramic piezoelectric necesită impulsuri scurte (între 5 și 10 s) cu amplitudine între 70 și 200V depinzând de proiectarea canalului și de tipul de material ceramic utilizat. Este necesară câte o astfel de pompă pentru fiecare canal al capului de imprimare, pompa acționând la o rată de aproximativ 5kHz (5000 puncte pe secundă), adică o picătură de cerneală la fiecare 200 s.

Capete termice

Așa cum se observă în figura 2.8, construcția lor este similară cu cea a capetelor piezoelectrice, dar inelele ceramice sunt înlocuite de inele electrotermice. La aplicarea unui impuls electric inelul se încălzește, încălzindu-se și cerneala din imediata sa vecinătate. Pe măsură ce cerneala se încălzește se formează o bulă ce se extinde în canal. Când bula, în final explodează, este aruncată către exterior o picătură de cerneală. Picătura de cerneală încălzită se usucă rapid pe hârtie. Deși astfel de pompe cu bule sunt dispozitive ce lucrează rapid, rata de funcționare este limitată la 1000 puncte pe secundă, inelele electro-termice necesitând un anumit timp pentru răcire. Totuși, pompele cu bule necesită energii de operare mai mici, amplitudinea tipică a impulsurilor electrice fiind de 24-50V.

Figura 2.8 Cap termic

2.2.2 Considerații asupra cernelei

Cerneala utilizată este de tipul permanent, bazată pe solvenți chimici, care este rezistentă la uscarea în aer. Drept rezultat, cele mai multe capete cu jet de cerneală pot fi lăsate neprotejate perioade îndelungate de timp (câteva zile până la câteva săptămâni) fără a se produce obturarea tubulețelor din cauza uscării cernelei. Majoritatea imprimantelor cu jet de cerneală au un sistem de acoperire a capetelor ce obturează fiecare tubuleț când capetele sunt în poziție de parcare și imprimanta este oprită. Totuși, mai devreme sau mai târziu solventul cernelei se evaporă, crescând vâscozitatea cernelei. În stadiu incipient aceasta poate cauza un fenomen de stropire (împroșcare) a cernelei pe pagină. În stadiu avansat, solventul se poate evapora integral, sau suficient pentru a permite cernelei să se usuce și să se întarească în canale. Canalele astfel obturate, primesc comenzi electrice, dar cernelala nu va curge până când obstrucția nu este îndepărtată. Aceste capate trebuie să fie curațate sau înlocuite. La imprimantele cu jet de cerneală actuale apar rar astfel de obturări deoarece capetele sunt pastrate bine acoperite, atunci când nu sunt utilizate.

2.2.3 Considerații asupra hârtiei

Când picatura de cerneală părăsește un tubuleț al capului de imprimare, ea este încă în stare lichidă. Odată ce a atins hârtia, picatura trebuie să se usuce aproape instantaneu. Aceasta nu se obține dacă se utilizează hârtie nepotrivită. Hârtia trebuie să absoarbă cerneala în fibrele sale pentru o uscare rapidă, dar în același timp picătura nu trebuie să difuzeze, pentru a se obține o imprimare de calitate, cu contrast și rezoluție corespunzătoare. Dacă hârtia însă nu absoarbe cerneala suficient de repede, ea rămâne în stare lichidă putându-se întina la atingere sau amesteca cu alte culori. Hârtia tip xerox obișnuită este în general prea poroasă pentru imprimantele cu jet de cerneală. Pentru a fi garantate caracteristicile corecte de uscare a cernelei, trebuie utilizată o hârtie special pentru imprimante cu jet de cerneală, impregnată cu anumite substanțe chimice absorbante, care permit uscarea rapidă a cernelei, păstrându-se însă o imagine clară.

2.2.4 Avantaje și dezavantaje ale imprimantelor cu jet de cerneală

Tehnologia de imprimare matricială cu jet de cerneală ofera o metoda de imprimare noncontact, care permite obținerea de documente pe o largă varietate de suprafețe și tipuri de hârtie. Viteza de imprimare rivalizează cu orice tip de imprimantă cu impact, în timp ce operarea este foarte silențioasă. Tubulețele și canalele cu cerneală sunt incredibil de mici, astfel că rezoluția de imprimare poate fi foarte înaltă depășind uzual 600 DPI. Capetele de imprimare cu jet de cerneală nu au piese în mișcare, având deci o fiabilitate ridicată. Deoarece majoritatea capetelor de tipărire comerciale se înlocuiesc la terminarea cernelei (aproximativ la 200-300 pagini), fiabilitatea lor nu ar trebui să fie o problem, imprimantele cu jet de cerneală permit obținerea de documente color cu un preț redus și la un nivel de calitate rezonabil. Deoarece capetele de imprimare cu jet de cerneală necesită o cantitate redusă de energie pentru funcționare, întregul ansamblu imprimantă poate fi realizat mult mai mic și mai ușor, ideal pentru utilizare ca echipament de imprimare pentru calculatoare mobile. Dar capetele de imprimare cu jet de cerneală sunt din păcate dispositive capsulate. Dăcă una din pompe se defectează, trebuie înlocuit întregul cap. Cerneala însăși poate constitui o problemă. Capetele de imprimare fisurate sau cartușele cu defecte de etanșare pot împrăștia cerneală peste tot. Imprimantele cu jet de cerneală în modurile grafice sunt în general dispozitive relativ lente, atingându-se viteze de numai câteva pagini pe minut. Necesitatea unei hârtii speciale continuă să fie o problemă, deși prețul hârtiei speciale este în scădere și în același timp se caută noi formule pentru cerneluri, astfel încât să poată fi utilizată și hârtie obișnuită.

2.3 IMPRIMANTE LASER

Imprimantele laser sau electrofotografice sunt diferite fundamental față de imprimantele cu ace sau cu jet de cerneală, care generează punctele printr-un proces într-un singur pas prin deplasarea capului de imprimare pe suprafața hârtiei. Imprimantele laser nu sunt așa de simple, imaginile electrofotografice obținându-se printr-un proces complex ce implică interacțiune între lumină, electricitate statică, chimie și căldură, toate procesele fiind coordonate de o unitate electronică de control sofisticată.

Ansamblul de componente ce realizează procesul de imprimare electrofotografică poartă numele de sistem de formare a imaginii. Un sistem de formare a imaginii este alcătuit din opt blocuri: cilindru fotosensibil (#14), lamela de curățire, lampa ștergere (#3), bloc înaltă tensiune (corotron) primar (#4), mecanismul de scriere (#5 si 6), toner, bloc înalta tensiune transfer (#13) și cuptor (role coacere #18 și 19). Fiecare dintre aceste componente, prezentate în figura 2.9 (secțiune printr-o imprimantă Hewlett-Packard LaserJet 4), joacă un rol important în funcționarea corespunzatoare a sistemului de formare a imaginii electrofotografice.

Cilindrul fotosensibil este în general considerat a fi inima oricărui sistem de formare a imaginii electrofotografice. Cilindrul este din aluminiu acoperit cu un compus organic cu proprietăți foto-conductive. Adică, învelișul va deveni conductibil din punct de vedere electric când este expus la lumină. Cilindrul de aluminiu este conectat la masa electrică a unei surse de înaltă tensiune. Cilindrul primește o imagine de la un mecanism de scriere, developează imaginea cu toner, apoi imaginea developată este transferată pe hârtie. Obținerea unei imagini tipărite este un proces în șase pași: curățire, încărcare, scriere, developare, transfer și coacere, care implică toate cele opt componente ale sistemului de formare a imaginii electrofotografice.

Figura 2.9 Schema bloc a unei imprimante laser

1 Ansamblu ieșire hârtie 11. Role înregistrare

2. Tavă colectare hârtie tipărită 12. Role transfer

3. Ansamblu lampă ștergere 13. Ansamblu bloc înaltă tensiune transfer

4. Bloc înaltă tensiune primar 14. Cilindru fotosensibil

5. Oglindă rază laser – cilindru 15. Scut protecție cilindru fotosensibil

6. Ansamblu scanare laser 16. Ansamblu ghidare hârtie

7. Carcasă corp principal 17. Corp principal inferior

8. Tavă hârtie 18. Rolă coacere superioară

9. Separator 19. Rolă presoare inferioară

10. Ansamblu role (tamburi) 20. Tavă ieșire posterioară (în poziție

alimentare închisă)

2.3.1 Curățirea

Înainte de începerea unui nou ciclu de imprimare, cilindrul fotosensibil trebuie curățat din punct de vedere fizic și șters electric. Curățirea poate părea un pas mai puțin important, dar nici ] chiar cel mai bun cilindru nu va transfera toate granulele microscopice de toner pe pagină de fiecare dată. De aceea de-a lungul cilindrului se aplică o lamelă de cauciuc pentru a îndepărta tonerul rezidual de la imaginea anterioară. Tonerul rezidual care este îndepartat de pe cilindru este depozitat într-un recipient, așa cum se prezintă în figura 2.10. Anumite imprimante permit reutilizarea tonerului rezidual, crescând astfel durata de viață a cartușului electrofotografic și eliminând recipientul pentru tonerul rezidual.

Imaginile sunt înscrise pe suprafața tamburului ca rânduri orizontale de sarcini electrice ce corespund imaginii în curs de tipărire. Un fascicol de lumină produce o sarcină electrică pozitivă în acel punct. Acesta va corespunde unui punct al imaginii imprimate pe hârtie. Absența luminii nu modifică sarcina electrică a tamburului electrofotografic, acesta rămânând încărcat cu sarcina electrică negativă anterioară și nu se generează nici un punct pe hârtie. Sarcina electrică pozitivă produsă de lumină trebuie îndepărtată înaintea înscrierii unei noi imagini, altfel imaginile vor apărea suprapuse una peste alta.

Figura 2.10 Sistemul de curățire al cilindrului electrofotografic

Pentru descărcarea electrică a cilindrului se utilizeză o serie de lămpi de ștergere plasate în imediata apropiere. Lumina lămpilor este filtrată pentru a permite trecerea numai a lungimii de undă dorită. Sarcinile electrice sunt descărcate către masa electrică prin cilindrul de aluminiu așa cum se prezintă în figura 2.11. După ștergere, suprafața cilindrului este complet neutră electric.

Figura 2.11 Descărcarea electrică a cilindrului fotosensibil

2.3.2 Încărcarea electrică

Suprafața cilindrului neutră din punct de vedere electric nu poate fi impresionată de lumina emisă de mecanismul de scriere. Încărcarea cilindrului cu sarcină electrică negativă, se efectueaza prin aplicarea unei tensiuni negative (de obicei peste –6000V) asupra unui fir numit corotron (corona primară) plasat în apropierea suprafeței cilindrului. Deoarece cilindrul fotosensibil și sursa de tensiune înaltă au aceeași masă electrică, între firul corotronului și cilindru se instalează un câmp electric, așa cum se prezintă în figura 2.12.

Pentru tensiuni mici, spațiul de aer dintre firul corotronului și cilindru va acționa ca un izolator. Totuși la un potențial electric de câteva mii de volți rezistența de izolație a aerului este străpunsă, iar moleculele de aer din jurul firului se ionizează, astfel încât sarcinile electrice negative migrează către suprafața cilindrului. Problema care apare cu un gaz ionizat este că el are o rezistență foarte mică, iar curentul ce circulă prin această zonă ionizată, numită și corona, este foarte mare. Acest fapt este neindicat pentru sursa de înalta tensiune.

Figura 2.12 Încărcarea electrică uniformă cu sarcini electrice negative

O grilă primară (parte a ansamblului corotronului) este adaugată între fir și cilindru. Prin aplicarea pe grilă a unei tensiuni negative, tensiunea și curentul către cilindru pot fi controlate. Tensiunea aplicată grilei (de obicei între –600V și –1000V) stabilește nivelul de de tensiune cu care este încărcat cilindrul, care tipic este egal cu tensiunea grilei (-600V până la –1000V).

Cilindrul este acum gata pentru recepționarea unei noi imagini.

2.3.3 Scrierea

Pentru a se forma o imagine pe suprafața cilindrului, încărcat uniform cu sarcini negative, acesta trebuie descărcat în puncte precise acolo unde se va produce imaginea. Imaginea este înscrisă utilizând lumina. Orice punct al cilindrului expus la lumină se va descărca la un nivel de tensiune de aproximativ –100V, în timp ce zonele neexpuse luminii își păstrează încărcarea anterioară (-600V la –1000V). Echipamentul ce produce și ghidează lumina către suprafața cilindrului este numit mecanism de scriere. Deoarece imaginile sunt formate din puncte individuale, un numar cât mai mare de puncte pe unitatea de suprafață permite obținerea unor imagini cu o rezoluție cât mai fină (de o calitate mai înaltă).

De exemplu, presupunem că un mecanism de scriere poate plasa 300 puncte pe inch de-alungul unei linii orizontale a cilindrului și că cilindrul se poate roti în incremenți de 1/300 dintr-un inch. Aceasta înseamnă că imprimanta poate tipări imagini cu o rezoluție de 300×300 puncte pe inch. Imprimantele electrofotografice actuale au rezoluții de peste 600×600 DPI (puncte pe inch). Raza laser este utilizată în mod tradițional ca mecanism de scriere (de unde și numele de imprimante laser), dar unele tipuri de imprimante au înlocuit raza laser cu barete de diode electroluminiscente (LED-uri) microscopice.

2.3.4 Developarea

Imaginea înscrisă pe cilindru de către laser sau LED este invizibilă, fiind o arie de sarcini electrostatice pe suprafața cilindrului. Această imagine trebuie developată într-o imagine vizibilă înainte de a fi transferată pe hârtie. Pentru aceasta se utilizează toner. Tonerul este o pulbere extrem de fină de rășini plastice și compuși organici amestecați cu particule de fier.

Tonerul este aplicat utilizând un cilindru (sau rolă de developare) așa cum se observă în figura 2.13. Această rolă este de fapt un cilindru metallic având în interior un magnet permanent. Rola este montată în recipientul în care se găsește tonerul. Când rola se rotește, particulele de fier din toner sunt atrase către aceasta de către magnetul permanent. Odată atras, tonerul acumulează o sarcină electrică negativă generată de sursa de înaltă tensiune, sarcină ce are un nivel de tensiune plasat între nivelele de încărcare ale zonelor de pe cilindru expuse și cele neexpuse la lumină (între –200V și –500V). În apropierea rolei de developare este plasată o lamelă ce limitează încărcarea rolei la un singur strat de toner. Tonerul încărcat electric negativ de pe rola de developare se rotește apoi în imediata apropiere a cilindrului fotosensibil expus. Orice punct de pe cilindru, care nu a fost expus la lumină are o sarcină negativă puternică ce va respinge particulele de toner, acestea rămânând pe rolă. Punctele de pe cilindrul fotosensibil, expuse la lumină, au o sarcină electrică mai puțin negativă decat cea a particulelor de toner. Această sarcină atrage tonerul de pe rola de developare, formându-se astfel pe cilindrul fotosensibil o imagine vizibilă (sau developată).

Figura 2.13 Developarea imaginii de pe cilindrul fotosensibil

Se observă din figura 2.13, că în serie cu sursa de curent continuu este conectată o sursă de curent alternativ ce furnizează o tensiune alternativă de ~1500 Vvv. Acest curent altenativ va cauza o fluctuație puternică a încărcării electrice a tonerului. Când tensiunea alternativă devine pozitivă se mărește potențialul electric al tonerului, acesta fiind mai puternic atras de către cilindrul fotosensibil, învingându-se mai ușor forța de atractie a magnetului permanent al rolei de developare. Când tensiunea alternativă devine negativă, potențialul electric al rolei de developare devine mai negativ, atrăgând înapoi orice particulă de toner care ar putea în mod fals să ajungă pe zonele neexpuse ale cilindrului electrofotografic. Această tehnică conduce la mărirea densității de imprimare și a contrastului imaginii.

2.3.5 Transferul imaginii

În acest moment, imaginea developată de toner de pe cilindrul electrofotografic poate fi transferată pe hârtie. Deoarece tonerul este acum atras de cilindru, el trebuie îndepărtat prin aplicarea unei sarcini de atracție mai puternice către pagina de hârtie. Un fir (corotron) de transfer încarcă hârtia așa cum se prezintă în figura 2.14. Tehnica de transfer este identică cu cea de la corona primară exceptând faptul că acum potențialul electric este pozitiv.

Ansamblul de transfer plasează o sarcină puternică pozitivă pe hârtie, ce atrage particulele de toner încărcate negativ. Trebuie amintit că acest proces nu este perfect, rămânând toner netransferat pe hârtie, fiind necesar procesul de curățire.

Deoarece hârtia este încărcată pozitiv, iar cilindrul electrofotografic este încărcat negativ, este posibil ca hârtia să se înfășoare în jurul cilindrului. Chiar dacă un cilindru de diametru mic și o hârtie rigidă tind să prevină acest fenomen, subsistemul de transfer este prevăzut cu un eliminator de sarcini ce contracarează sarcinile pozitive și elimină forța de atracție dintre hârtie și

cilindrul electrofotografic imediat după ce tonerul a fost transferat. Hârtia este acum nulă din punct de vedere electric, iar cilindrul poate fi curățat și pregătit pentru o nouă imagine.

Figura 2.14 Transferarea imaginii developate pe hârtie

2.3.6 Coacerea

Odată ce tonerul a atins hârtia, el este menținut pe aceasta numai prin gravitație și o slabă atracție electrostatică; tonerul este încă sub formă de pudră. Tonerul trebuie fixat permanent (sau copt) pe pagină înainte de a ieși din imprimantă. Coacerea este realizată prin caldură și un ansamblu de presare ca cel din figura 2.15. O lampă cu cuarț încălzește o rolă la aproximativ C. Presiunea este aplicată printr-o rolă de cauciuc. Când o pagină developată este trecută printre aceste două role, căldura rolei superioare topește tonerul, iar presiunea rolei inferioare comprimă tonerul topit în fibrele hârtiei, unde se răcește și aderă permanent. Procesul de imprimare este astfel încheiat, iar hârtia este trimisă către tava de ieșire. De notat că ambele role sunt numite role de coacere, deși numai rola superioară este cea care efectiv coace. Pentru a preveni lipirea particulelor de toner pe rola superioară, aceasta este acoperita cu un material nelipicios, cum ar fi teflonul. În plus este prevăzut și un dispozitiv de curățire pentru a îndepărta tonerul ce eventual aderă la rola de coacere. Acest dispozitiv aplică de asemenea un strat subțire de ulei siliconic pentru a preveni lipirea.

Figura 2.15 Fixarea imaginii pe hârtie