Мегафон 

Лазерный и струйный принтер: принцип печати. Принцип работы лазерных принтеров Лазерный принтер сообщение

История лазерных принтеров началась в 1938 году с разработки технологии печати сухими чернилами. Честер Карлсон , работая над изобретением нового способа переноса изображений на бумагу, использовал статическое электричество. Метод получил название электрографии и впервые был использован корпорацией Xerox, выпустившей в 1949 году копировальный аппарат Model A. Однако для работы этого механизма отдельные операции требовалось производить вручную. Через 10 лет был создан полностью автоматический Xerox 914, который считается прообразом современных лазерных принтеров.

Идея «нарисовать» то, что позднее должно быть распечатано, непосредственно на копировальном барабане лазерным лучом принадлежит Гэри Старквитеру (Gary Starkweather). Начиная с 1969 года, компания занималась разработкой и в 1977 году выпустила серийный лазерный принтер Xerox 9700, который печатал со скоростью 120 страниц в минуту.

Аппарат был очень большим, дорогим, предназначался исключительно для предприятий и учреждений. А первый настольный принтер разработала Canon в 1982, через год – новая модель LBP-CX. Компания HP в результате сотрудничества с Canon в 1984 году начала производство серии Laser Jet и сразу же заняла лидирующее положение на рынке лазерных принтеров для домашнего пользования.

В настоящее время монохромные и цветные печатающие устройства выпускаются многими корпорациями. Каждая из них использует собственные технологии, которые могут существенно различаться, но общий принцип работы лазерного принтера характерен для всех устройств, а процесс печати можно разделить на пять основных этапов.

Заряд фотобарабана

Печатающий барабан (Optical Photoconductor, OPC) – это металлический цилиндр, покрытый фоточувствительным полупроводником, на котором формируется изображение для последующей печати. Вначале OPC снабжается зарядом (положительным или отрицательным). Сделать это можно одним из двух способов используя:

  • коротрон (Corona Wire), или коронатор;
  • ролик заряда (Primary Charge Roller, PCR), или заряжающий вал.

Коротрон представляет собой блок из проволоки и металлического каркаса вокруг нее.

Провод коронатора – это вольфрамовая нить с углеродным, золотым или платиновым покрытием. Под действием высокого напряжения между проволокой и каркасом возникает разряд, светящаяся ионизированная область (корона), создается электрическое поле, которое передает статический заряд фотобарабану.

Обычно в блок встраивается механизм, очищающий провод, так как его загрязнение сильно ухудшает качество печати. Использование коротрона имеет определенные недостатки: царапины, скопление пыли, частичек тонера на нити или ее изгиб может привести к усилению электрического поля в этом месте, резкому снижению качества распечаток, и, возможно, повреждению поверхности барабана.

Во втором варианте несущую конструкцию с нагревательным элементом внутри обертывает гибкая пленка, сделанная из специальной термоустойчивой пластмассы. Технология считается менее надежной, используется в принтерах для малого бизнеса и домашнего использования, где не ожидается больших нагрузок оборудования. Для предотвращения прилипания листа к печке и закручивания его вокруг вала предусмотрена планка с отделителями бумаги.

Цветная печать

Для формирования цветного изображения используются четыре основных цвета:

  • черный,
  • желтый,
  • пурпурный,
  • голубой.

Печать осуществляется по тому же принципу, что и черно-белая, но прежде принтер разбивает картинку, которую нужно получить, на монохромные изображения для каждого из цветов. В процессе работы цветные картриджи переносят на бумагу свои рисунки, а их наложение друг на друга дает итоговый результат. Существует две технологии цветной печати.

Многопроходная

При этом способе используется промежуточный носитель – вал или лента переноса тонера. За один оборот на ленту наносится один из цветов, затем в нужное место подается другой картридж и поверх первого изображения накладывается второе. За четыре прохода на промежуточном носителе формируется полное изображение, которое переносится на бумагу. Скорость печати цветного изображения в принтерах, использующих эту технологию, в четыре раза меньше, чем монохромного.

Однопроходная

Принтер включает в себя комплекс из четырех отдельных печатающих механизмов под общим управлением. Цветные и черный картриджи выстроены в линейку, каждому соответствует отдельный лазерный блок и ролик переноса, а бумага проходит под фотобарабанами, последовательно собирая все четыре монохромных изображения. Только после этого лист попадает в печку, где тонер закрепляется на бумаге.

Печатайте с удовольствием.

В принтере, в основе которого лежит лазерная технология печати все работает за счет использования статического электричества. Как это работает? На фотобарабан что в картридже попадает луч лазера и формирует изображение. На следующем этапе формирования изображения фотобарабан соприкасается с тонером и в точке соприкосновения, где светил лазер и изменил заряд прилипает тонер. По тому же принципу прилипает к бумаге с фотобарабана тонер, и потом запекается в так званой «печке». Бумага выходит наружу тепленькая от печки. Не бойтесь, уже немного остывшая.

Более подробно о процессе печати на лазерном принтере

Когда вращается фоточувствительный барабан, на его поверхности формируется положительный заряд, который наносится на фотовал с помощью лазерного луча. Положительный заряд притягивает частицы тонера, которые заряжены отрицательно, и они прилипают на поверхность барабана.

Лист бумаги заряжен положительно и во время процесса печати проходит под вращающимся фотовалом. Отрицательно заряженные частицы тонера переносятся с барабана на лист бумаги, таким образом, изображение переносится на бумагу. Далее тонер, оказавшийся на бумаге, закрепляется под воздействием тепла.

В отличие от печати на матричных и струйных принтерах, где изображение переносится на бумагу построчно, при лазерной печати текст на листе формата А4 формируется всего за 3 оборота фотобарабана.

Лазерные принтеры основаны на системе печати используемой в копирах. В копирах, специальная лампа переносит изображение с копируемого листа на фоточувствительную поверхность барабана в виде электростатического заряда. Фотобарабан преобразует оптическое изображение, созданное светом, отраженным от копируемого изображения, в его электростатический эквивалент, который и притягивает к поверхности барабана частицы тонера, имеющие противоположный заряд.

Однако, лазерный принтер не имеет исходного изображения, вместо него в его памяти имеется матрица состоящая из 1 и 0, передающая изображение. В случае черно-белой печати, 1 передает микропроцессору сигнал и направляется луч лазера на фотобарабан. Когда луч касается поверхности барабана, в этом месте формируется положительный заряд, и отрицательно заряженные частицы тонера налипнут на барабан именно в этом месте. Соответственно 0 не передает сигнал и на поверхности барабана не появляется заряд и позже эти участки останутся белыми на бумаге. О том как избавляется от белых полос при печати читайте статью —

Сегодня уже сложно представить себе жизнь без печатающих устройств. Перенести информацию на бумажный носитель время от времени бывает просто необходимо. Школьникам нужно распечатывать доклады, студентам – дипломы и курсовые, сотрудникам офисов – документы и договора.


Существует несколько типов принтеров. Отличаются они по принципу печати, формату используемой бумаги, типу печатных материалов и другим признакам. Рассмотрим принцип работы двух типов печатающих устройств – лазерного и струйного.

Принцип работы струйного принтера

Прежде всего рассмотрим, как же работает струйный принтер. Стоит сразу оговориться, что по качеству печати он немного отстает от лазерного. Однако и стоимость струйного принтера существенно ниже. Данный вид принтера прекрасно подходит для дома. С ним легко обращаться, и он прост в обслуживании.
Если говорить о принципе работы лазерного и струйного принтеров, то они кардинально отличаются. Основное различие состоит в технологии подачи чернил, а также в устройстве аппаратной части. Обсудим для начала, как же работает струйный принтер.

Принцип работы этого печатающего устройства состоит в следующем: изображение формируется на специальной матрице, после чего оно отпечатывается на полотне при использовании жидких чернил. Существует еще одна разновидность струйных принтеров, в устройстве которых имеются картриджи. Картриджи устанавливаются в специальный блок. В данной конструкции чернила передаются в печатающую матрицу при помощи печатающей головки. После этого матрица переносит изображение на бумагу.

Хранение чернил и нанесение их на полотно

Есть несколько способов нанесения чернил на полотно:

— метод газовых пузырей;
— пьезоэлектрический метод;
— метод drop-on-demand.

Пьезоэлектрический метод подразумевает создание чернильных точек на полотне при использовании пьезоэлемента. Трубка разжимается и снова сжимается, не позволяя упасть лишним чернильным каплям. Метод газовых пузырей также известен под названием метод инжектируемых пузырей. Отпечаток на полотне они оставляют за счет высоких температур. Сопло каждой печатающей матрицы имеет нагревательный элемент. На нагрев такого элемента уходят доли секунды. После нагрева образовавшиеся пузыре через сопла переносятся на полотно.

В методе drop-on-demand также используются газовые пузыри. Однако, это уже более оптимизированный метод. Скорость и качество печати значительно возросли.

Чернила в струйном принтере обычно хранятся двумя способами. Первый способ предусматривает присутствие отдельного резервуара, из которого на печатающую головку подаются чернила. Во втором способе для хранения чернил применяется специальный патрон, который размещен в печатающей головке. Чтобы заменить патрон, придется менять саму печатающую головку.

Использование струйных принтеров

Особую популярность струйные принтеры приобрели благодаря тому, что в данных устройствах реализована возможность цветной печати. Изображение при цветной печати создается за счет наложения друг на друга основных тонов, имеющих разную степень насыщенности. Основной набор цветов также известен под аббревиатурой CMYK. В него входят такие цвета: черный, голубой, пурпурный и желтый. Изначально использовался набор из трех цветов. В него входили все перечисленные выше цвета, кроме черного. Но даже при наложении голубого, желтого и пурпурного цветов при 100% степени насыщенности все равно не удавалось добиться черного цвета, получался либо серый, либо коричневый. По этой причине было решено добавить в основной набор чернила черного цвета.

Струйный принтер: особенности работы

В качестве основных показателей работы принтера обычно рассматриваются такие параметры, как скорость печати, шумовые характеристики, долговечность и качество печати. Рассмотрим эксплуатационные качества струйного принтера.

Принцип работы такого принтера уже обсуждался выше. Чернила подаются на бумагу через специальные принтеры. Струйный принтер работает очень тихо в отличие от, например, игольчатых принтеров, в которых нанесение чернил происходит за счет ударно-механического процесса. Вы не услышите, как печатает струйный принтер, различить можно только шум механизма, перемещающего печатающие головки. Если говорить о шумовых характеристиках струйных принтеров в количественном соотношении, то при работе такого устройства уровень шума не превышает 40 децибел.

Теперь поговорим о скорости печати. Струйный принтер печатает намного быстрее, чем игольчатый. Однако, от такого показателя, как скорость, напрямую зависит качество печати. В этом смысле, чем больше скорость печати, тем хуже качество. При выборе режима высококачественной печати, процесс значительно замедлится. Краска на полотно будет наноситься тщательно. Такой принтер печатает со средней скоростью от 3 до 5 страниц в минуту. В современных печатающих устройствах этот показатель был увеличен до 9 страниц в минуту. Для печати цветных изображений потребуется немного больше времени.

Одним из главных преимуществ струйного принтера является шрифт. По качеству отображения шрифта печать струйного принтера можно сравнить, пожалуй, только с лазерным. Улучшить качество печати можно при использовании хорошей бумаги. Главное – выбирать бумагу, способную быстро впитывать влагу. Высокого качества изображения можно достичь, используя бумагу с плотностью от 60 до 135 г/м2. Хорошо себя зарекомендовала бумага для ксерокса. Ее плотность составляет 80 г/м2. Для ускорения процесса высыхания чернил в некоторых печатающих устройствах реализована функция подогрева бумаги. Несмотря на совершенно разный принцип работы струйного и лазерного принтера, при использовании данных устройств удается добиться одинакового качества.

Бумага для печати

Струйный принтер, к сожалению, не подойдет для печати на рулонных носителях. Также не предназначен он для создания копий: придется использовать многократную печать.

Недостатки струйного принтера

Как говорилось ранее, струйные принтеры печатают при помощи матрицы. Изображение при печати на струйном принтере формируется из точек. Самым главным и ценным элементом во всем устройстве является печатающая головка. Для уменьшения габаритов устройства многие фирмы встраивают печатающую головку в картридж. Струйный и лазерный принтер отличаются по принципу печати. К недостаткам работы струйных принтеров можно отнести следующие моменты:

1. Низкая скорость печати;
2. Засыхание чернил при длительном простое
3. Высокая стоимость и малый ресурс расходных материалов

Достоинства струйных принтеров

1. Оптимальное соотношение цена/качества. Многих пользователей при выборе печатающего устройства больше всего привлекает цена этого типа принтеров
2. Принтер имеет достаточно скромные габариты. Это дает возможность разметить его даже в небольшом кабинете или офисе. Никаких неудобств пользователю это не создаст.
3. Возможность самостоятельной заправки картриджей. Можно просто купить чернила и прочитать в руководстве пользователя, как правильно осуществлять заправку.
4. Наличие системы непрерывной подачи чернил. Такая система позволит значительно снизить расходы на печать при больших объемах
5. Высокое качество печати изображений и фотографий
6. Большой выбор используемых печатных носителей

Лазерный принтер

Под лазерным принтером сегодня подразумевается особая разновидность печатающего оборудования, предназначенного для нанесения текста или изображения на бумагу. Этот тип оборудования имеет весьма необычную историю. Принцип работы лазерного печатающего устройства стал обсуждаться только в 1969 году. Научные изыскания проводились в течении нескольких лет.

Для усовершенствования принципа работы данного аппарата предлагалось множество способов. Первый в мире копировальный аппарат, использующий для создания отпечатка лазерный луч, появился в 1978 году. Данное устройство имело огромные размеры, да и стоимость его зашкаливала. Некоторое время спустя данной разработкой занялась компания Canon.

Первый настольный лазерный принтер появился в 1979 году. Это привело к тому, что другие компании стали заниматься оптимизацией и продвижением новых моделей лазерных принтеров. Сам принцип печати при этом не изменился. Отпечатки, полученные при использовании лазерного принтера, имеют высокие характеристики. Им не страшно выцветание или стирание, они не боятся влаги. Изображения, полученные при помощи лазерного принтера, обладают высокой стойкостью и качеством.

Принцип работы лазерного принтера

Коротко опишем принцип работы лазерного принтера. Изображение при печати на лазерном принтере наносится в несколько этапов. Сначала под действием температуры расплавляется специальный пороше – тонер. Он прилипает бумаге. После этого специальным скребком с барабана снимается неиспользованный тонер и перемещается в накопитель отработки. Поверхность барабана поляризуется коронатором. На поверхности барабана формируется изображение. Затем барабан двигается по поверхности магнитного вала, на котором находится тонер. Тонер прилипает на заряженные участки барабана. После этого барабан соприкасается с бумагой и оставляет на ней тонер. Затем бумага прокатывается через специальную печку, в которой порошок под действием высокой температуры плавится и прилипает к бумаге.

Цветной лазерный принтер

От черно-белого процесс печати на цветном принтере отличается использованием нескольких оттенков. При смешивании этих оттенков в определенном соотношении можно создать основные цвета. Обычно в лазерных принтерах для каждого цвета используется свой отсек. В этом и заключается их основное отличие. Печать цветных изображений на таком принтере происходит в несколько этапов. Сначала происходит анализ изображения, после этого формируется распределение заряда. Далее осуществляется та же последовательность операций, что и при черно-белой печати: лист с тонером пропускается через печку, где порошок расплавляется и схватывается с бумагой.

Преимущества лазерных принтеров

1. Высокая скорость печати
2. Выносливость и стойкость изображения
3. Низкая себестоимость
4. Высокое качество

Недостатки лазерных принтеров

1. В процессе функционирования выделяется озон. Печатать на лазерном принтере можно только в хорошо проветриваемом помещении
2. Громоздкость
3. Высокое энергопотребление
4. Высокая цена

Заключение

Проанализировав принцип работы и основные характеристики струйных и лазерных принтеров, можно сказать, что для домашнего использования больше подходит первый тип устройств. Они обладают доступной стоимостью и небольшими габаритами. Лазерные принтеры больше подходят для офиса, где необходимо распечатывать большое количество документов.

Изображение, получаемое с помощью современных лазерных принтеров (а также матричных и струйных), состоит из точек (dots). Чем меньше эти точки и чем чаще они расположены, тем выше качество изображения. Максимальное количество точек, которые принтер может раздельно напечатать на отрезке в 1 дюйм (25,4 мм), называется разрешением и характеризуется в точках на дюйм (dpi – dot per inch). Принтер считается неплохим, если его разрешение составляет 300 dpi (иногда применяют обозначение 300 x 300 dpi, что означает 300 dpi по горизонтали и 300 dpi по вертикали).

Лазерные принтеры менее требовательны к бумаге, чем, например, струйные, а стоимость печати одной страницы текстового документа у них в несколько раз ниже. При этом недорогие модели лазерных и светодиодных монохромных принтеров уже способны конкурировать по цене с высококачественными цветными струйными принтерами.

Большинство представленных на рынке лазерных принтеров предназначены для черно-белой печати; цветные лазерные принтеры весьма дороги и рассчитаны на корпоративных пользователей.

Лазерные принтеры печатают на любой плотной бумаге (от 60 г/м 2) со скоростью от 6 до... (эта цифра постоянно растет) листов в минуту (ppm – page per minutes), при этом разрешение может быть 1200 dpi и более. Качество текста, напечатанного на лазерном принтере с разрешением 300 dpi, примерно соответствует типографскому. Однако если страница содержит рисунки, содержащие градации серого цвета, то для получения качественного графического изображения потребуется разрешение не ниже 600 dpi. При разрешающей способности принтера 1200 dpi отпечаток получается почти фотографического качества. Если необходимо печатать большое количество документов (например, более 40 листов в день), лазерный принтер представляется единственным разумным выбором, поскольку для современных персональных лазерных принтеров стандартными параметрами являются разрешение 600 dpi и скорость печати 8...12 страниц в минуту.

ПРИНЦИП РАБОТЫ ЛАЗЕРНОГО ПРИНТЕРА

Впервые лазерный принтер был представлен фирмой Hewlett Packard . В нем был использован электрографический принцип создания изображений – такой же, как в копировальных аппаратах. Различие состояло в способе экспонирования: в копировальных аппаратах оно происходит с помощью лампы, а в лазерных принтерах свет лампы заменил луч лазера (рис. 1).

Рис. 1. Устройство лазерного принтера

Сердцем лазерного принтера является фотопроводящий цилиндр (Оrganic Рhoto Conductor), который часто называют печатающим фотобарабаном или просто барабаном. С его помощью производится перенос изображения на бумагу. Фотобарабан представляет собой металлический цилиндр, покрытый тонкой пленкой фоточувствительного полупроводника. Поверхность такого цилиндра можно снабдить положительным или отрицательным зарядом, который сохраняется до тех пор, пока барабан не освещен. Если какую-либо часть барабана экспонировать, покрытие приобретает проводимость, и заряд стекает с освещенного участка, образуя незаряженную зону. Это – ключевой момент в понимании принципа работы лазерного принтера.

Другой важнейшей частью принтера является лазер и оптико-механическая система зеркал и линз, перемещающая луч лазера по поверхности барабана. Малогабаритный лазер генерирует очень тонкий световой луч. Отражаясь от вращающихся зеркал (обычно четырехгранной или шестигранной формы), этот луч засвечивает поверхность фотобарабана, снимая ее заряд в точке экспонирования.

Для получения точечного изображения лазер включается и выключается при помощи управляющего микроконтроллера. Вращающееся зеркало разворачивает луч в виде строки скрытого изображения на поверхности фотобарабана.

После формирования строки специальный шаговый двигатель поворачивает барабан для формирования следующей. Это смещение соответствует разрешающей способности принтера по вертикали и обычно составляет 1/300 или 1/600 дюйма. Процесс образования скрытого изображения на барабане напоминает формирование растра на экране телевизионного монитора.

Используются два основных способа предварительного (первичного) заряда поверхности фотоцилиндра:
при помощи тонкой проволоки или сетки, называемой «коронирующим проводом». Высокое напряжение, подаваемое на провод, приводит к возникновению светящейся ионизированной области вокруг него, которая называется короной, и придает барабану необходимый статический заряд;
при помощи предварительно заряженного резинового вала (PCR).

Итак, на барабане сформировано невидимое изображение в виде статически разряженных точек. Что же дальше?

КОНСТРУКЦИЯ КАРТРИДЖА

Перед тем как рассказать о процессе передачи и закрепления изображения на бумаге, рассмотрим устройство картриджа для принтера Laser Jet 5L фирмы Hewlett Packard . В этом типичном картридже можно выделить два основных отделения:
отделение для отработанного тонера и тонерный отсек.

Основные конструктивные элементы отделения для отработанного тонера (рис. 2):

1 – Фотобарабан (Organic Photo Conductor (OPC) Drum). Представляет собой алюминиевый цилиндр, покрытый органическим светочувствительным и фотопроводящим материалом (обычно оксидом цинка), который способен сохранять образ, наносимый лазерным лучом;

2 – Вал первичного заряда (Primary Charge Roller (PCR)). Обеспечивает равномерный отрицательный заряд барабана. Выполнен из токопроводящей резиновой или поролоновой основы, нанесенной на металлический вал;

3 – «Вайпер», ракель, чистящее лезвие (Wiper Blade, Cleaning Blade). Очищает барабан от остатков тонера, который не был перенесен на бумагу. Конструктивно выполнен в виде металлического каркаса (stamping) с полиуретановой пластиной (blade) на конце;

4 – Лезвие очистки (Recovery Blade). Перекрывает область между барабаном и бункером для отработанного тонера. Recovery Blade пропускает тонер, оставшийся на барабане, внутрь бункера и не дает ему высыпаться в обратном направлении (из бункера на бумагу).

Основные конструктивные элементы тонерного отсека (см. рис. 3):

1 – Магнитный вал (Magnetic Developer Roller, Мag Roller, Developer Roller). Представляет собой металлическую трубку, внутри которой находится неподвижный магнитный сердечник. К магнитному валу притягивается тонер, который перед подачей на барабан приобретает отрицательный заряд под действием постоянного или переменного напряжения;

2 – «Доктор» (Doctor Blade , Metering Blade). Обеспечивает равномерное распределение тонкого слоя тонера на магнитном вале. Конструктивно выполнен в виде металлического каркаса (stamping) с гибкой пластиной (blade) на конце;

3 – Уплотнительное лезвие магнитного вала (Mag Roller Sealing Blade). Тонкая пластина, аналогичная по функциям Recovery Blade. Перекрывает область между магнитным валом и отсеком подачи тонера. Mag Roller Sealing Blade пропускает тонер, оставшийся на магнитном вале, внутрь отсека, предотвращая утечку тонера в обратном направлении;

4 – Бункер для тонера (Toner Reservoir). Внутри него находится «рабочий» тонер, который будет перенесен на бумагу в процессе печати. Кроме того, в бункер встроен активатор тонера (Toner Agitator Bar) – проволочная рамка, предназначенная для перемешивания тонера;

5 – Пломба, чека (Seal). В новом (или регенерированном) картридже тонерный бункер запечатан специальной пломбой, которая предотвращает просыпание тонера при транспортировке картриджа. Перед началом эксплуатации эта пломба удаляется.

ПРИНЦИП ЛАЗЕРНОЙ ПЕЧАТИ

На рис. 4 изображен картридж в разрезе. Когда включается принтер, все компоненты картриджа приходят в движение: происходит подготовка картриджа к печати. Этот процесс аналогичен процессу печати, но лазерный луч не включается. Затем движение компонентов картриджа останавливается – принтер переходит в состояние готовности к печати (Ready).

Рис. 4. Картридж в разрезе

После отправки документа на печать, в картридже лазерного принтера происходят следующие процессы:
Зарядка барабана (рис. 5). Вал первичного заряда (PCR) равномерно передает на поверхность вращающегося барабана отрицательный заряд.

Рис. 5. Зарядка барабана

Экспонирование (рис. 6). Отрицательно заряженная поверхность барабана экспонируется лазерным лучом только в тех местах, на которые будет нанесен тонер. Под действием света фоточувствительная поверхность барабана частично теряет отрицательный заряд. Таким образом, лазер экспонирует на барабан скрытое изображение в виде точек с ослабленным отрицательным зарядом.

Рис. 6. Экспонирование

Нанесение тонера (рис. 7). На этом этапе скрытое изображение на барабане при помощи тонера превращается в видимое изображение, которое будет перенесено на бумагу. Тонер, находящийся около магнитного вала, притягивается к его поверхности под действием поля постоянного магнита, из которого изготовлена сердцевина вала. При вращении магнитного вала тонер проходит сквозь узкую щель, образованную «доктором» и валом. В результате он приобретает отрицательный заряд и прилипает к тем участкам барабана, которые были экспонированы. «Доктор» обеспечивает равномерность нанесения тонера на магнитный вал.

Рис. 7. Нанесение тонера

Перенос тонера на бумагу (рис. 8). Продолжая вращаться, барабан с проявленным изображением соприкасается с бумагой. С обратной стороны бумага прижимается к валу Transfer Roller, несущему положитель-ный заряд. В результате отрицательно заряженные частицы тонера притягиваются к бумаге, на которой получается изображение, «насыпанное» тонером.

Рис. 8. Перенос тонера на бумагу

Закрепление изображения (рис. 9). Лист бумаги с незакрепленным изображением перемещается к механизму закрепления, представляющему собой два соприкасающихся вала, между которыми протягивается бумага. Нижний вал (Lower Pressure Roller) прижимает ее к верхнему валу (Upper Fuser Roller). Верхний вал нагрет, и при соприкосновении с ним частицы тонера расплавляются и закрепляются на бумаге.

Рис. 9. Закрепление изображения

Очистка барабана (рис. 10). Некоторое количество тонера не переносится на бумагу и остается на барабане, поэтому его необходимо очистить. Эту функцию выполняет «вайпер». Весь тонер, оставшийся на барабане, счищается вайпером в бункер для отработанного тонера. При этом Recovery Blade закрывает область между барабаном и бункером, не позволяя тонеру просыпаться на бумагу.

Рис. 10. Очистка барабана

«Стирание» изображения (рис. 11). На этом этапе с поверхности барабана «стирается» скрытое изображение, нанесенное лазерным лучом. При помощи вала первичного заряда поверхность фотобарабана равномерно «покрывается» отрицательным зарядом, который восстанавливается в тех местах, где он был частично снят под действием света.

Современные принтеры в большинстве своем по технологии работы подразделяются на лазерные и струйные. Причем, благодаря прогрессу, вторые постепенно покидают рынок «бытовой оргтехники», оставаясь специализированной. В офисах, домах и даже некоторых центрах печати чаще всего можно встретить именно лазерные принтеры.

В бытовом использовании главное отличие струйных принтеров от лазерных заключается в первую очередь в высокой экономичности последних. Расход чернил практически минимален - одного картриджа хватает на несколько тысяч листов с достаточно большой плотностью закрашивания. Кроме того, лазерные принтеры работают очень быстро и не требуют специального сервисного ухода.

Вопреки распространенному мнению, лазерные принтеры не «выжигают» символы на бумаге. Для нанесения изображения используется специальный тонер. Именно он прилипает к бумажному листу, оставляя символы или картинки. К слову, из-за данной особенности технологии цветные лазерные принтеры практически не встречаются, в отличие от монохромных (черно-белых).

Основные функциональные узлы лазерного принтера

Конструкция любого лазерного принтера независимо от конкретной модели, производителя и возможностей включает в себя несколько основных функциональных узлов:

  • барабан. Именно на него наносится тонер посредством электростатического притяжения и отталкивания согласно закону Кулона;
  • ракель. Он предназначен для очистки барабана от остатков тонера перед нанесением нового;
  • коронатор. Это устройство предназначено для электростатической зарядки барабана;
  • лазер и система зеркал. Будучи источником когерентного электромагнитного излучения, он точечно разряжает барабан;
  • магнитный вал. На нем закрепляется тонер для последующего переноса на поверхность барабана;
  • печка. Она предназначена для запекания тонера, оставшегося на бумаге. Поэтому листы, вышедшие из лазерного принтера, имеют достаточно высокую температуру;
  • модель управления (контроллер) - микропроцессорная система, управляющая всем этим оборудованием.

И цветные, и монохромные лазерные принтеры имеют в своей основе именно эти функциональные узлы. Меняется только система и возможности. Например, в цветных лазерных принтерах установлено четыре барабана - для каждого из фундаментальных цветов (красный, желтый, синий и черный) - и так называемая лента переноса, которая предназначена для передачи изображения, сформированного соответствующими тонерами, на бумагу.

Принцип действия лазерного принтера

Принцип действия лазерного принтера в сокращенном описании довольно прост. Полное же отличается от одной модели к другой, однако некоторые фундаментальные элементы присутствуют в каждом случае:

  1. Производится очистка барабана. Ракельный нож убирает с его поверхности прилипший, но не использованный в предыдущем цикле печати тонер;
  2. Коронатор производит зарядку поверхности барабана. На ней возникают или положительные ионы, или увеличивается количество отрицательных электронов. Это предназначено для возникновения кулоновских сил.
  3. Лазер, управляющийся поворотным зеркалом, частично разряжает поверхность барабана. Тонер сам по себе отрицательно или положительно заряжен. Поэтому он отталкивается от заряженных участков площади барабана и притягивается к разряженным. Опять же, это обусловлено действием кулоновских сил.
  4. С поверхности магнитного вала на барабан переносится порошковый тонер.
  5. С поверхности барабана прилепившийся к нему тонер переносится на бумажный лист.
  6. Бумага отправляется в «печь», состоящую чаще всего из нагревательного элемента в виде галогеновой лампы и прижимного ролика. Тонер закрепляется за счет расплавления под действием высокой температуры и благодаря давлению со стороны закрепленного на пружине вала.

Если в цветных лазерных принтерах установлено 4 отдельных барабана и столько же магнитных валов, однако тонер наносится не на саму бумагу непосредственно, а на ленту переноса. Все четыре оттенка сначала наносятся именно на неё. Затем лента переноса прокатывается по бумаге, и разноцветное изображение оказывается на листе. Затем тонер запекается и закрепляется.

Фундаментальные нетехнологические различия между лазерными и струйными принтерами

Лазерные принтеры в последнее время более популярны, чем струйные. Если абстрагироваться от технологических различий, то они обладают следующими преимуществами:

  • экономичность. Картриджа лазерного принтера хватает на несколько тысяч листов бумаги с высоким заполнением.
  • возможность заправки. Картриджи лазерного принтера можно дозаправлять тонером при необходимости без риска нарушения их функциональности. Проводить данную операцию можно даже самостоятельно, но стоит быть осторожным, поскольку красящий пигмент отрицательно или положительно заряжен и под действием кулоновских сил быстро прилипает к коже, одежде и другим поверхностям. Картриджи струйного принтера в большинстве случаев заправлять нельзя, поскольку это приводит к нарушению их герметичности. Для некоторых моделей техники такого типа можно использовать системы непрерывной подачи чернил, однако это рассматривается как самовольная модификация и приводит к расторжению гарантийного соглашения.
  • высокая скорость работы. Большинство моделей лазерных принтеров способно печатать до 10 страниц с текстом в минуту. Некоторые работают даже быстрее.
  • отсутствие необходимости в еженедельной печати. Тонер, использующийся в лазерных принтерах, не высыхает и не слипается. Поэтому периодически «прогонять печать», чтобы предотвратить забивание головки, не нужно. Собственно, никакой головки в лазерных принтерах и нет.
  • долговечность отпечатков. Изображения и текст на бумаге, полученные с использованием такой оргтехники, не выцветают и не исчезают со временем под действием высокой влажности воздуха.
  • высокое разрешение изображения. Цветные лазерные принтеры обеспечивают разрешение при печати до 9600 Х 1200 точек на дюйм.

Впрочем, у них также есть некоторые недостатки по сравнению со струйными принтерами:

  • дороговизна. В среднем лазерный принтер в комплектации «с завода» - то есть с неполными картриджами - стоит в несколько раз больше, чем аналогичный струйный. Для монохромных это 2-3-кратное увеличение цены, для цветных - 10-кратное и выше.
  • дороговизна картриджей и тонера. Расходные материалы для лазерных принтеров стоят в 2-3 раза больше, чем для струйных. Однако стоит учесть, что их лимит использования также в 2-3 раза выше.
  • громоздкость. Лазерные принтеры обычно в несколько раз больше, чем струйные. Это также объясняется сложностью конструкции. Как следствие, они требуют отдельного места для установки.
  • необходимость прогрева перед работой и риск перегрева после продолжительного печатания. Несмотря на то, что в конструкцию «печки» входит специальный термоэлемент, не позволяющий температуре достигнуть критической отметки, в некоторых случаях он может выходить из строя или работать неадекватно. После этого наблюдается перегрев устройства с риском появления системных проблем.
  • малая экологичность. При работе такие устройства выделяют в воздух некоторые вредные соединения, пыль, а также эмитируют инфракрасное и ультрафиолетовое излучение.
  • высокая ресурсоемкость. Вследствие наличия «прожорливых» по отношению к току элементов лазерные принтеры потребляют больше электричества. Более того, пиковая мощность может быть настолько высока, что такая оргтехника не будет работать от бытовых или офисных ИБП.
  • невозможность стабильного повторения полноцветовых изображений вследствие бесконтрольного действия электромагнитных полей.

Таким образом, лазерные принтеры обладают как достоинствами, так и недостатками по сравнению со струйными. Однако в некоторых сценариях использования они проявляют себя как значительно более оптимальные или полезные, чем аналоги.