Какой принцип работы лазерного принтера

Как работает цветной принтер

Принцип печати цветного принтера не имеет существенных отличий от работы монохромного. Разница состоит лишь в том, что нанесение красителя для получения цветного изображения делается отдельно каждым картриджем. По количеству проходов есть одно- и многопроходные аппараты.

В многопроходном предусмотрен специальный вал или лента. За один оборот фотобарабана наносится один цвет. Количество оборотов равняется количеству используемых цветов, за счёт этого увеличивается общее время нанесения изображения на бумагу. В однопроходном устройстве изображение прорисовывается сразу всеми цветами. Для этого каждый картридж дополнен собственной лазерной системой и переносным роликом. Такой принтер печатает быстрее многопроходного, но стоит дороже.

Цветной лазерный принтер имеет свои достоинства и недостатки. В сравнении со струйником он печатает быстрее, но качество полученного изображения будет несколько ниже из-за того, что сухой краситель хуже передаёт тона. Для печати графиков и диаграмм достаточно и такой цветопередачи, поэтому цветные принтеры покупают в основном для офисов. Для дома покупается реже из-за высокой стоимости как самого аппарата, так и обслуживания.

Как работает картридж лазерного принтера?

Как только включенному принтеру отправляется команда на печать, все составляющие части его начинают приводиться в движение. Таким образом, происходит предпечатная подготовка картриджа, после чего выполняются следующие действия. Принцип работы лазерного картриджа более подробно описан дальше.

В первую очередь заряжающий вал принимается равномерным образом покрывать всю поверхность фотовала, находящегося во вращении заряда со знаком минус.

На втором этапе производится т.н. засвечивание – заряженная со знаком минус поверхность фотовала начинает подвергаться засвечиванию со стороны лазеры. Данный луч, в свою очередь, активизируюется только в тех зонах, которые предназначены для дальнейшего нанесения красящего порошка, т.е. тонера. Поверхность фотовала, обладающая высокой фоточувствительностью, под влиянием луча начинает постепенно терять свой заряд со знаком минус. Лазерный луч, в свою очередь, осуществляет нанесение на него своего рода прообраза текста или рисунка.

Далее, в картридже лазерного типа осуществляется нанесение тонера. Получившийся на предыдущем шаге прообраз текста или картинки начинает преобразовываться в видимое изображение — именно оно в дальнейшем и будет перенесено на бумажный носитель. Порошок начинает постепенно притягиваться к поверхности вала под воздействием магнита. Из последнего как уже было сказано выше, выполнена его сердцевина. Красящий порошок, находящийся на поверхности вала, во время вращения последнего, начинает проходить через узенькую щель. Она образуется лезвием, называемым «Доктором» и валом.

Далее порошок на валу подвергается электризации, в результате чего они приобретает заряд со знаком минус. В дальнейшем микрочастицы тонера с зарядом минус начинают прилетать к тем зонам фотовала, которые ранее были засвечены. «Doctor Blade» («Доктор») при этом способствует равномерному распределению слоя порошка на магнитном валу, от чего, собственно говоря, в некоторой степени зависит качество распечатанного изображения.

Затем следует этап переноса красящего вещества на поверхность носителя. Барабан лазерного картриджа с нанесенным тонерным изображением, продолжая совершать вращательные движения, начинает постепенно соприкасаться с поверхностью бумаги. С другой стороны лист бумаги соприкасается с поверхностью вала переноса, который несет заряд со знаком плюс. В результате подобного действия те микрочастицы красящего порошка, которые обладают зарядом с минусовым знаком, начинают притягиваться к листу. Именно таким образом и получается текст или графика, «насыпанная» тонером на бумажном носителе.

После того, как был осуществлен перенос изображения, оно должно быть в обязательном порядке закреплено. Для этого лист с «насыпанным» текстом или графикой отправляется к узлу, отвечающему за закрепление полученного результата. Состоит он, как правило, из двух соприкасающихся друг с другом валов, нижний из которых служит для прижатия бумажного носителя к верхнему. Последний, в свою очередь, нагрет до такого температурного показателя, который способствует расплавлению частиц тонера и их припеканию к поверхности бумаги.

На следующем этапе механизм лазерного картриджа производит очистку барабана, т.к. некоторое количество красящего порошка в результате печати остается на фотовале и не переносится на поверхность бумаги. За функцию очистки данной детали отвечает специальное лезвие, или по-другому ракельный нож. Весь порошок, который остался на фотобарабане отправляется в емкость, предназначенную для отработанной краски. При этом, находящееся между данным бункером и барабаном лезвие, становится препятствием на пути тонера, чтобы избежать просыпания его микрочастиц на бумагу.

На последнем этапе работы картриджа производится стирание изображения, т.е. с поверхности фотовала удаляется изображение, нанесенное ранее лучом лазера. Для этой цели заряжающий вал равномерным образом покрывает поверхность фотовала с помощью заряда со знаком минус, восстанавливая его во всех тех зонах, где он был понижен под действием лазерного луча.

В целом как вы убедились, принцип действия картриджа, входящего в состав лазерного принтера, не является таким уж простым, как это кажется на первый взгляд. Данный расходный материал представляет собой довольно сложный механизм, который состоит из отлажено работающих деталей.

Устройство картриджа

Тонер – мелкий порошок чёрного цвета. В цветном аппарате применяется фиолетовый, жёлтый и синий краситель. Порошок состоит из частичек полимеров, покрытых красителем, содержащим магненит и регулятор заряда. У разных производителей порошок отличается по размеру зерна, намагниченности и дисперсности, поэтому нужно заправлять картридж только тем тонером, который предназначен для конкретной модели.

Внешний вид картриджа в разных моделях может быть разным, но все они состоят из следующих элементов:

  1. Отсек для тонера, в котором он хранится.
  2. Магнитный вал. По нему порошок подаётся из бункера на фотоэлемент.
  3. Дозирующее лезвие. Отвечает за толщину слоя тонера, который попадает на поверхность фотовала.
  4. Ракель. После переноса краски с фотовала на бумагу ракель очищает поверхность вала от остатков порошка.
  5. Ролик заряда. Заряжает поверхность фотобарабана.
  6. Отсек для отработки. В него попадает отработанный тонер.

Также при эксплуатации могут изнашиваться и другие детали картриджа, которые принято считать расходниками. Сами картриджи можно заправлять много раз и использовать до полного стирания шестерёнок или частей корпуса.

Виды принтеров: принцип работы и основные характеристики

Существует три основных разновидности печатного устройства: струйное, лазерное, матричное. Они отличаются по ряду характеристик: принципу работы, стоимости, скорости печати, размерам, возможности печати цветных изображений:

  1. Матричный. Эти принтеры появились первыми на рынке печатных устройств. Были разработаны ещё в 1964 году. Принцип их работы основан на использовании специальной головки, иголок и электромагнитов и очень похож на функционирование обычной печатной машинки. Головка устройства двигается параллельно листу бумаги. Под нею располагается лента с красящим пигментом. Печатная головка ударяет иголками по красящей ленте, и на поверхности листа бумаги формируется необходимое изображение или текст. Как правило, для работы с таким устройством применяются не обычные бумажные листы, а специальные рулоны. Качество результата будет зависеть от количества иголок, располагающихся на головке изделия.
  2. Струйный. Такие модели появились после матричных. Они функционируют также за счёт печатной головки и иголок. Головка движется вдоль листа бумаги и формирует требуемое изображение. Основное отличие от других устройств — это наличие матрицы, которая располагается на головке и содержит в себе красящий пигмент. Из-за того, что краска подвержена быстрому засыханию, производители устанавливают специальную систему, которая очищает печатную головку от остатков красящего пигмента. Такие модели работают очень медленно. Но несмотря на это, их используют до сих пор.
  3. Лазерный. Это более современная модель. Лазерные принтеры существенно отличаются от своих предшественников. Для работы здесь используется тонер, а не красящий пигмент. Вместо печатной головки, применяется фотобарабан. Сначала текст или изображение сохраняется в памяти устройства. После чего информация с помощью лазера переносится на фотобарабан, который покрыт светочувствительным слоем и представляет собой полупроводник. Его сопротивление уменьшается при освещении. Лазер посылает свет в те места, с которых изображение должно быть перенесено на бумагу. Потом на эти зоны попадает тонер — его частицы наделяются отрицательным зарядом. Поступающий же лист бумаги получает положительный заряд и, соприкасаясь с фотобарабаном, забирает отрицательные частицы вместе с тонером. Для фиксации тонера используется нагревательный модуль.

Достоинства.

Мужчины и женщины, ранее установившие лазерный принтер, выделяют его следующие основные плюсы:

  • Основным материалом для печати является порошок, а не чернила. Таким образом, устройство может продолжать нормально работать даже после длительного простоя. Пользователям достаточно выполнить всего пару простых манипуляций с картриджем (а именно вынуть его и немного потрясти, распределив тонер).
  • Идеальное соотношение цены и качества изделия.
  • Экономичность. Распечатывать документы при помощи лазерного принтера дешевле, чем при помощи струйных аналогов.
  • Простота в обслуживании. Вам не придётся постоянно менять компоненты принтера.
  • Большая ёмкость картриджа, которого легко хватит примерно на 1.500 листов бумаги.
  • Устройство реально подключить не только к определённому компьютеру, но и даже к локальной сети.
  • Низкая стоимость эксплуатации и небольшая себестоимость одной напечатанной страницы текста.
  • Процесс чистки компонентов и составляющих не является очень трудным.
  • Отличное качество печати документов.
  • Во время работы принтер не издаёт очень шумных звуков.
  • Распечатанный текст отлично хранит форму и не расплывается по листку.

Как выбрать?

Изучать следует конкретные свойства принтера, качества устройств. Вот некоторые критерии выбора.

  1. Цветной или монохромный. Это решается сообразно цели использования (для дома или для работы). Картридж с количеством цветов 5 будет более функциональным.
  2. Себестоимость отпечатка. В случае лазерного принтера она будет в разы дешевле, чем та же характеристика струйного принтера МФУ (3 в 1).
  3. Ресурс картриджей. Если дома, то вряд ли придется много печатать, потому небольшой объем не должен пугать. Тем более, если принтер бюджетный, и по всем другим критериям он нравится. Принтер для офиса изначально обычно ориентируется на большой объем печати, и здесь этот критерий один из главных.
  4. Формат бумаги. Это не только выбор между только А4 и вариациями А3-А4, это еще и возможность печати на пленке, на фотобумаге, на конвертах и других нестандартных материалах. Опять же, зависит от цели использования.
  5. Интерфейс подключения. Отлично, если принтер поддерживает Wi-Fi, прекрасно, если он может распечатать материал со смартфона, ноутбука, планшета, цифровой камеры.

Это одни из самых важных критериев выбора. К ним стоит добавить еще производителя: на бренды с хорошей репутацией всегда направлен ориентир среднестатистического покупателя. Обычно люди ищут надежный принтер с поддержкой и фотопечати тоже, с неплохой потребляемой мощностью и разрешающей способностью. Скорость, с какой принтер печатает, тоже важна, но не для всех пользователей принципиальна. Как и объем встроенной памяти – кто работает много с принтером, тому он более важен. У кого принтер используется от случая к случаю, это особой значимости не имеет.

История

Лазерный принтер Kyocera FS-1110

В 1938 году студент юридического факультета Честер Карлсон получил первое ксерографическое изображение, технология создания которого заключалась в использовании статического электричества при переносе тонера (сухих чернил) на бумагу, подобное стало результатом многолетней работы, чтобы перейти от использования существующих и избавиться от дороговизны получаемых отпечатков. Однако лишь спустя восемь лет, получив отказ от IBM и от войск связи США, в 1946 году Карлсону удалось найти компанию, которая согласилась производить придуманные им электростатические копиры. Этой компанией была Haloid Company, которая позднее была переименована в Xerox Corporation.

На рынок первое устройство Хеrоx поступило в 1949 году под названием Model A. Данное громоздкое и сложное устройство требовало ряда ручных операций, чтобы сделать копию документа. И лишь десять лет спустя был коммерциализирован полностью автоматический ксерограф — Xerox 914, который был способен выдавать 7 копий в минуту. Эта модель и стала прообразом всех копиров и лазерных принтеров, появившихся впоследствии.

Над созданием лазерных принтеров Xerox начала работать в 1969 году. Успеха добился в 1978 году сотрудник компании , который смог добавить к технологии работы существующих копиров Xerox лазерный луч, создав таким образом первый лазерный принтер. Полнодуплексный Xerox 9700 мог печатать 120 страниц в минуту (он, кстати, до сих пор остаётся быстрейшим лазерным принтером в мире). Однако размеры устройства были просто огромны, а цена 350 тысяч долларов (без поправки на тогдашний курс) никак не укладывалась в идею «принтер в каждый дом».

В начале 1980-х годов спрос на устройства, превосходящие существующие матричные принтеры по качеству печати, достиг критической отметки. В 1979 году предложение последовало от компании Canon, представившей первый настольный лазерный принтер LBP-10. На следующий год компания в частном порядке продемонстрировала новую модель LBP-CX калифорнийским Apple, и HP.

На тот момент Canon требовались сильные партнеры по маркетингу своей продукции на новом для компании рынке, поскольку компания имела крепкие позиции в области камер и решений для офиса (тех же копиров), однако не имела связей, необходимых для эффективных продаж на рынке устройств обработки данных. Сначала Canon обратилась к Diablo Systems, подразделению Xerox Corporation. Это было очевидно и логично, поскольку Diablo владела большей частью рынка лепестковых принтеров, а её маркетологи высказывали желание поместить логотип Diablo и на продукцию других производителей. Таким образом Xerox стала первой компанией, которой было предложено выводить на рынок систему CX с контроллером Canon.

Однако Xerox отклонила это предложение, поскольку вместе с японской Fuji-Xerox сама занималась разработками устройства, которое планировалось сделать лучшим настольным лазерным принтером на рынке. Но, хотя новая модель 4045 сочетала в себе копир и лазерный принтер, она весила около 50 килограммов, стоила вдвое больше CX, не имела заменяемого картриджа с тонером и обеспечивала не самое лучшее качество печати. Впоследствии бывшие маркетологи Diablo признавались, что упускать предложение Canon было довольно-таки большой ошибкой, а вышедший несколько позднее принтер HP LaserJet мог бы быть Xerox LaserJet.

В любом случае, после того как Diablo отклонила предложение Canon во Фремонте, представители последней, проехав несколько миль, навестили офисы HP в Пало Альто и Apple Computer в Купертино. Hewlett-Packard была вторым логически оправданным выбором, поскольку тесно сотрудничала с Diablo и имела достаточно широкие линейки матричных и лепестковых принтеров.

Результатом сотрудничества Canon и HP стал выпуск в 1984 году принтеров HP LaserJet, способных печатать 8 страниц в минуту. Их продажи весьма быстро росли и привели к тому, что к 1985 году Hewlett-Packard завладела почти всем рынком настольных лазерных принтеров. Надо учесть, что, как и в случае со струйными принтерами, новые устройства стали по-настоящему доступны лишь после разработки для них заменяемых картриджей с тонером (в данном случае разработчиком была Hewlett-Packard).

При этом вопросы удешевления новых и переработки использованных картриджей, количество которых стало намекать на проблемы с экологией, породили целую отрасль перерабатывающей промышленности, датой рождения которой можно считать 1986 год.

Как работает лазерный принтер

Принцип работы лазерного принтера состоит в создании предварительного изображения на барабане и последующем переносе его на бумагу. Качественный отпечаток получается за счёт точечного нанесения точек на фотобарабан при помощи лазера и системы зеркал. В основе принципа действия лазерного принтера лежит физический процесс ксерографии.

Чтобы понять, как печатает устройство, необходимо детально изучить этапы и принцип работы лазерного принтера:

  1. Обработка изображение и зарядка барабана заряженными частицами.
  2. Далее происходит предварительное создание изображения.
  3. Следующий этап включает в себя проявку при помощи тонера.

Закрепление происходит при помощи высоких температур. Конструкция обеспечивает высокое качество печати и скорость работы. Технология постоянно развивается, предлагая новые решения.

Заряд фотобарабана

Для того чтобы сформировать предварительное изображение, необходимо создать электрический заряд на поверхности барабана. Могут быть положительные и отрицательные частицы, в зависимости от модели принтера и особенностей конструкции.

Существует два способа передать заряд:

  • Коронатор представляет собой нить из вольфрама, содержащая вкрапления из золота или платины. Под воздействием напряжения, создаётся электрическое поле, которое переносится на барабан. При таком способе со временем ухудшается качество распечатанного материала.
  • Ролик заряда – это вал с нанесённым на него слоем из резины или поролона. При взаимодействии с барабаном передаётся электричество. При этом методе образуется пониженное напряжение, которое позволяет продлить срок службы сложным механизмам.

Экспонирование

Процесс создания предварительного изображения на фотобарабане называется экспонированием. На поверхности барабана полупроводниковое покрытие, которое при попадании света начинает проводить ток. Освещение появляется благодаря тонкому лучу лазера и сложной системе зеркал.

По заданным параметрам луч формирует изображение, снимая заряд на засвеченных участках. Нанесение рисунка или текста происходит точечно. В результате получается на поверхности из отрицательно заряженных частиц. Вращение барабана происходит при помощи шагового двигателя. Точки наносятся по всей окружности.

Проявка

Изображение проявляется при помощи тонера и магнитного вала. Механизм представляет собой трубку из металла с магнитным сердечником. При помощи вращения, тонер притягивается к валу. Дозирующее лезвие обеспечивает равномерное распределение краски по всей поверхности. Слой образуется путём прохождения тонера через зазор между лезвием и барабаном.

Магнитный вал работает циклично. В процессе работы притягиваются новые частицы, создавая изображение. Излишки порошка сбрасывают в специальный контейнер.

Закрепление

Следующим этапом печати на лазерном принтере происходит закрепление. Данный этап необходим, чтобы на бумаге осталось изображение. Под воздействием высоких температур, тонер начинает плавиться, что позволяет прочно закрепиться на поверхности. Когда лист проходит между двух роликов происходит нагрев.

Вид нагрева:

  • Термопленка используется в недорогих лазерных принтерах. Она сильно подвержена механическим воздействиям.
  • Тефлоновая конструкция нагревает поверхность при помощи лампы. Надёжная и долговечная конструкция.

Контроль температуры происходит при помощи датчика. В случае превышения значений, устройство автоматически отключается. Чтобы лист не приклеивался к барабану, на выходе стоит разделительный механизм. При соблюдении основных правил эксплуатации, данные элементы редко выходят из строя.

Цветная печать

Лазерная цветная печать широко используется для печати качественных изображений. С учётом того, что принтер создаёт субстрактивную цветовую модель, удаётся получить любой оттенок. Это происходит за счёт поглощения и отражения разных световых волн. При введении чёрного цвета, на выходе получаются насыщенные цвета. Лазерный принтер состоит из большого количества модулей и блоков, которые позволяют смешивать цвета, и переносить изображение на лист. Модели отличаются по техническим характеристикам и принципу работы.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Adblock
detector