Файл: Лазерный принтер. Струйный принтер. Широкоформатная печать.pdf

Лазерный принтер – это периферийное устройство, которое быстро и качественно напечатает текст и графические объекты на обычной офисной и специальной бумаге. Основные преимущества этих принтеров, такие как низкая себестоимость печати, большая скорость работы, высокий ресурс и разрешение, стойкость к влаге и выцветанию сделали их самыми часто используемыми не только в среде офисных работников, но и среди обычных пользователей.

Создание и развитие лазерных принтеров

Первое изображение с использованием сухих чернил и статичного электричества получил Честер Карлсон в далеком 1938 году. И лишь спустя 8 лет он смог найти производителя изобретенных им устройств. Это была компания, которую ныне все знаю под названием Xerox. И в тот же 1946 год на рынок попадает первое копировальное устройство. Это была огромная и сложная машина, требующая проведения целого ряда ручных операций. Лишь в средине 1950-х был создан первый полностью автоматизированный механизм, который являлся прообразом современного лазерного принтера.

С конца 1969 года Xerox начинает работу над разработкой лазерных принтеров, добавив лазерный луч к существующим на то время образцам. Но стоял он треть миллиона долларов по тем меркам и имел огромные размеры, что не позволяло пользоваться таким устройством даже на небольших предприятиях, не то что в быту.

Результатом сотрудничества нынешних гигантов в индустрии печати Canon и HP стал выпуск в свет серии принтеров LaserJet, которые способны напечатать до 8 страниц текста в минуту. Такие устройства стали более доступными после того, как появился первый сменяемый картридж для лазерного принтера.

первый персональный лазерный принтер от компании HP

Принцип работы

Основой формирования изображения является краситель, содержащийся в тонере. Под действием статического электричества он прилипает и буквально впечатывается в бумагу. Но каким образом это происходит?

Любой лазерный принтер состоит из трех основных функциональных блоков: печатная плата, блок переноса изображения (картридж) и печатный блок. Бумагу на печать подает узел подачи бумаги. Они разрабатываются по двум конструкциям – подача бумаги из нижнего лотка и подача из верхнего лотка.

Его строение достаточно простое:

ролик – нужен для захвата бумаги;
блок для захвата и подачи одного листа;
ролик, передающий статический заряд бумаге.
Картридж для лазерного принтера состоит из двух частей – это тонер и барабан или фотоцилиндр.

Тонер

Тонер состоит из микроскопических частичек полимеров, которые покрыты красителем, с включением магненита и регулятора заряда. Каждая фирма выпускает порошок с уникальными характеристиками для собственных принтеров и многофункциональных устройств. Все порошки отличаются магнитностью, плотностью, дисперстностью, размером зерен и другими физическими показателями. Поэтому не стоит заправлять картриджи случайным тонером. Преимущества тонера перед чернилами заключаются в четкости отпечатанной картинки и влагостойкости, которая обеспечивается впечатыванием порошка в бумагу. Из недостатков стоит назвать малую глубину цветов, насыщенность при цветной печати и отрицательное воздействие на организм человека при взаимодействии с тонером, например, во время зарядки картриджа.

Строение и этапы печати изображений

Фотобарабан выполнен в виде продольного алюминиевого вала, с нанесенным на него тонким слоем материала, чувствительного к световым лучам с определенными параметрами. Цилиндр покрыт защитным слоем. Помимо алюминия, барабаны изготовляются с неорганических фоточувствительных веществ. Основное свойство фотобарабана – изменение проводимости (заряда) под воздействием лазерного луча. Это значит, что если цилиндру придать заряд – он будет хранить его на протяжении значительного отрезка времени. Но если засветить какую-либо область вала светом – они тут же теряют свой заряд и становятся нейтрально заряженными за счет увеличения проводимости (то есть уменьшением электрического сопротивления) в этих зонах. Заряд стекает с поверхности через внутренний проводящий слой.

При поступлении документа на печать, печатная плата обрабатывает его и посылает соответствующие световые импульсы на блок переноса изображения, где цифровая картинка превращается в изображение на бумаге. Фотобарабан вращается при помощи вала и получает первичный отрицательный или положительный заряд от находящегося рядом роллера. Его величина определяется настройками печати, которые сообщает печатная плата.

После зарядки цилиндра лазерный луч, имеющий горизонтальную развертку, сканирует его с огромной частотой. Засвеченные места фотоцилиндра, как сказано выше, становятся незаряженными. Эти незаряженные зоны формируют требуемую картинку на барабане в зеркальном отображении. Далее, чтобы изображение оказалось на бумаге, незаряженные зоны необходимо заполнить тонером. Блок лазерного сканирования состоит из зеркала, полупроводникового лазера, нескольких формирующих и одной фокусирующей линзы.

Барабан контактирует с роллером, изготовленным, в основном, из магния и подает тонер на фотоцилиндр из емкости картриджа. Роллер, в котором расположен постоянный магнит, выполнен в виде пустотелого цилиндра с токопроводящим слоем. Под воздействием магнитного поля тонер из бункера притягивается к роллеру под действием силы намагниченного сердечника.

Под действием электростатического напряжения тонер из роллера будет переноситься на сформированное лазерным лучом изображение на поверхности фотобарабана, крутящегося вплотную с роллером. Тонеру некуда деться, ведь его отрицательно заряженные частицы притягиваются к положительно заряженным областям фотоцилиндра, на котором сформировано нужное изображение. Отрицательный заряд барабана отталкивает ненужное количество тонера назад, заполняя им отсканированные лазером участки.

Отметим один нюанс. Существует два типа формирования изображений. Самый распространенный – это применение тонера с положительным зарядом. Такой порошок остается на нейтрально заряженных областях фотоцилиндра. То есть, лазером засвечиваются области, где будет наше будущее изображение. Барабан при этом заряжен отрицательно. Второй механизм менее распространенный, в нем используется тонер с отрицательным зарядом. Лазерный луч «разряжает» области положительно заряженного фотоцилиндра, на которых изображения быть не должно. Это стоит помнить при выборе лазерного принтера, ведь в первом случае будет более точная передача деталей, а во втором – более равномерная и плотная заливка. Первые принтеры отлично подойдут для печати текстовых документов, потому они и получили широкое распространение.

Перед тем, как соприкоснуться с цилиндром бумага получает статический электрический заряд с помощью ролика переноса заряда. Под воздействием, которого тонер притягивается к бумаге в момент ее плотного контакта с барабаном. Сразу после этого заряд из бумаги удаляется нейтрализатором статичного заряда. Этим устраняется притягивания листа к фотоцилиндру. Во время прохода бумаги сквозь блок лазерного сканирования на листе становится заметным сформированное изображение, которое легко разрушается от малейшего прикосновения. Для его долговечности необходимо провести фиксацию с помощью расплавления добавок, входящих в тонер. Этот процесс происходит в блоке фиксации изображения – это третий ключевой блок лазерного принтера. Еще его называют «печкой». Если вкратце, то плавятся входящие в состав тонера вещества. После их вдавливания и застывания эти полимеры словно покрывают собой чернила, защищая их от внешних воздействий. Теперь читатель поймет, почему отпечатанные листы, выходящие из принтера, такие теплые.

По конструкции так называемая «печка» состоит из двух валов, в одном из которых находится нагревательный элемент. Второй, зачастую нижний, необходим для вдавливания расплавленного полимера в бумагу. Нагревательные элементы выполняются в виде термисторов, изготовленных в виде термопленок. При подаче напряжения на них, эти элементы разогреваются до высоких температур (порядка 200 °C) за доли секунды. Прижимный валик прижимает лист к нагревателю, в процессе чего осуществляется вдавливание жидких микроскопических частиц тонера в текстуру бумаги. На выходе из блока фиксации стоят разделители, дабы бумага не прилипала к термопленке.

Струйный принтер

Струйный принтер – это печатное устройство, которое ничуть не хуже лазерного принтера, однако в несколько раз экономнее и практичнее его.

Качество печати на таком устройстве практически ничем не отличается от работы аналогичных лазерных принтеров, однако струйник будет обходиться Вам гораздо дешевле. Он не будет требовать дорогостоящего обслуживания, постоянной замены картриджей или же покупки дорогостоящих расходников. Напротив – эти принтеры очень неприхотливы, что делает их идеальными устройствами для домашнего использования, а простые и удобные элементы управления позволяют справиться с ним даже ребенку. Уровень шума при работе струйных принтеров очень невысок, что делает его отличным домашним помощником.

Принцип работы

При работе струйного принтера, чернила, идущие из картриджа, проходят специальные сопла, а затем попадают на бумагу. Тончайшие отверстия сопла, переносят жидкие чернила в виде микрочастиц на бумагу, создавая картинку, фотографию или же документ. В разных моделях принтеров разное количество сопел. В среднем – от 16 до 64 штук, однако многие принтеры из новых линеек могут похвастаться большим количеством сопел. Например – в модели HP DeskJet 1600 установлено 416 сопел для цветных чернил и 300 для черной краски. Исходя из этой особенности, каждый символ при печати задействует все сопла одновременно и ключевой показатель скорости печати – количество символов за одну секунду, однако для более удобного и понятного расчета используется другой показатель – количество страниц за единицу времени.

Как осуществляется хранение чернил? Патрон с чернилами, (составной частью которого и является головка принтера), Отдельная емкость, которая связана с картриджем специальным шлейфом и обеспечивает головку чернилами при печати.

Существует три различных метода нанесения краски на печатный носитель при работе:

drop-on-deman;
метод газовых пузырей;
пьезоэлектрический метод.

Принтеры, оснащенные печатающими головками с пьезоэлементом отличаются тем, что в каждом сопле установлен микроскопический пьезокристалл. При прохождении электрического тока по системе, кристалл деформируется, выдавливая необходимое количество чернил на бумагу, а остаток отправляя назад, в систему. В основном, эту технологию используют при создании принтеров Brother и Epson.

Что такое газовый метод?

Газовый метод, или метод газовых пузырей – это второй способ печати, который реализуется при помощи нагревания сопел. В каждом сопле установлен специальный нагревательный элемент, который при работе пропускает ток и нагревается до высокой температуры. При этом расширяются газовые пузыри, находящиеся в системе, которые и выталкивают на бумагу чернила из системы. Когда ток не поступает – сопла охлаждаются и как следствие – уменьшается газовый пузырь и в систему поступает новая порция чернил. Применение этой технологии освоила фирма Canon.

Принтеры, использующие этот метод, считаются надежнее, за счет меньшего количества деталей и подвижных элементов. Срок службы такого принтера несколько выше, чем у устройств, использующих другие системы. Помимо этого, стоит отметить, что метод газовых пузырей позволяет распечатывать изображения и фотографии с большим разрешением, однако труднее справляется с печатью областей сплошного заполнения. Специалисты утверждают, что этот метод идеально подходит для печати различных гистограмм, графиков и схожих изображений.

Что такое drop-on-demand?

Метод, который используется в устройствах от компании HP, называется drop-on-demand. Это несколько усовершенствованный и доработанный метод газовых пузырей, который позволяет передавать более контрастные изображения, благодаря механизму, обеспечивающему быстрый впрыск чернил в систему. Устройства использующие этот метод значительно лучше справляются с печатью полутонов и контрастных изображений, а также обладают высокими показателями скорости печати.