Как работает лазерный принтер. Принтеры и как они устроены.
Струйный принтер является дальнейшим развитием идеи матричного принтера, поэтому в его конструкции сохранены многие из элементов предшественника.
Главным элементом струйного принтера является печатающая головка. Печатающая головка состоит из большого количества сопел, к которым подводятся чернила. Чернила подаются к соплам за счет капиллярных свойств и удерживаются от вытекания за счет сил поверхностного натяжения жидкости. В головку встроен специальный механизм, позволяющий выбрасывать из сопла микроскопическую капельку чернил. В зависимости от устройства этого механизма различают принадлежность принтера к тому или иному классу.
Обычно они используют тонер черного цвета, хотя они также были разработаны лазерные принтеры для печати в цвете. Они конкурируют на рынке с струйными принтерами и восковыми принтерами. Существует 2 типа принтеров, удар и ударопрочность. Лазерный принтер входит во вторую классификацию.
Воздействие. Изначально принтеры функционировали аналогично пишущим машинам, с механизмом, который толкает элемент против подписной ленты и, в свою очередь, против листа, генерируя печатные символы. Воздействие: в них нет ударов по листу, но символы печатаются на листе с помощью порошка чернил, опустошенного на листе и закрепленного теплом.
В струйных принтерах используется один из двух методов выбрасывания чернильных капель:
- Пьезоэлектрический (Epson);
- Метод газовых пузырьков (Canon, НР).
Схема пьзоголовки
Лазерный принтер имеет следующие внутренние и внешние компоненты. Внешние части лазерного принтера и его функции. 
Типичная внутренняя компоновка лазерного принтера. Внутренние части лазерного принтера и его функции. Лазерный принтер способен печатать до 24 страниц в минуту черным цветом. Эти типы принтеров относительно мало используются дома, а не на корпоративном уровне, есть несколько возможностей печати, они очень тихие, они имеют высокое качество печати, а их тонер очень продуктивен. Персональная среда не была популяризирована, потому что цена на принтер по-прежнему очень высока, и типичным пользователям не нужны функции, предлагаемые лазерными принтерами.
В основе метода газовых пузырьков лежит быстрое нагревание небольшого объема до температуры кипения. Скорость нагрева столь велика, что она подобна взрывному процессу. Образующийся при этом пар выбрасывает из сопла микроскопическую каплю чернил. Для реализации этого метода в каждое сопло встраивается микроскопический нагревательный элемент.
Эти принтеры обладают большой работоспособностью и используются в нескольких средах, поэтому необходимо объединить несколько портов. У лазерных принтеров большого объема характерна возможность совместного использования в локальных сетях напрямую, то есть, если они подключены к компьютеру, поскольку они имеют встроенную сетевую карту. Таким образом, можно получить доступ к любому оборудованию, входящему в организацию, и вести себя так, как если бы это был компьютер, более связанный с сетью.
Размер. Это определяет количество листов, которые вы можете сохранить для печати, а также специальные функции, такие как двусторонняя печать в качестве примера, если у вас встроенный копир и т.д. Максимальный рабочий цикл: это среднее количество отпечатков, которые вы можете распечатать в месяц.
Схема термоголовки
Каждый из этих двух способов по-своему привлекателен, однако каждый из них не свободен и от недостатков.
- Пьезоэлектрическая технология наиболее дешевая, отличается более высокой надежностью (т. к. не используется высокая температура). Этот способ управления менее инерционен, чем нагрев, что позволяет повысить скорость печати.
- Пузырьковая технология связана с высокой температурой. При высокой температуре нагреватель со временем покрывается слоем нагара, поэтому в принтерах, использующих эту технологию, печатающая головка довольно часто выходит из строя. В таких случаях она вместе с резервуаром для чернил образует конструктивный единый узел.
Печатающие головки могут конструктивно объединяться с чернильным картриджем и заменяться одновременно с ним, а могут быть установлены в принтере постоянно - при этом заменяется только картридж. Каждый из этих вариантов имеет свои достоинства и недостатки. Казалось бы, что чернильная емкость без печатающей головки должна стоить намного дешевле, чем в комбинации с печатающей головкой. На деле этого не происходит и заметного удешевления эксплуатации при постоянно установленной в принтере печатающей головки не наблюдается. В то же время, легко сменная печатающая головка позволяет легко выйти из затруднений, связанных с засыханием чернил в ее каналах. Следует помнить, что если чернила засохнут в головке, то ее, как правило, следует менять, если своевременно не будут приняты соответствующие меры. Для того, чтобы уменьшить риск засыхания чернил в каналах головки, предусматривается специальное положение парковки. В большинстве принтеров предусмотрена функция очистки сопел. Тем не менее, все это не дает полной уверенности, что при эксплуатации печатающую головку не придется менять.
Входные лотки: в высокопроизводительном печатном оборудовании очень важно определить количество лотков и емкость каждого из них, так как это зависит от непрерывности печати. У большинства есть один нижний лоток со средней емкостью 500 листов, однако в некоторых моделях можно адаптировать второй нижний лоток.
Они часто используются в деловых и правительственных сферах, потому что стоимость оборудования вместе со стоимостью стоит дорого, и для этого необходимо иметь ресурсы для оплаты. Кроме того, эффективность принтеров влияет, поскольку они очень быстрые, и качество их впечатления превосходит, что необходимо для административных процессов многих компаний, а не в быту. Недостаток заключается в том, что при включении они выполняют ряд процедур обслуживания и диагностики, прежде чем смогут печатать, что в замедленном режиме замедляет процесс загрузки.
Головка вместе с емкостями для чернил закрепляется на каретке, которая по специальной направляющей совершает возвратно-поступательное движение поперек листа бумаги. Хотя способ "объединения печатающей головки и емкости для чернил конструктивно наиболее прост и в силу этого получил самое широкое распространение, он не является оптимальным. Дело в том, что каретка должна достаточно быстро двигаться, а также достаточно быстро изменять направление движения, ибо скоростью ее движения определяется скорость печати. Для этого подвижная каретка должна быть мало инерционной, т. е. иметь возможно меньшую массу. С этой целью уменьшают объем емкости для чернил. Поэтому, предпочтительнее оказывается размещение емкости для чернил на неподвижной части принтера, а подачу чернил к печатающим головкам осуществлять с помощью специальных трубопроводов.
Лазерный принтер является наиболее распространенным в средних и крупных компаниях. Они печатаются с высокой скоростью и доступны по цене. Ее размер значительно больше, чем у струйных принтеров. Первоначально они были ориентированы на черно-белые отпечатки. Цветные отпечатки также можно сделать сегодня. Они рекомендуются для рулонов большого количества копий по низкой цене и скорости. Его использование более широко распространено для печати текстовых документов. Они не рекомендуются для печати изображений, так как они не принимают фотобумагу.
Такая система позволяет повысить скорость печати и одновременно увеличить емкости для чернил, однако система трубопроводов конструктивно столь сложна, что такая конструкция используется очень редко.
В процессе печати лист бумаги перемещается вдоль тракта печати при помощи специального механизма. Его основу составляет обрезиненный валик, приводимый во вращение шаговым двигателем. К валику бумага прижимается вспомогательными обрезиненными роликами. Протяжка происходит за счет сил трения при повороте валика. В старых конструкциях принтеров бумага для печати заправлялась в принтер полистно. Это было очень неудобно, так как при печати многостраничных документов требовалось постоянное присутствие оператора только для того, чтобы вкладывать в принтер очередной лист бумаги и повторно запускать процесс печати. В современных принтерах процесс подачи бумаги автоматизирован. В приемный лоток принтера можно заложить перед началом печати стопку бумаги, очередной лист из которой по мере необходимости автоматически будет захватываться и подаваться в печатный тракт. Количество листов бумаги, которое может быть заложено в приемный лоток в разных моделях принтеров отличается, но обычно оно составляет 50-100 листов. Драйверы, управляющие процессом печати, позволяют устанавливать необходимое количество копий и указывать страницы или части страниц, которые должны быть распечатаны. Автоматизация процесса подачи бумаги сделала эксплуатацию принтера исключительно комфортной. Эти удобства особенно ощутимы при больших объемах печати: достаточно заложить в приемный лоток бумагу, указать параметры печати и запустить выполнение программы печати. Все остальное принтер сделает автоматически. Дальнейшее развитие идеи автоматизации привело к созданию принтеров, которые позволяют производить печать в автоматическом режиме, используя обе стороны листа. Правда, такие устройства еще достаточно дороги и используются лишь в некоторых дорогих моделях принтеров.
Лазерные принтеры работают так же, как и копировальные аппараты. В этом случае лазер записывает изображение в барабан с помощью электрических импульсов. Этот барабан пропитывается чернилами тонером, а тонер печатает при контакте или при нагревании на бумаге. Статическое электричество способствует этому процессу.
Чтобы напечатать цвет с помощью лазерной технологии, барабан должен проходить через бумагу четыре раза или использовать четыре разных барабана. Картриджи с тонером несколько дороже картриджей для струйных принтеров, хотя количество копий, сделанных с ними, намного выше. Цветные тонеры имеют более высокую цену, чем черные.
Конструктивно устройство для подачи бумаги выполняется различно в разных типах принтеров, однако существуют две основных схемы, те или иные варианты которых используются наиболее часто. Каждая из этих схем по-своему удобна, и, в то же время, каждая не свободна от некоторых недостатков. Схемы с верхней подачей бумаги требуют наличия достаточной зоны обслуживания сверху корпуса принтера, поэтому такие принтеры мало пригодны (или иногда даже вовсе не пригодны) для установки в нишах с ограниченной высотой. Расположенный снизу приемный лоток часто делается откидным, а иногда и вовсе отсутствует. При таком устройстве принтер занимает меньше места на рабочем столе, что иногда немаловажно. Такая конструкция используется в принтерах Epson, Canon. В схемах с нижней подачей приемный лоток располагается над подающим, что обеспечивает максимум удобств при эксплуатации. Такая схема расположения лотков характерна для большинства струйных принтеров, выпускаемых под торговой маркой HP. Ненужность верхней зоны обслуживания позволяет устанавливать этот принтер в нишах ограниченной высоты (равной высоте самого принтера). К недостаткам таких принтеров следует отнести то, что они занимают больше места на рабочем столе. Иногда это компенсируется возможностью складывать приемный и подающий лотки в нерабочем состоянии. В таких случаях, для приведения принтера в работоспособное состояние необходимы вспомогательные операции по приведению лотков в рабочее положение. В большинстве принтеров HP лотки не складываются, что обеспечивает постоянную готовность к работе.
Если бы несколько лет назад лазерные принтеры были зарезервированы для крупных компаний и требовали больших минимальных потребностей в копиях, то теперь выбор идеального принтера для дома или малого бизнеса не так прост, как может показаться. Как правило, эксперты рекомендуют изучать ежемесячные потребности в печати в качестве первого шага по выбору принтера, оценивая на 000 страниц в месяц барьер, который советует напрямую использовать лазерные машины.
В дополнение к количеству копий существуют другие хорошие аспекты для оценки, с преимуществами для одного и другого, которые получены из той же технологии, и из которой мы предлагаем сближение в этой записи. Струйный принтер работает, распыляя чернила на бумагу, используя шпиндель с маленькими соплами. В стандартной модели используются разные картриджи, один основной черный и один первичный, голубой, пурпурный и желтый.
Синхронное взаимодействие всех механизмов принтера, а также его связь с системным блоком ПК обеспечивается устройством управления. Это сложное электронное устройство, представляющее собой мини-компьютер. Именно оно осуществляет двухсторонний обмен информацией с ПК, хранение и необходимые преобразования информации, формирование управляющих сигналов на рабочие органы принтера.
Лазерный принтер не использует картриджи, а тонер с чернилами, образованными измельченными и порошкообразными пигментами. Его работа также отличается от работы по инъекции и основана на светочувствительном цилиндре, где лазер гравирует содержимое, которое должно быть напечатано электростатическим зарядом. Цилиндр проходит через тонер и приобретает пигменты в процессе, который заканчивается тепловым валиком, фиксирующим чернила на бумаге.
Стоимость лазерного принтера выше, чем у струйной модели, поэтому первоначальные инвестиции практически во все сценарии использования будут выше, если мы выберем лазер. Цена на струйную модель очень экономична, и часто сменные картриджи могут стоить дороже, чем покупка нового принтера. Объяснение состоит в том, что новые машины включают в себя, как правило, более мелкие картриджи, чем продаются в качестве расходных материалов.
Для контроля за состоянием принтера обычно предусматрены элементы управления и индикации. Управление осуществляется при помощи кнопок, а индикация - светодиодов. Число органов управления, как правило, невелико, а иногда они вообще отсутствуют, а управление принтером и индикация его состояния производятся при помощи самого ПК.
В последнее время цена на лазеры сильно упала, и мы можем найти монохромные машины в барьерах в 100 евро, в пределах досягаемости любого бюджета и возможности рассмотреть. Напротив, выбор цвета значительно увеличивает первоначальные инвестиции и наказывает его покупку за хорошее количество пользователей.
Если покупка первоначальной машины очень экономична, мы не можем сказать то же самое о замене чернильных картриджей или тонера. Печать не дешевая. Хотя тонер дороже, чем набор струйных картриджей, его продолжительность намного выше, поэтому преимущество исчезает. Особенно в качественных фотопечати путем инъекций, где количество используемых чернил огромно, и вы можете выпустить картридж, не осознавая этого. Еще одно преимущество лазеров заключается в том, что расходные материалы не испаряются и не истекают.
Для подключения принтера к ПК используется параллельный порт. Первоначально принтеры подключались к ранее разработанному последовательному порту RS-232. Однако этот порт был достаточно дорогим (он не интегрировался в системную плату, как это принято сегодня, а располагался на отдельной плате расширения), что останавливало потенциальных покупателей принтеров. С целью решения этой проблемы фирма Centronics в 1976 году разработала специально для подключения принтеров параллельный 8-ми битный интерфейс. Новый интерфейс оказался не только дешевле последовательного, но и гораздо производительнее обеспечивая 500 Кбит/с (вместо 20 Кбит/с для последовательного порта). Единственным недостатком нового порта была относительно небольшая длина соединительного кабеля, которая для нормальной работы не должна превышать 1,8 м (против 15м для последовательного порта). Этот недостаток для работы с принтером был несущественен по сравнению с массой достоинств, и новый интерфейс стал повсеместно применяться для подключения принтеров. С тех пор параллельный порт неоднократно усовершенствовался.Все элементы конструкции, входящие в принтер, собраны на металлическом шасси, которое часто выполняет роль нижней плоскости принтера. Элементы конструкции закрыты пластмассовым корпусом. Центральную часть принтера занимает тракт прохождения бумаги. Слева обычно размещаются элементы привода, а с правой стороны - место парковки головок. Здесь часто размещаются устройства управления и контроля и управляющая электроника. Обычно компоновка принтера достаточно плотная и, несмотря на кажущиеся большие габариты, свободное место внутри принтера практически отсутствует. Это обстоятельство иногда вынуждает делать выносной блок питания , который в эксплуатации менее удобен. Встроенные блоки питания обычно устанавливаются в принтерах Epson, для принтеров HP и Canon характерен выносной блок питания.
Стоимость лазерной копии дешевле, чем струйная печать. Не так это обслуживание, но с текущими покупными ценами рекомендуется оценивать расположение сломанного принтера, потому что стоимость расходных материалов обычно такова, что маркирует линию. Не работая над секциями или линиями, такими как струйные модели, лазеры очень сильно выигрывают в этом разделе, хотя необходимо помнить, что перед печатью первого листа необходимо предварительно разогревать термофиксатор. Оттуда его скорость намного выше, хотя инъекция продвинулась в этом аспекте.
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.
При цветной печати, особенно в фотографии, результаты инъекции превосходят результаты лазерных принтеров. Модели для инъекций могут оснащать специальные фотокартриджы, которые еще больше повышают качество. Результаты меняются, если наша самая большая активность будет черно-белыми отпечатками, такими как документы с большим количеством текста, где лазер предлагает большую ясность даже в небольших размерах шрифта. Еще один аспект, который следует учитывать, если вам нужно быстро доставить копии, - это сокращение времени высыхания 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.
Потребление энергии лазерных принтеров превосходит потребление энергии, хотя последние поколения сократили различия и привыкли находить модели с режимами «эко», которые экономят столько энергии, сколько тонер. Лазерные машины также имеют больший физический размер, чем у инъекций, которые следует учитывать для очень маленьких столов.
Что касается шума, излучаемого в печати, то лазеры доминируют по его технологической базе и предлагают более низкую звучность. Если на потребительском рынке выбор машины и технологии является ключевым, в случае малых и средних предприятий может быть недостаточно, и на самом деле поиск глобальных решений для печати, которые добавляют как аппаратное обеспечение, так и услуги, быстро растет. Крупные производители принтеров предлагают услуги по управлению и поддержке, аудит, документирование и документооборот, финансовые и закупки, переход и развертывание, а также сетевую инфраструктуру и управление активами.
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.
Стиль печати клиента будет иметь решающее влияние на фактический выход страницы каждого картриджа. Многие клиенты заметят, что картридж позволяет печатать больше страниц, чем заявленные значения производительности, в то время как в других случаях стиль печати определяет, что меньшее количество страниц печатается одним картриджем.
Эти картриджи содержат намного больше, чем тонер. На самом деле это сложные системы, образованные несколькими компонентами, одним из которых является тонер. Эти компоненты, такие как проявитель, фотопроводник и чистящий лист, используются во время процесса печати, когда применяется тонер. Несмотря на то, что они рассчитаны на прочность, из-за разных стилей печати каждая часть картриджа может изнашиваться в разном темпе. Например, в некоторых лазерных принтерах некоторые картриджные компоненты могут быть изношены до окончания тонера, если печатаются страницы с плохим покрытием.
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.
В других случаях, если он почти всегда печатается на тонкой бумаге, такой как конверты, фотокондуктор будет первым компонентом, который будет изнашиваться. В конечном счете, эти изношенные компоненты повреждают качество печати, как это происходит, если закончился тонер. Кроме того, тонер представляет собой сложную химическую формулу, специально разработанную для работы с другими компонентами печатной системы, чтобы обеспечить оптимальное качество на постоянной основе. Однако количество остаточного тонера и возможность его использования могут варьироваться в зависимости от стилей печати и дизайна картриджа.
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.
