Это устройство, форми­рующее на бумаге или другом носителе (про­зрачной пленке, конверте, ткани и пр.) полу­ченное от компьютера изображение способом электрофотографии, т. е. используя способность неко­торых материалов изменять свой электрический заряд под воздействием светового излучения.

В лазерном принтере используется электрографический принцип создания изображения . Процесс печати включает в себя создание невидимого рельефа электростатического потенциала в слое проводника с последующей его визуализацией. Визуализация осуществляется с помощью частиц сухого порошка-тонера, наносимого на бумагу.

Тонер представляет из себя смешанную смесь частиц железа (металло-порошка) и частиц пластмассы.

Устройство лазерного принтера

Лазерное печатающее устройство состоит из трех основ­ных узлов: 1. печатающий механизм — очень точное и сложное электронно-оптико-меха­ническое устройство, во многих эле­ментах которого, особенно тонере, реализуются последние достижения химических технологий 2. контрол­лер , содержащего растровый про­цессор, который преобразует по­ступающие от компьютера данные в графические образы печатаемых страниц (в некоторых случаях эта задача может быть возложена и на центральный процессор ПК) Контроллер выполняет функции:

• принимает от компьютера изображение;
• запоминает изображение в ОП принтера;
• тестирует внутренние узлы принтера;
• обеспечивает работу с панелью управления принтером;
• посылает управляющие сигналы всем функциональным блокам принтера.

3. ин­терфейсный блок , обеспечиваю­щего двунаправленный обмен дан­ными с компьютером.

Рассмотрим наиболее важный механизм в лазерном принтере это его КАРТРИЖД .

Картридж

Картридж лазерного принтера состоит из 2 отделений: отделение для отработанного тонера и тонерный отсек.

Основные конструктивные элементы отделения для отработанного тонера:

1 – Фотобарабан (Organic Photo Conductor (OPCJ 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:

1 – Магнитный вал (Magnetic Developer Roller, Mag 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.

После отправки документа на печать, в картридже лазерного принтера происходят следующие процессы:

1. Зарядка барабана . Вал первичного заряда (PCR) равномерно передает на поверхность вращающегося барабана отрицательный заряд.

2. Экспонирование . 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.

3. Нанесение тонера . 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.

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

5. Закрепление изображения . Лист бумаги с незакрепленным изображением перемещается к механизму закрепления, представляющему собой два соприкасающихся вала, между которыми протягивается бумага. Верхний вал нагрет, и при соприкосновении с ним частицы тонера расплавляются и закрепляются на бумаге.

6. Очистка барабана . Некоторое количество тонера не переносится на бумагу и остается на барабане, поэтому его необходимо очистить. 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.

7. «Стирание» изображения . 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.

Как видим процесс довольно сложный. Для более полного понимания процесса печати предлагаю упрощенную версию всего выше сказанного.

Принцип печати. С помощью зарядного провода на поверхность светочувствительного барабана равномерно наносится статический заряд. Полупроводниковый лазер низкой мощности генерирует узкий направленный луч, который, отражаясь от вращающегося шестигранного зеркала, пробегает вдоль поверхности барабана. При освещении лучом лазера управляемого специальным контроллером, поверхность барабана разряжается в точках соответствующих строке изображения, формируя ее невидимый образ на поверхности барабана. Когда луч лазера попадает на предварительно заряженный барабан, заряд «стекает» с освещённой поверхности. Таким образом, освещаемые и не освещаемые лазером участки барабана имеют разный заряд. Формируется на поверхности барабана скрытое невидимое человеку изображение. Затем происходит проявление изображения, т. е. превращение скрытого электронного изображения в видимое. Заряженные частицы тонера притягиваются только к тем местам барабана, которые имеют противоположный заряд по отношению к тонеру. Валиком подаётся бумага, проходит через блок термического закрепления тонера (fuser) , где тонер под воздействием температуры и давления плавится на поверхности бумаги (т. е. делается оттиск порошка с барабана на бумагу).

Остатки порошка скапливаются в отстойнике — устройстве очистки лазерного принтера.

Когда изображение с поверхности барабана переносится на бумагу, не все частички тонера прилипают к бумаге, и небольшое количество тонера остаётся на барабане. Прежде чем барабан будет заряжен для печати следующей страницы, специальный чистящий узел удаляет остатки тонера с поверхности барабана, чтобы не испачкать им следующую страницу.

Качество печати

Качество печати лазерных принтеров зависит, в основном, от разрешающей способности принтера, т. е. количества точек, печатаемых на каждый дюйм:

— 300 точек на дюйм — большинство деловых документов получаются вполне удовлетворительными, но мелкие буквы и полутоновые изображения печатаются плохо;

— 600 точек на дюйм – качество достаточно для деловых документов и даже (хотя и с натяжкой) для издательских нужд – при чёрно-белой полиграфии и невысоких требований компьютер печати полутоновых изображений;

— 1200 точек на дюйм – такие принтеры печатают документы с высоким качеством, и даже полутоновые изображения получаются вполне удовлетворительными;

— 1800 точек на дюйм и более – такие принтеры используются для издательских нужд при подготовке особо высококачественных изданий.

Формат бумаги.

— большинство принтеров поддерживают А4 формат (210х297 мм) — А3 формат (420х297) — практически все печатают на почтовых конвертах и прозрачных пленках

Большинство принтеров оборудовано автоподатчиком бумаги. В одних принтерах бумага загружается сверху(вертикальная подача), в других кладется в специальный лоток внизу (горизонтальная подача).

Программирование работой принтера

Принтер может иметь один или оба из встроенных набор команд(языков управления принтером): 1) PCL (Printer Control Language) – имеет полезные встроенные эффекты и позволяет загружать маштабируемые шрифты в формате TrueType, избавляя компьютер от необходимости переводить эти шрифты в растровую форму при посылке на принтер. Работает с побитными шрифтами и графикой. 2) PostScript понимают язык описания страниц PostScript, разработанный фирмой Adobe. Это мощный язык, позволяющий описывать изображения в объектно-ориентированной форме. Использует математическое описание формы букв и графических изображений, а конкретное расположение точек на отпечатке рассчитывается в принтере, работает с любым разрешением. Применяются в издательском деле, т.к. приготовленный для них документ может без изменений выведен на любой фотонаборный автомат. Позволяют увеличивать и уменьшать и зображение, напечатать зеркальное и негативное изображение.

Достоинства лазерных принтеров:

• Печать лазерного принтера имеет высокую устойчивость к воздействию внешних негативных факторов(водо и светостойкость) и долговечность
• Высокая производительность, высокая интенсивность печати экономит время и деньги, это идеальный офисный принтер
• Низкое соотношение шум\скорость, т.е. документы печатаются тихо и без лишних проблем.
• Картриджа хватает на 2000-2500 тысячи копий
• Самая низкая удельная стоимость печатного листа (измеряется в центах за страницу) достигается низкой удельной стоимостью материалов и комплектующих
• Не предъявляют высоких требований к качеству бумаги, однако неплотная и рыхлая бумага в них часто застревает.

Недостатки лазерных принтеров:

• при печати выделяется озон с характерным запахом, в воздух попадают вредные частицы порошка и с точки зрения техники безопастности это вредно для здоровья человека
• при сжигании распечатанных документов из тонера образуется вредная на организмы двуокись углерода
• высокое электропотребление
• высокая стоимость самого принтера
• большие габариты (по сравнению со струйным)
• некоторые не поддерживают печать из ДОС
• очень большая стоимость цветных лазерных принтеров не дает возможности для простого потребителя получать цветную печать

Цветные лазерные принтеры значительно дороже, т.к. содержит в себе 4 обычных, действующих согласованно. Обеспечивают хорошую разрешающую способность от 600-1600 точек на дюйм, насыщенные яркие краски и приемлемую цветопередачу.

Модели

Назовем основные фирмы-производители лазерных принтеров

1. Hewlett Packard семейство Laser Jet — 5L или 5P (4-5 стр./мин.); HP Laser Jet 6Lse (6 стр./мин.); HP Laser Jet 6Pse (8 стр./мин); HPLaserJet 1000w; HPLaserJet1100; HPLaserJet 1200 cетевой HP Laser Jet 5Si (16 стр./мин.), HP Laser Jet 2100(8 стр./мин.), cетевой HP Laser Jet 4050(16 стр./мин.), Офисные принтеры: HP LaserJet 4050, HP LaserJet 4350DTN
2. Xerox — DocumPrint P8e (8 стр./мин, ресурс картриджа 5000 страниц, затраты на 100 листов – 1,98$) cетевой Xerox 4520 (16 стр./мин.) ; Xerox Phaser 3110; Xerox Phaser 770 DN
3. Canon LBP- 2900/3000/3200, Canon i-Sensys LBP6000,
4. Brother HL-1230/1240/1440
5. Epson EPL- 5700/ 5900L
6. Lexmark Optra E312; Lexmark E210 ; Lexmark E322; Lexmark T520/ T620
7. Samsung ML-1210
8. Kyocera

На базе лазерных принтеров созданы многофункциональные печатающие устройства (МФУ) , включающие в себя принтер/сканер/копир может включаться факс и модем.

Лазерный принтер

Лазерный принтер 1993 Apple LaserWriter Pro 630

Fuji Xerox colour laser printer C1110B

Ла́зерный при́нтер (laser printer ) - один из видов принтеров , позволяющий быстро изготавливать высококачественные отпечатки текста и графики на обыкновенной бумаге. Подобно фотокопировальным аппаратам лазерные принтеры используют в работе процесс ксерографической печати , однако отличие состоит в том, что формирование изображения происходит путём непосредственной экспозиции (освещения) лазерным лучом фоточувствительных элементов принтера.

История

Если история струйной печати преисполнена научности и насыщена исследованиями и открытиями, то история создания и развития лазерных принтеров имеет, наверное, более деловой уклон и до известной степени связана скорее с маркетингом, нежели с наукой.

В 1938 году студент юридического факультета Честер Карлсон (который, кстати, в будущем стал адвокатом по патентным делам, чтобы подкрепить таким образом свои изобретательские таланты) получил первое ксерографическое изображение, что стало успешным результатом многих лет его работы, начавшейся из-за его недовольства медлительностью существующих мимеографов и дороговизной получаемых отпечатков. Само слово «ксерография» было образовано от греческих слов «сухой» и «писать». А смысл новой технологии заключался в использовании статического электричества для переноса сухих чернил (тонера) на бумагу.

Однако только по прошествии 8 лет, получив отказ от IBM и даже от войск связи США, в 1946 году Карлсону удалось найти компанию, которая согласилась производить придуманные им электростатические копиры. Этой компанией была Haloid Company, которая позже превратилась во всем известную Xerox Corporation.

На рынок первое устройство Xerox поступило в 1949 году под названием Model A. Это было весьма громоздкое и сложное устройство. Чтобы добиться от него копии документа, нужно было произвести вручную ряд операций. 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 сотрудник компании Гэри Старкуезер, 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 остается 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 спрос на устройства, превосходящие существующие матричные принтеры по качеству печати, достиг критической отметки. В 1982 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, Diablo 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 ее 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 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.

Принцип действия

Отпечатки, сделанные таким способом, не боятся влаги, устойчивы к истиранию и выцветанию. Качество такого изображения очень высокое.

Процесс лазерной печати складывается из пяти последовательных шагов:

Зарядка фотовала

Процесс лазерной печати

Фотовал - цилиндр с покрытием из фотополупроводника (материала, способного менять своё электрическое сопротивление при освещении). В некоторых системах вместо фотоцилиндра использовался фоторемень - эластичная закольцованная полоса с фотослоем.

Зарядка фотовала - нанесение равномерного электрического заряда на поверхность вращающегося фотобарабана (1). Наиболее часто применяемый материал фотобарабана - фотоорганика - требует использования отрицательного заряда, однако есть материалы (например, кремний), позволяющие использовать положительный заряд.

Изначально зарядка производилась с помощью скоротрона (англ. scorotron ) - натянутого провода, на который подаётся напряжение относительно фотобарабана. Между проводом и фотобарабаном обычно помещается металлическая сетка, служащая для выравнивания электрического поля.

Позже стали применять зарядку с помощью зарядного валика (англ. Charge Roller ) (2). Такая система позволила уменьшить напряжение и снизить проблему выделения озона в коронном разряде (преобразование молекул O 2 в O 3 под действием высокого напряжения), однако влечёт проблему прямого механического контакта и износа частей, а также чистки от загрязнений.

Лазерное сканирование

Лазерное сканирование (засвечивание) - процесс прохождения отрицательно заряженной поверхности фотовала под лазерным лучом. Луч лазера (3) отклоняется вращающимся зеркалом (4) и, проходя через распределительную линзу (5), фокусируется на фотовалу (1). Лазер активизируется только в тех местах, на которые с магнитного вала (7) в дальнейшем должен будет попасть тонер. Под действием лазера участки фоточувствительной поверхности фотовала, которые были засвечены лазером, становятся электропроводящими, и часть заряда на этих участках «стекает» на металлическую основу фотовала. Тем самым на поверхности фотовала создаётся электростатическое изображение будущего отпечатка в виде "рисунка" из участков с менее отрицательным зарядом, чем общий фон.

Наложение тонера

Отрицательно заряженный ролик при подаче тонера придаёт тонеру отрицательный заряд и подаёт его на ролик проявки. Тонер, находящийся в бункере, притягивается к поверхности магнитного вала под действием магнита , из которого изготовлена сердцевина вала. Во время вращения магнитного вала тонер, находящийся на его поверхности, проходит через узкую щель, образованную между дозирующим лезвием и магнитным валом. После этого тонер входит в контакт с фотовалом и притягивается на него в тех местах, где сохранился отрицательный заряд. Очень распространено заблуждение, что тонер притягивается именно к местам отсутствия заряда на фотовалу. Однако, тонер, будучи диэлектриком, электризуется в дипольно-заряженные частицы, которые притягиваются к любым заряженным поверхностям вне зависимости от знака заряда последних. Тонер не сможет удержаться на фотовалу в местах без заряда. В то же время, распространено и обратное заблуждение, что тонер притягивается именно к местам, заряженным отрицательно. Большинство марок выпускаемых тонеров для бытовых лазерных принтеров маркируется как отрицательно заряжаемые, что говорит о невозможности притяжения отрицательно заряженных частичек тонера к одноимённо заряженным участкам фотобарабана. Поэтому, на самом деле,отрицательно заряженный тонер не может притягиваться ко всем заряженным участкам вне зависимости от знака заряда, а только к тем, у которых отсутствует заряд, или, по крайней мере,к тем, величина заряда которых не мешает образованию в поверхностном слое фотобарабана дипольного момента под влиянием электростатического поля отрицательно заряженных частичек тонера.

Тем самым электростатическое (невидимое) изображение преобразуется в видимое (проявляется). Притянутый к фотовалу тонер движется на нём дальше, пока не приходит в соприкосновение с бумагой.

Перенос тонера

В месте контакта фотовала с бумагой, под бумагой находится ещё один ролик, называемый роликом переноса (коронатор). На него подаётся положительный заряд, который он сообщает и бумаге, с которой контактирует. Частички тонера, войдя в соприкосновение с положительно заряженной бумагой, переносятся на неё и удерживаются на поверхности за счёт электростатики.

Если в этот момент посмотреть на бумагу, на ней будет сформировано полностью готовое изображение, которое можно легко разрушить, проведя по нему пальцем, потому что изображение состоит из притянутого к бумаге порошка тонера, ничем другим, кроме электростатики, на бумаге не удерживаемое. Для получения финального отпечатка изображение необходимо закрепить.

Закрепление тонера

Наличие в конструкции элементов с высоким энергопотреблением (главный двигатель, термоузел) приводит к тому, что пиковая потребляемая мощность лазерного принтера достаточно высока, что делает невозможным подключение его к бытовым источникам бесперебойного питания средней и малой мощности.

Качество печати цветных полутоновых изображений, например фотографий, ниже чем при струйной печати.

Лазерные принтеры дороже струйных в среднем в 3 раза, а стоимость комплекта картриджей для лазерного принтера намного дороже, чем комплекта для струйного (как правило стоимость нового принтера).

Перед тем как ответить на вопрос о том, как работает принтер лазерного типа, нужно отметить, что первое изображение, полученное Ч. Карлсоном с применением статичного электричества и сухих чернил, относится к 1938-м году. А вот первый прообраз современного лазерного устройства был создан в середине 50-х годов прошлого столетия. Следует добавить, что принцип работы лазерного принтера основывается на процессе т.н. лазерного сканирования. После того как документ просканирован, происходит наложение и перенос красящего вещества, а также закрепление готового изображения. Подобный принцип лазерной печати позволяет распечатывать текст и графику на обычной бумаге с достаточно высокой скоростью. Узнать более подробно о том, как печатает лазерный принтер, вы можете ниже.

Если говорить о том, что представляет собой устройство лазерного принтера, то нужно сказать, что любая модель подобного устройства состоит из фотобарабана, блока лазера, узла переноса и блока закрепления. Кроме того, в картриджах в зависимости от модели используется магнитный вал или ролик проявки. Бумага подается на печать с помощью специального узла, отвечающего за данное действие.

Чтобы более подробно ответить на вопрос о том, как устроен принтер лазерного типа, необходимо рассказать также о краске (тонер), применяемой в данной оргтехнике. Итак, тонер представляет собой вещество, состоящее из очень маленьких частичек полимера, покрытых красителем, с включением магнетита. Кроме того, в его состав входит т.н. регулятор заряда. В зависимости от производителя, все подобные порошки отличаются такими показателями, как плотность, дисперсность, размер зерен, магинтность и т.п. По этой причине заправлять лазерный принтер любой случайной порошковой краской не стоит, т.к. это ухудшит качество печати.

Оргтехника такого типа, как монохромный принтер/мфу нашел широкое применение для личного пользования, т.е. дома. Его основное достоинство заключается в доступной стоимости, что обусловлено тем, что такие устройства не нуждаются в большом количестве программных ресурсов или памяти. Им нужен лишь контроллер, который позволит осуществлять самую основную функцию, которая заключается в распечатке всевозможных документов. В целом его можно использовать для распечатки обычного текста или каких-нибудь черно-белых диаграмм и схем, где наличие цвета не играет большого значения. Другие достоинства монохромных девайсов лазерного типа заключаются в невысокой стоимости на расходные материалы, выдерживании больших нагрузок и возможности распечатки большого количества страниц. Но подобное устройство принтера не позволяет ему распечатывать цветные фотографии и сложные схемы. Кроме того, такой девайс не обладает высоким качеством печати.

Что касается цветных лазерных принтеров, то их достоинства заключаются в хорошей скорости печати и возможности распечатки цветных схем, изображений и фотографий. Но учтите, что такой печатающий девайс стоит достаточно дорого, что, в свою очередь, существенно сужает его доступность. Другими его минусами являются низкая рентабельность ввиду дороговизны расходных материалов, высокое энергопотребление и недостаточно высокое качество цветных изображений. Т.е. такой девайс не подходит для распечатки профессиональных фотографий.

Но все виды лазерных принтеров, как правило, имеют один и тот же принцип действия. Отличия заключаются лишь в их стоимости и функциональных возможностях и параметрах, к примеру, таком, как разрешение лазерного принтера. Что касается непосредственно процесса печати, то его можно разделить на пять ключевых этапов, описанных далее.

Первый этап: образование заряда фотобарабана (фотовала)

Чтобы ответить на вопрос о том, как устроен лазерный принтер и как он работает, следует сказать, что одним из основных его устройств является печатающий барабан, покрытый специальным полупроводником, который имеет высокую фоточувствительность. Именно на нем на первом этапе и формируется изображение, предназначенное для дальнейшей печати. Для этого данная деталь снабжается зарядом со знаком плюс или минус. Делается это, как правило, с помощью коротрона (коронатора) или заряжающего вала (ролика заряда). Первый является блоком, состоящим из проволоки, вокруг которой имеется металлический каркас, вторым – вал из металла, покрытый поролоном или токопроводящей резиной.

Первый способ придания фотовалу определенного заряда с использованием коронатора заключается в том, что под действием напряжения между каркасом и проволокой (вольфрамовая нить с покрытием из платины/золота/углерода) образуется разряд. После этого формируется электрическое поле, которое, в свою очередь, передает фотобарабану заряд статического типа.

Использование коронатора обладает целым рядом минусов, которые заключаются том, что скопление на его нити частичек краски/пыли или ее изгиб могут привести к резкому снижению качества печати, усилению поля электрического типа в определенном месте и даже повреждению поверхности фотобарабана.

Что касается второго способа, то ролик заряда при соприкосновении с барабаном снабжает его поверхность, отличающуюся высокой фоточувствительностью определенным зарядом. Напряжение на ролике при этом на порядок ниже, что, в свою очередь, решает проблему с появлением озона. Но чтобы осуществить передачу заряда обязательно нужно соприкосновение. Следовательно, детали принтера в таком случае изнашиваются быстрее.

Второй этап: экспонирование

Цель данного этапа заключается в формировании на поверхности фотобарабана с повышенной светочувствительностью невидимого изображения из точек, причем без использования статического заряда. Для этого тонкий луч лазера светит на зеркало четырех- или шестигранной формы, после чего отражается и попадает на т.н. распределяющуюся линзу. Он отправляет его на конкретное место на поверхности барабана. Далее система, состоящая из нескольких линз и зеркал, перемещает лазерный луч вдоль фотовала, в результате чего формируется строка. Т.к. печать осуществляется при помощи точек, то лазер постоянно включается и выключается. Заряд при этом также снимается точечным образом. После того как строка подходит к концу, фотовал начинает поворачиваться с помощью пошагового двигателя и процедура экспонирования продолжается.

Третий этап: проявка

Еще один имеющийся в картридже лазерного принтера вал, является металлической трубкой, внутри которой имеется магнитный сердечник. Магнит, внутри отсека притягивает к поверхности вала тонер и, вращаясь, выносит его наружу. Специальное дозирующее лезвие позволяет регулировать толщину слоя красящего вещества и предотвращать, таким образом, его равномерное распределение.

После этого краска попадает между фотобарабаном и магнитным валом. На участках, прошедших экспонирование тонер начинает притягиваться к поверхности фотовала, а на заряженных – отталкиваться. Красящее вещество, оставшееся на магнитном ролике, как правило, идет дальше и снова проходит через бункер. Что касается тонера, переместившегося на поверхность барабана, то он делает изображение на нем видимым, после чего следует дальше, т.е. к бумаге.

Четвертый этап: перенос

Лист бумаги, который был подан в девайс, проходит под фотовалом. Под бумагой при этом располагается т.н. вал переноса изображения, который способствует тому, чтобы тонер, имеющийся на поверхности барабана, попал на поверхность бумаги. На сердцевину ролика, выполненную из металла, подается заряд со знаком плюс, который через резиновое покрытие переносится на бумагу. Перемещенные на поверхность листа микроскопические частички тонера держатся на нем исключительно за счет статического притяжения. Все оставшиеся на фотобарабане частички порошка, ворсинки бумаги и пыль отправляется с помощью ракеля или вайпера в бункер, специально предназначенный для отходов. Как только фотобарабан завершит весь цикл, ролик заряда/коротрон снова способствует восстановлению на его поверхности заряда и вся работа повторяется снова.

Пятый этап: закрепление

Тонер, используемый в лазерных принтерах обязательно должен обладать способностью плавиться при высоких температурных показателях. Только благодаря этому свойству он может окончательно закрепиться на поверхности бумаги.

Для этого лист протягивается между двумя валами, один из которых прижимает его, а другой – разогревает. Благодаря этому, микроскопические частички красящего вещества как бы вплавляются в структуру страницы. После выхода из печки, порошок достаточно быстро застывает, в результате чего отпечатанная картинка или текст становится достаточно устойчивым.

Следует также добавить, что верхний ролик, который разогревает лист бумаги бывает в виде термопленки или тефлонового вала. При этом второй вариант считается более долговечным и надежным. Однако он является дорогим и используется чаще всего в девайсах, которые должны выдерживать большие нагрузки. Первый вариант является менее надежным, и используют его обычно для принтеров, предназначенных для малых офисов и использования в домашних условиях.

Лазерный принтер (laser printer) - один из видов компьютерных принтеров, позволяющий быстро изготавливать высококачественные отпечатки текста и графики на обыкновенной бумаге. Подобно фотокопировальным аппаратам лазерные принтеры используют в работе процесс ксерографической печати, однако отличие состоит в том, что формирование изображения происходит путём непосредственного сканирования лазерным лучом фоточувствительных элементов принтера.

Устройство лазерного принтера.

Любое современное печатающее устройство состоит из трех основных узлов: печатающего механизма (слово "механизм" в применении к лазерному принтеру, вообще говоря, не совсем уместно, на самом деле это очень точное и сложное электронно-оптико-механическое устройство, во многих элементах которого, особенно тонере, реализуются последние достижения химических технологий), контроллера , содержащего растровый процессор, который преобразует поступающие от компьютера данные в графические образы печатаемых страниц (в некоторых случаях эта задача может быть возложена и на центральный процессор ПК), и интерфейсного блока , обеспечивающего двунаправленный обмен данными с компьютером.

Печатающий механизм

Центр печатающего механизма лазерного принтера: -фотобарабан, называемый иногда также фотовалом,

-металлическая трубка, покрытая пленкой из органического фоточувствительного полупроводника (ОРС, Organic Photo-Conductor).

Сопротивление фоточувствительного слоя в темноте очень велико, но при освещении оно значительно уменьшается. Именно он с помощью тонера превращает в видимое и переносит на бумагу сформированное на нем лучом лазера невидимое изображение, представляющее собой "карту" электрических зарядов.

Рассмотрим устройство блока развертки. Модулированный луч лазерного диода ИК-диапазона мощностью от единиц (в принтерах начального уровня) до десятков (в высокопроизводительных принтерах) милливатт, пройдя коллиматор, через цилиндрическую линзу, изменяющую эллиптическое сечение луча на круговое, попадает на вращающееся с высокой скоростью зеркало (в виде многогранной призмы, обычно 10-гранной), каждая грань которого отклоняет луч на всю ширину барабана. Это невидимое изображение необходимо теперь сделать видимым, и здесь в дело вступает блок проявления (developer).

Блок проявления состоит из бункера с тонером, магнитного вала и так называемого дозирующего скребка (doctor blade). Магнитный вал, находящийся на небольшом расстоянии от фотобарабана или, в зависимости от конкретного исполнения, в непосредственном контакте с ним, захватывает тонер, который содержит магнитные частицы (обычно железо), и придает ему положительный заряд. Дозирующий скребок снимает с магнитного вала лишний тонер. Регулируя расстояние между скребком и валом, можно менять количество подаваемого тонера, а, следовательно, насыщенность получаемого изображения. Закрепление выполняется сдавливанием листа с тонером между двумя валиками блока термического закрепления (fuser), в просторечии "печки". Верхний валик нагревается до высокой (100-300С, в зависимости от материала тонера) температуры и расплавляет частицы тонера, а благодаря обеспечиваемому нижним (прижимным) валиком давлению расплавленный тонер проникает в структуру бумаги, образуя стойкое изображение. Оставшиеся на фотобарабане частицы тонера счищаются полиуретановым чистящим скребком (wiper blade) и отправляются в емкость для неиспользованного тонера (waste bin). Чтобы счищенные частицы тонера не попали на бумагу, используется еще один скребок из майлара, направляющий их в емкость. Очистка барабана необходима, чтобы на странице не возникало "призрачных" (ghost) изображений, создаваемых оставшимися от предыдущего прохода частицами тонера.

Порошок тонера под микроскопом.

Контроллер

В контроллер лазерного принтера входят центральный процессор, оперативная память, в которую помещаются растровые образы печатаемых страниц, постоянная (чаще всего перезаписываемая) память, в которой хранится встроенное ПО контроллера, а также встроенные шрифты. Для сетевых моделей, начиная с уровня принтеров для средних и больших рабочих групп, практически обязательно наличие встроенного интерпретатора языка описания страниц PostScript компании Adobe. Этот аппаратно-независимый язык обладает максимальной гибкостью и позволяет описывать наиболее сложные, насыщенные графикой страницы. Текущая, третья, версия языка содержит все средства для описания самых сложных цветных изображений.

Интерфейс

До недавнего повсеместного проникновения интерфейса USB практически любой выпускавшийся в мире принтер, за исключением редких моделей с интерфейсами RS-323C или SCSI, оснащался параллельным интерфейсом Centronics с 36-контактным разъемом, который подключался кабелем к 25-контактному D-образному разъему LPT-порта ПК. Первоначально скорость передачи интерфейса составляла 150 кбайт/с, и он был однонаправленным, т. е. данные могли передаваться только от компьютера к принтеру. Поэтому информацию о состоянии принтера компьютер получить не мог. В дальнейшем спецификация интерфейса была расширена режимами EPP (Enchanced Parallel Port) и ЕСР (Extended Capability Port), применяя которые можно было обеспечить двунаправленную передачу данных и поднять скорость передачи до 2 Мбайт/с. Стандарт, описывающий такой параллельный интерфейс, был принят IEEE в 1994 г. и получил название IEEE 1284. В современных принтерах IEEE 1284 встречается все реже и реже, причем, как правило, только как дополнительный к основному интерфейсу USB. Версия 1.1 последнего обеспечивает двунаправленную последовательную передачу данных с (теоретическими) скоростями до 12 Мбит/с (1,2 Мбайт/с), а версия 2.0 до 480 Мбит/с (48 Мбайт/с). Большинство последних моделей принтеров оснащаются интерфейсом USB 2.0, хотя его максимальная скорость передачи чаще всего избыточна для этих целей. После USB самый распространенный сейчас интерфейс принтеров это Ethernet 10/100 Мбит/с. В последнее время сетевым интерфейсом нередко стали оснащаться не только высокопроизводительные принтеры для средних и больших рабочих групп, но и модели для небольших рабочих групп и даже некоторые модели уровня SOHO. Часто принтер стандартно оснащается только интерфейсом USB, но в нем предусматривается гнездо для установки приобретаемой дополнительно сетевой интерфейсной платы, причем это может быть не только проводной Ethernet-адаптер, но и плата Wi-Fi, Bluetooth или комбинированная. Для некоторых моделей принтеров факультативно предлагается ИК-приемник, позволяющий выводить данные на печать через ИК-порт ноутбука или КПК. Современный сетевой интерфейс принтера -это не просто Ethernet-контроллер. Это фактически принт-сервер, реализующий различные стеки протоколов, в том числе TCP/IP, IPX/SPX, AppleTalk, NetBEUI и др. Нередко в состав встроенного ПО сетевого адаптера входит полнофункциональный HTTP-сервер с Web-узлом, обеспечивающим управление принтером и контроль его состояния с помощью обычного браузера. Встроенный FTP-сервер позволяет передавать задания на принтер по протоколу FTP, а также модернизировать встроенное ПО путем передачи по FTP новых образов встроенного ПО. Могут быть реализованы также протоколы telnet, time, SMTP, РОРЗ (в этом случае принтер способен принимать задания на печать и передавать сообщения об изменении своего состояния по электронной почте), а также SSL-защита передаваемых данных. Некоторые компании-изготовители принтеров и ряд независимых компаний выпускают внешние принт-серверы, имеющие, с одной стороны, обычный проводной и/или беспроводной сетевой интерфейс (это может быть также интерфейс Bluetooth), а с другой один или несколько (в этом случае к одному принт-серверу можно подключить несколько принтеров) интерфейсов USB или IEEE 1284.

Общая конструкция тонер-картриджа лазерного принтера

Тонер-картридж или просто картридж - это один из основных узлов лазерного принтера, отвечающий за перенос сформированного изображения на бумагу.

Картридж - это сложное электро-механическое устройство, состоящее из десятков деталей. Условно картридж можно разделить на:

Фоточуствительный барабан (фотобарабан, OPC - Organic Photo Conductor)

Чистящее лезвие

Вал первичного заряда

Магнитный вал

Дозирующее лезвие

Фетровые уплотнители

И еще ряд других деталей.

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

Тонер - это порошок, обладающий особыми свойствами, который переносится с помощью электрографического принципа на заранее заряженный специальным образом фотобарабан и формирует на нём видимое изображение, которое затем переносится на бумагу. Он может быть чёрного, красного, синего или жёлтого цветов. Различают разные виды тонера: химический, механический и др. По своей сути тонер под микроскопом представляет собой гранулы воска либо аналогичного полимера, покрытого окисью металла (металлов) и пигментов.

Корпус тонер-картриджа изготавливают высокопрочной пластмассы.

Фотобарабан (OPC - Organic Photo Conductor) представляет собой алюминиевый цилиндр, на который нанесен фоточувствительный слой. Фотослой имеет разное строение и чувствительность, в зависимости от модели принтера и картриджа. Кроме этого фотобарабаны отличаются размерами и шестернями, которые обеспечивают его вращение. Фотобарабаны производятся под конкретный вид картриджа и в большинстве случаев не возможно применение одних и тех же фотобарабанов в разных картриджах. Напомним в кратце принцип работы картриджа: Лазер (в OKI - светодиодная линейка), сфокусированный на барабане, засвечивает области, на которые, в последствии, магнитный вал нанесет тонер. После того как изображение сформировано на фотобарабане, оно переносится на бумагу. Фотослой, которым покрыт фотобарабан, не устойчив к механическим повреждениям и загрязнению. Использование некачественной и/или загрязненной бумаги может привести к серьезным повреждениям фотобарабана. По этому картридж нужно хранить в упаковке. Через 2-4 заправки, а иногда и раньше на фотобарабане стирается фотослой, и картридж начинает выдавать не качественные отпечатки. Замена фотобарабана или «Восстановление» - это следующий после заправки этап в жизненном цикле картриджа. Так как фотобарабан является основой для формирования изображения, то от его состояния сильно зависит качество печати. Невозможно достичь высокого качества печати при поврежденном фотобарабане.

Вал первичного заряда (PCR - Primary Charge Roller) представляет собой металлическую ось, заключенную в резиновую оболочку. PCR имеют разное строение резинового слоя. Основная задача этой детали - зарядка фотобарабана однородным отрицательным зарядом. В некоторых картриджах PCR служит и для очистки фотобарабан от остатков тонера и бумажной пыли. PCR также снимает остаточный заряд, который остался на фотобарабане от предыдущей зарядки. PCR имеет длительный срок службы и выходит из строя достаточно редко. Но повреждение этой детали может ухудшить качество печати. Вал первичного заряда подвержен сильному загрязнению бумажной пылью, поэтому требует регулярной и тщательной чистки.

Магнитный вал (Mag Roller) это вал, который переносит тонер из бункера на фотобарабан. Магнитные валы имеют разное строение. В картриджах производства HP и Canon магнитный вал представляет собой сложную конструкцию в виде металлического валика, поверхность которого покрыта специальным слоем. В картриджах производства Samsung магнитный вал (иногда его называю девелопер вал) изготовлен из высококачественной резины. Магнитный вал играет значительную роль в формировании изображения. Поврежденный магнитный вал приводит к существенному ухудшению качества печати. Магнитный вал подвержен износу, особенно в картриджах производства HP и Canon. Качество используемого тонера влияет на срок службы этой детали. Основными дефектами этой детали являются царапины и грязь на его оболочке.

Чистящее лезвие или ракель (Wiper Blade) - это специальная пластина, которая используется для очистки фотобарабана от остаточного тонера, который не был нанесен на бумагу в процессе переноса изображения. Ракель изготовливается из прочного и эластичного полиуретана. Ракель должен плотно прилегать к фотобарабану и в тоже время не должен повреждать его. Качество поверхности лезвия ракеля, острота кромок и точные размеры, очень важны для нормальной работы картриджа. От состояния ракеля зависит срок службы фотобарабана, так как ракель имеет непосредственный контакт с фотобарабаном во время печати. Поврежденный ракель приводит к неудовлетворительному качеству печати. Основные дефекты ракеля - это погнутости, царапины и зазубринна его поверхности. Ракель как правило меняют вместе с фотобарабаном. В безотходных картриджах (Lexmark, Samsung, Xerox и др.) ракеля, как такового, нет. Незначительное количество тонера, которое не было перенесено на бумагу с фотобарабана во время печати, собирает валик первичного заряда, остаточный тонер с которого, в свою очередь, убирает специальная щетка-пылесборник.

Дозирующее лезвие (Doctor Blade) регулирует количество тонера, которое наносится на магнитный вал. Дозирующие лезвия имеют разнообразную конструкцию и производятся из разных материалов - полиуретановые (Canon, HP и др.), металлические (Xerox, Samsung, Brother и др.). Чтобы обеспечить равномерное распределение тонера на магнитном вале, лезвие дозирования должно иметь поверхность высокого качества (без вогнутостей и зазубрин). Поврежденное лезвие дозирования будет наносить тонер не равномерно по поверхности магнитного вала, что приведет к неравномерному переносу тонера на фотобарабан и в конечном счете к значительному ухудшению качества печати. В картриджах производства HP и Canon дозирующие лезвия мало подвержены износу и выходят из строя по причине использования не качественного тонера. Дозирующие лезвия в картриджах почти всех моделей принтеров Samsung и бюджетных принтеров Xerox подвержены значительному износу и требуют регулярной замены. Кроме механического износа дозирующие лезвия подвержены загрязнению, поэтому требует регулярной и тщательной чистки или замене.

Фетровые уплотнители (Felt Shet) магнитного вала, ракеля и других узлов картриджа служат для уплотнения щелей, которые существуют на стыке различных деталей. Основная задача фетровых уплотнителей - герметизация бункеров с тонером и картриджа в целом. В тонер-картридже очень много мест нуждаются в уплотнении, поэтому фетровые уплотнители бывают разных видов и различаются по размеру и форме. Фетровые уплотнители магнитного вала являются посадочным местом магнитного вала и установлены между бункером с тонером и магнитным валом. Они плотно прилегают к концам магнитного вала и не дают тонеру просачиваться наружу. Фетровые уплотнители ракеля не дают просочиться тонеру с рабочей поверхности ракеля наружу, а так же исключают высыпание тонера из бункера с отработанным тонером. Изношенные фетровые уплотнители приводят к просыпанию тонера в принтере, что приводит к загрязнению принтера а иногда и к поломке принтера. Кроме этого, пропуская тонер на детали картриджа, фетровые уплотнители способны уменьшить срок службы некоторых деталей картриджа.

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

1 Магнитный вал (Magnetic Developer Roller, Mag 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 останавливаются - принтер переходит в состояние готовности к печати (Ready).

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.

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.

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.

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 положительный заряд. В результате отрицательно заряженные частицы тонера притягиваются к бумаге, на которой получается изображение, “насыпанное” тонером.

Закрепление изображения (рис. 9]. Лист бумаги с незакрепленным изображением перемещается к механизму закрепления, представляющим 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.

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.

“Стирание” изображения . 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.

Понимание принципа лазерной печати будет полезно не только в процессе печати документов, а и при устранении и предупреждении неисправностей, которые могут возникнуть при работе.

Износ фотобарабана

Быстрота износа фотобарабана зависит от:

1. Качество бумаги - чем выше качество бумаги, тем дольше служит фотобарабан.

2. Плотность бумаги - чем плотнее бумага, тем больше воздействие на фотобарабан и тем меньше он служит.

3. Покрытие бумаги - как правило, глянцевая бумага не подходит для печати с совместимым фотобарабаном. Тонер просто плохо "держится" на этой бумаге и налипает на фотобарабан, от чего тот загрязняется. Проблему можно решить постоянной чисткой фотобарабана.

4. Интенсивность печати - чем интенсивнее используется картридж, тем быстрее изнашивается фотобарабан.

5. Использование стикеров - стикеры создают излишнюю нагрузку на фотобарабан, надо использовать специальные стикеры для лазерной печати.

6. Использование фирменных бланков - многие фирмы используют фирменные бланки (отпечатанные на цветном принтере или в типографии) - так же, как и стикер, создают дополнительную нагрузку на фотобарабан, тем более что дополнительная нагрузка приходится постоянно на одни и те же области фотобарабана.

7. Использование "обороток" (листов чистых с одной стороны) - лист проходит по фотобарабану своей использованной стороной, от чего барабан быстрее изнашивается

Режимы использования - надо следить за состоянием принтера, вовремя проводить чистку и профилактику, не нагружать больше заявленной производельности

Краткая история развития лазерных принтеров

Первым шагом к созданию первых лазерных принтеров послужило появление новой технологии, разработанной фирмой Canon. Специалистами этой фирмы, специализирующейся на разработке копировальной техники, был создан механизм печати LBP-CX. Фирма Hewlett-Packard в сотрудничестве с Canon приступила к разработке контроллеров, обеспечивающих совместимость механизма печати с компьютерными системами PC и UNIX. Первый официальный лазерный принтер выпустили в 1977 году и он назывался Xerox 9700 Electronic Printing System.Затем принтер HP LaserJet впервые был представлен в начале 1980-х годов. Первоначально конкурируя с матричными принтерами, лазерный принтер быстро завоевал популярность во всем мире. Другие компании-разработчики копировальной техники вскоре последовали примеру фирмы Canon и приступили к исследованиям в области создания лазерных принтеров. Toshiba, Ricoh и некоторые другие, менее известные компании, тоже были вовлечены в этот процесс. Однако успехи фирмы Canon в области создания высокоскоростных механизмов печати и сотрудничество с Hewlett-Packard позволили им добиться поставленной цели. В результате на рынке лазерных принтеров модель LaserJet вплоть до 1987-88 годов занимала доминирующее положение. Следующей вехой в истории развития лазерного принтера явилось использование механизмов печати с большей разрешающей способностью под управлением контроллеров, обеспечивающих высокую степень совместимости устройств. Другим важным событием явилось появление цветных лазерных принтеров. Фирмы XEROX и Hewlett-Packard представили новое поколение принтеров, которые поддерживали цветное представление изображения и позволяющие повысить как производительность печати, так и точность цветопередачи.Цветные лазерные принтеры появились в 1993 году и стоили порядка 12-15 тысяч долларов. А в 1995 году компания Apple выпускает свой цветной лазерный принтер Color Laser Printer 12/600PS всего за 7000 долларов.

Лазерный принтер 1993г Apple LaserWriter Pro 630 Лазерный принтер 1995г Color Laser Printer 12/600PS

Цветной лазерный принтер

Принцип технологии цветной лазерной печати заключается в следующем. На начальном этапе процесса печати двигатель рендеринга берёт цифровой документ и обрабатывает его один или несколько раз, создавая его постраничное растровое изображение. На втором этапе лазер или массив светодиодов создают заряд на поверхности вращающегося фоточувствительного барабана, соответствующий получаемому изображению. Заряженные лазером мелкие частички тонера, состоящего из красящего пигмента, смол и полимеров, притягиваются к поверхности барабана. Затем через барабан прокатывается бумага, и тонер переносится на неё. В большинстве цветных лазерных принтеров используются четыре отдельных прохода, соответствующие разным цветам. Затем бумага проходит через "печку", которая расплавляет смолы и полимеры в тонере и фиксирует его на бумаге, создавая окончательное изображение.

Лазерные принтеры могут очень точно фокусироваться, в результате получаются невероятно тонкие лучи, которые заряжают участки фоточувствительного барабана. Благодаря этому современные лазерные принтеры, как цветные, так и чёрно-белые, поддерживают достаточно высокое разрешение. Как правило, разрешение при чёрно-белой печати варьируется от 600 x 600 до 1 200 x 1 200, а при цветной печати разрешение достигает 9 600 x 1 200.

Цветные и чёрно-белые лазерные принтеры работают практически одинаково. Разница заключается в том, что для цветной печати используются четыре типа красящего тонера: чёрный, голубой, пурпурный и жёлтый, в соответствии с цветовой моделью CMYK. Каждый цвет вносит свою лепту в окончательное изображение, наносимое на лист бумаги. В некоторых моделях цветных лазерных принтеров листок бумаги последовательно проходит через все цветные и чёрный картриджи, где каждому цвету соответствуют свои лазер, барабан и картридж с тонером (однопроходная печать). В менее дорогих принтерах, к которым относится большая часть моделей, рассматриваемых в данном обзоре, используется промежуточный носитель (ремень переноса), на который последовательно наносится изображение всех четырёх цветов, а уже потом оно передаётся на бумагу и попадает в печку для закрепления тонера на бумаге (многопроходная печать).

Цветной лазерный принтер обладающий весьма внушительной производительностью в 20 тыс. страниц в месяц. Скорость черно-белой печати 16 стр/мин, цветной соответственно 4 стр/мин, объем памяти 32 Мб. Даже тонер-картриджи небольшие и необычной конструкции, с виду напоминают цилиндрические баночки, и устанавливаются спереди, вдоль хода бумаги. В упаковке эти картриджи можно принять за струйные, из-за небольшого их размера. Ресурс черного картриджа 1500 страниц, цветных 1000 листов.

Xerox Phaser 6110 Новый принтер компании Xerox, модель Phaser 6110 является недорогим решением в сегменте начального уровня. Низкую цену этой модели можно объяснить применением 4-проходной технологии печати. Как следствие, не очень большая скорость печати в цвете - 4 стр/мин, в монохромной печати побольше - 16 стр/мин. Печатает на бумаге и пленках плотностью до 164 г/м2. Небольшие габариты и низкий уровень шума позволят комфортно пользоваться принтером и дома, а хорошая производительность в 24000 страниц в месяц делает возможным использование устройства в небольшом офисе.

Oki C3450n Новая модель от Oki - C3450n. Принтер способен печатать как на визитных карточках, так и на баннерах до 1,2 м, причем прямой тракт прохождения бумаги позволяет печатать на достаточно плотных носителях. Скорость цветной печати 16 стр/мин, а в монохромной печати достигает 20-и. Разрешение составляет 1200x600 dpi. Месячная нагрузка до 35 тыс. страниц, а картриджей каждого цвета хватает на 2500 страниц. Конструкция устройства такова, что замена всех расходных материалов, даже транспортного ремня и печки, которые имеют ресурс 50 000 страниц, возможна самим пользователем, без привлечения сервисных специалистов.

Основные характеристики и особенности лазерных принтеров

Скорость печати . Для современных персональных лазерных принтеров характерна довольно высокая скорость печати - до18стр./мин. Но говоря о скорости печати следует обязательно учитывать, что производителем указывается ее максимальная величина при определенных характеристиках заполнения страницы и качестве печати. Поэтому реальная величина скорости печати сложных графических изображений с высоким качеством отпечатков обычно оказывается ниже заявленной производителем.

Разрешающая способность и качество печати. Эти две характеристики тесно связаны между собой, т.к. чем больше разрешающая способность,тем выше качество печати. Разрешающая способность измеряется в dpi, которая характеризуется количеством точек на дюйм в горизонтальном и вертикальном соотношении. На сегодня максимальная разрешающая способность домашних принтеров равна 1200 dpi. Для повседневной работы вполне достаточно разрешения 600 dpi, более высокое разрешение необходимо для более четкого выведения полутонов. Повышение разрешающей способности усложняет механику и электронику, и влечет за собой удорожание принтера. Также большое значение здесь имеют характеристики дисперсности (размера) частиц используемого в принтере тонера (так НР используют мелкодисперсный тонер UltraPrecise с размером частиц не более 6 микрон).

Память является довольно важной характеристикой. Здесь следует обратить внимание на наличие процессора и языков управления принтером. Win-принтеры не имеют встроенных процессоров, поэтому задание,которое необходимо напечатать, обрабатывается процессором компьютера и через кабель подсоединения (USB или LPT) передаются на принтер коды управления лазером. Память в таких принтерах является буферной, т.е. накапливает обработанное компьютером задание на печать, и величина этой памяти влияет на скорость вывода этой информации, а не на скорость обработки данных для печати. При описании задания большого объема и с графикой, может возникнуть ситуация, что на компьютере невозможно будет работать.Для другой группы принтеров, которые имеют встроенные языки описания страниц PCL5, PCL6, PostScript задание на печать по кабелю поступает в принтер, который используя свою собственную память и процессор производит обработку данных для печати. В этом случае, чем больше память принтера, чем мощнее процессор, тем быстрее принтер будет обрабатывать задание на печать, тем больше уже обработанного материала поместится в его памяти и, следовательно, тем быстрее скорость печати.

Расходные материалы. Очень большую роль играет доступность расходных материалов и авторизованного сервисного центра. Учитывая это условие, а также стоимость расходных материалов (оригинальных и совместимых) явным лидером является HP, CANON, картриджи к принтерам этих производителей продаются в каждом специализированном магазине офисной техники, тогда как расходные материалы для Brother, Samsung ,Lexmark , OKI вы не всегда сможете приобрести оперативно.. В этом классе принтеров картриджи представляют из себя решение "все в одном": в пластиковом корпусе находится светочувствительный барабан, очищающее лезвие, шестерни и тонер (исключение составляют светодиодные принтеры OKI, имеющие раздельные фотокондуктор и тубу с тонером). После того, как в вашем картридже закончится тонер, самый идеальный вариант - это покупка нового картриджа, но обычно каждый владелец принтера надеется сэкономить на покупке новых оригинальных расходных материалов, используя заправку картриджей совместимыми тонерами. Существует большое количество фирм-производителей совместимых тонеров, барабанов и ракелей, наиболее распространены на нашем рынке Static Control Components (SCC), ASC, Fuji, Integral, Katun и другие. Восстановление картриджей желательно производить в специализирующихся на заправках сервисных центрах, поскольку эта технология осуществляется только в специально подготовленных местах, оборудованных вытяжной вентиляцией и мощными пылесосами. Следует помнить,что неправильное применение вами тонера может привести к поломке принтера. Светочувствительный барабан может быть использован при восстановлении картриджа до 3-х раз, затем его необходимо менять вместе с лезвием очистки. В среднем стоимость восстановления составляет приблизительно 20% от стоимости нового оригинального картриджа, а стоимость полной регенерации с заменой барабана и ракеля - 55% от стоимости нового картриджа. Чаще других восстанавливаются картриджи HP, Canon, так как у них ниже стоимость восстановления и полной регенерации. Для принтеров Lexmark. Brother, Samsung стоимость восстановления картриджей будет немного выше, чем для картриджей HP, Canon. Для светодиодных принтеров OKI восстановление картриджей категорически не рекомендуется, поскольку в этом случае очень быстро выходит из строя фотокондуктор, ресурс работы которого рассчитан приблизительно на 20-30 тыс. копий и стоимость его равняется почти половинной стоимости нового принтера.

Преимущества и недостатки лазерных принтеров

Несмотря на относительно большую разницу в стоимости лазерных и струйных принтеров,лазерные принтеры являются более экономичным видом печатных устройств, что особенно актуально в тех случаях, когда необходима частая распечатка сложных цветных изображений. Как и любое техническое устройство, лазерные принтеры имеют и свои недостатки и преимущества.

Из наиболее значимых преимуществ лазерных принтеров, относящихся к их эксплуатационным характеристикам, хотелось бы отметить следующие:

Намного большая скорость печати по сравнению с любым струйным принтером;

Невысокая стоимость печати, что особенно заметно при частой распечатке сложных цветных изображений. Как правило, стоимость страницы с цветной печатью, выполненной на струйном принтере, выше в несколько раз;

Низкая стоимость печати фотографических изображений, хотя их качество, по сравнению с изображениями, полученными на струйных принтерах, несколько ниже.

Лазерные принтеры экономичнее струйных;

Из основных недостатков лазерных принтеров, которые обязательно следует учитывать при их приобретении, особенно хотелось бы отметить следующие:

Низкое качество печати фотографических изображений, значительно уступающее качеству фотографий, полученных на струйных принтерах;

Значительное энергопотребление;

Лазерные принтеры в процессе своей работы, выделяют мелкодисперсную пыль из своего тонера, которая оказывает вредное воздействие на человеческое здоровье;

Значительный уровень шума при выполнении печатных работ.

Включает в себя семь последовательных операций по созданию заданного изображения на листе бумаги. Это весьма интересный и технологичный процесс, который можно разделить на два основных этапа: нанесение изображения и его закрепление. Первый этап связан с работой картриджа, второй протекает в блоке термозакрепления (печке). В итоге за считанные секунды на белом листе бумаги мы получаем интересующее нас изображение.

Итак, что же происходит за столь короткий промежуток времени в принтере? Давайте в этом разберемся.

Заряд

Напомним, что тонер является мелкодисперсной субстанцией (5-30 микрон), и его частицы очень легко принимают любой электрический заряд.

В картридже ролик заряда обеспечивает равномерную передачу отрицательного заряда фотобарабану. Это происходит когда ролик заряда прижимается к фотобарабану, и вращаясь в одном направлении (при этом равномерно сообщая отрицательный статический заряд фотобарабану), заставляет его вращаться в другом.

Таким образом, поверхность фотобарабана имеет равномерно расположенный по площади отрицательный заряд.

Экспонирование

В следущем процессе происходит экспонирование будущего изображения на фотобарабане.

Это происходит благодаря лазеру. Лазерный луч при попадании на поверхность фотобарабана снимает в этом месте отрицательный заряд (точка становиться нейтрально заряженной). Таким образом, лазерный луч формирует будущую картинку по заданным координатам в программе. Исключительно в тех местах где это необходимо.

Так мы получаем экспонированную часть изображения в виде отрицательно заряженных точек на поверхности фотобарабана.

Проявка

Далее на экспонированное изображение на поверхности фотобарабана ровным тонким слоем с помощью ролика проявки наносится тонер. Частицы тонера принимают отрицательный заряд и формируют на поверхности барабана будущее изображение.

Перенос

Следущим этапом является перенос тонерного отрицательно заряженного изображения с фотобарабана на чистый лист бумаги.

Это происходит в результате соприкосновения ролика переноса изображения с листом бумаги (лист проходит между роликом переноса и фотобарабаном). Ролик переноса имеет высокий положительный потенциал, в результате чего все отрицательно заряженные частицы тонера (в виде сформированного изображения) переносятся на лист бумаги.

Закрепление

Следующим этапом в лазерной печати является закрепление изображения из тонера на листе бумаги в блоке термозакрепления (в печке).

По своей сути это процесс «запекания» на бумаги. Лист с тонером, проходя между термовалом и прижимным роликом, подвергается термо-барической (температура и давление) обработке, в результате чего тонер на листе закрепляется и становится устойчивым к внешним механическим воздействиям.

На нашем рисунке Вы видите термовал и прижимной ролик. Термовал используется в ряде аппаратов лазерного типа печати. Внутри термовала применяется галогеновая лампа, которая и осуществляет разогрев (нагревательный элемент).

Существует и другие модели аппаратов лазерного типа печати, где вместо термовала используется термопленка (как нагревательный элемент). Отличие между ними в том, что при работе галогенового нагревателя требуется больше времени. Стоит отметить тот факт, что аппараты с термопленкой весьма сильно подвержены механическим воздействиям посторонних предметов (скрепок, скоб от степлера) на листе бумаги. Это чревато выходом из строя самой термопленки. Она очень чувствительна к повреждениям.

Очистка

Так как при всем этом процессе на поверхности фотобарабана остается небольшое количество тонера, в картридже устанавливается ракель (чистящее лезвие) для очистки от остаточных микрочастиц тонера вала фотобарабана.

Прокручиваясь, вал подвергается очистке. Остаточный порошок попадает в бункер с отработанным тонером.

Снятие заряда

При последнем этапе вал фотобарабана соприкасается с роликом заряда. Это приводит к тому, что на поверхности барабана снова выравнивается «карта» отрицательного заряда (до этого момента на поверхности оставались как отрицательно заряженные места так и нейтрально заряженные – они и были проекцией изображения).

Таким образом ролик заряда снова сообщает поверхности фотобарабана равномерно распределенный отрицательный потенциал.

Так заканчивается цикл печати одного листа.

Заключение

Таким образом технология лазерной печати включает в себя семь последовательных этапов переноса и закрепления изображения на бумаге. На современных аппаратах такой процесс печати одного изображения на бумаге А4 занимает всего считанные секунды.

При происходит замена износившихся внутренних деталей, таких как фотобарабан, ролик заряда или магнитный вал. Эти составляющие находятся внутри картриджа, и Вы можете увидеть их на рисунке, приведенном выше. Из-за износа этих элементов значительно ухудшается качество печати.

Немного об истории лазерной печати

Ну и напоследок немного о разработке технологии лазерной печати. Удивительно, но технология лазерной печати появилась раньше, например той же технологии матричной печати. Chester Carlson в 1938 году изобрел метод печати, получивший название электрография. Он применялся в копировальных аппаратах того времени (60-70-е года прошлого века).

Непосредственно саму разработку и создание первого лазерного принтера предписывают Гэри Старквеатер (Gary Starkweather). Он являлся сотрудником фирмы Xerox. Его идея заключалась в том, чтобы использовать технологию копировального устройства для создания принтера.

В 1971 году впервые появился первый лазерный принтер фирмы Xerox. Он назывался Xerox 9700 Electronic Printing System. Серийное производство было налажено позже – в 1977 году.

Кадры