Принцип работы лазерного принтера

Как работает струйный принтер

Сначала датчик подачи бумаги загружает бумагу в принтер. Ролик вытягивает бумагу и продвигает внутрь принтера. Картриджи и трубки составляют систему распределения чернил. Но сердцем струйного принтера является печатающая головка. Она состоит из сопел, которые распыляют чернила.

Приводной ремень прикрепляет головку к шаговому двигателю. Именно так , при помощи таких частей он расшифровывает информацию, посылаемую компьютером. Его задача состоит в том, чтобы скоординировать работу печатающей головки, бумаги и чернил.

Чернила представляют из себя специальную смесь воды и красящих химических веществ, которые не позволяют им высыхать. Картриджи располагают как правило не больше трех цветов: голубых, желтых и пурпурных. В комбинации эти цвета могут дать огромное количество цветов. Имея всего 4.5 миллилитра краски, цветной картридж может выдать около 900 миллионов капель.

Главную роль играют 4 небольших моторчика. Один моторчик приводит в движение датчик бумаги, другой – ролик, проталкивающий бумагу в принтер , третий заставляет печатающую головку двигаться вперед и назад по бумаге , последний отвечает за выталкивание чернил .

Печатающая головка сделана из силикона , которая легко принимают любую форму , состоящая из огромного числа сопел ( в среднем 3000). Некоторые принтеры могут сами .Каждая сопла предназначена для своего цвета. Эти соплы похожи на котлы .

Из них жидкость выталкивается под воздействием тока и начинает деформироваться , тем самым проталкивая жидкость вперёд. Благодаря этой системе можно варьировать размер капель, которые будут выходить из отверстия. Скорость пьезоэлектрической печати на порядок выше чем термической.

C термоэлементом все обстоит иначе, который нагреваясь , образует вокруг себя пузырьки , которые выталкивают жидкость . В это время образуются газовые пузыри с чернилами , которые создают сильное давление в чернильной камере, после чего капли выходят через отверстия. После этого давление исчезает и туда попадает следующий определенный объем красок .

Так как температура работы очень высокая, то чернила необходимы на водной основе, чтобы не возгорались. Всё это происходит невероятно быстро. За 1 секунду сопла выталкивает 24000 капель, в случае с черными чернилами эта цифра достигает 35 000. Средняя скорость — 10 листов A4 в минуту. Помимо скорости также важна и точность нанесения этих капель.

Благодаря такому невероятному устройству струйного принтера, начиная от моторчиков , и заканчивая печатающей головкой , мы можем наслаждаться быстрой и качественной печатью , без излишних напряжений и без определенного знания принципа печати, познаний в техники и электронике .Полагаю, принцип работы струйного принтера понятен.

Свойства и основные характеристики принтеров

Разрешение (dpi). Отвечает за качество печати, выводимого на лист изображения или текста. Чем выше такой показатель, тем лучше и четче будет картинка на бумаге.

Скорость печати принтера. Показатель указывает сколько страниц за минуту может сделать прибор после первого прогрева, на который тоже расходуется время. Этот параметр больше актуален для офисных и профессиональных аппаратов, но менее для домашней печатающей техники.

Фотопечать. Возможность печати цветных картинок, фотографий и изображений. Для этого в принтере должен быть цветной картридж или сразу несколько разных оттенков. Минимум их должно быть три и черный, но в более современных моделях начали использовать шесть цветов. Это позволяет добиться более качественной передачи цветов.

Объем встроенной памяти

На этот параметр стоит обратить внимание при выборе лазерного. Если часто нужно распечатывать большие документы, то не всегда стандартных значений «оперативки» может хватить. Не у всех моделей можно потом увеличить этот показатель

Не у всех моделей можно потом увеличить этот показатель.

Способы подключения. Практически 100% новой техники оснащены USB портом. Он практичен, удобен, неприхотлив, вынослив. Но также на рынке все чаще можно встретить устройства со встроенными модулями ethernet (для непосредственного подключения в сеть) или Wi-Fi (позволяет организовать беспроводное подключение).

Расположение лотка. Стандартно он располагается снизу или сбоку в лазерных, иногда сверху у струйных. Параметр актуален для помещений с небольшим пространством.

Совместимость. В характеристиках принтера часто указывают возможность его работы с разными операционными системами. Если установлена ОС не Виндовс, то стоит обратить на этот параметр больше внимания. Для профессиональной техники актуально наличие поддержки языка PostScript. Стандартом, которого придерживаются производители лазерной техники, является формат PCL.

Принцип работы лазерного принтера

На рынке оргтехники можно приобрести лазерное оборудование для самых разных нужд, начиная от скромных бытовых принтеров и заканчивая профессиональными моделями для крупных типографий. Но принцип работы каждого устройства остаётся неизменным, где в основе лежит метод фотоэлектрической ксерографии. Каждый принтер оснащён одинаковым набором основных элементов.

Блок сканирования

Здесь мы имеем механизм, состоящий из набора зеркал и линз. Все элементы вращаются в заданном порядке, оставляя изображение на фотопроводнике – цилиндре. Проецирование происходит посредством лазерного импульса и заряженных частиц.

В итоге на барабане остаётся неразличимая для человеческого глаза картинка. Тонкости проецирования лежат на плечах местного процессора, работающего в тандеме со сканирующим механизмом.

Картридж

Устройство, имея исходные данные от сканирования, переносит изображение непосредственно на бумагу. Сам картридж состоит из барабана с магнитом, где передвигаются заряженные частицы, а также подвижного вала, обеспечивающего контакт цилиндра с бумагой.

Блок закрепления

На последнем этапе изображение фиксируется на приёмнике – бумаге или других материалах. С помощью нагретого до высоких температур тонера на листе появляется спроецированная ранее картинка. Скорость такого «рисования» зависит от технических возможностей модели.

Все три блока обмениваются между собой данными посредством интерфейсного модуля, которым управляет процессор. А последний выполняет команды, поступившие с главной панели, персонального компьютера или другого устройства.

В чем отличие по скорости и качеству печати

Обе характеристики разнятся, значит, нужно обращать внимание на параметры в первую очередь, в зависимости от предполагаемого места использования

Где лучше скорость печати

Для домашнего использования, печати нескольких листов ежедневно, скорость не имеет большого значения. Подождать, пока распечатаются 10 листов даже на струйном агрегате не составит труда. А вот когда нужно быстро печатать много страниц, выбирать лучше лазерный принтер.

Скорость измеряется в количестве отпечатанных страниц за минуту (стр/мин). У струйной оргтехники за минуту может выходить порядка 10-11 листов, а если принтер сильно дешевый, то скорость вообще может быть всего 5-6 листов. Причем для черно-белой и цветной печати значения могут отличаться в 2 раза.

Например, МФУ HP Smart Tank 615 в минуту при монохромной печати выводит 11 страниц, в то время как в цветном режиме принтер выпускает всего 5 страниц.

Для объемной потоковой печати в условиях небольшого, а тем более большего офиса, рекомендуется лазерная оргтехника. Если нужен принтер для дома, а печать ограничивается несколькими страницами, можно обойтись струйным МФУ или одиночным принтером.

В последнем случае между обоими аппаратами может не быть сильной разницы в скорости, так как в лазерных принтерах запуск распечатывания дольше. То есть до момента выхода первой страницы проходит больше времени. Это связано с тем, что сначала происходит подготовка принтера к печати, выполняется разогрев термического узла до необходимой температуры, чтобы зафиксировать порошок на странице.

А вот на большом объеме листов лазерная технология сильно обгонит струйную.

Качество текста, картинок и фотографий

Порошковый принтер преимущество работает на одном ч/б картридже. Следовательно, распечатать цветной лист не выйдет. Даже, если планируете приобрести для дома лазерный цветной печатающий аппарат, то распечатанная фотография будет не самого лучшего качества.

Передача тонов при смешивании тонера хуже, чем при печати жидкими чернилами. Да и такая характеристика, как разрешение, у струйников выше. Значит, если нужно получить цветные страницы в наивысшем качестве, то лучше печатать фотографии на струйном принтере.

Лазерные устройства тоже хороши в плане качества оттиска, но они, как правило, изначально предназначены для производительности, то есть скорости.

А вот для черно-белой печати обычного текста тип принтера не так важен. Различие в качестве текста у обеих разновидностей практически не отслеживается. Поэтому лучше приобретать тот принтер, который удовлетворяет другие требования, описанные выше и ниже.

Возможность засыхания и последствия

Тонер в тубе у лазерного картриджа не засыхает. Значит, проблем с возобновлением печати после длительного простоя принтера без работы не будет. Единственное, за сильно долгое время тонер может залежаться, утрамбоваться внутри отсека с порошком. В таком случае картридж достается с принтера и хорошо встряхивается. После, работа возобновится до прежнего уровня, никаких очистительных процедур и сложных действий по реанимации делать не нужно. Это является несомненным достоинством лазерного принтера перед струйным.

А вот жидкие краски могут сильно пачкать внутренности принтера, и что самое главное, засыхать. Из-за этого в соплах головки принтера образуются пробки из засохших чернил, что не дает попасть красящему веществу на лист бумаги.

Чтобы засыхания не происходило, требуется печатать хотя бы по одной ч\б и цветной странице каждую неделю. Это не дает застаиваться чернильным краскам в картридже, сопла периодически будут прочищаться собственными чернилами.

Если уже засорение произошло, то потребуется выполнить чистку головки. В программном обеспечении принтеров всегда есть опции для обслуживания, где и можно запустить программную очистку. В запущенных случаях промывка делается в ручном режиме с помощью чистящего средства.

Что выбрать для объема

Для быстрого выполнения печати огромного числа страниц однозначно стоит подобрать лазерный аппарат. Другой тип печати не предназначен для бесперебойной работы в течение длительного времени. Печатающая головка из-за интенсивной печати может сильно перегреваться, что приводит к снижению качества и полному выходу из строя детали.

Цветные лазерные принтеры

Принцип многоцветной лазерной печати состоит в следующем. На начальном этапе процесса печати движок рендеринга берет цифровой документ и обрабатывает его один или несколько раз, создавая его постраничное растровое изображение, разложенное по цветовым составляющим, соответствующим цветам используемых тонеров. На втором этапе лазер или массив светодиодов формирует распределение зарядов на поверхности вращающегося фоточувствительного барабана, подобное получаемому изображению. Заряженные мелкие частицы тонера, состоящего из красящего пигмента, смол и полимеров, притягиваются к разряженным участкам поверхности барабана.

Далее с барабаном соприкасается бумага, и тонер переносится на нее. В большинстве цветных лазерных принтеров используются четыре отдельных прохода, соответствующие разным цветам. Потом бумага проходит через «печку», которая расплавляет смолы и полимеры в тонере и фиксирует его на бумаге, создавая окончательное изображение.

Лазеры способны точно фокусироваться, в результате получаются очень тонкие лучи, которые разряжают необходимые участки фоточувствительного барабана. Благодаря этому современные лазерные принтеры, как цветные, так и черно-белые, имеют высокое разрешение.

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.

Процесс лазерной печати складывается из пяти последовательных шагов:

1. Зарядка фотовала

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 O2 в O3 под действием высокого напряжения), однако влечёт проблему прямого механического контакта и износа частей, а также чистки от загрязнений.

2. 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 магнитный вал (7) в дальнейшем должен будет нанести тонер.

Под действием лазера участки фоточувствительной поверхности фотовала, которые были засвечены лазером, становятся электропроводящими, и заряд на этих участках «стекает» на металлическую основу фотовала. Тем самым на поверхности фотовала создаётся электростатическое изображение будущего отпечатка в виде ослабленного заряда.

3. 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 отрицательный заряд был снят путём засветки.

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

4. Перенос тонера

В месте контакта фотовала с бумагой, под бумагой находится ещё один ролик, называемый роликом переноса. 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.

5. Закрепление тонера

Бумага (8) с «насыпанным» тонерным изображением двигается далее к узлу закрепления (печке) (11). Закрепляется изображение за счёт нагрева и давления.

Печка состоит из двух валов:

верхнего, внутри которого находится нагревательный элемент (обычно — галогенная лампа), называемый термовалом;
нижнего (прижимной ролик), который прижимает бумагу к верхнему за счёт подпорной пружины.

За температурой термовала следит термодатчик (термистор).

Печка представляет собой два соприкасающихся вала, между которыми проходит бумага. При нагреве бумаги (180—220 °C) тонер, притянутый к ней, расплавляется и в жидком виде вжимается в текстуру бумаги. Выйдя из печки, тонер быстро застывает, что создаёт постоянное изображение, устойчивое к внешним воздействиям. Чтобы бумага, на которую нанесён тонер, не прилипала к термовалу, на нём выполнены отделители бумаги.

Однако термовал — не единственная реализация нагревателя. Альтернативой является печка, в которой используется термоплёнка: специальный гибкий материал с нагревательными элементами в своей структуре.

Согласно использованию

И последнее, но не менее важное: различные типы 3D-принтеров также могут быть каталогизированы. согласно использованию что дадут:

Промышленные 3D-принтеры

Лас- промышленные 3D принтеры Это особый тип принтеров. Обычно они имеют передовые технологии, а также значительно большие размеры и цену в тысячи евро. Они предназначены для использования в промышленности, чтобы производиться быстро, точно и в больших количествах. И их можно использовать в таких секторах, как аэронавтика, электроника и полупроводники, фармацевтика, транспортные средства, строительство, аэрокосмическая промышленность, автоспорт и т. д.

цены на промышленные 3д принтеры может колебаться от 4000 € до 300.000 € в некоторых случаях в зависимости от размера, марки, модели, материалов и особенностей.

Большие 3D-принтеры

Хотя этот тип большие 3д принтеры могут быть включены в промышленные, правда, есть некоторые модели, предназначенные для использования за пределами отрасли, например, некоторые принтеры, способные печатать большие детали для тех производителей, которые в этом нуждаются, для небольших компаний и т. д. Я имею в виду те модели, которые не такие большие и дорогие, как промышленные, такие как Anycubic Chiron, Snapmaker 3D, Tronxy X5SA, Tevo Tornado, Creality CR 10S, Dremer DigiLab 3D20 и др.

Дешевые 3D-принтеры

Множество монтажных комплектов 3D-принтеры для домашнего использования, или несколько проекты с открытым исходным кодом, такие как Prusa, Lulzbot, Voron, SeeMeCNC, BigFDM, Creality Ender, Ultimaker и т. д., а также другие бренды, продающие компактные 3D-принтеры, также принесли 3D-печать во многие дома. То, что раньше могли позволить себе лишь немногие компании, теперь могут быть оценены как обычные принтеры.

Как правило, эти принтеры предназначен для частного использования, например, энтузиастов или производителей DIY, или для некоторых фрилансеров, которым необходимо время от времени создавать определенные модели. Но они не предназначены для создания больших моделей, ни массово, ни быстро. И, по большей части, они сделаны из смолы или пластиковой нити.

3d карандаш

Наконец, чтобы закончить эту статью, я не хотел оставлять себя позади. 3D карандаши. Они не являются одним из типов 3D-принтеров как таковых, но у них есть общая цель, и они могут быть очень практичными для создания некоторых простых моделей, для детей и т. д.

у них есть очень дешевая цена, а в принципе представляют собой крошечные портативные 3D-принтеры в форме ручки. с помощью которого можно делать рисунки с объемом. Обычно в них используются пластиковые нити, такие как PLA, ABS и т. д., и их работа очень проста. Они в основном подключаются к электрической розетке и нагреваются, как паяльники или пистолеты для горячего клея. Вот так они плавят пластик, который будет течь через наконечник, чтобы создать рисунок.

https://youtube.com/watch?v=sKgbfd8UhAQ

История возникновения лазерной печатной техники

Первый прототип лазерного принтера был изобретен 1938 году Честером Карлсоном, который на момент его изобретения учился на юридическом факультете и работал юристом в патентном бюро США. Первые отпечатанные при помощи статического электричества листы были получены в его домашней лаборатории. Сначала он пытался продать свою разработку IBM. Но те отказались покупать изобретение. Только в 1946 году его научной разработкой заинтересовалась частная компания Xerox. А в 1949 году на рынке впервые появились принтеры, которые используют для печати сухие чернила.

Первые модели были очень громоздкими и требовали определенного уровня подготовки от операторов. Через десять лет после первого выпуска промышленной модели появились более компактные и удобные аппараты. Модель носила название Xerox 914. Она печатала со скоростью 7 листов в минуту, что на тот момент считалось очень высоким показателем. При этом качество изображение было значительно выше, чем у популярных тогда матричных принтеров.

Первый лазерный принтер появился в 1969 году все у той же Xerox. В 1978 году одному из сотрудников компании, Гэри Старкуезеру, удалось изобрести лазер и установить его в аппарат. Это было первое устройство лазерного принтера. Однако первая модель получилась слишком дорогой. Цена аппарата составляла около 350 000 долларов.

Такая разница возникла потому, что разные компании использовали собственные разработки, которые считались секретом фирмы. Тогда было мало известно, что такое представляет собой лазерный принтер, как он устроен, но были известны принципы, по которым он должен работать. При выборе тонера для заполнения картриджа это надо учитывать!

Так как спрос на лазерные принтеры в начале 80-х годов вырос, то появились другие компании, которые хотели заработать на этом рынке. Первая доступная модель аппарата была выпущена компанией Cannon. Xerox со временем утратили свои позиции и ушла с рынка. Сегодня в магазинах оргтехники можно увидеть лазерные принтеры самых разных брендов. Появились различные модели, но устройство и принцип работы лазерного принтера остался прежний.

Особенности цветной печати

Зачастую в цветном лазерном принтере используются четыре картриджа: черный, синий, пурпурный и желтый. В более дорогих и современных моделях их может быть больше. Принцип работы аналогичен монохромному варианту, но незначительно отличается за счет необходимости нанесения не одного, а сразу нескольких разных оттенков. В процессе каждый картридж наносит свой цвет отдельно от остальных. В зависимости от количества проходов, разделяют такой тип техники на одно и многопроходные.

В многопроходном варианте используется «посредник». Это может быть отдельный вал или лента. Сначала наносится один цвет за первый оборот фотовала. Потом второй и все остальные по очереди. Время работы увеличивается в четыре раза для полного нанесения цветного изображения. После этого готовая картинка попадает непосредственно на бумагу.
При однопроходном варианте все четыре картриджа наносят свой рисунок одновременно при первом же проходе валов. Они оборудованы каждый своей системой лазеров и переносным роликом. Такой способ нанесения более быстрый по скорости. И также по стоимости покупки подобные принтеры дороже обычных.

Важные особенности цветных лазерных принтеров:

Лазерная цветная печать фотографий и рисунков на таком принтере выходит не такая качественная, если сравнивать с работой струйных устройств. Вся проблема в сложности передачи тонов сухими красителями. Но для распечатки графиков и диаграмм больше подходят «лазерники», а потому и более популярны как раз в офисах.

Цветной аппарат дороже монохромного значительно, а потому такая техника пользуется меньшим спросом среди домашних пользователей. Обслуживание и расходные материалы также не из бюджетного сегмента. Это стоит учитывать и узнавать детали по каждой отдельной марке еще до покупки.

Устройство картриджа

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

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

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

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

Устройство картриджа лазерного принтера: принцип лазерной печати

Как работает струйный принтер

Свойства и основные характеристики принтеров

Принцип работы лазерного принтера

Блок сканирования

Картридж

Блок закрепления

В чем отличие по скорости и качеству печати

Где лучше скорость печати

Качество текста, картинок и фотографий

Возможность засыхания и последствия

Что выбрать для объема

Цветные лазерные принтеры

Пятый этап: закрепление

Процесс лазерной печати складывается из пяти последовательных шагов:

1. Зарядка фотовала

2. Лазерное сканирование

3. Наложение тонера

4. Перенос тонера

5. Закрепление тонера

Согласно использованию

Промышленные 3D-принтеры

Большие 3D-принтеры

Дешевые 3D-принтеры

3d карандаш

История возникновения лазерной печатной техники

Особенности цветной печати

Популярные представители

Устройство картриджа