Устройство и принцип работы лазерного принтера

Другие виды принтеров

Существует множество других технологий, по каким-либо причинам не прижившихся, или тех, которые используются только в определенных сферах. Так, сублимационные принтеры как альтернатива струйным все-таки не получили распространения в офисной печати, но успешно применяются, например, в полиграфии. Они имеют очень высокий уровень цветопередачи и качества картинки.

Барабанные принтеры тоже уже вышли из употребления, хотя скорость их работы была и остается самой высокой среди всех существующих печатающих устройств.

Название свое он получил благодаря главному элементу – барабану, равному ширине листа, с рельефным изображением букв и цифр.

Барабан вращался, и в момент прохождения над листом нужного символа специальный молоточек ударял по бумаге, отпечатывая букву или цифру через красящую ленту. Распечатки такого принтера узнаваемы: их шрифт похож на шрифт пишущей машинки, со «скачущими» буквами.

Лепестковые (или ромашковые) принтеры по принципу работы схожи с барабанными, только набор букв располагался на гибких лепестках диска, который вращался.

Нужный лепесток прижимался к красящей ленте и бумаге, оставляя отпечаток. Получить цветной отпечаток можно было, поставив ленту другого цвета.

За историю своего развития принтеры были не только барабанными и ромашковыми, но и шаровыми, гусеничными, цепными. Отличались они принципом действия, но, как видно, ни один из них не стал широко распространен. Свои первые места в рейтинге популярности на сегодняшний день занимают более «умные» устройства: струйные и лазерные.

Возможные проблемы и способы их устранения

Если мотор лазера засвистел или заклинил — смажьте его ось

Одна из самых часто встречающихся неисправностей с блоком лазера заключается в блокировании или подклинивании такого элемента, как подшипник многогранного зеркала. Появляется подобная проблема вследствие пыли, которая попадает внутрь корпуса блока, повышения нагрузки, оказываемой на печатающий узел, а также недостаточной балансировки зеркала

Чтобы избежать дальнейшего заклинивания вышеназванного элемента и полного выхода всего блока из строя, важно вовремя обратить внимание на появившийся повышенный шум в виде свиста. Чтобы своевременно решить проблему необходимо тщательным образом очистить все оптические детали от скопившейся на них пыли. Но учтите, что для этого не следует прибегать к помощи агрессивных жидкостей, иначе можно смыть напыления, которыми обычно покрывают рабочие грани линз и зеркал

Действовать следует предельно аккуратно – ни в коем случае не смесители ни один из компонентов блока лазера

Но учтите, что для этого не следует прибегать к помощи агрессивных жидкостей, иначе можно смыть напыления, которыми обычно покрывают рабочие грани линз и зеркал. Действовать следует предельно аккуратно – ни в коем случае не смесители ни один из компонентов блока лазера.

На следующем этапе следует заняться смазкой. Но использовать в данной ситуации густые вещества нельзя, т.к. они непременно забьют все воздушные каналы подшипника многогранного зеркала. Поэтому лучше воспользоваться жидкими смазками типа автомобильной WD-40 (также можно использовать тормозную жидкость от автомобиля). Остатки смазки после нанесения на ось детали следует удалить с помощью безворсовой салфетки.

Если же вдруг вы заметили, что перестал работать лазерный диод, то не спешите его выбрасывать. В процессе диагностики для начала нужно проверить двигатель многогранного стекла, а только потом сам диод. Следовательно, проблема может заключаться в первом элементе. К тому же некоторые умельцы научились приспосабливать лазерные диоды от печатающих устройств для резки, к примеру, пенопласта. Обычно для этой цели нужно хорошо настроить линзу и подыскать подходящий блок питания. Кроме того, лазерные диоды могут быть использованы для нанесения надписей, местного нагрева и выжигания. На основе данной детали и остатков оптики от принтера лазерной модели можно получить фотоплоттер для печатных плат или т.н. химического травления картин на стекле или металлах.

Как работает картридж лазерного принтера?

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Лазерный принтер

Лазерная технология (а если быть точными, – электрографическая технология) появилась еще в 1938 году. Этот способ печати, называемый сначала электрографией, потом – ксерографией, а сегодня более известный как лазерная печать, отличается скоростью, экономичностью и высоким качеством отпечатка.

Главной деталью устройства является так называемый фотобарабан, который сохраняет на поверхности электрический заряд, причем он «свой» у каждой точки.

Лазерный луч, попадая на барабан, «засвечивает» отдельные точки барабана, снимая с них заряд. Управляя лучом, можно «рисовать» на барабане заряженными и незаряженными участками.

Частицы специального состава (тонер) просыпаются на барабан и прилипают только к заряженным точкам, формируя тем самым изображение. Оно и переносится на бумагу, «вплавляясь» в нее под действием высокой температуры и давления.

Такая технология дает очень хороший результат: скорость печати значительно выше, чем в струйном принтере (даже в персональном лазерном принтере – 10-20 страниц в минуту).

Качество печати тоже очень высокое, кроме того, отпечаток устойчив к трению и влаге и хорошо держит цвет, чем не могут похвастаться предыдущие устройства.

Плюсом лазерного принтера является и его способность печатать практически на любой бумаге, не теряя при этом в качестве отпечатка.

Но, безусловно, и это устройство не идеально. Среди минусов – высокая стоимость (хотя вопрос спорный: лазерный принтер дороже струйного при покупке, но намного дешевле в обслуживании) и не всегда качественное воспроизведение цвета.

Как недостаток выделяют и краевые искажения – изменение формы букв или рисунка по краю листа (например, овальная точка). Однако эта проблема сегодня решается при помощи линз специальной формы.

Светодиодная печать (LED)

Ответвлением лазерной технологии является светодиодная печать. Их отличие – в источнике света. Вместо одиночного лазерного луча – целая линейка светодиодов. Каждой точке в линии соответствует свой светодиод, поэтому источник света не движется, в отличие от лазерной технологии.

В этом – первое преимущество: меньше механики – выше уровень надежности. Второе преимущество – высокая скорость (от 40 страниц в минуту). Помимо этого, качество печати выше, чем у лазерного принтера, поскольку краевые искажения отсутствуют.

Однако есть у светодиодного принтера один существенный минус – высокая стоимость.

Характеристики

Качество картинки

При выборе техники надо обратить внимание на количество сопел и поддерживаемое разрешение. Чем выше показатели, тем чётче и ярче будет печать.
Тип бумаги

Лучше, когда принтер может печатать на листах разной толщины, имеющих как матовое, так и глянцевое покрытие.
Скорость печати. На этом параметре не стоит зацикливаться, ведь при высокой скорости работы струйника теряется качество картинки. Для высокоскоростной печати лучше лазерный принтер.
Шумность. Современные бытовые модели издают не более 40 дб, промышленные принтеры могут издавать более громкий звук, но и они в сравнении с более старыми моделями менее шумные.

Узел фиксации изображения или «печка»

Для того что бы изображение стало долговечным его нужно зафиксировать. Фиксация изображения происходит с помощью входящих в состав тонера добавок, имеющих определенную температуру плавления. За фиксацию изображения отвечает третий основной элемент лазерного принтера (рис. 6) —узел фиксации изображения или «печка». С физической точки зрения фиксация осуществляется за счет вдавливания в структуру бумаги расплавленного тонера и последующего его застывания, что придает изображению долговечность и хорошую стойкость к внешним воздействиям.

Рис. 6 Узел фиксации изображения или печка. Вверху вид в сборе, внизу со снятой планкой бумагоотделителя.

1 -Термопленка; 2 — Прижимной вал; 3 — Планка отделителя бумаги.

Рис. 7 Нагревательный элемент и термопленка.

Конструктивно «печка» — может состоять из двух валов: верхнего, внутри которого находится нагревательный элемент и нижнего вала, необходимого для вдавливания расплавленного тонера в бумагу.В рассматриваемом принтере НР 1200 «печка» состоит из термопленки (рис. 7) — специального гибкого, термостойкого материала, внутри которой находится нагревательный элемент, и нижнего прижимного ролика, который прижимает бумагу за счет подпорной пружины. За температурой термопленки следит термодатчик (термистор). Проходя между термопленкой и прижимным валиком, в местах контакта с термопленкой бумага разогревается приблизительно до 200° C˚. При такой температуре тонер расплавляется и в жидком виде вдавливается в текстуру бумаги. Что бы бумага не прилипалак термопленкена выходеиз печки стоят отделители бумаги.

Вот собственно мы и рассмотрели – «как устроен принтер». Эти знания помогут нам в дальнейшем для выяснения причин поломок и их устранения.Но нев коем случаи не стоит самому лезть в принтер если вы не уверены что сможете его починить, этим вы только сделаете хуже. Лучше не экономить,а доверить это дело профессионалам, ведь покупка нового принтера вам обойдется значительно дороже.

Как выбрать принтер

Правильно выбрать принтер – задача, в общем, довольно сложная. Но решаемая. Просто нужно определиться, для каких целей Вам нужно печатающее устройство.

Офисный или домашний?

Вообще, разница между «домашним» и офисным принтером – в объемах печати.

Обычно пользователю, даже если он распечатывает «много», хватает 400-500 страниц в месяц. В офисе этот объем может быть в десятки раз больше.

Поэтому «лазерники» (как и светодиодники, кстати) чаще выбирают для офиса, а «струйники» – на рабочий стол дома. При необходимости большого объема печати в домашних условиях устанавливается СНПЧ.

Покупка в целом может обойтись сравнительно недорого – от тридцати до ста долларов.

Качество печати

Вообще, качество печати – параметр довольно неоднозначный. Часто он определяется по принципу «нравится — не нравится», а о вкусах, как известно, не спорят. Однако есть и объективная характеристика — разрешение (dpi). Именно от него зависит, насколько четкой получится распечатка.

Стандартными разрешениями (в пределах офисной печати) являются: 600, 1200, 2400 пикселей на дюйм. Чем больше, тем лучше.

Но все же не стоит гнаться за этим параметром – практически все современные модели отличаются высоким разрешением.

Стоимость печати

Выбирая принтер, следует ориентироваться не только на стоимость самого устройства, но и на стоимость его обслуживания в дальнейшем.

Если Вы планируете печатать не много, и при этом хотите сэкономить на бумаге и расходных материалах, можно выбрать недорогую модель принтера с небольшим объемом возможной нагрузки.

Для тех, кто планирует печатать много, более разумным будет вариант дорогого принтера с достаточно большой месячной нагрузкой и дорогими (но экономичными в работе) расходными материалами.

Вообще, как показывает практика, при выборе принтера действует одна закономерность: чем дороже принтер, тем ниже стоимость печати. Но это верно лишь тогда, когда речь идет о базовой комплектации, без «наворотов».

Цена может быть «накручена» за счет дополнительных устройств вроде памяти, устройства двусторонней печати, дополнительных лотков для бумаги и прочих возможностей, которые, кстати, не всегда оказываются действительно нужными и полезными.

Существенно увеличивает цену принтера беспроводной способ соединения.

Безусловно, дороже (причем в разы) будет стоить многофункциональное устройство (МФУ). Однако, задавшись целью приобрести принтер, сканер и ксерокс в одном, хорошо подумайте, действительно ли Вам нужны все три функции.

По поводу цен следует сказать еще вот что. На счастье покупателя, конкуренция среди производителей достаточно высока. А это значит, что безосновательно завышать цены они не могут себе позволить.

И все-таки разница между печатающими устройствами одного класса от разных производителей может колебаться в пределах 10-15%. И эти суммы часто не более чем переплата за имя.

  • https://tehnofaq.ru/kak-ustroen-i-rabotaet-strujnyj-printer/
  • https://www.originalam.net/articles/struinye-printery.html
  • http://www.neumeka.ru/printer.html

Струйный принтер

Принцип работы струйного принтера схож с действием матричного: изображение создается из точек. Только вместо головок с иголками в них используется матрица (головка), которая печатает жидкими красителями.

Печатающая головка может быть встроена в картридж с красителем или закреплена в самом устройстве (в этом случае используются сменные картриджи с чернилами, и головка при этом не демонтируется).

Принтеры со встроенной матрицей производят такие фирмы как Epson и Canon. Hewlett-Packard, Lexmark используют подход, при котором печатающая головка встроена в картридж.

«Струйники» имеют свою классификацию по многим признакам. Так, они различаются по типу используемых чернил.

Чернила могут быть:

  • водные (используются в большинстве бытовых и офисных устройств);
  • масляные (применяются для промышленной маркировки);
  • пигментные (оптимальный вариант для получения изображений высокого качества – фото, например);
  • сольвентные (используются для печати наружной рекламы, плакатов, стендов, так как стойки к воде);
  • термотрансферные (с их помощью наносится изображение на одежду).

Есть еще спиртовые чернила, но они не получили широкого распространения, поскольку очень быстро высыхают на головке.

Различают несколько типов «струнников» и по назначению. Ведь если применение принципов работы матричного принтера сегодня ограничено банковской сферой, то струйные используются во многих областях. Итак, по своему назначению они могут быть:

  • офисные (те, что стоят в большинстве офисов, – для печати на бумаге малых форматов);
  • широкоформатные (применяются в области наружной рекламы);
  • интерьерные (для печати плакатов, стендов и прочих элементов оформления интерьера);
  • маркировочные (из названия ясно – для маркировки разного рода деталей);
  • фотопринтеры (для печати фото);
  • сувенирные (используются для печати на небольших предметах – дисках, телефонах, заготовках сложной формы);
  • маникюрные (новшество в салонах красоты – аппарат для нанесения на ногти сложного рисунка).

В большинстве офисов используется, как Вы уже догадались, офисный принтер. Он вполне подходит и для бытовых нужд – вывода текста или изображений на бумагу – и производится множеством фирм: Epson, HP, Canon, Lexmark и др.

Офисные принтеры, как и фотопринтеры, оснащаются одной головкой на каждый цвет и имеют очень хорошую цветопередачу (особенно при постоянном использовании). Кроме того, по сравнению с матричными, офисные «струйники» работают достаточно тихо.

Но качество печати может быть высоким только при условии использования бумаги со специальным покрытием – на обычной офисной края букв или рисунка могут «лохматиться».

Скорость печати превзошла матричные принтеры всего на несколько секунд. При этом отпечатки подвержены воздействию воды, выцветают, размазываются (правда, многое зависит и от качества чернил).

Помимо этого, устройство довольно капризно: бесперебойная работа возможна только при условии регулярного печатания всеми картриджами (при длительном застое краска на головке просто засыхает).

Но главный недостаток – это высокая стоимость обслуживания. Краска в картриджах заканчивается довольно быстро, и их требуется периодически менять, а это обходится недешево.

Эту проблему отчасти решила СНПЧ – система непрерывной подачи чернил.

Преимущества и недостатки лазерного принтера

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.

Основные функциональные узлы лазерного принтера

Конструкция любого лазерного принтера независимо от конкретной модели, производителя и возможностей включает в себя несколько основных функциональных узлов:

  • барабан. Именно на него наносится тонер посредством электростатического притяжения и отталкивания согласно закону Кулона;
  • ракель. Он предназначен для очистки барабана от остатков тонера перед нанесением нового;
  • коронатор. Это устройство предназначено для электростатической зарядки барабана;
  • лазер и система зеркал. Будучи источником когерентного электромагнитного излучения, он точечно разряжает барабан;
  • магнитный вал. На нем закрепляется тонер для последующего переноса на поверхность барабана;
  • печка. Она предназначена для запекания тонера, оставшегося на бумаге. Поэтому листы, вышедшие из лазерного принтера, имеют достаточно высокую температуру;
  • модель управления (контроллер) – микропроцессорная система, управляющая всем этим оборудованием.

И цветные, и монохромные лазерные принтеры имеют в своей основе именно эти функциональные узлы. Меняется только система и возможности. Например, в цветных лазерных принтерах установлено четыре барабана – для каждого из фундаментальных цветов (красный, желтый, синий и черный) – и так называемая лента переноса, которая предназначена для передачи изображения, сформированного соответствующими тонерами, на бумагу.

Как работает струйный принтер

  1. Протяжные ролики затягивают бумагу внутрь аппарата.
  2. На печатающую головку подаются чернила. Они смешиваются в определённой пропорции для получения необходимого оттенка, а затем выдавливаются через сопла на листок.
  3. На головку передаются координаты изображения и код наносимого цвета. Мотор активирует приводной ремень, который передвигает головку по заданным координатам.
  4. После смешивания краситель через мелкие сопла выводится на бумагу. Способ вывода будет зависеть от принципа печати (термоструйная или пьезоэлектрическая печать). Первый вариант подходит для водных чернил, второй – для пигментных.
  5. Цветные чернила распыляются на бумагу со скоростью 20-25, чёрные – более 35 тыс. капель/с. Можно печатать 10 и более страниц на минуту.

Методы нанесения изображения

Пьезоэлектрический

Метод основан на способности плоских пьезокристаллов, связанных с диафрагмой, менять свою форму под действием проходящего через них электричества. Сжимаясь и разжимаясь, кристаллы заставляют чернила выходить из головки наружу и формировать на бумаге рисунок, состоящий из мелких точек. Метод используют компании Epson, Brother.

Рис. 8

Метод газовых пузырей

Метод называется Bubblejet. Для печати дюзы (сопла) оборудуются специальными элементами, сильно нагревающимися под влиянием электричества. После нагрева жидкая краска превращается в газовые пузырьки, увеличиваясь в объёме и повышая давление, под которым излишки красителя выходят наружу. Технология активно применяется компанией Canon.

Рис. 9

Рис. 10

Метод drop-on-demand

В технике задействован отдельный механизм, работающий совместно с нагревателем. Он быстро и точно наносит краску в нужных местах листа, обеспечивая высокую контрастность и насыщенность цветов. Такой принтер можно использовать для печати полутоновых графических изображений.

Ссылка на основную публикацию