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
- 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
- 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
- Canon LBP- 2900/3000/3200, Canon i-Sensys LBP6000,
- Brother HL-1230/1240/1440
- Epson EPL- 5700/ 5900L
- Lexmark Optra E312; Lexmark E210 ; Lexmark E322; Lexmark T520/ T620
- Samsung ML-1210
- Kyocera
На базе лазерных принтеров созданы многофункциональные печатающие устройства (МФУ) , включающие в себя принтер/сканер/копир может включаться факс и модем.
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.
Наверно, сложно себе представить человека в нынешнем обществе, никогда не слышавшего о компьютерах и периферийной технике для них На сегодняшний день данные устройства стали практически незаменимыми в жизни современных потребителей. Одними из вспомогательных элементов для быстрой и удобной работы являются принтеры. Как правило, подобную технику можно встретить практически в каждом офисе, а вот для домашней эксплуатации ее приобретение встречается гораздо реже. Тем не менее, многие знают о существовании этих устройств, но далеко не все понимают принципы работы принтера.
Различают два основных типа печатающих устройств -- струйные и лазерные. лазерного принтера, естественно, не похожи на принцип действия так как и конструкция у них разная. На сегодняшний день потребители предпочитают выбирать модели с лазерной печатью, аргументируя это более высоким качеством. Конечно, такие модели имеют стоимость гораздо выше, но если есть постоянная необходимость в получении качественного изображения, то цена отходит на второй план.
Итак, в чем же заключаются принципы работы лазерного принтера? В первую очередь, следует отметить, что они основаны на особенностях конструкции необходимого изображения происходит по электрофотографической технологии. Она заключается в том, что каждая точка на листе располагается в конкретном месте на странице с помощью изменения на специальной пленке. Она, как правило, состоит из полупроводника, способного менять электропроводность под действием излучения. Такая же технология обычно применяется в ксероксах.
Какими бы ни были принципы работы лазерного принтера, ничего бы не получилось без вращающегося барабана, являющегося главным конструктивным элементом всего устройства, ведь именно с его помощью происходит перенесение изображения на лист бумаги. Он представляет собой некий цилиндр из металла, который покрыт той самой специальной полупроводниковой пленкой. Прежде всего, поверхность этого барабана заряжается положительными или отрицательными ионами.
Далее с помощью лазера создается тончайший световой луч, который перемещается по барабану, отражаясь от нескольких линз и зеркал. Попадающий на поверхность барабана точечный свет разряжает его в месте соприкосновения. Лазером, как правило, управляет микроконтроллер, включающий и выключающий его при необходимости. Обычно, формирование изображения на барабане происходит построчно. По окончанию составления картинки в одной строке, специальный двигатель, называемый также шаговым, слегка проворачивает барабан, чтобы появилась возможность дальнейшей работы лазера. Таким образом, на поверхности цилиндра появляется изображение, состоящее из заряженных точек. Эти точки чередуются с разряженными, расположенными в тех местах, где не должно быть изображения.
На следующем этапе принципы работы лазерного принтера подразумевают непосредственное нанесение изображения на лист бумаги. Перед этим на заряженные места на поверхности барабана налипает тонер, имеющий противоположный заряд. При этом барабан медленно вращается, чтобы краска распределялась равномерно. Продолжая вращаться, цилиндр с нанесенным на него тонером соприкасается с поверхностью бумаги, в результате чего краска переносится на лист.
Далее бумага должна пройти между двумя валами. Как правило, верхний вал имеет высокую температуру, а нижний вал прижимает лист к верхнему. Таким образом, частички краски нагреваются и закрепляются на поверхности бумаги. В последнюю очередь барабан очищается от остатков тонера специальным приспособлением, а затем на всю его поверхность вновь наносится заряд.
Изобретение принтера, вне всякого сомнения, один из самых великих научных переворотов в истории печати после появления печатного станка Гутенберга.
Острая необходимость в принтере возникла в 1950-х годах, когда появились электронные вычислительные машины. Вычисления перепечатывались большой командой машинисток, которые день и ночь строчили на пишущих машинках.
Пишущая машинка XIX века.
Для компаний это было не только затратно, но и чревато ошибками. И тогда ученые задумались о том, как соединить компьютер с печатной машинкой. Так возникло устройство Uniprinter.
Для печати использовался так называемый лепестковый механизм: печатные знаки были нанесены на металлические подвижные лапки, похожие на лепестки. Лапка-лепесток с тем или иным знаком прижималась к бумаге через красящую ленту, оставляя оттиск. Поменяв «лепестки», можно было изменить шрифт или алфавит. За минуту машина печатала до 78 тыс. символов, что в сотни раз быстрее скорости самой проворной машинистки.
Первый коммерческий ксерографический аппарат Model A.
Далее печатные технологии стали развиваться по нарастающей.
Принцип работы матричных принтеров во многом похож на Uniprinter. С той разницей, что печать на бумаге получалась не за счет оттиска, а за счет маленьких иголочек, из набора которых формировался необходимый символ.
Параллельно с игольчатым принципом разрабатывались технологии струйной печати. Научную основу в этом направлении заложил британский физик и нобелевский лауреат Лорд Рэлей, который еще в XIX веке изучал распад струи жидкости и формирование капель.
Разные компании предлагали свои способы печати управляемыми струями чернил. Однако у всех было нечто общее. На дне емкости с чернилами формировалась капля, которая при помощи пьезоэлектрического эффекта или повышения температуры выстреливала на бумагу. Эта технология была доведена до ума лишь к концу 1970-х годов.
Лазерный принцип печати, вопреки распространенному убеждению, появился задолго до матричных и струйных принтеров - в конце 1930-х годов. Он основан на электрографическом методе печати, изобретенном американцем Честером Карлсоном.
Честор Карлсон со своим изобретением.
На алюминиевый цилиндр (фотобарабан) подается отрицательный заряд, а затем лазерный луч снимает этот заряд там, где необходима печать. Далее на барабан наносится порошкообразная краска, которая прилипает в «обеззаряженных» местах. И когда барабан соприкасается с бумагой, на ней остается отпечаток, который благодаря высокой температуре надежно приклеивается к поверхности.
Этот принцип применялся в первых копировальных аппаратах. А в 1969 году специалисты компании Xerox нашли способ превратить копир в принтер. Таким образом, именно Xerox стоит у истоков лазерной печати, а принтеры Xerox до сих пор пользуются заслуженным спросом как у домашних пользователей, так и у офисных работников.
Современный принтер производства компании Xerox.
Однако не всем из них известно, что не так давно появилась новая, твердочернильная технология печати, по некоторым параметрам превосходящая лазерную. В настоящее время Xerox является единственной компанией, выпускающей твердочернильные принтеры.
Впрочем, твердочернильная технология – это уже отдельная тема.
Сегодня вряд ли представите жизнь без интересных книжек, глянцевых журналов с красивыми картинками и многофункциональных устройств для сканирования, печати и копий размером с Mac Pro.
Но даже примитивные методы нанесения текста или изображения на поверхность были обыденностью далеко не всегда.
Чтобы осознать масштаб, копнем в историю печати - да поглубже !
Как «печатали» до появления принтеров
Когда смотришь на символы, которые люди долгое время выбивали на камнях или глиняные таблички с мудреными закорючками, понимаешь, что сотни лет эволюции методов печати прошли не зря.
Носители: проблема выбора
Первым значимым шагом в истории печати можно считать появление папируса, который был создан в Египте из одноименного материала.
Вторым - создание пергамента, родиной которого оказался город Пергама. Для его изготовления использовалась кожа животных, которая выделывалась таким образом, чтобы на нее можно было легко наносить чернила природного происхождения.
Когда смотришь на современную бумагу, за которую в любом ближайшем канцелярском магазине просят копейки, даже представить не можешь трудоемкость производства двух первых материалов.
Кстати, бумагу, которую изобрели в древнем Китае, считают настоящей революцией в печатном деле. Сначала она состояла из бамбука и шелковичного дерева.
Для производства бумаги ингредиенты варили в котле. Затем перебивали специальными молотками в кашу, из которой и формировались бумажные листы - почти тоже самое происходит и в современной мире.
Перенос изображения или офсет
Жаль, в темные времена грамотных было мало, а исторические книжки переписывали с ошибками. Поэтому автора идеи офсетной печати сегодня не определить.
Бытует мнение, что туземцы насмотрелись, как насекомые пробивают лапками листья, и создали первые трафареты для печати.
Похожий принцип используется и сегодня. Готовое изображение переносится с инструмента на носитель: бумагу, металл, фольгу и так далее.
И никто не спорит, что настоящий прорыв в офсетной печати произошел в XV веке, когда немецкий ювелир по фамилии Гутенберг придумал метод наборных букв.
Демонстрация печатного станка Гутенберга
По его идее каждый знак в зеркальном отражении отливался из свинца, который обволакивали сразу в картон, а потом резину. Таблицы со скомпонованным текстом мазали чернилами и прислоняли к бумаге - вот и вся наука .
Первые «станки» для печати
Конечно, после этого (лет эдак через 200) у наших предков появилось желание упростить изменение печатных текстов без создания новых громоздких трафаретов, столешниц-колодок и так далее.
Тогда размер трафарета уменьшили до одной буквы и создали первый печатный станок, авторство которого приписывают Генри Миллю. Королева Англии запатентовала его в 1714 году.
Первый печатный станок. Музейный экспонат.
Принцип печатных машинок не изменился по сей день. Читатели старше 30 лет познакомились с ним в юности, а современные хипстеры могут найти в музеях.
Это тандем окрашенной ленты, которая находится возле бумаги, и молоточков с символами , которые выбивают текст.
Что интересно, достаточно часто при печати использовали ленты разных цветов. С помощью них выделяли первые буквы в главах книг или вообще абзацах. И это было прообразом современных цветных принтеров.
Печатные машинки и QWERTY
В 1808 году была создана первая популярная печатная машинка. Модель, которая пошла в серию, разработал итальянец Терри Пеллегрино - он создал пишущий аппарат для слепой подруги.
А уже в 1863 году появился предок современных печатных машинок. Сначала американцы Кристофер Лехтем Шоулз и Самуэль Суле, которые работали в типографии, придумали приспособление для быстрой нумерации страниц. И это вдохновило их на создание неудобной, но работоспособной пишущей машинки.
Они получили патент на изобретение в 1865 году - машинка не имела цифр, а буквы (только строчные) располагались в алфавитном порядке.
Молоточки расположенных рядом букв машинки то и дело застревали. Поэтому их соотечественник Шоулз разработал привычную нам раскладку QWERTY, в которой встречающиеся часто буквы разнесены максимально далеко - да, дело здесь не в удобстве набора, а в технических проблемах печатных машинок из далекого прошлого.
Печатная машинка Underwood
В 1895 году мир увидела печатная машинка Underwood, которая стала символом печатного дела в начале прошлого века.
Переходной этап в истории
Первым «принтером» называют устройство Чарлза Бэббиджа, которое он так и не воплотил жизнь. Его воссоздали по чертежам изобретателя в наши дни.
Решение представляло собой громоздкий усложненный вариант печатной машинки из 4 тыс. деталей общим весом в 2,5 тонны.
Но настоящие принтеры появились только в середине прошлого века с изобретением электронно-вычислительных машин - прообразов современных компьютеров.
Какие были принтеры и виды печати
Печать в середине прошлого века не шла ни в какое сравнение с современной по качеству и скорости.
Одним из первых подобий современного принтера считают решение Remington-Rand, которое создали для компьютера Univac в 1953 году. Он мог печатать 600 строк по 120 символов в минуту.
Традиционная матричная печать
В 1964 году инженеры компании Seiko Epson Corporation впервые реализовали идею матричной печати в устройстве, которое работало в роли часов и печатало точное время: изображение создавалось из точек, наносимых на бумагу иглами через красящую ленту.
Аналогичного принципа придерживаются и современные принтеры: печатающая каретка двигается вдоль листа и наносит символы ударами иголок через красящую ленту. «Матричный принтер» потому и матричный, что изображение складывается из разрешения матрицы, образуемой расположением игл.
Принтер EP-101
Уже через четыре года Epson выпустили миниатюрный принтер EP-101, который пользовался популярностью у производителей настольных калькуляторов и счетных машин.
Это интересно:
Название всемирно известного бренда Epson появилось как результат желания компании создавать продукты, которые стали бы потомками первого принтера EP-101 или его «сыновьями» - «Ep-son».
И с 1975 года принтеры, компьютеры и другие устройства, производимые компанией Suwa Seikosha, продаются под маркой Epson.
Немного позже мир увидел LA30 компании DEC - он мог печатать до 30 символов в секунду на бумаге специального размера.
Но настоящим символом матричной печати до 90-х годов стал принтер Epson MX-80, который объединял относительную доступность и приемлемую производительность.
Аналогичные матричные принтеры Epson закупаются до сих пор и используются для печати на официальных бланках и документах в государственных учреждениях. Здесь им равных нет, ведь тот же паспорт не засунешь ни в лазерный, ни в струйный принтер.
Лазерная печать
Первенство в производстве лазерных принтеров принадлежит компании XEROX. В 1969 году она начала работу над переносом технологии своих копировальных аппаратов, которые уже использовали принцип лазерной печати, на принтеры. В 1971 выпустила первый прототип, а в 1977 - серийный принтер.
В данном случае лазерный луч создает на поверхности вращающегося фотобарабана участки с электрическим зарядом, к которым притягивается тонер (порошок), выполняющий роль краски.
Лист бумаги протягивается через вал лазерного принтера, при этом частицы тонера примагничиваются к нему. Для того чтобы порошок не осыпался с бумаги, специальная печка «запекает» его на поверхности листа при температуре до 200 градусов.
Важным этапом в развитии лазерных принтеров стал 1984 год. Тогда компания Hewlett-Packard начала выпускать серию доступных принтеров LaserJet, которые отличались неплохой плотностью точек. Но эволюция таких устройств фактически остановилась, и конструкция почти не менялась с тех времен.
Лазерные принтеры можно использовать для печати текстовых документов. Но из-за сравнительно низкого разрешения и высокой стоимости расходных материалов делать фотографии с их помощью нецелесообразно. Поэтому для создания профессиональных отпечатков – используются только струйные аппараты.
Современная струйная печать или капельный метод
В 1833 году Феликс Саварт обнаружил и задокументировал, что капли жидкости, проходя через узкое отверстие, всегда получаются однотипными. Именно этот принцип и лег в основу такого способа перенесения изображения на бумагу - как струйная печать. Но только в 1951 году компания Siemens запатентовала работающее устройство, которое умело разделять струю краски на однотипные капли.
В 1977 году Siemens запатентовала устройство последовательной печати, которое работало по принципу drop-on-demand.
Суть принципа «drop-on-demand» заключается в выпуске чернил только при необходимости.
Печатающая головка такого принтера, плотно покрытая микроскопическими отверстиями, двигается из стороны в сторону, а капли чернил выходят наружу под действием давления от пьезокерамического элемента.
Уже в 1979 году компания Canon изобрела метод печати, в соответствии с которым капли выпускались на поверхность небольшого нагревателя рядом с соплом и регулировались конденсацией скоплений красителя. Они назвали это «пузырьковой печатью».
В 1989 году мир увидела технология Epson Micro Piezo. В отличие от «пузырьковой печати» Canon, здесь вместо нагрева используется ток. Это повысило надежность и долговечность печатной головки, позволило добиться точного контроля над размером капель для высокого качества и сильно расширило универсальность струйной печати.
Stylus Color
В 1996 году Epson создала первый шестицветный струйный фотопринтер Stylus Photo, который перевернул представление о фотопечати. С этого момента компания сохраняет имидж производителя лучших печатных устройств для фотографов.
Интересно, что в струйных принтерах на основе пьезоэлектрической технологии - одна долговечная печатная головка на все цвета, а в лазерных устройствах каждый картридж представляет собой сложное устройство с барабаном, которое при замене обойдется очень дорого
Редкая светодиодная печать
Первый светодиодный принтер в 1987 году выпустила компания OKI. А в 1998 она разработала первое цветное решение, работающее по такому же принципу.
Вместо лазера в данном случае используются светодиоды, которые выборочно вспыхивают для создания электронного рисунка на барабане. Это позволяет добиться большей скорости печати и использовать меньше тонера.
Некоторые светодиодные принтеры сегодня предлагаются по куда более привлекательной цене, чем лазерные. Но из-за регулярных поломок, небольших предельных нагрузок и требовательности к качеству тонера они все еще не завоевали популярность.
Сублимационная печать
В 1957 году французский ученый Ноэль де Плассе обнаружил, что некоторые красители могут сублимировать - переходить из твердого состояния в газообразное, минуя жидкое.
А в 1985 его идеи начали применять компании Kodak и Mitsubishi Electric. Но успеха не добились. Сфера применения этого метода в те годы была сильно ограничена, так как для его использования связано со сложными особенностями, а печать не отличается скоростью.
В 1996 году компания Citizen разработала технологию Micro Dry, с помощью которой твердый носитель можно наносить прямо на поверхность.
Изображение печатается специальными чернилами на специальных термотрансферных носителях (бумагах), а затем опять же в специальных термопрессах (каландрах) переносится непосредственно на необходимый предмет или поверхность.
Такие принтеры подходят для печати на кружках, футболках, подушках и многом другом. И в нашей стране это стало одним из популярных видов малого бизнеса.
С помощью сублимационных принтеров изображения печатают на специальной трансферной бумаге для дальнейшего переноса их с помощью нагрева на ткань, керамику и даже металл.
Чего добились принтеры сегодня?
Несмотря на расхожее мнение, струйные принтеры сегодня занимают доминирующее положение на рынке, отодвигая лазерные на второй план.
Всему виной - универсальность первых и дороговизна в обслуживании вторых.
Многофункциональность и микро-габариты
За годы истории устройства для печати значительно уменьшились в габаритах. Сегодня они без проблем помещаются даже на небольшом столе дома или в офисе и не мешают своим присутствием.
Epson L486
При этом наибольшей популярностью пользуются МФУ - многофункциональные устройства, которые кроме цветной и черно-белой печати предлагают сканирование и копирование документов и изображений.
Рекордно низкая себестоимость печати
Основная особенность современных принтеров, которую продвигает компания Epson - печать без картриджей. Вместо них используются системы непрерывной печати (СНПЧ) - встроенные чернильные емкости, которые элементарно заправляются без помощи специалистов.
Самостоятельная заправка принтера
Ранее уже были кустарные самодельные системы СНПЧ. Но именно Epson предложила заводское решение - шестицветный L800, который в свое время стал легендой фотопечати. Дополнительные чернила для всех принтеров после него стоят в 2,5 раза дешевле картриджей из прошлого, а их объем в 10 раз больше - в итоге это в 25 раз выгоднее.
Именно поэтому сегодня печать документов, фотографий, открыток и всего, что душа пожелает стоит копейки - это выглядело настоящей фантастикой еще несколько лет назад.
Подробнее о системах СНПЧ и популярных решениях на их базе расскажет видео:
У компании Epson широкая линейка принтеров с СНПЧ, которые подойдут под нужны каждого: черно-белые и цветные домашние решения, а также офисные варианты для средних и больших объемов печати. Они отличаются габаритами, скоростью и возможностями, а также себестоимостью каждой напечатанной страницы.
Большая скорость печати каждой страницы
Сегодня струйные многофункциональные принтеры работают со скоростью до трех десятков страниц в минуту и даже больше.
Современным устройствам для печати не нужны нагревательные элементы и как следствие время на прогрев, поэтому они приступают к операции сразу после отправки задания с помощью компьютера, мобильного приложения или с самого принтера.
Нескромный запас хода для ЧБ и цвета
Если еще «вчера» принтеры как мухи дохли даже от домашней нагрузке, сегодня все изменилось. И топовые производители дают гарантию 12 месяцев или несколько десятков тысяч копий.
Важное преимущество компании Epson перед конкурентами в данном случае - система Micro Piezo. В ней вместо нагрева чернил используется электрический импульс. Поэтому головка перестает быть расходным материалом и в реальном использовании время без поломок многократно увеличивается.
При этом многофунциональное устройство готово к печати фотографий или документов в любое время без исключений.
Подключение к смартфонам: iPhone и Android
Как и другая электроника современные принтеры без проблем работают через мобильное приложение в паре со смартфоном или планшетом.
Работа со смартфоном
Таким образом доступ к принтеру можно получить из любой точки земного шара - так можно печатать текстовые и другие офисные документы, фотографии, веб-страницы и так далее.
Кроме этого с помощью мобильных приложений принтеров обычно можно осуществлять печать из облачных сервисов Dropbox, Google Drive, Box, Microsoft OneDrive и так далее.
В итоге: Уже сегодня понятно, что сотни лет прогресса не прошли зря и упростили процесс печати по максимуму. А многофункциональность каждого популярного устройства сделала его незаменимым для дома и офиса.
Мы же продолжаем углубляться в тему и готовить отдельные более подробные и узкие материалы о печати, чтобы расставить все оставшиеся точки над «i» .