Принцип работы лазерного принтера от заряда до закрепления

Что такое лазерный принтер, как работает, из чего состоит, как устроен

Принцип работы лазерного принтера не такой сложный, как может показаться рядовому пользователю, ранее не вникающему в устройство работы офисной техники. В этой статье мы детально разберемся из чего состоит и как устроен аппарат. Поможет в этом подробная схема действия «лазерника». Отдельно рассмотрим, что такое картридж и благодаря чему тот печатает, чем собственно выполняет 80% работы всего механизма.

Откуда взялась лазерная печать?

В середине прошлого столетия, а если быть точным, то в 1938 году, американский физик и изобретатель первым запатентовал способ переноса сухих красок на листы бумаги. Все это оказалось возможным при использовании статической энергии в виде электричества. Уже через 10 лет компания Xeror взяла за основу метод электрографического переноса в своих первых аппаратах печати. Чтобы «довести до ума» и выпустить технику, которая автоматически выполняла печать, потребовалось еще десятилетие. Только тогда появились принтеры, которые можно было так назвать.

Первая модель называлась Xerox 9700 и в продажу поступила в 1977 году. Пользователями такой техники были большие офисы и предприятия. Некоторые характеристики того устройства даже соответствуют современным требованиям. Например: скорость работы 120 листов за минуту, дуплексная двухсторонняя печать. Через пять лет в 1982 выходит первая модель для домашнего использования. Ее выпускает компания Canon. После начинается бурное развитие рынка, на котором один за другим появляются разные бренды со своими моделями.

Из чего состоит техника

В магазинах можно купить модель под любые нужды с минимальным или очень большим набором разных функций. Но в основе каждого лазерного принтера лежит одна и та же технология и принцип действия. Основа — фотоэлектрическая ксерография, а внутри устройство можно разделить на несколько больших частей.

1. Механизм сканирования лазером. Блок состоит из большого количества линз и зеркал. Все они способны вращаться, чтобы в итоге наносить нужное изображение на поверхность фотобарабана. Само нанесения происходит специальным лазером только в нужных местах. Получается невидимая картинка, потому как попросту изменяется заряд поверхности, и невооруженным глазом это увидеть нереально. Управляет работой сканирующего механизма контроллер с растровым процессором.
2. Блок переноса изображения на бумагу. Второй блок состоит из картриджа и ролика переноса заряда. Сам же картридж довольно сложный механизм, который включает в себя фотобарабан, вал заряда и магнитный. Именно фотовал может менять свой заряд под воздействием работы лазера.

Обмен данными и «общение» между разными узлами принтера происходит при помощи интерфейсного блока.

• В большинстве случаев в лазерных устройствах используются порошковые красители, которые изначально имеют положительный заряд. Потому лазер будет «рисовать» изображение отрицательным, за счет чего произойдет притягивание тонера к поверхности фотовала. Такой вариант используется в технике фирм Xerox, HP, Canon. Это позволяет максимально детализировать рисунок на бумаге.

Устройство картриджа

Основным элементом любого печатающего устройства является картридж. Это может быть обычный, который состоит из двух бункеров, для тонера и отработки, и фотоцилиндра. Еще бывают драм-картриджи. Их конструкция позволяет разделить его на тонер и фотоэлемент.

Выглядит картридж примерно так, как указано на рисунке ниже. В зависимости от модели внешний вид может отличаться. Но принцип печати лазерного принтера остается неизменным независимо от конструкции. Состоит из таких частей:

• Бункер для тонера, в котором хранится порошок, ожидая своего времени применения для печати.
• Магнитный вал, через который тонер попадает с места хранения на фотоэлемент.
• Дозирующее лезвие контролирует толщину слоя порошка, который наносится на поверхность барабана.
• Ракель очищает фотобарабан после его контакта с листом бумаги после переноса красителя на бумагу от его остатков.
• Ролик заряда производит заряд поверхности фотовала.
• Отсек для отработанного порошка.

Практически все основные элементы со временем приходят в негодность, но могут быть заменены, так как являются расходными материалами. Сам картридж можно перезаправлять большое количество раз до полного износа шестерен и элементов корпуса.

Схема и принцип действия

Заряд фотобарабана

Фотоцилиндр лазерного картриджа покрыт специальным чувствительным слоем зеленого или синего цвета. Реже, но бывают и другие оттенки. В зависимости от производителя лазерного принтера, заряд, переданный на вал, может быть положительного и отрицательного заряда. Сам же процесс может быть осуществлен двумя способами.

1. Используется специальная вольфрамовая нить (коротрон) с покрытием углеродными, а также золотыми или платиновыми частицами. Для заряда фотобарабана создается магнитное поле за счет высокого напряжения, подаваемого на нить. Основным минусом этого элемента является постоянное загрязнение, что приводит к ухудшению отображения рисунка или текста уже на бумаге.
2. Ролик заряда более качественно (не оставляет загрязнения на бумаге со временем) выполняет работу чем коротрон. Он выполняет ту же функцию. Визуально выглядит как металлический вал, покрытый проводящим электричество веществом. В основном это специальная резина или поролон. Передача заряда происходит во время прикасания с фотовалом. Ресурс ролика гораздо меньше, чем у коротрона.

Создание изображения

На этом этапе на поверхности фотовала формируется невидимое изображение, которое соответствует тому, что Вы видите на экране монитора своего компьютера или ноутбука. Этот процесс называется экспонированием. Рисунок занимает поверхность с отрицательным или положительным зарядом. Работу по смене заряда производит лазерный луч, который сначала попадает на зеркало, а потом на линзу.

Одна строчка рисунка формируется включением или выключением лазера. Потом барабан проворачивается и наносится новая часть картинки. Все происходит за считаные доли секунды. Лишний тонер собирается ракелем и попадает в бункер отходов.

Проявка

Основной частью этого процесса является магнитный вал в виде металлической трубки с магнитным сердечником внутри. Деталь плотно прилегает к фотоцилиндру и бункеру с тонером. Во время работы он крутится, а за счет наличия магнита внутри, притягивает на свою поверхность краситель. Одновременно наносит тонер на поверхность фотоэлемента. В местах, где заряд тонера отличается от такой же характеристики вала, чернила «прилипают».

Перенос на бумагу

В этой части процесса применяется ролик переноса. Металлическая основа позволяет изменять его заряд, а тем самым передавать его листам бумаги. Аналогично как с магнитным валом, происходит «передача» порошка с фотовала уже на бумагу. Статическое напряжение позволяет удерживать порошок на поверхности, но вне принтера он попросту будет рассыпаться по листу.

Закрепление

Чтобы тонер на поверхности был надежно закреплен, его, в прямом смысле слова, запекают в бумагу. Этому способствует свойство тонера расплавляться под воздействием высокой температуры, которая создается печкой внутри лазерного принтера. А также в процессе участвуют два вала. На верхнем расположен нагревательный элемент, а нижний производит вдавливанием бумаги для надежной фиксации. Термопленка, которая участвует в процессе, нагревается до температуры около 200 градусов. Схематически все выглядит так.

Пленка используется в моделях бюджетных серий. В более дорогих применяется тефлон и лампы. Это увеличивает срок службы механизма закрепления.

Видео

Особенности цветной печати

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

В многопроходном варианте используется «посредник». Это может быть отдельный вал или лента. Сначала наносится один цвет за первый оборот фотовала. Потом второй и все остальные по очереди. Время работы увеличивается в четыре раза для полного нанесения цветного изображения. После этого готовая картинка попадает непосредственно на бумагу.

Важные особенности цветных лазерных принтеров:

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

Принцип работы лазерных принтеров

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

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

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

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.

Первый этап: образование заряда фотобарабана (фотовала)

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

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

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

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

Второй этап: экспонирование

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

Третий этап: проявка

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

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

Четвертый этап: перенос

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

Пятый этап: закрепление

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

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

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

Как устроен и работает лазерный принтер

Лазерные принтеры стали незаменимыми атрибутами офисной оргтехники. Такая популярность объясняется большой скоростью и невысокой себестоимостью печати. Чтобы понять, как работает эта техника, следует знать устройство и принцип работы лазерного принтера. На самом деле, вся магия аппарата объясняется простыми конструктивными решениями.

Принцип работы лазерного принтера

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

Блок сканирования

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

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

Картридж

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

Блок закрепления

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

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

Особенности оборудования

В качестве тонера используют положительно заряженные порошковые красители. Тогда как лазер проецирует картинку отрицательными частицами. То есть, по законам физики тонер будет притягиваться к фотопроводнику – цилиндру.

Подобный принцип взяли на вооружение бренды «Ксерокс», «Кэнон» и НР. Такой подход позволяет организовать высокую степень детализации изображения. Но в этом случае расход тонера немногим увеличен.

Производители лазерной техники «Эпсон», Kyocera и Brother используют свою технологию печати. Частицы тонера здесь имеют отрицательный заряд, а лазер меняет полярность не участков, где окажется порошок, а пустующих зон. То есть проецирование происходит методом исключения. Подобное решение позволяет более равномерно разместить краситель по бумаге и при этом сэкономить порошок.

Техника премиального уровня оснащена более продвинутыми технологиями. К примеру, помимо работы с лазером и цилиндром идёт уменьшение статического заряда бумаги, что препятствует слипанию листов. Такой функционал придётся как нельзя кстати, если речь идёт о больших объёмах печати. Тонер в отличие от красок для струйных принтеров надёжно удерживается на оттиске: не истирается, не пачкается, и сохраняется заметно дольше.

Конструкция картриджа

Расходный материал для лазерной печати – тонер – располагается в картридже. Рядовое устройство состоит из трёх основных отсеков, где находятся краситель, отработка и фотовал. В качестве тонера чаще всего выступают порошкообразные зёрна. В чёрной-белых моделях располагается всего один контейнер.

Красители различаются по качеству состава – степенью намагниченности и дисперсностью, а также размером зерна. Поэтому как таковых универсальных тонеров не бывает. Как правило, производили техники стараются подогнать потребности целой линейки принтеров под какой-то один краситель, а не делать оригинальной каждую модель.

Габариты картриджа могут быть самыми разными и зависят от конкретного принтера. Бытовые модели с низкой отдачей комплектуются скромными по размерам контейнерами, тогда как профессиональная техника идёт с массивными, иногда даже двойными или тройными блоками. Но конструкционные особенности устройств примерно одинаковы.

Основные элементы лазерного картриджа:

1. Отделение для тонера, где находится порошкообразный краситель.
2. Подвижный вал, подающий тонер на фотоэлемент.
3. Дозатор, регулирующий объём красителя для барабана.
4. Ракель, очищающий поверхность от использованного тонера для наложения нового слоя.
5. Магнитный ролик, заряжающий фотовал.
6. Отсек для использованного тонера.

Некоторые принтеры оснащаются чипованными картриджами, что позволяет отслеживать количество распечатанных листов, остаток красителя и другую информацию. Все данные отражаются в фирменном приложении производителя, которое устанавливается вместе с драйверами.

Картриджи неоднократно можно заправлять, а отдельные элементы (ролики, шестерни, валы) при необходимости заменять. За редким исключением можно встретить одноразовые решения. Но практичность покупки таких устройств под большим вопросом.

Процесс рождения оттиска

Появление изображения или текста на бумаге будет состоять из таких последовательных этапов:

• заряд барабана;
• экспонирование;
• проявка;
• перенос;
• закрепление.

Заряд барабана

Как работает фотозаряд? Он формируется на фотобарабане (где, как уже понятно, зарождается и само будущее изображение). Для начала происходит снабжение зарядом, который может быть как отрицательным, так и положительным. Происходит это одним из следующих способов.

1. Используется коронатор, то есть вольфрамовая нить с покрытием из углеродных, золотых и платиновых включений. Когда в дело вступает высокое напряжение, между этой нитью каркасом проносится разряд, который, соответственно, создаст электрическое поле, передающее заряд на фотобарабан.
2. Однако использование нити приводило со временем к проблемам с загрязнением и ухудшением качества распечатанного материала. Гораздо лучше действует ролик заряда с аналогичными функциями. Сам он похож на металлический вал, который покрыт токопроводящей резиной или поролоном. Идет соприкосновение с фотоцилиндром – в этот момент ролик и передает заряд. Напряжение здесь значительно ниже, но и детали изнашиваются гораздо быстрее.

Экспонирование

Это и есть работа освещения, в результате чего часть фотоцилиндра становится токопроводящей и пропускает заряд через металлическое основание в барабане. А участок, подвергшийся экспонированию, становится незаряженным (или приобретает слабый заряд). На этом этапе формируется еще невидимое изображение.

Технически это осуществляется так.

1. Лазерный луч падает на поверхность зеркала и отражается на линзу, которая распределит его в необходимое место на барабане.
2. Так система линз и зеркал формирует строчку вдоль фотоцилиндра – лазер то включается, то выключается, заряд то остается нетронутым, то снимается.
3. Строка закончилась? Фотобарабан повернется, и экспонирование продолжится снова.

Проявка

В этом процессе большое значение имеет магнитный вал из картриджа, похожий на трубку из металла, внутри которой находится магнитный сердечник. Часть поверхности вала помещена в заправочный тонер бункера. Магнит притягивает к валу порошок, и он выносится наружу.

Важно регулировать равномерность распределения слоя порошка – для этого существует специальное дозирующее лезвие. Оно пропускает лишь тонкий слой тонера, отбрасывая остальное назад. Если лезвие установлено неправильно, на бумаге могут появиться черные полосы.

После этого тонер продвигается на участок между магнитным валом и фотоцилиндром – здесь он притянется к проэкспонированным участкам, а от заряженных оттолкнется. Так изображение становится уже более видимым.

Перенос

Чтобы изображение появилось уже на бумаге, в дело вступает ролик переноса, в металлическую сердцевину которого притягивается положительный заряд – он переносится на бумагу благодаря специальному прорезиненному покрытию.

Итак, частички отрываются от барабана и начинают перемещаться на страницу. Но удерживаются они здесь пока только из-за статического напряжения. Образно говоря, тонер просто насыпается там, где нужно.

Вместе с тонером могут попасть пыль и ворсинки бумаги, но они снимаются вайпером (специальной пластиной) и отправляются прямиком в отсек отходов на бункере. После полного круга барабана процесс повторяется.

Закрепление изображения

Для этого используется свойство тонера расплавляться при высоких температурах. Конструктивно это в этом оказывают помощь два следующих вала:

• в верхнем расположен нагревательный элемент;
• в нижнем в бумагу вдавливается расплавленный тонер.

Иногда подобная «печка» представляет собой термопленку – специальный гибкий и термостойкий материал с нагревательной составляющей и прижимным роликом. Её нагрев контролируется датчиком. Как раз в момент прохода между пленкой и прижимной частью бумага и разогревается до 200 градусов, что позволяет ей легко впитать в себя ставшим жидким тонер.

Дальнейшее остывание идет естественным образом – в лазерных принтерах обычно не требуется установка дополнительной охлаждающей системы. Однако здесь еще раз проходит специальный очиститель – обычно его роль исполняет фетровый вал.

Фетр обычно пропитывают специальным составом, что помогает смазать покрытие. Поэтому другое название такого вала – масляной.

Особенности цветной печати

Среднебюджетная лазерная техника комплектуется четырьмя разноцветными контейнерами с чёрным, синим, жёлтым и красным тонером. Премиальные модели предлагают более широкий ряд оттенков, куда также включены неспектральные цвета, вроде пурпурного или коричневого.

Принцип работы цветных принтеров аналогичен черно-белым с той лишь разницей, что каждый картридж оставляет свой цвет, после чего уступает место другому. Бюджетные модели комплектуются обычным валом, который выступает в роли посредника. Здесь за каждый оборот наносится отдельный цвет. После вал делает оттиск на бумаге.

Технология 4-проходной лазерной печати HP

Более продвинутые в техническом плане модели для каждого контейнера/цвета имеют отдельный лазер, что заметно ускоряет процедуру печати. Но такая техника стоит заметно дороже, поэтому использовать её в бытовых условиях нецелесообразно.

Что касается качества оттисков, то струйные принтеры здесь выигрывают. Порошкообразный сухой тонер не может передать всю сочность цветов, с чем прекрасно справляется вязкая краска. Цена цветного лазерного принтера в разы больше струйного. Последний проигрывает только по стоимости комплектующих: тонер гораздо дешевле одноразового картриджа.

Принцип работы лазерного принтера

Лазерные принтеры широко применяются для печати документации в офисе и дома. Высокое качество печати и скорость работы обусловлены особенностями конструкции. Для того чтобы понять принцип работы оборудования, необходимо детально изучить устройство. Кратко рассмотреть этот вопрос не получиться, но чем детальнее мы все разберем, тем понятнее будет ответ.

Устройство лазерного принтера

В основе работы лазерного принтера лежит фотоэлектрический принцип ксерографии. Конструкция включает в себя сложные механизмы и узлы, которые можно разделить на три основных блока.

1. В основе лежит печатающий механизм.
2. За сканирование отвечает контроллер с растровым процессором.
3. Обмен данными осуществляется при помощи интерфейсного блока.

Элементы печатающего механизма:

• фотобарабан со статическим зарядом, меняющийся в зависимости от освещения;
• лазер и система зеркал обеспечивает засвечивание определённых участков на фотобарабане;
• промежуточный блок, необходимый для переноса изображения на конечный носитель;
• блок хранения и подачи тонера, в основе которого лежит картридж;
• механизмы протяжки бумаги из лотка к печатающей головке;
• нагревательные элементы для проявления изображения на листе.

Как устроен картридж

Картридж состоит из тонера и барабана. Тонер по химическому составу представляет собой измельчённый полимерный материал. Порошки в зависимости от производителя отличаются по консистенции и физическим свойствам. Тонер отличается от чернил качеством получаемого изображения, но при работе с ним необходимо соблюдать осторожность.

Важно. Для качественной печати на лазерном принтере необходимо вовремя менять расходные материалы. Заправлять некачественным тонером картриджи не рекомендуется.

Барабан представляет собой цилиндр с фотопроводящей поверхностью. Магнитный вал заряжает тонер, а лезвие очистки очищает от неиспользованного тонера.

Как работает лазерный принтер

Принцип работы лазерного принтера состоит в создании предварительного изображения на барабане и последующем переносе его на бумагу. Качественный отпечаток получается за счёт точечного нанесения точек на фотобарабан при помощи лазера и системы зеркал. В основе принципа действия лазерного принтера лежит физический процесс ксерографии.

Чтобы понять, как печатает устройство, необходимо детально изучить этапы и принцип работы лазерного принтера:

1. Обработка изображение и зарядка барабана заряженными частицами.
2. Далее происходит предварительное создание изображения.
3. Следующий этап включает в себя проявку при помощи тонера.

Закрепление происходит при помощи высоких температур. Конструкция обеспечивает высокое качество печати и скорость работы. Технология постоянно развивается, предлагая новые решения.

Заряд фотобарабана

Для того чтобы сформировать предварительное изображение, необходимо создать электрический заряд на поверхности барабана. Могут быть положительные и отрицательные частицы, в зависимости от модели принтера и особенностей конструкции.

Существует два способа передать заряд:

• Коронатор представляет собой нить из вольфрама, содержащая вкрапления из золота или платины. Под воздействием напряжения, создаётся электрическое поле, которое переносится на барабан. При таком способе со временем ухудшается качество распечатанного материала.
• Ролик заряда – это вал с нанесённым на него слоем из резины или поролона. При взаимодействии с барабаном передаётся электричество. При этом методе образуется пониженное напряжение, которое позволяет продлить срок службы сложным механизмам.

Экспонирование

Процесс создания предварительного изображения на фотобарабане называется экспонированием. На поверхности барабана полупроводниковое покрытие, которое при попадании света начинает проводить ток. Освещение появляется благодаря тонкому лучу лазера и сложной системе зеркал.

По заданным параметрам луч формирует изображение, снимая заряд на засвеченных участках. Нанесение рисунка или текста происходит точечно. В результате получается на поверхности из отрицательно заряженных частиц. Вращение барабана происходит при помощи шагового двигателя. Точки наносятся по всей окружности.

Проявка

Изображение проявляется при помощи тонера и магнитного вала. Механизм представляет собой трубку из металла с магнитным сердечником. При помощи вращения, тонер притягивается к валу. Дозирующее лезвие обеспечивает равномерное распределение краски по всей поверхности. Слой образуется путём прохождения тонера через зазор между лезвием и барабаном.

Внимание.Необходимо правильно установить механизм, чтобы избежать появление дефектов на распечатанном документе. Лишний тонер приводит к точкам и полоскам.

Магнитный вал работает циклично. В процессе работы притягиваются новые частицы, создавая изображение. Излишки порошка сбрасывают в специальный контейнер.

Перенос

На бумагу изображение переносится также при помощи заряда. Подвижные механизмы подают лист из лотка к фотобарабану, рядом с которым находится вал для переноса изображения. Частицы тонера передаются по схеме на бумажный носитель из-за статического напряжения. Излишки краски попадают обратно в бункер. При помощи специальных элементов, на поверхности листа удаляется пыль и мелкие частицы. Восстановление заряда после целого цикла происходит при помощи коротрона. Далее процесс повторяется, пока всё изображение не перенесётся на бумагу.

Закрепление

Следующим этапом печати на лазерном принтере происходит закрепление. Данный этап необходим, чтобы на бумаге осталось изображение. Под воздействием высоких температур, тонер начинает плавиться, что позволяет прочно закрепиться на поверхности. Когда лист проходит между двух роликов происходит нагрев.

Справка. В зависимости от модели печка может нагреть порошок до 200–350 °C.

• Термопленка используется в недорогих лазерных принтерах. Она сильно подвержена механическим воздействиям.
• Тефлоновая конструкция нагревает поверхность при помощи лампы. Надёжная и долговечная конструкция.

Контроль температуры происходит при помощи датчика. В случае превышения значений, устройство автоматически отключается. Чтобы лист не приклеивался к барабану, на выходе стоит разделительный механизм. При соблюдении основных правил эксплуатации, данные элементы редко выходят из строя.

Цветная печать

Лазерная цветная печать широко используется для печати качественных изображений. С учётом того, что принтер создаёт субстрактивную цветовую модель, удаётся получить любой оттенок. Это происходит за счёт поглощения и отражения разных световых волн. При введении чёрного цвета, на выходе получаются насыщенные цвета. Лазерный принтер состоит из большого количества модулей и блоков, которые позволяют смешивать цвета, и переносить изображение на лист. Модели отличаются по техническим характеристикам и принципу работы.

Какой принцип печати используется в цветных лазерных принтерах?

В отличие от чёрно-белого принтера, принцип работы цветного оборудования отличается. Перед началом печати, принтер обрабатывает изображение и разбивает его на монохром. Всего используется четыре основных цвета: голубой, пурпурный, жёлтый и чёрный. Для каждого из них предусмотрен отдельный отсек. В процессе печати оттенки смешиваются. Модели отличаются по конструкции и принципу действия.

Способы цветной печати:

1. В первом случае изображение формируется для каждого отдельного цвета. Печать происходит за несколько проходов, что сказывается на скорости обработки документа. Из-за особенностей конструкции, такие принтеры имеют большие габариты.
2. Современные модели позволяют одновременно наносить на фотобарабан все четыре основные цвета. На лист изображение переносится за один проход. В результате последовательного прогона сокращается время печати, не в ущерб качеству изображения. Данный способ позволяет добиться более ровной цветопередачи.

Цветной лазерный принтер является высокотехнологичным устройством. Изделие, как правило, имеет свой процессор и HDD. Широко применяется технология переноса изображения на промежуточную секцию. Способ позволяет продлить срок службы изделия, т. к. отсутствует контакт печатающего механизма с бумагой. Такие устройства подойдут для использования в офисе и в домашних условиях.

Как работает лазерный принтер

Устройство лазерного принтера и принципы печати. Преимущества и недостатки использования лазерного принтера в повседневной жизни.

Многие полагают, что лазерный принтер назван так, потому что он выжигает изображения на бумаге лазером. Однако, одного лазера недостаточно, чтобы получить качественный отпечаток.

Самым важным элементом лазерного принтера считают фотобарабан. Он представляет собой цилиндр, покрытый светочувствительным слоем. Другой необходимый компонент тонер – красящий порошок. Его частицы вплавляются в лист бумаги, оставляя на нем нужное изображение.

Фотобарабан и бункер с тонером чаще всего являются частью одного цельного картриджа, который вдобавок имеет еще множество других важных деталей – ролики заряди и проявки, чистящее лезвие и бункер для отработанного тонера.

А теперь рассмотрим как же это все происходит более подробно.

Этапы работы принтера

Электронный документ отправляют на печать. В этот момент печатная плата обрабатывает его, а лазер посылает цифровые импульсы на картридж. Заряжая фотобарабан отрицательными частицами, лазер переносит на него изображение или текст, которые надо напечатать.

Когда лазерный луч попадает на барабан он убирает заряд и на его поверхности остаются незаряженные зоны. Каждая частица тонера заряжена отрицательно и соприкасаясь с фотобарабаном, тонер прилипает к незаряженным фрагментам под воздействием статического электричества. Это называется проявкой изображения.

Специальный валик с положительным зарядом прижимает лист бумаги к фотобарабану. Поскольку противоположно заряженные частицы притягиваются, тонер прилипает к бумаге.

Дальше бумага с тонером нагревается до температуры порядка 200 градусов с помощью термовала так называемой печки. Благодаря этому тонер расправляется и изображение надежно фиксируется на бумаге. Поэтому свежеотпечатанные на лазерном принтере документы всегда теплые.

На последнем этапе происходит снятие заряда с фотобарабана и его очистка от оставшегося тонера, для чего используется чистящее лезвие и бункер для отработанного тонера.

Вот так и происходит процесс печати. Лазер рисует будущее изображение заряженными частицами. Фотобарабан ловит и передает на бумагу красящий порошок. Тонер прилипает к бумаге под действием статического электричества и приплавляется к ней.

По такому же принципу работает копировальная техника.

Преимущества лазерного принтера

Считается, что скорость печати у лазерного принтера выше чем у струйного. В среднем это 27-28 отпечатков в минуту. Поэтому их используют для печати большого количества документов.

Устройство не сильно шумит во время работы. Качество печати очень высокое при низкой себестоимости отпечатка, что достигается за счет низкого расхода и цены тонера. Стоимость большинства моделей лазерных принтеров также вполне доступна.

Много лет ведутся споры по поводу того, наносит ли лазерный принтер вред здоровью. Частицы тонера, используемого при лазерной печати, настолько малы, что легко проникают в организм человека, оседают и накапливаются в дыхательных путях. При постоянном контакте с тонером на протяжении 15-20 лет могут развиться головные боли, астма и другие заболевания.

Однако, производители принтеров уверяют, что от ежедневного использования принтера нет никакого вреда. Технологии производства постоянно совершенствуют, а картриджи тестируют в лабораториях.

Опасность может возникнуть лишь при попытке самостоятельно вскрыть и перезаправить картридж. Частицы тонера могут попасть в легкие и очень плохо выводятся из организма, поэтому лучше доверить заправку принтера специалистам.

Скорость, срок службы и качество печати у лазерных принтеров действительно на высоте. Это устройство незаменимо в работе и повседневной жизни многих пользователей и не так прихотливо как капризные струйники, у которых часто бывают проблемы с печатью при перезаправках.

Если же вам все-таки досталась не самая удачная модель лазерного принтера и вы пользовались им совсем не много, то не отчаивайтесь. KupimToner выкупает новые принтеры от разных брендов, а также комплектующие к ним, предлагая достойную цену.

Принтер HP LaserJet Pro M104A
Принтер Samsung SL-M2020
Принтер Brother HL-1112R

Струйный принтер – из чего состоит и как работает

В современной жизни никак не обойтись без устройства, которое выводит на бумажный либо иной твердый носитель электронную информацию, одним словом – без принтера. Практически каждому человеку в той или иной степени приходится сталкиваться с распечаткой документов, фотографий, графиков либо других файлов, не говоря об офисах крупных компаний с большим документооборотом. Выбирая принтер, сначала следует определиться с типом аппарата по способу печати, который зависит от его преимущественного использования. Они бывают струйными, лазерными, матричными, сублимационными, светодиодными и другими узкоспециализированными (не принимая во внимание 3d аппараты объемной печати). В данном материале будут рассматриваться особенности устройства и принцип работы струйного принтера.

Определение и общий принцип работы

Струйный принтер — это печатающее устройство, использующее в своей работе жидкую краску, которая переносится на бумагу либо другой твердый носитель микро-струйками. Эта технология была открыта еще в середине XX века и основывалась на том, что капельки жидкости, проходящие через микроскопические отверстия, имеют одинаковую консистенцию. А через десятилетие был открыт метод инициации процесса выдавливания микро-капель посредством воздействия электрического тока, что и легло в основу первых моделей струйных печатающих аппаратов.

Если кратко описывать принцип работы устройства, то он выглядит следующим образом. Жидкий краситель изначально находится в специальных емкостях в картридже, которые связаны с печатающей головкой (главным элементом струйных аппаратов) посредством гибких трубочек. При печати чернила подаются на головку, которая содержит тысячи микро-отверстий (сопел), а затем под большим давлением выдавливаются через эти дюзы в виде микро-капель на твердый носитель. Для переноса всего изображения печатающая головка (ПГ) движется вдоль страницы, не касаясь ее, и стреляет микро-струйками необходимого цвета.

На заметку! При печати к ПГ подаются чернила всех цветов, а неиспользованные оттенки возвращаются для вторичного применения. Так обеспечивается движение краски всех колеров, чтобы предупредить их засыхание.

Виды принтеров

Вышеописанный способ подачи чернил посредством насоса высокого давления был не очень удобным, так как по мере циркуляции неиспользованных цветов постепенно испарялся растворитель, в результате чего краска густела и пропадала, забивая в том числе ПГ. Кроме того, аппараты с такой системой имели внушительные габариты. Тогда, чтобы капля определенного цвета подавалась в сопло по требованию, то есть – когда это необходимо (а не постоянно), разными компаниями начали проводиться исследования по усовершенствованию технологии, и в 1977 году был изобретен пьезоэлектрический метод, а двумя годами позже термические — пузырьковый и Drop-on-demand (в переводе – падение по требованию).

Пьезоэлектрические модели

Процесс работы данных моделей основывается на физических свойствах пьезокристалла, который расширяется под действием электрического тока. Так, при печати электричество проходит по системе и деформирует кристалл, который в свою очередь начинает выдавливать необходимое количество чернил через сопло на бумажный лист, а остаток — обратно в систему. Такой вид впервые был представлен и начал использоваться в производстве компанией Epson.

Из главных плюсов такой системы можно отметить возможность регулирования размеров микро-капель: для зоны сплошного заполнения – покрупнее, для маленьких элементов – помельче, с возможностью выброса трех разных видов за один проход каретки, что увеличивает скорость получения распечатки. Кроме того, такие принтеры надёжны, неприхотливы, а благодаря маленькой капле обеспечивают хорошее качество и экономическую выгоду. Но есть у технологии и недостатки: высокая стоимость пьезоэлектрической ПГ, размещение ее преимущественно внутри корпуса аппарата (а не на картридже), что усложняет замену и чистку при необходимости, а также высокие требования к бумаге.

Газовые модели

Данная технология также называется пузырьковой и запатентована фирмой Canon. Она основана на увеличении объема газовых пузырей, которые выталкивают краску через дюзы. Происходит это таким образом – термоэлемент в ПГ под воздействием электротока греется до большой температуры (+500 0 С), отчего газовые пузыри, находящиеся в системе, постепенно расширяются и начинают выталкивать капельки чернил на бумажный лист. Во время этого процесса в результате взаимодействия с красителем сопла начинают охлаждаться, тем самым уменьшая инжектируемый пузырь и освобождая путь в камеру новой порции чернил.

При пузырьковом способе печати задействовано меньшее количество деталей, что обеспечивает надёжность и высокий срок службы принтера. Такие аппараты отлично справляются с распечаткой изображений больших размеров, но при выводе на бумагу графиков в области сплошного заполнения краской можно наблюдать размытость, которая вызвана разбрызгиванием чернил вокруг основной капельки.

На заметку! Данные принтеры имеют повышенные требования к характеристикам используемого красителя: водная основа, термостойкость и совместимость с материалами изготовления ПГ.

Drop-on-demand аппараты

Технология «Дроп-он-дэманд» в основном используется в аппаратах печати компании HP, которая ее разработала и запатентовала. Этот вид имеет общую основу с предыдущим, но отличается некоторыми принципиальными моментами:

• газовые пузырьки движутся вместе с чернилами, а не образуются только напротив дюзы (как в газовом методе);
• термоэлемент нагревается до 650 0 С, в результате чего вся порция чернил преобразуется в пар и в виде облачка выходит из сопла.

Такой принцип способствует более качественному заполнению сплошных зон, чем у пузырьковых принтеров. Кроме того, в данных аппаратах используется механизм, обеспечивающий большую скорость поступления чернильной жидкости в основную систему, а значит – более быструю печать. Также благодаря этому методу устройства лучше передают полутона. Но имеется достаточно весомый недостаток – из-за постоянного воздействия высоких температур ПГ быстро изнашивается. А так как она имеет не очень высокую цену, головку устанавливают на картридж и рекомендуют выбрасывать вместе с расходником по окончании краски.

Важно! Владельцам термоструйных аппаратов печати следует очень внимательно следить за наличием чернил в картридже, так как они являются единственным охлаждающим элементом печатающей головки. Поэтому печать при пустом расходнике приведет к перегреву и выходу из строя ПГ без возможности восстановления.

Устройство

Чтобы лучше понять принцип работы струйного принтера, необходимо ознакомиться с его устройством. Конструкция этого вида оргтехники достаточно сложная, поэтому состав и предназначения каждого узла будут рассмотрены в общих чертах.

Картридж

Картридж объединяет две части: первая — чернильный сосуд (резервуар), вторая — контактная площадка (пластина). В некоторых моделях на нем также расположена ПГ и чип. Картридж является основным расходником и делится на два вида:

• раздельный — в таких моделях используется чернильная жидкость только одного цвета (относится к ранним версиям струйников с многоцветной раскладкой);
• комбинированный — включает три емкости для колеров: синего, красного и желтого, но он предназначен для печатания небольших объёмов.

На заметку! Если в комбинированных картриджах заканчивается какой-либо один колер, приходится выкидывать весь сменный блок. Поэтому пользователи часто предпочитают раздельный вид расходников.

Печатающая головка

Основным узлом струйного принтера является ПГ. Она отвечает за распыление через сопла (микроотверстия) на поверхность страницы непосредственно капелек чернильной жидкости. При этом каждый производитель оргтехники сам определяет количество отверстий в ПГ.

Механизм подачи бумаги

Подача листов может осуществляться как по вертикали, так и по горизонтали. В первом виде загрузка бумаги производится через открытый люк, расположенный в верхнем модуле принтера, а во втором — через закрытый лоток из нижней части аппарата (как в книжном виде, так и в альбомном).

Схема работы такая: аппарат захватывает только верхнюю страницу и подаёт её на печать. Благодаря валику с прорезиненной поверхностью лист перемещается по тракту. А при помощи дополнительных резиновых роликов, сильно прижимающих бумагу к валику, обеспечивается ее устойчивость.

Моторы

В струйниках установлено четыре мотора, каждый из которых имеет своё назначение:

• первый приводит в движение валик, захватывающий лист и проталкивающий его по тракту;
• второй автоматически подаёт бумагу;
• третий приводит в движение печатающую головку;
• четвертый выталкивает чернила из сопел.

Датчики

В струйных аппаратах печати используются механические и оптические датчики: первый вид дает сигнал положения головки к листу, второй, состоящий из фотодиода и светодиода, определяет момент поступления бумаги в тракт. Кроме того, принтеры оснащаются Paper Width – сенсором, отвечающим за определение формата поступившего бумажного листа. Также в цепи питания принтера находится сенсор, сигнализирующий о попадании постороннего предмета в зону каретки.

Интерфейсные разъёмы и управление

Об интерфейсах — старые модели принтеров оснащены разъёмом LTP, современные бюджетные образцы оборудованы двумя портами: Ethernet и USB, а более продвинутые и дорогие изделия дополнительно комплектуются модулями Wifi и Bluetooth.

Относительно управления — более доступные принтеры и старые модели могут управляться только через компьютер, а большинство современных аппаратов имеют для этого специальную панель, на корой расположены разные клавиши или сенсорный дисплей.

Особенности струйников

Струйник может печатать как на бумаге, так и на других твердых носителях, включая плёнку для проектора. Ещё одна особенность таких аппаратов – это возможность дозаправки картриджа.

На заметку! Как показывает опыт многих пользователей, при должной сноровке картридж можно дозаправить 4-6 раз, а некоторые профессионалы могут увеличить количество до 11-13 раз.

Скорость печати

В среднем скорость печати черно-белого принтера — 160-210 cps, что составляет примерно 3 страницы в 60 сек (при максимальных показателях в 12-15 страниц). Цветной аппарат работает немного дольше. Как известно, скорость печати влияет на ее качество в обратной пропорциональности. Наиболее сбалансированными в этом смысле принтерами считаются HP 5525 и HP deskjet, имеющие скорость примерно 7-8 страниц в минуту.

Уровень шума

По шумности струйники можно разместить между лазерными и матричными аппаратами. Среднее значение данного параметра струйных моделей – 40дБ, тогда как уровень обычного разговора составляет 60дБ.

Качество и разрешение печати

Среднестатистическое разрешение струйных принтеров составляет 300/300 – 600/600 dpi. Но выпускаются аппараты с разрешением выше обычного, например, некоторые устройства от фирмы Canon характеризуются 720/360 dpi, а модели, предназначенные для печати фото, имеют показатель 1200˟1200 dpi.

На заметку! По качеству печати струйники догоняют лазерные образцы, но это справедливо для моделей, имеющих очень большое количество сопел на ПГ.

Обработка бумаги

Струйные аппараты не могут использовать рулонную бумагу. Также струйникам недоступна функция копирования, поэтому еще один экземпляр документа можно получить только при повторном распечатывании.

Чернила

Чернила – красящая жидкость, распыляющаяся по бумаге во время процесса печатания в струйных аппаратах. Она бывает двух видов: растворимая и пигментированная. Первый тип глубоко пропитывает бумажный лист, а второй — остается в верхних слоях. Основное разнообразие используемых цветов: синий, красный, жёлтый и черный, но в некоторых фирмах дополнительно выпускают зелёный и оранжевый.

Также струйники характеризуются разными способами подачи чернил. Существует два варианта: первый — из картриджа, второй – СНПЧ (система, непрерывно подающая чернила). Второй способ представляет собой подачу краски непосредственно из емкостей хранения по специальным гибким трубочкам напрямую в печатающую головку. При этом, если в ПГ чернила подаются из картриджа, то при длительном неиспользовании они могут засохнуть и заблокировать сопла. Поэтому пользователи предпочитают самостоятельно переделывать свои принтеры под СНПЧ, но для этого им приходится менять головки.

На заметку! У множества принтеров имеется функция, называемая режимом парковки. Она предполагает после окончания сеанса печати возвращение ПГ в исходное положение, что предотвращает высыхание чернил. Также в некоторых моделях имеется опция очистки сопел, для чего на корпусе принтера должна находиться соответствующая кнопка.

Преимущества и недостатки

Основные как положительные, так и отрицательные качества струйников описывались выше по каждой характеристике, но самые главные из них есть смысл выделить дополнительно.

В целом, сравнивая плюсы и минусы струйников, можно сделать вывод, что принтер больше подойдёт для дома и цветной печати, нежели для офиса. На видео можно увидеть, по какому принципу работает аппарат, своими глазами.

Самые надежные струйные принтеры 2019 года

Принтер Canon PIXMA PRO-100S на Яндекс Маркете

Принтер Canon MAXIFY iB4140 на Яндекс Маркете

Как устроен и работает струйный принтер

Одну из самых популярных и удобных технологий печати используют струйные принтеры. Они идеально подходят как для дома, так и для малого бизнеса, учитывая их в среднем небольшую стоимость и многофункциональные возможности. Струйные принтеры сочетают в себе удобство и уникальность, что описывает их как отличный выбор. Часто у пользователей возникает вопрос, как работает струйный принтер? Ответ на вопрос вы найдете в нашей статье.

1. Как возникла струйная печать
2. Что же внутри
3. Печатающая головка
4. Картридж
5. Механизмы подачи бумаги
6. Панель управления
7. Корпус
8. Как работает струйный принтер
9. Отличия между картриджами и СНПЧ
10. Различные виды чернил для работы со струйными принтеры

Как возникла струйная печать

Созданию струйных принтеров предшествовало изобретение Уильяма Томсона – самопишущие приборы для приёмных телеграфов. Принцип работы прародителей струйных принтеров основан на электростатических силах, с помощью которых осуществлялась запись какого-либо текста, посредством задания траектории падающим каплям чернил на бумагу. Дата создания этого устройства – 1867 год.

Самопишущие струйные приборы так бы и канули в лету, если бы не компания Siemens, которая намеревалась воссоздать и адаптировать под современные реалии технологию далекого прошлого. Что им и удалось в 1951 году, однако технологии тех струйных принтеров были весьма далеки от нынешних. Он был необходим для регистрации на бумаге каких-либо измерений и подсчетов каких-либо устройств, таких как: сейсмографы, электрокардиографию сердца, мультиметров и прочих.

Однако обладали огромным количеством недостатков:

• Дороговизна;
• Неаккуратность (пачкал бумагу);

Даже сами разработчики не питали многих надежд в отношении к своему изобретению. Однако, технологию струйных принтеров продвигали и модернизировали создавая устройства с отдельными печатающими головками, распыляющими механизмом и краской.

Кристаллы сыграли не последнюю роль в усовершенствовании технологий струйных принтеров. А точнее пьезоэлектрики. Не сильно глубоко залезая в физику пьезоэлектрики – кристаллы, способные при давлении, сгибании выдавать из себя электроны. Или наоборот – при подаче электрического тока могли сгибаться. Тем самым, при подаче тока, деформации подвергался кристалл, выталкивая из головки определенное количество чернил.

Конкуренция между компанией из страны «Восходящего солнца» и богатейшей фирмы США привело к скорейшему прогрессу оптимизации работ и эффективности устройств струйных принтеров. Инженер из японской компании Canon заметил, что если к наполненному красками шприцу прикасался горячий паяльник, происходило разбрызгивание содержимого шприца. Американцы поступили фактически аналогично .

Компания Canon использовала следующий метод : нагревали краску до температуры 400 градусов по цельсию , вследствие чего получалась капелька из газа , который после падал на бумагу . На западе технология была фактически аналогичная как у принтеров Canon, за исключением меньшего объема теплоты , необходимого для нагрева и пузырька красящей жидкости, падающего на бумагу , вместо капли.

Также были и другие новшества: более простая конструкция , что убавляло цену ; пьезоэлектрические пластины вместо пьезоэлектрических кристаллов.

Более значимым изобретением было добавление цветной головки компанией Hewlett-Packard , смешивающая желтый , голубой и алый цвета . Благодаря этой идее можно было получать практически любые оттенки на печати.

Что же внутри

В данной главе коротко описывается внутреннее устройство струйных принтеров, подробное описание их функций и механизмов работы будет представлено в следующей главе.

Cтруйный принтер состоит из следующих составных частей:

• Пишущей (печатающей) головки;
• Картриджа или СНПЧ(система непрерывной подачи чернил ) ;
• Механизма подачи бумаги;
• Датчиков;
• Панели управления и корпуса.

Начнём по порядку .

Печатающая головка

Печатающая головка — снабжена множеством микроскопических отверстий(сопел). Через эти отверстия выталкиваются чернила. Иногда это происходит посредством пьезоэлектрических пластин , иногда с помощью термоэлементов.

Печатающая головка обладает следующими характеристиками :

• Количество цветов ( в современных принтерах от 4 до 12) ;
• Размер чернильных капель ( хотя во многих принтерах размер капли может варьироваться ) ;
• Разрешение печати (измеряется в количестве капель на дюйм, чем выше этот показатель , тем качественнее печать) .

Внимание! При длительном перерыве между работами принтера краска можем засохнуть и забить печатающую головку.

Картридж

Как устроен картридж струйного принтера? Он представляет из себя емкость с чернилами и контактные пластины. Картриджи могут быть раздельными или комбинированными. В раздельным могут использоваться чернила только одного цвета, комбинированные обладают привилегией во множестве отсеков с разными цветами, в основном это пурпурный , голубой , желтый .

Помимо картриджей зачастую используется СНПЧ. Состоит из отсека с краской и эластичных труб, через которые текут чернила.

Механизмы подачи бумаги

Механизмы подачи бумаги. Бумага подаётся через вертикаль или горизонталь. Состоит из специальных валиков и моторчиков.

Панель управления

Панель управления. Работа всей этой системы струйных принтеров осуществляется посредством данной панели.

Корпус

Необходим для защиты от пыли и механических повреждений, а также для эстетики.

Как работает струйный принтер

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Отличия между картриджами и СНПЧ

У картриджей имеется своя аббревиатура – ПЗК ( перезаправляемые картриджи) или ДЗК (дозаправляемые картриджи ) .Из чего состоит картридж ? Состоит из прозрачного корпуса , что позволяет наблюдать за количеством оставшейся краски . Оснащён двумя отверстиями . Первый необходим для заправки , крышка данного отверстия сделана из силикона . Заправка осуществляется обычным медицинским шприцом . Второе отверстие предназначено для выравнивания воздушного давления .

В случае с картриджами доступна многократная перезарядка . Это становится возможным благодаря перепрошитым чипам на ПЗК.

СНПЧ – это прозрачные ёмкости для чернил, находящиеся рядом с принтером и подсоединенные с перезаправляемыми тонкими гибкими трубками . Объём такой емкости около 80 мл , что практическими в 40 раз больше среднего значения картриджей . Отсюда и заправлять надо СНПЧ крайне редко. Стопроцентная герметизация в емкостях обеспечивает равномерное давление.

Очень важно оценить преимущества и недостатки тех или иных устройств, провести параллель.

Цена системы непрерывной подачи чернил со специализированной установкой примерно в два раза превышает стоимость покупки обычных картриджей .Однако можно попытаться самому установить и настроить все необходимые системы , что сделаем скидку в 300-500 рублей. Поговорим о том, на что ориентироваться во время покупки. Для начала выделим наиболее значимые минусы той и другой системы. Установка ПЗК в устройство печати проста, без лишних хлопот, не мешают на рабочем столе, так как весят не особо много.

Однако следует выделить существенные минусы, из которых:

• Частая заправка чернил вследствие небольшого объема чернильницы, что довольно муторно, тем более невозможной без обыкновенного аптечного шприца. Затрата большого объёма времени и сил на данную процедуру.
• Извлечение картриджа для определения уровня чернил.
• Существует достаточно большая вероятность не уследить за количеством краски, и упустить момент, когда ее не станет, что приведет к завоздушиванию ПГ. Если речь о термоструйных принтерах, велик риск выгорания отверстий,
• Для минимального снижения уровня чернил необходимо вынимать ПЗК из гнезда.
• Частое вынимание и возвращение на место чернильниц приводит к тому, что контактные пути на чипах повреждаются, частая поломка картриджей ПЗК.

Заправка СНПЧ крайне проста и удобна , достаточно поместить нужное количество краски в емкость. Резкое окончание краски практически невозможно, так как бутылочки постоянно находятся перед глазами. С чернилами также нет никаких проблем.

Несмотря на это существуют и недостатки СНПЧ:

• Рядом с принтером должно быть свободное место, дабы размещать там бутылочки
• Любые движения и перемещения принтера крайне проблематичны, и во избежание различного рода проблем, следует закрывать все отверстия.
• Если чернила в бутылочках подвергаются свету солнечных лучей , они могут испаряться, постепенно терять насыщенность цвета и ощущать другие неприятные последствия.

Основные минусы печатных аппаратов в том, что один ухудшает свою работу из-за крайне частого использования, в то время как другой, напротив, подвергается негативному воздействию впоследствии слишком незначительного количества распечатанных материалов.

Итак, для того, чтобы выбрать правильно и надолго, следует опередить, для чего принтер будет вам служить: если он нужен вам для домашнего использования: печать фотографий, школьных текстов или отчетов для работы, отличным выбором станут перезаправляемые картриджи. Если же аппарат необходим вам в профессиональном деле, для работы или учебы на постоянной основе, более подходящим вариантом будет система непрерывной подачи чернил.

Различные виды чернил для работы со струйными принтеры

Чернила делятся на два основных типа – на основе красителя и на основе пигмента краски.

Начнём с водорастворимых чернил. Они создают максимально яркое и насыщенное изображение. Секрет – в полном отсутствие твердых частиц , что позволяет краске плавно ложиться на бумагу. Однако срок хранения кратковременен, быстро выцветают, особенно губительно для таких изображений является попадание ультрафиолета, то есть солнечных лучей . Хотя по большей части это вопрос способа хранения. В тени они будут гораздо дольше храниться, чем под солнечными лучами.

Влага не менее губительна в данном случае . Оттого и называются водорастворимыми. Лучшим вариантом будет хранение этих изображений в альбоме или в помещении при комнатном свете.

В пигментных красках чернила имеют в своем составе твердые частицы. Вода им не страшна, впрочем как и солнечный свет. Могут храниться до 75 лет и свыше . Цена этому – тусклость изображения. При разной степени освещенности видны разные оттенки . На глянцевой поверхности также не нанесешь пигментные чернила , попросту размыто будет изображение .

Важно! При работе не стоит ни в коем случае нельзя допускать чтобы бумага была влажной, ни с пигментированными красками , ни уж тем более с водорастворимыми . Иначе это может привести к различным последствиям начиная от некачественного изображения вплоть до поломок в принтере!