Секреты печати: обзор технологии лазерной печати и расходных материалов. Как работает лазерный принтер?

После того как частицы тонера вдавлены в бумагу барабанным блоком, бумажный лист начинает двигаться в блоке плавителя, чтобы частицы полимерного пластика расплавились и перенеслись на бумагу. Плавильщик делает все это с помощью тепла и давления.

Какой принцип работы лазерного принтера

Процесс переноса сухого красителя на бумагу был запатентован в 1938 году американским изобретателем и физиком Честером Карлсоном. Метод был основан на применении статического электричества. Через 10 лет технология была принята компанией Xerox. Еще 10 лет ушло на усовершенствование электрографического метода передачи информации и разработку машины, способной автоматически печатать информацию на бумаге. Первоначально машина была громоздкой, и некоторые функции приходилось выполнять вручную. Только в 1950-х годах была разработана полностью автоматическая машина, которая является прототипом сегодняшней технологии лазерной печати.

Лазерный луч был включен в конструкцию принтера компанией Xerox в 1969 году, а первый принтер был выпущен в 1977 году. Это был Xerox 9700, и только крупные компании и офисы могли приобрести эту инновационную машину, так как ее цена превышала 300 000 у.е. Скорость первого принтера составляла 120 страниц в минуту, и он мог печатать с обеих сторон. Для обычных домашних пользователей принтеры стали доступны только через 5 лет. Компания Canon начала производство. Кроме того, количество производителей и новых моделей печатных машин стремительно увеличивалось с каждым годом.

Устройство лазерного принтера

Лазерный принтер — это печатающее устройство, которое наносит тонер на носитель с помощью фотоэлектрической сушки.

Различные модели могут иметь незначительные отличия, но основные элементы управления одинаковы.

1. Механизм сканирования. Он состоит из вращающихся линз и зеркал. Путём их правильной расстановки формируется необходимое изображение на поверхности фотобарабана, которое наносится лазером. Поскольку картинка наносится не красителем, а просто изменяется заряд частиц на поверхности вала, увидеть её нельзя. За работу сканера отвечает контроллер с растровым процессором.
2. Блок переноса изображения на носитель. В него входит картридж и ролик переноса заряда. Картридж состоит из фотовала, зарядного и магнитного вала. Именно на поверхности фотовала картриджа меняется заряд под действием лазера. Ролик переноса, используя нейтрализатор, убирает статический заряд с попадающей внутрь принтера бумаги. Это необходимо для предотвращения прилипания листа к фотобарабану.
3. Узел финальной фиксации изображения на носителе. После переноса тонера на лист он проходит через печку, где под действием высокой температуры «запекается». Входящие в состав тонера частицы легко расплавляются и надёжно фиксируют отпечаток на бумаге, поэтому нанесённый рисунок не стирается и хорошо сохраняется в течение долгого времени.
4. Интерфейсный блок. Отвечает за обмен информацией и взаимодействие между разными узлами в принтере.

• В принтерах брендов Xerox, Canon, HP используется положительно заряженный тонер. Поэтому прорисовка изображения лазером происходит отрицательным зарядом, который и притягивает порошок к поверхности барабана. Такая технология позволяет максимально прорисовывать изображение на носителе.

• Иной принцип работы лазерных принтеров от компаний Brother, Kyocera, Epson, поскольку их тонер имеет отрицательный заряд. Лазер меняет заряд не тех участков, на которые должно наноситься изображение, а наоборот, пробелов между прорисованными элементами. Такой метод равномерно распределяет тонер по поверхности листа.

Устройство картриджа

Основной картридж состоит из лотка для красителя, лотка для отходов и фотолотка. Картридж барабана состоит из фотоэлемента и тонера.

Тонер представляет собой мелкий черный порошок. Фиолетовый, желтый и синий пигмент используется в красочном аппарате. Порошок состоит из полимерных частиц, покрытых пигментом, содержащим магнетит и регулятор заряда. Порошок отличается от производителя к производителю по размеру частиц, намагниченности и дисперсности, поэтому заправлять картридж следует только тонером, предназначенным для данной модели.

Внешний вид картриджа может отличаться от модели к модели, но все они состоят из следующих элементов:

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

Некоторые картриджи имеют встроенный микрочип, который собирает информацию о количестве напечатанных страниц. При необходимости его можно заменить.

Другие части картриджа, которые обычно считаются расходными материалами, также могут изнашиваться в процессе использования. Сами картриджи можно заправлять и использовать много раз, пока не износятся шестеренки или детали корпуса.

Как работает лазерный принтер?

Поскольку прародителем лазерного принтера был ксерокс, принцип работы имеет много общего. Поэтому после нажатия кнопки «печать» начинается сложный 7-этапный процесс.

Тонер должен быть закреплен на бумаге, чтобы изображение стало механически устойчивым. Лист протягивается через зажимной механизм, состоящий из термоклапана со встроенной галогенной лампой и прижимного ролика. Под воздействием высокой температуры и давления тонер прижимается к поверхности бумаги.

В некоторых лазерных принтерах для нагрева используется не терморолик, а термопленка. Она обеспечивает более быстрый нагрев, чем галогенная лампа. Недостатком термопленки является то, что она выходит из строя, если даже немного засоряется или повреждается.

Современные лазерные принтеры могут напечатать целый лист бумаги формата А4 за считанные секунды. Быстрее, чем струйные конкуренты. Однако лазерным принтерам требуется немного больше времени, чтобы быть готовыми к работе, поскольку печь необходимо предварительно разогреть.

Строение лазерного картриджа

Сравнительный обзор лазерных и струйных принтеров

Чтобы убедиться, что ваш принтер оправдает ожидания, вы должны четко понимать, для каких целей вы его покупаете. Вы хотите напечатать фотографии, бланки или эссе? Будете ли вы использовать его в офисе или дома? Будете ли вы использовать его часто или только время от времени? Если вы ответите на эти вопросы, вы с большей вероятностью сделаете мудрый выбор.

Выбрать принтер для конкретного применения проще, чем искать принтер «одного размера для всех».

Сравнение струйных и лазерных принтеров

• к уф-лучам;
• к влаге;
• к мех. воздействию.

• средняя
• низкая
• высокая

• высокая
• высокая
• средняя

Приведенные выше параметры не следует считать последней инстанцией. Многие факторы могут существенно отличаться в зависимости от модели принтера.

Преимущества струйных принтеров:

• невысокая цена;
• идеальная цветопередача;
• компактные размеры.

К недостаткам относится частая замена расходных материалов, стоимость которых со временем превышает цену покупки принтера. Это не относится к аппаратам CISS — их обслуживание в 2 раза дешевле, чем лазерных аппаратов.

Плюсы и минусы цветных и монохромных лазерных принтеров

• высокая скорость печати;
• бесперебойная работа при больших нагрузках;
• низкая стоимость отпечатка.

• высокая скорость печати;
• печать изображений, цветных схем

• не подходят для фотопечати

• высокая цена
• не подходят для печати фотографий.
• высокое энергопотребление

Общий вывод таков: струйные принтеры необходимы для печати высококачественных цветных фотографий и для домашнего использования. Если вашими приоритетами являются высокая скорость и объем печати, лазерный принтер — лучшее решение.

Виды тонера для лазерной печати

Термин «тонер» относится к мелкому порошку, используемому в лазерных принтерах и электрографических копировальных аппаратах. Это многокомпонентное вещество со сложным составом. Срок службы картриджа напрямую зависит от качества тонера. Поэтому если вам нужно заправить чернильный картридж, вы должны знать типы этого расходного материала.

Из чего состоит тонер

Упрощенная классификация тонера

• Механический тонер – это результат измельчения твердой основы и ее последующего многократного просеивания.
• Химический тонер получают методом микросуспензионной полимеризации. Механические тонеры мягче ведут себя по отношению к картриджу, что положительно влияет нам его срок службы.

• Магнитные тонеры выполняют двойную работу: проявление и окрашивание. Для этого в их состав вводят оксид железа.
• Немагнитные этой добавки либо не имеют, либо ее количества слишком мало.

• Черные. Используются в монохромных принтерах.
• Цветные. Для цветной печати необходимы 3 базовых тонера – желтый, красный, голубой. Цвет тонера зависит от цвета добавленного в него пигмента.

• Положительно заряженный тонер подходит аналоговым устройствам с отрицательно заряженным фоторецептором и цифровым принтерам с плюсовым фоторецептором.
• Тонер с отрицательным зарядом применяется в противоположном порядке: аналоговая печать с «плюсовым» фоторецептором и цифровая с «минусовым».
• Необходимый заряд тонеру придают специальные добавки CCA.

• Полиэстеровые тонеры эффективно фиксируются на бумаге благодаря низкой температуре размягчения.
• Стирен-акриловые. Исчезающий вид тонера. Тоже могут обеспечить хорошее закрепление цвета, но в состав для этого вводят различные модификаторы.

Поскольку существует множество различных типов лазерной печати, вышеперечисленные характеристики могут встречаться в различных комбинациях. Кроме того, один и тот же тонер будет по-разному влиять на качество изображения на разных моделях принтеров.

Комбинации зарядов тонера и фотобарабана в различных системах печати