Принцип работы цветного принтера в значительной мере схож с работой монохромного принтера, однако. Главное отличие заключается в том, что в цветных устройствах краситель наносится поочередно, причем для каждого из картриджей, отвечающих за отдельный цвет. Кроме того, существуют автоматические печатные машины, которые осуществляют печать как в однопроходном, так и в многопроходном режиме, что также влияет на качество и скорость печати.
Какой принцип работы лазерного принтера
Исторически метод переноса сухого красителя на бумагу был запатентован в 1938 году американским изобретателем и физиком Честером Карлсоном. Основой этого метода стало использование статического электричества. В 1948 году, спустя десять лет, компания Xerox приняла эту технологию к действию. Еще десять лет потребовалось для того, чтобы произвести усовершенствования в электрографическом методе передачи изображений и разработать машину, способную автоматически напечатать информацию на листе бумаги. Первая версия принтера была достаточно громоздкой, и некоторые операции приходилось выполнять вручную. Лишь в 50-х годах XX века была создана полностью автоматическая машина, послужившая прообразом современных лазерных принтеров.
Важным шагом в эволюции лазерной печати стало внедрение лазерного луча в конструкцию принтера, осуществленное компанией Xerox в 1969 году. Первый лазерный принтер, выпущенный в 1977 году, носил название Xerox 9700. Эта новинка была доступна лишь крупным предприятиям и офисам, так как ее цена превышала 300 тысяч центов. Скорость печати на этом устройстве достигала 120 страниц в минуту, а наличие функции двусторонней печати делало его еще более уникальным. Обычные частные потребители получили доступ к лазерным принтерам только через пять лет, когда компанию Canon начала массовое производство таких устройств. С течением времени количество производителей и новых моделей печатающих машин возрастало с каждым годом.
Устройство лазерного принтера
Лазерный принтер — это устройство для печати, осуществляющее перенос тонера на носитель (обычно бумагу) через процесс фотоэлектрической сушки.
Хотя разные модели принтеров могут иметь незначительные отличия в конструкции, основные компоненты и принципы действия остаются неизменными.
- Механизм сканирования. Он состоит из линз и зеркал, которые вращаются, формируя необходимое изображение на поверхности фотобарабана. Лазерным лучом происходит изменение заряда частиц, однако само изображение увидеть невозможно, поскольку оно локально представлено на фотобарабане. За функционирование сканера отвечает контроллер, в состав которого входит растровый процессор.
- Блок переноса изображения на носитель. Этот блок включает в себя картридж и ролик, который отвечает за перенос заряда. Картридж состоит из фотовала, зарядного и магнитного вала. При помощи лазера происходит изменение заряда на поверхности фотобарабана, что позволяет последующему приклеиванию тонера. Ролик, моля за нейтрализатор, очищает статический заряд бумаги, чтобы избежать ее прилипания к фотобарабану.
- Узел финальной фиксации изображения на носителе. После того как тонер был перенесён на бумагу, она проходит через печь, где под действием высокой температуры происходит «запекание». Частицы тонера расплавляются, надежно фиксируя изображение на листе бумаги, что обеспечивает долговечность отпечатка.
- Интерфейсный блок. Этот компонент отвечает за распределение данных и взаимодействие между различными элементами устройства.
- В принтерах марок Xerox, Canon и HP используется положительно заряженный тонер, и в этом случае изображение формируется при помощи отрицательного заряда, который притягивает порошок к поверхности барабана. Данный подход позволяет достигнуть высокой прорисовки изображения на листе.
- У лазерных принтеров от компаний Brother, Kyocera и Epson применяется несколько изменённый принцип, где тонеры обладают отрицательным зарядом. Лазер здесь меняет заряд не в местах расположения изображений, а по сути в пустых пространствах между главными элементами. Этот метод равномерно распределяет тонер на поверхности бумаги.
Устройство картриджа
Основной картридж состоит из резервуара для тонера, лотка для отходов и фотолотка. Картридж барабана включает в себя фотоэлемент и тонер.
Тонер представляет собой мелкий черный порошок, а для цветного принтера используются такие пигменты, как фиолетовый, желтый и синий. Состав порошка состоит из полимерных частиц, покрытых пигментом, в который входят магнетит и регулятор заряда. Следует помнить, что размеры частиц, намагниченность, а также дисперсность тонера могут варьироваться в зависимости от производителя, что делает невероятно важным использование тонера, специально предназначенного для каждой конкретной модели устройства. Неправильный выбор может привести к снижению качества печати.
Несмотря на вариативность внешнего вида картриджей, все они, в большинстве случаев, включают в себя следующие компоненты:
- Отсек для тонера. В данном отсеке хранится порошкообразный краситель, который служит для печати.
- Магнитный вал. Этот элемент служит для подачи порошка из бункера на фотоэлемент.
- Дозирующее лезвие. Оно отвечает за толщину слоя тонера, который переносится на поверхность фотовала.
- Ракель. После передачи краски с фотовала на бумагу, ракель очищает поверхность вала от оставшихся частиц порошка.
- Ролик заряда. Данный компонент заряжает поверхность фотобарабана.
- Отсек для отработки. В этот отсек попадает отработанный резерв тонера.
Некоторые из картриджей имеют интегрированный микрочип, который отслеживает количество напечатанных страниц. Если необходимо, такой чип можно заменить.
Помимо основного компонента, другие части картриджа, которые чаще всего рассматриваются как одноразовые, могут также подвергаться износу в процессе эксплуатации. Несмотря на то что картриджи можно заправлять несколько раз, рекомендуется следить за состоянием шестерёнок и корпусных деталей, которые могут изнашиваться гораздо быстрее.
Принцип работы лазерного принтера
На рынке офисной техники можно найти лазерные устройства, предназначенные для самых разнообразных нужд, начиная от простых принтеров для домашнего использования и заканчивая профессиональными моделями, предназначенными для крупных типографий. Тем не менее, принцип работы всех лазерных устройств остается идентичным, базируясь на фотоэлектрическом методе сушки. Каждый принтер, независимо от назначения, оснащен одними и теми же базовыми компонентами.
Блок сканирования
Механизм данного блока состоит из системы зеркал и линз. Все элементы вращаются в строго заданной последовательности, в результате чего на фотопроводнике — цилиндре — формируется изображение. Проекция осуществляется с использованием лазерного импульса и заряженных частиц.
В итоге на цилиндре формируется изображение, которое невидимо для человеческого глаза. Гладкость и точность проекции зависят от локального процессора, который работает совместно с механизмом сканирования.
Картридж
Данное устройство отвечает за перенос изображения, состоящего из необработанных данных сканирования, на бумагу. Картридж состоит из барабана с магнитом, в котором перемещаются заряженные частицы, и подвижного вала, который обеспечивает контакт между барабаном и бумагой, позволяя изображению перенестись на носитель.
Блок закрепления
На последнем этапе процедура фиксирует изображение на материале, таком как бумага или иной носитель. С помощью высокотемпературного тонера на лист выводится ранее проецируемое изображение. Скорость этого процесса зависит от технических характеристик конкретной модели принтера.
Все три блока активно взаимодействуют друг с другом через интерфейсный модуль, который в свою очередь управляется процессором. Данный процессор выполняет команды от основной платы, персонального компьютера или другого устройства, что позволяет ему быть гибким и эффективным в работе.
Особенности оборудования
В качестве тонера в лазерных принтерах используются положительно заряженные порошковые красители, в то время как лазер проецирует изображения, используя негативно заряженные частицы. Это создает физическое притяжение между тонером и фотопроводником — цилиндром, что и объясняет качество печати.
Такой принцип работы является основным и используется большинством брендов, включая Xerox, Canon и HP. Он позволяет обеспечить высокую детализацию печати. Однако стоит отметить, что при этом расход тонера может казаться несколько завышенным.
В свою очередь компании, производящие лазерные принтеры, такие как Epson, Kyocera и Brother, используют другую технологию. В их устройствах частицы тонера имеют отрицательный заряд, и лазерная система изменяет полярность в зонах, которые не заполнены порошком, а не в местах скопления. Это предотвращает создание лишнего заряда в области, где планируется размещение изображения. Подобное решение помогает обеспечить равномерное распределение тонера на бумаге и при этом способствует его экономии.
Современные высокотехнологичные машины имеют передовые улучшения. Например, дополнительно к использованию лазера и роликов в таких устройствах снижается статическая нагрузка на бумагу, что предотвращает слипание листов. Данная функция особенно важна при приготовлении больших тиражей печати. Кроме того, в отличие от чернил, используемых в струйных принтерах, тонер сохраняется на отпечатанном изображении в течение более длительного времени, не подвержен выветрению и размазыванию, что делает его идеальным для использования в офисной среде.
Конструкция картриджа
Основной расходный материал для лазерной печати — это тонер, который хранится в картридже. Стандартный картридж включает в себя три главных отсека, в которых располагаются тонер, отработанный тонер и фотовал. Для черно-белых моделей часто предусмотрена только одна корзина для тонера.
Тонеры различаются качеством их состава, степенью намагниченности, дисперсностью, а также размерами частиц. Важно понимать, что универсальное решение по использованию тонера отсутствует. В большинстве случаев производители нацелены на то, чтобы обеспечить совместимость тонера сразу с несколькими моделями своих принтеров, вместо того чтобы разрабатывать уникальные решения для каждой из них.
Размеры картриджей могут значительно отличаться и зависят от модели принтера. Например, малогабаритные домашние модели используют небольшие картриджи, тогда как профессиональные устройства могут оснащаться значительно большими картриджами, которые иногда бывают двойными или тройными. Тем не менее, конструктивные особенности большинства устройств остаются довольно схожими.
Среди основных компонентов лазерного картриджа выделяют:
- Отделение для тонера. В этом отсеке располагается порошковый краситель.
- Подвижный вал. Этот компонент отвечает за подачу тонера на фотоэлемент.
- Дозатор. Он контролирует объем красителя, который перемещается на барабан.
- Ракель. После наложения нового слоя, ракель очищает поверхность от использованного тонера.
- Магнитный ролик. Этот элемент отвечает за зарядку фотовала.
- Отсек для использованного тонера. Сюда попадает отработанный материал.
Некоторые принтеры инфицированы картриджами с чипами, которые позволяют пользователям отслеживать общее количество напечатанных страниц, остаток чернил и другие важные параметры. Эта информация может сохраняться в специальной программе производителя, которая начинает работать после установки драйверов.
Картриджи можно многократно заправлять, а отдельные компоненты, такие как ролики, шестеренки и шпиндели, могут заменяться по мере необходимости. В большинстве случаев не существует одноразовых решений; однако в отдельных случаях такие конструкции тоже могут встретиться. Тем не менее, практическая целесообразность таких решений достаточно низка.
