Лазерный цветной принтер как работает: Цветные лазерные принтеры. Как они работают. — Эксперт — интернет-магазин электроники и бытовой техники

Содержание

Цветные лазерные принтеры. Как они работают.

Цветные лазерные принтеры начинают активно завоевывать рынок печати. Если еще несколько лет назад цветная лазерная печать была для большинства организаций и тем более для отдельных граждан чем-то недосягаемым, то сейчас купить цветной лазерный принтер может позволить себе весьма широкий круг пользователей. Быстрорастущий парк цветных лазерных принтеров приводит к тому, что растет и интерес к ним со стороны служб технической поддержки.

Принципы цветной печати

В принтерах, как и в полиграфии для создания цветных изображений применяется субтрактивная цветовая модель, а не аддитивная, как в мониторах и сканерах, в которых любой цвет и оттенок получается смешением трех основных цветов – R (красный), G (зеленый), B (синий). Субтрактивная модель цветоделения называется так потому, что для образования какого-либо оттенка надо вычесть из белого цвета “лишние” составляющие. В печатающих устройствах для получения любого оттенка в качестве основных цветов используют: Cyan (голубой, бирюзовый), Magenta (пурпурный), Yellow (желтый). Эта цветовая модель получила название CMY по первым буквам основных цветов.

В субтрактивной модели при смешивании двух или более цветов дополнительные цвета получаются посредством поглощения одних световых волн и отражения других. Голубая краска, например, поглощает красный цвет и отражает зеленый и синий; пурпурная краска поглощает зеленый цвет и отражает красный и синий; а желтая краска поглощает синий цвет и отражает красный и зеленый. При смешивании основных составляющих субтрактивной модели можно получить различные цвета, которые описаны ниже:

Голубой + Желтый = Зеленый

Пурпурный + Желтый = Красный

Пурпурный + Голубой = Синий

Пурпурный + Голубой + Желтый = Черный

Стоит отметить, что для получения черного цвета необходимо смешать все три составляющие, т. е. голубой, пурпурный и желтый, однако получить качественный черный цвет таким образом, практически невозможно. Получаемый цвет будет не черным, а скорее грязно-серым. Для устранения такого недостатка к трем основным цветам добавляется еще один – черный. Такая расширенная цветовая модель называется CMYK (Cyan-Magenta-Yellow-blacK – голубой-пурпурный-желтый-черный). Введение черного цвета позволяет значительно повысить качество цветопередачи.

Принтер HP Color LaserJet 8500

После того, как мы обсудили общие принципы построения и работы цветных лазерных принтеров, стоит ознакомиться более подробно с их устройством, механизмами, модулями и блоками. Это лучше всего сделать на примере какого-нибудь принтера. В качестве такого примера давайте возьмем принтер фирмы Hewlett-Packard Color LaserJet 8500.

Основными его характеристиками являются:
— разрешающая способность: 600 DPI;
— скорость печати в “цветном” режиме: 6 стр/мин. ;
— скорость печати в “черно-белом” режиме: 24 стр./мин.

Основные узлы принтера и их взаимное расположение приводится на рис.5.

Далее рассмотрим, как создается изображения в этом принтере. Его система формирования изображения представлена на рис.6.

Формирование изображения начинается с того, что с поверхности фотобарабана снимаются (нейтрализуются) остаточные потенциалы. Это делается для того, чтобы последующий заряд фотобарабана был более равномерным, т.е. перед зарядом он полностью разряжается. Снятие остаточных потенциалов осуществляется путем засвечивания всей поверхности барабана специальной лампой предварительного (кондиционирующего) экспонирования, которая представляет собой линейку светодиодов (рис.7).

Далее на поверхности фотобарабана создается высоковольтный (до -600В) отрицательный потенциал. Заряжается барабан коротроном в виде ролика из токопроводящей резины (рис.8). На коротрон подается переменное напряжение синусоидальной формы с отрицательной постоянной составляющей. Переменная составляющая (АС) обеспечивает равномерное распределение зарядов на поверхности, а постоянная составляющая (DC) заряжает барабан. Уровень постоянной составляющей может регулироваться при изменении плотности печати (плотности тонера), что делается с помощью драйвера принтера или регулировками через панель управления. Увеличение отрицательного потенциала приводит к уменьшению плотности, т.е. к более светлому изображению, уменьшение же потенциала – наоборот, к более плотному (темному) изображению. Фотобарабан (его внутренняя металлическая основа) должен быть обязательно “заземлен”.

После всего этого на поверхности фотобарабана лазерным лучом создается изображение в виде заряженных и незаряженных участков. Световой пучок лазера, попадая на поверхность барабана, разряжает данный участок. Лазером засвечиваются те участки барабана, на которых должен быть тонер. Те участки, которые должны быть белыми, лазером не засвечиваются, и на них остается высокий отрицательный потенциал. Луч лазера перемещается по поверхности барабана с помощью вращающегося шестигранного зеркала, находящегося в сборке лазера. Изображение на барабане называют скрытым электрографическим изображением, т.к. оно представлено в виде невидимых электростатических потенциалов.

Скрытое электрографическое изображение становится видимым после прохождения через узел проявки. Проявительный модуль черного тонера является стационарным и находится в постоянном соприкосновении c фотобарабаном (рис.9).

Цветной проявительный модуль представляет собой карусельный механизм с поочередной подачей “цветных” картриджей к поверхности барабана (рис.10). Черный тонер-порошок является магнитным однокомпонентным, а цветные порошки – однокомпонентные, но немагнитные. Любой тонер-порошок заряжается до отрицательного потенциала за счет трения о поверхность проявительного вала и дозировочный ракель. За счет разности потенциалов и кулоновского взаимодействия зарядов, отрицательно заряженные частички тонера притягиваются к тем участкам фотобарабана, которые разряжены лазером и отталкиваются от участков с высоким отрицательным потенциалом, т. е. от тех, которые не засвечивались лазером. В каждый момент времени осуществляется проявка тонером только одного цвета. В момент проявки на проявительный вал подается напряжение смещения, которое вызывает перенос тонера с проявительного вала на фотобарабан. Это напряжение представляет собой переменное напряжение прямоугольной формы с отрицательной постоянной составляющей. Уровень постоянной составляющей может регулироваться при изменении плотности тонера. После окончания процедуры проявки изображение на фотобарабане становится видимым, и его необходимо перенести на барабан переноса.

Поэтому следующим этапом в создании изображения является передача проявленного изображения на барабан переноса. Этот этап называют этапом первичного переноса. Перенос тонера с одного барабана на другой происходит за счет электростатической разности потенциалов, т.е. отрицательно заряженные частички тонера должны притянуться положительным потенциалом на поверхности барабана переноса. Для этого на поверхность барабана переноса подается положительное напряжение смещения постоянного тока от специального источника питания, в результате чего вся поверхность этого барабана имеет положительный потенциал. При полноцветной печати напряжение смещения на барабане переноса должно постоянно увеличиваться, т.к. после каждого прохода количество отрицательно заряженного тонера на барабане возрастает. И для того, чтобы тонер мог переноситься и ложиться поверх уже существующего тонера, напряжение переноса увеличивается с каждым новым цветом. Этот этап формирования изображения показан на рис.11.

В процессе переноса тонера на барабан переноса отдельные частички тонера могут остаться на поверхности фотобарабана, и они должны быть удалены, чтобы не искажать последующее изображение. Для удаления остатков тонера в принтере имеется блок очистки фотобарабана (см. рис 17). В составе этого модуля имеется специальный вал – кисть для снятия заряда с тонера и фотобарабана – это ослабляет силу притяжения тонера к фотобарабану. Также имеется традиционный очистительный ракель, который соскребает тонер в специальный бункер, где он и хранится до тех пор, пока очистительный модуль не будет заменен или не будет вычищен.

Далее фотобарабан снова заряжается (после предварительного разряда), и процесс повторяется до тех пор, пока на барабане переноса не будет полностью сформировано изображение соответствующего цвета. Поэтому размер барабана переноса должен полностью соответствовать формату печати, т.е. в данной модели принтера длина окружности этого барабана соответствует длине листа формата А3 (420 мм). После нанесения тонера одного цвета процесс формирования изображения полностью повторяется с той лишь разницей, что используется проявительный блок другого цвета. Для использования другого проявительного узла карусельный механизм поворачивается на заданный угол и подводит “новый” проявительный вал к поверхности фотобарабана. Таким образом, при формировании полноцветного изображения, состоящего из четырех цветовых составляющих, барабан переноса проворачивается четыре раза, и на каждом обороте к уже существующему тонеру добавляется тонер другого цвета. При этом первым наносится порошок желтого цвета, потом пурпурного, потом голубого и уже последним наносится черный порошок. В итоге, на барабане переноса создается полноцветное видимое изображение, состоящее из частичек четырех разноцветных тонер-порошков.

После того, как тонер-порошок оказывается на поверхности барабана переноса, он проходит через блок дополнительного заряда. Этот блок (рис.12) представляет собой проволочный коротон, на который подается переменное напряжение синусоидальной формы (АС) с отрицательной постоянной составляющей (DC). Этим напряжением тонер порошок дополнительно заряжается, т.е. его отрицательный потенциал становится выше, что будет способствовать более эффективному переносу тонера на бумагу. Кроме того, дополнительное напряжение уменьшает значение положительного потенциала барабана переноса, что способствует правильному расположению тонера на барабане переноса и препятствует смещению тонера. Как результат этого – точное воспроизведение цветовых оттенков. Напряжение дополнительного заряда подается на барабан переноса во время нанесения желтого тонера, т.е. в самом начале процесса формирования изображения. При нанесении желтого тонер-порошка напряжение дополнительного заряда устанавливается на минимальное значение, и после нанесения каждого нового цвета это напряжение увеличивается. Максимальное напряжение дополнительного заряда подается во время нанесения черного тонера.

Далее полноцветное видимое изображение с барабана переноса должно быть перенесено на бумагу. Этот процесс переноса получил название вторичного переноса. Вторичный перенос осуществляется еще одним коротроном, выполненным в виде транспортного ремня (рис.13). Тонер перемещается на бумагу под действием электростатических сил, т.е. за счет разности потенциалов тонер-порошка (отрицательный) и коротрона вторичного переноса, на который подается положительное напряжение смещения. Так как вторичный перенос осуществляется только после четырех оборотов барабана переноса, транспортный ремень коротрона должен подать бумагу только тогда, когда все цвета нанесены, т.е. во время уже четвертого оборота, а до этого момента времени ремень должен быть в таком положении, чтобы бумага не касалась барабана переноса.

Таким образом, транспортный ремень во время создания изображения опущен вниз, и не соприкасается с барабаном переноса, а в момент вторичного переноса поднят вверх и касается этого барабана. Перемещение транспортного ремня коротрона осуществляется эксцентриковым кулачком, который приводится в действие электрической муфтой по команде от микроконтроллера (рис.14).

При вторичном переносе лист бумаги может притягиваться к поверхности барабана переноса за счет разницы электростатических потенциалов. Это может стать причиной накручивания листа бумаги на барабан, и соответственно к замятию бумаги. Для предотвращения такого явления в составе принтера имеется система отделения бумаги и снятия с нее статического потенциала. Система представляет собой коротрон, на который подается переменное напряжение синусоидальной формы с положительной постоянной составляющей. Расположение коротрона относительно бумаги и барабана переноса показано на рис.15.

На этапе вторичного переноса некоторые частички тонера не переносятся на бумагу, а остаются на поверхности барабана. Чтобы эти частички не мешали созданию следующего листа и не искажали изображения необходимо произвести очистку барабана переноса и удалить остатки тонера. Очистка барабана переноса является достаточно сложным процессом. Для этой процедуры задействуется специальный ролик очистки, фотобарабан и блок очистки фотобарабана. Очистка барабана переноса должна осуществляться не постоянно, а только после вторичного переноса, т.е. система очистки должна управляться аналогично коротрону переноса. Пока создается изображение, система очистки не активна, а когда начинается перенос тонера на бумагу — включается. Первым этапом очистки является перезаряд остаточного тонер-порошка, т.е. его потенциал меняется с отрицательного на положительный. Для этого применяется ролик очистки, на который подается переменное синусоидальное напряжение с положительной постоянной составляющей. Этот ролик прижимается к поверхности фотобарабана в период очистки, а в процессе создания изображения он откидывается. Управляется ролик эксцентриковым кулачком, который в свою очередь приводится в действие соленоидом (рис. 16).

После этого положительно заряженный тонер переносится на фотобарабан, на котором по-прежнему имеется отрицательное напряжение смещения. И уже с поверхности фотобарабана тонер счищается очистительным ракелем блока очистки фотобарабана (рис.17).

Заканчивается создание полноцветного изображения фиксацией тонера на бумаге с помощью температуры и давления. Лист бумаги проходит между двумя роликами блока фиксации (печки), разогревается до температуры порядка 200 ºС, тонер расплавляется и вдавливается в поверхность бумаги. Для предотвращения прилипания тонера к печке на нагревательный вал подается отрицательное напряжение смещения, в результате чего отрицательный тонер-порошок остается на бумаге, а не на тефлоновом валу.

Мы рассмотрели принцип работы только одного принтера одной фирмы. Другими производителями могут применяться и иные принципы формирования изображения и другие технические решения при построении принтеров, однако, все эти решения будут весьма близки к тем, что были рассмотрены ранее.

Устройство и принцип работы лазерного принтера

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.

Содержание

1 Принцип работы лазерного принтера
- 1.1 Блок сканирования
- 1.2 Картридж
- 1.3 Блок закрепления
2 Особенности оборудования
3 Конструкция картриджа
4 Процесс рождения оттиска
- 4.1 Заряд барабана
- 4.2 Экспонирование
- 4.3 Проявка
- 4.4 Перенос
- 4.5 Закрепление изображения
5 Особенности цветной печати

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:

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

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.

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.

Лазерный луч падает на поверхность зеркала и отражается на линзу, которая распределит его в необходимое место на барабане.
Так система линз и зеркал формирует строчку вдоль фотоцилиндра – лазер то включается, то выключается, заряд то остается нетронутым, то снимается.
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.

Как работают цветные лазерные принтеры?

By Hackworth

5 сентября 2013 г.

цветные лазерные принтеры

Цветные лазерные принтеры используют ту же базовую технологию, что и стандартные черно-белые лазерные принтеры, но они также преодолевают ряд дополнительных проблем для создания высококачественных цветных документов.

Как работают все лазерные принтеры

Вы отправляете документ на лазерный принтер, и принтер преобразует его в растровое изображение — изображение, в котором принтер точно знает, какой цвет использовать для каждой точки изображения. Если это черно-белый принтер, каждый пиксель либо пустой (белый), либо заполненный (черный). Для цветных изображений принтер определяет правильную комбинацию тонера разного цвета для создания нужного цвета.

Затем принтер создает статический электрический заряд на специальном валике, называемом фотобарабаном. Статический заряд позволит тонеру прилипнуть к валику так же, как ваша одежда слипается, когда на ней есть статический заряд после того, как ее вынули из сушилки. Но перед нанесением тонера принтер использует лазер для печати растрового изображения на валике.

Специальный валик фотобарабана (который может быть ремнем в современных лазерных принтерах) сделан из материала, проводящего электричество при попадании на него света, поэтому лазер устраняет статический заряд на частях валика, на которые он отпечатывает. Остальная часть ролика остается заряженной и липкой.

Затем ролик перемещается по резервуару с тонером в принтере. Заряженные (липкие) части ролика собирают тонер. Когда валик, наконец, катится по листу бумаги, тонер переносится на лист.

Для черно-белого принтера требуется только одно приложение. Для цветного принтера валик должен наносить тонер каждого цвета отдельно. Поскольку большинство цветных лазерных принтеров имеют четыре цветных тонера (голубой, магнитный, желтый и черный), для ускорения процесса часто используются несколько роликов один за другим. (Обычно два ролика в домашних/офисных принтерах с двумя проходами каждый и четыре ролика в коммерческих принтерах для больших объемов печати с одним высокоскоростным проходом.)

Большинство современных тонеров изготавливаются из пластика (но в некоторых случаях используется воск). Пластик не будет прилипать к листу бумаги сам по себе, поэтому бумага проходит через второй ролик, нагретый примерно до 200 градусов по Фаренгейту. (Температура зависит от принтера.) Это расплавляет пластиковый тонер на странице, смешивая цвета и создавая окончательный документ.

Особые задачи цветных лазерных принтеров

У принтеров, печатающих только черный цвет, все просто: они наносят тонер за один проход, а затем вплавляют его в страницу. Но цветные принтеры обычно делают четыре разных прохода и в конце смешивают цвета чернил. Это может стать серьезной проблемой, если разные ролики даже немного не выровнены.

Если ваш принтер хочет создать определенный цвет путем смешивания трех различных цветных тонеров в определенном соотношении, но валик, который наносит один из этих цветов, не выровнен, формула не будет работать, и вы получите (для пример) синий вместо зеленого.

Насколько точным должно быть выравнивание? Это легко понять для вашего принтера — посмотрите на максимальное указанное количество точек на дюйм (DPI) для вашего принтера. Обычно это 600 или 1200 точек на дюйм. Каждая точка (пиксель) должна быть выровнена, поэтому принтер с рейтингом 1200 точек на дюйм не может быть смещен более чем на 1200 дюйма (это 0,00083 дюйма или 21 микрометр — или примерно равен минимальной ширине человеческий волос, 17 микрометров).

Такая высокая степень требуемой точности является одной из причин, по которой цветные лазерные принтеры стоят дороже, чем черно-белые лазерные принтеры. Все технологии лазерной печати в основном одинаковы, но цветные лазерные принтеры должны быть построены в соответствии с более высокими техническими стандартами, чтобы обеспечить идеальное выравнивание валов и их лазеров и оставаться в идеальном выравнивании на десятках или сотнях тысяч страниц. .

Принимая во внимание эту проблему, невероятно, что цветные лазерные принтеры сегодня так доступны.

Hackworth

Об авторе

В 1991 году компания Hackworth открыла свои двери в Чесапике, штат Вирджиния, как типография. Под руководством Дороти и Чарли Хаквортов и их сына Чарльза бизнес теперь представляет собой полноценную графическую, полиграфическую и технологическую компанию, обслуживающую Среднюю Атлантику.

Как работают лазерные принтеры: процесс лазерной печати

Как работают лазерные принтеры? Что представляет собой процесс лазерной печати?

Быстрый ответ

Лазерные принтеры используют электрический заряд для притягивания частиц тонера к ролику переноса. Частицы тонера прижимаются к листу бумаги, а тепло и давление блока термозакрепления навсегда фиксируют изображение на странице.

В этом видео ниже показано, как работают лазерные принтеры. Как вы увидите, это сложный танец данных, статического электричества и света. Подробнее о том, как работают лазерные принтеры, мы поговорим ниже.

Как работает лазерный принтер? (анимация):

Семь этапов лазерной печати

Вы можете посмотреть на свой лазерный принтер и выругаться: «Почему лазерные принтеры такие непостоянные и полные проблем?»

Успокойся, бро!

Процесс лазерного принтера сложен. Давайте взглянем.

Вот точный пошаговый процесс, который используют лазерные принтеры:

Шаг 1: Отправка

Чтобы начать процесс лазерного принтера, документ разбивается на цифровые данные и отправляется с соответствующего компьютера на принтер.

С помощью двоичного волшебства принтеры собирают эти компьютерные данные в печатное изображение. Лазерные принтеры будут фиксировать данные и обрабатывать цифровой документ.

Шаг 2: Очистка

Лазерные принтеры оставляют следы на барабан принтера. Очистка — это физический и электрический процесс, выполняемый для того, чтобы удалить предыдущее задание на печать и подготовить светочувствительный барабан к новому заданию на печать .

В процессе очистки остатки тонера с барабана соскребаются резиновым лезвием в полость для мусора. Электрические заряды, оставшиеся на барабане от предыдущего задания на печать, снимаются электростатическими стирающими лампами внутри лазерных принтеров.

Затем на нагревательный валик наносится смазка, чтобы убедиться, что достаточное количество тепла равномерно подается для передачи входящего изображения.

Этап 3: Кондиционирование

Процесс, называемый кондиционированием, включает в себя подачу заряда на фотобарабан и бумагу, когда она проходит через коронирующий провод. Добавление статического заряда к бумаге позволяет электростатическому переносу изображения на страницу лазерного принтера.

Да, статическое электричество!

Та же сила, которая заставляет ваши носки прилипать к свитерам, когда они выходят из сушилки, действует и в лазерных принтерах!

Ролик первичного заряда оживает, вращая соседний барабан с органическим фотопроводником (OPC). Ионы на коронирующем проводе покрывают барабан статическим электричеством. Электрофотографический процесс начинается на молекулярном уровне. Барабан завершает свой оборот, покрытый отрицательным зарядом.

Шаг 4. Выявление

Время лазера! Следующий шаг — экспозиция. Здесь светочувствительный барабан подвергается воздействию лазерного луча. Поверхностный заряд каждой области барабана, подвергаемой воздействию лазера, снижается примерно до 100 вольт постоянного тока.

Невидимый скрытый отпечаток создается при вращении барабана принтера. Изображение, которое в конечном итоге будет напечатано, впервые существует в виде тонкого слоя электронов на фотобарабане.

Темнота внутри картриджа принтера разбивается свечением лазера. Луч отражается от вращающегося многогранного зеркала и разбивается на бесчисленные лучи информации, обрызгивая своим знанием барабан OPC, превращая отрицательные заряды в положительные.

Построчно лазер обращается к вращающейся поверхности фотобарабана, описывая страницу языком заряженных частиц тонера. Эта часть черная, эта часть желтая, а эта часть… да, эта часть… удивительно пурпурная. Барабан несет на своей поверхности положительно заряженное изображение, готовое к переносу на бумагу.

Шаг 5: Разработка

На стадии проявления тонер наносится на скрытое изображение на барабане. Тонер состоит из отрицательно заряженных порошкообразных пластиков черного, голубого, пурпурного и желтого цветов. Барабан удерживается на микроскопическом расстоянии от тонера управляющим лезвием.

Тонер 85-95% тонкоизмельченный пластик. Другие ингредиенты тонера, используемые в принтерах, включают цветные пигменты, коллоидальный кремнезем и регулирующие агенты.

Силикагель не дает частицам тонера слипаться и слипаться. Это также помогает тонеру беспрепятственно поступать из картриджа в принтер. Частицы цинка, железа и хрома используются в качестве контролирующих агентов для сохранения отрицательного электростатического заряда частиц тонера.

Для создания цветных картриджей с тонером для принтеров используются различные пигменты.

Используются следующие пигменты:

Желтый. Пигмент желтый 180, состоящий из бензимидазола.
Пурпурный. Пигмент красный 122, состоящий из 2,9-диметилхинакридона.
Голубой. Пигмент синий 15:3, состоящий из фталоцианина меди.
по-прежнему содержат порошок сажи, как и в ранних моделях лазерных тонеров, в сочетании с порошкообразным пластиком.

Шаг 6: Передача

Далее идет передача. Вторичный коронирующий провод или ролик переноса накладывает положительный заряд на бумага. Блок мешалки внутри бункера картриджа с тонером вращается, и тонер начинает нагреваться.

Устройство добавления тонера вращается, втягивая тонер внутрь и собирая тонерную пыль на своей поверхности. Ракельное лезвие проходит по соседнему валику проявителя, выравнивая тонер до нужной высоты.

Все вращение и волнение оставили пурпурные частицы на его поверхности с отрицательным зарядом, и когда они вступают в контакт с положительно заряженным изображением на барабане OPC, законы притяжения вступают в силу. Отрицательно заряженный тонер на поверхности барабана магнитно притягивается к положительно заряженным участкам бумаги.

Частицы пурпурного тонера вытягиваются из проявителя на барабан в соответствии с точными инструкциями, оставленными лазером. Несколько пурпурных частиц тонера здесь, несколько там и еще несколько, которые будут смешиваться с черным, желтым и синим, образуя радугу красивых цветов.

Лист бумаги проходит над каждым цветным картриджем — пурпурным, желтым, голубым и, наконец, черным — по мере того, как изображение переносится на бумагу.

Шаг 7: Слияние

Заключительный этап — слияние. Блок термозакрепления воздействует на тонер теплом и давлением. Тонер создает постоянную связь, когда он прижимается к бумаге и вплавляется в нее. Тефлон покрывает термоблок, так как на него наносится легкое силиконовое масло, чтобы исключить любую возможность прилипания к ним листа бумаги.

Блок термозакрепления, по сути, расплавляет порошок тонера на странице, создавая изображение. Лезвие скребка счищает все оставшиеся частицы с барабана OPC и отправляет их в мусорное ведро. Любой скрытый заряд, оставшийся на участках поверхности барабана, стирается, восстанавливается, обновляется и готов к повторному воспроизведению лазерным принтером.

Избыток тонера, не попавший в фотобарабан, удаляется из блока проявки и возвращается в бункер для повторного использования на следующей странице. Тонер, оставшийся на фотобарабане и не перенесённый, вытирается в корзину для отработанного тонера.

Вам может быть интересно: какова история лазерных принтеров?

Развитие технологии лазерных принтеров уходит корнями в матричные принтеры и мимеографы 1950-х и 60-х годов.

Кто изобрел лазерный принтер?

Что ж, IBM первой изобрела матричный принтер в 1957 году, а Xerox выпустила свой первый фотокопировальный аппарат двумя годами позже.

В точечно-матричном методе печати использовалась красящая лента (аналогичная той, что используется на пишущих машинках с ручным управлением) и ряд крошечных точек для воспроизведения изображений и текста с низким разрешением.

Лазерные принтеры похожи на фотокопировальные устройства, однако фотокопировальные устройства, напротив, использовали новую и «сухую» технологию печати, называемую ксерографией. Когда-то называемая электрофотографией, ксерография использовала положительный и отрицательный электрический заряд для притягивания частиц тонера на бумагу. Частица будет прилипать к заряженным областям на странице.

В 1967 году предприимчивому инженеру компании Xerox по имени Гэри Кит Старквезер пришла в голову идея копировальных аппаратов, производящих изображения, отправляемые непосредственно с компьютера. Хотя его начальники в Xerox не одобряли эту идею, Старквезер продолжал развивать эту уникальную концепцию принтера.

Старквезер модифицировал копировальный аппарат, заменив формирователь изображения лазерным лучом и восьмигранным вращающимся зеркалом. Лазер оставлял положительно заряженное изображение на поверхности листа бумаги. Отрицательно заряженные частицы тонера прикреплялись к бумаге, а нагревательный элемент сплавлял их со страницей.

Компания Xerox представила первый коммерческий лазерный принтер для офиса, Xerox 9700, в 1977 году. Так совпало, что в том же году HP начала продавать струйные принтеры для домашнего офиса, хотя они не пользовались популярностью до середины 80-х годов.

Лазерные принтеры лучше струйных?

Не обязательно. Если вы печатаете тысячи страниц и большие объемы, вам следует серьезно подумать о лазерном принтере. Это снизит общую стоимость страницы.

Хотя когда-то лазерные принтеры стоили намного дороже струйных принтеров, технологические достижения сократили этот ценовой разрыв. Проверьте данные; нет необходимости затягивать пояс, чтобы позволить себе лазерный принтер. Сейчас они стоят примерно столько же, сколько чернильные принтеры.

Струйные принтеры хороши для печати глянцевых фотографий или для домашнего офиса, который не печатает в больших объемах. Они даже хороши для печать визиток своими руками! Как и ожидалось, в струйном принтере используются чернила, а сменные чернила стоят дорого!

Конечно, новые OEM-тонер-картриджи тоже недешевы, но количество страниц намного выше, чем у чернильных картриджей. В общем, вы можете напечатать сотни страниц с одного струйного картриджа, но тысячи страниц с одного картриджа с тонером.

Catch A Toner Buzz

Как видите, лазерная печать — очень сложный процесс с множеством движущихся частей внутри принтера. Принцип работы лазерного принтера сложен. Вот почему существует так много рисков, связанных с использованием совместимые или восстановленные продукты для лазерной печати, особенно поддельные тонеры.