Первый цветной лазерный принтер появился в году. Как устроен и работает лазерный принтер. Основные конструктивные элементы тонерного отсека

Сегодня вряд ли представите жизнь без интересных книжек, глянцевых журналов с красивыми картинками и многофункциональных устройств для сканирования, печати и копий размером с Mac Pro.

Но даже примитивные методы нанесения текста или изображения на поверхность были обыденностью далеко не всегда.

Чтобы осознать масштаб, копнем в историю печати - да поглубже !

Как «печатали» до появления принтеров

Когда смотришь на символы, которые люди долгое время выбивали на камнях или глиняные таблички с мудреными закорючками, понимаешь, что сотни лет эволюции методов печати прошли не зря.

Носители: проблема выбора

Первым значимым шагом в истории печати можно считать появление папируса, который был создан в Египте из одноименного материала.

Вторым - создание пергамента, родиной которого оказался город Пергама. Для его изготовления использовалась кожа животных, которая выделывалась таким образом, чтобы на нее можно было легко наносить чернила природного происхождения.

Когда смотришь на современную бумагу, за которую в любом ближайшем канцелярском магазине просят копейки, даже представить не можешь трудоемкость производства двух первых материалов.

Кстати, бумагу, которую изобрели в древнем Китае, считают настоящей революцией в печатном деле. Сначала она состояла из бамбука и шелковичного дерева.

Для производства бумаги ингредиенты варили в котле. Затем перебивали специальными молотками в кашу, из которой и формировались бумажные листы - почти тоже самое происходит и в современной мире.

Перенос изображения или офсет

Жаль, в темные времена грамотных было мало, а исторические книжки переписывали с ошибками. Поэтому автора идеи офсетной печати сегодня не определить.

Бытует мнение, что туземцы насмотрелись, как насекомые пробивают лапками листья, и создали первые трафареты для печати.

Похожий принцип используется и сегодня. Готовое изображение переносится с инструмента на носитель: бумагу, металл, фольгу и так далее.

И никто не спорит, что настоящий прорыв в офсетной печати произошел в XV веке, когда немецкий ювелир по фамилии Гутенберг придумал метод наборных букв.

Демонстрация печатного станка Гутенберга

По его идее каждый знак в зеркальном отражении отливался из свинца, который обволакивали сразу в картон, а потом резину. Таблицы со скомпонованным текстом мазали чернилами и прислоняли к бумаге - вот и вся наука .

Первые «станки» для печати

Конечно, после этого (лет эдак через 200) у наших предков появилось желание упростить изменение печатных текстов без создания новых громоздких трафаретов, столешниц-колодок и так далее.

Тогда размер трафарета уменьшили до одной буквы и создали первый печатный станок, авторство которого приписывают Генри Миллю. Королева Англии запатентовала его в 1714 году.

Первый печатный станок. Музейный экспонат.

Принцип печатных машинок не изменился по сей день. Читатели старше 30 лет познакомились с ним в юности, а современные хипстеры могут найти в музеях.

Это тандем окрашенной ленты, которая находится возле бумаги, и молоточков с символами , которые выбивают текст.

Что интересно, достаточно часто при печати использовали ленты разных цветов. С помощью них выделяли первые буквы в главах книг или вообще абзацах. И это было прообразом современных цветных принтеров.

Печатные машинки и QWERTY

В 1808 году была создана первая популярная печатная машинка. Модель, которая пошла в серию, разработал итальянец Терри Пеллегрино - он создал пишущий аппарат для слепой подруги.

А уже в 1863 году появился предок современных печатных машинок. Сначала американцы Кристофер Лехтем Шоулз и Самуэль Суле, которые работали в типографии, придумали приспособление для быстрой нумерации страниц. И это вдохновило их на создание неудобной, но работоспособной пишущей машинки.

Они получили патент на изобретение в 1865 году - машинка не имела цифр, а буквы (только строчные) располагались в алфавитном порядке.

Молоточки расположенных рядом букв машинки то и дело застревали. Поэтому их соотечественник Шоулз разработал привычную нам раскладку QWERTY, в которой встречающиеся часто буквы разнесены максимально далеко - да, дело здесь не в удобстве набора, а в технических проблемах печатных машинок из далекого прошлого.

Печатная машинка Underwood

В 1895 году мир увидела печатная машинка Underwood, которая стала символом печатного дела в начале прошлого века.

Переходной этап в истории

Первым «принтером» называют устройство Чарлза Бэббиджа, которое он так и не воплотил жизнь. Его воссоздали по чертежам изобретателя в наши дни.

Решение представляло собой громоздкий усложненный вариант печатной машинки из 4 тыс. деталей общим весом в 2,5 тонны.

Но настоящие принтеры появились только в середине прошлого века с изобретением электронно-вычислительных машин - прообразов современных компьютеров.

Какие были принтеры и виды печати

Печать в середине прошлого века не шла ни в какое сравнение с современной по качеству и скорости.

Одним из первых подобий современного принтера считают решение Remington-Rand, которое создали для компьютера Univac в 1953 году. Он мог печатать 600 строк по 120 символов в минуту.

Традиционная матричная печать

В 1964 году инженеры компании Seiko Epson Corporation впервые реализовали идею матричной печати в устройстве, которое работало в роли часов и печатало точное время: изображение создавалось из точек, наносимых на бумагу иглами через красящую ленту.

Аналогичного принципа придерживаются и современные принтеры: печатающая каретка двигается вдоль листа и наносит символы ударами иголок через красящую ленту. «Матричный принтер» потому и матричный, что изображение складывается из разрешения матрицы, образуемой расположением игл.

Принтер EP-101

Уже через четыре года Epson выпустили миниатюрный принтер EP-101, который пользовался популярностью у производителей настольных калькуляторов и счетных машин.

Это интересно:

Название всемирно известного бренда Epson появилось как результат желания компании создавать продукты, которые стали бы потомками первого принтера EP-101 или его «сыновьями» - «Ep-son».

И с 1975 года принтеры, компьютеры и другие устройства, производимые компанией Suwa Seikosha, продаются под маркой Epson.

Немного позже мир увидел LA30 компании DEC - он мог печатать до 30 символов в секунду на бумаге специального размера.

Но настоящим символом матричной печати до 90-х годов стал принтер Epson MX-80, который объединял относительную доступность и приемлемую производительность.

Аналогичные матричные принтеры Epson закупаются до сих пор и используются для печати на официальных бланках и документах в государственных учреждениях. Здесь им равных нет, ведь тот же паспорт не засунешь ни в лазерный, ни в струйный принтер.

Лазерная печать

Первенство в производстве лазерных принтеров принадлежит компании XEROX. В 1969 году она начала работу над переносом технологии своих копировальных аппаратов, которые уже использовали принцип лазерной печати, на принтеры. В 1971 выпустила первый прототип, а в 1977 - серийный принтер.

В данном случае лазерный луч создает на поверхности вращающегося фотобарабана участки с электрическим зарядом, к которым притягивается тонер (порошок), выполняющий роль краски.

Лист бумаги протягивается через вал лазерного принтера, при этом частицы тонера примагничиваются к нему. Для того чтобы порошок не осыпался с бумаги, специальная печка «запекает» его на поверхности листа при температуре до 200 градусов.

Важным этапом в развитии лазерных принтеров стал 1984 год. Тогда компания Hewlett-Packard начала выпускать серию доступных принтеров LaserJet, которые отличались неплохой плотностью точек. Но эволюция таких устройств фактически остановилась, и конструкция почти не менялась с тех времен.

Лазерные принтеры можно использовать для печати текстовых документов. Но из-за сравнительно низкого разрешения и высокой стоимости расходных материалов делать фотографии с их помощью нецелесообразно. Поэтому для создания профессиональных отпечатков – используются только струйные аппараты.

Современная струйная печать или капельный метод

В 1833 году Феликс Саварт обнаружил и задокументировал, что капли жидкости, проходя через узкое отверстие, всегда получаются однотипными. Именно этот принцип и лег в основу такого способа перенесения изображения на бумагу - как струйная печать. Но только в 1951 году компания Siemens запатентовала работающее устройство, которое умело разделять струю краски на однотипные капли.

В 1977 году Siemens запатентовала устройство последовательной печати, которое работало по принципу drop-on-demand.

Суть принципа «drop-on-demand» заключается в выпуске чернил только при необходимости.

Печатающая головка такого принтера, плотно покрытая микроскопическими отверстиями, двигается из стороны в сторону, а капли чернил выходят наружу под действием давления от пьезокерамического элемента.

Уже в 1979 году компания Canon изобрела метод печати, в соответствии с которым капли выпускались на поверхность небольшого нагревателя рядом с соплом и регулировались конденсацией скоплений красителя. Они назвали это «пузырьковой печатью».

В 1989 году мир увидела технология Epson Micro Piezo. В отличие от «пузырьковой печати» Canon, здесь вместо нагрева используется ток. Это повысило надежность и долговечность печатной головки, позволило добиться точного контроля над размером капель для высокого качества и сильно расширило универсальность струйной печати.

Stylus Color

В 1996 году Epson создала первый шестицветный струйный фотопринтер Stylus Photo, который перевернул представление о фотопечати. С этого момента компания сохраняет имидж производителя лучших печатных устройств для фотографов.

Интересно, что в струйных принтерах на основе пьезоэлектрической технологии - одна долговечная печатная головка на все цвета, а в лазерных устройствах каждый картридж представляет собой сложное устройство с барабаном, которое при замене обойдется очень дорого

Редкая светодиодная печать

Первый светодиодный принтер в 1987 году выпустила компания OKI. А в 1998 она разработала первое цветное решение, работающее по такому же принципу.

Вместо лазера в данном случае используются светодиоды, которые выборочно вспыхивают для создания электронного рисунка на барабане. Это позволяет добиться большей скорости печати и использовать меньше тонера.

Некоторые светодиодные принтеры сегодня предлагаются по куда более привлекательной цене, чем лазерные. Но из-за регулярных поломок, небольших предельных нагрузок и требовательности к качеству тонера они все еще не завоевали популярность.

Сублимационная печать

В 1957 году французский ученый Ноэль де Плассе обнаружил, что некоторые красители могут сублимировать - переходить из твердого состояния в газообразное, минуя жидкое.

А в 1985 его идеи начали применять компании Kodak и Mitsubishi Electric. Но успеха не добились. Сфера применения этого метода в те годы была сильно ограничена, так как для его использования связано со сложными особенностями, а печать не отличается скоростью.

В 1996 году компания Citizen разработала технологию Micro Dry, с помощью которой твердый носитель можно наносить прямо на поверхность.

Изображение печатается специальными чернилами на специальных термотрансферных носителях (бумагах), а затем опять же в специальных термопрессах (каландрах) переносится непосредственно на необходимый предмет или поверхность.

Такие принтеры подходят для печати на кружках, футболках, подушках и многом другом. И в нашей стране это стало одним из популярных видов малого бизнеса.

С помощью сублимационных принтеров изображения печатают на специальной трансферной бумаге для дальнейшего переноса их с помощью нагрева на ткань, керамику и даже металл.

Чего добились принтеры сегодня?

Несмотря на расхожее мнение, струйные принтеры сегодня занимают доминирующее положение на рынке, отодвигая лазерные на второй план.

Всему виной - универсальность первых и дороговизна в обслуживании вторых.

Многофункциональность и микро-габариты

За годы истории устройства для печати значительно уменьшились в габаритах. Сегодня они без проблем помещаются даже на небольшом столе дома или в офисе и не мешают своим присутствием.

Epson L486

При этом наибольшей популярностью пользуются МФУ - многофункциональные устройства, которые кроме цветной и черно-белой печати предлагают сканирование и копирование документов и изображений.

Рекордно низкая себестоимость печати

Основная особенность современных принтеров, которую продвигает компания Epson - печать без картриджей. Вместо них используются системы непрерывной печати (СНПЧ) - встроенные чернильные емкости, которые элементарно заправляются без помощи специалистов.

Самостоятельная заправка принтера

Ранее уже были кустарные самодельные системы СНПЧ. Но именно Epson предложила заводское решение - шестицветный L800, который в свое время стал легендой фотопечати. Дополнительные чернила для всех принтеров после него стоят в 2,5 раза дешевле картриджей из прошлого, а их объем в 10 раз больше - в итоге это в 25 раз выгоднее.

Именно поэтому сегодня печать документов, фотографий, открыток и всего, что душа пожелает стоит копейки - это выглядело настоящей фантастикой еще несколько лет назад.

Подробнее о системах СНПЧ и популярных решениях на их базе расскажет видео:

У компании Epson широкая линейка принтеров с СНПЧ, которые подойдут под нужны каждого: черно-белые и цветные домашние решения, а также офисные варианты для средних и больших объемов печати. Они отличаются габаритами, скоростью и возможностями, а также себестоимостью каждой напечатанной страницы.

Большая скорость печати каждой страницы

Сегодня струйные многофункциональные принтеры работают со скоростью до трех десятков страниц в минуту и даже больше.

Современным устройствам для печати не нужны нагревательные элементы и как следствие время на прогрев, поэтому они приступают к операции сразу после отправки задания с помощью компьютера, мобильного приложения или с самого принтера.

Нескромный запас хода для ЧБ и цвета

Если еще «вчера» принтеры как мухи дохли даже от домашней нагрузке, сегодня все изменилось. И топовые производители дают гарантию 12 месяцев или несколько десятков тысяч копий.

Важное преимущество компании Epson перед конкурентами в данном случае - система Micro Piezo. В ней вместо нагрева чернил используется электрический импульс. Поэтому головка перестает быть расходным материалом и в реальном использовании время без поломок многократно увеличивается.

При этом многофунциональное устройство готово к печати фотографий или документов в любое время без исключений.

Подключение к смартфонам: iPhone и Android

Как и другая электроника современные принтеры без проблем работают через мобильное приложение в паре со смартфоном или планшетом.

Работа со смартфоном

Таким образом доступ к принтеру можно получить из любой точки земного шара - так можно печатать текстовые и другие офисные документы, фотографии, веб-страницы и так далее.

Кроме этого с помощью мобильных приложений принтеров обычно можно осуществлять печать из облачных сервисов Dropbox, Google Drive, Box, Microsoft OneDrive и так далее.

В итоге: Уже сегодня понятно, что сотни лет прогресса не прошли зря и упростили процесс печати по максимуму. А многофункциональность каждого популярного устройства сделала его незаменимым для дома и офиса.

Мы же продолжаем углубляться в тему и готовить отдельные более подробные и узкие материалы о печати, чтобы расставить все оставшиеся точки над «i» .

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.

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.

Наверно, сложно себе представить человека в нынешнем обществе, никогда не слышавшего о компьютерах и периферийной технике для них На сегодняшний день данные устройства стали практически незаменимыми в жизни современных потребителей. Одними из вспомогательных элементов для быстрой и удобной работы являются принтеры. Как правило, подобную технику можно встретить практически в каждом офисе, а вот для домашней эксплуатации ее приобретение встречается гораздо реже. Тем не менее, многие знают о существовании этих устройств, но далеко не все понимают принципы работы принтера.

Различают два основных типа печатающих устройств -- струйные и лазерные. лазерного принтера, естественно, не похожи на принцип действия так как и конструкция у них разная. На сегодняшний день потребители предпочитают выбирать модели с лазерной печатью, аргументируя это более высоким качеством. Конечно, такие модели имеют стоимость гораздо выше, но если есть постоянная необходимость в получении качественного изображения, то цена отходит на второй план.

Итак, в чем же заключаются принципы работы лазерного принтера? В первую очередь, следует отметить, что они основаны на особенностях конструкции необходимого изображения происходит по электрофотографической технологии. Она заключается в том, что каждая точка на листе располагается в конкретном месте на странице с помощью изменения на специальной пленке. Она, как правило, состоит из полупроводника, способного менять электропроводность под действием излучения. Такая же технология обычно применяется в ксероксах.

Какими бы ни были принципы работы лазерного принтера, ничего бы не получилось без вращающегося барабана, являющегося главным конструктивным элементом всего устройства, ведь именно с его помощью происходит перенесение изображения на лист бумаги. Он представляет собой некий цилиндр из металла, который покрыт той самой специальной полупроводниковой пленкой. Прежде всего, поверхность этого барабана заряжается положительными или отрицательными ионами.

Далее с помощью лазера создается тончайший световой луч, который перемещается по барабану, отражаясь от нескольких линз и зеркал. Попадающий на поверхность барабана точечный свет разряжает его в месте соприкосновения. Лазером, как правило, управляет микроконтроллер, включающий и выключающий его при необходимости. Обычно, формирование изображения на барабане происходит построчно. По окончанию составления картинки в одной строке, специальный двигатель, называемый также шаговым, слегка проворачивает барабан, чтобы появилась возможность дальнейшей работы лазера. Таким образом, на поверхности цилиндра появляется изображение, состоящее из заряженных точек. Эти точки чередуются с разряженными, расположенными в тех местах, где не должно быть изображения.

На следующем этапе принципы работы лазерного принтера подразумевают непосредственное нанесение изображения на лист бумаги. Перед этим на заряженные места на поверхности барабана налипает тонер, имеющий противоположный заряд. При этом барабан медленно вращается, чтобы краска распределялась равномерно. Продолжая вращаться, цилиндр с нанесенным на него тонером соприкасается с поверхностью бумаги, в результате чего краска переносится на лист.

Далее бумага должна пройти между двумя валами. Как правило, верхний вал имеет высокую температуру, а нижний вал прижимает лист к верхнему. Таким образом, частички краски нагреваются и закрепляются на поверхности бумаги. В последнюю очередь барабан очищается от остатков тонера специальным приспособлением, а затем на всю его поверхность вновь наносится заряд.

Включает в себя семь последовательных операций по созданию заданного изображения на листе бумаги. Это весьма интересный и технологичный процесс, который можно разделить на два основных этапа: нанесение изображения и его закрепление. Первый этап связан с работой картриджа, второй протекает в блоке термозакрепления (печке). В итоге за считанные секунды на белом листе бумаги мы получаем интересующее нас изображение.

Итак, что же происходит за столь короткий промежуток времени в принтере? Давайте в этом разберемся.

Заряд

Напомним, что тонер является мелкодисперсной субстанцией (5-30 микрон), и его частицы очень легко принимают любой электрический заряд.

В картридже ролик заряда обеспечивает равномерную передачу отрицательного заряда фотобарабану. Это происходит когда ролик заряда прижимается к фотобарабану, и вращаясь в одном направлении (при этом равномерно сообщая отрицательный статический заряд фотобарабану), заставляет его вращаться в другом.

Таким образом, поверхность фотобарабана имеет равномерно расположенный по площади отрицательный заряд.

Экспонирование

В следущем процессе происходит экспонирование будущего изображения на фотобарабане.

Это происходит благодаря лазеру. Лазерный луч при попадании на поверхность фотобарабана снимает в этом месте отрицательный заряд (точка становиться нейтрально заряженной). Таким образом, лазерный луч формирует будущую картинку по заданным координатам в программе. Исключительно в тех местах где это необходимо.

Так мы получаем экспонированную часть изображения в виде отрицательно заряженных точек на поверхности фотобарабана.

Проявка

Далее на экспонированное изображение на поверхности фотобарабана ровным тонким слоем с помощью ролика проявки наносится тонер. Частицы тонера принимают отрицательный заряд и формируют на поверхности барабана будущее изображение.

Перенос

Следущим этапом является перенос тонерного отрицательно заряженного изображения с фотобарабана на чистый лист бумаги.

Это происходит в результате соприкосновения ролика переноса изображения с листом бумаги (лист проходит между роликом переноса и фотобарабаном). Ролик переноса имеет высокий положительный потенциал, в результате чего все отрицательно заряженные частицы тонера (в виде сформированного изображения) переносятся на лист бумаги.

Закрепление

Следующим этапом в лазерной печати является закрепление изображения из тонера на листе бумаги в блоке термозакрепления (в печке).

По своей сути это процесс «запекания» на бумаги. Лист с тонером, проходя между термовалом и прижимным роликом, подвергается термо-барической (температура и давление) обработке, в результате чего тонер на листе закрепляется и становится устойчивым к внешним механическим воздействиям.

На нашем рисунке Вы видите термовал и прижимной ролик. Термовал используется в ряде аппаратов лазерного типа печати. Внутри термовала применяется галогеновая лампа, которая и осуществляет разогрев (нагревательный элемент).

Существует и другие модели аппаратов лазерного типа печати, где вместо термовала используется термопленка (как нагревательный элемент). Отличие между ними в том, что при работе галогенового нагревателя требуется больше времени. Стоит отметить тот факт, что аппараты с термопленкой весьма сильно подвержены механическим воздействиям посторонних предметов (скрепок, скоб от степлера) на листе бумаги. Это чревато выходом из строя самой термопленки. Она очень чувствительна к повреждениям.

Очистка

Так как при всем этом процессе на поверхности фотобарабана остается небольшое количество тонера, в картридже устанавливается ракель (чистящее лезвие) для очистки от остаточных микрочастиц тонера вала фотобарабана.

Прокручиваясь, вал подвергается очистке. Остаточный порошок попадает в бункер с отработанным тонером.

Снятие заряда

При последнем этапе вал фотобарабана соприкасается с роликом заряда. Это приводит к тому, что на поверхности барабана снова выравнивается «карта» отрицательного заряда (до этого момента на поверхности оставались как отрицательно заряженные места так и нейтрально заряженные – они и были проекцией изображения).

Таким образом ролик заряда снова сообщает поверхности фотобарабана равномерно распределенный отрицательный потенциал.

Так заканчивается цикл печати одного листа.

Заключение

Таким образом технология лазерной печати включает в себя семь последовательных этапов переноса и закрепления изображения на бумаге. На современных аппаратах такой процесс печати одного изображения на бумаге А4 занимает всего считанные секунды.

При происходит замена износившихся внутренних деталей, таких как фотобарабан, ролик заряда или магнитный вал. Эти составляющие находятся внутри картриджа, и Вы можете увидеть их на рисунке, приведенном выше. Из-за износа этих элементов значительно ухудшается качество печати.

Немного об истории лазерной печати

Ну и напоследок немного о разработке технологии лазерной печати. Удивительно, но технология лазерной печати появилась раньше, например той же технологии матричной печати. Chester Carlson в 1938 году изобрел метод печати, получивший название электрография. Он применялся в копировальных аппаратах того времени (60-70-е года прошлого века).

Непосредственно саму разработку и создание первого лазерного принтера предписывают Гэри Старквеатер (Gary Starkweather). Он являлся сотрудником фирмы Xerox. Его идея заключалась в том, чтобы использовать технологию копировального устройства для создания принтера.

В 1971 году впервые появился первый лазерный принтер фирмы Xerox. Он назывался Xerox 9700 Electronic Printing System. Серийное производство было налажено позже – в 1977 году.

Многих пользователей оргтехники интересуют ответ на вопрос о том, когда появился первый лазерный принтер. Итак, данная модель печатающего устройства обладает весьма длинной и богатой на разные события историей. Она берет начало в 1938-м году, когда американский физик и изобретатель Честер Карлсон смог получить первое в истории человечества ксерографическое изображение.

Стоит отметить, что в качестве основы технологии его создания использовалось статическое электричество, которое переносило сухие чернила (будущий тонер) на поверхность бумаги. Возможным это стало только благодаря многолетней работе и упорству этого талантливого человека. Именно благодаря ему удалось отказаться от применения существовавших в те годы приборов, называемых мимеографами и существенно снизить стоимость получаемых отпечатков.

Таким образом, самый первый принтер лазерного типа был создан именно Честером Карлсоном, который изобрел такой способ печати, как электрография и дал старт дальнейшему развитию истории создания принтера. Суть созданной им технологии заключается в использовании фотобарабана, представляющего собой алюминиевую трубку со светочувствительным слоем. На эту деталь осуществляется подача отрицательного заряда и луч лазера, пробегая по ее поверхности, снимает часть заряда в зонах, предназначенных для нанесения печати.

Фотобарабан, в свою очередь, во время работы вращается и покрывается красящим порошком в тех местах, где заряд уменьшился при помощи луча лазера. В дальнейшем эта трубка из алюминия соприкасается с листом и передает ему весь тонер, прилипший к светочувствительному слою. Затем бумага подвергается воздействию специальной печи, где красящий порошок крепко спекается с его поверхностью.

Честер Карлосон после получения первого в мире ксерографического изображения еще долго не мог воплотить свои идеи в реальность. Получив отказ от войск связи страны и IBM, ему спустя несколько лет, в 1946-м году удалось наконец-то найти фирму, которая дала согласие заняться производством разработанных им электростатических копиров. Данной организацией оказалась Haloid Company, основанная в 1906-м году. Изначально эта компания специализировалась на производстве фотобумаги, но в дальнейшем она сменила название на Haloid Xerox (1958-й год), после чего стала именоваться Xerox Corporation (1961-й год).

Первый аппарат был выпущен в продажу под названием Model A лишь в 49-м году прошлого столетия. В целом он был довольно сложным в использовании, т.к. здесь требовался ручной труд и весьма громоздким. Чтобы сделать копию документа с помощью Model A, пользователю требовалось выполнить несколько ручных действий. Т.е. этот аппарат не работал в автоматическом режиме, что создавало некоторые неудобства при его использовании. Но на этом развитие первого принтера, использовавшего для печати технологию электрографии и выпущенного в массовое производство, не остановилось.

Появление первого лазерного принтера

Спустя десять лет после появления Model A на рынке стали реализовывать новый ксерограф, который на этот раз был полностью автоматизирован. Назывался он следующим образом: Xerox 914. Следует отметить, что возникновение новой модели такого аппарата позволило существенно упростить печать копий. Xerox 914 был способен выдавать около семи копий ежеминутно! Именно этот изобретенный в 1959-м году аппарат стал прообразом всех принтеров, использующих лазерную технологию печати, которые начали появляться в дальнейшем.

Что касается непосредственно лазерных принтеров, то над их разработкой компания Xerox начала усиленно трудиться в 69-м году прошлого века. Но успеха удалось добиться лишь девять лет спустя, когда Гэри Старкуезеру удалось улучшить технологию работы имеющихся в те годы копиров с помощью добавления к ней лазерного луча. Таким образом, появился первый принтер лазерного типа. Аппарат, которому дали название Xerox 9700 мог распечатывать около 120 страниц ежеминутно. Но его размеры были уж очень большими, а стоимость заоблачной для тех времен – 350 долларов США. По этой причине данная модель не могла стать действительно широко распространенным и доступным для каждого дома вариантом.

Стоит добавить, что появление первого лазерного принтера могло произойти и раньше, если верить компании IBM, которая утверждает, что уже в 1976-м году их лазерное печатающее устройство под названием IBM 3800 уже вовсю работало в F.W.Woolworth – Североамериканский Дата Центр. В целом споры о том, кто изобрел первый принтер, основанный на лазерной технологии, печати идут до сих пор.

Дальнейшее развитие

В 1979-м году представило пользователям новую модель лазерного принтера, которая на этот раз была настольной — LBP-10. Через год компания выпустила еще один новенький аппарат, на этот раз — LBP-CX. Следует отметить, что история развития принтеров в начале 80-х годов стала набирать некоторые обороты, т.к. спрос на эти аппараты достиг высоких значений.

Но для развития своей маркетинговой политики и продвижения продаж на рынке, связанном с устройствами обработки данных компании Canon требовались сильные партнеры. В первую очередь она обратилась с предложением к одному из подразделений Xerox Corporation, но в ответ получила отказ, т.к. данная компания сама на тот период времени занималась вместе с одной японской фирмой разработкой лазерного печатающего устройства, которое должно было стать лучшим настольным вариантом в мире.

В итоге выбор Canon пал на HP и итогом совместной деятельности этих двух компаний стал выпуск модели LaserJet (1984-й год), которая могла печатать до восьми страниц ежеминутно. Продажи нового принтера достаточно быстро росли, в результате чего данный сегмент рынка в те годы в большей степени принадлежал HP.

Дальнейшая история принтера, использующего лазерную технологию печати, связана с тем, что качество отпечатков новых моделей к началу 90-х годов прошлого столетия стало значительно лучше, а их стоимость упала ниже 1 тысячи долларов. Что касается первой модели лазерного принтера, обладающей цветной печатью, то она смогла появиться на свет в 1993-м году под брэндом компании QMS. Спустя пару лет, Apple удалось выпустить устройство, стоимостью 7.5 тысяч долларов.

Таким образом, спустя несколько десятков лет лазерные принтеры превратились в действительно доступные устройства, которые стали широко применять не только в офисах, но и в домашних условиях. Кроме того, ассортимент их моделей, имеющийся в современных магазинах просто поражает воображение. Поэтому выбирать оптимальное устройство нужно тщательно и кропотливо, ориентируясь не только на его стоимость или производителя, но также технические характеристики.