Лазерні принтери. 
Пристрої виведення інформації. 
Принтери

Технологія лазерного друку

Перший лазерний принтер був створений фірмою IBM у 1976 році, так що скоро виповнюється 30 років з моменту створення першого лазерного принтера.

Незважаючи на настання струминних принтерів, панування лазерних пристроїв на робочих місцях у даний час не підлягає сумніву. За даними фірми експертів, майже дві третини всіх застосовуваних у сфері бізнесу принтерів — лазерні. Причин, що пояснюють популярність лазерних принтерів, багато. У них використовується апробована технологія, що зарекомендувала себе високою надійністю; друкування швидке, безшумна і цілком доступна за ціною, її якість у більшості випадків наближається до типографського.

Виготовлювачі лазерних принтерів також не стояли на місці, продовжуючи підвищувати швидкість і якість друку, домагаючись при цьому зниження ціни. У 1994 р. номінальна швидкодія типового лазерного принтера було дорівнює 4 стор. / хв, дозвіл — 300 пікселів / дюйм при ціні 800 дол У 1995 р. ми стали свідками збільшення числа виробів, що друкують зі швидкістю 6 стор. / хв при дозволі 600 крапка / дюйм і мають реальну роздрібну ціну 350 дол Більше того, кілька років тому механізми, що забезпечують швидкість друку 8 стор. / хв, були відмітною рисою пристроїв, призначених для спільного використання робочими групами. Нові моделі зі швидкодією 8 стор. / хв стали цілком доступними і перейшли в розряд персональних пристроїв. Кожні два-три року виготовлювачі підвищують швидкість друку на 1 чи 2 стор. / хв. Сучасні персональні лазерні принтери, досягають швидкодії 20 стор. / хв.

Крім того, зменшуються габарити лазерних принтерів — у такий спосіб виготовлювачі домагаються зниження ціни і можливості установку їхніх виробів на тісному робочому столі. Одним з наслідків цього найчастіше стають обмежені в порівнянні з великогабаритними моделями засобу для роботи з папером. Вхідні ємності вміщають, як правило, не більше 100 аркушів, а кишеня для папера нерідко одночасно призначений і для ручної подачі аркушів — для цього треба спочатку видалити з нього стопу папера. Ємкість вихідних лотків теж. У деяких принтерів тракт подачі папера настільки звивистий, що постачальники не рекомендують використовувати машини для друку на липких наклейках.

Випливаючи прикладу виготовлювачів струминних принтерів, постачальники лазерних пристроїв теж прагнуть підвищити цінність, включаючи в комплект постачання програмне забезпечення. Ряд розглянутих в ході даної роботи принтерів поставляється з допоміжним програмним забезпеченням, до складу якого входять шрифти, ілюстрації і довідкові матеріали. 10].

Тому що ж працює лазерний принтер? Насамперед кілька слів про принцип дії. У лазерних принтерах використовується електрографічний принцип створення зображень (такий же, як і в копіювальних машинах Xerox).

Серцем лазерного принтера є фотопровідний циліндр (organic photoconduction cartridge), який часто називають друкуючим барабаном. За допомогою барабана виробляється перенос зображення на папір. Він являє собою металевий циліндр, покритий тонкою плівкою фотопровідного напівпровідника, звичайно оксидом чи цинку чим або подібним. Поверхні цього покриття можна додати позитивний чи негативний заряд, що зберігається на поверхні, але тільки до тих пір, поки барабан не освітлений. Якщо яку або частина барабана проекспоніровать, то покриття здобуває провідність і заряд стече з освітленої ділянки, утворивши незаряджену зону. Даний момент дуже важливий для розуміння принципу роботи лазерного принтера.

Рисунок 2. Пристрої лазерного принтера: 1. Генератор лазера; 2. Вращающееся дзеркало; 3. Лазерний промінь; 4. Валікі, що подають папір; 5. Валик, що подає тонер; 6. Фотопроводящій циліндр; 7. Узел фіксації зображення.

Наступною важливою його частиною є лазер і презиційно оптико-механічна система, що переміщає промінь. 2].

Малогабаритний лазер генерує тонкий світловий промінь, що відбивається від обертового дзеркала (як правило, шестигранного) розряджає позитивно заряджену поверхню барабана. Щоб вийшло зображення, лазер включається і виключається керуючим мікро контролером. Обертове дзеркало розвертає промінь у рядок на поверхні друкуючого барабана. Все це разом створює на його поверхні рядок схованого зображення, у якому ті ділянки, які повинні бути чорними, мають один заряд, а білі протилежний. Після формування рядка зображення, спеціальний презиційний кроковий двигун повертає барабан так, щоб можна було формувати наступну рядок. Цей зсув дорівнює здатності принтера і звичайно становить 1 / 300, 1 / 600 дюйма. Цей етап друку нагадує побудова зображення на екрані телевізійного монітора.

Але яким образом на поверхні барабана з’являється заряд, необхідний для створення зображення? Для цього служить тонкий чи дріт сітка, називаний «коронирующим проводом». Але чому «коронирующим»? Справа в тому, що на цей провід подається висока напруга, що викликає виникнення світної іонізованої області довкола нього, що і називається короною і додає барабану необхідний статичний заряд.

Отже, на барабані сформоване зображення начебто статичного заряду і незаряджених ділянок. Що далі? Далі барабан проходить повз валик, що подає зі спеціального контейнера чорний барвний порошок тонер. Часточки тонера, заряджені позитивно, прилипають тільки до нейтральних ділянок, відштовхуючи від позитивно заряджених. Це схоже на те, як на екрані телевізора збирається пил.

Невелике зауваження: тут йде мова про принтери типу Hewlett Packard LazerJet. Проте існує й інший метод формування зображення. Він використовується в принтерах Epson і інших подібних, що використовують двигун фірми Ricon. У цих принтерах розряджаються ділянки, які повинні бути білими. У цьому випадку тонер, заряджений негативно притягається до позитивно заряджених ділянок барабана. Відбитки, виготовлені на таких принтерах, мають ледь вловимі відмінності в якості: при використанні першого способу досягається передача деталей, а при роботі з другим більш якісні чорні області.

Наступним етапом є перенос тонера (а, виходить, і зображення) на папір. Папір витягається з лотка і за допомогою системи валиків переміщається до друкуючого барабану. Перед самим барабаном паперу повідомляється статистичний заряд за допомогою ще одного коронирующего проводу, подібного тому, що використовується для підготовки барабана до експонування. Потім папір притискається до поверхні барабана. Заряди різної полярності, накопичені на поверхні папера і на поверхні барабана, викликають перенос часток тонера на папір і їхній надійне прилипання до останнього. Після перенесення тонера папір залишає поверхню барабана.

При цьому валики продовжують переміщати папір до вихідного лотка принтера. Наступним ланкою принтера, що зустрічає папір із зображенням на цьому шляху, є вузол фіксації зображення. Тонер містить речовину, здатну легко плавиться. Звичайно це який-небудь чи полімер смола. При нагріванні до 200−220 градусів і підвищенні тиску порошок розплавляється і намертво з'єднується з поверхнею папера. Тільки що вийшли з принтера теплі, а занадто нетерплячий користувач, що вистачає листок, що з’явився, ризикує обпекти пальці.

Далі папір протягують до вихідного лотка. При цьому, якщо аркуші виводяться прямо, верхнім у стопі відбитків виявляється останній лист. Багато принтерів, однак, перевертають папір обличчям униз, складаючи стопу в правильному порядку, тобто верхнім буде перший лист, нижнім останній.

Відбиток готовий, залишилася не розглянутої остання важлива позиція очищення барабана. При переносі зображення на папір не всі часточки тонера прилипають до неї і невелика кількість їх залишається на барабані. Для цього на нього подається електричний заряд, барабан очищається і готовий до друку наступного листа.

Важливим є пристрій керування, як правило, мікро контролер на базі мікропроцесора. Контролер обслуговує порти, оперативну пам’ять, здійснює діагностику принтера, видає повідомлення на панель керування, емулює різні стандарти підключення і, звичайно, видає десятки сигналів, керуючих усіма вузлами принтера.

Зрозуміло, барабан лазерного принтера не складається з кілець з літерами. У нього зовсім гладка, полірована поверхня. Промінь лазера електризує її, викреслюючи образ майбутнього зображення. Після чого до наелектризованим частинам барабана прилипають частинки тонера. Далі в нагрівачі тонер розплавляється і намертво «приклеюється» до поверхні паперу. Результатом є якість друку, порівнянне з поліграфічним.

Конструкція лазерник може бути різною. У «роздільному» варіанті картриджі містять тільки тонер, а барабан вбудовують в принтер і намагаються виготовити, по можливості, більш довговічним. Причому тут працює закон — чим дорожчий барабан використовується, тим дорожче коштує його заміна. Наприклад, у принтерів Kyocera ресурс барабана обчислюється сотнями тисяч аркушів (100 000 — у молодших моделей і 300 000 — у старших), але заміна може обійтися в половину ціни принтера. У моделей OKI ресурс барабана значно менше — десятки тисяч аркушів, зате його заміна обходиться набагато дешевше, приблизно в п’яту частину ціни принтера.

Інша конструкція передбачає використання «одноразового» барабана, який змінюється при кожній зміні картриджа — тобто, вбудований в нього. Це так звана «суміщена схема»; її застосовує більшість виробників (Canon, Epson, Hewlett-Packard, Panasonic, Samsung, Xerox), оскільки вона має масу переваг (користувачеві взагалі не треба думати про капітальний ремонт, а лише про профілактику). Але, зрозуміло, ціна друку листа при цьому виходить вищою — адже картридж виходить дорогим і складним. Крім ємності з тонером, в нього припадає вбудовувати барабан, developer, ракель і буфер для відпрацьованого порошку.

Розрахунки сукупної вартості володіння показують, що вона трохи нижче для схеми з вбудованим барабаном, але тут необхідно враховувати ризик — якщо з якоїсь причини барабан доведеться міняти до закінчення ресурсу (є випадки, коли характеристики принтерів Kyocera помітно погіршувалися вже після двох-трьох тисяч віддрукованих аркушів), то сукупна вартість володіння різко зросте. 2].