Лазерная печать

Лазерные принтеры уже довольно давно пришли на компьютерный рынок.
Первое устройство было выпущено фирмой IBM еще в 1975 году, а массовый выпуск этих устройство начался спустя 5 лет.
С тех пор прошло много времени, «лазерники» стремительно теряли свой вес, в смысле становились более компактными и дешевыми.
Сейчас же неплохой принтер для дома можно купить, отдав меньше трех тысяч рублей.

До недавнего времени основным недостатком являлась невозможность печати цветных изображений.
Но производители тоже думают о нас, о пользователях, поэтому чтобы приобрести цветной лазерный принтер сейчас достаточно 7 тысяч рублей.
Это конечно дороже «струйников», обеспечивающих сопоставимое качество печати.
Но тут на арену выходит цена расходных материалов - картриджей и стоимость готового отпечатка.
Особенно ярко это заметно на примере черно-белой печати.

По части распечатывания рефератов, докладов и других подобных материалов, лазерные устройства уже давно вне конкуренции.
Новый оригинальный картридж стоит в районе 1500 рублей, притом, что он вполне в состоянии выдать 2500 распечатанных листов.
Это в среднем, на самом деле может быть заявлено и 3 тысячи страниц, и больше, при 5% заполнении листа.
На практике же большинство листов имеют все-таки большее заполнение тонером.
Включая бумагу, стоимость страницы будет составлять 95 копеек.

Что касается струйных принтеров, то при стоимости черного картриджа, скажем, в 600 рублей, которого хватит на 300 страниц реферата, каждая из которых обойдется в 3,2 рубля.
Разница более чем в 3 раза.
К тому же нецветные лазерные отпечатки получаются более высокого качества, чем струйные.
С цветной печатью не все так однозначно.
Современные струйные фотопринтеры пока еще более выгодны для домашнего пользователя.
Но если требуется много печатать в цвете, важна скорость печати, то цветные лазерные принтеры вполне могут составить конкуренцию «струйникам».

При расчете стоимости одного отпечатка мы говорим о новых картриджах, а их еще можно заправлять.
Я, правда, этот процесс не очень уважаю.
Нет, конечно, один-два раза заправить новый картридж качественным тонером, это можно, но дальше износ валов и роликов становится критичным для качества печати.
Раз в три месяца вполне можно себе позволить отдать 1,5 тысячи рублей за новый картридж.

Ведь какими бы хорошими не были заправка и восстановление, они никогда не дадут качества нового оригинального картриджа.
Внутри него находятся элементы, которые изнашиваются при печати - валы, ролики; бункер для отработанного тонера, если его при заправке не чистить, очень скоро дает о себе знать.
Валы, ролики, бункер?
Сейчас разберемся.

Почему же принтер называется лазерный и как он работает?

Сначала распечатываемый документ отправляется во внутреннюю память принтера.
Поэтому, такой параметр как объем встроенной памяти важен, если вы собрались серьезно загружать принтер, печатать сложные, большого размера изображения.
После этого микропроцессор принтера, переварив полученную информацию, начинает отдавать команды лазеру.
Луч которого, проходя через систему зеркал и фокусирующих линз, строчка за строчкой рисует печатаемое изображение на вращающемся светочувствительном барабане, который соприкасается еще с несколькими роликам.

Один из них называется ролик зарядки, он создает на барабане равномерный отрицательный электрический заряд.
Луч лазера, попадая на определенный участок фотовала, снимает заряд с этого участка, и это место становится неспособным притянуть к себе частицы тонера — очень мелкого порошка.
Для переноса тонера на фотобарабан служит еще один ролик — ролик подачи тонера.
Чтобы частицы тонера расположились на нем тонким ровным слоем, используется дозирующее лезвие.

Частички тонера с ролика подачи перескакивают на фотобарабан и притягиваются к нему, заряжаясь отрицательно.
Фотовал во время печати все время находится во вращении, поэтому намагниченные частицы очень скоро подъезжают к листу бумаги, на который и переносятся.
Для этого с обратной стороны бумаги есть еще один ролик, который не только прижимает бумагу к фотобарабану, но и намагничивает лист положительным зарядом.
Как известно разноименные заряды притягиваются, поэтому отрицательно заряженный тонер легко притягивается к положительно заряженной бумаге и остается там, держась пока только за счет намагниченности — своей и бумаги.

Однако не весь тонер с фотовала переносится на лист, изрядное его количество не попадает на бумагу, поэтому его необходимо очистить.
Для этого используется либо скребок (ракель), либо чистящий ролик, который также намагничивается — положительно, чтобы фотобарабан очистился от остатков тонера, которые затем попадают в бункер отработанного тонера, своеобразную мусорную корзину.

Есть еще и более экономные принтеры, которые уже нанесенный на фотовал тонер не выкидывают, а все с того же чистящего ролика он попадает в емкость с еще не использовавшимся тонером.
Таким образом, работает система рециркуляции, что позволяет на треть, а иногда и больше, продлить жизнь картриджа, однако в бункер с тонером могут случайно попасть частички бумаги, что ничего хорошего для дальнейшего качества печати и времени жизни валов внутри картриджа не сулит.

Так что экономить на качестве бумаги для принтеров с рециркуляцией тонера не стоит.
После того, как фотовал очистился от тонера, цикл начинается сначала, и так пока тонер не будет нанесен на весь лист.
После того, как лист прошел через фотобарабан, он вращается еще некоторое время, окончательно очищаясь от тонера.
Поэтому принтер работает еще некоторое время после того, как последняя страница была напечатана.

Лазерная печать

В общем, с процессом нанесения тонера разобрались, дальше его необходимо закрепить на бумаге, это происходит в «печке» (другое название — фьюзер).
Конструкция у «печек» разных производителей может быть различна, по принципу работы их можно разделить на 2 класса — ламповые и пленочные.
В ламповых «печках» лист проходит между двумя валами.

Нижний — резиновый обычно просто прижимает бумагу к верхнему — алюминиевому, внутри последнего находится галогенная лампа, которая и позволяет разогреть тонер до температуры его плавления - около 200 °С.
Оба вала имеют тефлоновое покрытие, чтобы тонер к ним не прилипал.
Все наверно видели рекламу сковородок с аналогичным покрытием, как яичница, соскальзывала с них, не оставляя никаких следов.

Второй вариант реализации «печек» — пленочные.
Нижний вал точно такой же, а вот вместо термовала используется керамическая пластина, на которой закреплена пленка со встроенными нагревательными элементами, опять же имеющая тефлоновое покрытие.
Данная пластина с пленкой прижимается к резиновому валу.
Таким образом, частицы порошка плавятся и под действием давления прижимаются к листу, «вплавляются» в бумагу.
После остывания они уже никуда не денутся.
Затем лист из чрева принтера отправляется в руки пользователя.

Это общие принципы лазерной печати.
На деле у разных производителей есть свои «фишки» и технологии.
Например, в том числе, фирма OKI активно продвигает на рынок принтеры со светодиодной линейкой вместо лазера.
В остальном принцип печати тот же самый, только для засветки фотобарабана применяется не луч лазера с системой зеркал и линз, а линейка светодиодов.

Что конечно гораздо проще в конструкции и дешевле в производстве, засветка происходит несколько быстрее — одновременно по всей ширине фотобарабана.
Ничего в этом инновационного нет, фотобарабан у прародителя лазерного принтера засвечивался обычной лампой, аналогично сейчас работают копировальные аппараты.
Фотовал засвечивается отраженным от листа оригинала светом мощной лампы.

Раз уж немного коснулись истории, расскажу про еще один момент.
Может быть, слышали, что лазерные принтеры критиковали, что они выделяют в атмосферу озон.
Разного рода ионизаторы, люстры Чижевского, если их включать на десяток минут в день — это полезно, но в больших количествах озон вреден для здоровья.
Так вот до недавнего времени намагничивание фотобарабана происходило с помощью очень высокого напряжения пропускаемого по металлической нити, расположенной вблизи фотовала, параллельно нить электризовала и воздух, что вызывало активное образование озона.
Сейчас же, во многих современных моделях принтеров, данная нить заменена на ролик зарядки, который не оказывает такого воздействия на окружающую среду.

Именно таким способом печати объясняются некоторые особенности работы лазерных принтеров.
Например, тот факт, что ждать выдачи первой страницы приходит гораздо дольше, чем последующих — разогревается «печка» и намагничивается фотовал.
Принтеры с пленочной конструкцией фьюзера позволяет сократить время ожидания первой страницы, пленка разогревается до рабочей температуры практически мгновенно, соответственно, принтер будет готов к работе гораздо быстрее.

Однако, без минусов и здесь не обходится.
Пленка более подвержена механическим повреждениям.
Если на печать случайно попадет лист бумаги со скрепкой от степлера, например, то «печке» с нагревающей пленкой придет конец, в то же время как барабан ламповой «печки», скорее всего из такого испытания выйдет невредимым.
Качество печати ухудшится - на листе будут черные точки, которые оставляет поврежденный вал, но фьюзер срочного ремонта в этом случае не потребует.

Некоторые принтеры делают небольшой технический перерыв, после десятка напечатанных листов.
Необходимо хорошенько почистить фотовал от остатков тонера.
Если у принтера небольшой объем встроенной памяти, то ее нужно освободить и заполнить следующую порцией информации, в этом случае небольшие паузы будут через 4-5 напечатанных страниц.

Как работает черно-белый лазерный принтер разобрались, перейдем теперь к цветным принтерам.
Технология печати такая же, только для создания полноцветного изображения необходимо использование четырех разноцветных тонеров, как и в случае со струйными принтерами: CMYK — C (Cyan — голубой) M (Magenta — пурпурный) Y (Yellow — желтый) K (blacK — черный).
Остальные цвета получаются смешением этих четырех.
Всего существует 3 подхода к способам смешивания тонеров.
Два принципиально различающихся между собой и один комбинированный.
Рассмотрим их подробнее.

Многопроходная цветная печать

Четыре комплекта, состоящих из емкости с тонером и ролика подачи тонера расположены внутри одного большого барабана, шуточно его называют револьвером.
Он по мере надобности поворачивается тем или иным роликом к валу, который направляет тонер на ремень переноса изображения.
При каждом повороте револьвера на ремне переноса формируется изображение определенного цвета.
После переноса тонера с ремня на бумагу, револьвер поворачивается роликом другого цвета и процесс повторяется, то есть для печати полноцветного изображения нужно 4 прохода.

Именно по такому принципу работал первый цветной лазерный принтер.
Сейчас эта технология используется в младших моделях принтеров, она достаточно дешева.
К тому же принтеры получаются относительно компактными.
Но ждать напечатанного листа приходится долго, как минимум в 3 раза дольше, чем при печати черно-белого листа.

Если на таком принтере печатать черно-белое изображение, то револьвер к валу переноса изображения будет повернут только черным цветом, ненужные цветные картриджи использоваться не будут вообще, что благоприятно сказывается на их ресурсе и скорость печати в таком случае будет такая же, как и у обычных, нецветных лазерных принтеров.

Однопроходная цветная печать

Очевидно, что для того, чтобы печатать быстрее, используя при этом все 4 цвета необходимо, чтобы все цвета переносились на бумагу параллельно.
Четыре картриджа вместе с четырьмя фотобарабанами располагаются в ряд, тонер переносится сразу на фотовал, без использования ремней переноса.
Лист бумаги по транспортной ленте движется через принтер, попадая поочередно под каждый фотовал, которые поочередно переносят на лист тонер каждого цвета, после чего страницу ждет фьюзер.

По размерам принтера и его стоимости это наносит существенный удар, но позволяет «выпекать» страницы в 3-4 раза быстрее, чем при многопроходном способе печати.
То есть фактически это 4 принтера в одном, правда «печка» у них общая.
Как правило, в современных моделях вместо сложной лазерной системы, для засветки фотобарабанов используется компактная светодиодная линейка.
Если на таком принтере печатать в черно-белом режиме, то для того, чтобы 3 неиспользуемых барабана не изнашивались, они немного приподнимаются над транспортной лентой и лист бумаги прижимается только к «черному» фотовалу.

Благодаря тому, что путь листа внутри не сложен, движется через печатающие и нагревательные элементы по прямой, то на таких принтерах можно печатать не только на листах бумаги, но и на рулонах, баннерах и тому подобных длинных материалах.

Существует еще третья вариация цветной лазерной печати, где используется только один фотовал, зато конструкция картриджа очень сложная и если кончится один цвет, его заменять придется полностью.
В то время как в двух вышерассмотренных конструкциях тонер можно менять по очереди, независимо от остальных.
Картридж в принтерах, созданных по такой технологии содержит четыре бункера с тонером и три вала.

Сначала на двух первых валах получается двухцветное изображение, которое затем смешивается и полноцветная картинка получается уже на третьем вале, с которого она переносится на лист бумаги.
Это позволяет существенно сэкономить на лазерных (или светодиодных) системах засветки фотовалов, здесь он один, тогда как в предыдущем способе — четыре, в то же время скорость печати здесь также высока.
Размеры принтера получаются гораздо компактней, стоимость соответственно тоже.
Но минусов хватает: невозможность замены одного из цветов, стоимость подобного картриджа получается достаточно высокой.

Также при черно-белой печати все валы будут задействованы, хотя реально они не нужны, что ведет к их износу.
В общем, если вы планируете печатать в основном текстовые документы или нецветную графику, то лазерный принтер будет достойным приобретением.
Высокая надежность и неприхотливость современных принтеров, вкупе с невысокой стоимостью отпечатанной страницы, на мой взгляд, веские аргументы в пользу покупке такого принтера.

Автор: Полтев Станислав aka S.P.unky