Что такое принтер? Какой принтер лучше? Принцип работы принтера. Как работает лазерный принтер Что принтер и как он работает

Принтером называют устройство, служащее для распечатывания информации из электронного вида на бумагу. В этом случае процесс переноса данных на бумагу называется выводом на печать, а результат – распечаткой. Принтер может выполнять несколько функций, поэтому к процессу выбора следует подходить внимательно, тщательно ознакомившись с его функциями. Нужно учесть все особенности печати, например, офисная модель для дома не будет лучшим вариантом, так как большой объем печати вам не нужен, а универсальное печатающее устройство приобретать также нет необходимости.

Типы печатающих устройств

Сегодня существует два типа печатающих устройств, отличающихся своей функциональностью:

• Многофункциональные.
• Принтеры.

Первый тип коротко называют МФУ. Его обычно выбирают для дома, кроме печати информации на бумагу этим устройством можно сканировать документы для сохранения результата в электронном виде, можно использовать его как обычный ксерокс для простого копирования документов, а также в качестве факса.

Такое комплексное устройство обойдется дешевле, по сравнению со стоимостью принтера, ксерокса и сканера, приобретенных отдельно. К тому же, такой покупкой вы сэкономите место на компьютерном столе, да и проводов будет меньше. Если кроме печати текста на бумаге вам ничего не нужно, то оптимальным выбором будет второй тип устройства.

Виды и особенности устройства

Модельный ряд принтеров на сегодняшний день очень большой. Они различаются по многим параметрам – назначению, виду чернил, количеству цветов, принципу работы и т.д. Каждый из видов обладает своими особенностями и вспомогательными функциями. Рассмотрим основные виды принтеров более подробно.

Матричные

Принтер этого вида разработан в Японии в 60-х годах прошлого века.

Его принцип действия заключается в создании изображения специальной печатающей головкой, которая состоит из матрицы, отсюда и пошло название этого устройства. Матрица состоит из набора игл, приводящихся в действие электромагнитами. Печатающая головка передвигается по листу бумаги по каждой строчке текста, а иглы воздействуют на бумагу посредством красящей ленты, тем самым создавая на листе точечный отпечаток.

В разных моделях головка для печати может иметь от 9 до 24 игл. Чем больше иголок, тем выше качество печати, а изображение более четкое. Матричные печатающие устройства уже практически вытеснены другими современными принтерами, но до сих пор применяются в некоторых местах. Например, товарные чеки в магазинах отпечатывают матричным способом.

Недостаточное качество, подобное печатной машинке, уже не дает возможность применять матричную технологию в других областях. Среди недостатков таких устройств, кроме плохого качества, можно выделить шумность работы и низкая скорость печати.

Достоинствами этой раритетной конструкции является способность функционировать в любых условиях, отпечатки игл обладают устойчивостью к влаге и стиранию. Подделать документ, отпечатанный на матричном устройстве, довольно сложно.

Струйный принтер

Принцип действия струйного устройства чем-то похож на матричную технологию: изображение формируется так же из точек. Вместо игольчатой печатающей головки применяется матрица с жидкими красящими веществами.

Она бывает закрепленной в корпусе устройства, либо встроена в картридж. «Струйники» разделяются по некоторым типовым признакам.

Если рассматривать их деление по типу чернил, то они делятся на:

• Водные (применяются во многих офисных и бытовых устройствах).
• Масляные (для маркировки в промышленности).
• Сольвентные (для печати стендов, рекламы и различных плакатов, устойчивы к влаге).
• Пигментные (лучший способ создания качественных изображений, фотографий).
• Термотрансферные (для нанесения модных принтов на одежду).
• Спиртовые (быстро высыхают в печатающей головке, чем ограничено их применение).

Различают виды струйных принтеров по назначению:

• Офисные (ими оборудованы офисы для распечатывания документов небольшого размера).
• Широкоформатные (для печати рекламы).
• Маркировочные (выполняется маркировка деталей).
• Интерьерные (печать стендов, плакатов, элементов интерьера).
• Фотопринтеры .
• Сувенирные (печать изображений на лазерных дисках, предметах со сложной поверхностью).
• Маникюрные (наносится рисунок на ногти в салонах красоты).

Фотопринтеры и офисные печатающие устройства снабжены одной головкой для каждого цвета, обладают качественной передачей цвета, не создают шума. Высокое качество изображения может достигаться только при применении специальной бумаги.

Быстродействие струйных принтеров незначительно выше матричных, изображение чувствительно к влаге, может размазываться, в зависимости от вида чернил, со временем выцветает. Струйный принтер – капризное устройство, которое будет нормально работать, если регулярно использовать все картриджи. Если долгое время устройство не включалось, чернила в головке могут засохнуть.

Основным отрицательным фактором является высокая стоимость печати. Чернила в картридже быстро кончаются, необходима периодическая их замена, что является дорогим удовольствием. Эта проблема частично решена следующим рассматриваемым устройством.

СНПЧ

Это устройство может легко заменять работу картриджей, его название расшифровывается как система непрерывной подачи чернил. Принцип действия этой системы заключается в подаче чернил к картриджу по трубкам.

Это повышает качество печати, и можно экономить деньги, не приобретая дорогие картриджи. Необходимо только своевременно приобретать чернила и наливать их в контейнеры, что значительно дешевле, и хватает на более длительное время.

Для заправки этой системы не требуется обращение к специалисту, все можно сделать своими руками. Раньше эта система продавалась отдельно, а сейчас она встроена во многие модели принтеров.

Лазерная технология

Этот способ печати правильнее будет назвать электрографическим, он возник в 1938 году, и назывался тогда ксерографией и электрографией. В настоящее время этот способ называют лазерной печатью, отличающейся высоким качеством, экономичностью и высоким быстродействием.

Основным элементом этого устройства является фоторецептор, хранящий на своей поверхности заряд электрического тока, для каждой точки изображения имеется отдельный заряд. Луч лазера попадает на фоторецептор, выполненный в виде барабана, и направляет излучение на отдельные точки, с которых снимает заряд. Компьютер, подключенный к лазерному принтеру, управляет лучом лазера, и создает на барабане определенное изображение.

Специальный порошковый краситель поступает на фоторецептор и прилипает на его заряженные участки, создавая изображение, которое затем переходит на бумагу, и запекается на ней путем нагревания.

Эта технология зарекомендовала себя высоким быстродействием, по сравнению со струйными моделями. Качество печати лазерного принтера высокое, изображение не подвержено истиранию, устойчиво к влаге, не выцветает, в отличие от предыдущих рассмотренных моделей. Достоинством лазерной технологии является также способность печати на любой бумаге с отличным качеством.

Лазерный принтер имеет свои недостатки: высокая стоимость, которая компенсируется более дешевой заправкой и обслуживанием. К недостатку также можно отнести некоторые искажения печати букв и изображений на краю листа – точка иногда получается в виде овала. Современные модели уже не имеют этой проблемы, путем использования специальных технологических линз.

Светодиодная технология

Этот способ можно считать разновидностью лазерной печати, с отличием в источнике света. Здесь вместо луча лазера применяются светодиоды. На изображении все точки соответствуют отдельным светодиодам, которые не движутся как лазер.

Это повышает надежность работы, и является преимуществом. Другим достоинством можно назвать высокое быстродействие – скорость печати может достигать 40 листов в минуту, причем качество печати значительно выше, по сравнению с лазерной печатью, так как искажений на краях листа нет. Недостатком является только его высокая стоимость.

Редко используемые виды принтеров

Существует много разных технологий печати, которые не получили широкого применения, либо используются для узкой специализации.

• Сублимационный принтер является альтернативным вариантом для струйных моделей, редко работает в офисах, но в полиграфическом производстве успешно используется, обладает хорошим качеством изображения и цветопередачи.

• Барабанные устройства, которые работали раньше, сейчас уже не используются, их конструкция устарела, но скорость печати этих устройств превосходит все существующие виды принтеров. Его основным элементом является барабан, который имеет размеры листа, и на поверхности имеет рельефы цифр и букв.Работа устройства заключается в следующем: барабан вращается, и когда над листом проходит нужная цифра или буква, то специальный толкатель ударяет по листу, отпечатывая на бумаге символ с помощью красящей ленты. Отпечатанные листы на таком принтере можно легко узнать – шрифт похож на тот, который был у ручной печатной машинки, со «скачущими» по высоте символами.

• Лепестковый принтер работает аналогичным способом, с той разницей, что набор символов находится на гибких лепестках на вращающемся диске. Нужный лепесток прикасается к красящей ленте и листу бумаги, создавая отпечаток. Цветной текст можно получить, если установить ленту другого цвета.

За всю историю развития печатающие устройства были следующих видов: цепными, гусеничными и шаровыми. Они отличались принципом работы, но не получили широкого распространения.

• Домашний или офисный принтер . Разница между ними только в объеме печати. Для дома достаточно до 500 листов в месяц, для работы в офисе этого будет явно недостаточно. Поэтому лазерные модели приобретают для офиса, а струйные предпочтительнее для дома, хотя каждый выбирает сам.
• Качество печати . Этот параметр для каждого пользователя индивидуален. Существует параметр, определяющий четкость и качество распечатка – это разрешение.Для работы в офисе подойдет печатающее устройство с разрешением от 600 до 2400 пикселей на один дюйм. Практически все современные устройства сегодня имеют достаточное разрешение для работы в любых условиях.
• Стоимость печати . При выборе принтера нужно смотреть как на цену самого устройства, так и на затраты, необходимые для его обслуживания и заправку. Если печатать требуется немного, то лучше приобрести недорогое устройство, рассчитанное на небольшую загрузку. Если требуется печатать большой объем документов, то оптимальным выбором будет дорогой принтер с большой допустимой нагрузкой. Цена также зависит от числа дополнительных функций: встроенной памяти, вспомогательных лотков, возможности беспроводного соединения с компьютером и т.д.

Классификация

По возможности печати графической информации принтеры делятся на алфавитно-цифровые (с возможностью печати ограниченного набора символов) и графические.

По принципу переноса изображения на носитель принтеры делятся на:

По количеству цветов печати - на чёрно-белые (монохромные) и цветные .

По соединению с источником данных (откуда принтер может получать данные для печати), или интерфейсу :

• по проводным каналам:
  • через SCSI кабель
  • через последовательный порт
  • через параллельный порт (IEEE 1284)
  • по шине Universal Serial Bus (USB)
  • через локальную сеть (LAN, NET)
  • с помощью двух портов, при этом один из портов управляет приводом ЧПУ, через другой порт идут данные на печатающие головки
• посредством беспроводного соединения:
  • через ИК-порт (IRDA)

ИК-соединение возможно только с устройством, находящимся в прямой видимости, в то время как использующие радиоволны интерфейсы Bluetooth и Wi-Fi функционируют на расстоянии до 10-100 метров.

Сетевой принтер - принтер позволяющий принимать задания на печать (см. Очередь печати ) от нескольких компьютеров, подключенных к локальной сети . Программное обеспечение сетевых принтеров поддерживает один или несколько специальных протоколов передачи данных, таких как IPP . Такое решение является наиболее универсальным, так как обеспечивает возможным вывод на печать из различных операционных систем, чего нельзя сказать о Bluetooth- и USB-принтерах.

Матричные принтеры

Матричный принтер Amstrad DMP 3000

Матричный принтер Epson FX-85

Принцип формирования изображения в матричном принтере

Матричные принтеры - старейшие из ныне применяемых типов принтеров, их механизм был изобретён в 1964 году японской корпорацией Seiko Epson .

Изображение формируется печатающей головкой, которая состоит из набора иголок (игольчатая матрица), приводимых в действие электромагнитами . Головка передвигается построчно вдоль листа, при этом иголки ударяют по бумаге через красящую ленту, формируя точечное изображение.

Основными недостатками матричных принтеров являются монохромность (хотя существовали и цветные матричные принтеры, по очень высокой цене), очень низкая скорость работы и высокий уровень шума, который достигает 65 дБ .

Интерфейсы - Один стандартный двунаправленный 8-разрядный параллельный интерфейс с поддержкой полубайтового режима IEEE 1284, один последовательный интерфейс EIA-232D.

Выпускаются также высокоскоростные линейно-матричные принтеры, в которых большое количество иголок равномерно расположены на челночном механизме (фрете) по всей ширине листа.

Матричные принтеры, несмотря на полное вытеснение их из бытовой и офисной сферы, до сих пор достаточно широко используются в некоторых областях (печать товарных чеков, банковское дело - печать документов под копирку и др.)

Сравнение с другими типами

• Качество печати. Очень низкое, сравнимое с качеством пишущей машинки. Впрочем, возможна графика.
• Цветопередача. Существовали цветные матричные принтеры с несколькими лентами, правдоподобной цветопередачи в них не было вообще. Тем не менее, в 1980-е годы это был единственный способ настольной печати в цвете.
• Скорость печати. Для обычных 9- и 24-игольных принтеров в текстовом режиме - десятки секунд на страницу, в графическом - несколько минут. Высокоскоростные принтеры в несколько раз быстрее. Возможна печать через копирку .
• Стоимость отпечатка. Крайне низка (расходный материал - красящая лента). Отлично печатают на бумаге крайне плохого качества, что ещё снижает стоимость. Возможны нестандартные форматы бумаги, это важно для бланков строгой отчётности, которые делают из качественной бумаги (например, железнодорожный билет АСУ «Экспресс» , 2011 год).
• Устойчивость отпечатка к внешним воздействиям. Очень хороша; отпечатки стойки к воде и трению. Следы от иголок дополнительно усложняют подделку документов. Со временем отпечатки выцветают (хотя даже через 20 лет висящий на стене документ остаётся читаемым).
• Возможная длина отпечатка. Не ограничена. Возможны ограничения спулера печати (как, например, в Windows - печать идёт только страницами). Подача бумаги бывает ручная (поштучная) и рулонная.
• Экологичность. Громкий шум. Низкое энергопотребление.
• Простота обслуживания. Работает в самых спартанских условиях. Прежде, чем кончиться, картридж предупреждает об этом неконтрастными отпечатками. Не имея возможности купить ленту, пользователи находили способы красить имеющуюся, вставляли в картридж ленту от пишущих машинок и т. д. При печати с рулона - бумага практически не заминается.
• Основное применение в настоящее время. Печать документов. Матричный принтер можно найти в банках, билетных кассах, различных бюро, в составе кассовых аппаратов .

Струйные принтеры

Струйный принтер Epson CX3200

Принцип действия струйных принтеров похож на матричные принтеры тем, что изображение на носителе формируется из точек. Но вместо головок с иголками в струйных принтерах используется матрица дюз (т. е. головка), печатающая жидкими красителями. Печатающая головка может быть встроена в картриджи с красителями (в основном такой подход используется на офисных принтерах компаниями Hewlett-Packard , Lexmark). В других моделях офисных принтеров используются сменные картриджи, печатающая головка, при замене картриджа не демонтируется. На большинстве принтеров промышленного назначения чернила подаются в головы, закреплённые в каретке, через систему автоматической подачи чернил.

Существуют два способа технической реализации способа распыления красителя:

• Пьезоэлектрический (Piezoelectric Ink Jet) - над дюзой расположен пьезокристалл . Когда на пьезоэлемент подаётся электрический ток , он (в зависимости от типа печатающей головы) изгибается, удлиняется или тянет диафрагму вследствие чего создаётся локальная область повышенного давления возле дюзы - формируется капля, которая впоследствии выталкивается на материал. В некоторых головках технология позволяет изменять размер капли.
• Термический (Thermal Ink Jet) (также называемый BubbleJet, разработчик - компания Canon , принцип был разработан в конце 1970-х годов) - в дюзе расположен микроскопический нагревательный элемент, который при прохождении электрического тока мгновенно нагревается до температуры в несколько сотен градусов, при нагревании в чернилах образуются газовые пузырьки (англ. bubbles - отсюда и название технологии), которые выталкивают капли жидкости из сопла на носитель.

Печатающие головки струйных принтеров создаются с использованием следующих типов подачи красителя:

Сравнение с другими типами (для фотопринтеров)

Классификация

По типу печатаемого материала:

• Рулонный - оснащаются системами подмотки и смотки рулонного материала, предназначены для печати на самоклейке, бумаге, холсте, банерной ткани

• Листовой твёрдый - для печати на ПВХ, полистироле, пенокартоне. Лист материала фиксируется на станине при помощи вакуумного прижима или струбцинами. Каретка(оборудованная приводом движения по оси Х) закреплена на портале, который вместе с кареткой движется над материалом (по оси Y).

• Сувенирный - перемещение заготовки относительно головы, по оси Y, обеспечивается сервоприводом подвижного стола, кроме этого стол оснащается механизмом регулировки расстояния между заготовкой и кареткой(для печати на заготовках разной высоты). Применяются для печати на дисках, телефонах, для маркировки деталей.

• Листовой гибкий - для печати на бумаге и плёнке стандартных форматов (A3, A4 и т. п.). Оснащаются механизмом захвата и подмотки листового материала.

Кроме этого существуют струйные принтеры для 3D-печати объёмных форм.

По типу используемых чернил:

• Водные на основе водорастворимого красителя. Используются в абсолютном большинстве бытовых и офисных струйных принтеров и в некоторых интерьерных широкоформатных принтерах. Главный недостаток - слабая светостойкость, то есть быстрое выгорание на солнце.
• Cольвентные чернила. Сольвентные чернила применяются в широкоформатной и интерьерной печати. Характеризуются очень высокой стойкостью к воздействию воды и атмосферных осадков. Характеризуются вязкостью сольвента, зернистостью и используемой фракцией пигментного красителя.
• Спиртовые - широкого применения не получили, так как головы, печатающие спиртовыми чернилами очень быстро высыхают.
• Масляные - используются в системах промышленной маркировки и для тестирования печатающих головок.
• Пигментные - используются для получения изображений высокого качества, в интерьерной и в фотопечати.
• УФ-отверждаемые чернила - применяются как экологичная замена сольвентным чернилам и для печати на жёстких материалах.
• Термотрансферные чернила - отличительная особенность термотрансферных чернил - возможность, при помощи термопресса , перенести отпечатанное изображение с подложки на изделие. Используются для нанесения логотипов на одежду.

По назначению:

• Широкоформатные - основное назначение широкоформатной печати - наружная реклама. Широкоформатные принтеры характеризуются большой шириной печати (чаще всего 3200 мм), высокой скоростью печати (от 20 м² в час), не самым высоким оптическим разрешением.
• Интерьерные - область применения интерьерной печати - печать элементов оформления интерьера, печать плакатов, информационных стендов, чертежей. Основной формат - 1600 мм. Основные производители интерьерных принтеров: Roland, Mimaki.
• Фотопринтеры - предназначены для печати фотографий, печатают на материалах малых форматов(обычно на рулонах шириной 1000 мм). Цветовая модель не хуже, чем CMYK+Lc+Lm (шестицветная печать), иногда цветовая модель дополняется оранжевым цветом, белой краской, серебрянкой (для получения эффектов металла) и т. п.
• Сувенирные - применяются для печати на небольших деталях, для печати на дисках, и заготовках сложной формы. Производятся множеством фирм: TechnoJet, Epson, Canon, HP и т. п.
• Офисные - отличаются, от фотопринтеров, отсутствием лайтов и листовой подачей материала. Основные производители офисных принтеров: Epson, HP, Canon, Lexmark.
• Маркировочные - включаются в состав поточных линий. Печатающая головка, неподвижно закреплённая над конвейерной лентой, наносит маркировку на движущиеся изделия.
• Маникюрные - используются для нанесения на ногти сложного рисунка в нейл-арт салонах.

По системе подачи чернил:

• Непрерывная , с расположение субтанков и головок на одном уровне (давление на входе голов регулируется высотой субтанков).

Структура: канистры с чернилами → помпа → фильтр → гибкий тракт → каретка → обратный клапан → субтанк, оснащённый датчиками уровня чернил → головка.

• Непрерывная, с субтанками , расположенными выше голов. Давление высокого столба чернил на головы уравновешивается вакуумной системой, состоящей из вакуумной помпы и устройств регулировки вакуума.

Структура: канистры с чернилами → помпа → фильтр → гибкий тракт → каретка → обратный клапан → субтанк, оснащённый датчиками уровня чернил и подключенные к вакуумной системе → головы.

• Самотёком . Головы и канистры с чернилами соединяются трубками, проходящими через гибкий тракт. Единственный промежуточный элемент - демпфер, фильтрующий чернила и гасящий колебания давления, возникающие при движении гибкого тракта.

• Подача чернил из картриджей, движущихся вместе с кареткой . Основное достоинство этой системы - низкая стоимость. Недостатки: малый запас чернил в картриджах, утяжеление каретки картриджами, медленное падение давления на входе голов, вызываемое уменьшением уровня чернил в картриджах.

Основная характеристика принтера, от которой наиболее сильно зависит оптическое разрешение - тип, количество и расположение печатающих голов на каретке.

Фотопринтеры и офисные принтеры редко комплектуются более, чем одной головкой на каждый цвет. Это связано с невысокими требованиями к скорости печати, кроме того чем меньше голов, тем проще и эффективнее система их калибровки и сведения.

Широкоформатные и интерьерные принтеры комплектуются двумя - четырьмя головами на каждый цвет.

Для эффективной сушки и предотвращения слипания материала струйные принтеры оборудуются системами подогрева станины.

В офисных принтерах, для уменьшения стоимости печати и улучшения некоторых других характеристик печати также применяют систему непрерывной подачи чернил (СНПЧ), представляющая некое подобие системы подачи краски «самотёком». Роль демпфера играет картридж.

В настоящее время струйные принтеры форматов А4 и А3 активно вытесняются цветными лазерными принтерами. Эта тенденция обусловлена значительно меньшим расходом и меньшей стоимостью расходных материалов используемых для лазерной печати, простотой технического обслуживания цветных лазерных принтеров, которое сводится лишь к замене тонера и валов.

Самое значительное преимущество струйной печати перед лазерной - длина непрерывного отпечатка, ограниченная лишь длиной рулонного материала. На лазерных принтерах длина отпечатка ограничена длиной окружности промежуточного носителя - вала или ленты. На самых больших лазерных принтерах длина печати может достигать метра. На офисных струйных принтерах, вследствие чрезвычайно узкой специализации и автоматизации принтеров, низкой производительности Диспетчера печати (Windows), высокой стоимости программ, замещающих Диспетчер печати, таких как FlexiSign, Caldera и т. п. и полного отсутствия механизмов, необходимых для печати на рулонных носителях, в большинстве случаев, невозможно реализовать непрерывную печать неограниченной длины.

Сублимационные принтеры

Термосублимация (возгонка) - это быстрый нагрев красителя, когда минуется жидкая фаза. Из твёрдого красителя сразу образуется пар. Чем меньше порция, тем больше фотографическая широта (динамический диапазон) цветопередачи. Пигмент каждого из основных цветов, а их может быть три или четыре, находится на отдельной (или на общей многослойной) тонкой лавсановой ленте (термосублимационные принтеры фирмы Mitsubishi Electric). Печать окончательного цвета происходит в несколько проходов: каждая лента последовательно протягивается под плотно прижатой термоголовкой, состоящей из множества термоэлементов. Эти последние, нагреваясь, возгоняют краситель. Точки, благодаря малому расстоянию между головкой и носителем, стабильно позиционируются и получаются весьма малого размера.

К серьёзным проблемам сублимационной печати можно отнести чувствительность применяемых чернил к ультрафиолету. Если изображение не покрыть специальным слоем, блокирующим ультрафиолет, то краски вскоре выцветут. При применении твёрдых красителей и дополнительного ламинирующего слоя с ультрафиолетовым фильтром для предохранения изображения, получаемые отпечатки не коробятся и хорошо переносят влажность, солнечный свет и даже агрессивные среды, но возрастает цена фотографий. За полноцветность сублимационной технологии приходится платить большим временем печати каждой фотографии (печать одного снимка 10×15 см принтером Sony DPP-SV77 занимает около 90 секунд). Фирмы-производители пишут о фотографической широте цвета в 24 бит, что больше желаемое, чем действительное. Реально, фотографическая широта цвета не более 18 бит.

Наиболее известными производителями термосублимационных принтеров являются Canon и Sony .

Сравнение с другими типами (для фотопечати)

• Качество печати. Хорошая, без растра, картинка (чтобы вывести светлый цвет, принтер испаряет меньшее количество краски). По линиатуре близки к журнальной фотографии.
• Цветопередача. Очень хороша.
• Скорость печати. Около минуты на фотографию 10×15. Профессиональные принтеры 6-15 секунд.
• Стоимость отпечатка. На бытовом принтере 13-15 рублей за отпечаток. На профессиональном - менее 5 рублей.
• Устойчивость отпечатка к внешним воздействиям. Покрывается плёнкой после печати. Защита от воды и выцветания.
• Возможная длина отпечатка. Только по формату фотографии, обычно 10×15.
• Экологичность. Низкий шум.
• Простота обслуживания. Надёжнее струйных; простои сублимационным принтерам не страшны. Боятся пыли.
• Основное применение в настоящее время. Фотопечать.

Лазерные принтеры

Лазерный принтер HP LaserJet 4100TH

Технология - прародитель современной лазерной печати появилась в 1938 году - Честер Карлсон изобрёл способ печати, названный электрография , затем переименованный в ксерографию .

Принцип технологии заключался в следующем. По поверхности фотобарабана коротроном (скоротроном) заряда (вал заряда ) равномерно распределяется статический заряд , после этого светодиодным лазером (в светодиодных принтерах - светодиодной линейкой) в нужных местах этот заряд снимается - тем самым на поверхность фотобарабана помещается скрытое изображение. Далее на фотобарабан наносится тонер . Тонер притягивается к разряженным участкам поверхности фотобарабана, сохранившей скрытое изображение. После этого фотобарабан прокатывается по бумаге, и тонер переносится на бумагу коротроном переноса (вал переноса ). После этого бумага проходит через блок термозакрепления (печка) для фиксации тонера, а фотобарабан очищается от остатков тонера и разряжается в узле очистки .

Первым лазерным принтером стал EARS (Ethernet, Alto, Research character generator, Scanned Laser Output Terminal), изобретённый и созданный в 1971 году в корпорации Xerox , а их серийное производство было налажено во второй половине 1970-х . Принтер Xerox 9700 можно было приобрести в то время за 350 тысяч долларов, зато печатал он со скоростью 120 стр./мин.

Сравнение с другими типами

• Качество печати. Высокое, в дорогих моделях приближается к офсетной печати (разрешение ограничивается величиной примерно 1200 dpi).
• Цветопередача. Изготовляемый на основе парафинов тонер имеет стабильные характеристики. Поскольку печатающий узел для каждого из цветов громоздок (аналогичен обычному чёрно-белому картриджу), количество красок нельзя повышать безгранично, как в струйных принтерах. Так что обходятся стандартными четырьмя , а фотоизображение получается с крупным растром (около 80 lpi), особенно в светлых тонах.
• Скорость печати. Даже персональный принтер выдаёт 10-20 страниц в минуту. Но прежде - несколько десятков секунд на прогрев.
• Стоимость отпечатка. Невысока (единицы центов США на страницу для чёрно-белой печати и десятки - для цветной). Заправка дорога, но её и хватает надолго (в персональных принтерах - от 1,5 до 3 тысяч страниц).
• Устойчивость отпечатка к внешним воздействиям. Хорошо держат цвет, водостойки, но совсем не выдерживают трение. Поэтому документы, выдаваемые надолго (например, паспорт), печатают либо на принтерах других типов, либо очень жирным и чётким шрифтом.
• Возможная длина отпечатка. Лазерная печать - непрерывный процесс, и документ должен быть забуферизирован и подготовлен в памяти принтера; этим ограничивается печать на чёрно-белых принтерах. На цветных - также длиной ленты переноса, на которой совмещаются все четыре тонера. Подача бумаги только автоматическая поштучная.
• Экологичность. Практически бесшумны. Загрязняют воздух озоном и тонером.
• Простота обслуживания. Надёжно работает в обычных домашних и офисных условиях. О скорой замене картриджа принтер обычно «предупреждает» полосами на отпечатке. Впрочем, тонер пачкается и трудно отстирывается, поэтому не стоит в домашних условиях заправлять пустой картридж. Регулярной замены также требуют печатающий барабан (обычно одна штука на несколько заправок, в дешёвых принтерах встроен в картридж), ролики автоподатчика бумаги. Содержит электронагревательный элемент и потому не может работать от ИБП .
• Основное применение в настоящее время. Незаменимый помощник в любой конторе. В 2000-е годы подешевели настолько, что стали доступны и домашним пользователям. Из-за качественного одноцветного изображения лазерные принтеры применяют в полиграфии для фотонабора .

Термопринтеры

Процесс печати состоит в «выжигании» точек на специальной термочувствительной бумаге. Просты и дешёвы, не требуют красящего вещества, но качество печати невысокое.

Сравнение с другими типами

• Качество печати. Крайне низкое, сравнимое с матричными принтерами.
• Цветопередача. Только чёрно-белые.
• Скорость печати. Очень быстры, быстрее матричных и струйных принтеров.
• Стоимость отпечатка. Термопринтеров, печатающих в формате A4, на данный момент не выпускают, поэтому с другими принтерами можно сравнивать только в пересчёте на квадратный метр отпечатка. 1 м² кассовой ленты стоит примерно вдвое больше 1 м² офисной бумаги, что, впрочем, дешевле лазерных отпечатков.
• Устойчивость отпечатка к внешним воздействиям. Отпечатки неустойчивы к трению и давлению; быстро (за несколько месяцев) выцветают.
• Возможная длина отпечатка. Ограничивается только программным обеспечением.
• Экологичность. Практически нет шума и загрязнения.
• Простота обслуживания. Крайне надёжны; единственный расходный материал - термобумага.
• Основное применение в настоящее время. До сих пор применяются в малоформатных и малогабаритных печатающих устройствах: факсах , кассовых аппаратах , банкоматах , терминалах обслуживания.

Другие принтеры

• Барабанные принтеры (англ. drum printer ).

Первый принтер, получивший название UNIPRINTER, был создан в 1953 году компанией Remington Rand для компьютера UNIVAC . Основным элементом такого принтера был вращающийся барабан, на поверхности которого располагались рельефные изображения букв и цифр. Ширина барабана соответствовала ширине бумаги, а количество колец с алфавитом было равно максимальному количеству символов в строке. За бумагой располагалась линейка молоточков, приводимых в действие электромагнитами . В момент прохождения нужного символа на вращающемся барабане, молоточек ударял по бумаге, прижимая её через красящую ленту к барабану. Таким образом, за один оборот барабана можно было напечатать всю строку. Далее бумага сдвигалась на одну строку и машина печатала дальше. В СССР такие машины назывались алфавитно-цифровыми печатающими устройствами (АЦПУ). Их распечатки можно узнать по шрифту, похожему на шрифт пишущей машины и «прыгающим» по строке буквам. Скорость вывода барабанного принтера была и остаётся самой высокой среди всех известных печатающих устройств, но и она далеко не являлась пределом возможности данной технологии. Печать производилась на рулонной бумаге, из-за чего системщики называли результат распечатки «простынёй».

• Принтеры типа «ромашка» (лепестковые принтеры)

По принципу действия были гибридом барабанных и печатной машинки . Имели один набор букв, располагающийся на гибких лепестках пластмассового диска. Диск вращался, и специальный электромагнит прижимал нужный лепесток к красящей ленте и бумаге. Так как набор символов был один, требовалось перемещение печатающей головки вдоль строки, и скорость печати была заметно ниже, чем у барабанных принтеров. Заменив диск с символами, можно было получить другой шрифт, а, вставив ленту не чёрного цвета - получить «цветной» отпечаток. Для этого в наборе команд принтера могла присутствовать команда «пауза».

Кроме ромашки, деталь с литерами могла иметь форму наперстка, (усеченного) шара или даже гусеничной цепи (chain printer ).

• Телетайпные принтеры состояли из электромеханической части, повторяющей электрическую печатную машинку, и модема . То есть, в один блок были объединены электрическая клавиатура , электромеханический рычаговый символьный принтер и устройство приёма и передачи информации по каналу связи. Дополнительно подключалось устройство записи и считывания перфоленты , обычно 5-рядной (5-битной).

Интернет-принтеры

Производители принтеров рекомендуют заправлять их принтеры чернилами/тонером их же производства, однако, технически предотвратить использование чернил/тонера от сторонних производителей сложно (как и сделать автомобиль, работающий только на бензине от производителя автомобиля). Покупка так называемых фирменных картриджей обходится дороже, чем перезаправка картриджей чернилами или тонером от сторонних производителей.

Существует целая отрасль производителей чернил, которые поставляют их производителям принтеров по OEM -соглашениям, а также напрямую пользователям под своей торговой маркой, например, inktec , ink-mate . В современных моделях принтеров Canon используются картриджи Fine со встроенным чипом , который контролирует подачу и уровень расхода чернил. Но это не мешает перезаправке таких картриджей, даже без перепрограммирования чипа, если после перезаправки остается информация, что чернила закончились, принтер печатать не отказывается, лишь сообщает о перезаправке.

Картриджи допускают неоднократную их заправку, при соблюдении определённых требований (требуются либо совместимые чернила, либо промывка картриджа и головки, для струйных принтеров).

Кроме картриджной системы заправки, для струйных принтеров существует и система подачи чернил из внешнего сосуда (т. н. СНПЧ).

Печатающая головка

Печатающая головка - механизм , при помощи которого и происходит собственно нанесение красителя на поверхность материала.

Очередь печати

Известные производители

• Kyocera . Корпорации Kyocera также принадлежит марка Mita (больше не используется)
• Ricoh . Также известны под марками Nashuatec , Rex Rotary и Gestetner (NRG Group; с 2007 года - часть корпорации Ricoh Company)

Главная деталь в принтере - фотобарабан. Это металлический цилиндр, покрытый фоточувствительным слоем. Этот слой проводит ток только в том месте, на которое падает свет.

Устройство копировального аппарата (ксерокса) очень похоже. Только изображение наносится на барабан не лазером, а светом, отраженным от оригинального документа. Кстати, копир появился раньше лазерного принтера, но тоже в компании Xerox . Прототип первого лазерного принтера был собран исследователем компании Гари Старквезеромом как раз из копира.

Фотобарабан заряжают отрицательно, после этого на нем лазером рисуется изображение, которое надо напечатать. В тех местах, куда попал лазер, поверхность барабана становится проводящей, и отрицательный заряд стекает с поверхности на металлическую сердцевину. На отрицательно заряженном барабане получается невидимое изображение из незаряженных областей.

После этого барабан проходит через тонер - отрицательно заряженный красящий порошок. Благодаря статическому электричеству тонер прилипает к нему, но только в тех местах, где поверхность барабана не заряжена: частицы с одинаковым зарядом отталкиваются.

Тут в процесс вступает бумага. Положительно заряженный валик прижимает бумагу к фотобарабану, и отрицательно заряженные частицы тонера липнут к бумаге: частицы с противоположными зарядами притягиваются.

Потом бумагу с тонером нагревают примерно до 180 °С, и тонер вплавляется в нее. Это, собственно, и есть печать.

Струйный принтер

Струйный принтер, на первый взгляд, выглядит гораздо проще.

Основная деталь струйного принтера - печатающая головка. Она может распылять краску маленькими капельками. Принцип работы отличается у разных производителей, но обычно бумага двигается под печатающей головкой, которая ряд за рядом напыляет краску на бумагу.

Множество людей пользовались лазерными принтерами, у некоторых они стоят дома, но все ли знают, как работает лазерный принтер? Ответ на этот вопрос читатель найдет в этой статье.

Лазерный принтер – это периферийное устройство, которое быстро и качественно напечатает текст и графические объекты на обычной офисной и специальной бумаге. Основные преимущества этих принтеров, такие как низкая себестоимость печати, большая скорость работы, высокий ресурс и разрешение, стойкость к влаге и выцветанию сделали их самыми часто используемыми не только в среде офисных работников, но и среди обычных пользователей.

Создание и развитие лазерных принтеров

Первое изображение с использованием сухих чернил и статичного электричества получил Честер Карлсон в далеком 1938 году. И лишь спустя 8 лет он смог найти производителя изобретенных им устройств. Это была компания, которую ныне все знаю под названием Xerox. И в тот же 1946 год на рынок попадает первое копировальное устройство. Это была огромная и сложная машина, требующая проведения целого ряда ручных операций. Лишь в средине 1950-х был создан первый полностью автоматизированный механизм, который являлся прообразом современного лазерного принтера.

С конца 1969 года Xerox начинает работу над разработкой лазерных принтеров, добавив лазерный луч к существующим на то время образцам. Но стоял он треть миллиона долларов по тем меркам и имел огромные размеры, что не позволяло пользоваться таким устройством даже на небольших предприятиях, не то что в быту.

Результатом сотрудничества нынешних гигантов в индустрии печати Canon и HP стал выпуск в свет серии принтеров LaserJet, которые способны напечатать до 8 страниц текста в минуту. Такие устройства стали более доступными после того, как появился первый сменяемый картридж для лазерного принтера.

Принцип работы

Основой формирования изображения является краситель, содержащийся в тонере. Под действием статического электричества он прилипает и буквально впечатывается в бумагу. Но каким образом это происходит?

Любой лазерный принтер состоит из трех основных функциональных блоков: печатная плата, блок переноса изображения (картридж) и печатный блок. Бумагу на печать подает узел подачи бумаги. Они разрабатываются по двум конструкциям – подача бумаги из нижнего лотка и подача из верхнего лотка.

Его строение достаточно простое:

• ролик – нужен для захвата бумаги;
• блок для захвата и подачи одного листа;
• ролик, передающий статический заряд бумаге.
• Картридж для лазерного принтера состоит из двух частей – это тонер и барабан или фотоцилиндр.

Тонер

Тонер состоит из микроскопических частичек полимеров, которые покрыты красителем, с включением магненита и регулятора заряда. Каждая фирма выпускает порошок с уникальными характеристиками для собственных принтеров и многофункциональных устройств. Все порошки отличаются магнитностью, плотностью, дисперстностью, размером зерен и другими физическими показателями. Поэтому не стоит заправлять картриджи случайным тонером. Преимущества тонера перед чернилами заключаются в четкости отпечатанной картинки и влагостойкости, которая обеспечивается впечатыванием порошка в бумагу. Из недостатков стоит назвать малую глубину цветов, насыщенность при цветной печати и отрицательное воздействие на организм человека при взаимодействии с тонером, например, во время зарядки картриджа.

Строение и этапы печати изображений

Фотобарабан выполнен в виде продольного алюминиевого вала, с нанесенным на него тонким слоем материала, чувствительного к световым лучам с определенными параметрами. Цилиндр покрыт защитным слоем. Помимо алюминия, барабаны изготовляются с неорганических фоточувствительных веществ. Основное свойство фотобарабана – изменение проводимости (заряда) под воздействием лазерного луча. Это значит, что если цилиндру придать заряд – он будет хранить его на протяжении значительного отрезка времени. Но если засветить какую-либо область вала светом – они тут же теряют свой заряд и становятся нейтрально заряженными за счет увеличения проводимости (то есть уменьшением электрического сопротивления) в этих зонах. Заряд стекает с поверхности через внутренний проводящий слой.

При поступлении документа на печать, печатная плата обрабатывает его и посылает соответствующие световые импульсы на блок переноса изображения, где цифровая картинка превращается в изображение на бумаге. Фотобарабан вращается при помощи вала и получает первичный отрицательный или положительный заряд от находящегося рядом роллера. Его величина определяется настройками печати, которые сообщает печатная плата.

После зарядки цилиндра лазерный луч, имеющий горизонтальную развертку, сканирует его с огромной частотой. Засвеченные места фотоцилиндра, как сказано выше, становятся незаряженными. Эти незаряженные зоны формируют требуемую картинку на барабане в зеркальном отображении. Далее, чтобы изображение оказалось на бумаге, незаряженные зоны необходимо заполнить тонером. Блок лазерного сканирования состоит из зеркала, полупроводникового лазера, нескольких формирующих и одной фокусирующей линзы.

Барабан контактирует с роллером, изготовленным, в основном, из магния и подает тонер на фотоцилиндр из емкости картриджа. Роллер, в котором расположен постоянный магнит, выполнен в виде пустотелого цилиндра с токопроводящим слоем. Под воздействием магнитного поля тонер из бункера притягивается к роллеру под действием силы намагниченного сердечника.

Под действием электростатического напряжения тонер из роллера будет переноситься на сформированное лазерным лучом изображение на поверхности фотобарабана, крутящегося вплотную с роллером. Тонеру некуда деться, ведь его отрицательно заряженные частицы притягиваются к положительно заряженным областям фотоцилиндра, на котором сформировано нужное изображение. Отрицательный заряд барабана отталкивает ненужное количество тонера назад, заполняя им отсканированные лазером участки.

Отметим один нюанс. Существует два типа формирования изображений. Самый распространенный – это применение тонера с положительным зарядом. Такой порошок остается на нейтрально заряженных областях фотоцилиндра. То есть, лазером засвечиваются области, где будет наше будущее изображение. Барабан при этом заряжен отрицательно. Второй механизм менее распространенный, в нем используется тонер с отрицательным зарядом. Лазерный луч «разряжает» области положительно заряженного фотоцилиндра, на которых изображения быть не должно. Это стоит помнить при выборе лазерного принтера, ведь в первом случае будет более точная передача деталей, а во втором – более равномерная и плотная заливка. Первые принтеры отлично подойдут для печати текстовых документов, потому они и получили широкое распространение.

Перед тем, как соприкоснуться с цилиндром бумага получает статический электрический заряд с помощью ролика переноса заряда. Под воздействием, которого тонер притягивается к бумаге в момент ее плотного контакта с барабаном. Сразу после этого заряд из бумаги удаляется нейтрализатором статичного заряда. Этим устраняется притягивания листа к фотоцилиндру. Во время прохода бумаги сквозь блок лазерного сканирования на листе становится заметным сформированное изображение, которое легко разрушается от малейшего прикосновения. Для его долговечности необходимо провести фиксацию с помощью расплавления добавок, входящих в тонер. Этот процесс происходит в блоке фиксации изображения – это третий ключевой блок лазерного принтера. Еще его называют «печкой». Если вкратце, то плавятся входящие в состав тонера вещества. После их вдавливания и застывания эти полимеры словно покрывают собой чернила, защищая их от внешних воздействий. Теперь читатель поймет, почему отпечатанные листы, выходящие из принтера, такие теплые.

По конструкции так называемая «печка» состоит из двух валов, в одном из которых находится нагревательный элемент. Второй, зачастую нижний, необходим для вдавливания расплавленного полимера в бумагу. Нагревательные элементы выполняются в виде термисторов, изготовленных в виде термопленок. При подаче напряжения на них, эти элементы разогреваются до высоких температур (порядка 200 °C) за доли секунды. Прижимный валик прижимает лист к нагревателю, в процессе чего осуществляется вдавливание жидких микроскопических частиц тонера в текстуру бумаги. На выходе из блока фиксации стоят разделители, дабы бумага не прилипала к термопленке.

Принтер является основным компонентом вывода, осуществляющим постоянное копирование данных на бумаге. Существует множество разновидностей принтеров с различными скоростями, возможностями и ценой.

Некоторые работают медленно, но воспроизводят текст так же четко, как и тот, что вы сейчас читаете; другие работают быстро, но смазывают печать, а третьи лучше всего приспособлены для иллюстраций.
Принтеры, в которых используются молоточки как в печатной машинке, через чернильную ленту ударяющие по бумаге, называются контактными. В неконтактных принтерах молоточки не используются. К примеру, устройство струйной печати выстреливает по бумаге капельками чернил, а в лазерном принтере применяются световые лучи, как в фотокопировальной машине. Но наибольшее распространение получили контактные принтеры.
В некоторых контактных принтерах, называемых посимвольными, каждый символ - буква, цифра или знак препинания - отдельно отпечатывается через чернильную ленту. Такие машины печатают чисто, но медленно, и могут печатать только символы, установленные производителями. Другая разновидность принтеров, матричные принтеры, используются большинством частных лиц и офисов. Это недорогая, относительно быстро печатающая машина. Она печатает не символами, а набором маленьких иголок (справа), каждая из которых печатает одну тбчку. Символ образуется, когда набор иголок надавливает на чернильную ленту по мере движения печатной головки вдоль бумаги. Эти скоростные иголки не просто печатают 300 символов в секунду, они могут использоваться для печатания на нескольких языках.

Контактный матричный принтер

Чернильная лента проходит между булавкой и печатной головкой; головка двигается по бумаге, печатая по мере продвижения. Когда строка заканчи вается, мотор поворачивает платен, и бумага продвигается на одну строку.

Иглы в ряд .

Иглы печатной головки ударяют по чернильной ленте, отпечатывая на бумаге точки. Печатная головка выдвигает только те иглы, которые необходимы для требуемого символа.

Внутри печатной головки .

Печатная головка снабжена семью иглами, расположенными вертикально, каждая из которых прикреплена к своему молоточку. Иглы надвигаются и отступают сотни раз в секунду при помощи электромагнитов. Каждый раз печатная головка продвигается на ширину одной точки и должна сделать пять движений, чтобы напечатать одну букву.

Хранение данных в буфере
Компьютер может посылать данные со значительно большей скоростью, чем принтер в состоянии их печатать. Поэтому принтер оборудован временной памятью, называемой еще буфером, где данные хранятся до напечата ния. Буфер увеличивает скорость принтера, позволяя ему печатать в двух направлениях. Отпечатав одну строку слева направо, головка принтера смещается вниз на одну строку и начинает печатать справа налево, вместо того чтобы вернуться на левый край.