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.

Сегодня мне хочется рассказать об устройстве и принципе работы лазерного принтера . Все знакомы с этим устройством, но мало кто знает о принципе его работы и причинах его неисправностей. В этой статье я постараюсь наглядно рассказать о принципе работе «лазерников», а в последующих статьях о неисправностях лазерных принтеров , о причине их появления, и о способе их устранения.

Устройство лазерного принтера

В основе работы любого современного лазерного принтера лежит фотоэлектрический принцип ксерографии . Исходя из этого метода все лазерные принтера конструктивно состоят из трех основных частей (узлов):

- Блока лазерного санирования.

- Узел переноса изображения.

- Узел закрепления изображения.

Под узлом переноса изображения обычно понимают картридж лазерного принтера и ролик переноса заряда (Transfer roller ) в самом принтере. Об устройстве картриджа «лазерников» мы поговорим позже более детально, а в этой статье рассмотрим только принцип работы. Необходимо также отметить, что вместо лазерного сканирования в некоторых принтерах (в основном компании «ОК І» ) применяется светодиодное сканирование. Функции она выполняет т е же, только роль лазера выполняют светодиоды.

Для примера рассмотрим лазерный принтер НР LaserJet 1200 (рис 1.). Модель довольно удачную и хорошо зарекомендовавшую себя большим сроком службы, удобством и надежностью.

Мы печатаем, на каком-либо материале (в основном бумага), и за отправку в «жерло» принтера отвечает - узел подачи бумаги. Как правило, он делится на два типа конструктивно отличающиеся от друга. Механизм подачи из нижнего лотка , называется - Tray 1, а механизм подачи из верхнего (обходного) - Tray 2. Несмотря на конструктивные отличия в своем составе они имеют (см. рис. 3):

- Ролик захвата бумаги - нужен для затягивания бумаги в принтер,

- Блока тормозной площадки и сепаратора , необходимого для разделения и захвата только одного листа бумаги.

Непосредственно в формировании изображения участвуют картридж принтера (рис. 4) и блок лазерного сканирования .

Картридж для лазерных принтеров состоит из трех основных элементов (см. рис. 4):

Фотоцилиндра,

Вала предварительного заряда,

Магнитного вала.

Фотоцилиндр

Фотоцилиндр (ОРС - organic photoconductive drum ), или также фотобарабан , представляет собой алюминиевый вал с нанесенным на него тонким слоем фоточуствительного материала, который дополнительно покрыт защитным слоем. Раньше фотоцилиндры делали на основе селена, поэтому их еще называли селеновыми валами , сейчас их делают на основе фоточуствительных органических соединений, но их старое название по прежнему широко используется.

Основное свойство фотоцилиндра – изменять проводимость под действием света. Что это значит? Если фотоцилиндру придать какой либо заряд, то он будет оставаться заряженным довольно долгое время, однако если его поверхность засветить, то в местах засвети проводимость фото покрытия резко увеличивается (уменьшается сопротивление), заряд «стекает» с поверхности фотоцилиндра через проводящий внутренний слой ив этом месте появится нейтрально заряженная область.

Рис. 2 Лазерный принтер НР 1200 со снятой облицовкой.

Цифрами обозначены: 1 - Картридж; 2 - Узел переноса изображения; 3 - Узел закрепления изображения (печка).

Рис. 3 Узел подачи бумаги Tray 2 , вид с тыльной сторон ы.

1 - Ролик захвата бумаги; 2 - Тормозящая площадка (голубая полоска) с сепаратором (на фотографии не виден); 3 - Ролик переноса заряда (transfer roller ), передающий бумаге статический заряд.

Рис. 4 Картридж лазерного принтера в разобранном состоянии.

1- Фотоцилиндр; 2- Вал предварительного заряда; 3- Магнитный вал.

Процесс наложения изображения.

Фотоцилиндр с помощью вала предварительного заряда (PCR ) получает начальный заряд (положительный или отрицательный). Сама величина заряда определяется настройками печати принтера. После того как фотоцилиндр зарядился, луч лазера проходит по поверхности вращающегося фотоцилиндра, и места засвети фотоцилиндра становится нейтрально заряженными. Эти нейтральные области соответствуют требуемому изображению.

Блок лазерного сканирования состоит:

Полупроводникового лазера с фокусирующей линзой,
- Вращающегося зеркала на моторе,
- Группы формирующих линз,
- Зеркала.

Рис. 5 Блок лазерного сканирования со снятой крышкой.

1,2 - Полупроводниковый лазер с фокусирующей линзой ; 3- Вращающееся зеркало ; 4- Группа формирующих линз ; 5- Зеркало.

Барабан имеет непосредственный контакт магнитным вало м (Magnetic roller ), который подает тонер из бункера картриджа на фотоцилиндр.

Магнитный вал представляет собой пустотелый цилиндр с токопроводящим покрытием, внутрь которого вставлен стержень из постоянного магнита. Тонер находящийся в бункере в бункере притягивается к магнитному валу под действием магнитного поля сердечника и дополнительно подаваемого заряда, величина которого также определяется установками печати принтера. Это определяет плотность будущей печати. С магнитного вала под действием электростатики тонер переносится на сформированное лазером изображение на поверхности фотоцилиндра, т. к. он имеет начальный заряд он притягивается к нейтральным областям фотоцилиндра и отталкивается от одинаково заряженных. Это и есть нужное нам изображение.

Здесь стоит отметить два основных механизма создания изображения. В большинстве принтеров (НР, Canon , Xerox ) применяется тонер с положительным зарядом, остающийся только на нейтральных поверхностях фотоцилиндра, то есть лазер засвечивает только те участки, где должно быть изображение. Фото цилиндр в этом случаи заряжается отрицательно. Вторым механизмом (применяется в принтерах Epson , Kyocera , Brother ) является использование отрицательно заряженного тюнера, и лазер разряжает участки фотоцилиндра на которых не должно быть тонера. Фотоцилиндр изначально получает положительный заряд и тонер заряженный отрицательно, притягивается к положительно заряженным участкам фотоцилиндра. Таким образом в первом случаи получается более тонкая передача деталей, а во втором более плотная и равномерная заливка. Зная эти особенности можно точнее выбрать принтер для решения своих задачь (печать текста или печать скетчей).

Перед контактом с фотоцилиндром бумага также получает статический заряд (положительный или отрицательный), с помощью ролика переноса заряда (Transfer roller ). Под действием этого статического заряда тонер во время контакта переходит с фото цилиндра на бумагу. Сразу после этого нейтрализатор статического заряда удаляет этот заряд с бумаги, что устраняет притягивание бумаги к фотоцилиндру.

Тонер

Теперь нужно казать пару слов о тонере. Тонер представляет собой мелко дисперсный порошок, состоящий из полимерных шариков покрытых слоем магнитного материала. В состав цветного тюнера также входят красящие вещества. Каждая фирма в своих моделях принтеров, МФУ и копиров использует оригинальные тонера, отличающиеся дисперсностью, магнит н остью и физическими свойствами. Поэтому не в коем случаи нельзя заправлять картриджи случайными тонерами, иначе можно очень быстро загубить принтер или МФУ (проверено опытом).

Если после прохода бумаги через блок лазерного сканирования извлечь бумагу из принтера мы увидим уже сформировавшееся изображение, которое можно легко разрушить прикосновением.

Узел фиксации изображения или «печка»

Для того что бы изображение стало долговечным его нужно зафиксировать . Фиксация изображения происходит с помощью входящих в состав тонера добавок, имеющих определенную температуру плавления. За фиксацию изображения отвечает третий основной элемент лазерного принтера (рис. 6) - узел фиксации изображения или «печка» . С физической точки зрения фиксация осуществляется за счет вдавливания в структуру бумаги расплавленного тонера и последующего его застывания, что придает изображению долговечность и хорошую стойкость к внешним воздействиям.

Рис. 6 Узел фиксации изображения или печка. Вверху вид в сборе, внизу со снятой планкой бумагоотделителя.

1 - Термопленка; 2 - Прижимной вал; 3 - Планка отделителя бумаги.

Рис. 7 Нагревательный элемент и термопленка.

Конструктивно «печка» - может состоять из двух валов: верхнего, внутри которого находится нагревательный элемент и нижнего вала, необходимого для вдавливания расплавленного тонера в бумагу. В рассматриваемом принтере НР 1200 «печка» состоит из термопленки (рис. 7) - специального гибкого, термостойкого материала, внутри которой находится нагревательный элемент, и нижнего прижимного ролика, который прижимает бумагу за счет подпорной пружины. За температурой термопленки следит термодатчик (термистор). Проходя между термопленкой и прижимным валиком, в местах контакта с термопленкой бумага разогревается приблизительно до 200° C ˚ . При такой температуре тонер расплавляется и в жидком виде вдавливается в текстуру бумаги. Что бы бумага не прилипала к термопленке на выходе из печки стоят отделители бумаги.

Вот собственно мы и рассмотрели – «как устроен принтер» . Эти знания помогут нам в дальнейшем для выяснения причин поломок и их устранения. Но не в коем случаи не стоит самому лезть в принтер если вы не уверены что сможете его починить, этим вы только сделаете хуже. Лучше не экономить, а доверить это дело профессионалам, ведь покупка нового принтера вам обойдется значительно дороже.

Лазерный принтер – одно из оригинально разработанных электронных устройств, чья работа основана на ксерографировании или электрофотографии. Но если Вам интересно как работают лазерные принтеры, выдавая четкие и ровно напечатанные страницы, то для Вас будет интересно прочитать эту статью. В этой статье мы попробуем вкратце дать объяснение принципу работы лазерного принтера.

Лазерные принтеры способны распечатывать страницы быстрее, чем старые матричные и струйные принтеры. Кроме превосходства перед другими принтерами в скорости, лазерный принтер превосходит их в точности печати. Но как лазер, который представляет собой монохроматический луч света, способствует процессу печати в принтере? В этой статье мы постараемся выяснить, на каком принципе основана работа лазерного принтера. Прочитав эту статью, Вы наверняка будете больше ценить это удивительное электронное изобретение.

О лазерном принтере

Гари Старквезер изобрел лазерный принтер в 1969 году, работая на ксероксе. Он использовал принцип ксерографической печати, усовершенствовав тем самым скорость печати, в прошествии нескольких десятилетий данный принтер быстро завоевал рынок. Первый коммерческий вариант лазерного принтера была модель IBM 3800, которая имела размер большой комнаты. В процессе технологического развития лазерный принтер также усовершенствовался и стал значительно меньше в размерах, более аккуратным, и стал гораздо быстрее распечатывать страницы. Технология производства, которая изначально стоила тысячи долларов, в настоящее время очень сильно изменилась, а стоимость лазерного принтера не превышает 100 долларов. Портативные лазерные принтеры являются главным выбором в большинстве учреждений. Итак, давайте разберемся, как так получилось, что лазерный принтер способен печатать около 200 страниц в минуту

Как работает лазерный принтер?

Чтобы выяснить, как работает лазерный принтер необходимо понять лишь единственный физический закон – «разноимённые заряды притягиваются, а одноимённые заряды отталкиваются». Давайте проследим работу лазерного принтера при каждом шаге печати страницы. Вы загружаете в отсек принтера чистую бумагу и подаёте команду на печать, через несколько секунд Вы получаете аккуратно распечатанные страницы. Но, что происходит в эти несколько секунд!?

1. Шаг1: Орган управления принтера получает набор данных и создаёт растровое изображение
   Как только Вы подали команду принтеру на печать, персональный компьютер кодирует информацию страницы с помощью специального машинного «языка управления печатью». Затем кодированную информацию получает орган управления принтера, он считывает её и подготавливает страницу согласно исходным условиям печати, а затем подаёт сигнал устройству для растрового сканирования, которое в свою очередь уже преобразовывает сигнал в битовое или растровое изображение. Изображение временно сохраняется в памяти принтера, после чего начинается процесс печати.
2. Шаг2: Вращающийся барабан фоторецептора обладает положительным зарядом
   Центральным местом лазерного принтера является барабан с фотопроводящей поверхностью, которая обладает определённым зарядом до тех пор, пока на неё не будет подан свет лазера, который в свою очередь заставляет эту поверхность разряжаться. Попадая на определённую область поверхности барабана, фотоны света (элементарные частицы, квант электромагнитного излучения) в этом месте увеличивают проводимость и заставляют эту область разряжаться. Т.е. можно сказать, что фотоны света убирают заряды из области попадания фотонов на поверхности вращающегося барабана.
   Поддержание постоянного заряда поверхности барабана происходит благодаря использованию скоротрона (натянутый провод, который находится под напряжением относительно барабана). Заряд на поверхности может быть как положительным, так и отрицательным. Давайте договоримся, что в дальнейшем барабан обладает положительным зарядом.
3. Шаг3: Лазер делает электростатический рисунок страницы на фоточувствительной поверхности
   В процессе печати вращающийся барабан подвергается воздействию луча лазера. Используя целый комплекс из зеркал и линз, лазер набрасывает битовое изображение на поверхности барабана. Согласно условиям печати растровый процессор направляет лазерный луч на движущуюся фоточувствительную поверхность барабана. Области, в которых фотоны попадают на поверхность, разряжается, создавая сеть с отрицательным зарядом на положительно заряженной поверхности вращающегося барабана. Часть за частью, цельное битовое или растровое изображение вытравливается на поверхности в виде отрицательной электростатической картинки. Представьте оконное стекло, покрытое пылью. Вы можете на таком окне что-то нарисовать, стирая пыль со стекла пальцем, также и лазер рисует нужную картинку на поверхности барабана, стирая с неё положительные заряды.
4. Шаг:4 Положительно заряженные частицы тонера (красящего порошка) встраиваются в области с отрицательными зарядами
   В ходе своей работы вращающийся барабан взаимодействует с положительно заряженными частицами тонера, который располагается в специальном бункере. Тонер представляет собой сухой порошок, сделанный из пигмента и пластичного полимера. Т.к. разноимённые заряды притягиваются, одноимённые заряды отталкиваются, то положительно заряженная поверхность барабана отталкивает частицы тонера. Но отрицательно заряженные (разраженные) области этой поверхности, которые в целом составляют электростатическую картину страницы, притягивают частицы тонера. Именно таким образом частицы тонера внедряются на поверхность барабана, прямо на места электростатической картины страницы.
5. Шаг5: Чистая страница пропускается через барабан, происходить печать
   На данном этапе содержащийся на поверхности барабана тонер соприкасается с отрицательно заряженным чистым листом бумаги. Как только поверхность бумаги соприкасается с барабаном, уже положительно заряженные частицы тонера прилипают к бумаге, создавая необходимую нам страницу. После этого листок бумаги выкатывается из барабана, с прикреплёнными на нём частицами тонера.
6. Шаг 6: С помощью нагретых роликов тонер закрепляется на бумаге
   Листок бумаги с нанесённым тонером пропускается через нагретую тефлоновую поверхность специально предусмотренных роликов, при этом расплавляется содержащийся в тонере пластик, что окончательно прикрепляет тонер к бумаге. И в конечном итоге мы получаем точную физическую копию имеющегося в электронном виде документа! Лист бумаги выкатывается из принтера, и мы можем использовать распечатанный документ в своих целях.

Таким образом, использование ксерографической техники печати, лазера, с помощью которого вытравливается электростатическая картинка страницы на положительно заряженной фоточувствительной поверхности специального вращающегося барабана, происходит точное присоединение заряженных частиц тонера к фоточувствительной поверхности барабана. Благодаря всему этому лазерный принтер предоставляет нам чётко напечатанные страницы на необыкновенно высокой скорости печати. Если сравнить лазерный и струйный принтер, лазерный принтер в этом случае будет вне конкуренции именно благодаря технологии, применяемой в нём. В то время как струйному принтеру необходимо распылять чернила, лазерному принтеру остаётся только позволить частицам тонера прикреплять к фоточувствительной поверхности, что естественно делает процесс печати проще и аккуратнее. Мы надеемся, что этот короткое описание, объясняющее принцип работы лазерного принтера, было для Вас интересным. Лазерный принцип – это отличный демонстрация того, что соединение простых научных законов могут удачно служить человеку.

Объемная печать активно вошла в жизнь обывателей в 2005 году. Именно тогда появились первые устройства, которые обладали полным функционалом для создания трехмерного образа. Но и на настоящий день не многие пользователи знают, в чем особенность этого прибора. В этой статье мы расскажем, что печатает 3Д (3D) принтер, как с ним работать и что можно распечатать на нем.

История возникновения технологии

Идея создавать объекты в пространстве появилась еще в далеком 1953, когда появились первые обыкновенные плоскостные АЦПУ. Тогда они были еще черно-белыми, но уже тогда разработчики задумывались о моделировании в объеме.

Над созданием проекта и его воплощением в жизнь работали ученые из разных стран на протяжении полувека. Первый прорыв принадлежит Чаку Халлу, который сделал машину, основанную на лазерной стереолитографии. Суть проекта в использовании лазера и жидких фотополимеров. Перемещающаяся платформа основания помогает по заданным вычислениям направлять луч и выстраивать осевые вертикальные полосы. После этого накладываются горизонтальные пластины, образуя фактуру.

Полимер затвердевает под воздействием высоких температур в слои не шире 0,2 мм. Для ровного застывания вещества на постоянной основе работают механические щеточки, обеспечивая высыхание поверхности. Уже объемный объект погружают в специальный раствор для сглаживания шероховатостей и устранения излишков. На финальной стадии образец повторно облучают. Минусом технологии был несбалансированный состав смолы – фотополимер застывал недостаточно крепко или, наоборот, моментально. Преимущество SLA-принтеров – их скорость работы, но само оборудование и расходный материал имеет высокую цену.

Скотт Крамп в конце 80-х создал абсолютно новый метод, который заключался в послойном наплавлении – FDM. Именно он лежит в основе современных приборов. Вещество, задействованное в работе, – термопластинки. Они выглядят как моток твердых нитей. Именно они наносятся слоями, повторяя контур цифровой модели.

Первый вошедший в продажу принтер появился в 1995 году. Его анонсировала компания «3D Systems». Но изделие «Actua 2100» работало медленно, в чем был его основной недостаток. И только спустя 10 лет была разработана модель «Reprap», в которой были устранены распространенные ошибки предыдущей партии. С этого момента в мире науки и производства начался этап трехмерного моделирования.

3D принтер: что это такое и как работает чертеж 3Д

Объемная печать, в зависимости от сфер применения, может использовать различные принципы работы и состав полимеров, но основной технологией остается послойное наращивание пластов на объект.

Этапы проектирования:

Разновидности технологий 3Д принтеров

На данный момент соревнуются три вида аппаратов:

• FDM (fused deposition modeling);
• LOM (laminated object manufacturing);
• SLA и STL (Stereolithography).

Также есть такие варианты, как:

• Polyjet;
• LENS;
• LS (laser sintering);
• 3DP (three dimensional printing).

Рассмотрим некоторые из них более подробно.

Стереолитографические установки – что это такое для 3D печати

SLA или просто SL – это усовершенствованная система-прародитель. Ее истоки были положены Чаком Халлом, но на настоящий момент многие компании производят технику, основанную на принципе стереолитографии. В основу положены все те же материалы – жидкий фотополимер, запекающийся в пластик, и лазер. Луч как бы фиксирует определенные точки в емкости с жидкостью, постепенно поднимаясь снизу вверх слой за слоем. Оставшийся раствор стекает, оставляя необходимость шлифовки объекта.

Это очень эффективный, с точки зрения точности, метод. Он позволяет быстро достигнуть результата с погрешностью всего в 10 микрон. Но оборудование редко устанавливают дома, так как работа с едким веществом без соблюдения должных норм и предосторожностей чревато ожогами и токсическим отравлением организма.

Лазерное спекание – LS (laser sintering)

Метод аналогичен предыдущему, но усовершенствован за счет использования не жидкого полимера, а его сыпучего варианта. Преимущества новшества:

• В растворе нередки случаи поломки объекта еще в процессе построения, так как еще неокрепшую, но уже тяжелую конструкцию ничего не поддерживает. В порошке все иначе – деталь не может сломаться, так как она опирается на твердое вещество.
• Помимо полимера можно использовать измельченные частицы бронзы, стали, нейлона, титана.

Недостатки:

• Температура плавления очень высока, поэтому предмет долго будет остывать.
• Поверхность получается менее монолитная, в ней больше воздуха.
• Некоторые смеси опасно хранить вне камеры с азотом.

Что такое 3Д печать методом послойного наплавления термопласта

Технология LOM предусматривает наложение вырезанных по лекалу пластов из бумаги, пластмассы или алюминия и их последующее склеивание. Точные очертания рассчитываются в специализированных САПРах, которые работают с 3D моделями. Функция структурирования простых и сложных объектов в софте от компании «ЗВСОФТ» позволяет создавать органичные формы за счет нанесения эскиза на простую сетку и последующего детального сглаживания линий, проработки деталей вручную или автоматически.

С использованием специализированных платформ моделирование по системе LOM становится легким и удобным.

С термопластом работает также технология FDM. Ее структура заключается в подаче материала (нить из пластика) через экструдер – печатающую головку механизма. Направленный слой запекается за счет специального сопла. Так послойно происходит создание объекта снизу вверх.

Из чего создаются изделия

Вещество-основа может различаться. Самый популярный и начальный элемент – это фотополимер. Он легок в обращении, имеет низкую температуру плавления и удобен на стадии последующей обработки – шлифовки. На его замену пришел термопластик (видов ABS и PLA) – усовершенствованный материал с рядом преимуществ, в частности, он более безопасный и экологически чистый.

Также могут использоваться:

• нейлон – высокая прочность и износостойкость;
• поликарбонат – широкий спектр комфортных для изделия температур от -100 до +115 градусов;
• полиэтилен;
• поливиниловый спирт – быстро схватывается, но растворяется при соприкосновении с водой;
• целлюлоза;
• полипропилен – нетоксичный и недорогой;
• флекс – очень гибкий и эластичный;
• HIPS – удобен при необходимости многоуровневых конструкций со сложными спайками и поддержками;
• glassfil – прозрачный и невосприимчивый к ультрафиолету, механическим воздействиям и бактерицидной атаке, поэтому часто применяется в медицине;
• керамический состав – содержит только частицы керамики, но при печати создает эффект камня;

• PVA – быстрорастворяемый полимер, который подходит для временного склеивания элементов конструкции;
• PVD – тонкий пластик, который подходит для упаковочной вентилируемой продукции;
• PETG – полупрозрачный материал, образующий красивую глянцевую поверхность, подходит для элементов декора;
• полиоксиметилен – прочный как металл, но удобный в обращении и легкий;
• WOOD – достоверная имитация дерева с сохранением свойств материала-оригинала, то есть с сильными влаговпитывающими характеристиками;
• ABS Antistatic – обычный полимер с эффектом антистатика для изоляции от электричества;
• GLOW – люминесцентное вещество, способное впитывать и отдавать свет;
• металл – состав содержит в себе элементы бронзы, алюминия и других веществ, на выходе предмет, напоминающий настоящее металлическое изделие.

Области применения 3D печати

Сфер, где реализуется новая технология очень много, самые популярные из них:

• Медицина. Давно началось производство протезов по индивидуальным параметрам. Такие искусственные части тела по виду и ощущениям практически идентичны натуральным.
• Лекарственные препараты. За материал берется биологически активная добавка. Таким образом восполняется в точном количестве необходимый элемент.
• Машиностроение и техника. Запасные части и сложные в производстве узлы стало легче сделать с помощью печати, чем задействовать несколько цехов.
• Элементы одежды и обуви. Ранее было налажено производство застежек и декоративных частей, но с появлением тончайшего полимера начали выпускать целые модели.
• Предметы искусства.
• Биопечать – новое веяние в медицине. Работы проводятся с использованием аналогичных живым тканей.

Все о программном обеспечении для 3Д принтера

Моделирование и печать невозможны без специализированного САПРа. Компания «ЗВСОФТ» предлагает несколько программ для эффективной работы с 3D моделями:

– базовый CAD с широкими возможностями для расчета и проектирования объемных чертежей. Среди возможностей:

• Создание и редактирование моделей привычными инструментами.
• Взгляд на объект в перспективе – функция DVIEW.
• Рендеринг части сцены.
• Визуализация.
• Интеграция большого количества форматов.
• Удобный интерфейс.
• Работа с динамическими блоками.
• Возможность установки дополнительных надстроек.
• Экспорт в форматы, поддерживаемые 3д принтерами (через дополнительные приложения).

– специализированный САПР для трехмерного конструирования. Достоинства:

• Выгрузка объемных чертежей с трудной геометрией.
• Реверсивный инжиниринг.
• Принцип гибридного моделирования.
• Расположение слоев на различных уровнях в одном файле.
• Совместимость с большинством форматов.
• Библиотека готовых и пополняемых деталей.
• Поддержка всех форматов файлов 3d принтеров.

– приложение, которое идет к базовой платформе. Оно предназначено для проектирования объемных объектов и создания дизайна, поэтому большое внимание уделено проработке деталей. Преимущества:

• Интуитивно понятный интерфейс.
• Структурирование.
• Работа с рельефами поверхности в RenderZone.
• Округление линий.
• Визуализация с поддержкой освещения.
• Инструмент анализа NURBZ.
• Прямой экспорт в STL.

В статье мы рассказали вам о принтере 3Д – как он выглядит, что из себя представляет и для чего нужен. Начиная работу в трехмерном пространстве, выбирайте удобное и многофункциональное программное обеспечение.

Изобретение струйных принтеров позволило получать полноцветную печать, не выходя из дома. Причем настолько качественную, что даже фотоотпечатки обладают разрешением, присущим обычным фотографиям. А стоимость подобных устройств позволяет приобрести будущую мини-лабораторию в любую квартиру. Будущему пользователю не помешает знать устройство и принцип работы струйного принтера.

Открытие, которое позже легло в основу струйной печати, обнаружил французский ученый Феликс Саварт еще в 1833 году. Явление основывалось на том, что, когда капельки жидкости проходят через минимально узкое отверстие, они будут иметь одинаковые размер и консистенцию.

На практике его применили только в 1951 году в лаборатории компании Сименс , где была выявлена одинаковая консистенция капелек в измеряющем напряжение аппарате. А через десятилетие стенфордские ученые представили метод, согласно которому одинаковые и равноудаленные капли попадали на поверхность при помощи электрического заряда. Таким образом из них формировалось напряжение, а неиспользованные частички с зарядом возвращались обратно в устройство коллектора. Так была изобретена струйная печать.

За последние десять лет технология струйных принтеров поражает своим прогрессом. Если раньше это была печать цветных текстов, геометрических фигур и простых логотипов, то сейчас на струйном принтере реально распечатать высококачественные художественные изображения.

Все современные струйные принтеры – цветные, черно-белых вариантов сегодня просто не выпускают . А будучи цветными, они делятся уже на классы:

• Color;

• Photo.

В первом случае устройство работает в четырехцветном режиме, а уже фотоагрегаты используют шесть и более цветов.

Что же внутри

Как же выглядит устройство струйного принтера? Основной элемент – печатающая головка (в её изготовление заложено 80% цены аппарата). Именно сюда поступает красящее вещество, предварительно проходя через дюзы. Нет повода для беспокойства, ничего не выльется – отверстия слишком малы, да и саму краску удержит поверхностное притяжение. Непосредственно под «дырками» находятся небольшие полости, куда краска будет стекаться из емкостей.

Возможно решение, когда головка идет вместе с картриджем, а, значит, должна быть заменена вместе с ним. А есть варианты, в которых головки установлены в аппарате без возможности замены.

Сама головка вместе с отсеками для чернил закреплена на каретке. Именно эта деталь совершает движения вперед-назад поперек листа бумаги и обеспечивает попадание на него краски.

Конструкция принтера такова, что после получения задания лист попадает в печатный отсек. Далее он будет перемещаться внутри благодаря специальному продвигающему его механизму (валик продвигает мотор). Бумага будет дополнительно прижата к листу специальными валиками. В некоторых устройствах есть возможность двусторонней печати – в этом случае печать идет одновременно на двух сторонах листа бумаги.

Как работает современный струйный принтер

Принтеры работают при помощи микроскопических капель чернил с несколькими цветами. Принцип работы струйного принтера похож на матричные агрегаты, но здесь вместо иголок применяются дюзы, через которые на лист бумаги и поступает в капельном виде краска. Размер каждой капли – несколько десятых микрон в диаметре (что существенно тоньше даже обычного человеческого волоса). Только под микроскопом можно увидеть множество мини-точек, из которых состоит изображение.

Капельки поступают на бумагу посредством выдавливания. И здесь у разных производителей используются разные технологии печати.

У каждой из этих технологий есть и свои плюсы и минусы.

1. Термотехнология связана с высокими температурами. Это вызывает на образование нагарного слоя и способствует выходу из строя печатающей головки.
2. Пьезоэлемент наиболее дешевый вариант и позволяет достигать больших скоростей в работе.

Есть у любых струйных печатающих устройств и свои недостатки. Самыми главными из них являются медленный процесс работы и высокая себестоимость печати. Еще одним моментом является использование фотобумаги со специальным покрытием для распечатки фотографий. Кроме того, у картриджа небольшой размер, а потому и невыгодный ресурс.

Последний аспект указывает на существенную дороговизну в обслуживании устройства . Таким образом, при постоянной смене картриджей в струйниках, это существенно отразится на бюджете. Однако выход найден – печатающие агрегаты с СНПЧ.

Разница между картриджами и СНПЧ

Одним из главных элементов струйника является картриджное устройство, имеющее в своем составе специальную пластину с печатающими элементами (головка с чипом) и чернилосодержащую емкость.

Картриджи делятся на два типа:

Последний вариант более современен, но он используется для маленьких объемов работы. Еще один существенный недостаток – если высыхает один цвет, то приходится выкидывать всю деталь (даже если еще достаточно других цветов).

Чтобы предотвратить это, можно воспользоваться системой очистки дюз.

А вот СПНЧ, по своей сути, предоставляет подачу чернил «самотеком «. Система с такими возможностями состоит из следующих частей:

• отсеки с краской;
• трубочки, подающие краску;
• микрочипы, которые обнуляются автоматически.

Как работает СНПЧ? Здесь задействованы мембраны пьезоэлементов у печатающей головки – во время работы в картриджной части СНПЧ начинается разряжение. Затем начинается покапельное поступление чернил. Система полностью герметична и позволяет поддерживать постоянный уровень краски.

Плюсы СНПЧ в том, что такая приставка сокращает расходы на покупку картриджей. Особенно это помогает при работе с большими объемами печати. По себестоимости это выходит гораздо дешевле цветных лазерных устройств. СНПЧ очень просто установить и использовать – с этим справится даже начинающий пользователь. Но надо знать о небольшой разнице между катриджной и капсульной системами.

1. В картриджной системе на месте оригинальных моделей картриджей стоят аналогичные постоянные, которые имеют авточип, подающий сигналы по мере опустошения.
2. А в капсульной модели на входные «иглы» самой печатающей головки устанавливаются капсулы. Этот вариант легко обслуживать – капсулы имеют прозрачные стенки, и пользователь в любое время может контролировать уровень краски.

Какие чернила нужны для работы струйного принтера

Используемую в устройствах краску можно разделить на определенные группы. Дадим характеристики каждой из них.

Струйный принтер представляет собой интересный и обладающий большими возможностями получить качественные цветные и фотоизображения инструмент. Особенно популярно подобное приобретение для художников и фотографов. Однако перед покупкой стоит задать себе вопрос: насколько необходимо такое устройство? И, конечно же, следует знать его внутреннее устройство и возможности работы – это позволит выбрать самый оптимальный для себя вариант.