Лазерлік басып шығару процесінің тарихы және дамуы

Кіріспе

Электростатикалық цифрлық басып шығару процесі

Лазерлік басып шығару – электростатикалық цифрлық басып шығару процесі. Ол жоғары сапалы мәтін мен графиканы (және орташа сапалы фотосуреттерді) кері зарядталған «барабан» деп аталатын цилиндрге лазер сәулесін қайта-қайта жүргізу арқылы шығарады, бұл әртүрлі зарядталған бейнені құрайды. Барабан содан кейін электрленген ұнтақ сияны (тонерді) таңдап жинап, бейнені қағазға көшіреді, кейін мәтін, сурет немесе олардың екеуі де қағазға берік жабысу үшін қыздырылады. Цифрлік фотокөшірмелер сияқты, лазерлік принтерлер де ксерографиялық басып шығару процесін қолданады. Лазерлік басып шығару аналогты фотокөшірмелерде қолданылатын дәстүрлі ксерографиядан өзгеше, себебі соңғысында бейне ашық барабанға қолданыстағы құжаттан шағылысқан жарық арқылы қалыптасады. Лазерлік принтер 1970-ші жылдары Xerox PARC-те ойлап табылды. Лазерлік принтерлерді IBM, Canon, Xerox, Apple, Hewlett Packard және тағы да басқалар кеңселерге, содан кейін үйлерге енгізді. Өткен жылдар ішінде сапасы мен жылдамдығы артып, бағасы төмендеді, бұрынғы заманауи басып шығару құрылғылары қазір кең таралған.

Тарих

1960 жылдары Xerox корпорациясы фотокөшіру машиналары нарығында үстемдік құрды. 1969 жылы Xerox компаниясының өнімдерді әзірлеу бөлімінде жұмыс істеген Гэри Старквезер лазер сәулесін пайдаланып, көшірме машинасының барабанына тікелей көшірілетін бейнені «салу» идеясын тудырды. 1971 жылы жаңадан құрылған Пало-Альто зерттеу орталығына (Xerox PARC) ауысқаннан кейін Старквезер Xerox 7000 көшірме машинасын SLOT (Сканирленген лазерлік шығыс терминалы) жасау үшін бейімдеді. 1972 жылы Старквезер Батлер Лэмпсон және Рональд Райдермен бірге басқару жүйесі мен әріптер генераторын қосу үшін жұмыс істеді, нәтижесінде EARS (Ethernet, Alto Research character generator, Scanned laser output terminal) деп аталатын принтер пайда болды, ол кейіннен Xerox 9700 лазерлік принтеріне айналды. 1976 жылы IBM 3800 лазерлік принтерінің алғашқы коммерциялық үлгісі шығарылды. Ол деректер орталықтары үшін арналған, онда ол мейнфрейм компьютерлеріне қосылған желілік принтерлерді алмастырды. IBM 3800 үлкен көлемде, үздіріксіз қағазға басып шығару үшін пайдаланылды және 240 нүкте/дюйм (dpi) ажыратымдылығымен минутына 215 бетке дейін жылдамдыққа қол жеткізді. Осы принтерлердің 8000-нан астамы сатылды. 1977 жылы Xerox 9700 нарыққа шығарылды. IBM 3800-ден айырмашылығы, Xerox 9700 нақты бір принтерді ауыстыруға бағытталған жоқ; алайда, ол әріптерді жүктеуге шектеулі қолдау көрсетті. Xerox 9700 әртүрлі мазмұндағы (мысалы, сақтандыру полистері) кесілген қағазға жоғары құнды құжаттарды басып шығаруда ерекше көзге түсті. 1981 жылы кеңседе пайдалануға арналған алғашқы шағын жеке компьютер Xerox Star 8010 нарыққа шықты. Жүйе Apple Macintosh-қа дейін коммерциялық сатылымда теңдесі жоқ десктоп метафорасын қолданды. Star жұмыс станциясы инновациялық болғанымен, өте қымбат жүйе болды, оны мақсат еткен кәсіпорындар мен мекемелердің аз бөлігі ғана сатып ала алды. 1984 жылы HP LaserJet, Canon CX қозғалтқышымен басқарылатын және HP бағдарламалық жасақтамасымен жабдықталған, бұқаралық нарыққа арналған алғашқы лазерлік принтер шығарылды. LaserJet машинасына Brother Industries, IBM және басқа да компаниялардың принтерлері еріп келді. Бірінші буын машиналарында жарыққа сезімтал үлкен барабандар болды, олардың шеңбері толтырылған қағаздың ұзындығынан асып түсетін. Жылдам қалпына келтіру қаптамалары пайда болғаннан кейін барабандар қағазға бірнеше рет жанаса алатын болды, сондықтан олардың диаметрі кішірейді. 1985 жылы Apple LaserWriter-ді (Canon CX қозғалтқышына негізделген) ұсынды, бірақ жаңадан шыққан PostScript беттік сипаттау тілін пайдаланды (осы уақытқа дейін әрбір өндіруші өзінің жеке меншік беттік сипаттау тілін қолданды, бұл қолдау бағдарламалық жасақтаманы күрделі және қымбат етті). PostScript мәтін, әріптер, графика, кескіндер мен түстерді принтердің маркасына немесе ажыратымдылығына қарамастан пайдалануға мүмкіндік берді. Macintosh және LaserWriter үшін Aldus әзірлеген PageMaker де 1985 жылы шығарылды және бұл комбинация десктоп басылымдарында өте танымал болды. Фотоөткізгіштік лазерлік сәулеге ұшыраған жерлерден зарядталған электрондарды жояды. Ұнтақталған сия (тонер) бөлшектері кейін барабанның лазер сәулесімен өңделмеген бөліктеріне электростатикалық күш арқылы тартылады. Барабан содан кейін бейнені қағазға көшіреді, ол машина арқылы тікелей жанасу арқылы өтеді. Соңында қағаз финишерге жіберіледі, ол бейнені құрайтын тонерді қағазға бірден біріктіру үшін жылуды пайдаланады. Лазер әдетте алюминий-галлий арсениді (AlGaAs) жартылай өткізгіш лазері болып табылады, ол қызыл немесе инфрақызыл сәуле шығарады. Барабан селенмен немесе соңғы кезде N-винилкарбазолдан жасалған органикалық мономерден жасалған органикалық фотоөткізгішпен қапталған. Бұл процесте әдетте жеті қадам бар, олар төмендегі бөлімдерде егжей-тегжейлі сипатталған.

In the 1960s, the Xerox Corporation held a dominant position in the photocopier market. In 1969, Gary Starkweather, who worked in Xerox's product development department, had the idea of using a laser beam to "draw" an image of what was to be copied directly onto the copier drum. After transferring to the recently formed Palo Alto Research Center (Xerox PARC) in 1971, Starkweather adapted a Xerox 7000 copier to make SLOT (Scanned Laser Output Terminal). In 1972, Starkweather worked with Butler Lampson and Ronald Rider to add a control system and character generator, resulting in a printer called EARS (Ethernet, Alto Research character generator, Scanned laser output terminal)—which later became the Xerox 9700 laser printer. 1976: The first commercial implementation of a laser printer, the IBM 3800, was released. It was designed for data centers, where it replaced line printers attached to mainframe computers. The IBM 3800 was used for high volume printing on continuous stationery, and achieved speeds of 215 pages per minute (ppm), at a resolution of 240 dots per inch (dpi). Over 8,000 of these printers were sold. 1977: The Xerox 9700 was brought to market. Unlike the IBM 3800, the Xerox 9700 was not targeted to replace any particular existing printers; however, it did have limited support for the loading of fonts. The Xerox 9700 excelled at printing high value documents on cut sheet paper with varying content (e. g. insurance policies). 1981: The first small personal computer designed for office use, the Xerox Star 8010, reached market. The system used a desktop metaphor that was unsurpassed in commercial sales, until the Apple Macintosh. Although it was innovative, the Star workstation was a prohibitively expensive system, affordable only to a fraction of the businesses and institutions at which it was targeted. 1984: The first laser printer intended for mass market sales, the HP LaserJet, was released; it used the Canon CX engine, controlled by HP software. The LaserJet was quickly followed by printers from Brother Industries, IBM, and others. First generation machines had large photosensitive drums, of circumference greater than the loaded paper's length. Once faster recovery coatings were developed, the drums could touch the paper multiple times in a pass, and therefore be smaller in diameter. 1985: Apple introduced the LaserWriter (also based on the Canon CX engine), but used the newly released PostScript page description language (up until this point, each manufacturer used its own proprietary page description language, making the supporting software complex and expensive). PostScript allowed the use of text, fonts, graphics, images, and color largely independent of the printer's brand or resolution. PageMaker, developed by Aldus for the Macintosh and LaserWriter, was also released in 1985 and the combination became very popular for desktop publishing. Photoconductivity conducts charged electrons away from the areas exposed to laser light. Powdered ink (toner) particles are then electrostatically attracted to remaining areas of the drum that have not been laser beamed. The drum then transfers the image onto paper which is passed through the machine by direct contact. Finally, the paper is passed onto a finisher, which uses heat to instantly fuse the toner that represents the image onto the paper. The laser is typically an aluminium gallium arsenide (AlGaAs) semiconductor laser), which emits red or infrared light. The drum is coated with selenium, or more recently, with an organic photoconductor made of N vinylcarbazole, an organic monomer. There are typically seven steps involved in the process, detailed in the sections below.

Растрлық бейнелерді өңдеу

Басып шығарылатын құжат PostScript, Printer Command Language (PCL) немесе Open XML Paper Specification (OpenXPS) сияқты бетті сипаттау тілінде кодталған. Растрлық бейне процессоры (RIP) бет сипаттамасын принтердің растрлық жадында сақталатын бит картасына айналдырады. Беттегі нүктелердің әрбір көлденең жолағы растрлық сызық немесе сканерлік сызық деп аталады. Лазерлік баспа басқа баспа технологияларынан әр беттің ортасында үзіліссіз, үздіксіз процесте түсірілуімен ерекшеленеді, ал сияқтам сияқты басқа технологиялар әрбір бірнеше жол сайын үзіліске түседі. Буфердің жетіспеуін болдырмау үшін (лазер беттегі нүктеге жеткенде, онда нүктелердің болмауы), лазерлік принтерге әдетте бүкіл беттің бит картасы кескінін сақтауға жеткілікті растрлық жад қажет. Жад талаптары дюймдегі нүктелер санының квадратына пропорционалды түрде артады, сондықтан 600 dpi үшін монохромды баспаға кемінде 4 мегабайт, ал түсті баспаға 16 мегабайт қажет (әлі де 600 dpi). Бетті сипаттау тілін пайдалана отырып, толық графикалық шығару үшін, толық монохромды хат немесе A4 форматындағы бетті 300 dpi ажыратымдылықта сақтау үшін кем дегенде 1 мегабайт жад қажет. 300 dpi ажыратымдылықта, бір шаршы дюймге 90 000 нүкте (бір сызықтық дюймге 300 нүкте) орналасады. 8.5 × 11 дюймдік стандартты қағаздың шеттері болады, бұл басылатын аумақты шамамен 84 шаршы дюймге дейін азайтады. 84 шаршы дюйм × 90 000 нүкте/шаршы дюйм = 7 560 000 нүкте. 1 мегабайт = 1 048 576 байт, немесе 8 388 608 бит, бұл 300 dpi ажыратымдылықта бүкіл бетті сақтауға жеткілікті, растрлық бейне процессоры үшін шамамен 100 килобайт бос орын қалдырады. Түсті принтерде, төрт CMYK тонерлік қабатының әрқайсысы жеке бит карта ретінде сақталады, ал барлық төрт қабат басып шығару басталғанға дейін алдын ала өңделеді, сондықтан толық түсті хат немесе A4 форматындағы бетке кемінде 4 мегабайт жад қажет. 1980 жылдары жад чиптері әлі де өте қымбат болғандықтан, сол дәуірдегі бастапқы деңгейдегі лазерлік принтерлердің бағасы әдетте төрт таңбалы АҚШ долларымен көрсетілетін. Ертедегі жеке компьютерлердегі қарапайым микропроцессорлар графикалық жұмыс үшін жеткіліксіз қуатқа ие болғандықтан, лазерлік принтерлер көбінесе үлкен өңдеу қуатына ие болды. Кейін жад бағасы едәуір төмендеді, ал компьютерлер мен перифериялық кабельдердің (әсіресе SCSI) өнімділігінің артуы растерлеуді жіберуші компьютерге жүктеуге мүмкіндік берді. Мұндай принтерлер үшін операциялық жүйенің басып шығару буфері әрбір беттің шикі бит картасын мақсатты ажыратымдылықта ПК-ның жүйелік жадына түсіреді, содан кейін бұл бит картасын тікелей лазерге жібереді (жіберуші ПК-дегі барлық басқа бағдарламаларды баяулату есебінен). NEC компаниясының "ақылсыз" немесе "хостқа негізделген" лазерлік принтерлерінің пайда болуы төменгі деңгейдегі 300 dpi лазерлік принтерлердің бөлшек сауда бағасын 1994 жылдың басына дейін 700 АҚШ долларына дейін және 1995 жылдың басына дейін 600 АҚШ долларына дейін төмендетуге мүмкіндік берді. 1997 жылдың қыркүйегінде HP хостқа негізделген LaserJet 6L-ді ұсынды, ол 600 dpi мәтінді минутына алты бетке дейін, бар болғаны 400 АҚШ долларына басып шығара алады. 1200 dpi принтерлер 2008 жылдан бері тұтынушылар нарығында кеңінен қол жетімді. 2400 dpi электрофотографиялық баспа табақтарын жасау машиналары, негізінен пластикалық парақтарға басып шығаратын лазерлік принтерлер де қол жетімді.

The document to be printed is encoded in a page description language such as PostScript, Printer Command Language (PCL), or Open XML Paper Specification (OpenXPS). The raster image processor (RIP) converts the page description into a bitmap which is stored in the printer's raster memory. Each horizontal strip of dots across the page is known as a raster line or scan line. Laser printing differs from other printing technologies in that each page is always rendered in a single continuous process without any pausing in the middle, while other technologies like inkjet can pause every few lines. To avoid a buffer underrun (where the laser reaches a point on the page before it has the dots to draw there), a laser printer typically needs enough raster memory to hold the bitmap image of an entire page. Memory requirements increase with the square of the dots per inch, so 600 dpi requires a minimum of 4 megabytes for monochrome, and 16 megabytes for color (still at 600 dpi). For fully graphical output using a page description language, a minimum of 1 megabyte of memory is needed to store an entire monochrome letter or A4 sized page of dots at 300 dpi. At 300 dpi, there are 90,000 dots per square inch (300 dots per linear inch). A typical 8.5 × 11 sheet of paper has margins, reducing the printable area to , or 84 square inches. 84 sq/in × 90,000 dots per sq/in = 7,560,000 dots. 1 megabyte = 1,048,576 bytes, or 8,388,608 bits, which is just large enough to hold the entire page at 300 dpi, leaving about 100 kilobytes to spare for use by the raster image processor. In a color printer, each of the four CMYK toner layers is stored as a separate bitmap, and all four layers are typically preprocessed before printing begins, so a minimum of 4 megabytes is needed for a full color letter size or A4 size page at 300 dpi. During the 1980s, memory chips were still very expensive, which is why entry level laser printers in that era always came with four digit suggested retail prices in US dollars. The primitive microprocessors in early personal computers were so underpowered and insufficient for graphics work that attached laser printers usually had more onboard processing power. Memory prices later decreased significantly, while rapid improvements in the performance of PCs and peripheral cables (most importantly, SCSI) enabled the development of low end laser printers which offload rasterization to the sending PC. For such printers, the operating system's print spooler renders the raw bitmap of each page into the PC's system memory at the target resolution, then sends that bitmap directly to the laser (at the expense of slowing down all other programs on the sending PC). The appearance of so called "dumb" or "host based" laser printers from NEC made it possible for the retail cost of low end 300 dpi laser printers to decrease to as low as US$700 by early 1994 and US$600 by early 1995. In September 1997, HP introduced the host based LaserJet 6L, which could print 600 dpi text at up to six pages per minute for only US$400. 1200 dpi printers have been widely available in the home market since 2008. 2400 dpi electrophotographic printing plate makers, essentially laser printers that print on plastic sheets, are also available.

Төлемдеу

Ескі принтерлерде барабанға параллель орналастырылған корона сымы немесе, жаңа принтерлерде негізгі зарядтау ролігі, фоторецепторға (әйтпесе фотоөткізгіш блок деп аталады) электростатикалық заряд түсіреді, ол айналмалы фотосезімді барабан немесе лента, ол қараңғыда болғанда өзінің бетінде электростатикалық зарядты сақтай алады. Бұрынғы кескіндерден қалған қалдық зарядтарды жою үшін негізгі зарядтау ролігіне айнымалы ток кернеуі қолданылады. Ролик барабан бетінде біркелкі теріс потенциалды қамтамасыз ету үшін тұрақты ток кернеуін де қолданады. Көптеген патенттер фотосезімді барабанды кремнийден жасалған "сэндвич" ретінде сипаттайды, оған фотозарядтау қабаты, зарядтың ағып кетуіне кедергі жасайтын қабат және беткі қабат кіреді. Бір нұсқасында жарық қабылдайтын қабат ретінде сутегі бар аморфты кремний, зарядтың ағып кетуіне кедергі жасайтын қабат ретінде борон нитриді, ал беткі қабат ретінде қоспаланған кремний, атап айтқанда, жеткілікті концентрацияда оттегімен немесе азотпен өңделген кремний, кремний нитридіне ұқсас қолданылады.

Ашылу

Лазерлік принтер лазерді пайдаланады, себебі лазерлер өте шоғырланған, дәл және қарқынды жарық сәулелерін қалыптастыра алады, әсіресе принтердің ішіндегі қысқа қашықтықта. Лазер айналмалы көпбұрышты айнаға бағытталған, ол жарық сәулесін линзалар мен айналар жүйесі арқылы фоторецептор барабанға бағыттайды, секундына алпыс бес миллион ретке дейін пиксельдерді жазады. Барабан айналуын жалғастырады және осы қозғалысты өтеу үшін айналу бұрышы сәл қисайтылады. Принтер жадында сақталған растрленген деректер ағыны лазерді айналу кезінде жылдам қосып-өшіреді. Лазер сәулесі барабан бетіндегі зарядты бейтараптайды (немесе кері айналдырады), барабан бетінде теріс зарядталған тонер бөлшектерін итергіштейтін статикалық электрлік теріс кескінді қалдырады. Алайда, лазер сәулесі тиген барабанның бөліктерінде уақытша заряд болмайды, ал тонермен жабылған дамыту ролігінен барабанға қысылған тонер келесі қадамда ролик бетінен барабан бетінің зарядталған бөліктеріне өтеді. Кейбір лазерлік емес принтерлер (жарықдиодты принтерлер) лазердің орнына беттің еніне созылған жарықдиодтар тізбесін пайдаланып кескінді жасайды. "Көрсету" кейбір құжаттамада "жазу" деп те аталады.

Даму

Барабандар айналған кезде тонер 15 микрон қалыңдықтағы қабат түрінде әзірлеуші роликке үнемі жағылады. Жасырын кескіні бар фоторецептордың беті тонермен жабылған әзірлеуші роликке тиеді. Тонер – көміртекті қара немесе бояу заттары қосылған құрғақ пластик ұнтағының ұсақ бөлшектерінен тұрады. Тонер бөлшектері тонер картриджі ішінде теріс заряд алады, ал олар әзірлеуші барабанға шыққанда фоторецептордың жасырын кескініне (лазер сәулесі тиген барабан бетінің бөліктеріне) электростатикалық күшпен тартылады. Тең аттас зарядтар бір-бірін итергендіктен, теріс зарядталған тонер бөлшектері зарядтау ролигімен бұрын берілген теріс заряд қалған барабанға жабыспайды.

Ауыстыру

Содан кейін қағаз фоторецептор барабанының астынан өтеді, оның беті лазер сәулесі тиген жерлерде тонер бөлшектерімен жабықталған. Тонер бөлшектері барабанға да, қағазға да өте әлсіз тартылады, бірақ барабанға деген тартылысы нашаррақ болып келеді, соның салдарынан бөлшектер тағы бір рет барабанның бетінен қағазға ауысады. Кейбір машиналар фоторецептор барабанынан қағазға теріс зарядталған тонерді тартуға көмектесу үшін қағаздың арт жағында оң зарядталған "өткізу ролигін" де пайдаланады.

Құю

Қағаз фьюзер құралындағы роликтерден өтеді, онда тонерді қағазға тұрақты түрде бекіту үшін жоғары температура мен қысым қолданылады. Бір ролик әдетте қуыс түтік (жылу ролигі), ал екіншісі резеңке жабынталған ролик (қысым ролигі) болып табылады. Қуыс түтіктің ішінде жарқыраған жылу лампасы орналасқан, ол роликті іштен біркелкі қыздырады. Тонердің дұрыс жабысуы үшін фьюзерлік ролик біркелкі ыстық болуы керек. Кейбір принтерлер өте жұқа, иілгіш металл фольгадан жасалған роликті пайдаланады, сондықтан қыздыруға қажет жылу массасы аз болады және фьюзер жұмыс температурасына тез жетеді. Егер қағаз фьюзер арқылы баяу жылжыса, тонердің еріуі үшін роликпен жанасу уақыты артады, соның салдарынан фьюзер төмен температурада жұмыс істей алады. Кішкентай, арзан лазерлік принтерлер энергияны үнемдеуге бағытталған конструкциясынан туындайтын себеппен әдетте баяу басып шығарады, ал үлкен, жоғары жылдамдықты принтерлермен салыстырғанда қағаз жоғары температуралы фьюзер арқылы өте қысқа уақыт ішінде жылдам қозғалады.

Тазалау және зарядтау

Барабан толық айналым жасағанда, ол фоторецептор барабанда қалған тонерді тазартатын және оны қалдықтар жинағышына жіберетін электрлік түрде бейтарап, жұмсақ пластикалық пышаққа тиеді. Содан кейін зарядтау ролигі тазаланған барабан бетіне біркелкі теріс зарядты қайта орнатып, оны лазер сәулесінің қайтадан түсуіне дайындайды.

Тұрақты басып шығару

Растрлық кескін жасау аяқталғаннан кейін, баспа процесінің барлық қадамдары бірінен соң бірі жылдам орындалуы мүмкін. Бұл өте кішкентай және ықшам құрылғыны пайдалануға мүмкіндік береді, онда фоторецептор зарядталады, бірнеше градусқа бұрылады және сканерленеді, тағы бірнеше градусқа бұрылады, және дамытылады, және т.б. Барлық процесс барабан бір толық айналым жасамас бұрын аяқталуы мүмкін. Әртүрлі принтерлер осы қадамдарды әртүрлі жолдармен іске асырады. Жарықдиодты (LED) принтерлер барабанға жарықты "жазу" үшін жарық шығаратын диодтардың тізбегін қолданады. Тонердің негізі балауыз немесе пластик болып табылады, сондықтан қағаз фюзер арқылы өткенде тонер бөлшектері еруге бастайды. Қағаз қарама-қарсы зарядталған болуы мүмкін, ал болмауы да мүмкін. Фюзер инфрақызыл пеш, қыздырылған қысым ролігі немесе (кейбір өте жылдам, қымбат принтерлерде) ксенон шамнан тұруы мүмкін. Лазерлік принтерді қосып, қуат берілген кезде жүретін қыздыру процесі негізінен фюзер элементін қыздырудан тұрады.

Ақаулар

Лазерлік принтердің ішіндегі механизм біршама нәзік және зақымданғаннан кейін оны жөндеу көбінесе мүмкін емес. Әсіресе барабан – өте маңызды компонент: оны бірнеше сағаттан артық сыртқы жарыққа ұшыратуға болмайды, себебі жарық оның зарядын жоғалтып, соңында тозуына себеп болады. Лазердің жұмысына кедергі келтіретін кез келген нәрсе, мысалы, жыртылған қағаздың бөлігі, лазердің барабанның бір бөлігін зарядсыздандыруына тосқауыл қойып, сол жерлерде ақ тік сызықтардың пайда болуына әкелуі мүмкін. Егер бейтарап тазартқыш пышақ барабан бетінен қалған тонерді алып тастамаса, онда ол тонер барабанда екінші рет айналып, әр айналымда басылған бетке дақтар түсіруі мүмкін. Егер зарядтау ролигі зақымданса немесе жеткілікті қуаты болмаса, ол барабан бетін тиісті деңгейде теріс зарядтамайды, нәтижесінде барабан келесі айналымда дамыту ролигінен артық тонерді жинап алып, алдыңғы айналымнан әлсіз, бірақ қайталамалы кескінді бетте көруге болады. Егер тонер тазартқыш пышақ дамыту ролигіне тонердің тегіс және біркелкі қабатын жағуды қамтамасыз етпесе, шығарылған басылымда пышақ тонерді тым көп алып тастаған жерлерде ақ сызықтар пайда болуы мүмкін. Керісінше, егер пышақ дамыту ролигінде тым көп тонер қалуға рұқсат берсе, ролик айналғанда тонер бөлшектері түсіп, төмендегі қағазға жабысып, қорыту процесінде қағазға сіңіп кетуі мүмкін. Бұл басылған беттің кең тік жолақтармен қараңғылануына, ал шеттері өте жұмсақ болуына әкеледі. Егер қорыту ролигі жеткілікті температураға жетпесе немесе сыртқы ылғалдылық тым жоғары болса, тонер қағазға жақсы жабыспайды және басылғаннан кейін қабыршақтануы мүмкін. Егер қорыту ролигі тым ыстық болса, тонердің пластикалық құрауы еріп, басылған мәтін ылғалды немесе смазанған сияқты көрінуі мүмкін, немесе еріген тонер қағаздың артқы жағына сіңіп кетуі мүмкін. Әртүрлі өндірушілер өздерінің тонерлері принтерлері үшін арнайы әзірленгенін және басқа тонер формулалары бастапқы сипаттамаларға сәйкес келмейтінін, атап айтқанда теріс зарядты қабылдауға бейімділігі, дамыту ролигінен фоторецептор барабанының зарядсыздандырылған аймақтарына өтуі, қағазға тиісті түрде қосылуы немесе әр айналымда барабаннан таза түсуі тұрғысынан келмейтінін мәлімдейді.

The mechanism inside a laser printer is somewhat delicate and, once damaged, often impossible to repair. The drum, in particular, is a critical component: it must not be left exposed to ambient light for more than a few hours, as light is what causes it to lose its charge and will eventually wear it out. Anything that interferes with the operation of the laser such as a scrap of torn paper may prevent the laser from discharging some portion of the drum, causing those areas to appear as white vertical streaks. If the neutral wiper blade fails to remove residual toner from the drum's surface, that toner may circulate on the drum a second time, causing smears on the printed page with each revolution. If the charge roller becomes damaged or does not have enough power, it may fail to adequately negatively charge the surface of the drum, allowing the drum to pick up excessive toner on the next revolution from the developer roll and causing a repeated but fainter image from the previous revolution to appear down the page. If the toner doctor blade does not ensure that a smooth, even layer of toner is applied to the developer roll, the resulting printout may have white streaks from this in places where the blade has scraped off too much toner. Alternatively, if the blade allows too much toner to remain on the developer roll, the toner particles might come loose as the roll turns, precipitate onto the paper below, and become bonded to the paper during the fusing process. This will result in a general darkening of the printed page in broad vertical stripes with very soft edges. If the fuser roller does not reach a high enough temperature or if the ambient humidity is too high, the toner will not fuse well to the paper and may flake off after printing. If the fuser is too hot, the plastic component of the toner may smear, causing the printed text to look like it is wet or smudged, or may cause the melted toner to soak through the paper to the backside. Different manufacturers claim that their toners are specifically developed for their printers and that other toner formulations may not match the original specifications in terms of either tendency to accept a negative charge, to move to the discharged areas of the photoreceptor drum from the developer roll, to fuse appropriately to the paper, or to come off the drum cleanly in each revolution.

Өнер көрсету

Көптеген электрондық құрылғылар сияқты, лазерлік принтерлердің бағасы да жылдар бойы едәуір төмендеді. 1984 жылы HP LaserJet 3500 долларға сатылды, тіпті кішкентай, төмен ажыратымдылықтағы графикамен де қиындықтар туындады және салмағы зор болды. 1990 жылдардың соңына қарай монохромды лазерлік принтерлер үй кеңсесі үшін қолжетімді бағада болды, бұрынғы баспа технологияларын ығыстырды, бірақ түсті сиялы принтерлер (төменде қараңыз) фотосуреттерді жақсырақ көшіруде әлі де артықшылықтарын сақтап қалды. 2016 жылғы мәліметтер бойынша, төменгі деңгейдегі монохромды лазерлік принтерлерді 75 доллардан кем бағаға алуға болады. Бұл принтерлер көбінесе кіріктірілген өңдеуге ие болмайды және растрлық кескінді жасау үшін негізгі компьютерге тәуелді болады, бірақ олар 1984 жылғы LaserJet-тен дерлік барлық жағдайда жоғары өнімділік көрсетеді. Лазерлік принтердің жылдамдығы кең ауқымда өзгеруі мүмкін және өңделіп жатқан жұмыстың графикалық күрделілігі сияқты көптеген факторларға байланысты. Ең жылдам модельдер минутына 200-ден астам монохромды бетті (сағатына 12 000 бет) басып шығара алады. Ең жылдам түсті лазерлік принтерлер минутына 100-ден астам бетті (сағатына 6000 бет) басып шығарады. Өте жоғары жылдамдықты лазерлік принтерлер жекелендірілген құжаттарды, мысалы, кредиттік карталар немесе коммуналдық төлемдерді жаппай жіберу үшін қолданылады және кейбір коммерциялық салаларда литографиямен бәсекелеседі. Бұл технологияның құны қағаз, тонер, барабанды ауыстыру сияқты факторлардың және фьюзерлік және трансферлік құралымдар сияқты басқа элементтерді ауыстыру қажеттілігіне байланысты. Жұмсақ пластикалық барабандары бар принтерлер барабанды ауыстыру қажет болғанға дейін байқамайтын жоғары меншік құнына ие болуы мүмкін. Екі жақты баспа (қағаздың екі бетіне баспа) қағаз шығындарын екі есеге азайтады және файлдау көлемін азайтады, бірақ қағаздың ұзақ жолынан қағылғандықтан беттерді басып шығару жылдамдығы төмендейді. Бұрын тек жоғары деңгейдегі принтерлерде ғана қол жетімді болған екі жақты баспа құрылғылары қазір орта деңгейдегі кеңсе принтерлерінде кең таралған, бірақ барлық принтерлер екі жақты баспа блогын қолдай бермейді. Офис сияқты коммерциялық ортада, лазерлік принтерлердің жұмыс орнындағы өнімділігі мен тиімділігін арттыратын сыртқы бағдарламалық жасақтаманы пайдалану бизнестер үшін жиі кездеседі. Бағдарламалық жасақтама қызметкерлердің принтерлермен өзара әрекеттесуін реттейтін ережелерді орнату үшін қолданылуы мүмкін, мысалы, күніне басылып шығарылатын беттер санына шектеу қою, түсті сияны пайдалануды шектеу және ысыраптық болып көрінетін тапсырмаларды белгілеу.

As with most electronic devices, the cost of laser printers has decreased significantly over the years. In 1984, the HP LaserJet sold for $3500, had trouble with even small, low resolution graphics, and weighed By the late 1990s, monochrome laser printers had become inexpensive enough for home office use, having displaced other printing technologies, although color inkjet printers (see below) still had advantages in photo quality reproduction. as of 2016, low end monochrome laser printers can sell for less than $75, and while these printers tend to lack onboard processing and rely on the host computer to generate a raster image, they nonetheless outperform the 1984 LaserJet in nearly all situations. Laser printer speed can vary widely, and depends on many factors, including the graphic intensity of the job being processed. The fastest models can print over 200 monochrome pages per minute (12,000 pages per hour). The fastest color laser printers can print over 100 pages per minute (6000 pages per hour). Very high speed laser printers are used for mass mailings of personalized documents, such as credit card or utility bills, and are competing with lithography in some commercial applications. The cost of this technology depends on a combination of factors, including the cost of paper, toner, drum replacement, as well as the replacement of other items such as the fuser assembly and transfer assembly. Often printers with soft plastic drums can have a very high cost of ownership that does not become apparent until the drum requires replacement. Duplex printing (printing on both sides of the paper) can halve paper costs and reduce filing volumes, albeit at a slower page printing speed because of the longer paper path. Formerly only available on high end printers, duplexers are now common on mid range office printers, though not all printers can accommodate a duplexing unit. In a commercial environment such as an office, it is becoming increasingly common for businesses to use external software that increases the performance and efficiency of laser printers in the workplace. The software can be used to set rules dictating how employees interact with printers, such as setting limits on how many pages can be printed per day, limiting usage of color ink, and flagging jobs that appear to be wasteful.

Түсті лазерлік принтерлер

Түсті лазерлік принтерлер түсті тонерді (құрғақ сияны) қолданады, әдетте көк, қызғылт, сары және қара (CMYK). Монохромды принтерлерде лазерлік сканердің бір жиынтығы ғана болады, ал түсті принтерлерде көбінесе екі немесе одан да көп, әдетте әрбір төрт түске арналған. Түсті басып шығару басып шығару процесін күрделілендіреді, себебі әр түсті басып шығару кезінде тіркелу қатесі деп аталатын өте шағын қателер пайда болуы мүмкін, бұл түстердің қалаусыз жиектеуіне, нашарлауына немесе түсті аймақтардың жиектері бойымен ақшыл/қоңыр жолақтарға әкелуі мүмкін. Жоғары тіркелу дәлдігін қамтамасыз ету үшін кейбір түсті лазерлік принтерлер "көшiру белдеуi" деп аталатын үлкен айналатын белдеуді пайдаланады. Көшiру белдеуi барлық тонер картридждерінің алдынан өтеді және тонер қабаттарының әрқайсысы белдеуге дәл жағылады. Біріккен қабаттар содан кейін қағазға біркелкі бір қадаммен түсіріледі. Түсті принтерлер әдетте монохромды принтерлерге қарағанда бір бетке арзан баға белгілейді, тіпті тек монохромды беттерді басып шығарса да. Сұйық электрофотография (LEP) – HP Indigo машиналарын пайдаланатын ұқсас процесс, ол тонердің орнына электростатикалық зарядталған сияны қолданады және қоректендірушінің орнына қыздырылған көшiру ролігін қолданады, ол зарядталған сия бөлшектерін қағазға жағар алдында ерітеді.

Түсті лазерлік пернелер

Түсті лазерлік басу принтерлері термопресс арқылы қолданылатын, басу табақтарынан тұратын басу материалдарын жасау үшін арналған. Бұл басулар көбінесе корпоративтік немесе командалық логотиптері бар жекешелендірілген футболкалар мен логотиптік өнімдерді жасау үшін қолданылады. Екі кезеңдік процеске қатысты түсті лазерлік басулар, түсті лазерлік принтерлерде түсті тонер (құрғақ боя) қолданылады, әдетте, көк, құлпынай, сары және қара (CMYK) түстері; алайда, қараңғы футболкаларға басуға арналған жаңа принтерлер арнайы ақ тонерді пайдаланады, бұл оларға қараңғы киімдерге немесе қараңғы бизнес өнімдеріне басулар жасауға мүмкіндік береді. CMYK түсті басу процесі бірегей бейнелеу процесі арқылы миллиондаған түстерді дәл көрсетуге мүмкіндік береді.

Бизнес-модельді сия ағызу принтерлерімен салыстыру

Өндірушілер арзан түсті лазерлік және сиялы принтерлер үшін ұқсас бизнес-модельді қолданады: принтерлер арзан бағамен сатылады, ал алмастыруға арналған тонерлер мен сиялар салыстырмалы түрде қымбат. Түсті лазерлік принтердің бір бетті басып шығарудың орташа құны көбінесе төмен болады, тіпті лазерлік принтердің және лазерлік тонер картриджінің бастапқы бағасы жоғары болса да, лазерлік тонер картридждері құнына қарай сиялы картридждерге қарағанда көбірек парақтарды басып шығарады. Түсті лазерлердің басып шығару сапасы олардың ажыратымдылығымен (әдетте 600–1200 dpi) және тек төрт түсті тонерді пайдалануымен шектеледі. Олар көбінесе бір түстің үлкен аумағын немесе түстің нәзік градиенттерін басыруда қиындыққа тап болады. Суреттерді басып шығаруға арналған сиялы принтерлер әлдеқайда жоғары сапалы түсті суреттерді шығара алады. Сиялы және лазерлік принтерлерді терең салыстыру лазерлік принтерлердің жоғары сапалы, үлкен көлемде басып шығаруға арналған принтер үшін ең қолайлы екенін көрсетеді, ал сиялы принтерлер көбінесе үлкен форматты принтерлерге және үйге қолданылатын құрылғыларға бағытталған. Лазерлік принтерлер дәлдігі жоғары жиектерді және терең монохромды түсті ұсынады. Сонымен қатар, түсті лазерлік принтерлер сиялы принтерлерге қарағанда әлдеқайда жылдам, бірақ көбінесе үлкен және ауыр болады.

Жалғандыққа қарсы белгілер

Көптеген қазіргі заманғы түсті лазерлік принтерлер іздеу мақсатында баспаға шығарылған материалды көзбен көрінбейтін нүктелік растрмен белгілейді. Бұл нүктелер сары түсті және шамамен ұсады, ал растр шамамен болады. Бұл, әрине, АҚШ үкіметі мен принтер өндірушілері арасында жасалған келісімнің нәтижесі, оның мақсаты – жалған ақша жасаушыларды анықтауға көмектесу. Нүктелер әрбір қағаз бетіне басылған деректерді, мысалы, басып шығару күні, уақыты және принтердің сериялық нөмірін, екілік кодталған ондық санмен кодтайды, бұл принтер өндірушісіне қағаздың қайдан сатып алынғанын және кейде сатып алушыны анықтауға мүмкіндік береді. Электрондық шекаралар қоры сияқты цифрлық құқықтарды қорғаушы ұйымдар баспаға шығаратын адамдардың жеке өмірі мен аты-жөнінің құпиялылығының бұзылуына қатысты алаңдаушылық білдіреді.

Тонер картриджіндегі ақылды чиптер

Инк-джет принтерлеріне ұқсас, тонер картридждерінде онымен басылатын беттер санын азайтатын (кейде картридждегі қолдануға болатын тонердің мөлшерін 50%-ға дейін азайтатын) интеллектуалды чиптер болуы мүмкін, бұл тонер картридждерінің сатылуын арттыру мақсатында жасалады. Бұл тәсіл принтер пайдаланушылары үшін шығынды арттырып қана қоймай, қалдықтар көлемін ұлғайтып, осылайша қоршаған ортаға қосымша жүк саладі. Осындай тонер картридждері үшін (сия картридждеріндей), интеллектуалды чип орнатқан шектеуді күштен шығару үшін қалпына келтіру құрылғыларын пайдалануға болады. Сонымен қатар, кейбір принтерлерде картридждегі барлық тонерді қалай толық пайдалануға болатынын көрсететін онлайн нұсқаулықтар жарияланған. Бұл чиптер соңғы пайдаланушыға ешқандай пайда әкелмейді – кейбір лазер принтерлері тонердің қалған мөлшерін бағалау үшін чип арқылы басылған беттер санын электрлік түрде есептеудің орнына оптикалық механизмді қолданды, ал чиптің жалғыз функциясы – картридждің қызмет ету мерзімін қысқартудың басқа бір жолы болды.

Тонерді тазалау

Тонерлік бөлшектер электростатикалық қасиеттерге ие және басқа бөлшектерге, заттарға немесе тасымалдау жүйелері мен вакуумдық шлангтардың ішкі беттеріне үйкелгенде статикалық электр зарядын қалыптастыра алады. Зарядталған тонер бөлшектерінен болатын статикалық разряд вакуумдық тазалағыштың қапшасындағы жанғыш бөлшектерді тұтандыруы немесе ауада жеткілікті мөлшерде тонер болған жағдайда шаң жарылысын тудыруы мүмкін. Тонер бөлшектері соншалықты ұсақ болғандықтан, оларды әдеттегі үй шаңырақаптарымен тиімді сүзуге болмайды және олар қозғалтқыш арқылы немесе керісінше бөлмеге тарап кетеді. Егер тонер лазерлік принтерге төгіліп кетсе, оны тиімді тазалау үшін электр өткізгіш шлангысы және жоғары тиімділіктегі (HEPA) сүзгісі бар арнайы шаң сорғыш қажет болуы мүмкін. Мұндай арнайы құралдар "ESD қауіпсіз" (электростатикалық разрядтан қорғалған) немесе "тонерлік шаң сорғыштар" деп аталады.

Озондық қауіптер

Баспа процесінің қалыпты бөлігі ретінде принтер ішіндегі жоғары кернеу короналық разряд тудырады, ол аз мөлшерде иондалған оттегі мен азотты бөліп шығарады, олар озон мен азот оксидтерін құру үшін өзара әрекеттеседі. Ірі коммерциялық принтерлер мен көшірме машиналарында ауа тастау арнасындағы белсенді көмір сүзгісі осы зиянды газдарды ыдыратып, кеңсе ортасын ластанудан сақтайды. Дегенмен, кейбір озон коммерциялық принтерлерде сүзгіден өтіп кетеді, ал көптеген кіші үй принтерлерінде озон сүзгілері мүлдем қолданылмайды. Лазерлік принтер немесе көшірме машинасы шағын, нашар желдетілетін жайда ұзақ уақыт бойы жұмыс істегенде, бұл газдар озонның иісі немесе тітіркену сезімі байқалатын деңгейге жете алады. Ерекше жағдайларда денсаулыққа қауіп тудыруы теориялық тұрғыдан мүмкін.

Тыныс алу жолдары үшін қауіптер

2012 жылы Квинсленд штатында (Австралия) жүргізілген зерттеуге сәйкес, кейбір принтерлер микрометрден кішкентай бөлшектерді шығарады, олардың кейбіреулері тыныс алу ауруларымен байланысты болуы мүмкін деп күдіктенуде. Квинсленд технологиялық университетінде бағаланған 63 принтердің 17-сі HP, ал біреуі Toshiba компаниясының өнімдері болды. Бірақ зерттелген принтерлердің саны ғимаратта орналасқан принтерлермен ғана шектелді, сондықтан нәтижелер нақты бір өндірушілерге қарай бұрылды. Авторлар бір модельдегі принтерлердің арасында да бөлшектердің шығарылымы айтарлықтай ерекшеленетінін атап өтті. Квинсленд технологиялық университетінің профессоры Моравсканың сөзіне қарағанда, бір принтер темекі шағу кезінде пайда болатын бөлшектермен бірдей мөлшерде бөлшектер шығарады. 2011 жылдың желтоқсан айында Австралияның Safe Work Australia мемлекеттік агенттігі бұрынғы зерттеулерді қарап шығып, "лазерлік принтерлердің шығарылымдарының денсаулыққа кері әсер ететінін тікелей көрсететін эпидемиологиялық зерттеулер табылған жоқ" деген қорытындыға келді, сондай-ақ бірнеше бағалаулар "лазерлік принтерлердің шығарылымдарына ұшыраудан туындаған тікелей уыттану және денсаулыққа әсер ету қаупі жоқ" деген тұжырым жасады. Сондай-ақ, тексеруде эмиссиялардың ұшқыш немесе жартылай ұшқыш органикалық қосылыстар екені ескеріліп, "аэрозольдің химиялық қасиеттері физикалық сипаттамаларынан гөрі денсаулыққа әсер етуі ықтимал, себебі бұл эмиссиялар тыныс алу тіндерімен байланысқаннан кейін бөлшектер күйінде қалуы немесе сақталуы екіталай" делінген. Германияның әлеуметтік сақтандыру мекемесі тонер ұнтағына және көшіру мен басып шығару процестеріне ұшыраудың денсаулыққа тигізетін әсерін зерттеу үшін адамдарға қатысты зерттеу жобасын тапсырды. 23 ерікті бақылау тобының мүшелері, 15 қатысушы және 14 астмамен ауыратын адамдар лазерлік принтердің шығарылымдарына белгілі бір жағдайларда әсер етті. Зерттеудің нәтижелері, кең ауқымды процестер мен қатысушыларға негізделген, лазерлік принтердің жоғары шығарылымдарына ұшыраудың хабарланған ауруларға әкелетін патологиялық процесті бастайтынын растамады. Лазерлік принтерлердің шығарылымдарын азайту үшін жиі талқыланатын ұсыныс – оларды сүзгілермен жарақтандыру. Бұл сүзгілер принтердің желдеткіш тесіктеріне желімдеу таспасымен бекітіліп, бөлшектердің шығарылуын азайтуға көмектеседі. Алайда, барлық принтерлерде қағаз шығару лоткасы бар, ол бөлшектердің шығарылуына себеп болатын орын. Қағаз шығару лоткаларын сүзгілермен жабдықтау мүмкін емес, сондықтан олардың жалпы шығарылымға тигізетін үлесін жаңартылған сүзгілермен азайтуға болмайды.

According to a 2012 study conducted in Queensland, Australia, some printers emit sub micrometer particles which some suspect may be associated with respiratory diseases. Of 63 printers evaluated in the Queensland University of Technology study, 17 of the strongest emitters were made by HP and one by Toshiba. The machine population studied, however, was only those machines already in place in the building and was thus biased toward specific manufacturers. The authors noted that particle emissions varied substantially even among the same model of machine. According to Professor Morawska of the Queensland University of Technology, one printer emitted as many particles as a burning cigarette:

In December 2011, the Australian government agency Safe Work Australia reviewed existing research and concluded that "no epidemiology studies directly associating laser printer emissions with adverse health outcomes were located" and that several assessments conclude that "risk of direct toxicity and health effects from exposure to laser printer emissions is negligible". The review also observes that, because the emissions have been shown to be volatile or semi volatile organic compounds, "it would be logical to expect possible health effects to be more related to the chemical nature of the aerosol rather than the physical character of the ‘particulate’ since such emissions are unlikely to be or remain as ‘particulates’ after they come into contact with respiratory tissue". The German Social Accident Insurance has commissioned a human study project to examine the effects on health resulting from exposure to toner dusts and from photocopying and printing cycles. Volunteers (23 control persons, 15 exposed persons and 14 asthmatics) were exposed to laser printer emissions under defined conditions in an exposure chamber. The findings from the study based on a broad spectrum of processes and subjects fail to confirm that exposure to high laser printer emissions initiates a verifiable pathological process resulting in the reported illnesses. A much discussed proposal for reducing emissions from laser printers is to retrofit them with filters. These are fixed with adhesive tape to the printer's fan vents to reduce particle emissions. However, all printers have a paper output tray, which is an outlet for particle emissions. Paper output trays cannot be provided with filters, so it is impossible to reduce their contribution to overall emissions with retrofit filters.

Әуе тасымалына тыйым салу

2010 жылғы жүк ұшағына бомба қою әрекетінен кейін, онда жарылғыш заттармен толтырылған тонер картридждері бар лазерлік принтерлер жеке-жеке жүк ұшақтарында табылғаннан кейін, АҚШ Көлік қауіпсіздігі басқармасы кіретін рейстерде жолаушылардың тонер немесе сия картридждерін, белгілі бір салмақтан асатын, қол жүгінде де, тіркелген жүгінде де алып жүруіне тыйым салды. PC Magazine журналы бұл тыйымның көптеген саяхатшыларға тиіспейтінін, себебі көптеген картридждердің салмағы белгіленген лимиттен аспайды деп хабарлады.