Druk laserowy
| Część serii o |
| historii druku |
|---|
 |
Druk laserowy to elektrostatyczny proces druku cyfrowego . Tworzy wysokiej jakości tekst i grafikę (oraz fotografie średniej jakości) poprzez wielokrotne przepuszczanie wiązki laserowej tam iz powrotem przez ujemnie naładowany cylinder zwany „bębnem”, aby zdefiniować obraz naładowany różnicowo. Następnie bęben selektywnie zbiera naładowany elektrycznie sproszkowany atrament ( toner ) i przenosi obraz na papier, który jest następnie podgrzewany w celu trwałego stopienia tekstu, obrazów lub obu tych elementów z papierem. Podobnie jak w przypadku kserokopiarek cyfrowych , drukarek laserowych zastosować proces drukowania kserograficznego . Druk laserowy różni się od tradycyjnej kserografii stosowanej w kserokopiarkach analogowych tym, że w tych ostatnich obraz powstaje poprzez odbicie światła od istniejącego dokumentu na odsłonięty bęben.
Wynalezione w Xerox PARC w latach 70. XX wieku drukarki laserowe zostały wprowadzone na rynek biurowy, a następnie na rynek domowy w kolejnych latach przez IBM , Canon , Xerox, Apple , Hewlett-Packard i wiele innych. Przez dziesięciolecia jakość i szybkość rosły wraz ze spadkiem cen, a niegdyś najnowocześniejsze urządzenia drukujące są teraz wszechobecne.
Historia
W latach 60. Xerox Corporation zajmowała dominującą pozycję na rynku kserokopiarek . W 1969 roku Gary Starkweather , który pracował w dziale rozwoju produktów firmy Xerox, wpadł na pomysł wykorzystania wiązki laserowej do „narysowania” obrazu tego, co miało zostać skopiowane, bezpośrednio na bęben kopiarki. Po przeniesieniu do niedawno utworzonego Centrum Badawczego Palo Alto (Xerox PARC) w 1971 roku, Starkweather przystosował kopiarkę Xerox 7000 do stworzenia SLOT (Scanned Laser Output Terminal). W 1972 roku Starkweather współpracował z Butlerem Lampsonem i Ronald Rider, aby dodać system sterowania i generator znaków, w wyniku czego powstała drukarka o nazwie EARS (Ethernet, generator znaków Alto Research, skanowany laserowy terminal wyjściowy) - która później stała się drukarką laserową Xerox 9700 .
- Wydano pierwszą komercyjną implementację drukarki laserowej, IBM 3800 . Został zaprojektowany z myślą o centrach danych , gdzie zastąpił drukarki liniowe podłączone do komputerów typu mainframe . IBM 3800 był używany do drukowania wysokonakładowego na ciągłych materiałach piśmiennych i osiągał prędkość 215 stron na minutę (str./min) przy rozdzielczości 240 punktów na cal (dpi). Sprzedano ponad 8000 takich drukarek.
- 1977: Wprowadzenie na rynek Xerox 9700 . W przeciwieństwie do IBM 3800, Xerox 9700 nie miał zastąpić żadnej konkretnej istniejącej drukarki; jednak miał ograniczoną obsługę ładowania czcionek . Xerox 9700 doskonale radził sobie z drukowaniem dokumentów o dużej wartości na papierze w arkuszach o różnej zawartości (np. polisy ubezpieczeniowe).
- 1979: Zainspirowany komercyjnym sukcesem Xerox 9700, japońska firma Canon zajmująca się aparatami i optyką opracowała Canon LBP-10, niedrogą biurkową drukarkę laserową. Następnie firma Canon rozpoczęła prace nad znacznie ulepszonym silnikiem druku, Canon CX, w wyniku czego powstała drukarka LBP-CX. Nie mając doświadczenia w sprzedaży użytkownikom komputerów, Canon szukał partnerstwa z trzema firmami z Doliny Krzemowej : Diablo Data Systems (który odrzucił ofertę), Hewlett-Packard (HP) i Apple Computer .
- 1981: Na rynku pojawił się pierwszy mały komputer osobisty przeznaczony do użytku biurowego, Xerox Star 8010. System wykorzystywał metaforę komputera stacjonarnego , która nie miała sobie równych w sprzedaży komercyjnej, aż do Apple Macintosh . Chociaż była innowacyjna, stacja robocza Star była niezwykle kosztownym ( 17 000 USD ) systemem, dostępnym tylko dla ułamka firm i instytucji, do których była skierowana.
- Wypuszczono pierwszą drukarkę laserową przeznaczoną do sprzedaży na rynku masowym, HP LaserJet ; wykorzystywał silnik Canon CX, kontrolowany przez oprogramowanie HP. Po LaserJet szybko pojawiły się drukarki firm Brother Industries , IBM i innych. Maszyny pierwszej generacji miały duże bębny światłoczułe o obwodzie większym niż długość załadowanego papieru. Po opracowaniu powłok szybciej regenerujących bębny mogły wielokrotnie dotykać papieru podczas jednego przejścia, a zatem miały mniejszą średnicę.
- 1985: Apple wprowadził LaserWriter ( również oparty na silniku Canon CX), ale używał nowo wydanego języka opisu strony PostScript (do tego momentu każdy producent używał własnego, zastrzeżonego języka opisu strony, przez co oprogramowanie pomocnicze było złożone i drogie ). PostScript pozwalał na użycie tekstu, czcionek, grafiki, obrazów i kolorów w dużej mierze niezależnie od marki drukarki lub rozdzielczości.
- PageMaker , opracowany przez Aldusa dla komputerów Macintosh i LaserWriter , został również wydany w 1985 roku i połączenie to stało się bardzo popularne w przypadku DTP .
Drukarki laserowe zapewniły wyjątkowo szybkie i wysokiej jakości drukowanie tekstu w wielu czcionkach na stronie na rynkach biznesowych i domowych. Żadna inna powszechnie dostępna drukarka w tamtych czasach nie oferowała takiej kombinacji funkcji. [ potrzebne źródło ]
Proces drukowania
Wiązka laserowa (zwykle laser półprzewodnikowy z arsenku glinu i galu (AlGaAs) , który może emitować światło czerwone lub podczerwone) wyświetla obraz strony, która ma zostać wydrukowana, na naładowany elektrycznie, pokryty selenem , obracający się cylindryczny bęben (lub, częściej w kolejnych wersjach bęben zwany organicznym fotoprzewodnikiem wykonanym z N-winylokarbazolu , monomeru organicznego ). Fotoprzewodnictwo pozwala naładowanym elektronom spadać z obszarów wystawionych na działanie światła. Atrament w proszku ( toner ) cząstki są następnie przyciągane elektrostatycznie do naładowanych obszarów bębna, które nie zostały poddane działaniu wiązki laserowej. Następnie bęben przenosi obraz na papier, który przechodzi przez maszynę poprzez bezpośredni kontakt. Na koniec papier jest przekazywany do finiszera, który wykorzystuje ciepło do natychmiastowego stopienia tonera reprezentującego obraz na papierze.
Proces ten składa się zazwyczaj z siedmiu etapów, szczegółowo opisanych w poniższych sekcjach.
Przetwarzanie obrazu rastrowego
Dokument do wydrukowania jest zakodowany w języku opisu strony, takim jak PostScript, Printer Command Language (PCL) lub Open XML Paper Specification (OpenXPS). Procesor obrazu rastrowego (RIP) przetwarza opis strony na mapę bitową , która jest przechowywana w pamięci rastrowej drukarki. Każdy poziomy pasek kropek w poprzek strony nazywany jest rastrową lub linią skanowania .
Druk laserowy różni się od innych technologii drukowania tym, że każda strona jest zawsze renderowana w jednym ciągłym procesie bez żadnych przerw w środku, podczas gdy inne technologie, takie jak druk atramentowy , mogą zatrzymywać się co kilka wierszy. Aby uniknąć niedopełnienia bufora (gdzie laser dociera do punktu na stronie, zanim zdąży narysować tam kropki), drukarka laserowa zazwyczaj potrzebuje wystarczającej ilości pamięci rastrowej do przechowywania obrazu bitmapowego całej strony.
Wymagania dotyczące pamięci rosną wraz z kwadratem liczby kropek na cal , więc rozdzielczość 600 dpi wymaga co najmniej 4 megabajtów dla trybu monochromatycznego i 16 megabajtów dla koloru (nadal przy 600 dpi). W celu uzyskania w pełni graficznego wyjścia przy użyciu języka opisu strony potrzebny jest co najmniej 1 megabajt pamięci do zapisania całej monochromatycznej litery - lub A4 -rozmiar strony kropek przy 300 dpi. Przy rozdzielczości 300 dpi na cal kwadratowy przypada 90 000 punktów (300 punktów na cal liniowy). Typowy arkusz papieru 8,5 × 11 ma marginesy 0,25 cala (6,4 mm), zmniejszając obszar drukowania do 8,0 na 10,5 cala (200 mm × 270 mm) lub 84 cale kwadratowe. 84 cal kwadratowy × 90 000 punktów na cal kwadratowy = 7 560 000 punktów. 1 megabajt = 1 048 576 bajtów, czyli 8 388 608 bitów, czyli wystarczająco dużo, aby pomieścić całą stronę w rozdzielczości 300 dpi, pozostawiając około 100 kilobajtów do wykorzystania przez procesor obrazów rastrowych.
W drukarce kolorowej każda z czterech warstw tonera CMYK jest przechowywana jako oddzielna mapa bitowa, a wszystkie cztery warstwy są zazwyczaj wstępnie przetwarzane przed rozpoczęciem drukowania, więc do pełnokolorowego formatu Letter lub A4 potrzeba co najmniej 4 megabajtów strona w rozdzielczości 300 dpi.
W latach 80. układy pamięci były nadal bardzo drogie, dlatego podstawowe drukarki laserowe w tamtej epoce zawsze miały czterocyfrowe sugerowane ceny detaliczne w dolarach amerykańskich. Ceny pamięci później znacznie spadły, podczas gdy szybka poprawa wydajności komputerów osobistych i kabli peryferyjnych umożliwiła rozwój tanich drukarek laserowych, które przenoszą rasteryzację na komputer wysyłający. W przypadku takich drukarek bufor wydruku systemu operacyjnego renderuje nieprzetworzoną mapę bitową każdej strony do pamięci systemowej komputera PC w rozdzielczości docelowej, a następnie wysyła tę mapę bitową bezpośrednio do lasera (kosztem spowolnienia wszystkich innych programów na komputerze wysyłającym). Pojawienie się tak zwanych „głupich” lub „opartych na hoście” drukarek laserowych Firma NEC umożliwiła obniżenie kosztów detalicznych drukarek laserowych o rozdzielczości 600 dpi z niższej półki do zaledwie 700 USD na początku 1994 r. I 600 USD na początku 1995 r.
Drukarki o rozdzielczości 1200 dpi są szeroko dostępne na rynku krajowym od 2008 r. Dostępne są również elektrofotograficzne urządzenia do drukowania płyt drukarskich o rozdzielczości 2400 dpi, zasadniczo drukarki laserowe, które drukują na plastikowych arkuszach.
Ładowanie
W starszych drukarkach drut koronowy umieszczony równolegle do bębna lub, w nowszych drukarkach, główna rolka ładująca wysyła ładunek elektrostatyczny na fotoreceptor (inaczej zwany zespołem światłoprzewodnika), obracający się światłoczuły bęben lub pas, który jest w stanie utrzymując ładunek elektrostatyczny na swojej powierzchni, gdy jest w ciemności.
Napięcie polaryzacji AC jest przykładane do głównej rolki ładującej, aby usunąć wszelkie pozostałości ładunków pozostawionych przez poprzednie obrazy. Rolka zastosuje również DC na powierzchni bębna, aby zapewnić jednolity potencjał ujemny.
Liczne patenty [ wyszczególnić ] opisują światłoczułą powłokę bębna jako krzemową „kanapkę” z warstwą fotoładującą, warstwą barierową przed upływem ładunku, a także warstwą powierzchniową. Jedna wersja [ wyszczególnić ] wykorzystuje amorficzny krzem zawierający wodór jako warstwę odbierającą światło, azotek boru jako warstwę barierową przed wyciekiem ładunku, a także warstwę powierzchniową z domieszkowanego krzemu , zwłaszcza krzemu z tlenem lub azotem który w wystarczającym stężeniu przypomina obróbkę azotku krzemu .
Odsłanianie
Drukarka laserowa wykorzystuje laser, ponieważ lasery są w stanie tworzyć wysoce skupione, precyzyjne i intensywne wiązki światła, zwłaszcza na krótkich odległościach wewnątrz drukarki. Laser skierowany jest na obracające się wielokątne zwierciadło, które kieruje wiązkę światła przez system soczewek i luster na bęben fotoreceptora, zapisując piksele z szybkością do sześćdziesięciu pięciu milionów razy na sekundę. Bęben nadal się obraca podczas przemiatania, a kąt przemiatania jest bardzo nieznacznie pochylony, aby skompensować ten ruch. Strumień zrasteryzowanych danych przechowywanych w pamięci drukarki szybko włącza i wyłącza laser podczas ruchu.
Wiązka laserowa neutralizuje (lub odwraca) ładunek na powierzchni bębna, pozostawiając na powierzchni bębna statyczny, elektryczny negatyw, który odpycha ujemnie naładowane cząsteczki tonera. Obszary na bębnie, które zostały uderzone laserem, chwilowo nie są jednak naładowane, a toner dociskany do bębna przez rolkę wywoływacza pokrytą tonerem w następnym kroku przesuwa się z gumowej powierzchni rolki do naładowanych części bębna. powierzchnia bębna.
Niektóre drukarki nielaserowe ( drukarki LED ) zamiast lasera wykorzystują układ diod elektroluminescencyjnych rozciągających się na całej szerokości strony do generowania obrazu. W niektórych dokumentach „ujawnianie” jest również nazywane „pisaniem”.
Rozwój
Gdy bębny obracają się, toner jest w sposób ciągły nakładany na rolkę wywoływacza warstwą o grubości 15 mikronów . Powierzchnia fotoreceptora z utajonym obrazem jest wystawiana na rolkę wywoływacza pokrytą tonerem.
Toner składa się z drobnych cząstek suchego plastikowego proszku zmieszanego z sadzą lub barwnikami. Cząsteczki tonera otrzymują ładunek ujemny wewnątrz kasety z tonerem , a gdy wychodzą na bęben wywoływacza, są przyciągane elektrostatycznie do ukrytego obrazu fotoreceptora (obszarów na powierzchni bębna, które zostały uderzone przez laser). Ponieważ ładunki ujemne odpychają się, ujemnie naładowane cząsteczki tonera nie przylegają do bębna, w którym pozostaje ładunek ujemny (nadany wcześniej przez rolkę ładującą).
Przenoszenie
Arkusz papieru jest następnie zwijany pod bęben fotoreceptora, który został pokryty wzorem cząstek tonera dokładnie w miejscach, w które laser uderzył w niego chwilę wcześniej. Cząsteczki tonera mają bardzo słabe przyciąganie zarówno do bębna, jak i do papieru, ale wiązanie z bębnem jest słabsze i cząstki przenoszą się ponownie, tym razem z powierzchni bębna na powierzchnię papieru. Niektóre maszyny używają również dodatnio naładowanej „rolki przenoszącej” na tylnej stronie papieru, aby pomóc w przeciągnięciu ujemnie naładowanego tonera z bębna fotoreceptora na papier.
stapianie
Papier przechodzi przez rolki w zespole utrwalacza, gdzie temperatura do 427°C (801°F) i ciśnienie są wykorzystywane do trwałego związania tonera z papierem. Jedna rolka to zwykle wydrążona rurka (rolka grzewcza), a druga to gumowa rolka (rolka dociskowa). Promienna lampa grzewcza jest zawieszona w środku pustej rury, a jej podczerwona równomiernie nagrzewa wałek od wewnątrz. W celu prawidłowego związania tonera wałek utrwalacza musi być równomiernie gorący.
Niektóre drukarki wykorzystują bardzo cienką, elastyczną rolkę z folii metalowej, dzięki czemu do nagrzania jest mniej masy termicznej , a utrwalacz może szybciej osiągnąć temperaturę roboczą . Jeśli papier przesuwa się przez utrwalacz wolniej, toner ma dłuższy kontakt z tonerem, a utrwalacz może pracować w niższej temperaturze. Mniejsze, niedrogie drukarki laserowe zwykle drukują powoli, dzięki tej energooszczędnej konstrukcji, w porównaniu z dużymi, szybkimi drukarkami, w których papier porusza się szybciej przez wysokotemperaturowy utrwalacz przy bardzo krótkim czasie kontaktu.
Czyszczenie i ładowanie
Gdy bęben kończy obrót, jest wystawiony na działanie elektrycznie neutralnego ostrza z miękkiego tworzywa sztucznego, które usuwa pozostały toner z bębna fotoreceptora i umieszcza go w pojemniku na odpady. Następnie rolka ładująca przywraca jednolity ładunek ujemny na powierzchni już oczyszczonego bębna, przygotowując go do ponownego uderzenia laserem.
Ciągłe drukowanie
Po zakończeniu generowania obrazu rastrowego wszystkie etapy procesu drukowania mogą następować jeden po drugim w krótkim odstępie czasu. Pozwala to na użycie bardzo małej i zwartej jednostki, w której fotoreceptor jest ładowany, obraca się o kilka stopni i jest skanowany, obraca się jeszcze o kilka stopni, jest wywoływany i tak dalej. Cały proces można zakończyć, zanim bęben wykona jeden obrót.
Różne drukarki realizują te kroki na różne sposoby. Drukarki LED wykorzystują liniowy układ diod elektroluminescencyjnych do „zapisywania” światła na bębnie. Toner jest oparty na wosku lub plastiku, więc gdy papier przechodzi przez zespół utrwalacza, cząstki tonera topią się. Papier może być naładowany przeciwnie lub nie. Utrwalaczem może być piec na podczerwień, podgrzewana rolka dociskowa lub (w niektórych bardzo szybkich, drogich drukarkach) ksenonowa lampa błyskowa . Proces rozgrzewania, przez który przechodzi drukarka laserowa, gdy drukarka jest po raz pierwszy włączona do zasilania, polega głównie na nagrzaniu elementu utrwalającego.
Awarie
Mechanizm wewnątrz drukarki laserowej jest dość delikatny, a po uszkodzeniu często nie da się go naprawić. W szczególności bęben jest kluczowym elementem: nie należy go wystawiać na działanie światła z otoczenia na dłużej niż kilka godzin, ponieważ światło powoduje utratę ładunku i ostatecznie jego zużycie. Wszystko, co zakłóca działanie lasera, na przykład skrawek podartego papieru, może uniemożliwić laserowi rozładowanie pewnej części bębna, powodując, że obszary te będą wyglądać jak białe pionowe smugi. Jeśli wycieraczka neutralna nie usunie resztek tonera z powierzchni bębna, toner może krążyć po bębnie po raz drugi, powodując smugi na drukowanej stronie przy każdym obrocie. Jeśli rolka ładująca ulegnie uszkodzeniu lub nie będzie miała wystarczającej mocy, może nie naładować odpowiednio ujemnie powierzchni bębna, co pozwoli na zebranie przez bęben nadmiaru tonera przy następnym obrocie z rolki wywoływacza i spowoduje powtórzenie, ale słabszy obraz z poprzedni obrót pojawi się na dole strony.
Jeśli listwa zgarniająca toner nie zapewnia nałożenia gładkiej, równomiernej warstwy tonera na rolkę wywoływacza, wynikowy wydruk może zawierać białe smugi w miejscach, w których ostrze zeskrobało zbyt dużo tonera. Alternatywnie, jeśli ostrze pozostawi zbyt dużo tonera na rolce wywoływacza, cząsteczki tonera mogą się poluzować podczas obracania rolki, wytrącić się na papierze poniżej i związać się z papierem podczas procesu utrwalania. Spowoduje to ogólne przyciemnienie drukowanej strony w postaci szerokich pionowych pasów o bardzo miękkich krawędziach.
Jeśli wałek utrwalacza nie osiągnie wystarczająco wysokiej temperatury lub jeśli wilgotność otoczenia jest zbyt wysoka, toner nie będzie dobrze przylegał do papieru i może się łuszczyć po drukowaniu. Jeśli nagrzewnica jest zbyt gorąca, plastikowy element tonera może się rozmazywać, powodując, że drukowany tekst będzie wyglądał na mokry lub rozmazany, lub że stopiony toner wsiąknie w papier na drugą stronę.
Różni producenci twierdzą, że ich tonery są opracowane specjalnie dla ich drukarek i że inne formuły tonera mogą nie odpowiadać pierwotnym specyfikacjom pod względem tendencji do przyjmowania ładunku ujemnego, przemieszczania się z rolki wywoływacza do rozładowanych obszarów bębna fotoreceptora, zgrzewać odpowiednio do papieru lub odchodzić czysto od bębna przy każdym obrocie. [ potrzebne źródło ]
Wydajność
Podobnie jak w przypadku większości urządzeń elektronicznych, koszt drukarek laserowych znacznie spadł na przestrzeni lat. W 1984 roku HP LaserJet sprzedano za 3500 USD, miał problemy z nawet małą grafiką o niskiej rozdzielczości i ważył 32 kg (71 funtów). Pod koniec lat 90. monochromatyczne drukarki laserowe stały się wystarczająco niedrogie do użytku w biurze domowym, wypierając inne technologie drukowania, chociaż kolorowe drukarki atramentowe (patrz poniżej) nadal miały zalety w reprodukcji jakości fotograficznej. Od 2016 r. Monochromatyczne drukarki laserowe z niższej półki można sprzedawać za mniej niż 75 USD i chociaż te drukarki zwykle nie mają wbudowanego przetwarzania i polegają na komputerze hosta do generowania obrazu rastrowego , mimo to przewyższają LaserJet z 1984 roku w prawie wszystkich sytuacjach.
Szybkość drukarki laserowej może się znacznie różnić i zależy od wielu czynników, w tym od intensywności grafiki przetwarzanego zadania. Najszybsze modele mogą drukować ponad 200 monochromatycznych na minutę (12 000 stron na godzinę). Najszybsze kolorowe drukarki laserowe mogą drukować ponad 100 stron na minutę (6000 stron na godzinę). Bardzo szybkie drukarki laserowe są używane do masowej wysyłki spersonalizowanych dokumentów, takich jak karty kredytowe lub rachunki za media, i konkurują z litografią w niektórych zastosowaniach komercyjnych.
Koszt tej technologii zależy od kombinacji czynników, w tym kosztu wymiany papieru, tonera, bębna, a także wymiany innych elementów, takich jak zespół utrwalacza i zespół przenoszący. Często drukarki z bębnami z miękkiego tworzywa sztucznego mogą wiązać się z bardzo wysokimi kosztami posiadania, które nie są widoczne, dopóki bęben nie będzie wymagał wymiany.
Drukowanie dwustronne (drukowanie na obu stronach papieru) może obniżyć o połowę koszty papieru i zmniejszyć liczbę plików, aczkolwiek przy mniejszej prędkości drukowania stron ze względu na dłuższą ścieżkę papieru. Dawniej dostępne tylko w drukarkach wysokiej klasy, dupleksery są teraz powszechne w drukarkach biurowych średniej klasy, chociaż nie wszystkie drukarki mogą pomieścić moduł dupleksu.
W środowisku komercyjnym, takim jak biuro, firmy coraz częściej korzystają z zewnętrznego oprogramowania , które zwiększa wydajność i wydajność drukarek laserowych w miejscu pracy. Oprogramowanie może służyć do ustalania reguł dotyczących interakcji pracowników z drukarkami, takich jak ustalanie limitów liczby stron, które można wydrukować dziennie, ograniczanie zużycia kolorowego atramentu i oznaczanie zadań, które wydają się marnotrawstwem.
Kolorowe drukarki laserowe
Kolorowe drukarki laserowe wykorzystują kolorowy toner (suchy atrament), zazwyczaj cyjan , magenta , żółty i czarny ( CMYK ). Podczas gdy drukarki monochromatyczne używają tylko jednego zespołu skanera laserowego, drukarki kolorowe często mają dwa lub więcej, często po jednym dla każdego z czterech kolorów.
Drukowanie w kolorze zwiększa złożoność procesu drukowania, ponieważ między drukowaniem poszczególnych kolorów mogą wystąpić bardzo niewielkie rozbieżności, zwane błędami pasowania, powodując niezamierzone obramowanie kolorów, rozmycie lub jasne/ciemne smugi wzdłuż krawędzi kolorowych obszarów. Aby umożliwić wysoką dokładność pasowania, niektóre kolorowe drukarki laserowe używają dużego obrotowego pasa zwanego „pasem przenoszącym”. Taśma przenosząca przechodzi przed wszystkimi kasetami z tonerem, a każda z warstw tonera jest precyzyjnie nakładana na taśmę. Połączone warstwy są następnie nakładane na papier w jednym, jednolitym kroku.
Drukarki kolorowe zwykle mają wyższy koszt w przeliczeniu na stronę niż drukarki monochromatyczne, nawet jeśli drukują tylko strony monochromatyczne.
Elektrofotografia cieczowa (LEP) to podobny proces stosowany w maszynach HP Indigo, w którym zamiast tonera wykorzystuje się naładowany elektrostatycznie atrament, a zamiast utrwalacza stosuje się podgrzewany wałek przenoszący, który topi naładowane cząsteczki atramentu przed nałożeniem ich na papier .
Kolorowe drukarki laserowe transferowe
Kolorowe laserowe drukarki transferowe przeznaczone są do wytwarzania nośników transferowych, które są arkuszami transferowymi przeznaczonymi do nanoszenia za pomocą prasy termicznej . Te transfery są zwykle używane do tworzenia niestandardowych koszulek lub produktów z niestandardowym logo z logo firmy lub zespołu.
Dwuczęściowe kolorowe transfery laserowe są częścią dwuetapowego procesu, w którym kolorowe drukarki laserowe wykorzystują kolorowy toner (suchy atrament), zwykle cyjan , magenta , żółty i czarny ( CMYK ); jednak nowsze drukarki przeznaczone do drukowania na ciemnych T-shirtach wykorzystują specjalny biały toner, który pozwala im wykonywać transfery na ciemne ubrania lub ciemne produkty biznesowe.
Proces drukowania w kolorze CMYK pozwala na wierne odzwierciedlenie milionów kolorów w unikalnym procesie obrazowania.
Porównanie modeli biznesowych z drukarkami atramentowymi
Producenci stosują podobny model biznesowy zarówno w przypadku tanich kolorowych drukarek laserowych, jak i drukarek atramentowych : drukarki są sprzedawane tanio, podczas gdy zamienne tonery i atramenty są stosunkowo drogie. Średni koszt eksploatacji kolorowej drukarki laserowej w przeliczeniu na stronę jest zwykle nieco niższy, mimo że zarówno drukarka laserowa, jak i kaseta z tonerem do lasera mają wyższe ceny początkowe, ponieważ kasety z tonerem do drukarek laserowych drukują o wiele więcej arkuszy w stosunku do ich kosztu niż kasety do drukarek atramentowych. Drukarki atramentowe są lepsze w drukowaniu fotografii i zapisów w kolorze, a pamiętając, że istnieją kolorowe drukarki laserowe, są one droższe.
Jakość druku kolorowych laserów jest ograniczona przez ich rozdzielczość (zwykle 600–1200 dpi) i użycie tylko czterech kolorowych tonerów. Często mają problemy z drukowaniem dużych obszarów o tej samej lub subtelnej gradacji koloru. Drukarki atramentowe przeznaczone do drukowania zdjęć mogą wytwarzać obrazy kolorowe o znacznie wyższej jakości. Dogłębne porównanie drukarek atramentowych i laserowych sugeruje, że drukarki laserowe są idealnym wyborem dla drukarek o wysokiej jakości i dużych nakładach, podczas gdy drukarki atramentowe zwykle koncentrują się na drukarkach wielkoformatowych i urządzeniach gospodarstwa domowego. Drukarki laserowe oferują bardziej precyzyjne krawędzie i głębię monochromatycznego koloru. Ponadto kolorowe drukarki laserowe są znacznie szybsze niż drukarki atramentowe, chociaż generalnie są większe i bardziej nieporęczne.
Znaki zapobiegające fałszerstwom
Wiele nowoczesnych kolorowych drukarek laserowych oznacza wydruki za pomocą prawie niewidocznego rastra kropkowego w celu identyfikowalności. Kropki są żółte i mają rozmiar około 0,1 mm (0,0039 cala), z rasterem około 1 mm (0,039 cala). Jest to rzekomo wynik umowy między rządem Stanów Zjednoczonych a producentami drukarek, mającej na celu pomoc w śledzeniu fałszerzy . Kropki kodują dane, takie jak data drukowania, godzina i numer seryjny drukarki w systemie dziesiętnym zakodowanym binarnie na każdym wydrukowanym arkuszu papieru, co pozwala producentowi prześledzić kawałki papieru w celu zidentyfikowania miejsca zakupu, a czasem kupującego.
Grupy broniące praw cyfrowych, takie jak Electronic Frontier Foundation, są zaniepokojone tą erozją prywatności i anonimowości tych, którzy drukują.
Inteligentne układy scalone w kasetach z tonerem
Podobnie jak w przypadku drukarek atramentowych , wkłady z tonerem mogą zawierać inteligentne układy scalone , które zmniejszają liczbę stron, które można za ich pomocą wydrukować (zmniejszając ilość użytecznego atramentu lub tonera w kasecie nawet do 50%) w celu zwiększenia sprzedaży kasety z tonerem. Technika ta jest nie tylko droższa dla użytkowników drukarek, ale także zwiększa ilość odpadów, a tym samym zwiększa presję na środowisko. W przypadku tych wkładów z tonerem (podobnie jak wkładów do drukarek atramentowych) można użyć urządzeń resetujących w celu obejścia ograniczeń ustawionych przez inteligentny układ scalony. Ponadto w przypadku niektórych drukarek opublikowano instrukcje online pokazujące, jak zużyć cały atrament we wkładzie. Chipy te nie przynoszą żadnych korzyści użytkownikowi końcowemu — niektóre drukarki laserowe wykorzystywały mechanizm optyczny do oceny ilości pozostałego tonera w kasecie zamiast chipa do elektrycznego liczenia wydrukowanych stron, a jedyną funkcją chipa było alternatywnej metody skracania żywotności wkładu.
Zagrożenia bezpieczeństwa, zagrożenia dla zdrowia i środki ostrożności
Czyszczenie tonerem
tonera mają właściwości elektrostatyczne i mogą wytwarzać statyczne ładunki elektryczne, gdy ocierają się o inne cząstki, przedmioty lub wnętrza systemów transportowych i węży próżniowych. Wyładowania elektrostatyczne z naładowanych cząstek tonera mogą zapalić łatwopalne cząstki w worku do odkurzacza lub spowodować niewielką eksplozję pyłu , jeśli wystarczająca ilość tonera znajdzie się w powietrzu. Cząsteczki tonera są tak drobne, że są słabo filtrowane przez zwykłe worki filtrujące do odkurzaczy domowych i przedmuchiwane przez silnik lub z powrotem do pomieszczenia.
do skutecznego czyszczenia może być potrzebny specjalny rodzaj odkurzacza z wężem przewodzącym prąd elektryczny i filtrem o wysokiej wydajności ( HEPA ). Te wyspecjalizowane narzędzia nazywane są „bezpiecznymi przed wyładowaniami elektrostatycznymi” lub „odkurzaczami z tonerem”.
Zagrożenia ozonem
Jako normalna część procesu drukowania, wysokie napięcie wewnątrz drukarki może wytworzyć wyładowanie koronowe , które generuje niewielką ilość zjonizowanego tlenu i azotu, które reagują tworząc ozon i tlenki azotu . W większych komercyjnych drukarkach i kserokopiarkach z węglem aktywnym w strumieniu powietrza wylotowego rozkłada [ potrzebne źródło ] te szkodliwe gazy, aby zapobiec zanieczyszczeniu środowiska biurowego.
Jednak część ozonu wymyka się procesowi filtrowania w drukarkach komercyjnych, a filtry ozonowe nie są w ogóle używane w większości mniejszych drukarek domowych. Kiedy drukarka laserowa lub kopiarka jest używana przez długi czas w małej, słabo wentylowanej przestrzeni, te gazy mogą gromadzić się do poziomów, przy których można zauważyć zapach ozonu lub podrażnienie. Potencjalne zagrożenie dla zdrowia jest teoretycznie możliwe w skrajnych przypadkach.
Zagrożenia dla zdrowia układu oddechowego
Według badania przeprowadzonego w 2012 r. w Queensland w Australii, niektóre drukarki emitują cząstki o wielkości poniżej mikrometra , które według niektórych mogą być związane z chorobami układu oddechowego. Spośród 63 drukarek ocenionych w Queensland University of Technology , 17 z najsilniejszych emiterów zostało wyprodukowanych przez HP, a jeden przez Toshibę . Badana populacja maszyn obejmowała jednak tylko te maszyny, które już znajdowały się w budynku, w związku z czym była ukierunkowana na określonych producentów. Autorzy zauważyli, że emisje cząstek znacznie się różniły, nawet w przypadku tego samego modelu maszyny. Według profesor Morawskiej z Queensland University of Technology jedna drukarka emituje tyle cząsteczek, ile płonie papieros:
Skutki zdrowotne wdychania ultradrobnych cząstek zależą od składu cząstek, ale wyniki mogą wahać się od podrażnienia dróg oddechowych do poważniejszych chorób, takich jak problemy z układem krążenia lub rak .
W grudniu 2011 r. australijska agencja rządowa Safe Work Australia dokonali przeglądu istniejących badań i doszli do wniosku, że „nie znaleziono żadnych badań epidemiologicznych bezpośrednio wiążących emisje z drukarek laserowych z niekorzystnymi skutkami zdrowotnymi” oraz że z kilku ocen wynika, że „ryzyko bezpośredniej toksyczności i skutków zdrowotnych wynikających z narażenia na emisje z drukarek laserowych jest znikome”. W przeglądzie zauważono również, że ponieważ wykazano, iż emisje to lotne lub półlotne związki organiczne, „logiczne byłoby oczekiwanie, że możliwe skutki zdrowotne będą bardziej związane z chemicznym charakterem aerozolu niż z fizycznym charakterem „cząstek”, ponieważ jest mało prawdopodobne, aby takie emisje były lub pozostały jako „cząstki stałe” po zetknięciu się z tkanką oddechową”.
Niemiecki Zakład Ubezpieczeń Społecznych zlecił badanie ludzi w celu zbadania wpływu na zdrowie narażenia na pył tonera oraz cykli kserowania i drukowania. Ochotników (23 osoby kontrolne, 15 osób narażonych i 14 astmatyków) poddano ekspozycji na emisje z drukarki laserowej w określonych warunkach w komorze ekspozycyjnej. Wyniki badania opartego na szerokim spektrum procesów i podmiotów nie potwierdzają, że narażenie na wysoką emisję z drukarki laserowej inicjuje weryfikowalny proces patologiczny prowadzący do zgłaszanych chorób.
Często dyskutowaną propozycją ograniczenia emisji z drukarek laserowych jest wyposażenie ich w filtry. Są one przymocowane taśmą samoprzylepną do otworów wentylacyjnych drukarki w celu zmniejszenia emisji cząstek. Jednak wszystkie drukarki mają tacę wyprowadzania papieru, która jest wylotem emisji cząstek. Tace wyprowadzania papieru nie mogą być wyposażone w filtry, więc nie jest możliwe zmniejszenie ich udziału w całkowitej emisji za pomocą filtrów modernizacyjnych.
Zakaz transportu lotniczego
Po zamachu bombowym w samolocie transportowym w 2010 r. , w którym w oddzielnych samolotach transportowych wykryto przesyłki drukarek laserowych z kasetami z tonerem wypełnionymi materiałami wybuchowymi, Administracja Bezpieczeństwa Transportu Stanów Zjednoczonych zabroniła pasażerom przewożącym toner lub wkłady atramentowe o wadze powyżej 1 funta (0,45 kg) ) w przypadku lotów powrotnych, zarówno w bagażu podręcznym, jak i rejestrowanym. Magazyn PC zauważył, że zakaz nie wpłynie na większość podróżnych, ponieważ większość wkładów nie przekracza zalecanej wagi.
Zobacz też
- Inżynieria tektury
- Drukarka Daisy Wheel
- Automatyzacja dokumentów
- Drukarka igłowa
- Drukarka sublimacyjna
- Lista firm drukarskich
- Stały atrament
- Drukarka termiczna
- Winprinter
