Лазерная печать — это электростатический цифровой процесс печати. Он производит высококачественный текст и графику (и фотографии среднего качества) путем многократного пропускания лазерного луча вперед и назад по отрицательно заряженному цилиндру, называемому «барабаном», для определения дифференциально заряженного изображения. [1] Затем барабан выборочно собирает электрически заряженные порошкообразные чернила ( тонер ) и переносит изображение на бумагу, которая затем нагревается для постоянного закрепления текста, изображения или и того, и другого на бумаге. Как и в цифровых фотокопировальных аппаратах , лазерные принтеры используют ксерографический процесс печати. Лазерная печать отличается от традиционной ксерографии, реализованной в аналоговых фотокопировальных аппаратах, тем, что в последнем изображение формируется путем отражения света от существующего документа на экспонированный барабан.
Лазерный принтер был изобретен в Xerox PARC в 1970-х годах. Лазерные принтеры были представлены на офисном, а затем и на домашнем рынках в последующие годы IBM , Canon , Xerox, Apple , Hewlett-Packard и многими другими. За десятилетия качество и скорость возросли, а цены снизились, и некогда передовые печатающие устройства теперь стали повсеместными.
В 1960-х годах корпорация Xerox занимала доминирующее положение на рынке фотокопировальных аппаратов . [2] В 1969 году Гари Старквезер , работавший в отделе разработки продукции Xerox, задумал использовать лазерный луч для «рисования» изображения того, что должно было быть скопировано непосредственно на барабан копировального аппарата. После перевода в недавно созданный исследовательский центр Palo Alto (Xerox PARC) в 1971 году Старквезер адаптировал копировальный аппарат Xerox 7000 для создания SLOT (сканирующий лазерный выходной терминал). В 1972 году Старквезер работал с Батлером Лэмпсоном и Рональдом Райдером над добавлением системы управления и генератора символов, в результате чего появился принтер под названием EARS (Ethernet, генератор символов Alto Research, сканирующий лазерный выходной терминал), который позже стал лазерным принтером Xerox 9700 . [3] [4] [5] В 1976 году была выпущена первая коммерческая реализация лазерного принтера IBM 3800. Он был разработан для центров обработки данных , где он заменил линейные принтеры, подключенные к мэйнфреймам . IBM 3800 использовался для печати больших объемов на непрерывных канцелярских товарах и достигал скорости 215 страниц в минуту (ppm) при разрешении 240 точек на дюйм (dpi). Было продано более 8000 таких принтеров. [6]
Вскоре после этого, в 1977 году, на рынок был выведен Xerox 9700. В отличие от IBM 3800, Xerox 9700 не был нацелен на замену каких-либо конкретных существующих принтеров; однако он имел ограниченную поддержку загрузки шрифтов . Xerox 9700 преуспел в печати ценных документов на листовой бумаге с различным содержанием (например, страховые полисы). [6] Вдохновленная коммерческим успехом Xerox 9700, японская компания по производству камер и оптики Canon разработала в 1979 году Canon LBP-10, недорогой настольный лазерный принтер. Затем Canon начала работу над значительно улучшенным механизмом печати, Canon CX, в результате чего появился принтер LBP-CX. Не имея опыта продаж пользователям компьютеров, Canon искала партнерства с тремя компаниями из Кремниевой долины : Diablo Data Systems (которая отклонила предложение), Hewlett-Packard (HP) и Apple Computer . [7] [8]
В 1981 году на рынок вышел первый небольшой персональный компьютер, предназначенный для офисного использования, Xerox Star 8010. Система использовала метафору рабочего стола , которая была непревзойденной в коммерческих продажах, пока не появился Apple Macintosh . Несмотря на то, что она была инновационной, рабочая станция Star была непомерно дорогой ( 17 000 долларов США ) системой, доступной только для части предприятий и учреждений, на которые она была нацелена. [9] Позже, в 1984 году, был выпущен первый лазерный принтер, предназначенный для продаж на массовом рынке, HP LaserJet; он использовал двигатель Canon CX, управляемый программным обеспечением HP. За LaserJet быстро последовали принтеры от Brother Industries , IBM и других. Машины первого поколения имели большие светочувствительные барабаны, окружность которых превышала длину загруженной бумаги. После разработки покрытий с более быстрым восстановлением барабаны могли касаться бумаги несколько раз за проход и, следовательно, иметь меньший диаметр. Год спустя Apple представила LaserWriter (также на основе движка Canon CX), [10] , но использовала недавно выпущенный язык описания страниц PostScript (до этого момента каждый производитель использовал свой собственный язык описания страниц, что делало поддерживающее программное обеспечение сложным и дорогим). PostScript позволял использовать текст, шрифты, графику, изображения и цвет в значительной степени независимо от марки принтера или разрешения. PageMaker , разработанный Aldus для Macintosh и LaserWriter, также был выпущен в 1985 году, и эта комбинация стала очень популярной для настольных издательских систем . [5] [6] Лазерные принтеры принесли исключительно быструю и высококачественную печать текста несколькими шрифтами на странице на корпоративный и домашний рынки. Ни один другой общедоступный принтер в ту эпоху не мог также предложить такую комбинацию функций. [ необходима цитата ]
Лазерный луч проецирует изображение страницы, которая должна быть напечатана, на электрически заряженный, фотопроводящий , вращающийся, цилиндрический барабан. [11] Фотопроводимость отводит заряженные электроны от областей, подвергшихся воздействию лазерного света. Затем частицы порошкообразной краски ( тонера ) электростатически притягиваются к оставшимся областям барабана, которые не были обработаны лазерным лучом.
Затем барабан переносит изображение на бумагу, которая пропускается через машину путем прямого контакта. Наконец, бумага поступает на финишер, который использует тепло для мгновенного закрепления тонера, представляющего изображение, на бумаге.
Лазер обычно представляет собой полупроводниковый лазер на основе арсенида алюминия-галлия (AlGaAs ), который излучает красный или инфракрасный свет.
Барабан покрыт селеном или, в последнее время, органическим фотопроводником из N-винилкарбазола , органического мономера .
Обычно этот процесс состоит из семи этапов, подробно описанных в разделах ниже.
Документ, который нужно напечатать, кодируется на языке описания страницы, например PostScript, Printer Command Language (PCL) или Open XML Paper Specification (OpenXPS). Процессор растровых изображений (RIP) преобразует описание страницы в битовую карту , которая сохраняется в растровой памяти принтера. Каждая горизонтальная полоса точек на странице называется растровой линией или линией сканирования .
Лазерная печать отличается от других технологий печати тем, что каждая страница всегда отображается в одном непрерывном процессе без пауз в середине, в то время как другие технологии, такие как струйная печать, могут останавливаться каждые несколько строк. [12] Чтобы избежать опустошения буфера (когда лазер достигает точки на странице до того, как у него появятся точки для рисования), лазерному принтеру обычно требуется достаточно растровой памяти для хранения растрового изображения всей страницы.
Требования к памяти увеличиваются с квадратом точек на дюйм , поэтому 600 точек на дюйм требуют минимум 4 мегабайта для монохромного и 16 мегабайт для цветного (все еще при 600 точках на дюйм). Для полностью графического вывода с использованием языка описания страниц требуется минимум 1 мегабайт памяти для хранения всей монохромной страницы формата letter или A4 точек при 300 точках на дюйм. При 300 точках на дюйм приходится 90 000 точек на квадратный дюйм (300 точек на линейный дюйм). Типичный лист бумаги размером 8,5 × 11 имеет поля 0,25 дюйма (6,4 мм), что уменьшает область печати до 8,0 на 10,5 дюймов (200 мм × 270 мм) или 84 квадратных дюймов. 84 кв. дюйма × 90 000 точек на кв. дюйм = 7 560 000 точек. 1 мегабайт = 1 048 576 байт или 8 388 608 бит, что как раз достаточно для размещения всей страницы с разрешением 300 точек на дюйм, оставляя около 100 килобайт для использования процессором растровых изображений.
В цветном принтере каждый из четырех слоев тонера CMYK хранится как отдельное растровое изображение, и все четыре слоя обычно предварительно обрабатываются перед началом печати, поэтому для полноцветной страницы формата Letter или A4 с разрешением 300 точек на дюйм требуется не менее 4 мегабайт.
В 1980-х годах чипы памяти были все еще очень дорогими, поэтому лазерные принтеры начального уровня в ту эпоху всегда поставлялись с четырехзначными рекомендуемыми розничными ценами в долларах США. Примитивные микропроцессоры в ранних персональных компьютерах были настолько слабыми и недостаточными для графической работы, что подключенные лазерные принтеры обычно имели большую встроенную вычислительную мощность. [13] Цены на память позже значительно снизились, в то время как быстрое улучшение производительности ПК и периферийных кабелей (что наиболее важно, SCSI ) позволило разработать недорогие лазерные принтеры, которые перекладывают растеризацию на отправляющий ПК. Для таких принтеров диспетчер очереди печати операционной системы отображает необработанное растровое изображение каждой страницы в системной памяти ПК с целевым разрешением, а затем отправляет это растровое изображение непосредственно на лазер (за счет замедления всех других программ на отправляющем ПК). [14] Появление так называемых «немых» или «хостовых» лазерных принтеров от NEC позволило снизить розничную стоимость бюджетных лазерных принтеров с разрешением 300 точек на дюйм до 700 долларов США к началу 1994 года [15] и до 600 долларов США к началу 1995 года. [16] В сентябре 1997 года HP представила хостовый LaserJet 6L, который мог печатать текст с разрешением 600 точек на дюйм со скоростью до шести страниц в минуту всего за 400 долларов США. [17]
Принтеры с разрешением 1200 точек на дюйм широко представлены на домашнем рынке с 2008 года. Также доступны изготовители электрофотографических печатных форм с разрешением 2400 точек на дюйм, по сути, лазерные принтеры, печатающие на пластиковых листах.
В старых принтерах коронирующий провод , расположенный параллельно барабану или, в более современных принтерах, первичному зарядному ролику, проецирует электростатический заряд на фоторецептор (иначе называемый фотопроводящим блоком), вращающийся светочувствительный барабан или ленту, способную удерживать электростатический заряд на своей поверхности, пока она находится в темноте.
Напряжение смещения переменного тока подается на первичный ролик заряда для удаления любых остаточных зарядов, оставленных предыдущими изображениями. Ролик также подает смещение постоянного тока на поверхность барабана для обеспечения равномерного отрицательного потенциала.
Многочисленные патенты [ указать ] описывают фоточувствительное покрытие барабана как кремниевый «сэндвич» с фотозарядным слоем, барьерным слоем утечки заряда, а также поверхностным слоем. Одна версия [ указать ] использует аморфный кремний, содержащий водород , в качестве светоприемного слоя, нитрид бора в качестве барьерного слоя утечки заряда, а также поверхностный слой легированного кремния , в частности кремния с кислородом или азотом , который при достаточной концентрации напоминает нитрид кремния для машинной обработки .
Лазерный принтер использует лазер, поскольку лазеры способны формировать высокофокусированные, точные и интенсивные лучи света, особенно на коротких расстояниях внутри принтера. Лазер направлен на вращающееся полигональное зеркало, которое направляет световой луч через систему линз и зеркал на фоторецепторный барабан, записывая пиксели со скоростью до шестидесяти пяти миллионов раз в секунду. [18] Барабан продолжает вращаться во время развертки, а угол развертки наклоняется очень незначительно, чтобы компенсировать это движение. Поток растрированных данных, хранящихся в памяти принтера, быстро включает и выключает лазер по мере его развертки.
Лазерный луч нейтрализует (или меняет полярность) заряд на поверхности барабана, оставляя статическое электрическое негативное изображение на поверхности барабана, которое будет отталкивать отрицательно заряженные частицы тонера. Однако области на барабане, которые были поражены лазером, на мгновение теряют заряд, и тонер, прижимаемый к барабану покрытым тонером проявочным валиком, на следующем этапе перемещается с резиновой поверхности вала на заряженные части поверхности барабана. [19] [20]
Некоторые нелазерные принтеры ( светодиодные принтеры ) используют массив светодиодов, охватывающих ширину страницы, для создания изображения, а не лазер. «Экспонирование» также известно как «запись» в некоторых документах.
При вращении барабанов тонер непрерывно наносится слоем толщиной 15 микрон на проявочный валик . Поверхность фоторецептора со скрытым изображением экспонируется на проявочный валик, покрытый тонером.
Тонер состоит из мелких частиц сухого пластикового порошка, смешанного с сажей или красителями. Частицам тонера придается отрицательный заряд внутри картриджа с тонером , и когда они выходят на проявочный барабан, они электростатически притягиваются к скрытому изображению фоторецептора (областям на поверхности барабана, которые были поражены лазером). Поскольку отрицательные заряды отталкиваются друг от друга, отрицательно заряженные частицы тонера не будут прилипать к барабану, где остается отрицательный заряд (предварительно переданный роликом заряда).
Затем лист бумаги прокатывается под фоторецепторным барабаном, который покрыт рисунком из частиц тонера в тех самых местах, где лазер ударил по нему несколько мгновений назад. Частицы тонера имеют очень слабое притяжение как к барабану, так и к бумаге, но связь с барабаном слабее, и частицы снова переносятся, на этот раз с поверхности барабана на поверхность бумаги. Некоторые машины также используют положительно заряженный «ролик переноса» на обратной стороне бумаги, чтобы помочь перетянуть отрицательно заряженный тонер с фоторецепторного барабана на бумагу.
Бумага проходит через ролики в узле термофиксатора, где температура до 427 °C (801 °F) и давление используются для постоянного связывания тонера с бумагой. Один ролик обычно представляет собой полую трубку (нагревательный ролик), а другой — ролик с резиновой подложкой (прижимной ролик). Лампа лучистого тепла подвешена в центре полой трубки, и ее инфракрасная энергия равномерно нагревает ролик изнутри. Для надлежащего связывания тонера ролик термофиксатора должен быть равномерно горячим.
Некоторые принтеры используют очень тонкий гибкий металлический фольгированный ролик, поэтому нагревается меньше тепловой массы , и термоэлемент может быстрее достичь рабочей температуры . Если бумага движется через термоэлемент медленнее, у тонера больше времени контакта с роликом для расплавления, и термоэлемент может работать при более низкой температуре. Небольшие недорогие лазерные принтеры обычно печатают медленно из-за этой энергосберегающей конструкции по сравнению с большими высокоскоростными принтерами, где бумага движется быстрее через высокотемпературный термоэлемент с очень коротким временем контакта.
Когда барабан завершает оборот, он подвергается воздействию электрически нейтрального мягкого пластикового лезвия, которое очищает фоторецепторный барабан от остатков тонера и помещает его в резервуар для отходов. Затем зарядный ролик восстанавливает равномерный отрицательный заряд на поверхности теперь уже чистого барабана, подготавливая его к повторному удару лазера.
После завершения генерации растрового изображения все этапы процесса печати могут происходить один за другим в быстрой последовательности. Это позволяет использовать очень маленький и компактный блок, где фоторецептор заряжается, поворачивается на несколько градусов и сканируется, поворачивается еще на несколько градусов и проявляется и т. д. Весь процесс может быть завершен до того, как барабан совершит один оборот.
Разные принтеры реализуют эти этапы по-разному. Светодиодные принтеры используют линейный массив светодиодов для «записи» света на барабане. Тонер основан либо на воске, либо на пластике, так что когда бумага проходит через узел термофиксатора, частицы тонера плавятся. Бумага может иметь или не иметь противоположный заряд. Термофиксатор может представлять собой инфракрасную печь, нагретый прижимной ролик или (на некоторых очень быстрых и дорогих принтерах) ксеноновую лампу-вспышку . Процесс прогрева, который проходит лазерный принтер при первоначальной подаче питания на принтер, в основном заключается в нагреве элемента термофиксатора.
Механизм внутри лазерного принтера довольно деликатный и, если он поврежден, его часто невозможно отремонтировать. В частности, барабан является критически важным компонентом: его нельзя оставлять под воздействием окружающего света более нескольких часов, так как именно свет заставляет его терять заряд и в конечном итоге изнашивать его. Все, что мешает работе лазера, например, клочок рваной бумаги, может помешать лазеру разрядить часть барабана, в результате чего эти области будут выглядеть как белые вертикальные полосы. Если нейтральное лезвие очистителя не удалит остаточный тонер с поверхности барабана, этот тонер может циркулировать по барабану второй раз, вызывая пятна на отпечатанной странице с каждым оборотом. Если зарядный ролик поврежден или не имеет достаточной мощности, он может не в состоянии адекватно отрицательно зарядить поверхность барабана, что позволит барабану захватить избыточный тонер при следующем обороте с проявочного валика и вызвать повторное, но более слабое изображение с предыдущего оборота, появляющееся на странице.
Если дозирующее лезвие тонера не обеспечивает гладкого, ровного слоя тонера, нанесенного на вал проявителя, на отпечатке могут остаться белые полосы в местах, где лезвие соскребло слишком много тонера. В качестве альтернативы, если лезвие позволяет слишком много тонера оставаться на валу проявителя, частицы тонера могут оторваться при повороте вала, осесть на бумагу под ним и прилипнуть к ней во время процесса термоскрепления. Это приведет к общему потемнению отпечатанной страницы в виде широких вертикальных полос с очень мягкими краями.
Если валик термофиксатора не достигает достаточно высокой температуры или влажность окружающей среды слишком высока, тонер не будет хорошо закрепляться на бумаге и может отслаиваться после печати. Если термофиксатор слишком горячий, пластиковый компонент тонера может смазываться, из-за чего напечатанный текст будет выглядеть мокрым или размазанным, или расплавленный тонер может просочиться через бумагу на обратную сторону.
Различные производители утверждают, что их тонеры специально разработаны для их принтеров, и что другие формулы тонера могут не соответствовать исходным спецификациям с точки зрения тенденции принимать отрицательный заряд, перемещаться в разряженные области фоторецепторного барабана с проявочного вала, надлежащим образом закрепляться на бумаге или чисто сходить с барабана при каждом обороте. [ необходима цитата ]
Как и в случае с большинством электронных устройств, стоимость лазерных принтеров значительно снизилась за эти годы. В 1984 году HP LaserJet продавался за 3500 долларов, [21] имел проблемы даже с небольшой графикой низкого разрешения и весил 32 кг (71 фунт). К концу 1990-х годов монохромные лазерные принтеры стали достаточно недорогими для использования в домашнем офисе, вытеснив другие технологии печати, хотя цветные струйные принтеры (см. ниже) все еще имели преимущества в воспроизведении качества фотографий. По состоянию на 2016 год монохромные лазерные [обновлять]принтеры начального уровня могут продаваться менее чем за 75 долларов, и хотя эти принтеры, как правило, не имеют встроенной обработки и полагаются на главный компьютер для создания растрового изображения , они, тем не менее, превосходят LaserJet 1984 года почти во всех ситуациях.
Скорость лазерного принтера может сильно различаться и зависит от многих факторов, включая графическую интенсивность обрабатываемой работы. Самые быстрые модели могут печатать более 200 монохромных страниц в минуту (12 000 страниц в час). Самые быстрые цветные лазерные принтеры могут печатать более 100 страниц в минуту (6000 страниц в час). Очень высокоскоростные лазерные принтеры используются для массовых рассылок персонализированных документов, таких как счета за кредитные карты или коммунальные услуги, и конкурируют с литографией в некоторых коммерческих приложениях. [22]
Стоимость этой технологии зависит от сочетания факторов, включая стоимость бумаги, тонера, замены барабана, а также замены других элементов, таких как узел термофиксатора и узел переноса. Часто принтеры с мягкими пластиковыми барабанами могут иметь очень высокую стоимость владения, которая не становится очевидной, пока барабан не потребует замены.
Двусторонняя печать (печать на обеих сторонах листа) может вдвое сократить расходы на бумагу и уменьшить объемы хранения, хотя и при более низкой скорости печати страниц из-за более длинного пути прохождения бумаги. Раньше дуплексеры были доступны только на высококлассных принтерах, но теперь они распространены на офисных принтерах среднего класса, хотя не все принтеры могут вместить дуплексный модуль.
В коммерческой среде, такой как офис, все чаще предприятия используют внешнее программное обеспечение , которое повышает производительность и эффективность лазерных принтеров на рабочем месте. Программное обеспечение может использоваться для установки правил, определяющих, как сотрудники взаимодействуют с принтерами, например, для установки ограничений на количество страниц, которые можно распечатать в день, ограничения использования цветных чернил и маркировки заданий, которые кажутся расточительными. [23]
Цветные лазерные принтеры используют цветной тонер (сухие чернила), обычно голубой , пурпурный , желтый и черный ( CMYK ). В то время как монохромные принтеры используют только один узел лазерного сканера, цветные принтеры часто имеют два или более, часто по одному для каждого из четырех цветов.
Цветная печать усложняет процесс печати, поскольку между печатью каждого цвета могут возникать очень незначительные несоответствия, известные как ошибки регистрации, что приводит к непреднамеренной цветовой окантовке, размытости или появлению светлых/темных полос по краям цветных областей. Для обеспечения высокой точности регистрации некоторые цветные лазерные принтеры используют большую вращающуюся ленту, называемую «лентой переноса». Лента переноса проходит перед всеми картриджами с тонером, и каждый из слоев тонера точно наносится на ленту. Затем объединенные слои наносятся на бумагу за один равномерный шаг.
Стоимость печати одной страницы у цветных принтеров обычно выше, чем у монохромных, даже если они печатают только монохромные страницы.
Жидкостная электрофотография (LEP) — это аналогичный процесс, используемый в печатных машинах HP Indigo , в котором вместо тонера используются электростатически заряженные чернила, а вместо термоэлемента — нагреваемый ролик переноса, который расплавляет заряженные частицы чернил перед их нанесением на бумагу.
Цветные лазерные принтеры для переноса изображений предназначены для производства трансферных носителей, которые представляют собой трансферные листы, предназначенные для нанесения с помощью термопресса . Такие трансферы обычно используются для изготовления индивидуальных футболок или индивидуальных логотипов с корпоративными или командными логотипами.
Двухкомпонентные цветные лазерные переносы являются частью двухэтапного процесса, при котором цветные лазерные принтеры используют цветной тонер (сухие чернила), обычно голубой , пурпурный , желтый и черный ( CMYK ); однако новые принтеры, предназначенные для печати на темных футболках, используют специальный белый тонер, позволяющий им делать переносы на темные предметы одежды или темную деловую продукцию.
Процесс цветной печати CMYK позволяет точно воспроизводить миллионы цветов с помощью уникального процесса формирования изображения.
Производители используют схожую бизнес-модель как для недорогих цветных лазерных принтеров, так и для струйных принтеров : принтеры продаются дешево, в то время как сменные тонеры и чернила относительно дороги. Средняя стоимость эксплуатации цветного лазерного принтера на страницу обычно немного меньше, хотя и лазерный принтер, и лазерный картридж с тонером имеют более высокую начальную цену, поскольку лазерные картриджи с тонером печатают гораздо больше листов относительно своей стоимости, чем струйные картриджи. [24] [25]
Качество печати цветных лазеров ограничено их разрешением (обычно 600–1200 точек на дюйм) и использованием всего четырех цветных тонеров. У них часто возникают проблемы с печатью больших областей одного и того же или тонких градаций цвета. Струйные принтеры, предназначенные для печати фотографий, могут производить гораздо более качественные цветные изображения. [26] Глубокое сравнение струйных и лазерных принтеров показывает, что лазерные принтеры являются идеальным выбором для высококачественного, объемного принтера, в то время как струйные принтеры, как правило, ориентированы на широкоформатные принтеры и бытовые устройства. Лазерные принтеры предлагают более точную окантовку и глубокий монохромный цвет. Кроме того, цветные лазерные принтеры намного быстрее струйных принтеров, хотя они, как правило, больше и громоздче. [27]
Многие современные цветные лазерные принтеры маркируют распечатки почти невидимым точечным растром с целью прослеживаемости. Точки желтые и имеют размер около 0,1 мм (0,0039 дюйма), с растром около 1 мм (0,039 дюйма). Предположительно, это результат сделки между правительством США и производителями принтеров, чтобы помочь отслеживать подделки . [28] Точки кодируют данные, такие как дата печати, время и серийный номер принтера в двоично-десятичном коде на каждом напечатанном листе бумаги, что позволяет производителю отслеживать листы бумаги для определения места покупки, а иногда и покупателя.
Группы по защите цифровых прав, такие как Electronic Frontier Foundation, обеспокоены подрывом конфиденциальности и анонимности тех, кто печатает. [29]
Подобно струйным принтерам , картриджи с тонером могут содержать смарт -чипы , которые уменьшают количество страниц, которые можно напечатать с его помощью (уменьшая количество используемых чернил или тонера в картридже иногда до всего лишь 50% [30] ), в попытке увеличить продажи картриджей с тонером. [31] Помимо того, что этот метод более дорог для пользователей принтеров, он также увеличивает отходы и, таким образом, увеличивает давление на окружающую среду. Для этих картриджей с тонером (как и для струйных картриджей) можно использовать устройства сброса, чтобы обойти ограничение, установленное смарт-чипом. Кроме того, для некоторых принтеров были опубликованы онлайн-пошаговые инструкции, демонстрирующие, как использовать все чернила в картридже. [32] Эти чипы не приносят никакой пользы конечному пользователю — некоторые лазерные принтеры использовали оптический механизм для оценки количества оставшегося тонера в картридже вместо использования чипа для электрического подсчета количества напечатанных страниц, и единственной функцией чипа было использование альтернативного метода для сокращения срока службы картриджа.
Частицы тонера разработаны так, чтобы иметь электростатические свойства и могут создавать статические электрические заряды, когда они трутся о другие частицы, предметы или внутреннюю часть транспортных систем и вакуумных шлангов. Статический разряд от заряженных частиц тонера может воспламенить горючие частицы в мешке пылесоса или вызвать небольшой взрыв пыли, если в воздухе находится достаточно тонера. Частицы тонера настолько мелкие, что они плохо фильтруются обычными мешками-фильтрами бытовых пылесосов и выдуваются через двигатель или обратно в помещение.
Если тонер просыпается в лазерный принтер, для эффективной очистки может потребоваться специальный тип пылесоса с электропроводящим шлангом и высокоэффективным ( HEPA ) фильтром. Эти специализированные инструменты называются «ESD-safe» (безопасными от электростатического разряда) или «тонерными пылесосами».
Как нормальная часть процесса печати, высокое напряжение внутри принтера может производить коронный разряд , который генерирует небольшое количество ионизированного кислорода и азота, которые реагируют, образуя озон и оксиды азота . В более крупных коммерческих принтерах и копировальных аппаратах фильтр с активированным углем в потоке отработанного воздуха разрушает [ требуется цитата ] эти вредные газы, предотвращая загрязнение офисной среды.
Однако часть озона избегает процесса фильтрации в коммерческих принтерах, а озоновые фильтры вообще не используются в большинстве небольших домашних принтеров. Когда лазерный принтер или копировальный аппарат работает в течение длительного периода времени в небольшом, плохо проветриваемом помещении, эти газы могут накапливаться до уровней, при которых может ощущаться запах озона или раздражение. Потенциальная опасность для здоровья теоретически возможна в экстремальных случаях. [33]
Согласно исследованию 2012 года, проведенному в Квинсленде, Австралия, некоторые принтеры выделяют субмикронные частицы , которые, как некоторые подозревают, могут быть связаны с респираторными заболеваниями. [34] Из 63 принтеров, оцененных в исследовании Технологического университета Квинсленда , 17 самых мощных излучателей были произведены HP и один — Toshiba . Однако изученная популяция машин включала только те машины, которые уже были установлены в здании, и, таким образом, была смещена в сторону определенных производителей. Авторы отметили, что выбросы частиц существенно различались даже среди одной и той же модели машины. По словам профессора Моравски из Технологического университета Квинсленда, один принтер выделял столько же частиц, сколько горящая сигарета: [35] [36]
Влияние на здоровье при вдыхании сверхмелких частиц зависит от их состава, но последствия могут варьироваться от раздражения дыхательных путей до более серьезных заболеваний, таких как сердечно-сосудистые заболевания или рак .
В декабре 2011 года австралийское правительственное агентство Safe Work Australia рассмотрело существующие исследования и пришло к выводу, что «не было обнаружено эпидемиологических исследований, напрямую связывающих выбросы лазерного принтера с неблагоприятными последствиями для здоровья», и что несколько оценок пришли к выводу, что «риск прямой токсичности и последствий для здоровья от воздействия выбросов лазерного принтера незначителен». В обзоре также отмечается, что, поскольку было показано, что выбросы представляют собой летучие или полулетучие органические соединения , «было бы логично ожидать, что возможные последствия для здоровья будут больше связаны с химической природой аэрозоля, а не с физическим характером «частиц», поскольку такие выбросы вряд ли будут или останутся в виде «частиц» после того, как они вступят в контакт с дыхательной тканью». [37]
Немецкое социальное страхование от несчастных случаев заказало проект по исследованию на людях, чтобы изучить влияние на здоровье воздействия пыли тонера и циклов фотокопирования и печати. Добровольцы (23 контрольных человека, 15 подвергшихся воздействию лиц и 14 астматиков) подвергались воздействию излучений лазерного принтера в определенных условиях в камере воздействия. Результаты исследования, основанные на широком спектре процессов и субъектов, не подтверждают, что воздействие высоких излучений лазерного принтера инициирует проверяемый патологический процесс, приводящий к зарегистрированным заболеваниям. [38]
Широко обсуждаемое предложение по сокращению выбросов лазерных принтеров заключается в их модернизации с помощью фильтров. Они крепятся липкой лентой к вентиляционным отверстиям принтера для сокращения выбросов частиц. Однако все принтеры имеют выходной лоток для бумаги, который является выходом для выбросов частиц. Выходные лотки для бумаги не могут быть снабжены фильтрами, поэтому невозможно сократить их вклад в общие выбросы с помощью модернизации фильтров. [39]
После заговора с использованием бомбы в грузовом самолете в 2010 году , когда на отдельных грузовых самолетах были обнаружены партии лазерных принтеров с картриджами с тонером, наполненными взрывчаткой, Управление транспортной безопасности США запретило транзитным пассажирам провозить картриджи с тонером или чернилами весом более 1 фунта (0,45 кг) на входящих рейсах как в ручной клади, так и в зарегистрированном багаже. [40] [41] Журнал PC Magazine отметил, что запрет не коснется большинства путешественников, поскольку большинство картриджей не превышают установленный вес. [41]
В конце 1960-х годов Xerox, тогдашний ведущий производитель офисных копировальных аппаратов ...
лазерный принтер starkweather.
Лазерные принтеры .. сложный процесс формирования изображения ... заряд нейтрализует ... барабан
в большинстве лазерных принтеров. ... поверхность барабана.[ нужна страница ]
