Как работает принтер: как устроены струйный, лазерный и термопринтер

Принтер печатает страницу не целиком, а из тысяч мельчайших точек. Компьютер переводит текст и картинку в точечную карту, а принтер наносит эти точки на лист. Как именно — зависит от вида. Струйный стреляет в бумагу микроскопическими каплями чернил. Лазерный рисует изображение электрическим зарядом на вращающемся фотобарабане, притягивает к нему сухой порошок — тонер, переносит на лист и вплавляет горячей печкой. Термопринтер обходится вообще без красителя: он греет особую бумагу, и она темнеет. Ниже — как устроен каждый из них, что происходит с листом за время печати, чем они отличаются и что у них ломается.

Из чего состоит принтер

У всех принтеров есть общая часть: электроника, которая принимает задание от компьютера и превращает его в точки, и тракт бумаги — лоток, ролик захвата, который берёт один лист, валики, которые протягивают его через принтер, и выходной лоток. Различается то, что наносит изображение.

Часть	Какой принтер	Что делает
Ролик захвата	Все	Резиновый ролик забирает из лотка верхний лист
Плата управления	Все	Принимает файл, раскладывает страницу на точки, управляет моторами
Печатающая головка	Струйный	Пластина с сотнями сопел, из которых вылетают капли чернил
Картриджи или баки	Струйный	Хранят чернила голубого, пурпурного, жёлтого и чёрного цвета
Каретка и ремень	Струйный	Возят головку поперёк листа
Фотобарабан	Лазерный	Цилиндр со светочувствительным покрытием; на нём рисуется изображение
Ролик заряда	Лазерный	Равномерно заряжает поверхность барабана
Лазер и вращающееся зеркало	Лазерный	Лучом снимают заряд в тех точках, где будет изображение
Тонер и проявочный вал	Лазерный	Порошок из пластика с красителем и вал, который подносит его к барабану
Ролик переноса	Лазерный	Притягивает тонер с барабана на бумагу
Печка	Лазерный	Горячий вал или термоплёнка и прижимной ролик; вплавляют тонер в бумагу
Ракель	Лазерный	Резиновое лезвие, которое счищает с барабана остатки тонера
Термоголовка	Термопринтер	Линейка крошечных нагревателей во всю ширину ленты

Как компьютер передаёт страницу. Программа не умеет командовать моторами и соплами. Это делает драйвер — небольшая программа от производителя. Он переводит документ на язык, понятный конкретному принтеру: либо сразу в готовую карту точек, либо в описание страницы, которое принтер сам разложит на точки своим процессором. Задание уходит по кабелю, по сети или по Wi-Fi и ждёт в очереди печати.

Густоту точек измеряют в dpi — точках на дюйм. У принтера с разрешением 600 dpi на отрезке в 2,54 сантиметра помещается 600 точек в ряд. Для текста этого с запасом хватает: глаз уже не видит отдельных точек.

Как работает струйный принтер

1. Лист заходит. Ролик захвата берёт лист, подающие валики ставят его под головку.
2. Головка едет. Каретка на ремне проносит печатающую головку поперёк листа. Датчик на прозрачной полоске с рисками точно знает, где она находится.
3. Капли вылетают. В нужный момент из нужных сопел выстреливают капли размером в несколько пиколитров. У одних производителей чернила в сопле мгновенно нагреваются, вскипают и выталкивают каплю пузырьком пара — это термоструйная печать. У других каплю выдавливает пьезоэлемент — пластинка, которая изгибается от напряжения.
4. Лист сдвигается. Когда головка прошла полосу, валики продвигают лист на её ширину, и головка печатает следующую полосу.
5. Цвет складывается из точек. Голубые, пурпурные, жёлтые и чёрные капли ложатся рядом и частично друг на друга. Глаз смешивает их и видит любой оттенок.
6. Парковка. После печати головка уезжает на станцию обслуживания, где резиновый колпачок закрывает сопла, чтобы они не высыхали.

Как работает лазерный принтер

Лазерный принтер печатает не каплями, а статическим электричеством — как расчёска, которая притягивает кусочки бумаги.

1. Заряд. Ролик заряда покрывает поверхность фотобарабана равномерным электрическим зарядом.
2. Рисование светом. Лазерный луч через вращающееся многогранное зеркало пробегает по барабану строка за строкой. Там, куда попал свет, покрытие проводит ток, и заряд уходит. На барабане остаётся невидимая «электрическая картинка».
3. Проявка. Проявочный вал подносит к барабану тонер. Частицы тонера заряжены так, что прилипают только к точкам, где прошёл лазер. Картинка становится видимой — порошковой.
4. Перенос. Под лист подводится ролик переноса с противоположным зарядом. Он притягивает тонер с барабана на бумагу.
5. Запекание. Лист проходит через печку. Горячий вал и прижимной ролик расплавляют частички тонера и вдавливают их в волокна бумаги. Теперь изображение не стирается пальцем.
6. Очистка. Ракель счищает с барабана остатки тонера в бункер отработки, барабан снова заряжается для следующего оборота.

У цветного лазерного принтера четыре барабана или одна лента переноса, на которую по очереди ложатся четыре цвета тонера. В светодиодных принтерах вместо лазера с зеркалом стоит линейка светодиодов во всю ширину барабана — принцип тот же.

Термопринтер и МФУ

Термопринтер печатает чеки в магазине, этикетки со штрихкодом, талоны. Бумага для него покрыта особым слоем, который темнеет от тепла. Головка — неподвижная линейка сотен крошечных нагревателей. Лента протягивается под ней, а нагреватели на мгновение раскаляются там, где нужна точка. Картриджей и чернил нет, поэтому печатает он быстро и почти не ломается. Минус — такой отпечаток со временем выцветает, особенно на свету и в тепле: старые чеки часто совсем белые. Поэтому чек на дорогую покупку, который понадобится для гарантии, лучше сразу сфотографировать или отсканировать.

МФУ — многофункциональное устройство: принтер, сканер и копир в одном корпусе. Сканер — стекло, под которым едет линейка с подсветкой и светочувствительным датчиком, она считывает лист строка за строкой. Копия — это просто скан, сразу отправленный на печать. У многих МФУ есть автоподатчик, который сам затягивает стопку листов для сканирования.

Чем струйный отличается от лазерного

	Струйный	Лазерный
Чем печатает	Жидкими чернилами	Сухим порошком-тонером
Фото	Хорошо, на фотобумаге — отлично	Цветной справляется, но фото хуже
Текст	Хорошо, но медленнее	Быстро и чётко
Если долго не печатать	Сопла подсыхают	Ничего не случится
Стоимость страницы	С баками — низкая, с картриджами — высокая	Низкая для чёрно-белой печати
Кому подходит	Дома для фото и нечастой цветной печати	В офис и дома для документов

Если выбираете принтер себе, пригодится разбор о том, как выбрать принтер для дома. А из каких частей состоит сам компьютер, который отправляет задание на печать, рассказано в статье об устройстве компьютера.

Интересные факты

• Почему принтер «щёлкает» и шумит при включении. Он паркует головку, прочищает сопла или прогревает печку, проверяет датчики. Струйный при этом ещё и тратит немного чернил на прочистку.
• Почему копия копии хуже. Каждый раз сканер немного размывает точки, а принтер добавляет свои. Через несколько поколений мелкий текст расплывается.

Почему ломается принтер и на что смотреть

• Полосы у струйного. Засохли или забились сопла. Помогает прочистка из меню принтера, если нет — головку нужно промывать или менять.
• Замятие бумаги. Ролик захвата стирается и лоснится, берёт два листа сразу или не берёт ни одного. Влажная или мятая бумага усугубляет дело.
• Серый фон и повторяющиеся пятна у лазерного. Износился фотобарабан или ракель. Если пятно повторяется через равные промежутки, виноват валик с такой длиной окружности.
• Тонер размазывается пальцем. Не греет или износилась печка.
• Принтер не видит картридж. Загрязнены контакты или чип картриджа.

Разбирать лазерный принтер без опыта не стоит: печка сильно нагревается, а внутри есть высокое напряжение. Если прочистка и замена картриджа не помогли, нужен ремонт принтеров и МФУ у мастера: он определит, что изношено, и заменит именно эту деталь.