Budowa i działanie drukarki laserowej

Drukarki laserowe stały się nieodzownymi atrybutami wyposażenia biurowego. Taką popularność tłumaczy się dużą szybkością i niskim kosztem druku. Aby zrozumieć, jak działa ta technika, należy poznać budowę i działanie drukarki laserowej. W rzeczywistości cała magia aparatu może być wyjaśniona przez proste rozwiązania konstrukcyjne.

Jak działa drukarka laserowa

Na rynku urządzeń biurowych można kupić sprzęt laserowy na najróżniejsze potrzeby, począwszy od prostych drukarek domowych, aż po profesjonalne modele dla dużych drukarni. Zasada działania każdego urządzenia pozostaje jednak taka sama, gdzie podstawą jest metoda kserografii fotoelektrycznej. Każda drukarka ma ten sam podstawowy zestaw elementów.

Jednostka skanująca

Mamy tu mechanizm, który składa się z zestaw luster i soczewek. Wszystkie elementy obracają się w określonej kolejności, pozostawiając obraz na bębnie światłoczułym, cylindrze. Projekcja następuje za pomocą impulsu laserowego i naładowanych cząstek.

W rezultacie na bębnie obrazowym powstaje niewidoczny dla ludzkiego oka obraz. Drobne szczegóły projekcji spoczywają na barkach lokalnego procesora, współpracującego z silnikiem skanującym.

Nabój

Urządzenie, mając dane początkowe ze skanowania, przenosi obraz bezpośrednio na papier. Sam wkład składa się z bębna z magnesem, po którym poruszają się naładowane cząstki, oraz ruchomego wałka, który zapewnia kontakt cylindra z papierem.

Jednostka mocująca

W ostatnim etapie obraz jest utrwalany na odbiorniku – papierze lub innych materiałach. Wcześniej wyświetlany obraz pojawia się na arkuszu za pomocą rozgrzanego tonera. Szybkość takiego „rysowania” zależy od możliwości technicznych modelu.

Wszystkie trzy jednostki komunikują się ze sobą poprzez moduł interfejsu obsługiwany przez procesor. Ten ostatni realizuje polecenia z panelu głównego, komputera osobistego lub innego urządzenia.

Cechy sprzętu

Używany toner to dodatnio naładowane barwniki proszkowe. Natomiast laser będzie wyświetlał obraz z negatywnymi cząstkami. Tak więc, zgodnie z prawami fizyki, toner będzie przyciągany do bębna światłoczułego – cylindra.

Podobna zasada została przyjęta przez marki Xerox, Canon i HP. Takie podejście pozwala na uzyskanie bardzo szczegółowych obrazów. Jednak w tym przypadku zużycie tonera jest nieco większe.

Producenci laserów Epson, Kyocera i Brother stosują własną technologię druku. Cząsteczki tonera mają tutaj ładunek ujemny, a laser odwraca polaryzację nie obszarów, w których znajduje się proszek, ale obszarów pustych. To znaczy, że projekcja odbywa się metodą eliminacji. Takie rozwiązanie pozwala na bardziej równomierne rozłożenie barwnika w papierze, a jednocześnie oszczędza proszek.

Technicy poziomu premium są wyposażeni w bardziej zaawansowane technologie. Na przykład oprócz pracy z laserem i cylindrem jest Redukuje ładunek statyczny papieru, co zapobiega sklejaniu się arkuszy. Taka funkcja jest idealna dla druku wysokonakładowego. Toner, w przeciwieństwie do drukarek atramentowych, lepiej zachowuje się na wydrukowanym obrazie: nie blaknie, nie plami się i trwa znacznie dłużej.

Konstrukcja wkładu

Materiał eksploatacyjny do druku laserowego toner znajduje się w kasecie. Urządzenie liniowe składa się z trzech głównych komór, w których znajduje się atrament, odpady i fotowaleta. Toner to w większości sproszkowany żwirek. Modele czarne i białe mają tylko jeden pojemnik.

Barwniki różnią się między sobą składem – namagnesowaniem i dyspersją, a także wielkością ziaren. Nie ma więc czegoś takiego jak toner uniwersalny. Z reguły producenci drukarek starają się dopasować do potrzeb całej linii drukarek jeden toner, a nie czynią z każdego modelu oryginału.

Wymiary kasety z tonerem różnią się w zależności od drukarki. Modele konsumenckie o niskiej wydajności mają skromną ilość tonera, podczas gdy modele profesjonalne mają potężną, czasem nawet podwójną lub potrójną jednostkę tonera. Ale cechy konstrukcyjne urządzeń są mniej więcej takie same.

Podstawowe Elementy kasety z tonerem laserowym:

1. Komora tonera zawierająca sproszkowany barwnik.
2. Wałek przechylny, który przenosi toner do komórki fotoelektrycznej.
3. Jednostka dozująca, która kontroluje ilość koloru dla bębna.
4. Ściągaczka, która oczyszcza powierzchnię ze zużytego tonera, aby można było nałożyć nową warstwę.
5. Ładowanie wałka magnetycznego.
6. Pojemnik na odpady tonera.

Niektóre drukarki są wyposażone w Wkłady z chipem, Umożliwia to śledzenie liczby wydrukowanych arkuszy, ilości pozostałego tonera i innych informacji. Wszystkie te dane znajdują odzwierciedlenie w aplikacji firmware producenta, która jest instalowana wraz ze sterownikami.

Wkłady można wielokrotnie napełniać, a poszczególne elementy (wałki, koła zębate, wały) wymieniać w miarę potrzeb. Rozwiązania jednorazowe można znaleźć z kilkoma wyjątkami. Jednak praktyczność zakupu takich urządzeń stoi pod dużym znakiem zapytania.

Proces tworzenia druku

Wygląd obrazu lub tekstu na papierze będzie składał się z tych kolejnych kroków:

• ładunek bębna;
• ekspozycja;
• deweloper;
• transfer;
• mocowanie.

Ładowanie bębna

Jak działa ładowanie zdjęć? Powstaje on na bębnie obrazowym (gdzie, jak widać, rodzi się sam przyszły obraz). Najpierw następuje dostarczenie ładunku, który może być ujemny lub dodatni. Następuje to w jeden z następujących sposobów.

1. Używany koronator, czyli żarnik wolframowy pokryty węglem, złotem i platyną. Po przyłożeniu wysokiego napięcia, pomiędzy tym żarnikiem a ramą następuje wyładowanie, które w konsekwencji tworzy pole elektryczne przenoszące ładunek na bęben obrazowy.
2. Jednak stosowanie filamentu z czasem prowadzi do problemów z zanieczyszczeniami i pogorszenia jakości drukowanego materiału. Działa o wiele lepiej wałek wsadowy o podobnych funkcjach. Sam wygląda jak metalowy wałek, który jest pokryty przewodzącą gumą lub pianką. Styka się z fotocylindrem – wtedy wałek przekazuje ładunek. Napięcie jest znacznie niższe, ale części zużywają się znacznie szybciej.

Transfer

Aby obraz pojawił się już na papierze, należy wałek transferowy, w metalowym rdzeniu przyciągany jest ładunek dodatni – jest on przenoszony na papier dzięki specjalnej gumowanej powłoce.

Tak więc, cząsteczki schodzą z bębna i zaczynają przenosić się na stronę. Ale na razie trzyma się je tu tylko z powodu naprężeń statycznych. Mówiąc obrazowo, toner po prostu wylał się tam, gdzie był potrzebny.

Kurz i kłaczki z papieru mogą dostać się do tonera, ale można je usunąć żmija (ze specjalną tabliczką) i trafiają prosto do kosza na śmieci. Po pełnym kręgu bębna, proces powtarza się.

Dalsze chłodzenie odbywa się w sposób naturalny – w drukarkach laserowych zwykle nie jest wymagany dodatkowy system chłodzenia. Ponownie jednak wprowadza się specjalny środek czyszczący – zwykle tzw rolka filcu.

Filc jest zwykle impregnowany specjalnym związkiem, który pomaga w smarowaniu powłoki. Dlatego też inną nazwą takiego wałka jest wałek olejowy.

Cechy druku kolorowego

Technologia laserowa klasy średniej dostarczana jest z czterema różnymi kolorowymi pojemnikami z czarnym, niebieskim, żółtym i czerwonym tonerem. Modele premium oferują szerszą gamę odcieni, która obejmuje również kolory niespektralne, takie jak magenta czy brąz.

Zasada działania drukarek kolorowych jest podobna do drukarek czarno-białych z tą różnicą, że każdy wkład pozostawia swój kolor, a następnie ustępuje miejsca następnemu. Modele budżetowe wyposażone są w konwencjonalny wałek, który pełni rolę pośrednika. Tutaj dla każdego obrotu zastosowano inny kolor. Następnie rolka wykonuje odcisk na papierze.

Technologia laserowa HP 4-Pass

bardziej zaawansowane technicznie modele posiadają oddzielny laser dla każdego pojemnika/koloru, co znacznie przyspiesza procedurę drukowania. Taki sprzęt jest jednak znacznie droższy, więc jego stosowanie w warunkach domowych nie jest rozsądne.

W odniesieniu do jakość druku, wygrywają tu drukarki atramentowe. Suchy toner w proszku nie jest w stanie oddać wszystkich bogatych kolorów, jakich oczekuje się od lepkiego atramentu. Cena kolorowej drukarki laserowej jest wielokrotnie wyższa niż drukarki atramentowej. Ten ostatni przegrywa jedynie w kosztach składowych: toner jest znacznie tańszy niż jednorazowy kartridż.