Jak działają drukarki laserowe?
Przez ponad trzy dekady drukarka laserowa zmieniła sposób, w jaki drukujemy, najpierw udostępniając wysokiej jakości czarno-białe drukowanie w zasięgu każdej firmy, później inspirując rewolucję w dziedzinie publikacji na komputerach stacjonarnych, a następnie sięgając do mniejszych biur i Dom.
Zobacz powiązane Jak działa drukarka atramentowa? Malowanie tęczy trzema kolorami: jak to robi drukarka (we współpracy z HP)
Nawet teraz drukarka laserowa jest wszechobecna w biznesie, gdzie nadal nie ma sobie równych przy szybkich i dużych obciążeniach. Ale jak działa drukarka laserowa? W jaki sposób kombinacja laserów, naładowanych bębnów i tonera tworzy tekst i obrazy, które widzimy na stronie?
okno 10 przycisk okna nie działa
Historia procesu
Najpierw krótka lekcja historii drukarek laserowych. Drukarka laserowa opiera się na zasadach elektrofotografii – procesu opracowanego przez amerykańskiego prawnika patentowego Chestera Carlsona w 1938 roku. Carlson odkrył, że można utworzyć kopię strony tekstu, odbijając światło od białych obszarów papieru na naładowany bęben.
Światło zneutralizowało ładunek na bębnie, tak że gdy przeciwnie naładowane cząstki drobnego, suchego, kolorowego proszku zostały nałożone na nienaświetlone obszary, przywierał. Toner można następnie zwinąć z bębna na arkusz papieru, gdzie ciepło i ciśnienie utrwalą go na miejscu. Wynalazek Carlsona doprowadził zarówno do powstania pierwszych kserokopiarek, jak i do powstania firmy, która stała się synonimem kserowania - Xerox.
W 1969 badacz z firmy Xerox, Gary Starkweather, posunął elektrofotografię o krok dalej. Zamiast używać procesu fotograficznego do tworzenia obrazu na bębnie, pomyślał, dlaczego nie użyć lasera do narysowania obrazu cyfrowego? Osiem lat później Xerox wypuścił swój elektroniczny system drukowania 9700: wczesną drukarkę laserową.
Technologia Xerox działała, ale nie była gotowa na rynek masowy. Wymagało to wyjątkowego partnerstwa innowatorów. W połowie lat siedemdziesiątych Canon, po opracowaniu prototypowej drukarki laserowej, zapytał HP, czy byłby zainteresowany pomocą we wprowadzeniu tej technologii do komercyjnej drukarki biznesowej. Doprowadziło to do opracowania pierwszej drukarki laserowej HP - HP 2680A (zobacz urocze zdjęcie promocyjne powyżej). Stamtąd pojawił się pierwszy laser na rynku masowym, oryginalny HP LaserJet z 1985 roku.
Wewnątrz drukarki laserowej
Chociaż technologia LaserJet zmieniła się radykalnie w ciągu 30 lat, podstawowy proces jest nadal zasadniczo taki sam. Instrukcje są przesyłane z komputera PC do drukarki w formie języka poleceń drukarki (PCL), który informuje drukarkę, jaki tekst wydrukować, gdzie wydrukować i jak go ostylować, jednocześnie rozbijając wszelkie elementy graficzne na PCL kod. Procesor obrazu rastrowego (RIP) w drukarce przekształca następnie te instrukcje w obraz, który ma zostać wydrukowany na gotowej stronie.
Ale jak ten obraz się tam znalazł? Najpierw ładunek ujemny jest nakładany na cylindryczny bęben za pomocą głównego wałka ładującego lub drutu koronowego. Następnie laser, pracując nad układem soczewek i luster, wytrawia obraz utworzony przez RIP na powierzchni bębna po jednej linii na raz. Obszary trafione laserem mają bardziej dodatni ładunek. Oznacza to, że gdy ujemnie naładowany toner zostanie przeniesiony na powierzchnię bębna, przykleja się do obszarów oznaczonych laserem i odpada z obszarów, które pozostają ujemnie naładowane.
jak zmienić nazwę zrzutu?
Toner jest następnie przenoszony z powierzchni bębna na papier za pomocą wałka przenoszącego, który nakłada ładunek dodatni na spód papieru, przyciągając ujemnie naładowany toner z bębna.Gdy toner jest utrzymywany na miejscu przez elektryczność statyczną, przechodzi przez zespół utrwalający, który wykorzystuje połączenie ciepła i ciśnienia, aby trwale utrwalić toner na swoim miejscu.
Zarówno lasery czarno-białe, jak i kolorowe wykorzystują ten sam podstawowy proces, ale z jedną kluczową różnicą. W monochromatycznej drukarce laserowej jest tylko jeden bęben i jeden wkład z tonerem, ale w kolorowej drukarce laserowej znajdują się cztery wkłady – cyjan, magenta, żółty i czarny – każdy z własnym bębnem, tonerem i głównymi rolkami ładującymi oraz powiązanymi mechanizmami .
W rzeczywistości większość technologii lasera kolorowego znajduje się w kasetach z tonerem, podczas gdy skład tonera ma kluczowe znaczenie dla jakości druku, wydajności i niezawodności. Kiedy producenci zachęcają użytkowników do trzymania się oryginalnych wkładów z tonerem, dzieje się tak, ponieważ wiedzą, że te wkłady są mechanicznie solidne i niezawodne, a używany toner jest przeznaczony dla tej linii drukarek.
Zalety i ograniczenia drukarki laserowej
Jako system, proces drukarki laserowej jest niezwykle skuteczny. Dzięki udoskonaleniom zaobserwowano wzrost szybkości z mniej niż jednej strony na minutę (ppm) do ponad 50 stron na minutę, podczas gdy rozdzielczości wzrosły ponad czterokrotnie. Co więcej, drukarki laserowe w przeszłości miały kilka zalet w porównaniu z konkurencyjnymi technologiami drukowania, takimi jak drukarki atramentowe lub atramentowe.
Lasery zapewniają wyraźny tekst i jasną, pełnokolorową grafikę, nawet na zwykłym papierze, a różnica w szybkości drukowania między kolorowym a czarno-białym jest niewielka. Druk laserowy jest również niezawodną technologią, umożliwiającą drukarkom laserowym obsługę miesięcznych obciążeń od 4 000 do 15 000 stron.Właśnie dlatego drukarki laserowe nadal stanowią większość gotowych do pracy w biznesie drukarek dla grup roboczych, chociaż najnowsze drukarki atramentowe zapewniają teraz ostrą konkurencję.
Niemniej jednak pewne ograniczenia powstrzymują laser. Po pierwsze, cząsteczki tonera we wkładzie spędzają dużo czasu na cyklicznym przełączaniu mechanizmów, co oznacza, że mają one tendencję do degradacji w miarę upływu czasu. Uniemożliwia to wykorzystanie całego tonera w kasecie, więc część się marnuje. Po drugie, zespół utrwalający drukarki laserowej potrzebuje dużo ciepła, aby utrwalić toner z papierem, co zwiększa rachunki za energię i ma negatywny wpływ na środowisko. .
HP jest liderem w tej dziedzinie dzięki nowym recepturom tonerów i nowej linii drukarek — serii LaserJet M — które są mniejsze, szybsze i bardziej energooszczędne. Dzięki ciągłym badaniom, rozwojowi i innowacjom drukarka laserowa będzie coraz silniejsza.
Co to jest toner?
Wczesne drukarki laserowe wykorzystywały mieszankę żywic, pigmentów i różnych dodatków, mieszanych na gorąco w pastę, a następnie schładzanych i sproszkowanych na suchy proszek. Toner działa najlepiej, gdy cząsteczki mają możliwie równomierny rozmiar i kształt, więc te tonery zostały przesiane, aby pozbyć się najmniejszych i największych cząstek. Tonery w proszku są nadal używane w wielu drukarkach laserowych, chociaż rozmiar cząstek jest obecnie ułamkiem tego, co kiedyś.
Jednak w 1997 roku firma HP zaczęła stosować proces chemiczny w celu wyhodowania cząsteczek toneru cyjan, magenta i żółtego do użytku w swoich flagowych drukarkach laserowych, przy czym każda mała, kulista cząsteczka wyrosła z rdzenia do wymaganego rozmiaru i kształtu. Dzięki temu toner był bardziej kontrolowany i lepiej przepływał przez kasetę i mechanizm drukujący, zwiększając prędkość drukowania, rozdzielczość i liczbę stron, które można wydrukować z każdego kasety na tonery. . Teraz wszystkie tonery HP ColorSphere i ColorSphere 3 są produkowane w ten sposób, a najnowsza wersja owija miękki rdzeń atramentu wewnątrz trwałej powłoki zewnętrznej, co zapewnia wyższą wydajność stron i pozwala tonerowi stapiać się w niższej temperaturze topnienia.
Obrazy są objęte prawami autorskimi HP i Muzeum Komputerów HP .
