Princip činnosti laseru. Jak laserová tiskárna funguje a funguje

Barevné laserové tiskárny začínají aktivně dobývat tiskový trh. Jestliže ještě před několika lety byl barevný laserový tisk pro většinu organizací a ještě více pro jednotlivé občany něčím nedosažitelným, nyní si může dovolit pořídit si barevnou laserovou tiskárnu velmi široká škála uživatelů. Rychle rostoucí flotila barevných laserových tiskáren vede k rostoucímu zájmu o ně ze strany služeb technické podpory.

Principy barevného tisku

V tiskárnách, stejně jako v tisku, se používá k vytváření barevných obrázků. subtraktivní barevný model, nikoli aditivní, jako u monitorů a skenerů, ve kterých se jakákoli barva a odstín získá smícháním tří základních barev - R(Červené), G(zelená), B(modrý). Subtraktivní model separace barev se tak nazývá proto, že pro vytvoření jakéhokoli odstínu je nutné odečíst složky „navíc“ z bílé barvy. V tiskařských zařízeních se k získání jakéhokoli odstínu používají jako primární barvy: Tyrkysová(modrá, tyrkysová), Purpurová(nachový), Žlutá(žlutá). Tento barevný model se nazývá CMY podle prvních písmen základních barev.

V subtraktivním modelu, když jsou smíchány dvě nebo více barev, komplementární barvy se vytvářejí absorbováním některých světelných vln a odrážením jiných. Modrá barva například absorbuje červenou a odráží zelenou a modrou; fialová barva absorbuje zelenou a odráží červenou a modrou; a žlutá barva absorbuje modrou a odráží červenou a zelenou. Smícháním hlavních složek subtraktivního modelu lze získat různé barvy, které jsou popsány níže:

Modrá + žlutá = zelená

Purpurová + žlutá = červená

Purpurová + azurová = modrá

Purpurová + azurová + žlutá = černá

Za zmínku stojí, že pro získání černé je nutné smíchat všechny tři složky, tzn. azurová, purpurová a žlutá, ale získat tímto způsobem vysoce kvalitní černou je téměř nemožné. Výsledná barva nebude černá, ale spíše špinavě šedá. Pro odstranění tohoto nedostatku se ke třem hlavním barvám přidává ještě jedna barva – černá. Tento rozšířený barevný model se nazývá CMYK(C yan- M agenta- Yžlutočerná K – azurová-purpurová-žluto-černá). Zavedení černé barvy může výrazně zlepšit kvalitu podání barev.

Tiskárna HP Color LaserJet 8500

Poté, co jsme probrali obecné principy konstrukce a provozu barevných laserových tiskáren, stojí za to se podrobněji seznámit s jejich strukturou, mechanismy, moduly a bloky. To se nejlépe provede na příkladu tiskárny. Jako příklad si uveďme tiskárnu Hewlett-Packard Color LaserJet 8500.

Jeho hlavní charakteristiky jsou:
- rozlišení: 600 DPI;
- rychlost tisku v „barevném“ režimu: 6 str./min;
- rychlost tisku v „černobílém“ režimu: 24 str./min.

Hlavní součásti tiskárny a jejich vzájemné polohy jsou na obr. 5. Obr.

Tvorba obrazu začíná odstraněním (neutralizací) zbytkových potenciálů z povrchu fotoválce. Děje se tak proto, aby následný náboj fotoválce byl rovnoměrnější, tzn. Před nabíjením je zcela vybitý. Odstranění zbytkových potenciálů se provádí nasvícením celého povrchu bubnu speciální předběžnou (kondicionační) osvětlovací lampou, kterou je řada LED (obr. 7).

Dále se na povrchu fotoválce vytvoří vysokonapěťový (až -600V) negativní potenciál. Buben je nabitý corotronem ve formě válečku z vodivého kaučuku (obr. 8). Korotron je napájen sinusovým střídavým napětím se zápornou stejnosměrnou složkou. Střídavá složka (AC) zajišťuje rovnoměrné rozložení nábojů na povrchu a konstantní složka (DC) nabíjí buben. Úroveň DC lze upravit změnou hustoty tisku (hustoty toneru), což se provádí pomocí ovladače tiskárny nebo pomocí nastavení na ovládacím panelu. Zvýšení negativního potenciálu vede ke snížení hustoty, tzn. ke světlejšímu obrazu, při snížení potenciálu – naopak k obrazu hutnějšímu (tmavšímu). Fotobuben (jeho vnitřní kovová základna) musí být „uzemněný“.

Po tom všem vytvoří laserový paprsek na povrchu fotoválce obraz v podobě nabitých a nenabitých oblastí. Paprsek laserového světla dopadající na povrch bubnu tuto oblast vybije. Laser osvětlí ty oblasti válce, kde by měl být toner. Ty oblasti, které by měly být bílé, nejsou laserem osvětleny a zůstává na nich vysoký negativní potenciál. Laserový paprsek se pohybuje po povrchu bubnu pomocí rotujícího šestihranného zrcadla umístěného v laserové sestavě. Obraz na bubnu se nazývá latentní elektrografický obraz, protože je reprezentován jako neviditelné elektrostatické potenciály.

Latentní elektrografický obraz se stává viditelným po průchodu vyvolávací jednotkou. Vyvíjecí modul černého toneru je stacionární a je v neustálém kontaktu s fotoválcem (obr. 9).

Modul vyvolávající barvy je karuselový mechanismus se střídavým přívodem „barevných“ kazet na povrch válce (obr. 10). Černý tonerový prášek je jednosložkový magnetický, zatímco barevný tonerový prášek je jednosložkový, ale nemagnetický. Jakýkoli tonerový prášek se nabije na záporný potenciál v důsledku tření o povrch vyvolávacího válce a dávkovací stěrky. V důsledku rozdílu potenciálů a coulombovské interakce nábojů jsou negativně nabité částice toneru přitahovány k těm oblastem fotoválce, které jsou vybíjeny laserem a jsou odpuzovány z oblastí s vysokým negativním potenciálem, tzn. z těch, které nebyly osvětleny laserem. V každém daném okamžiku se vyvolá pouze jedna barva toneru. Během vyvolávání je na vyvolávací válec přivedeno předpětí, které způsobí přenos toneru z vyvolávacího válce do válce. Toto napětí je obdélníkové střídavé napětí se zápornou stejnosměrnou složkou. Úroveň DC lze upravit podle změny hustoty toneru. Po dokončení procesu vyvolávání se obraz na válci stane viditelným a musí být přenesen na přenosový válec.

Dalším krokem při vytváření obrázku je tedy přenesení vyvolaného obrázku na přenosový válec. Tato fáze se nazývá primární fáze přenosu. K přenosu toneru z jednoho válce do druhého dochází v důsledku rozdílu elektrostatického potenciálu, tzn. Záporně nabité částice toneru by měly být přitahovány kladným potenciálem na povrchu přenosového bubnu. K tomu je na povrch přenosového bubnu přivedeno kladné stejnosměrné předpětí ze speciálního zdroje energie, což má za následek, že celý povrch tohoto bubnu má kladný potenciál. Při plnobarevném tisku se musí předpětí na přenosovém bubnu neustále zvyšovat, protože Po každém průchodu se množství záporně nabitého toneru na válci zvyšuje. A aby se toner přenesl a položil na stávající toner, přenosové napětí se zvyšuje s každou novou barvou. Tento zobrazovací stupeň je znázorněn na obr. 11.

Během přenosu toneru do přenosového válce mohou některé částice toneru zůstat na povrchu obrazového válce a musí být odstraněny, aby nedošlo ke zkreslení následného obrazu. K odstranění zbytkového toneru má tiskárna jednotku pro čištění válce (viz obrázek 17). Tento modul obsahuje speciální hřídel - kartáč pro odstranění náboje z toneru a fotoválce - tím se oslabuje síla přitahování toneru k fotoválci. Nechybí ani tradiční čisticí stěrka, která seškrábe toner do speciální násypky, kde je uložen, dokud není čisticí modul vyměněn nebo vyčištěn.

Poté se fotoválec znovu nabije (po předběžném vybití) a proces se opakuje, dokud se na přenosovém bubnu zcela nevytvoří obraz odpovídající barvy. Velikost přenášecího bubnu proto musí plně odpovídat tiskovému formátu, tzn. u tohoto modelu tiskárny odpovídá obvod tohoto válce délce listu A3 (420 mm). Po nanesení toneru jedné barvy se proces tvorby obrazu zcela opakuje, pouze s tím rozdílem, že je použita vyvolávací jednotka jiné barvy. Pro použití další vyvolávací jednotky se karuselový mechanismus otočí pod daným úhlem a přivede „novou“ vyvolávací hřídel na povrch fotoválce. Při vytváření plnobarevného obrazu sestávajícího ze čtyř barevných složek se tedy přenosový válec čtyřikrát otočí a při každém otočení se ke stávajícímu toneru přidá toner jiné barvy. V tomto případě se nejprve aplikuje žlutý prášek, poté fialový, poté modrý a jako poslední se aplikuje černý prášek. Výsledkem je, že na přenosovém válci se vytvoří plnobarevný viditelný obraz složený z částic čtyř různobarevných tonerových prášků.

Poté, co tonerový prášek dopadne na povrch přenosového bubnu, projde přídavnou plnící jednotkou. Tento blok (obr. 12) je drátěný koroton, ke kterému je přiváděno sinusové střídavé napětí (AC) se zápornou stejnosměrnou složkou (DC). Tímto napětím se tonerový prášek navíc nabíjí, tzn. jeho negativní potenciál se zvyšuje, což přispěje k efektivnějšímu přenosu toneru na papír. Dodatečné napětí navíc snižuje kladný potenciál přenosového válce, což pomáhá zajistit správné umístění toneru na přenosovém bubnu a zabraňuje pohybu toneru. Výsledkem je přesná reprodukce barevných odstínů. Dodatečné nabíjecí napětí je přiváděno do přenosového bubnu při nanášení žlutého toneru, tzn. na samém počátku procesu tvorby obrazu. Při aplikaci žlutého tonerového prášku je dodatečné nabíjecí napětí nastaveno na minimální hodnotu a po aplikaci každé nové barvy se toto napětí zvyšuje. Při nanášení černého toneru je aplikováno maximální zesilovací napětí.

Dále je třeba přenést plnobarevný viditelný obraz z přenosového válce na papír. Tento přenosový proces se nazývá sekundární přenos. Sekundární přenos je prováděn dalším korotronem, vyrobeným ve formě transportního pásu (obr. 13). Toner je na papír posouván elektrostatickými silami, tzn. kvůli potenciálnímu rozdílu mezi tonerovým práškem (negativním) a sekundárním přenosovým korotronem, na který je aplikováno kladné předpětí. Vzhledem k tomu, že sekundární přenos nastává až po čtyřech otáčkách přenosového bubnu, musí korotronový přenosový pás podávat papír až po nanesení všech barev, tzn. během čtvrté otáčky a do tohoto okamžiku by měl být pás v takové poloze, aby se papír nedotýkal přenosového bubnu.

Při vytváření obrazu je tedy transportní pás spuštěn dolů a nepřichází do kontaktu s přenosovým válcem, ale v okamžiku sekundárního přenosu je zvednut nahoru a dotýká se tohoto válce. Dopravní pás corotronu je posouván pomocí excentrické vačky, která je poháněna elektrickou spojkou na povel z mikrokontroléru (obr. 14).

Během sekundárního přenosu může být list papíru přitahován k povrchu přenosového bubnu kvůli rozdílu v elektrostatickém potenciálu. To může způsobit, že se list papíru omotá kolem válce a dojde k zaseknutí papíru. Aby se tomuto jevu zabránilo, má tiskárna systém oddělování papíru a odstraňování statického potenciálu z něj. Systém je korotron, do kterého je přiváděno střídavé sinusové napětí s kladnou konstantní složkou. Umístění korotronu vzhledem k papíru a přenosovému bubnu je znázorněno na obr. 15.

Během fáze sekundárního přenosu se některé částice toneru nepřenesou na papír, ale zůstanou na povrchu válce. Aby tyto částice nezasahovaly do tvorby dalšího listu a nezkreslovaly obraz, je nutné vyčistit přenosový válec a odstranit veškerý zbývající toner. Čištění přenosového bubnu je poměrně složitý proces. Tento postup využívá speciální čisticí válec, obrazový válec a čisticí jednotku obrazového válce. Přenášecí buben by se neměl čistit průběžně, ale až po sekundárním přeložení, tzn. Čisticí systém by měl být řízen podobně jako přenosový korotron. Během vytváření obrazu není čisticí systém aktivní, a když se toner začne přenášet na papír, zapne se. Prvním krokem čištění je dobití zbytkového tonerového prášku, tzn. jeho potenciál se mění z negativního na pozitivní. K tomuto účelu slouží čisticí váleček, který je napájen střídavým sinusovým napětím s kladnou konstantní složkou. Tento válec je při čištění přitlačován k povrchu válce a při vytváření obrazu je přehnut zpět. Válec je ovládán excentrickou vačkou, která je zase poháněna elektromagnetem (obr. 16).

Kladně nabitý toner je pak přenesen do obrazového válce, který má stále záporné předpětí. A již z povrchu fotoválce se toner čistí čistící stěrkou jednotky na čištění fotoválce (obr. 17).

Vytvoření plnobarevného obrazu končí fixací toneru na papír pomocí teploty a tlaku. List papíru prochází mezi dvěma válci fixačního bloku (pece), zahřívá se na teplotu asi 200 ºС, toner se roztaví a vtlačí do povrchu papíru. Aby se zabránilo ulpívání toneru na fixační jednotce, je na ohřívací válec přivedeno záporné předpětí, které způsobí, že prášek záporného toneru zůstane na papíru, nikoli na teflonovém válci.

Zkoumali jsme princip fungování pouze jedné tiskárny od jedné společnosti. Jiní výrobci mohou při konstrukci tiskáren používat jiné principy tvorby obrazu a jiná technická řešení, nicméně všechna tato řešení budou velmi blízká těm dříve diskutovaným.

Mnoho lidí věří, že laserová tiskárna je tak pojmenována, protože vypaluje obrázky na papír pomocí laseru. Samotný laser však k získání vysoce kvalitního tisku nestačí.

Nejdůležitějším prvkem laserové tiskárny je fotoválec. Jedná se o válec potažený fotocitlivou vrstvou. Další nezbytnou složkou toneru je barvicí prášek. Jeho částice se spojí do listu papíru a zanechají na něm požadovaný obrázek.

Obrazový válec a násypka toneru jsou nejčastěji součástí jedné pevné kazety, která má navíc mnoho dalších důležitých částí - nabíjecí a vyvolávací válečky, čistící čepel a zásobník odpadního toneru.

Nyní se podívejme na to, jak se to všechno děje podrobněji.

Kroky ovládání tiskárny

Elektronický dokument je odeslán k tisku. V tomto okamžiku jej obvodová deska zpracuje a laser vyšle digitální impulsy do kazety. Nabitím fotoválce negativními částicemi laser přenese na něj obraz nebo text, který má být vytištěn.

Když laserový paprsek dopadne na buben, odstraní náboj a na jeho povrchu zůstanou nenabité zóny. Každá částice toneru je záporně nabitá a při kontaktu s fotoválcem toner vlivem statické elektřiny přilne k nenabitým úlomkům. Tomu se říká vývoj obrazu.

Speciální válec s kladným nábojem přitlačuje list papíru k fotoválci. Protože se opačně nabité částice přitahují, toner se na papír přilepí.

Dále se papír s tonerem zahřeje na teplotu cca 200 stupňů pomocí tepelné šachty tzv. pece. Díky tomu se toner roztáhne a obraz je na papíře bezpečně fixován. Proto jsou dokumenty čerstvě vytištěné na laserové tiskárně vždy teplé.

V poslední fázi se z fotoválce odstraní náplň a ten se očistí od zbylého toneru, k čemuž se používá čistící čepel a násypka odpadního toneru.

Takto funguje proces tisku. Laser maluje budoucí obraz nabitými částicemi. Fotoválec zachycuje a přenáší inkoustový prášek na papír. Toner se vlivem statické elektřiny přilepí na papír a přilepí se k němu.

Na stejném principu fungují kopírky.

Výhody laserové tiskárny

Předpokládá se, že rychlost tisku u laserové tiskárny je vyšší než u inkoustové tiskárny. V průměru je to 27-28 výtisků za minutu. Proto se používají k tisku velkého množství dokumentů.

Zařízení během provozu nevydává mnoho hluku. Kvalita tisku je velmi vysoká při nízkých nákladech na jeden výtisk, kterých je dosaženo díky nízké spotřebě a ceně toneru. Cena většiny modelů laserových tiskáren je také docela dostupná.

Dlouhá léta se vedou spory o to, zda jsou laserové tiskárny zdraví škodlivé. Částice toneru používané při laserovém tisku jsou tak malé, že snadno pronikají do lidského těla, usazují se a hromadí v dýchacích cestách. Při neustálém kontaktu s tonerem po dobu 15-20 let se mohou rozvinout bolesti hlavy, astma a další onemocnění.

Výrobci tiskáren však ujišťují, že každodenní používání tiskárny není na škodu. Technologie výroby se neustále zdokonalují a kazety se testují v laboratořích.

Nebezpečí může nastat pouze v případě, že se pokusíte otevřít a znovu naplnit kartuši sami. Částice toneru se mohou dostat do plic a velmi obtížně se z těla odstraňují, proto je lepší svěřit doplňování tiskárny odborníkům.

Rychlost, životnost a kvalita tisku laserových tiskáren jsou skutečně vynikající. Toto zařízení je nepostradatelné v práci a každodenním životě mnoha uživatelů a není tak rozmarné jako vrtošivé inkoustové tiskárny, které mají často problémy s tiskem při doplňování.

Pokud jste stále nesehnali nejúspěšnější model laserové tiskárny a příliš jste jej nevyužívali, pak nezoufejte. KupimToner nakupuje nové tiskárny různých značek a také komponenty pro ně a nabízí slušnou cenu.

Zahrnuje sedm po sobě jdoucích operací k vytvoření daného obrázku na listu papíru. Jedná se o velmi zajímavý a technologický proces, který lze rozdělit do dvou hlavních fází: aplikace obrazu a jeho upevnění. První fáze je spojena s provozem kazety, druhá probíhá ve fixační jednotce (peci). Výsledkem je, že během několika sekund dostaneme obrázek, který nás zajímá, na bílý list papíru.

Co se tedy v tiskárně stane za tak krátkou dobu? Pojďme na to přijít.

Nabít

Připomeňme, že toner je jemně rozptýlená látka (5-30 mikronů) a jeho částice velmi snadno přijímají jakýkoli elektrický náboj.

Nabíjecí válec v kazetě zajišťuje rovnoměrný přenos záporného náboje na fotoválec. K tomu dochází, když je nabíjecí válec přitlačen k fotoválci a otáčením v jednom směru (při stejnoměrném udělování záporného statického náboje fotoválci) se otáčí ve druhém.

Povrch fotoválce má tedy negativní náboj rovnoměrně rozložený po celé ploše.

Výstava

V dalším procesu je budoucí snímek exponován na fotoválci.

To se děje díky laseru. Když laserový paprsek dopadne na povrch fotoválce, odstraní negativní náboj v tomto místě (bod se nabije neutrálně). Laserový paprsek tedy tvoří budoucí obraz podle zadaných souřadnic v programu. Výhradně na místech, kde je to nutné.

Takto dostaneme exponovanou část obrazu v podobě negativně nabitých bodů na povrchu fotoválce.

Rozvoj

Dále se na exponovaný obraz na povrchu fotoválce nanese toner v rovnoměrné tenké vrstvě pomocí vyvolávacího válečku. Částice toneru přijímají záporný náboj a vytvářejí budoucí obraz na povrchu válce.

Převod

Dalším krokem je přenesení negativně nabitého obrazu toneru z válce na prázdný list papíru.

K tomu dochází, když se přenosový válec dostane do kontaktu s listem papíru (list prochází mezi přenosovým válcem a obrazovým válcem). Přenosový válec má vysoký kladný potenciál, který způsobuje, že všechny záporně nabité částice toneru (ve formě vytvořeného obrazu) jsou přeneseny na list papíru.

Konsolidace

Dalším krokem laserového tisku je fixace obrazu toneru na list papíru ve fixační jednotce (v troubě).

V jádru je to proces „pečení“ na papír. List toneru, procházející mezi termoválcem a přítlačným válcem, je podroben termobarickému (teplotnímu a tlakovému) zpracování, v důsledku čehož se toner na archu zafixuje a stane se odolným vůči vnějším mechanickým vlivům.

Na našem obrázku vidíte tepelnou hřídel a přítlačný válec. Tepelný válec se používá v řadě laserových tiskových zařízení. Uvnitř tepelné šachty je použita halogenová žárovka, která zajišťuje ohřev (topné těleso).

Existují i ​​jiné modely laserových tiskových zařízení, kde se místo termoválce (jako topné těleso) používá termofilm. Rozdíl mezi nimi je v tom, že halogenový ohřívač pracuje déle. Za zmínku stojí skutečnost, že zařízení s tepelným filmem jsou velmi citlivá na mechanické vlivy cizích předmětů (sponky, svorky ze sešívačky) na listu papíru. To je plné selhání samotného tepelného filmu. Je velmi citlivá na poškození.

Čištění

Protože během celého tohoto procesu zůstává na povrchu fotoválce malé množství toneru, je v kazetě instalována stěrka (čistící čepel), která čistí zbytkové mikročástice toneru z hřídele fotoválce.

Při otáčení se hřídel čistí. Zbytkový prášek skončí v odpadní nádobě na toner.

Odstraňování náboje

Během poslední fáze se hřídel fotoválce dostane do kontaktu s nabíjecím válcem. To vede k tomu, že „mapa“ záporného náboje je opět zarovnána na povrchu bubnu (do této chvíle zůstávala na povrchu jak záporně nabitá místa, tak neutrálně nabitá - byla projekcí obrazu).

Nabíjecí válec tedy opět uděluje rovnoměrně rozložený negativní potenciál povrchu fotoválce.

Tím je cyklus tisku jednoho listu ukončen.

Závěr

Technologie laserového tisku tedy zahrnuje sedm po sobě jdoucích fází přenosu a fixace obrazu na papír. Na moderních zařízeních tento proces tisku jednoho obrázku na papír formátu A4 trvá jen několik sekund.

Při opotřebování vnitřní části, jako je fotobuben, nabíjecí válec nebo magnetická hřídel, jsou vyměněny. Tyto součásti jsou umístěny uvnitř kazety a můžete je vidět na obrázku výše. V důsledku opotřebení těchto prvků se kvalita tisku výrazně zhoršuje.

Něco málo o historii laserového tisku

A na závěr něco málo k vývoji technologie laserového tisku. Překvapivě se dříve objevila technologie laserového tisku, například stejná technologie matricového tisku. Chester Carlson vynalezl metodu tisku zvanou elektrografie v roce 1938. Používal se v tehdejších kopírkách (60.-70. léta minulého století).

Samotný vývoj a vznik první laserové tiskárny řídil Gary Starkweather. Byl zaměstnancem společnosti Xerox. Jeho myšlenkou bylo použít technologii kopírky k vytvoření tiskárny.

Poprvé se objevil v roce 1971 první laserová tiskárna Společnost Xerox. Jmenoval se systém elektronického tisku Xerox 9700. Sériová výroba byla zahájena později - v roce 1977.

Laserové tiskárny poskytují vyšší kvalitu než inkoustové tiskárny. Nejznámější společnosti vyvíjející laserové tiskárny jsou Hewlett-Packard a Lexmark.

Princip činnosti laserové tiskárny je založen na metodě suchého elektrostatického přenosu obrazu, kterou vynalezl C.F. Carlson v roce 1939 a implementoval ji také do kopírovacích strojů. Funkční schéma laserové tiskárny je na Obr. 5.6. Hlavním designovým prvkem je rotující buben, sloužící jako mezimédium, kterým se obraz přenáší na papír.

Rýže. 5.6. Funkční schéma laserové tiskárny

Buben je válec potažený tenkým filmem světlovodivého polovodiče. Typicky se jako takový polovodič používá oxid zinečnatý nebo selen. Statický náboj je rovnoměrně rozložen po povrchu bubnu. Toho je dosaženo pomocí jemného drátu nebo pletiva zvaného korónový drát nebo corotron. Na tento drát je aplikováno vysoké napětí, které způsobí, že se kolem něj objeví zářící ionizovaná oblast zvaná koróna.

Laser,řízená mikrokontrolérem, generuje tenký paprsek světla, který se odráží od rotujícího zrcadla. Obraz je snímán stejným způsobem jako v televizní kineskopu: pohybem paprsku po přímce a rámu. Pomocí rotujícího zrcadla paprsek klouže po válci a jeho jas se prudce mění: z úplného světla do úplné tmy a stejně prudce (bodově) se válec nabíjí. Tento paprsek, dopadající na buben, jej mění elektrický náboj v místě kontaktu. Velikost nabité oblasti závisí na zaostření laserového paprsku. Paprsek je zaostřen pomocí čočky. Známkou dobrého zaostření je přítomnost jasných hran a rohů v obraze. U některých typů tiskáren se během nabíjecího procesu potenciál povrchu válce snižuje z 900 na 200 V. Na válci, mezimédiu, se tak objevuje skrytá kopie obrazu v podobě elektrostatického reliéfu.

V další fázi se aplikuje na fotosazbu. toner- barva, což jsou nejmenší částice. Vlivem statického náboje se částice snadno přitahují k povrchu bubnu v exponovaných místech a vytvářejí obraz v podobě barevného reliéfu.

Papír se vytahuje z podávacího zásobníku a přesouvá se do bubnu pomocí válečkového systému. Těsně před bubnem dodává koroton papíru statický náboj. Papír se poté dostane do kontaktu s bubnem a díky svému náboji přitahuje částice toneru dříve nanesené na válec.

Pro fixaci toneru se papír vede mezi dvěma válci při teplotě asi 180 "C. Po dokončení procesu tisku se válec zcela vyprázdní, vyčistí se od ulpívajících přebytečných částic a provede se nový tiskový proces. Laserová tiskárna je stránku po stránce, tj. tvoří celou stránku pro tisk.

Proces provozu laserové tiskárny od okamžiku, kdy obdrží příkaz z počítače až po výstup tištěného archu, lze rozdělit do několika vzájemně propojených fází, během kterých jsou zapojeny takové funkční komponenty tiskárny, jako je centrální procesor; skenovací procesor; deska ovládání motoru zrcátka; zesilovač jasu paprsku; jednotka regulace teploty; řídicí jednotka podávání listů; deska řízení podávání papíru; deska rozhraní; pohonná jednotka; tlačítka ovládacího panelu a indikační deska; další rozšiřující karty RAM. Laserová tiskárna funguje v podstatě jako počítač: stejná centrální procesorová jednotka, která obsahuje hlavní propojovací a řídicí funkce; RAM, kde jsou umístěna data a písma, desky rozhraní a deska ovládacího panelu, která komunikuje tiskárnu s ostatními zařízeními, tisková jednotka, která vydává informace na list papíru.

Mnoho lidí používalo laserové tiskárny, někteří je mají doma, ale ví každý, jak laserová tiskárna funguje? Odpověď na tuto otázku najde čtenář v tomto článku.

Laserová tiskárna je periferní zařízení, které rychle a efektivně tiskne textové a grafické objekty na běžný kancelářský a speciální papír. Hlavní přednosti těchto tiskáren, jako jsou nízké náklady na tisk, vysoká provozní rychlost, vysoké zdroje a rozlišení, odolnost proti vlhkosti a vyblednutí, z nich udělaly nejčastěji používané nejen mezi kancelářskými pracovníky, ale i mezi běžnými uživateli.

Tvorba a vývoj laserových tiskáren

První snímek využívající suchý inkoust a statickou elektřinu vytvořil Chester Carlson v roce 1938. A jen o 8 let později se mu podařilo najít výrobce zařízení, která vynalezl. Byla to společnost, kterou dnes každý zná jako Xerox. A ve stejném roce 1946 vstoupila na trh první kopírka. Byl to obrovský a složitý stroj, který vyžadoval řadu ručních operací. Teprve v polovině 50. let vznikl první plně automatizovaný mechanismus, který byl prototypem moderní laserové tiskárny.

Od konce roku 1969 začal Xerox pracovat na vývoji laserových tiskáren a k existujícím vzorkům v té době přidal laserový paprsek. Ale podle těchto standardů stál třetinu milionu dolarů a byl obrovský co do velikosti, což neumožňovalo použití takového zařízení ani v malých podnicích, natož v každodenním životě.

Výsledkem spolupráce současných gigantů v polygrafickém průmyslu Canon a HP bylo uvedení řady tiskáren LaserJet, které jsou schopny vytisknout až 8 stran textu za minutu. Taková zařízení se stala dostupnější poté, co se objevila první vyměnitelná kazeta do laserové tiskárny.

Princip činnosti

Základem pro tvorbu obrazu je barvivo obsažené v toneru. Vlivem statické elektřiny se lepí a doslova se obtiskne do papíru. Ale jak se to stane?

Každá laserová tiskárna se skládá ze tří hlavních funkčních bloků: desky s plošnými spoji, jednotky pro přenos obrazu (cartridge) a tiskové jednotky. Jednotka podavače papíru dodává papír pro tisk. Jsou navrženy ve dvou provedeních - podávání papíru ze spodního zásobníku a podávání papíru z horního zásobníku.

Jeho struktura je poměrně jednoduchá:

• váleček – potřebný k nabírání papíru;
• jednotka pro zachycení a podávání jednoho listu;
• válec, který přenáší statický náboj na papír.
• Kazeta do laserové tiskárny se skládá ze dvou částí – toneru a válce nebo fotoválce.

Toner

Toner se skládá z mikroskopických polymerních částic, které jsou potaženy barvivem, včetně magnetitu a regulátoru náboje. Každá společnost vyrábí prášek s jedinečnými vlastnostmi pro vlastní tiskárny a multifunkční zařízení. Všechny prášky se liší magnetismem, hustotou, disperzí, velikostí zrna a dalšími fyzikálními ukazateli. Proto byste neměli doplňovat kazety náhodným tonerem. Výhodou toneru oproti inkoustu je čirost vytištěného obrazu a odolnost proti vlhkosti, kterou zajišťuje tisk prášku do papíru. Mezi nevýhody patří malá barevná hloubka, sytost při barevném tisku a negativní dopad na lidský organismus při interakci s tonerem např. při nabíjení kazety.

Struktura a fáze tisku obrazu

Fotobuben je vyroben ve formě podélného hliníkového hřídele, potaženého tenkou vrstvou materiálu, který je citlivý na světelné paprsky s určitými parametry. Válec je pokryt ochrannou vrstvou. Kromě hliníku jsou bubny vyrobeny z anorganických fotosenzitivních látek. Hlavní vlastností fotoválce je změna vodivosti (náboje) pod vlivem laserového paprsku. To znamená, že pokud je válec nabitý, bude jej skladovat po významnou dobu. Ale pokud osvětlíte jakoukoli oblast hřídele světlem, okamžitě ztratí svůj náboj a stanou se neutrálně nabitými v důsledku zvýšení vodivosti (to znamená snížení elektrického odporu) v těchto zónách. Náboj proudí z povrchu přes vnitřní vodivou vrstvu.

Když dokument dorazí k tisku, deska s plošnými spoji jej zpracuje a vyšle příslušné světelné impulsy do jednotky přenosu obrazu, kde se digitální obraz převede na obraz na papíře. Fotobuben se otáčí pomocí hřídele a přijímá primární záporný nebo kladný náboj z blízkého válce. Jeho hodnota je určena nastavením tisku hlášeným plošným spojem.

Po nabití válce jej horizontální laserový paprsek snímá s obrovskou frekvencí. Exponované oblasti fotoválce, jak je uvedeno výše, se vybijí. Tyto nenabité zóny tvoří požadovaný obraz na cívce zrcadlově. Dále, aby se obrázek zobrazil na papíře, musí být nenabité oblasti vyplněny tonerem. Laserová skenovací jednotka se skládá ze zrcadla, polovodičového laseru, několika tvarovacích čoček a jedné zaostřovací čočky.

Válec je v kontaktu s válcem, vyrobeným převážně z hořčíku, a dodává toner do fotoválce z nádržky kazety. Válec, ve kterém je umístěn permanentní magnet, je vyroben ve formě dutého válce s vodivou vrstvou. Vlivem magnetického pole je toner z násypky přitahován k válci silou zmagnetizovaného jádra.

Vlivem elektrostatického napětí se toner z válce přenese na obraz vytvořený laserovým paprskem na povrchu fotoválce, rotujícího v blízkosti válce. Toner nemá kam jít, protože jeho záporně nabité částice jsou přitahovány ke kladně nabitým oblastem fotoválce, na kterých se vytváří požadovaný obraz. Záporný náboj válce vytlačí nežádoucí toner zpět a zaplní jím laserem naskenované oblasti.

Všimněme si jedné nuance. Existují dva typy zobrazování. Nejběžnější je použití toneru s kladným nábojem. Takový prášek zůstává na neutrálně nabitých oblastech fotoválce. To znamená, že laser osvětluje oblasti, kde bude náš budoucí obraz. Buben je záporně nabitý. Druhý mechanismus je méně běžný a používá toner se záporným nábojem. Laserový paprsek „vybíjí“ oblasti kladně nabitého fotoválce, kde by neměl být obraz. To stojí za to pamatovat při výběru laserové tiskárny, protože v prvním případě bude přesnější přenos detailů a ve druhém - rovnoměrnější a hustší výplň. První tiskárny byly dokonalé pro tisk textových dokumentů, a proto se rozšířily.

Před kontaktem s válcem papír obdrží statický elektrický náboj pomocí válečku pro přenos náboje. Pod jehož vlivem je toner přitahován k papíru v okamžiku jeho těsného kontaktu s bubnem. Bezprostředně poté je náboj z papíru odstraněn neutralizátorem statického náboje. Tím se eliminuje přitahování listu k fotoválci. Když papír prochází laserovou skenovací jednotkou, vytvořený obraz se stává znatelným na listu, který lze snadno zničit sebemenším dotykem. Pro jeho trvanlivost je nutné jej zafixovat roztavením přísad obsažených v toneru. K tomuto procesu dochází v jednotce pro fixaci obrazu - to je třetí klíčová jednotka laserové tiskárny. Říká se mu také „sporák“. Stručně řečeno, látky obsažené v toneru tají. Po vtlačení a vytvrzení se zdá, že tyto polymery pokrývají inkoust a chrání jej před vnějšími vlivy. Nyní čtenář pochopí, proč jsou potištěné listy vycházející z tiskárny tak teplé.

Konstrukčně se takzvaný „sporák“ skládá ze dvou šachet, z nichž jedna obsahuje topné těleso. Druhý, často spodní, je nutný pro vtlačení roztaveného polymeru do papíru. Topná tělesa jsou vyrobena ve formě termistorů vyrobených ve formě tepelných filmů. Když se na ně přivede napětí, zahřejí se tyto prvky na vysoké teploty (asi 200 °C) ve zlomku sekundy. Přítlačný válec přitlačuje arch k topnému tělesu, které vtlačí tekuté mikroskopické částice toneru do textury papíru. Na výstupu z fixačního bloku jsou separátory, aby se papír nelepil na termofólii.