O imprimantă laser este unul dintre tipurile de imprimante care vă permite să produceți rapid printuri de text și grafice de înaltă calitate pe hârtie simplă (de birou ) . La fel ca și fotocopiatoarele, imprimantele laser folosesc procesul de imprimare xerografică în munca lor , însă diferența este că imaginea este formată prin expunerea directă (iluminarea) a elementelor fotosensibile ale imprimantei cu un fascicul laser .
Imprimeurile realizate în acest fel nu se tem de umiditate, sunt rezistente la abraziune și decolorare. Calitatea unei astfel de imagini este cea mai înaltă.
În 1938, studentul la drept Chester Carlson a produs prima imagine xerografică , a cărei tehnologie a fost aceea de a folosi electricitatea statică pentru a transfera tonerul (cerneală uscată) pe hârtie, rezultatul a mulți ani de muncă pentru a renunța la utilizarea mimeografiilor existente și a scăpa de costul ridicat al tipăritelor rezultate. Cu toate acestea, doar opt ani mai târziu, după ce a primit un refuz de la IBM și de la US Signal Corps , în 1946 Carlson a reușit să găsească o companie care a fost de acord să producă copiatoarele electrostatice pe care le inventase . Această companie a fost Haloid Company, care mai târziu a fost redenumită Xerox Corporation.
Primul dispozitiv Xerox a intrat pe piață în 1949 sub numele de Model A. Acest dispozitiv voluminos și complex a necesitat o serie de pași manuali pentru a realiza o copie a unui document. Și numai zece ani mai târziu, a fost comercializat un xerograf complet automat, Xerox 914, care era capabil să producă 7 copii pe minut. Acest model a devenit prototipul tuturor copiatoarelor și imprimantelor laser care au apărut mai târziu.
Xerox a început să lucreze la imprimante laser în 1969. Succesul a fost obținut în 1978 de un angajat al companiei Gary Starkweather , care a reușit să adauge un fascicul laser la tehnologia copiatoarelor Xerox existente, creând astfel prima imprimantă laser. Full duplex Xerox 9700 ar putea imprima 120 de pagini pe minut (apropo, rămâne încă cea mai rapidă imprimantă laser din lume). Cu toate acestea, dimensiunea dispozitivului a fost pur și simplu uriașă, iar prețul de 350 de mii de dolari (fără ajustare pentru cursul de schimb de atunci) nu se potrivea cu ideea „o imprimantă în fiecare casă”.
La începutul anilor 1980, cererea pentru dispozitive care au depășit imprimantele matriceale existente în ceea ce privește calitatea imprimării a atins un punct critic. În 1979, a urmat o ofertă de la Canon , care a introdus prima imprimantă laser desktop LBP-10. În anul următor, compania a demonstrat în mod privat noul model LBP-CX la Apple , Diablo Systems HP în California .
La acel moment, Canon avea nevoie de parteneri de marketing puternici pentru produsele sale pe o nouă piață pentru companie, întrucât compania avea o poziție puternică în domeniul camerelor și soluțiilor pentru birou (aceleași copiatoare), dar nu avea conexiunile necesare. pentru vânzări eficiente pe piața de prelucrare a datelor. Canon a apelat mai întâi la Diablo Systems, o divizie a Xerox Corporation. Acest lucru a fost evident și logic, deoarece Diablo deținea cea mai mare parte a pieței de imprimante cu petale, iar agenții de marketing și-au exprimat dorința de a pune sigla Diablo pe produsele altor producători. Acest lucru a făcut ca Xerox să fie prima companie care i s-a cerut să comercializeze sistemul CX cu un controler Canon.
Cu toate acestea, Xerox a refuzat oferta deoarece, împreună cu Fuji-Xerox din Japonia, ea însăși dezvolta un dispozitiv care trebuia să fie cea mai bună imprimantă laser desktop de pe piață. Dar, deși noul 4045 combina un copiator și o imprimantă laser, cântărea aproximativ 50 de kilograme, costa de două ori mai mult decât CX, nu avea un cartuş de toner înlocuibil și nu asigura cea mai bună calitate de imprimare. Ulterior, foștii marketeri Diablo au recunoscut că a fost o greșeală destul de mare să ratezi oferta Canon, iar imprimanta HP LaserJet care a apărut puțin mai târziu ar fi putut fi o Xerox LaserJet.
În orice caz, după ce Diablo a refuzat oferta Canon din Fremont, reprezentanții Canon au călătorit câțiva mile pentru a vizita birourile HP Palo Alto și Apple Computer din Cupertino. Hewlett-Packard a fost a doua alegere logică, deoarece a lucrat îndeaproape cu Diablo și avea o linie destul de largă de imprimante cu matrice de puncte și petale.
O colaborare între Canon și HP a dus la lansarea în 1984 a imprimantelor HP LaserJet , capabile să imprime 8 pagini pe minut. Vânzările lor au crescut foarte repede și au dus la faptul că până în 1985 Hewlett-Packard a preluat aproape întreaga piață a imprimantelor laser desktop. Trebuie remarcat faptul că, ca și în cazul imprimantelor cu jet de cerneală, dispozitivele noi au devenit cu adevărat accesibile doar după dezvoltarea cartuşelor de toner înlocuibile pentru acestea (în acest caz, Hewlett-Packard a fost dezvoltator).
În același timp, problemele de reducere a costurilor de cartuse noi și de reciclare uzate, numărul cărora a început să sugereze probleme de mediu, au dat naștere unei întregi ramuri a industriei de prelucrare, a cărei data de naștere poate fi considerată 1986. .
Există trei moduri de a transfera tonerele:
Într-un sistem cu două componente, revelatorul rămâne pe rola magnetică a unității de dezvoltare și continuă să servească în continuare (tonerul, desigur, este consumat). În descrierile tehnice ale multor dispozitive, producătorii susțin că dezvoltatorul nu necesită deloc reumplere, dar, în practică, performanța sa se deteriorează în timp, ceea ce afectează calitatea copiilor.
Imprimarea se realizează cu toner, care este un polimer magnetic fin dispersat, care se topește la o temperatură de 200 de grade. Tonerul este umplut în cartușul de toner și, datorită activatorului, care este situat deasupra rolei magnetice, este distribuit uniform peste acesta.
Pentru a construi o imagine în imprimantele laser, se utilizează o metodă foto: un fascicul laser (sau fascicul LED ) lovește un arbore foto, care este preîncărcat fără acces la lumină de un corotron de încărcare. Corotronul de încărcare este situat deasupra arborelui foto și este realizat sub forma unui fir întins paralel cu arborele foto sau sub forma unei role de cauciuc (sarcină de contact) care este în contact cu arborele foto. O tensiune ridicată constantă este furnizată corotronului de încărcare, care electrizează suprafața arborelui foto din cauza ionizării de impact a aerului rezultată dintr -o descărcare corona de înaltă tensiune .
Blocare de fixare ( Unitate de topire ) - este folosit pentru a fixa imaginea pe hârtie.
Tonerul este o pudră pentru aplicarea unei imagini.
Purtătorul este o pulbere feromagnetică (în structură este vorba de particule mici) utilizată în mașinile cu două componente pentru a ține tonerul pe suprafața arborelui magnetic datorită forțelor electrostatice (atunci când este amestecat cu tonerul, îl încarcă cu un potențial static în timpul reciproc. frecare), iar din acesta, sub influența unei descărcări pe o coroană, pe suprafața fototamburului, și revelatorul însuși, datorită proprietăților sale magnetice, rămâne pe arborele magnetic și aproape nu este consumat (cu toate acestea, pierde proprietățile sale în timp și necesită și înlocuire) [3] .
Developer (Eng. Developer) (uneori numit starter) - un amestec de materiale furnizate fotoconductorului. La mașinile cu două componente, acesta este un amestec de toner și suport, iar la mașinile cu o singură componentă, doar toner. Termenul este similar cu termenul dezvoltator folosit în fotografie , dar de obicei nu este tradus în literatura în limba rusă.
Procesul de imprimare cu laser constă din cinci pași consecutivi:
Încărcare foto-arbore - aplicarea unei sarcini electrice uniforme pe suprafața unui fototambur rotativ (1). Cel mai des folosit material fotoconductor, fotoorganic, necesită utilizarea unei sarcini negative, dar există materiale (cum ar fi siliciul ) care permit utilizarea unei sarcini pozitive.
Inițial, încărcarea a fost efectuată folosind o coroană ( ing. scorotron ) - un fir întins, care este alimentat în raport cu fototamburul. O plasă metalică este de obicei plasată între fir și fotoconductor pentru a egaliza câmpul electric.
Mai târziu, au început să folosească încărcarea cu ajutorul unei role de încărcare ( ing. Charge Roller ) (2). Un astfel de sistem a permis reducerea tensiunii și reducerea problemei emisiei de ozon în descărcarea corona (conversia moleculelor de O 2 în O 3 sub acțiunea tensiunii înalte), dar implică problema contactului mecanic direct și a uzurii pieselor, ca precum și curățarea de contaminare.
Iluminarea cu laser (expunerea) este procesul de trecere a unui fascicul laser de-a lungul unei suprafețe încărcate negativ a unui arbore foto. Raza laser (3) este deviată de oglinda rotativă (4) și, trecând prin lentila de distribuție (5), este focalizată pe arborele foto (1). Laserul este activat numai în acele locuri în care rola magnetică (7) va trebui ulterior să primească toner. Sub acțiunea laserului, zonele suprafeței fotosensibile a rolei foto, care au fost iluminate de laser, devin conductoare electric și o parte din încărcătura din aceste zone „curge” pe baza metalică a fotografiei. -rola. Astfel, pe suprafața arborelui foto este creată o imagine electrostatică a viitoarei imprimări sub forma unui „model” de zone cu o sarcină mai puțin negativă decât fundalul general.
Tonerul din buncăr este atras de suprafața rolei magnetice prin acțiunea magnetului , care este folosit pentru a face miezul rolei. Pe măsură ce rola magnetică se rotește, tonerul de pe suprafața sa trece printr-o fantă îngustă formată între lama raclă și rola magnetică. O tensiune înaltă de același semn este de asemenea furnizată arborelui magnetic ca și fotoconductorului. Astfel, tonerul de pe suprafața rolei magnetice este respins de pe suprafața neexpusă a fotoconductorului. Cu toate acestea, în acele locuri ale stratului fotosensibil în care fasciculul laser a fost expus și încărcarea a scăzut față de restul suprafeței, tonerul este transferat la fotoconductor. În același timp, fotostratul din zonele iluminate păstrează în continuare același semn de încărcare ca și particulele de toner, în comparație cu potențialul firului comun al circuitului, dar magnitudinea sarcinilor se dovedește a fi diferită, ceea ce este echivalent. la sarcini opuse în timpul interacțiunii.
Astfel, imaginea electrostatică (invizibilă) este transformată într-o imagine vizibilă (apare). Tonerul atras de fotoconductor se deplasează mai departe pe acesta până când vine în contact cu hârtia.
În punctul de contact al rolei foto cu hârtia, sub hârtie se află o altă rolă, numită rolă de transfer. Este alimentat cu o tensiune de semn opus față de fototambur. Astfel, tonerul și hârtia se află într-un gradient de intensitate a câmpului electric între doi electrozi încărcați opus. Particulele de toner, aflate într-o poziție de neechilibru, tind să ajungă la el, deplasându-se de la suprafața fotoconductorului către rola de transfer și lipindu-se de hârtie pe parcurs. Particulele rămân apoi pe suprafața hârtiei, ținute de forțele electrostatice.
Dacă în acest moment te uiți la hârtie, se va forma pe ea o imagine complet finisată, care poate fi ușor distrusă trecând cu degetul peste ea, deoarece imaginea este formată din pulbere de toner atrasă de hârtie, care nu se ține pe hârtie. prin orice altceva decât electrostatică. Pentru a obține imprimarea finală, imaginea trebuie să fie fixată.
Hârtia cu o imagine de toner „turnată” se deplasează mai departe către unitatea de fixare (cuptor). Imaginea este fixată din cauza căldurii și presiunii. Soba este formată din două arbori:
Senzorul termic ( termistorul ) monitorizează temperatura arborelui termic. Când hârtia este încălzită (180–220 °C), tonerul atras de ea se topește și, într-o formă moale, este presat în textura hârtiei. Odată scos din cuptor, tonerul se întărește rapid, creând o imagine permanentă, rezistentă la impact. Pentru ca hârtia pe care se aplică tonerul să nu se lipească de arborele termic, pe ea se realizează separatoare de hârtie (colți).
Cu toate acestea, un arbore termic nu este singura implementare a unui încălzitor. O alternativă este un dispozitiv diferit de aragaz care utilizează film termic: adică un material flexibil special sub formă de tub care învelește complet structura de susținere cu o placă ceramică subțire și lungă, care este doar un element de încălzire care conține în structura plăcii ceramice, în plus față de conductoarele de încălzire, senzor de temperatură de control al temperaturii încorporat pe cealaltă parte a plăcii. Instalarea eronată a unei plăci ceramice de către lucrătorii necalificați ai centrului de service duce la o ardere rapidă și ireversibilă a senzorului de temperatură.
De exemplu, acest lucru este valabil pentru imprimantele laser din seria HP LaserJet 1100/1100A, 1200 și altele. La modelele de imprimantă ulterioare (HP LaserJet 1010, 1018, 1020 etc.), senzorul termic a fost îndepărtat din structura plăcii ceramice.
Cu această versiune a sobei cu peliculă termică, este necesar să se utilizeze un lubrifiant siliconic special la temperatură înaltă datorită prezenței unor forțe semnificative de frecare-alunecare asupra ceramicii în timpul rotației filmului termic atunci când foaia este trecută prin blocul termic.
Termofilmul se sprijină în principal și se rotește cu laturile sale extreme pe stâlpii laterali de suport din plastic.
Există următoarele dezavantaje inerente tuturor tipurilor de filme termice. Aceasta este tendința lor de a se sparge de la capse de pe hârtie, arsuri din cauza lipirii tonerului sinterizat pe excesul de grăsime termică în interiorul cadrului unității termice sub film și prezența altor efecte negative ale utilizatorilor neexperimentați și reparatorilor de service.
Principiul imprimării laser multicolor este următorul. La începutul procesului de imprimare, motorul de randare preia un document digital și îl procesează o dată sau de mai multe ori, creând un bitmap paginat descompus în componente de culoare corespunzătoare culorilor tonerelor utilizate. În a doua etapă, un laser sau o serie de LED-uri formează o distribuție a sarcinii pe suprafața unui tambur fotosensibil rotativ, similar cu imaginea rezultată. Particulele mici de toner încărcate, constând dintr-un pigment colorant, rășini și polimeri, sunt atrase de zonele descărcate ale suprafeței tamburului.
Apoi, tonerul de la fotoconductor este transferat pe banda de transfer, pe care se formează o imagine colorată și din care tonerul este transferat pe hârtie. Majoritatea imprimantelor laser color folosesc patru treceri separate pentru a reprezenta culori diferite. Hârtia trece apoi printr-un cuptor care topește tonerul și îl fixează pe hârtie, creând imaginea finală.
Laserele sunt capabile să focalizeze precis, rezultând fascicule foarte subțiri care descarcă zonele necesare ale tamburului fotosensibil. Datorită acestui fapt, imprimantele laser moderne, atât color, cât și alb-negru, au rezoluție înaltă.
De regulă, rezoluția pentru imprimarea alb-negru variază de la 600 × 600 la 1200 × 1200 dpi, dar pentru imprimarea color ajunge la 9600 × 9600. Imprimantele laser color și alb-negru funcționează în practică în același mod. Diferența este că patru tipuri de toner de cerneală sunt utilizate pentru imprimarea color. Orice culoare contribuie la imaginea finală aplicată pe o coală de hârtie. În comparație cu imprimantele cu jet de cerneală , imprimantele laser au multe avantaje:
Semne ascunse (vezi Puncte galbene ) - multe modele de imprimante color, atunci când sunt tipărite, pun pe imprimare o imagine latentă care indică data și ora tipăririi, precum și numărul de serie al dispozitivului, ceea ce se presupune că se face pentru a preveni imprimarea copii color ale bancnotelor și ale altor documente și hârtii de valoare [4] .
| Imprimantă și scaner | |||||||||||||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| |||||||||||||||||||
| |||||||||||||||||||
| |||||||||||||||||||
| Procesul de imprimare și imprimare | |||||
|---|---|---|---|---|---|
| Tipărire unică și ediție limitată | |||||
| Imprimare cu tiraj mare | |||||
| Metode de realizare a clișeelor | |||||
| Mașini de imprimat |
| ||||
| Vezi și: publishing , typography , typography , type , typesetting , layout | |||||