Laserová tiskárna je jedním z typů tiskáren , které umožňují rychle vytvářet vysoce kvalitní výtisky textu a grafiky na běžný (kancelářský) papír . Laserové tiskárny stejně jako kopírky využívají při své práci proces xerografického tisku , rozdíl je však v tom, že obraz vzniká přímou expozicí (nasvícením) fotocitlivých prvků tiskárny laserovým paprskem.
Takto vyrobené tisky se nebojí vlhkosti, jsou odolné proti oděru a vyblednutí. Kvalita takového obrázku je nejvyšší.
V roce 1938 vytvořil student práv Chester Carlson první xerografický snímek, jehož technologií bylo využití statické elektřiny k přenosu toneru (suchého inkoustu) na papír, což je výsledek mnohaleté práce na odklonu od používání stávajících mimeografů a odstranění vysoké náklady na výsledné tisky. Avšak o pouhých osm let později, poté, co obdržel odmítnutí od IBM a od US Signal Corps , se Carlsonovi v roce 1946 podařilo najít společnost, která souhlasila s výrobou elektrostatických kopírek , které vynalezl . Tato společnost byla Haloid Company, která byla později přejmenována na Xerox Corporation.
První zařízení Xerox vstoupilo na trh v roce 1949 pod názvem Model A. Toto objemné a složité zařízení vyžadovalo řadu manuálních kroků k vytvoření kopie dokumentu. A jen o deset let později byl uveden na trh plně automatický xerograf Xerox 914, který byl schopen produkovat 7 kopií za minutu. Tento model se stal prototypem všech kopírek a laserových tiskáren, které se objevily později.
Xerox začal pracovat na laserových tiskárnách v roce 1969. Úspěchu dosáhl v roce 1978 zaměstnanec firmy Gary Starkweather , který dokázal k technologii stávajících kopírek Xerox přidat laserový paprsek a vytvořil tak první laserovou tiskárnu. Plně duplexní Xerox 9700 dokázal vytisknout 120 stran za minutu (mimochodem stále zůstává nejrychlejší laserovou tiskárnou na světě). Velikost zařízení však byla prostě obrovská a cena 350 tisíc dolarů (bez očištění o tehdejší směnný kurz) nezapadala do představy „tiskárny v každé domácnosti“.
Na počátku 80. let dosáhla poptávka po zařízeních, která překonala stávající jehličkové tiskárny v kvalitě tisku, kritického bodu. V roce 1979 následovala nabídka společnosti Canon , která představila první stolní laserovou tiskárnu LBP-10. Následující rok společnost soukromě předvedla nový model LBP-CX společnostem Apple , Diablo Systems HP v Kalifornii .
Canon v té době potřeboval pro své produkty silné marketingové partnery na novém trhu pro společnost, protože společnost měla silnou pozici v oblasti fotoaparátů a řešení pro kanceláře (stejné kopírky), ale neměla potřebná připojení pro efektivní prodej na trhu zpracování dat. Canon se nejprve obrátil na Diablo Systems, divizi společnosti Xerox Corporation. To bylo zřejmé a logické, protože Diablo vlastnilo většinu trhu s okvětními tiskárnami a jeho obchodníci vyjádřili přání umístit logo Diablo na produkty jiných výrobců. Díky tomu se Xerox stal první společností, která byla požádána, aby uvedla na trh systém CX s ovladačem Canon.
Xerox však nabídku odmítl, protože společně s japonským Fuji-Xeroxem sám vyvíjel zařízení, které bylo plánováno jako nejlepší stolní laserová tiskárna na trhu. Přestože ale nová 4045 kombinovala kopírku a laserovou tiskárnu, vážila asi 50 kilogramů, stála dvakrát tolik než CX, neměla vyměnitelnou tonerovou kazetu a neposkytovala nejlepší kvalitu tisku. Následně bývalí marketéři Diabla přiznali, že promeškat nabídku Canonu byla poměrně velká chyba a tiskárna HP LaserJet, která vyšla o něco později, mohla být Xerox LaserJet.
V každém případě poté, co Diablo odmítlo nabídku Canonu ve Fremontu, zástupci Canonu cestovali pár mil, aby navštívili HP Palo Alto a kanceláře Apple Computer v Cupertinu. Hewlett-Packard byl druhou logickou volbou, protože úzce spolupracoval s Diablo a měl poměrně širokou řadu jehličkových a okvětních tiskáren.
Spolupráce mezi Canon a HP vyústila v roce 1984 k uvedení tiskáren HP LaserJet , které byly schopny tisknout 8 stránek za minutu. Jejich prodeje rostly velmi rychle a vedly k tomu, že v roce 1985 Hewlett-Packard převzal téměř celý trh stolních laserových tiskáren. Nutno podotknout, že stejně jako v případě inkoustových tiskáren se nová zařízení stala skutečně dostupnou až po vývoji výměnných tonerových kazet pro ně (v tomto případě byl vývojářem Hewlett-Packard).
Problémy zlevňování nových a recyklace použitých kazet, jejichž počet začal naznačovat ekologické problémy, přitom daly vzniknout celému odvětví zpracovatelského průmyslu, za jehož zrod lze považovat rok 1986. .
Existují tři způsoby přenosu tonerů:
U dvousložkového systému vývojka zůstává na magnetickém válci vyvolávací jednotky a slouží dále (toner se samozřejmě spotřebovává). V technických popisech mnoha zařízení výrobci tvrdí, že vývojka vůbec nevyžaduje doplňování, ale v praxi se její výkon časem zhoršuje, což ovlivňuje kvalitu kopií.
Tisk se provádí tonerem, což je jemně rozptýlený magnetický polymer, který taje při teplotě 200 stupňů. Toner se plní do tonerové kazety a díky aktivátoru, který je umístěn nad magnetickým válcem, je po ní rovnoměrně rozložen.
K sestavení obrazu v laserových tiskárnách se používá fotografická metoda: laserový paprsek (neboli paprsek LED ) dopadá na foto hřídel, která je bez přístupu světla předem nabita nábojovým korotronem. Nábojový korotron je umístěn nad fotočlánkem a je vyroben ve formě drátu nataženého rovnoběžně s fotošachtou nebo ve formě pryžového válečku (kontaktní náboj), který je v kontaktu s fotohřídelou. Konstantní vysoké napětí je přiváděno do nábojového korotronu, který elektrizuje povrch fotošachty v důsledku nárazové ionizace vzduchu v důsledku vysokonapěťového korónového výboje .
Fixing Block Fixing ( Fuser Unit) – slouží k fixaci obrázku na papír.
Toner je prášek pro nanášení obrázku.
Nosič je feromagnetický prášek (ve struktuře jde o malé částice) používaný ve dvousložkových strojích k udržení toneru na povrchu magnetické hřídele vlivem elektrostatických sil (při smíchání s tonerem jej nabíjí statickým potenciálem při vzájemném tření) a z něj vlivem výboje na koróně na povrch fotoválce a samotná vývojka díky svým magnetickým vlastnostem zůstává na magnetické hřídeli a téměř se nespotřebovává (ztrácí však jeho vlastnosti v průběhu času a také vyžaduje výměnu) [3] .
Vývojka (angl. Developer) (někdy nazývaná startér) - směs materiálů dodávaných do fotoválce. U dvousložkových strojů se jedná o směs toneru a nosiče a u jednosložkových pouze toner. Termín je podobný výrazu vývojka používanému ve fotografii , ale obvykle se v ruskojazyčné literatuře nepřekládá.
Proces laserového tisku se skládá z pěti po sobě jdoucích kroků:
Nabíjení fotohřídele - aplikace rovnoměrného elektrického náboje na povrch rotujícího fotoválce (1). Nejběžněji používaný fotovodivý materiál, fotoorganický, vyžaduje použití záporného náboje, ale existují materiály (jako je křemík ), které umožňují použití kladného náboje.
Zpočátku se nabíjení provádělo pomocí korony ( angl. scorotron ) - nataženého drátu, který je napájen vzhledem k fotoválci. Mezi drát a fotovodič je obvykle umístěna kovová síť pro vyrovnání elektrického pole.
Později se začalo používat nabíjení pomocí nabíjecího válečku ( angl. Charge Roller ) (2). Takový systém umožnil snížit napětí a snížit problém emise ozónu v korónovém výboji (přeměna molekul O 2 na O 3 působením vysokého napětí), ale s sebou nese problém přímého mechanického kontaktu a opotřebení součástí, protože stejně jako čištění od kontaminace.
Laserové osvětlení (expozice) je proces průchodu laserového paprsku podél negativně nabitého povrchu fotošachty. Laserový paprsek (3) je vychylován rotujícím zrcadlem (4) a při průchodu distribuční čočkou (5) je zaostřen na foto hřídel (1). Laser se aktivuje pouze v místech, kde bude později magnetický válec (7) muset dostat toner. Působením laseru se oblasti fotocitlivého povrchu fotoválce, které byly laserem osvětleny, stávají elektricky vodivými a část náboje v těchto oblastech „teče“ na kovový podklad fotografie. -válec. Na povrchu fotopapíru se tak vytvoří elektrostatický obraz budoucího tisku ve formě „vzorce“ oblastí s méně negativním nábojem než obecné pozadí.
Toner v násypce je přitahován k povrchu magnetického válečku působením magnetu , který se používá k výrobě jádra válečku. Když se magnetický válec otáčí, toner na jeho povrchu prochází úzkou štěrbinou vytvořenou mezi natíracím nožem a magnetickým válečkem. Vysoké napětí stejného znaménka je také přiváděno do magnetické hřídele jako do fotovodiče. Toner na povrchu magnetického válce je tedy odpuzován od neexponovaného povrchu fotoválce. Avšak v těch místech fotocitlivé vrstvy, kde byl laserový paprsek exponován a náboj se oproti zbytku povrchu snížil, se toner přenese na fotovodič. Současně si fotovrstva v osvětlených oblastech stále zachovává stejný znak náboje jako částice toneru ve srovnání s potenciálem společného vodiče obvodu, ale velikost nábojů se ukazuje být odlišná, což je ekvivalentní na opačné náboje během interakce.
Elektrostatický (neviditelný) obraz se tak převede na viditelný (objeví se). Toner nasávaný na fotoválec se na něm pohybuje dále, dokud se nedostane do kontaktu s papírem.
V místě kontaktu fotoválce s papírem se pod papírem nachází další válec, který se nazývá přenosový válec. Je napájen napětím opačného znaménka vzhledem k fotoválci. Toner a papír jsou tedy v gradientu intenzity elektrického pole mezi dvěma opačně nabitými elektrodami. Částice toneru, které jsou v nerovnovážné poloze, mají tendenci se k němu dostat, pohybují se od povrchu fotoválce směrem k přenosovému válci a ulpívají na papíru. Částice pak zůstávají na povrchu papíru, drženy elektrostatickými silami.
Pokud se v tuto chvíli na papír podíváte, vytvoří se na něm zcela hotový obrázek, který lze snadno zničit přejetím prstem, protože obrázek se skládá z tonerového prášku přitahovaného k papíru, který na papíru nedrží čímkoli jiným než elektrostatikou. Chcete-li získat konečný tisk, musíte obrázek opravit.
Papír s obrazem "nalitého" toneru se posune dále k fixační jednotce (peci). Obraz je pevný kvůli teplu a tlaku. Kamna se skládají ze dvou hřídelí:
Teplotní senzor ( termistor ) monitoruje teplotu tepelné hřídele. Při zahřátí papíru (180–220 °C) se k němu přitahovaný toner roztaví a ve změkčené formě se vtlačí do textury papíru. Po vyjmutí z trouby toner rychle vytvrdne a vytvoří trvalý obraz odolný proti nárazu. Aby se papír, na který je toner nanesen, nepřilepil k tepelné hřídeli, jsou na něm vytvořeny separátory papíru (tesáky).
Tepelná šachta však není jedinou realizací ohřívače. Alternativou je jiné kamnové zařízení využívající termofólii: tedy speciální pružný materiál v podobě trubky, která zcela obalí nosnou konstrukci tenkou a dlouhou keramickou deskou, která je pouze topným tělesem, které obsahuje v samotném struktura keramické desky, kromě vodičů ohřívače, také vestavěné teplotní čidlo regulace teploty na druhé straně desky. Chybná instalace keramické desky nekvalifikovanými pracovníky servisního střediska vede k rychlému a nevratnému vyhoření teplotního čidla.
To platí například pro laserové tiskárny řady HP LaserJet 1100/1100A, 1200 a další. U následujících modelů tiskáren (HP LaserJet 1010, 1018, 1020 atd.) byl tepelný senzor ze struktury keramické desky odstraněn.
U této verze kamen s termofólií je nutné použít speciální vysokoteplotní silikonové mazivo z důvodu přítomnosti značných třecích a kluzných sil na keramice při rotaci termofólie při průchodu plechu termoblokem.
Termofilm spočívá a otáčí se svými krajními stranami na bočních plastových nosných sloupcích.
Všechny typy termofólií mají následující nevýhody. Jedná se o jejich sklon k vylamování od svorek na papíře, popálení v důsledku nalepení slinutého toneru na přebytečné tepelné mazivo uvnitř rámu tepelné jednotky pod fólií a přítomnost dalších negativních vlivů nezkušených uživatelů a servisních opravářů.
Princip vícebarevného laserového tisku je následující. Na začátku tiskového procesu vykreslovací jádro vezme digitální dokument a jednou nebo vícekrát jej zpracuje, čímž vytvoří stránkovanou bitmapu rozloženou na barevné složky odpovídající barvám použitých tonerů. Ve druhé fázi vytváří laser nebo pole LED rozložení náboje na povrchu rotujícího fotocitlivého bubnu, podobně jako výsledný obraz. Nabité malé částice toneru, skládající se z barvícího pigmentu, pryskyřic a polymerů, jsou přitahovány k vybitým oblastem povrchu válce.
Dále se toner z fotoválce přenese na přenosový pás, na kterém se vytvoří plnobarevný obraz a ze kterého se toner přenese na papír. Většina barevných laserových tiskáren používá k reprezentaci různých barev čtyři samostatné průchody. Papír pak prochází pecí, která toner roztaví a zafixuje na papír, čímž vznikne výsledný obraz.
Lasery jsou schopny přesně zaostřit, což má za následek velmi tenké paprsky, které vybijí potřebné oblasti fotocitlivého válce. Díky tomu mají moderní laserové tiskárny, barevné i černobílé, vysoké rozlišení.
Rozlišení pro černobílý tisk se zpravidla pohybuje od 600 × 600 do 1200 × 1200 dpi, ale pro barevný tisk dosahuje 9600 × 9600. Barevné i černobílé laserové tiskárny fungují v praxi stejně. Rozdíl je v tom, že pro barevný tisk se používají čtyři druhy inkoustových tonerů. Jakákoli barva přispívá ke konečnému obrazu nanesenému na list papíru. Ve srovnání s inkoustovými tiskárnami mají laserové tiskárny mnoho výhod:
Skryté značky (viz Žluté tečky ) – mnoho modelů barevných tiskáren při tisku umístí na výtisk latentní obrázek s uvedením data a času tisku a také sériového čísla zařízení, což se pravděpodobně dělá, aby se zabránilo tisku barevné kopie bankovek a jiných listin a cenin [4] .
| Tiskárna a skener | |||||||||||||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| |||||||||||||||||||
| |||||||||||||||||||
| |||||||||||||||||||
| Tisk a proces tisku | |||||
|---|---|---|---|---|---|
| Jednotlivá a limitovaná edice tisku | |||||
| Velkonákladový tisk | |||||
| Metody tvorby klišé | |||||
| Tiskařské stroje |
| ||||
| Viz také: publikování , typografie , typografie , typ , sazba , rozvržení | |||||