Drukarki
Na całym świecie drukarki laserowe tworzą codziennie miliony nowych stron, wyróżniają się wśród innych wydruków doskonałą czernią i ostrością liter. Coraz częściej urządzenia te generują również strony mieniące się całą gamą najróżniejszych kolorów.
Te same oddziaływania elektrostatyczne, których niepożądane skutki obserwujemy w przypadku monitorów i telewizorów, umożliwiają w drukarkach laserowych nanoszenie tonera na papier.
W pierwszym przypadku przyciągają one do ekranu kineskopu kurz, natomiast w drugim - dzięki odpowiednim procesorom ładowania i rozładowywania - -umożliwiają nanoszenie cząsteczek tonera na bęben drukarki oraz papier. Chociaż cała procedura może wydawać się dość prosta, to jednak kryje się za nią bardzo wyrafinowana technologia.
Drukarki laserowe należą do kategorii drukarek stronicowych. W przeciwieństwie do modeli atramentowych wydruk nie jest zatem wykonywany wiersz po wierszu. Przed rozpoczęciem drukowania drukarka laserowa wczytuje najpierw wszystkie dane dotyczące jednej strony, przetwarza je, a dopiero później drukuje stronę. Cały proces drukowania dzieli się na 5 etapów.
Wczytanie danych i przygotowanie wydruku.
Napływające z peceta dane są odczytywane przez umieszczony w drukarce procesor RIP (Raster Image Processor). Układ ten rozpoznaje zastosowany język opisu strony i na tej podstawie odpowiednio przygotowuje odebrane dane. Wszystkie polecenia sterownika muszą zostać w tym momencie rozpoznane i właściwie przetworzone. Na tym etapie ustalany jest nie tylko format strony, marginesy i tego typu parametry, ale również wybierane są kroje pism oraz rastry zdjęć. Szczególnie ta ostatnia czynność stanowi dość duże obciążenie dla procesora. W zależności od rozdzielczości druku układ ten może bowiem otrzymać bardzo duży zestaw danych. W przypadku strony A4 drukowanej z rozdzielczością 600 dpi wczytane informacje mogą posiadać rozmiar nawet 4MB. Procesor drukarki ma zatem zasadniczy wpływ na szybkość drukarki i może stanowić „wąskie gardło” w procesie przetwarzania danych.
Naniesienie obrazu strony na bęben naświetlający.
Centralnym elementem drukarki laserowej jest bęben drukujący, zwany również bębnem obrazowym. Jest on zbudowany z materiału przewodzącego prąd i posiada układ uziemiający Powierzchnię bębna pokrywa światłoczuła warstwa, wykonana z nie przewodzącego materiału (zwykle jest to substancja organiczna). A by bęben drukujący mógł spełnić swoje zadanie, jego powierzchnia musi zostać naładowana ujemnym ładunkiem elektrycznym. W tym celu do umieszczonego poprzecznie drutu ładującego przykładane jest wysokie napięcie. W ten sposób powstaje pole jonizujące obejmujące ruchomą powierzchnię bębna, dzięki czemu może ona przyjmować elektrony. Z uwagi na fakt, że podczas tej operacji wytwarzany jest ozon, w produkowanych obecnie drukarkach ujemne ładunki elektryczne są zwykle przenoszone bezpośrednio przez specjalne szczotki ładujące (a nie drut ładujący). Dopiero po naładowaniu na bęben drukujący nanoszony jest obraz danej strony. W tym celu będący w ciągłym ruchu bęben zostaje oświetlony promieniem laserowym, który po drodze przechodzi przez zwierciadło wielokątne (wirujące z szybkością kilku tysięcy obrotów na minutę) oraz optyczny układ odchylający. Takie rozwiązanie pozwala na przesłanie w ciągu minuty ponad 80 milionów impulsów świetlnych. Ruchy promienia laserowego są przy tym odpowiednio synchronizowane z aktualnym położeniem bębna naświetlającego.
Promień lasera oświetla te miejsca na powierzchni bębna, na które ma zostać naniesiony toner. Po naświetleniu materiał stanowiący powierzchnie bębna zmienia swoje własności elektryczne - z izolatora staje się przewodnikiem, dzięki czemu istniejący ładunek elektryczny jest odprowadzany za pośrednictwem bębna, a miejsca te zostaną naładowane dodatnio. W ten sposób, utworzona za pomocą punktów o dodatnim ładunku elektrycznym, powstaje mapa bitowa całej strony wydruku.
Uwaga! Zamiast lasera i skomplikowanego układu odchylającego do tworzenia poszczególnych linii wydruku może być również wykorzystywany specjalny mechanizm, złożony z odpowiedniej liczby diod świecących (obecnie na jeden cal może ich przypadać maksymalnie 600). Tego typu urządzenia określa się mianem drukarek LED (Light Emmiting Diode).
Dokładne nałożenie tonera ma bęben obrazowy.
Do nanoszenia wydruku na papier wykorzystywany jest bardzo drobny proszek o konsystencji i barwie sadzy, zwany tonerem. Substancja ta jest umieszczona w specjalnym pojemniku, który może wchodzić w skład całego mechanizmu wywołującego lub - co jest rozwiązaniem bardziej ekologicznym - stanowić oddzielny element drukarki.
Specjalne koło czerpakowe zapewnia ciągły ruch cząsteczek tonera w pojemniku, a układ transportowy przenosi je do wałka nakładającego. Metalowy pasek o rozmiarach odpowiadających szerokości wałka zapewnia nanoszenie odpowiednio cienkiej warstwy tonera. Cząsteczki tonera są w ten sposób przenoszone w pobliże obracającego się bębna drukującego. Z uwagi na fakt, że ładunki różnoimienne przyciągają się, cząsteczki te zostaną naniesione na naładowane dodatnio punkty powierzchni bębna. W ten sposób utworzony zostanie tzw. obraz pośredni, który należy następnie przenieść na papier.
Mechaniczne i termiczne utrwalanie tonera.
Papier do wydruku dostarczany jest do bębna ze specjalnej kasety. W celu uniknięcia emisji ozonu producenci drukarek zaczynają coraz częściej stosować rolki transmisyjne, które dociskają papier do bębna obrazowego i zapewniają odpowiednie nanoszenie tonera. Do tej pory w tym miejscu był wykorzystywany drut ładujący, za pomocą którego papier uzyskiwał dodatni ładunek elektryczny. Dzięki temu naładowane ujemnie cząstki były przyciągane przez kartkę.
Tak uzyskany wydruk posiada już wprawdzie ostateczny wygląd, ale dopiero w procesie utrwalania tonera otrzymuje on odpowiednią wytrzymałość mechaniczną. Układ utrwalający tworzy zwykle zestaw dwóch wałków, z których jeden jest rozgrzewanych do temperatury około 200 stopni Celsjusza. Proszek tonera zaczyna się wówczas topić i łączy się z papierem. Utrwalona kartka jest transportowana na zewnątrz urządzenia i trafia do pojemnika wyjściowego drukarki.
Czyszczenie mechanizmu drukującego przed przetwarzaniem następnej strony.
Praca całego urządzenia nie kończy się jednak w momencie wydrukowania danej strony. Specjalny zestaw lamp musi jeszcze naświetlić światłoczułą powierzchnię bębna w celu odprowadzenia pozostałych na nim ładunków. Mechanizm czyszczący usuwa wówczas z bębna zbędne resztki tonera.
Czarne wychodzi z mody - toner może być kolorowy.
Drukarki laserowe mogą generować nie tylko wydruki monochromatyczne, ale także kolorowe. W tym celu producenci sprzętu stosują dodatkowe pojemniki z barwnym tonerem. Do wydrukowania kolorowej strony potrzebne są bowiem cztery barwy podstawowe: czarna, żółta, purpurowa i niebiesko - zielona. Wszystkie kolory pochodne uzyskuje się natomiast za pomocą mieszania barw w procesie rastrowania. Dla oka ludzkiego efekt końcowy jest analogiczny do przypadku użycia rzeczywistych barw mieszanych.
Drukarka jak rewolwer.
Przez długi czas producenci drukarek kolorowych umieszczali różnobarwne tonery w oddzielnych kasetach, które były następnie ładowane do specjalnego „magazynka”. Magazynek ten kręcił się na takiej samej zasadzie jak mechanizm rewolweru, udostępniając kolejno poszczególne kolory tonera. Z tego też względu technika ta była również określana mianem Revolver. Podobnie jak ma to miejsce w drukarce monochromatycznej, także i tutaj podczas jednego obrotu bębna nanoszony jest jeden kolor. Następnie odbywa się utrwalanie tonera, a po nałożeniu wszystkich kolorów strona wydruku jest transportowana na zewnątrz. Z uwagi na fakt, że do wydrukowania jednej strony potrzebne są cztery obroty bębna, szybkość druku kolorowego jest czterokrotnie mniejsza niż w przypadku druku monochromatycznego.
Drukarki klasy Inline są znacznie szybsze.
Dzięki technice Inline wydruki kolorowe można jednak wykonywać znacznie szybciej. Podobnie jak w przypadku technologii offsetowej kartka papieru - za pośrednictwem taśmy transportowej - trafia kolejno do czterech niezależnych mechanizmów drukujących, odpowiadającym poszczególnym barwom podstawowym. Na koniec naniesiony na kartkę różnobarwny toner jest utrwalany w analogiczny sposób do druku czarno - białego. Takie rozwiązanie sprawia, że maksymalne szybkości druku monochromatycznego i kolorowego są identyczne. Jedynie od wydajności procesora RIP zależy więc, czy szybkość generowania wydruków będzie zawsze utrzymywana na tym poziomie.
www.ceicam.republika.pl Copyright © MS 2002
1