Hur fungerar laserskrivare?
Under tre decennier har laserskrivaren förändrat vårt utskriftssätt, först med att sätta högkvalitativa svartvita utskrifter inom räckhåll för alla företag, senare inspirera till en stationär publiceringsrevolution och sedan nå ner till det mindre kontoret och Hem.
Se relaterat Hur fungerar en bläckstråleskrivare? Måla en regnbåge med tre färger: hur en skrivare gör det (i samarbete med HP)
Redan nu är laserskrivaren allestädes närvarande i affärer, där den fortfarande är oslagbar för höga arbetsbelastningar med hög volym. Men hur fungerar en laserskrivare? Hur producerar en kombination av lasrar, laddade trummor och toner texten och bilderna vi ser på sidan?
hur man gör sadel i minecraft
Processens historia
Först en snabb lektion i laserskrivarens historia. Laserskrivaren förlitar sig på principerna för elektrofotografi - en process som utvecklades av en amerikansk patentadvokat, Chester Carlson, 1938. Carlson upptäckte att du kunde skapa en kopia av en sida med text genom att reflektera ljus från de vita delarna av papperet till en laddad trumma.
Ljuset neutraliserade laddningen på trumman, så att när motsatt laddade partiklar av fint, torrt färgat pulver applicerades på de oexponerade områdena skulle det fastna. Denna toner kan sedan rullas från trumman till ett pappersark, där värme och tryck smälter på plats. Carlsons uppfinning ledde både till de första kopieringsmaskinerna och till skapandet av ett företag som blev synonymt med fotokopiering - Xerox.
År 1969 tog en Xerox-forskare namnet Gary Starkweather elektrofotografi ett steg längre. Istället för att använda en fotografisk process för att skapa bilden på trumman tänkte han, varför inte använda en laser för att rita en digital bild? Åtta år senare släppte Xerox sitt 9700 elektroniska utskriftssystem: en tidig laserskrivare.
Xerox teknik fungerade, men den var inte redo för massmarknaden. Det tog ett unikt partnerskap med innovatörer. I mitten av 1970-talet frågade Canon, efter att ha utvecklat en prototyplaserskrivare, HP om det skulle vara intresserat av att hjälpa tekniken till en kommersiell affärsskrivare. Detta ledde till utvecklingen av HP: s första laserskrivare - HP 2680A (se det charmiga reklamfotoet ovan). Därifrån kom den första massmarknadslasern, den ursprungliga HP LaserJet från 1985.
Inuti laserskrivaren
LaserJet-tekniken har förändrats dramatiskt under 30 år, men den grundläggande processen är i princip densamma. Instruktioner skickas från en PC till skrivaren i form av ett skrivarkommandospråk (PCL), som berättar för skrivaren vilken text som ska skrivas ut, var den ska skrivas ut och hur man utformar den, samtidigt som grafiska element i PCL bryts ner koda. En rasterbildprocessor (RIP) på skrivaren konverterar sedan dessa instruktioner till bilden som ska skrivas ut på den färdiga sidan.
Men hur gör den här bilden där? Först appliceras en negativ laddning på en cylindrisk trumma av en primärladdningsrulle eller koronatråd. Sedan etsar en laser, som arbetar genom ett arrangemang av linser och speglar, bilden som skapats av RIP på trumytan en rad i taget. De områden som träffas av lasern har en mer positiv laddning. Detta innebär att när negativt laddad toner överförs till trummans yta, fastnar den vid de områden som markeras av lasern och faller av de områden som förblir negativt laddade.
hur man gyter en helikopter i omvänd
Tonern överförs sedan från trummans yta till papperet med en överföringsrulle, vilken applicerar en positiv laddning på pappersets undersida, vilket drar till sig den negativt laddade tonern från trumman.Med tonern som hålls på plats av statisk elektricitet passerar den till en fixeringsenhet, som använder en kombination av värme och tryck för att fixera tonern permanent på plats.
Svartvita och färglasrar använder båda samma grundläggande process - men med en viktig skillnad. I en monolaserskrivare finns det bara en trumma och en tonerkassett, men i en färglaserskrivare hittar du fyra patroner - cyan, magenta, gul och svart - var och en med sin egen trumma, toner och primära laddningsrullar och tillhörande mekanismer .
Faktum är att majoriteten av tekniken i en färglaser faktiskt finns i tonerkassetterna, medan formuleringen av tonern är avgörande för utskriftskvalitet, prestanda och tillförlitlighet. När tillverkare uppmanar användare att hålla fast med originaltonerkassetter, beror det på att de vet att dessa patroner är mekaniskt solida och pålitliga, och att tonern som används är den som är designad för den här serien med skrivare.
Fördelar och begränsningar för laserskrivare
Som ett system är laserskrivarprocessen otroligt effektiv. Förbättringar har sett hastigheter öka från mindre än en sida per minut (ppm) till över 50 ppm, medan upplösningar har mer än fyrdubblats. Dessutom har laserskrivare historiskt sett haft flera fördelar jämfört med konkurrerande utskriftstekniker, som bläckstråleskrivare eller massiva bläckskrivare.
Lasrar producerar skarp text och ljus grafik i fullfärg, även på vanligt papper, och det finns liten skillnad i utskriftshastigheter mellan färg och svartvitt. Lasertryck är också en pålitlig teknik som gör det möjligt för laserskrivare att hantera månatliga arbetsbelastningar var som helst mellan 4000 och 15 000 sidor.Det är därför laserskrivare fortfarande utgör majoriteten av de företagsklara arbetsgruppsskrivarna, även om de senaste bläckstrålarna nu ger hård konkurrens.
Ändå håller vissa begränsningar lasern tillbaka. För det första spenderar tonerkassetterna i en kassett mycket tid på att cykla igenom mekanismerna, vilket betyder att de har en tendens att brytas ned över tiden. Detta gör det omöjligt att använda all toner i kassetten, så en del går till spillo. För det andra behöver laserskrivarens fixeringsenhet mycket värme för att smälta tonern till papperet, vilket ökar energiräkningarna och påverkar miljön negativt.
HP är ledande inom detta område med nya tonerformuleringar och en ny serie skrivare - LaserJet M-serien - som är mindre, snabbare och mer energieffektiva. Genom pågående forskning, utveckling och innovation kommer laserskrivaren bara att bli starkare.
Vad är toner?
De tidiga laserskrivarna använde en blandning av hartser, pigment och olika tillsatser, blandade medan de varma för att bilda en pasta, kyldes sedan och pulveriserades till ett torrt pulver. Toner fungerar bäst när partiklarna har så jämn storlek och form som möjligt, så dessa tonare siktades för att bli av med de minsta och största partiklarna. Pulveriserade toners används fortfarande i många laserskrivare idag, även om partiklarnas storlek nu är en bråkdel av vad den en gång var.
1997 började HP dock använda en kemisk process för att odla cyan, magenta och gula tonerpartiklar för användning i sina flaggskepps laserskrivare, där varje liten, sfärisk partikel växte från en kärna till den exakta storleken och formen som krävs. Detta resulterade i en toner som var mer kontrollerbar och flödade bättre genom patronen och utskriftsmotorn, vilket förbättrade utskriftshastigheter, upplösning och antalet sidor som kunde skrivas ut av varje patron. Nu produceras all HP: s ColorSphere- och ColorSphere 3-toner på det här sättet, med den senaste versionen som omsluter en mjuk kärna av bläck inuti ett tåligt yttre skal, vilket både ger högre sidavkastning och låter tonern smälta vid en lägre smältpunkt.
Bilder är upphovsrättsliga HP och HP datormuseum .
