Jak działa drukarka laserowa? Budowa i zasada działania

Drukarki laserowe są od lat podstawowym wyposażeniem wielu biur. Są szybkie, wydajne i dobrze nadają się do pracy z większą liczbą dokumentów. Określenie „drukarka laserowa” może jednak sugerować, że to właśnie laser bezpośrednio tworzy wydruk na papierze. W rzeczywistości proces jest bardziej złożony. Laser uczestniczy w przygotowaniu obrazu, natomiast za jego przeniesienie na papier odpowiada toner oraz kilka współpracujących ze sobą podzespołów.

Z czego składa się drukarka laserowa?

W dużym uproszczeniu urządzenie można podzielić na kilka współpracujących części. Elektronika odbiera dane przesłane z komputera lub innego źródła i przygotowuje obraz strony. Układ obrazowania tworzy jego odwzorowanie przy wykorzystaniu bębna światłoczułego. Toner dostarcza materiał, z którego powstanie właściwy wydruk. Mechanizm transportu papieru prowadzi arkusz przez kolejne etapy, a zespół utrwalania sprawia, że naniesiony toner zostaje trwale związany z papierem.

W urządzeniach wielofunkcyjnych dochodzą oczywiście skaner, automatyczny podajnik dokumentów, dodatkowe kasety, moduły wykańczające i wiele innych elementów, ale sama zasada druku laserowego pozostaje podobna.

Bęben światłoczuły

Jednym z najważniejszych elementów układu jest bęben światłoczuły. Jego powierzchnia reaguje na światło i może utrzymywać odpowiednio przygotowany ładunek elektrostatyczny.

Przed utworzeniem kolejnego obrazu powierzchnia bębna zostaje przygotowana elektrycznie. Następnie układ naświetlania tworzy na niej obraz odpowiadający temu, co ma znaleźć się na wydruku. Nie jest to jeszcze widoczny obraz z tonera, lecz odpowiedni rozkład ładunków na powierzchni bębna.

Co właściwie robi laser?

Laser nie wypala liter ani grafiki na kartce. Jego zadaniem jest precyzyjne naświetlenie powierzchni bębna zgodnie z informacją przygotowaną przez elektronikę urządzenia.

W miejscach poddanych działaniu światła zmieniają się właściwości elektrostatyczne powierzchni bębna. W ten sposób powstaje niewidoczny obraz, który w kolejnym etapie może zostać wywołany tonerem.

Współczesne urządzenia nie zawsze wykorzystują klasyczny układ laserowy. Spotyka się również systemy wykorzystujące zespoły diod LED. Z punktu widzenia użytkownika zasada dalszego tworzenia wydruku pozostaje jednak zbliżona.

Jak toner trafia na bęben?

Toner jest bardzo drobnym materiałem barwiącym o właściwościach pozwalających kontrolować jego zachowanie elektrostatycznie. W zespole wywołującym toner zostaje podany w taki sposób, aby osadził się w odpowiednich miejscach przygotowanego wcześniej obrazu na bębnie.

Na powierzchni bębna pojawia się wówczas rzeczywisty obraz wykonany z tonera. Nadal jednak nie znajduje się on na papierze.

Przeniesienie obrazu na papier

Arkusz pobrany z kasety przechodzi przez mechanizm transportu i w odpowiednim momencie spotyka się z bębnem. Dzięki działaniu układu transferowego toner zostaje przeniesiony z powierzchni bębna na papier.

Na tym etapie obraz jest już na kartce, ale nie jest jeszcze trwale utrwalony. Gdyby proces zakończył się w tym miejscu, toner można byłoby łatwo zetrzeć.

Po co drukarce zespół utrwalania?

Ostatnim z podstawowych etapów jest utrwalenie wydruku. Papier przechodzi przez zespół utrwalania, często nazywany również fuserem.

Wysoka temperatura oraz nacisk powodują trwałe związanie tonera z powierzchnią papieru. To właśnie dlatego kartka wychodząca z intensywnie pracującej drukarki laserowej może być wyraźnie ciepła.

Po opuszczeniu zespołu utrwalania gotowy arkusz trafia na tacę odbiorczą.

Co dzieje się z bębnem po wykonaniu wydruku?

Proces musi być powtarzany dla każdej kolejnej strony. Po przeniesieniu obrazu pozostałości tonera są usuwane z powierzchni bębna, a układ przygotowuje go do utworzenia następnego obrazu.

Wszystko odbywa się bardzo szybko. W urządzeniu drukującym kilkadziesiąt stron na minutę kolejne etapy następują niemal jednocześnie dla następujących po sobie arkuszy.

A jak powstaje wydruk kolorowy?

Zasada pozostaje podobna, ale zamiast jednego czarnego tonera urządzenie wykorzystuje cztery podstawowe kolory: cyan, magenta, yellow i black, czyli CMYK.

Urządzenie musi utworzyć i odpowiednio nałożyć obrazy poszczególnych kolorów. W zależności od konstrukcji maszyny wykorzystywane są osobne zespoły obrazowania oraz elementy transferowe pozwalające połączyć kolory przed ostatecznym utrwaleniem ich na papierze.

Dlatego kolorowa drukarka lub kopiarka laserowa jest konstrukcyjnie bardziej rozbudowana od prostego urządzenia monochromatycznego.

Dlaczego znajomość zasady działania ma znaczenie?

Nie trzeba znać konstrukcji drukarki, żeby z niej korzystać. Podstawowa wiedza o sposobie powstawania wydruku pomaga jednak zrozumieć, dlaczego nie każdy problem z jakością oznacza uszkodzony toner.

Smugi, powtarzające się ślady, blade fragmenty obrazu, zabrudzenia czy problemy z utrwaleniem mogą pochodzić z różnych części całego procesu. Przyczyna może znajdować się w materiale eksploatacyjnym, zespole obrazowania, transferze, układzie utrwalania albo w innym podzespole.

Drukarka laserowa jest więc systemem współpracujących elementów. Laser jest ważną częścią tego procesu, ale dobry wydruk powstaje dopiero wtedy, kiedy wszystkie jego etapy przebiegają prawidłowo.