Qual é o princípio de funcionamento de uma impressora a laser? História da impressão a jato de tinta

Antes de responder à pergunta sobre como funciona a impressora tipo laser, deve-se notar que a primeira imagem obtida por Charles Carlson usando eletricidade estática e tinta seca data de 1938. Mas o primeiro protótipo de um dispositivo laser moderno foi criado em meados dos anos 50 do século passado. Deve-se acrescentar que o princípio de funcionamento de uma impressora a laser é baseado no chamado processo. digitalização a laser. Após a digitalização do documento, a tinta é aplicada e transferida, assim como a imagem finalizada é fixada. Este princípio de impressão a laser permite imprimir textos e gráficos em papel comum a uma velocidade bastante alta. Você pode aprender mais sobre como uma impressora a laser imprime abaixo.

Se falamos sobre o que é uma impressora a laser, então deve-se dizer que qualquer modelo de tal dispositivo consiste em um fotodrum, uma unidade de laser, uma unidade de transferência e uma unidade de fixação. Além disso, dependendo do modelo, os cartuchos utilizam rolo magnético ou rolo revelador. O papel é alimentado para impressão por meio de uma unidade especial responsável por esta ação.

Para responder com mais detalhes à pergunta sobre como funciona uma impressora a laser, também é necessário falar sobre a tinta (toner) utilizada neste equipamento de escritório. Assim, o toner é uma substância constituída por partículas muito pequenas de polímero revestidas com um corante, com inclusão de magnetita. Além disso, inclui os chamados. regulador de carga. Dependendo do fabricante, todos esses pós diferem em indicadores como densidade, dispersão, tamanho de grão, magnitude, etc. Por esse motivo, não vale a pena encher uma impressora a laser com tinta em pó aleatória, porque... isso reduzirá a qualidade de impressão.

Equipamentos de escritório deste tipo, como impressoras/mfp monocromáticas, encontraram ampla aplicação para uso pessoal, ou seja, Casas. Sua principal vantagem é o custo acessível, devido ao fato de tais dispositivos não necessitarem de grande quantidade de recursos de software ou memória. Necessitam apenas de um controlador que lhes permita realizar a função mais básica, que é imprimir todo o tipo de documentos. Em geral, pode ser usado para imprimir texto simples ou alguns diagramas e diagramas em preto e branco onde a presença de cor não importa. De grande importância. Outras vantagens dos dispositivos monocromáticos do tipo laser são o baixo custo dos consumíveis, a resistência a cargas pesadas e a capacidade de imprimir grande quantidade Páginas. Mas tal dispositivo de impressora não permite imprimir fotografias coloridas e diagramas complexos. Além disso, tal dispositivo não possui alta qualidade de impressão.

Quanto às impressoras a laser coloridas, suas vantagens incluem boa velocidade de impressão e capacidade de imprimir diagramas, imagens e fotografias coloridas. Mas tenha em mente que tal dispositivo de impressão é bastante caro, o que, por sua vez, reduz significativamente sua disponibilidade. Suas outras desvantagens são a baixa rentabilidade devido ao alto custo dos consumíveis, alto consumo de energia e qualidade insuficiente das imagens coloridas. Aqueles. Este dispositivo não é adequado para imprimir fotos profissionais.

Mas todos os tipos de impressoras a laser, via de regra, têm o mesmo princípio de funcionamento. As diferenças residem apenas no custo, na funcionalidade e nos parâmetros, por exemplo, como a resolução de uma impressora a laser. Quanto ao processo de impressão em si, ele pode ser dividido em cinco etapas principais, descritas a seguir.

Primeira etapa: formação de carga no fotodrum (foto)

Para responder à questão de como funciona e como funciona uma impressora a laser, deve-se dizer que um de seus principais dispositivos é um tambor de impressão revestido com um semicondutor especial de alta fotossensibilidade. É nesta fase que se forma a imagem destinada à posterior impressão. Para isso, esta peça é fornecida com uma carga com sinal de mais ou menos. Isso é feito, via de regra, por meio de um corotron (coronacer) ou de um eixo de carregamento (rolo de carga). O primeiro é um bloco constituído por arame, em torno do qual existe uma estrutura metálica, o segundo é uma haste metálica revestida com espuma de borracha ou borracha condutora.

A primeira maneira de transmitir uma certa carga ao fotoeixo usando um medidor corona é que, sob a influência da tensão, uma descarga é formada entre a moldura e o fio (filamento de tungstênio revestido com platina/ouro/carbono). Depois disso, forma-se um campo elétrico que, por sua vez, transfere uma carga estática para o fototambor.

A utilização de um fio corona apresenta uma série de desvantagens, que incluem o fato de que o acúmulo de partículas de tinta/poeira em seu filamento ou sua dobra pode levar a uma diminuição acentuada na qualidade de impressão e a um aumento no campo elétrico em certo lugar e até mesmo danificar a superfície do fotodrum.

Já no segundo método, o rolo de carga, em contato com o tambor, fornece uma determinada carga à sua superfície, que é altamente fotossensível. A tensão no rolo é uma ordem de grandeza menor, o que, por sua vez, resolve o problema do aparecimento de ozônio. Mas para transferir cobrança é necessário contato. Conseqüentemente, as peças da impressora se desgastam mais rapidamente neste caso.

Estágio dois: exposição

O objetivo desta etapa é formar uma imagem invisível de pontos na superfície de um fotodrum com maior fotossensibilidade, sem utilizar carga estática. Para fazer isso, um fino feixe de laser brilha em um espelho em forma de quatro ou hexágono, após o qual é refletido e atinge o chamado. distribuição de lente. Ele o envia para um local específico na superfície do tambor. Em seguida, um sistema composto por diversas lentes e espelhos move o feixe de laser ao longo do fotoeixo, resultando na formação de uma linha. Porque Quando a impressão é feita com pontos, o laser liga e desliga constantemente. A carga também é removida pontualmente. Depois que a linha chega ao fim, o fotoeixo começa a girar usando um motor de passo e o procedimento de exposição continua.

Terceira etapa: desenvolvimento

Outro eixo encontrado em um cartucho de impressora a laser é um tubo de metal com um núcleo magnético em seu interior. Um ímã dentro do compartimento atrai o toner para a superfície do rolo e, girando, o transporta. Uma lâmina doseadora especial permite regular a espessura da camada de tinta e assim evitar a sua distribuição uniforme.

Depois disso, a tinta fica entre o fotodrum e o eixo magnético. Nas áreas expostas, o toner começa a ser atraído para a superfície do rolo fotográfico e nas áreas carregadas começa a ser repelido. O corante restante no rolo magnético geralmente se move e passa novamente pela tremonha. Já o toner que se moveu para a superfície do tambor torna visível a imagem nele contida, após o que segue mais adiante, ou seja, para papel.

Etapa quatro: transferência

A folha de papel que foi alimentada no dispositivo passa sob o rolo fotográfico. Sob o papel há um chamado O rolo de transferência, que ajuda o toner da superfície do tambor a ser transferido para a superfície do papel. Uma carga com sinal de mais é aplicada ao núcleo do rolo, feito de metal, que é transferido através do revestimento de borracha para o papel. Partículas microscópicas de toner movidas para a superfície da folha aderem a ela apenas devido à atração estática. Todas as partículas de pó, fiapos de papel e poeira remanescentes no fotodrum são enviadas por meio de um rodo ou limpador para uma tremonha especialmente projetada para resíduos. Depois que o fotodrum tiver completado todo o ciclo, o rolo de carga/corotron novamente ajuda a restaurar a carga em sua superfície e todo o trabalho é repetido novamente.

Quinta etapa: consolidação

O toner usado em impressoras a laser deve ter a capacidade de derreter em altas temperaturas. Somente graças a esta propriedade é possível finalmente fixá-lo na superfície do papel.

Para isso, a folha é puxada entre dois eixos, um dos quais a pressiona e o outro a aquece. Graças a isso, partículas microscópicas da matéria corante parecem fundir-se na estrutura da página. Depois de sair do forno, o pó endurece rapidamente, fazendo com que a imagem ou texto impresso se torne bastante estável.

Deve-se acrescentar também que o rolo superior, que aquece a folha de papel, vem na forma de filme térmico ou rolo de Teflon. Ao mesmo tempo, a segunda opção é considerada mais durável e confiável. No entanto, é caro e é mais frequentemente usado em dispositivos que devem suportar cargas pesadas. A primeira opção é menos confiável e geralmente é usada para impressoras destinadas a pequenos escritórios e uso doméstico.

Inclui sete operações sequenciais para criar uma determinada imagem em uma folha de papel. Este é um processo muito interessante e tecnológico que pode ser dividido em duas etapas principais: aplicação da imagem e fixação. A primeira etapa está associada ao funcionamento do cartucho, a segunda ocorre na unidade de fusão (forno). Como resultado, em questão de segundos obtemos a imagem que nos interessa em uma folha de papel branca.

Então, o que acontece em tão pouco tempo na impressora? Vamos descobrir isso.

Cobrar

Lembremos que o toner é uma substância finamente dispersa (5-30 mícrons) e suas partículas aceitam facilmente qualquer carga elétrica.

No cartucho, o rolo de carga garante a transferência uniforme da carga negativa para o fototambor. Isso acontece quando o rolo de carga é pressionado contra o fotodrum e girando em uma direção (enquanto transmite uniformemente uma carga estática negativa ao fotodrum), faz com que ele gire na outra.

Assim, a superfície do fotodrum possui uma carga negativa distribuída uniformemente pela área.

Exibição

No próximo processo, a imagem futura é exposta em um fotodrum.

Isso acontece graças a um laser. Quando um feixe de laser atinge a superfície do fotodrum, ele remove a carga negativa deste local (o ponto fica com carga neutra). Assim, o feixe de laser forma a imagem futura de acordo com coordenadas dadas em um programa. Exclusivamente nos locais onde for necessário.

Desta forma obtemos a parte exposta da imagem na forma de pontos carregados negativamente na superfície do fotodrum.

Desenvolvimento

Em seguida, o toner é aplicado à imagem exposta na superfície do fotodrum em uma camada ainda fina usando um rolo revelador. As partículas de toner assumem carga negativa e formam uma imagem futura na superfície do tambor.

Transferir

O próximo passo é transferir a imagem do toner com carga negativa do tambor para Folha em branco papel.

Isso ocorre quando o rolo de transferência entra em contato com uma folha de papel (a folha passa entre o rolo de transferência e o cilindro OPC). O rolo de transferência possui um alto potencial positivo, fazendo com que todas as partículas de toner carregadas negativamente (na forma de imagem formada) sejam transferidas para a folha de papel.

Consolidação

O próximo passo na impressão a laser é fixar a imagem do toner em uma folha de papel em uma unidade de fusão (no forno).

Basicamente, este é o processo de “assar” no papel. Uma folha de toner, passando entre um rolo térmico e um rolo de pressão, é submetida a um tratamento termobárico (temperatura e pressão), com o qual o toner se fixa na folha e se torna resistente às influências mecânicas externas.

Na nossa foto você vê um eixo térmico e um rolo de pressão. O rolo térmico é usado em vários dispositivos de impressão a laser. Uma lâmpada halógena é utilizada dentro do eixo térmico, que fornece aquecimento (elemento de aquecimento).

Existem outros modelos de dispositivos de impressão a laser, onde é utilizado filme térmico em vez de rolo térmico (como elemento de aquecimento). A diferença entre eles é que o aquecedor halógeno demora mais para funcionar. É importante ressaltar que dispositivos com filme térmico são muito suscetíveis a influências mecânicas de objetos estranhos (clipes de papel, grampos de grampeador) em uma folha de papel. Isso está repleto de falhas do próprio filme térmico. Ela é muito sensível a danos.

Limpeza

Como durante todo esse processo permanece uma pequena quantidade de toner na superfície do fotodrum, um rodo (lâmina de limpeza) é instalado no cartucho para limpar micropartículas residuais de toner do eixo do fotodrum.

À medida que gira, o eixo é limpo. O pó residual vai para a lixeira de toner.

Removendo carga

No último estágio O eixo do tambor está em contato com o rolo de carga. Isso leva ao fato de que o “mapa” de carga negativa está novamente alinhado na superfície do tambor (até este ponto, tanto os locais com carga negativa quanto os com carga neutra permaneciam na superfície - eram a projeção da imagem).

Assim, o rolo de carga transmite novamente um potencial negativo uniformemente distribuído à superfície do fototambor.

Isso encerra o ciclo de impressão de uma folha.

Conclusão

Assim, a tecnologia de impressão a laser inclui sete etapas sucessivas de transferência e fixação de uma imagem no papel. Em dispositivos modernos, esse processo de impressão de uma imagem em papel A4 leva apenas alguns segundos.

Quando desgastadas, as peças internas, como o fotodrum, o rolo de carga ou o eixo magnético, são substituídas. Esses componentes estão localizados dentro do cartucho e você pode vê-los na imagem acima. Devido ao desgaste destes elementos, a qualidade de impressão deteriora-se significativamente.

Um pouco sobre a história da impressão a laser

E por fim, um pouco sobre o desenvolvimento da tecnologia de impressão a laser. Surpreendentemente, a tecnologia de impressão a laser apareceu antes, por exemplo, a mesma tecnologia de impressão matricial. Chester Carlson inventou um método de impressão chamado eletrografia em 1938. Foi utilizado nas fotocopiadoras da época (anos 60-70 do século passado).

O próprio desenvolvimento e criação da primeira impressora a laser foi dirigido por Gary Starkweather. Ele era funcionário da Xerox. Sua ideia era usar tecnologia de copiadora para criar uma impressora.

Apareceu pela primeira vez em 1971 primeira impressora a laser Empresa Xerox. Foi chamado de Sistema de Impressão Eletrônica Xerox 9700. A produção em série foi lançada mais tarde - em 1977.

Se você olhar para o passado, a tecnologia de impressão a laser apareceu antes das impressoras matriciais. Em 1938, Chester Carlson inventou um método de impressão chamado eletrografia. Este princípio é usado em todas as impressoras laser modernas.
Consiste no seguinte: uma carga estática negativa é aplicada a um tubo de alumínio (fototambor), revestido com uma camada fotossensível. Depois disso, o feixe de laser passa pelo fotodrum e, no local onde algo precisa ser impresso, retira parte da carga. Em seguida, o toner é aplicado no fototambor (trata-se de um toner composto por uma mistura de resinas, polímeros, aparas de metal, pó de carvão e outros produtos químicos), que também possui carga negativa e, portanto, adere ao tambor nos locais onde o laser passou e removeu a carga. Aí tudo é simples: o tambor rola sobre o papel (que tem carga positiva) e deixa todo o toner sobre ele, depois o papel vai para o forno, onde sob o efeito da alta temperatura o toner é firmemente cozido no papel .

Para imprimir uma imagem colorida, todas as cores são aplicadas alternadamente ao tambor ou a impressão ocorre em 4 passagens (para impressão em preto, ciano, magenta e flores amarelas). Um método de impressão semelhante é usado em fotocopiadoras e alguns aparelhos de fax. Um sistema semelhante é usado em impressoras LED, mas em vez de laser, utilizam uma linha fixa com LEDs - tecnologia de impressão LED (Light Emitir Diodo). E a própria impressora a laser apareceu assim: um certo Gary Starkweather, funcionário da Xerox, teve a ideia de usar a tecnologia de copiadora para criar uma impressora.

Assim começou o desenvolvimento da primeira impressora a laser no início de 1969. E foi publicado em novembro de 1971. O aparelho se chamava EARS, mas não ia além do laboratório. Se você acredita nos documentos, a primeira impressora a laser oficial foi chamada de Xerox 9700 Electronic Printing System e foi lançada em 1977. Ao mesmo tempo, a IBM afirma que em 1976 sua impressora a laser IBM 3800 já estava imprimindo a todo vapor no FW Woolworth North American Data Center. Mais tarde, em maio de 1981, a Xerox lançou o computador Star 8010, que incluía os mais recentes desenvolvimentos, como um editor de texto WYSIWYG, um editor gráfico, um editor de texto e gráficos e, claro, uma impressora a laser. Toda essa diversão custou apenas US$ 17 mil. Era algo como uma impressora doméstica.

Três anos depois, a Hewlett-Packard lançou a impressora LaserJet, com resolução de 300 dpi e preço de US$ 3.500. No mesmo ano, a Apple forneceu protótipos de sua impressora LaserWriter para empresas como Lotus Development, Microsoft e Aldus. E em 1985 e 1986, surgiram Apple LaserWriter e LaserWriter Plus, respectivamente. E em 1990, as impressoras Hewlett-Packard LaserJet IIP começaram a custar menos de US$ 1.000 pela primeira vez. E a série LaserJet III começou a usar tecnologia de resolução aprimorada (RET - Resolution Enhancement Technology). E dois anos depois, a mesma HP começou a vender uma impressora a laser verdadeiramente popular, a LaserJet 4, que, além do preço relativamente baixo, tinha resolução de 600 dpi. Mas, no mesmo ano, a Lexmark empurrou a HP para o mercado de impressoras a laser ao lançar dispositivos da série Optra com resolução de 1200 dpi.

As impressoras laser coloridas apareceram apenas em 1993. A QMS lançou a ColorScript Laser 1000 por apenas US$ 12.499. Dois anos depois, a Apple lançou sua impressora laser colorida 12/600PS por apenas US$ 7.000.

As impressoras a laser tornaram-se visivelmente mais baratas. Elas estão se tornando cada vez mais populares, mas ainda não são baratas o suficiente para competir com as impressoras jato de tinta.

Hoje você dificilmente pode imaginar a vida sem livros interessantes, revistas sofisticadas com lindas fotos e dispositivos multifuncionais de digitalização, impressão e cópia do tamanho Mac Pro.

Mas mesmo os métodos primitivos de aplicação de texto ou imagens a uma superfície nem sempre eram comuns.

Para entender a escala, vamos nos aprofundar na história da impressão – sim Deeper!

Como eles “imprimiam” antes do advento das impressoras

Quando você olha para os símbolos que as pessoas por muito tempo pedras esculpidas ou tábuas de argila com rabiscos intrincados, você entende que centenas de anos de evolução dos métodos de impressão não foram em vão.

Mídia: o problema da escolha

O primeiro passo significativo na história da impressão pode ser considerado o surgimento do papiro, que foi criado no Egito a partir do material de mesmo nome.

A segunda foi a criação do pergaminho, cujo berço foi a cidade de Pérgamo. Para sua produção foi utilizada pele de animal, que foi curtida de forma que pudesse ser facilmente aplicada tinta de origem natural.

Quando você olha para o papel moderno, pelo qual se pedem centavos em qualquer papelaria próxima, você nem consegue imaginar a intensidade de trabalho na produção dos dois primeiros materiais.

Aliás, o papel que foi inventado em China antiga, é considerada uma verdadeira revolução na impressão. No início consistia em bambu e madeira de amoreira.

Para fazer papel, os ingredientes eram fervidos em um caldeirão. Então eles interromperam especial martela uma bagunça a partir da qual as folhas de papel foram formadas - quase a mesma coisa acontece no mundo moderno.

Transferência ou deslocamento de imagem

É uma pena, em tempos sombrios Havia poucas pessoas alfabetizadas e os livros de história eram copiados com erros. Portanto, o autor da ideia da impressão offset não pode ser determinado hoje.

Há uma opinião de que os nativos viram o suficiente como os insetos perfuram as folhas com as patas e criaram os primeiros estênceis para impressão.

Um princípio semelhante é usado hoje. A imagem finalizada é transferida do instrumento para um meio: papel, metal, folha metálica e assim por diante.

E ninguém argumenta que um verdadeiro avanço na impressão offset ocorreu no século XV, quando um joalheiro alemão chamado Gutenberg inventou o método de composição tipográfica de letras.

Demonstração da impressora de Gutenberg

De acordo com sua ideia, cada login imagem espelhada foi fundido em chumbo, que foi imediatamente embrulhado em papelão e depois em borracha. Tabelas com texto organizado foram manchadas com tinta e encostadas no papel - isso é tudo a ciência.

As primeiras máquinas de impressão

É claro que, depois disso (cerca de 200 anos depois), nossos ancestrais desejaram simplificar a mudança de textos impressos sem criar novos estênceis volumosos, tampos de mesa, blocos e assim por diante.

Em seguida, o tamanho do estêncil foi reduzido para uma letra e foi criada a primeira impressora, cuja autoria é atribuída a Henry Mill. rainha da Inglaterra patenteado ele em 1714.


A primeira impressora. Exposição do museu.

O princípio das máquinas de escrever não mudou até hoje. Leitores com mais de 30 anos foram apresentados a ele na juventude, e os descolados modernos podem encontrá-lo em museus.

Este é um conjunto de fita colorida, localizada perto do papel, e martelos com símbolos, que elimina o texto.

Curiosamente, fitas de cores diferentes eram usadas com bastante frequência na impressão. Eles eram usados ​​para destacar as primeiras letras de capítulos de livros ou parágrafos em geral. E este foi o protótipo das impressoras coloridas modernas.

Máquinas de escrever e QWERTY

Em 1808, foi criada a primeira máquina de escrever popular. O modelo que entrou em série foi desenvolvido pelo italiano Terry Pellegrino - ele criou um aparelho de escrita para um amigo cego.

E já em 1863 apareceu um ancestral moderno máquinas de escrever. Primeiro, os americanos Christopher Lehtem Scholes e Samuel Sule, que trabalhavam em uma gráfica, criaram um dispositivo para numerar páginas rapidamente. E isso os inspirou a criar uma máquina de escrever inconveniente, mas funcional.

Eles receberam a patente da invenção em 1865 - a máquina não tinha números e as letras (apenas minúsculas) estavam organizadas em ordem alfabética.

Os martelos das letras das máquinas de escrever próximas continuavam emperrando. Portanto, seu compatriota Scholes desenvolveu o layout QWERTY familiar, no qual as letras que ocorrem com frequência são espaçadas o máximo possível - sim, o ponto aqui não é a facilidade de digitação, mas os problemas técnicos das máquinas de escrever do passado distante.

Máquina de escrever Underwood

Em 1895, o mundo viu a máquina de escrever Underwood, que se tornou um símbolo da impressão no início do século passado.

Estágio de transição na história

Primeiro "impressora" chamado dispositivo de Charles Babbage, que ele nunca deu vida. Foi recriado de acordo com os desenhos do inventor hoje.

A solução foi uma versão volumosa e complicada de uma máquina de escrever composta por 4 mil peças e peso total de 2,5 toneladas.

Mas as impressoras reais apareceram apenas em meados do século passado com a invenção dos computadores eletrônicos - os protótipos dos computadores modernos.

Que impressoras e tipos de impressão existiam?

A impressão de meados do século passado não se comparava à impressão moderna em termos de qualidade e velocidade.

Uma das primeiras semelhanças com uma impressora moderna é considerada a solução Remington-Rand, criada para o computador Univac em 1953. Podia imprimir 600 linhas de 120 caracteres por minuto.

Impressão matricial tradicional

Em 1964, os engenheiros da Seiko Epson Corporation implementaram pela primeira vez a ideia da impressão matricial em um dispositivo que funcionava como um relógio e imprimia tempo exato: A imagem foi criada a partir de pontos aplicados no papel com agulhas através de uma fita de tinta.

As impressoras modernas seguem um princípio semelhante: o carro de impressão se move ao longo da folha e aplica caracteres batendo com agulhas em uma fita de tinta. Uma “impressora matricial” é uma impressora matricial porque a imagem é composta pela resolução da matriz formada pela disposição das agulhas.

Impressora EP-101

Apenas quatro anos depois, a Epson lançou a impressora em miniatura EP-101, que era popular entre os fabricantes de calculadoras de mesa e máquinas de somar.

Isto é interessante:

Título mundial marca famosa A Epson surgiu como resultado do desejo da empresa de criar produtos que se tornariam descendentes da primeira impressora, a EP-101, ou de seus “filhos” - o “Ep-son”.

E desde 1975, impressoras, computadores e outros dispositivos fabricados pela Suwa Seikosha são vendidos sob a marca Epson.

Um pouco mais tarde, o mundo viu o LA30 da DEC - ele podia imprimir até 30 caracteres por segundo em papel de tamanho especial.

Mas o verdadeiro símbolo da impressão matricial até os anos 90 foi a impressora Epson MX-80, que combinava acessibilidade relativa e desempenho aceitável.

Impressoras matriciais Epson semelhantes ainda são adquiridas e usadas para impressão em formulários e documentos oficiais em agências governamentais. Aqui eles não têm igual, porque o mesmo passaporte não pode ser inserido em uma impressora a laser ou jato de tinta.

Impressão a laser

A empresa XEROX é líder na produção de impressoras a laser. Em 1969, começou a trabalhar na transferência da tecnologia de suas copiadoras, que já utilizavam o princípio da impressão a laser, para impressoras. Em 1971 lançou o primeiro protótipo e em 1977 - uma impressora serial.

Nesse caso, o feixe de laser cria áreas com carga elétrica na superfície do fotodrum giratório, para as quais é atraído o toner (pó), que atua como tinta.

Uma folha de papel é puxada pelo eixo da impressora a laser e as partículas de toner são magnetizadas nela. Para evitar que o pó caia do papel, um forno especial “assa” na superfície da folha em temperaturas de até 200 graus.

Uma etapa importante no desenvolvimento de impressoras a laser foi 1984. Então a Hewlett-Packard começou a produzir uma série disponível Impressoras LaserJet, que tinham uma boa densidade de pontos. Mas a evolução de tais dispositivos praticamente parou e o design permaneceu quase inalterado desde então.

Impressoras a laser podem ser usadas para imprimir documentos de texto. Mas devido à resolução relativamente baixa e ao alto custo dos consumíveis, tirar fotos com eles é impraticável. Portanto, para criar impressões profissionais, são utilizadas apenas máquinas jato de tinta.

Impressão moderna a jato de tinta ou método de gotejamento

Em 1833, Felix Savart descobriu e documentou que gotas de líquido que passam por um orifício estreito saem sempre do mesmo tipo. É este princípio que formou a base deste método de transferência de uma imagem para o papel - como a impressão a jato de tinta. Mas foi apenas em 1951 que a Siemens patenteou um dispositivo funcional que poderia dividir um fluxo de tinta em gotas do mesmo tipo.

Em 1977, a Siemens patenteou um dispositivo de impressão sequencial que funcionava segundo o princípio drop-on-demand.

A essência do princípio “gota sob demanda” é liberar tinta somente quando necessário.

A cabeça de impressão dessa impressora, densamente coberta por orifícios microscópicos, move-se de um lado para o outro e gotas de tinta saem sob a influência da pressão do elemento piezocerâmico.

Já em 1979, a Canon inventou um método de impressão em que gotículas eram liberadas na superfície de um pequeno aquecedor próximo ao bico e controladas pela condensação do acúmulo de corante. Eles chamaram isso de “impressão de bolha”.

Em 1989, a tecnologia Epson Micro Piezo viu o mundo. Ao contrário da impressão de bolhas da Canon, esta utiliza corrente em vez de calor. Isto aumentou a confiabilidade e a durabilidade da cabeça de impressão e tornou possível obter um controle preciso sobre o tamanho das gotas para Alta qualidade e expandiu enormemente a versatilidade da impressão a jato de tinta.

Cor da caneta

Em 1996, a Epson criou a primeira impressora fotográfica jato de tinta de seis cores, a Stylus Photo, que revolucionou a impressão fotográfica. Desde então, a empresa mantém a sua imagem de fabricante dos melhores dispositivos de impressão para fotógrafos.

É interessante que nas impressoras jato de tinta baseadas na tecnologia piezoelétrica haja um cabeçote de impressão durável para todas as cores, e nos dispositivos a laser cada cartucho é um dispositivo complexo com um tambor, cuja substituição será muito cara.

Impressão LED rara

A primeira impressora LED foi lançada pela OKI em 1987. E em 1998 ela desenvolveu a primeira solução colorida que funciona segundo o mesmo princípio.

Em vez de um laser, ele usa LEDs que piscam seletivamente para criar um padrão eletrônico no tambor. Isso permite imprimir mais rápido e usar menos toner.

Algumas impressoras LED hoje são oferecidas a preços muito mais atraentes do que as laser. Mas devido a quebras regulares, pequenas cargas máximas e exigências de qualidade do toner, eles ainda não ganharam popularidade.

Impressão por sublimação

Em 1957, o cientista francês Noel de Plasset descobriu que alguns corantes podem sublimar - passar do estado sólido para o gasoso sem passar pelo estado líquido.

E em 1985, suas ideias começaram a ser aplicadas pela Kodak e pela Mitsubishi Electric. Mas eles não alcançaram sucesso. O escopo de aplicação desse método naquela época era bastante limitado, pois seu uso envolvia recursos complexos e a impressão não era rápida.

Em 1996, a Citizen desenvolveu a tecnologia Micro Dry, que permite a aplicação de meios sólidos diretamente em uma superfície.

A imagem é impressa com tinta especial em meios especiais de transferência térmica (papéis) e, novamente, em prensas térmicas especiais (calandras) é transferida diretamente para o objeto ou superfície desejada.

Essas impressoras são adequadas para imprimir em canecas, camisetas, travesseiros e muito mais. E em nosso país este se tornou um dos tipos populares de pequenos negócios.

Com o auxílio de impressoras de sublimação, as imagens são impressas em papel transfer especial para posterior transferência por calor para tecidos, cerâmicas e até metal.

O que as impressoras alcançaram hoje?

Apesar da crença popular, as impressoras jato de tinta hoje dominam o mercado, deixando as impressoras a laser em segundo plano.

A razão para isso é a versatilidade do primeiro e o alto custo de manutenção do segundo.

Multifuncionalidade e tamanho micro

Ao longo dos anos de história, os dispositivos de impressão diminuíram significativamente de tamanho. Hoje cabem facilmente até em uma mesinha de casa ou do escritório e não atrapalham sua presença.

Epson L486

Ao mesmo tempo, os mais populares são os MFPs - dispositivos multifuncionais que, além da impressão colorida e em preto e branco, oferecem digitalização e cópia de documentos e imagens.

Recorde de baixo custo de impressão

A principal característica das impressoras modernas promovidas pela Epson é a impressão sem cartuchos. Em vez disso, são usados ​​​​sistemas de impressão contínua (CISS) - tanques de tinta integrados que são simplesmente recarregados sem a ajuda de especialistas.

Recarregando a impressora você mesmo

Anteriormente, já existiam sistemas CISS caseiros. Mas foi a Epson quem ofereceu uma solução de fábrica - a L800 de seis cores, que já se tornou uma lenda na impressão de fotos. A tinta adicional para todas as impressoras custa 2,5 vezes mais barato que os cartuchos anteriores e seu volume é 10 vezes maior - no final é 25 vezes mais lucrativo.

É por isso que hoje imprimir documentos, fotografias, cartões postais e tudo o que seu coração deseja custa um centavo - parecia uma verdadeira fantasia há poucos anos.

O vídeo contará mais sobre os sistemas CISS e soluções populares baseadas neles:

A Epson tem uma vasta gama de impressoras com CISS que se adaptam às necessidades de todos: soluções domésticas a preto e branco e a cores, bem como opções de escritório para volumes de impressão médios e grandes. Eles diferem em tamanho, velocidade e capacidades, bem como no custo de cada página impressa.

Velocidade de impressão mais rápida em todas as páginas

Hoje, as impressoras multifuncionais a jato de tinta operam em velocidades de até três dúzias de páginas por minuto e até mais.

Os dispositivos de impressão modernos não necessitam de elementos de aquecimento e, consequentemente, de tempo de aquecimento, por isso iniciam a operação imediatamente após o envio do trabalho por meio de um computador, aplicativo móvel ou da própria impressora.

Reserva de energia imodesta para preto e branco e colorido

Se “ontem” as impressoras morriam como moscas, mesmo devido à carga de trabalho em casa, hoje tudo mudou. E os principais fabricantes oferecem uma garantia de 12 meses ou várias dezenas de milhares de cópias.

Uma vantagem importante da Epson sobre seus concorrentes neste caso é o sistema Micro Piezo. Em vez de aquecer a tinta, utiliza impulso elétrico. Portanto, o cabeçote deixa de ser um material consumível e em uso real o tempo sem quebras aumenta muitas vezes.

Ao mesmo tempo, o multifuncional está pronto para imprimir fotos ou documentos a qualquer momento, sem exceção.

Conexão com smartphones: iPhone e Android

Assim como outros eletrônicos, as impressoras modernas funcionam sem problemas por meio de um aplicativo móvel emparelhado com um smartphone ou tablet.

Trabalhando com um smartphone

Desta forma a impressora pode ser acessada de qualquer lugar globo- desta forma você pode imprimir texto e outros documentos de escritório, fotografias, páginas da web e assim por diante.

Além disso, usando Aplicações Móveis as impressoras geralmente podem imprimir a partir de serviços em nuvem Dropbox, Google Drive, Box, Microsoft OneDrive e assim por diante.

Eventualmente: Já está claro hoje que centenas de anos de progresso não foram em vão e simplificaram ao máximo o processo de impressão. E a versatilidade de cada popular dispositivos tornou indispensável para casa e escritório.

Continuamos a nos aprofundar no tema e a preparar materiais separados, mais detalhados e restritos sobre impressão, a fim de esclarecer todos os pontos restantes. "eu".

Muitas pessoas já usaram impressoras a laser, algumas têm em casa, mas todo mundo sabe como funciona uma impressora a laser? O leitor encontrará a resposta a esta pergunta neste artigo.

Uma impressora a laser é um dispositivo periférico que imprime textos e objetos gráficos de forma rápida e eficiente em papéis comuns de escritório e especiais. As principais vantagens destas impressoras, como baixos custos de impressão, alta velocidade trabalho, alto recurso e resolução, resistência à umidade e desbotamento os tornaram os mais utilizados não só no meio ambiente Trabalhadores de escritório, mas também entre usuários comuns.

Criação e desenvolvimento de impressoras a laser

A primeira imagem usando tinta seca e eletricidade estática foi feita por Chester Carlson em 1938. E apenas 8 anos depois ele conseguiu encontrar o fabricante dos aparelhos que inventou. Era uma empresa que todos hoje conhecem como Xerox. E no mesmo 1946, a primeira copiadora entrou no mercado. Era uma máquina enorme e complexa, que exigia uma série de operações manuais. Somente em meados da década de 1950 foi criado o primeiro mecanismo totalmente automatizado, que foi o protótipo da moderna impressora a laser.

Desde o final de 1969, a Xerox começou a trabalhar no desenvolvimento de impressoras a laser, adicionando um feixe de laser às amostras existentes na época. Mas custava um terço de milhão de dólares por esses padrões e era enorme em tamanho, o que não permitia o uso de tal dispositivo nem mesmo em pequenas empresas, muito menos na vida cotidiana.

O resultado da cooperação entre os atuais gigantes da indústria gráfica Canon e HP foi o lançamento de uma série de impressoras LaserJet capazes de imprimir até 8 páginas de texto por minuto. Esses dispositivos tornaram-se mais acessíveis após o aparecimento do primeiro cartucho substituível para impressora a laser.

Princípio da Operação

A base para a formação da imagem é o corante contido no toner. Sob a influência da eletricidade estática, ele gruda e fica literalmente impresso no papel. Mas como isso acontece?

Qualquer impressora a laser consiste em três blocos funcionais principais: uma placa de circuito impresso, uma unidade de transferência de imagens (cartucho) e uma unidade de impressão. A unidade de alimentação de papel fornece o papel para impressão. Eles são projetados em dois designs - alimentação de papel pela bandeja inferior e alimentação de papel pela bandeja superior.

Sua estrutura é bastante simples:

  • rolo – necessário para pegar papel;
  • unidade para captura e alimentação de uma folha;
  • um rolo que transfere uma carga estática para o papel.
  • Um cartucho de impressora a laser consiste em duas partes - um toner e um tambor ou fotocilindro.

Toner

O toner consiste em partículas microscópicas de polímero revestidas com corante, incluindo magnetita e um regulador de carga. Cada empresa produz pó com características únicas para suas próprias impressoras e dispositivos multifuncionais. Todos os pós diferem em magnetismo, densidade, dispersão, tamanho de grão e outros indicadores físicos. Portanto, você não deve recarregar cartuchos com toner aleatório. As vantagens do toner sobre a tinta são a clareza da imagem impressa e a resistência à umidade, que é garantida pela impressão do pó no papel. Entre as desvantagens estão a baixa profundidade de cor, a saturação durante a impressão colorida e o impacto negativo no corpo humano ao interagir com o toner, por exemplo, durante o carregamento do cartucho.

Estrutura e etapas de impressão de imagens

O fotodrum é feito em forma de haste longitudinal de alumínio, revestido por uma fina camada de material sensível aos raios de luz com determinados parâmetros. O cilindro é coberto por uma camada protetora. Além do alumínio, os tambores são feitos de substâncias inorgânicas fotossensíveis. A principal propriedade de um fotodrum é uma mudança na condutividade (carga) sob a influência de um feixe de laser. Isso significa que se o cilindro receber carga, ele a armazenará por um período de tempo significativo. Mas se você iluminar qualquer área do eixo com luz, eles imediatamente perdem sua carga e ficam com carga neutra devido a um aumento na condutividade (ou seja, uma diminuição na resistência elétrica) nessas zonas. A carga flui da superfície através da camada condutora interna.

Quando um documento chega para impressão, a placa de circuito impresso o processa e envia pulsos de luz apropriados para a unidade de transferência de imagens, onde a imagem digital é convertida em imagem em papel. O fotodrum gira usando um eixo e recebe uma carga primária negativa ou positiva de um rolo próximo. Seu valor é determinado pelas configurações de impressão informadas pela placa de circuito impresso.

Depois de carregar o cilindro, um feixe de laser horizontal o varre com enorme frequência. As áreas expostas do fotocilindro, como mencionado acima, ficam descarregadas. Essas zonas não carregadas formam a imagem necessária na bobina em uma imagem espelhada. A seguir, para que a imagem apareça no papel, as áreas sem carga devem ser preenchidas com toner. A unidade de digitalização a laser consiste em um espelho, um laser semicondutor, várias lentes modeladoras e uma lente focalizadora.

O tambor está em contato com um rolo, feito principalmente de magnésio, e fornece toner ao cilindro fotográfico a partir do tanque do cartucho. O rolo, no qual está localizado o ímã permanente, é feito em forma de cilindro oco com uma camada condutora. Sob influência campo magnético O toner do reservatório é atraído para o rolo pela força do núcleo magnetizado.

Sob a influência da tensão eletrostática, o toner do rolo será transferido para a imagem formada pelo feixe de laser na superfície do fototambor, girando próximo ao rolo. O toner não tem para onde ir, porque suas partículas carregadas negativamente são atraídas para as áreas carregadas positivamente do fotocilindro onde a imagem desejada é formada. A carga negativa do tambor empurra o toner indesejado para trás, preenchendo com ele as áreas digitalizadas a laser.

Observemos uma nuance. Existem dois tipos de imagem. O mais comum é o uso de toner com carga positiva. Esse pó permanece nas áreas com carga neutra do fotocilindro. Ou seja, o laser ilumina as áreas onde estará a nossa imagem futura. O tambor está carregado negativamente. O segundo mecanismo é menos comum e utiliza um toner com carga negativa. O feixe de laser “descarrega” áreas do fotocilindro carregado positivamente onde não deveria haver imagem. Vale lembrar disso na hora de escolher uma impressora a laser, pois no primeiro caso haverá uma transferência de detalhes mais precisa, e no segundo - um preenchimento mais uniforme e denso. As primeiras impressoras eram perfeitas para imprimir documentos de texto, por isso se difundiram.

Antes de entrar em contato com o cilindro, o papel recebe uma carga elétrica estática por meio de um rolo de transferência de carga. Sob a influência do qual o toner é atraído para o papel no momento de seu contato próximo com o tambor. Imediatamente depois disso, a carga do papel é removida por um neutralizador de carga estática. Isto elimina a atração da folha pelo fotocilindro. À medida que o papel passa pela unidade de digitalização a laser, a imagem formada torna-se perceptível na folha, que é facilmente destruída ao menor toque. Para sua durabilidade é necessário fixá-lo derretendo os aditivos incluídos no toner. Esse processo ocorre na unidade de fixação de imagem – esta é a terceira unidade principal da impressora a laser. Também é chamado de “fogão”. Resumindo, as substâncias contidas no toner derretem. Depois de prensados ​​e endurecidos, esses polímeros parecem cobrir a tinta, protegendo-a de influências externas. Agora o leitor entenderá porque as folhas impressas que saem da impressora estão tão quentes.

Por definição, o chamado “fogão” consiste em dois eixos, um dos quais contém um elemento de aquecimento. O segundo, geralmente o inferior, é necessário para pressionar o polímero fundido no papel. Os elementos de aquecimento são feitos na forma de termistores feitos na forma de filmes térmicos. Quando a tensão é aplicada a eles, esses elementos aquecem a altas temperaturas (cerca de 200 °C) em uma fração de segundo. O rolo de pressão pressiona a folha contra o aquecedor, que pressiona partículas microscópicas líquidas de toner na textura do papel. Existem separadores na saída do bloco de fixação para que o papel não grude no filme térmico.