Így működik a lézernyomtató

A lézernyomtató működésének egyik mozgatórugója (képzavarral élve) az elektromosság.
 „Az elektromosság szó a görög elektron szóból ered (jelentése: gyanta).
Általános fizikai fogalom arra a jelenségre, amelynek során elektromos töltések jelenlétéről, mozgásáról, hatásairól van szó.
A mágnesség fogalmával együtt alkotják az egyik alapvető kölcsönhatást, amit elektromágnességnek nevezünk.
Számos megnyilvánulási formája létezik, mint a villámlás, az elektromos tér kialakulása, az elektromos áram…
…Ahogy mondani szokták, "már az ókori görögök is" ismerték a statikus elektromosság jelenségét, ami állati szőrme és más tárgyak összedörzsölésekor állt elő. Bár Benjamin Franklin híres kísérlete, amelynek során viharban sárkányt reptetett és ennek elektromos töltését vizsgálta volna, inkább csak anekdota, mégis, az általa felvetett gondolat, miszerint a megdörzsölt állati szőrme által keltett statikus szikrázás és a villámlás fülrepesztő kisülése ugyanannak a dolognak két különböző megnyilvánulási formája, ösztönzőleg hatott a kor tudósaira...” (www.wikipedia.hu)
 
A sztatikus elektromosság nem más mint egy tárgyat, például a szőrmét vagy a testünket beborító elektromos töltéssel rendelkező mező. Mivel az ellentétes töltésű atomok vonzzák egymást, így az ellentétes sztatikus elektromossággal rendelkező tárgyak is összetapadnak.
 
A lézernyomtató ezt a jelenséget használja.
 
A lézernyomtató egyik alapelem a dob. A dob eleinte pozitív töltésű, melyet a korona vezeték biztosít „számára”, áram segítségével.
Ahogy a dob forog, a nyomtató egy piciny lézersugarat bocsát ki és juttat el a dob felszínének bizonyos részeire. Ezzel a lézer elektromos töltésű képet rajzol, amely a nyomtatandó betűk és képek elektrosztatikus képe.
Azt követően, hogy az elektromos töltésű kép elkészül a nyomtató pozitív festékkel vonja be a dobot. A dob ellentétes, vagyis negatív töltésű, kisütött részeihez a festék odatapad. Ezek azok a részek, amelyeket a lézersugár megrajzolt, vagyis a betűk, ábrák képei.
A papír negatív töltést kap a transzfer korona vezetéktől, de ez a töltés erősebb, így a végiggördülő papír magára tudja „vonzani” a festéket a dobról.
Hogy a folyamatot követően megakadályozzuk, hogy a papír az ellentétes töltésű dobhoz tapadjon a leválasztó korona vezeték a festék felszedését követően azonnal kisüti azt.
A papír ezt követően egy pár felhevült hengeren keresztül halad, ahol a festékpor megolvad és beég a papír rostjaiba. Miután a festék lerakódik a papírra, a dob felszíne elhalad a kisülési cső mentén. Ez az éles fény megvilágítja az egész fényérzékelő felszínt, kitörölve az elektronikus képet. A dob felszíne ezt követően elhalad a töltésért felelős korona vezeték előtt, mely újra pozitív töltéssel ruházza fel.
A felhevült hengerek természetesen a papírt is felmelegítik a nyomtatás közben, ezért is meleg a papír, amikor végül a kimenetei tálcába érkezik. Az hogy az egyébként gyúlékony papír nem ég el a hevítés közben kizárólag annak köszönhető, hogy olyan gyorsan gördül át a hengerek közt, hogy nincs ideje a gyulladási pont elérésére.
 
A lézernyomtató működése ennyire egyszerű. Részletesebben megvizsgálva az egyes lépéseket árnyaltabb képet kaphatunk.
 
A nyomtatóvezérlő feladata, hogy az adatokat, amelyeket nyomtatni kell „begyűjtse és értelmezze”. Tehát a nyomtatóvezérlő kommunikál a számítógéppel, ahonnan nyomtatási parancs érkezik. A kommunikáció párhuzamos vagy USB porton keresztül történhet. Elsőre azt hihetnénk, hogy ez a kommunikáció egyirányú, vagyis, hogy a számítógép adatokat továbbit a nyomtatónak, de ma már a nyomtató is „ad parancsot” a számítógépnek, tehát a kommunikáció kétirányú. A nyomtató meghatározza, hogy a számítógép milyen ütemben adja át számára az adatokat. Sőt! A nyomtató képes arra, hogy több számítógéppel kommunikáljon egyidőben. A hálózatba kötött nyomtatók tehát az összes számítógéppel kapcsolatba állnak és kommunikálnak, akik a hálózaton keresztül nyomtatási parancsot adhatnak ki.
 
A számítógép és a nyomtató csak akkor képes kommunikációra ha egy nyelvet beszélnek. Ez a nyelv az oldalleíró nyelv. A ma elfogadott oldalleíró nyelv a PCL és a PostScript.
Az oldalleíró nyelv egy komplex és összetett nyelv, hiszen grafikát, rengeteg betűtípust és számtalan betűkészletet kell „elmondania”. Emiatt a nyelvek grafikus vagyis vektoros formában írják le a továbbítandó képet, ez azt jelenti, hogy geometriai formákat matematikai képletekkel írnak le. A nyomtató a vektoros, vektorgrafikus képet átalakítja bittérképpé. Van olyan nyomtató, amely GDI formátumú oldalleíró nyelvet használ. Ez azt jelenti, hogy nem a nyomtató, hanem a számítógép hozza létre a bittérképet, és a nyomtató vezérlőjének nincs ilyen teendője.
A nyomtatóvezérlőnek a kép leírásán kívül olyan adatokat is fogadnia és értelmeznie kell, hogy hogyan rendezze el a képet a papíron, milyen papírra nyomtasson, milyen margókat állítson be stb.. Amikor a nyomtatóvezérlő ezen információk alapján összeállítja a nyomtatandó oldalt átadja a raszteres képfeldolgozónak. A képfeldolgozó a kapott adatokat lebontja apró pontra, amiket a fényérzékelő dobra továbbít majd.
A nyomtatóvezérlő a kapott munkákat elmenti a memóriájába, ezért lehetséges, hogy több feladatot is képes kezelni és több számítógéppel is képes kommunikálni egy időben. A kapott feladatokat képes sorba rendezni és hosszabb idő elteltével is elvégezni, illetve akár több példányt is nyomtatni.
 
A lézer szkennelő egység az az egység, amely az oldalt megrajzolja. Részei egy lencse, egy mozgatható tükör és maga a lézer. A lézer a dobra „írja”, a tükör segítségével, a kapott adatokat soronként, ami azt jelenti, hogy soronként fényt bocsát ki, ha az adott pontban van jel, vagyis nyomtatandó pont, illetve nem bocsát ki fényt, ha az adott pontban nincs jel, vagyis nincs nyomtatandó pont, tehát üres. Ahogy a tükör mozog, lencsék sorozatán ereszti át a fénycsóvát. Ez a rendszer kompenzálja a tükör és a dob pontjai közti eltérő távolságok okozta képtorzulást. A lézer csak vízszintesen mozog. Ahogy a vízszintes sor végére ér a fényérzékelő dob egy sorral feljebb mozdul és a lézer újra vízszintesen haladva rajzolhat a dobra.
Vannak olyan lézernyomtatók, amelyek egy csík fénykibocsátó diódát, LED-et használnak az oldal képének megírásához, a lézer helyett. Ezen nyomtatók előállítása olcsóbb, de a nyomtatott képek pontossága gyengébb.
 
A festék, mely a papírra rá fog kerülni két alapvető komponensből áll, festékből és műanyagból. A festék szerepe egyértelmű, a műanyagra pedig azért van szükség, hogy a majdani papírra olvasztásnál legyen olyan anyag ami hőre lágyulva megtapad és megtartja a festéket is.
A festékadagoló tárolja, és értelemszerűen adagolja a festéket, úgy hogy egy mozgatható tokba építve képes „mozogni”. A nyomtató a festéket az adagolóból gyűjti be az előhívó egység segítségével. Az „előhívó” nem más, mint negatív töltésű mágneses buborékok halmaza, melyek egy forgó fémhengerhez tapadva végighaladnak a festékadagolóban található festéken. Mivel ezek a buborékok negatív töltésűek, magukhoz vonzzák a pozitív töltésű festék részecskéket, melyek így a dobra jutnak, pontosabban a dob negatív töltésű részeihez, amelyek a lézer által kialakított kép színnel rendelkező részei. A dob ezután végiggördül a papíron, amely a dobról „magára húzza” a festéket.
Ezt követően a leválasztó korona vezeték azonnal kisüti vagyis semlegesíti a papírt, hogy az ne tapadjon a dobhoz.
Ilyenkor a papíron a festék még csak nagyon lazán tapad, ezt fixálni kell. Ehhez a papír egy beégető egységen halad át, ahol quartz csőlámpák által felhevített Teflon hengerek megolvasztják a festékben található műanyagot, amely így a papírra tapad. A teflon bevonatnak köszönhetően a hengerre viszont nem.
 
A színes nyomtatók
A színes lézer nyomtatók működése, nyilván valóan, nagyon hasonlít a mono vagyis egy színnel, feketével nyomtató nyomtatókéhoz.
A különbség annyi, hogy a fent leírt folyamatot egy papírlap négyszer teszi meg, vagyis négy különböző festéket vesz fel.
 
Négy szín keverésével minden szín előállítható. Ez a négy szín a cián (kék), magenta (piros), sárga és fekete. Vagyis minden szín ezen négy szín különböző arányú kombinációja.
 
A lézernyomtatók a négy festék felvitelét különbözőképpen oldják meg.
Bizonyos esetekben a nyomtató az egyik szín elektrosztatikus képét továbbítja, majd behelyezi a megfelelő festéket és ezt felviszi a papírra, majd ezt megismétli a többi színnel is. Más esetekben a nyomtató mind a négy színt ráteszi egy lemezre, majd ezt egyben, egyszerre viszi fel a papíron. A legdrágább megoldás pedig az amikor minden színnek külön nyomtatóegysége van, vagyis minden szín külön lézerszerkezettel, dobbal és festékrendszerrel „rendelkezik”. Ilyenkor a papír egyszer megy végig a különböző dobfejeken, begyűjtve a színeket egyfajta futószalagon.
 
A lézernyomtatók előnyei
A lézernyomtatók legfőbb előnyei:
- sebesség,
- pontosság
- gazdaságosság (nyomatár).
 
A lézernyomtatók nagyobb sebességgel képesek nyomatot előállítani, mint a tintasugaras nyomtatók, hisz gyorsan képesek „mozogni”.
Pontosabb képet adnak, hisz a lézersugarak átmérője állandó, a tintasugarakkal ellentétben.
A lézernyomtatók beszerzése, megvásárlása drágábbak, mint a tintasugarasaké, ellenben a nyomatok előállítása, az üzemeltetés olcsóbb, így ott ahol nagyobb használatnak vannak kitéve, hamar megtérül az áruk.
 
A technológia fejlődésével a lézernyomtatók ára folyamatosan csökken, míg teljesítményük nő, habár ez tintasugaras társaikról is elmondható.
 
A fénymásoló és lézernyomtató működésbeli különbségei
A két berendezés működési elve nagyon hasonló, van mégis néhány alapvető különbség.
Az egyik maga a kép forrása.
A fénymásoló esetén a kép forrás maga a kép, illetve annak beszkennelt másolata, mely fényvisszaverődéssel jelenik meg a fénymásolónak.
A lézernyomtató esetén a kép forrása a számítógép, vagyis digitális jelek halmaza.
A másik nagy különbség az elektrosztatikus kép létrejötte. Tehát elektrosztatikus kép mindkét berendezésben létrejön, de a fénymásoló esetén a papírról a fényérzékelőre visszaverődött fény a fehér területekről verődik vissza, míg a sötét területekről nem, hisz azok elnyelik azt. Így a folyamat során a fehér területekről visszaverődött fény kisül, vagyis a háttér, az üres terület semleges lesz, míg a sötét területek által elnyelt fény, vissza nem vert képe pozitív töltésű marad.
Ezt az eljárást “fehérírás”-nak is nevezik.
A legtöbb lézernyomtatóban ez a folyamat fordítva zajlik. A lézer kisüti az elektrosztatikus kép vonalait és a hátteret pozitív töltésűnek hagyja. Logikusan ezt “feketeírás”-nak nevezik. Ez utóbbi egyszerűbb eljárás és emiatt pontosabb eredményt ad.