Comment fonctionne une imprimante laser

L'histoire des imprimantes laser a commencé en 1938 avec le développement de la technologie d'impression à l'encre sèche. Chester CarlsonTout en travaillant sur l'invention d'une nouvelle méthode de transfert d'images sur papier, il a utilisé l'électricité statique. La méthode s'appelait électrographie et a été utilisée pour la première fois par Xerox Corporation, qui a sorti la photocopieuse modèle A en 1949. Cependant, pour que ce mécanisme fonctionne, certaines opérations devaient être effectuées manuellement. Après 10 ans, la Xerox 914 entièrement automatique a été créée, considérée comme le prototype des imprimantes laser modernes.

L'idée de "dessiner" ce qui doit ensuite être imprimé directement sur le tambour de copie avec un faisceau laser appartient à Gary Starkweather. Depuis 1969, la société se développe et lance en 1977 l'imprimante laser série Xerox 9700, qui imprime à une vitesse de 120 pages par minute.

L'appareil était très grand, cher, destiné exclusivement aux entreprises et aux institutions. Et la première imprimante de bureau a été développée par Canon en 1982, un an plus tard - le nouveau modèle LBP-CX. HP, grâce à un partenariat avec Canon, a commencé à fabriquer la série Laser Jet en 1984 et a immédiatement pris la tête du marché des imprimantes laser domestiques.

Actuellement, de nombreuses sociétés fabriquent des appareils d'impression monochrome et couleur. Chacun d'eux utilise ses propres technologies, qui peuvent varier considérablement, mais le principe général de l'imprimante laser est typique de tous les appareils, et le processus d'impression peut être divisé en cinq étapes principales.

Charge d'unité de tambour

Un tambour d'impression (photoconducteur optique, OPC) est un cylindre métallique revêtu d'un semi-conducteur photosensible, sur lequel une image est formée pour une impression ultérieure. Initialement, l'OPC est facturé (positif ou négatif). Vous pouvez le faire de l'une des deux manières suivantes:

• Corotron (Corona Wire), ou coronateur;
• un rouleau de charge (Primary Charge Roller, PCR) ou un arbre de charge.

Korotron est un bloc de fil et un cadre métallique autour de lui.

Le fil coronateur est un filament de tungstène recouvert de carbone, d'or ou de platine. Sous l'action de la haute tension entre le fil et le châssis, une décharge se produit, une région ionisée lumineuse (corona), un champ électrique se crée qui transmet une charge statique au photodrum.

Habituellement, un fil de nettoyage est intégré à l'unité, car sa contamination affecte considérablement la qualité d'impression. L'utilisation d'un corotron présente certains inconvénients: les rayures, la poussière, les particules de toner sur le filament ou sa flexion peuvent entraîner une augmentation du champ électrique à ce stade, une forte diminution de la qualité des impressions et, éventuellement, des dommages à la surface du tambour.

La solution à ces problèmes était rouleau de charge ou, qui est un arbre métallique recouvert de caoutchouc conducteur ou de caoutchouc mousse. Au contact de l'OPC, il alimente la surface photosensible du tambour. Dans le même temps, la tension sur le rouleau est beaucoup plus faible, ce qui a résolu le problème de la formation d'ozone, mais le contact est nécessaire pour le transfert de charge, par conséquent, les pièces s'usent plus rapidement. De plus, la surface de l'arbre de charge doit être nettoyée.

Exposition

Si une partie du semi-conducteur photosensible recouvrant l'OPC est éclairée, elle devient conductrice et la charge reçue du rouleau passe à travers la base métallique du tambour. La zone exposée devient non chargée ou faiblement chargée. Le but de cette étape est de former une image invisible de points sans charge statique sur un film photosensible.

Un faisceau laser très fin brille sur un miroir rotatif de forme hexagonale (parfois tétraédrique) qui, réfléchi, frappe une lentille de distribution, qui l'envoie au bon endroit sur la surface du tambour. Un système de miroirs et de lentilles déplace le faisceau le long de l'OPC, formant une ligne. Étant donné que l'impression se fait par points, le laser s'allume constamment - s'éteint et supprime également la charge ponctuellement. Dès que la ligne est terminée, le tambour tourne avec un moteur pas à pas et l'exposition continue.

Développement

Un autre arbre, disponible dans la cartouche, magnétique (Magnetic Developer Roller), est un tube métallique avec un noyau magnétique à l'intérieur. L'arbre est situé de telle sorte qu'une partie de sa surface se trouve pratiquement dans la trémie de remplissage de toner et la ferme comme un couvercle. À l'intérieur du compartiment, l'aimant attire la poudre à la surface du rouleau magnétique et, en tournant, enlève le toner.

Pour réguler l'épaisseur de la couche de poudre, pour éviter sa répartition inégale sur la surface du rouleau, une lame doseuse (Doctor Blade, Metering Blade) est utilisée. Le cadre métallique du docteur est fixé rigidement, laissant un espace d'une certaine taille entre la plaque flexible sur le bord de la lame doseuse et l'arbre. Ainsi, seule une fine couche de poudre est passée et tout excédent est déversé dans le compartiment. Une lame de docteur mal installée - une fente large ou inégale - peut faire déborder le toner de manière excessive et provoquer bandes noires sur la page imprimée.

Ensuite, le toner tombe entre l'arbre magnétique et l'OPC, où sur les zones exposées, il est attiré par la surface du tambour et sur la charge qu'il repousse. La poudre restante sur le rouleau magnétique continue son chemin, traverse à nouveau la trémie, où une nouvelle portion de peinture est attirée vers les zones de l'arbre magnétique exemptes de toner et le cycle se répète. Et le toner qui s'est déplacé sur le tambour rend l'image visible et suit le support papier.

Transfert

La page qui alimente l'imprimante passe sous le tambour. Pour obtenir le toner sur la surface OPC sur la feuille, la tige du rouleau de transfert est située sous le papier. Une charge positive est appliquée à l'âme métallique du rouleau, qui est transférée à la page à travers un revêtement de caoutchouc souple.

Des particules de toner sortent du tambour et se déplacent sur la feuille, mais ne s'y collent qu'en raison de l'attraction statique. On peut dire que le toner est simplement versé aux bons endroits.

La poussière, les fibres de papier et les particules de poudre sont retirées du tambour et envoyées dans la poubelle raclette ou vipère (Wiper Blade, Cleaning Blade), qui est une plaque flexible en polyuréthane montée sur un cadre métallique. Maintenant que le tambour a déjà fait un cercle complet, le corotron (ou rouleau) restaure la charge sur la surface OPC et le cycle se répète.

Fixation

L'une des propriétés essentielles du toner est sa capacité à fondre à haute température. De cette façon, la poudre est fixée sur du papier, passant à travers une unité de fusion ou un poêle, où la température atteint 180–220 ° C.

La page s'étend entre les deux axes, le haut - le rouleau de fusion supérieur - se réchauffe et le bas - le rouleau de pression inférieur - appuie sur la feuille, ce qui fait fondre le toner dans la structure du papier. Après avoir quitté le poêle, le toner se solidifie rapidement, l'image devient stable. Rouleau pinceur - en caoutchouc ou en silicone sur une base métallique, le rouleau de fusion a une structure plus complexe et peut être de deux types:

• Arbre en téflon
• film thermique.

La première option est fiable et durable, mais aussi plus chère, plus souvent utilisée dans les imprimantes qui peuvent supporter de lourdes charges et conçues pour les bureaux. Une lampe est insérée à l'intérieur du cylindre creux recouvert de téflon, qui sert d'élément chauffant, et un capteur spécial l'éteint lorsque la température atteint un point critique. Le refroidissement se produit naturellement, aucun système de refroidissement supplémentaire n'est requis.Mais un nettoyant pour revêtement en téflon est fourni - un arbre en feutre qui agit comme une serviette et recueille le toner et la poussière restants du rouleau chauffant. De plus, le feutre, imprégné d'une composition spéciale, non seulement nettoie, mais lubrifie également le revêtement. Pour cette raison, il est souvent appelé arbre d'huile.

Dans la deuxième version, un film flexible en plastique spécial résistant à la chaleur enveloppe la structure de support avec un élément chauffant à l'intérieur. La technologie est considérée comme moins fiable; elle est utilisée dans les imprimantes destinées aux petites entreprises et à la maison, où de grandes charges d'équipement ne sont pas attendues. Pour empêcher la feuille de coller au poêle et de la tordre autour de la cheminée, une barre avec des séparateurs de papier est fournie.

Impression couleur

Pour créer une image couleur, quatre couleurs primaires sont utilisées:

• le noir,
• Jaune,
• violet,
• bleu.

L'impression est effectuée selon le même principe que le noir et blanc, mais avant cela, l'imprimante casse l'image que vous souhaitez recevoir en images monochromes pour chacune des couleurs. Au cours du processus, les cartouches couleur transfèrent leurs dessins sur du papier et les empilent les unes sur les autres pour obtenir le résultat final. Il existe deux technologies d'impression couleur.

Multi pass

Dans cette méthode, un support intermédiaire est utilisé - un arbre ou une courroie de transfert de toner. Pendant un tour, une des couleurs est appliquée sur la bande, puis une autre cartouche est introduite à l'emplacement souhaité et une seconde est appliquée au-dessus de la première image. En quatre passes, une image complète est formée sur le support intermédiaire, qui est transféré sur papier. La vitesse d'impression d'une image couleur dans les imprimantes utilisant cette technologie est quatre fois plus lente que le monochrome.

Passe unique

L'imprimante comprend un complexe de quatre mécanismes d'impression distincts sous contrôle commun. Les cartouches couleur et noire sont alignées, chacune a une unité laser et un rouleau de transfert séparés, et le papier passe sous les photoconducteurs, collectant séquentiellement les quatre images monochromes. Ce n'est qu'après que la feuille entre dans le four, où le toner est fixé sur du papier.

Imprimez avec plaisir.