เครื่องพิมพ์เลเซอร์ทำงานอย่างไร

เครื่องพิมพ์เลเซอร์ทำงานอย่างไร

กว่าสามทศวรรษที่ผ่านมา เครื่องพิมพ์เลเซอร์ได้เปลี่ยนวิธีการพิมพ์ของเรา โดยเริ่มจากการพิมพ์ขาวดำคุณภาพสูงในทุกธุรกิจ ต่อมาได้สร้างแรงบันดาลใจให้เกิดการปฏิวัติการพิมพ์บนเดสก์ท็อป จากนั้นจึงค่อยขยายไปยังสำนักงานขนาดเล็กและ บ้าน.

ดูที่เกี่ยวข้อง เครื่องพิมพ์อิงค์เจ็ททำงานอย่างไร ระบายสีรุ้งด้วยสามสี: เครื่องพิมพ์ทำอย่างไร (ร่วมกับ HP)

แม้กระทั่งตอนนี้ เครื่องพิมพ์เลเซอร์ก็ยังมีอยู่ทั่วไปในธุรกิจ ซึ่งยังคงไม่มีใครเทียบได้สำหรับปริมาณงานความเร็วสูงและปริมาณมาก แต่เครื่องพิมพ์เลเซอร์ทำงานอย่างไร การรวมกันของเลเซอร์กลองและผงหมึกทำให้เกิดข้อความและรูปภาพที่เราเห็นบนหน้าได้อย่างไร?

วิธีรับ youtube บน roku

ประวัติของกระบวนการ

อย่างแรก บทเรียนสั้นๆ เกี่ยวกับประวัติเครื่องพิมพ์เลเซอร์ เครื่องพิมพ์เลเซอร์ใช้หลักการของการถ่ายภาพด้วยไฟฟ้า ซึ่งเป็นกระบวนการที่พัฒนาโดยทนายความด้านสิทธิบัตรชาวอเมริกัน Chester Carlson ในปี 1938 คาร์ลสันค้นพบว่าคุณสามารถสร้างสำเนาของหน้าข้อความโดยการสะท้อนแสงจากพื้นที่สีขาวของกระดาษไปยัง กลองที่มีประจุ

แสงทำให้ประจุบนถังซักเป็นกลาง ดังนั้นเมื่ออนุภาคที่มีประจุตรงข้ามของผงละเอียดแห้งและผงสีถูกนำไปใช้กับบริเวณที่ไม่ได้รับแสง มันจะเกาะติด จากนั้นผงหมึกนี้สามารถรีดจากถังซักไปยังแผ่นกระดาษโดยที่ความร้อนและความดันจะหลอมรวมเข้าที่ การประดิษฐ์ของ Carlson นำไปสู่ทั้งเครื่องถ่ายเอกสารเครื่องแรก และการก่อตั้งบริษัทที่มีความหมายเหมือนกันกับเครื่องถ่ายเอกสาร - Xerox

ในปีพ. ศ. 2512 นักวิจัยของ Xerox ชื่อ Gary Starkweather ได้ถ่ายภาพด้วยไฟฟ้าอีกขั้นหนึ่ง แทนที่จะใช้กระบวนการถ่ายภาพเพื่อสร้างภาพบนกลองเขาคิดว่าทำไมไม่ใช้เลเซอร์เพื่อวาดภาพดิจิทัล? แปดปีต่อมา Xerox ได้เปิดตัวระบบการพิมพ์อิเล็กทรอนิกส์ 9700 ซึ่งเป็นเครื่องพิมพ์เลเซอร์รุ่นแรก ๆ

เทคโนโลยีของ Xerox ใช้งานได้ แต่ยังไม่พร้อมสำหรับตลาดมวลชน นั่นเป็นความร่วมมือที่ไม่เหมือนใครของนักประดิษฐ์ ในช่วงกลางทศวรรษ 1970 แคนนอนได้พัฒนาเครื่องพิมพ์เลเซอร์ต้นแบบ ถาม HP ว่าสนใจที่จะช่วยนำเทคโนโลยีนี้ไปใช้กับเครื่องพิมพ์เชิงพาณิชย์หรือไม่ สิ่งนี้นำไปสู่การพัฒนาเครื่องพิมพ์เลเซอร์เครื่องแรกของ HP - HP 2680A (ดูภาพส่งเสริมการขายที่มีเสน่ห์ด้านบน) จากนั้นเลเซอร์สำหรับตลาดมวลชนเครื่องแรกคือ HP LaserJet รุ่นดั้งเดิมปี 1985

ภายในเครื่องพิมพ์เลเซอร์

แม้ว่าเทคโนโลยี LaserJet จะเปลี่ยนไปอย่างมากในช่วง 30 ปี แต่กระบวนการพื้นฐานก็ยังคงเหมือนเดิม คำแนะนำจะถูกส่งจากพีซีไปยังเครื่องพิมพ์ในรูปแบบของภาษาคำสั่งเครื่องพิมพ์ (PCL) ซึ่งจะบอกให้เครื่องพิมพ์ทราบว่าจะพิมพ์ข้อความใด พิมพ์ที่ไหน และจัดรูปแบบอย่างไร ในขณะเดียวกันก็แยกองค์ประกอบกราฟิกลงใน PCL รหัส. ตัวประมวลผลภาพแรสเตอร์ (RIP) บนเครื่องพิมพ์จากนั้นจะแปลงคำแนะนำเหล่านี้เป็นภาพที่จะพิมพ์บนหน้าที่พิมพ์เสร็จแล้ว

แต่ภาพนี้ไปอยู่ที่นั่นได้อย่างไร? ประการแรกประจุลบจะถูกนำไปใช้กับดรัมทรงกระบอกโดยลูกกลิ้งประจุไฟฟ้าหลักหรือลวดโคโรนา จากนั้นเลเซอร์ที่ทำงานผ่านการจัดเรียงเลนส์และกระจกเงา จะแกะสลักภาพที่สร้างโดย RIP ลงบนพื้นผิวดรัมครั้งละหนึ่งบรรทัด บริเวณที่โดนเลเซอร์จะมีประจุเป็นบวกมากกว่า ซึ่งหมายความว่า เมื่อหมึกที่มีประจุลบถูกถ่ายโอนไปยังพื้นผิวของดรัม หมึกจะเกาะติดกับบริเวณที่เลเซอร์ทำเครื่องหมายและตกจากบริเวณที่ยังคงมีประจุลบ

จะทราบได้อย่างไรว่าคุณมีแรมชนิดใด

จากนั้น ผงหมึกจะถูกถ่ายโอนจากพื้นผิวของดรัมไปยังกระดาษโดยลูกกลิ้งส่งกระดาษ ซึ่งใช้ประจุบวกที่ด้านล่างของกระดาษ เพื่อดึงดูดผงหมึกที่มีประจุลบออกจากดรัมเมื่อผงหมึกถูกกักไว้ด้วยไฟฟ้าสถิตจะถูกส่งผ่านไปยังหน่วยหลอมรวมซึ่งใช้ความร้อนและแรงดันร่วมกันในการยึดผงหมึกเข้าที่อย่างถาวร

เลเซอร์ขาวดำและเลเซอร์สีทั้งคู่ใช้กระบวนการพื้นฐานเดียวกัน แต่มีข้อแตกต่างที่สำคัญประการหนึ่ง ในเครื่องพิมพ์เลเซอร์โมโนมีดรัมเพียง 1 ตลับและตลับผงหมึกหนึ่งตลับ แต่ในเครื่องพิมพ์เลเซอร์สีคุณจะพบตลับหมึกสี่ตลับ ได้แก่ สีฟ้าม่วงแดงเหลืองและดำโดยแต่ละตลับจะมีดรัมผงหมึกและลูกกลิ้งประจุไฟฟ้าหลักและกลไกที่เกี่ยวข้องเป็นของตัวเอง .

ในความเป็นจริง เทคโนโลยีส่วนใหญ่ในเลเซอร์สีจะอยู่ภายในตลับหมึก ในขณะที่การกำหนดผงหมึกมีความสำคัญต่อคุณภาพการพิมพ์ ประสิทธิภาพ และความน่าเชื่อถือ เมื่อผู้ผลิตกระตุ้นให้ผู้ใช้เลือกใช้ตลับผงหมึกของแท้ เพราะพวกเขารู้ว่าตลับหมึกเหล่านี้มีกลไกที่ทนทานและเชื่อถือได้ และผงหมึกที่ใช้เป็นตลับที่ออกแบบมาสำหรับกลุ่มเครื่องพิมพ์นั้น

ข้อดีและข้อจำกัดของเครื่องพิมพ์เลเซอร์

ในฐานะที่เป็นระบบ กระบวนการเครื่องพิมพ์เลเซอร์มีประสิทธิภาพอย่างเหลือเชื่อ การปรับแต่งทำให้ความเร็วเพิ่มขึ้นจากน้อยกว่าหนึ่งหน้าต่อนาที (ppm) เป็นมากกว่า 50ppm ในขณะที่ความละเอียดมีมากกว่าสี่เท่า ยิ่งไปกว่านั้นเครื่องพิมพ์เลเซอร์ที่ผ่านมามีข้อดีหลายประการเหนือเทคโนโลยีการพิมพ์ของคู่แข่งเช่นเครื่องพิมพ์อิงค์เจ็ทหรือหมึกทึบ

เลเซอร์สร้างข้อความที่คมชัดและกราฟิกสีสันสดใส แม้กระทั่งบนกระดาษธรรมดา และความเร็วในการพิมพ์ระหว่างสีและขาวดำนั้นแตกต่างกันเล็กน้อย การพิมพ์เลเซอร์ยังเป็นเทคโนโลยีที่เชื่อถือได้ทำให้เครื่องพิมพ์เลเซอร์สามารถรองรับปริมาณงานต่อเดือนได้ตั้งแต่ 4,000 ถึง 15,000 แผ่นนั่นคือเหตุผลที่เครื่องพิมพ์เลเซอร์ยังคงเป็นเครื่องพิมพ์เวิร์กกรุ๊ปที่พร้อมสำหรับธุรกิจส่วนใหญ่แม้ว่าปัจจุบันเครื่องพิมพ์อิงค์เจ็ทล่าสุดจะมีการแข่งขันที่รุนแรง

เช่นเดียวกัน ข้อจำกัดบางประการทำให้เลเซอร์ถอยกลับ ประการแรก อนุภาคผงหมึกในตลับหมึกใช้เวลามากในการหมุนเวียนไปตามกลไกต่างๆ ซึ่งหมายความว่าอนุภาคเหล่านี้มีแนวโน้มที่จะเสื่อมสภาพเมื่อเวลาผ่านไป ทำให้ไม่สามารถใช้ผงหมึกทั้งหมดในตลับหมึกได้ดังนั้นบางส่วนจึงสิ้นเปลืองไป ประการที่สอง หน่วยฟิวเซอร์ของเครื่องพิมพ์เลเซอร์ต้องการความร้อนมากในการหลอมผงหมึกกับกระดาษ ซึ่งจะเพิ่มค่าพลังงานและส่งผลเสียต่อสิ่งแวดล้อม

HP เป็นผู้นำในด้านนี้ด้วยสูตรผงหมึกใหม่และกลุ่มผลิตภัณฑ์เครื่องพิมพ์ LaserJet M ที่เล็กกว่า เร็วขึ้น และประหยัดพลังงานมากขึ้น ด้วยการวิจัย การพัฒนา และนวัตกรรมอย่างต่อเนื่อง เครื่องพิมพ์เลเซอร์จะแข็งแกร่งขึ้นเรื่อยๆ

โทนเนอร์คืออะไร?

เครื่องพิมพ์เลเซอร์รุ่นแรกๆ ใช้เรซิน เม็ดสี และสารเติมแต่งต่างๆ ผสมกันในขณะที่ร้อนเพื่อสร้างแป้งเหนียว จากนั้นให้เย็นและบดให้เป็นผงแห้ง ผงหมึกจะทำงานได้ดีที่สุดเมื่ออนุภาคมีขนาดและรูปร่างเท่ากัน ดังนั้นผงหมึกเหล่านี้จึงถูกร่อนเพื่อกำจัดอนุภาคที่เล็กที่สุดและใหญ่ที่สุด ผงหมึกผงยังคงใช้ในเครื่องพิมพ์เลเซอร์จำนวนมากในปัจจุบัน แม้ว่าขนาดของอนุภาคจะเหลือเพียงเศษเสี้ยวของเมื่อก่อน

อย่างไรก็ตาม ในปีพ.ศ. 2540 HP ได้เริ่มใช้กระบวนการทางเคมีเพื่อขยายอนุภาคโทนเนอร์สีฟ้า สีม่วงแดง และสีเหลืองเพื่อใช้ในเครื่องพิมพ์เลเซอร์รุ่นเรือธง โดยอนุภาคทรงกลมขนาดเล็กแต่ละอันจะเติบโตจากแกนกลางให้มีขนาดและรูปร่างที่แน่นอนตามต้องการ ส่งผลให้หมึกพิมพ์สามารถควบคุมได้มากขึ้นและไหลผ่านตลับหมึกและเอ็นจิ้นการพิมพ์ได้ดีขึ้น ช่วยเพิ่มความเร็วในการพิมพ์ ความละเอียด และจำนวนหน้าที่พิมพ์โดยตลับหมึกแต่ละตลับ ตอนนี้ผงหมึก ColorSphere และ ColorSphere 3 ของ HP ทั้งหมดผลิตด้วยวิธีนี้โดยรุ่นล่าสุดจะห่อหุ้มแกนหมึกแบบนิ่มไว้ในเปลือกนอกที่ทนทานซึ่งช่วยให้มั่นใจได้ว่าจะได้รับหน้ากระดาษที่สูงขึ้นและทำให้ผงหมึกหลอมรวมกันที่จุดหลอมเหลวที่ต่ำกว่า

รูปภาพเป็นลิขสิทธิ์ HP และ พิพิธภัณฑ์คอมพิวเตอร์เอชพี .