Princip fungování laserové tiskárny

Laserové tiskárny jsou oblíbené především díky rychlému tisku a nízké ceně za vytištěnou stránku. Zajímalo vás někdy, jak je možné tisknout díky laseru?

vznik laserových tiskáren

Minulost laserových tiskáren sahá až do roku 1971, kdy Gary Starkweather ze společnosti Xerox PARC vynalezl první model, při kterém vycházel z technologie kopírky. První komerční model představila tato firma v roce 1977, byl však ohromně drahý a těžký, stejně jako všechny první laserové tiskárny. Stály přes 3 500 USD a vážily přes 30 kg. 

V roce 1981 pak Xerox uvedl první model pro použití v kancelářském prostředí, kvůli jeho ceně o něj však nebyl příliš velký zájem. Nápad mezitím převzaly ostatní společnosti jako IBM a HP. HP bylo nakonec první, kdo v roce 1984 nabídl laserové tiskárny i do domácností. Díky inovacím se laserové tiskárny stále zmenšovaly, byly postupně lehčí a levnější, až nabyly takovou podobu, jakou známe dnes.

Princip laserového tisku

Proces, na kterém laserové tiskárny fungují, se nazývá elektrografie nebo xerografie. V kostce jde o přenos práškového toneru na papír pomocí válce, který se musí pomocí laseru nabít elektrostatickou elektřinou, a vzápětí otiskne na papír - je to tzv. “suchý zápis”. Laserová tiskárna vyvolá pomocí laseru statickou elektřinu a použije ji jako dočasné “lepidlo”, pomocí kterého přenese práškovou barvu na papír, do kterého ji “zataví”. Abychom to jasně vysvětlili, rozdělili jsme pro přehlednost proces tisku do 5 fází.

1. fáze: Příprava tisku

Ještě než tiskárna zahájí činnost, musí si v paměti vytvořit “předobraz” (bitmapu) tisku. Narozdíl od inkoustových tiskáren má laserová tiskárna vlastní paměť, kterou používá pro zpracování informací získané na základě komunikace s počítačem a dočasné uchování dat pro tisk. 

Pomocí vlastní paměti a procesoru vytvoří celou stránku: velikost, okraje, text, obrázky a provede tzv. rasterizaci neboli rozmístění jednotlivých bodů na papíře. Tiskárna totiž vytváří obraz poskládáním tisíců malých bodů vedle sebe, které jsou těžko rozeznatelné pouhým okem. Teprve v momentě, kdy má tiskárna vytvořený virtuální obraz toho, co bude tisknout, se může pustit do fyzické práce.

2. fáze: Přenesení obrazu na válec

Nyní se obraz vytvořený v paměti musí přenést na otáčivý válec. Samozřejmě není možné, aby se na válci s omezenou plochou vytvořil kompletní obraz tisku. Obraz se na něm vytváří postupně s tím, jak se válec otáčí. To znamená, že se vykresluje plynule po jednotlivých řádcích. Každý řádek se pak během jedné rotace válce otiskne na papír.

Tento válec je pravděpodobně nejdůležitější součást a středobod celého procesu. Jedná se o kovový, světlocitlivý válec potažený polovodivou vrstvou, většinou selenu. Selen se ve tmě automaticky chová jako izolant, povrch válce tedy není nabitý.

​Právě zde vstupuje do hry laser, po kterém mají tiskárny jméno: aby se selen nabil, musí se válec laserem osvětlit, avšak pouze v těch bodech, které budou tvořit obraz na papíře. Když tisknete například dokument, zůstane většina papíru prázdná, čemuž musí odpovídat i nasvícení válce. Dá se říct, že laser “vypálí” do válce písmena, slova a věty onoho dokumentu, a na tyto kladně nabité body se následně přichytí toner.

3. fáze: Nanesení toneru

Nabitá výseč válce se pootočí o několik desítek stupňů směrem k dávkovači toneru. Toner pro laserové tiskárny je práškový a přichytí se k těm bodům na válci, které jsou nabité po předchozím osvětlení laserem. Toner se na selenový válec rozprostře pomocí tzv. magnetické vývojky, což je opět druh válce, který pomocí magnetismu přenese prášek na nabitý válec. 

Když kupujete toner pro barevné tiskárny, jednotlivé barevné kazety bývají označeny písmeny C, M, Y a K. Jsou to první písmena anglických názvů barev, které najdete uvnitř nich: cyan (modrozelená), magenta (purpurová), yellow (žlutá) a key (“klíčová” barva neboli černá). Nejdříve se nanáší základová vrstva zvaná “key” a po ní postupně následují zbylé tři barvy, z nichž každá vyžaduje svou vlastní rotaci válce. V případě černobílé tiskárny se nanáší pouze černá.

4. fáze: Otisknutí toneru na papír a zažehlení

Když se válec otočí o dalších pár desítek stupňů, přijde do kontaktu s papírem a toner se na něj mechanicky přenese. Toner má ale stále formu prášku, a ten se na papíře neudrží. Než papír vyjede z tiskárny, je za vysoké teploty “zažehlen” do papíru. To zajistí opět další válce: přítlačný a zažehlovací. Přítlačný zatlačí obraz do plochy papíru a druhý jej při teplotě 200 °C trvale zafixuje. Díky tomuto se prášek roztaví a zůstane na papíře. Nahřátí válce je důvod, proč laserové tiskárny nejsou schopné tisknout ihned po spuštění a potřebují čas na zahřátí.

5. fáze: Příprava válce pro další tisk

V další fázi otočení válce je nutné nabitý válec vybít a mechanicky očistit, aby byl připravený k dalšímu “laserovému zákroku”. Jakmile je to provedeno, válec je opět připravený na tisk. 

Celý výše popsaný proces se odehrává jedním plynulým pohybem.

2 typy laserových tiskáren

Laserové tiskárny se ve skutečnosti dělí na dva typy podle použité technologie:

1. Technologie laserová

Ta je popsaná výše. Jen dodejme, že laserový paprsek postupuje zcela lineárně - nabíjí polovodivý povrch válce jeden bod na řádku po druhém (a to extrémní rychlostí).

2. Technologie LED

Jediný významný rozdíl mezi laserovou a LED technologií je v tom, že laser je nahrazený řadou LED diod v těsné blízkosti válce, která osvětlí celý řádek současně. Každá LED dioda představuje jeden bod ze vstupní bitmapy (“předobrazu”). Jde o konstrukčně jednodušší řešení, avšak s horší výslednou kvalitou tisku, protože LED diody nemohou být tak malé, jako bod paprsku laseru. Rozlišení dpi je tudíž nižší.

Zvažujete nákup laserové tiskárny?

Nejste si jisti, jaká tiskárna splní vaše kancelářské požadavky při rozumných nákladech na provoz a adekvátní ceně? Není nic jednoduššího než se na nás obrátit.​​