Hoe werkt een laserprinter?

Hoe werken laserprinters?

In de afgelopen drie decennia heeft de laserprinter de manier waarop we printen getransformeerd, waarbij eerst zwart-wit printen van hoge kwaliteit binnen het bereik van elk bedrijf kwam, later een revolutie op het gebied van desktoppublishing teweegbracht, en vervolgens ook naar het kleinere kantoor en de huis.

Zie gerelateerd Hoe werkt een inkjetprinter? Een regenboog schilderen met drie kleuren: hoe een printer het doet (in samenwerking met HP)

Zelfs nu is de laserprinter alomtegenwoordig in het bedrijfsleven, waar hij nog steeds onverslaanbaar is voor high-speed, high-volume workloads. Maar hoe werkt een laserprinter? Hoe produceert een combinatie van lasers, geladen drums en toner de tekst en afbeeldingen die we op de pagina zien?

hoe een pdf te linken in google slides

De geschiedenis van het proces

Eerst een korte les in de geschiedenis van laserprinters. De laserprinter vertrouwt op de principes van elektrofotografie - een proces dat in 1938 is ontwikkeld door een Amerikaanse octrooiadvocaat, Chester Carlson. Carlson ontdekte dat je een kopie van een pagina met tekst kunt maken door licht van de witte delen van het papier te reflecteren op een geladen trommel.

Het licht neutraliseerde de lading op de trommel, zodat wanneer tegengesteld geladen deeltjes van fijn, droog, gekleurd poeder op de niet-belichte gebieden werden aangebracht, het zou blijven plakken. Deze toner kon vervolgens van de trommel op een vel papier worden gerold, waar hij door warmte en druk op zijn plaats zou smelten. De uitvinding van Carlson leidde zowel tot de eerste fotokopieerapparaten als tot de oprichting van een bedrijf dat synoniem werd met fotokopiëren: Xerox.

In 1969 ging een onderzoeker van Xerox, Gary Starkweather genaamd, nog een stap verder met elektrofotografie. In plaats van een fotografisch proces te gebruiken om het beeld op de trommel te creëren, dacht hij, waarom niet een laser gebruiken om een ​​digitaal beeld te tekenen? Acht jaar later bracht Xerox zijn 9700 Electronic Printing System uit: een vroege laserprinter.

De technologie van Xerox werkte, maar was niet klaar voor de massamarkt. Daar was een uniek partnerschap van innovators voor nodig. Halverwege de jaren zeventig vroeg Canon, nadat ze een prototype laserprinter had ontwikkeld, aan HP of het geïnteresseerd was om de technologie naar een commerciële zakelijke printer te brengen. Dit leidde tot de ontwikkeling van HP's eerste laserprinter - de HP 2680A (zie de charmante promotiefoto hierboven). Van daaruit kwam de eerste laser voor de massamarkt, de originele HP LaserJet uit 1985.

In de laserprinter

Hoewel de LaserJet-technologie in de afgelopen 30 jaar drastisch is veranderd, is het basisproces nog steeds fundamenteel hetzelfde. Instructies worden van een pc naar de printer gestuurd in de vorm van een printeropdrachttaal (PCL), die de printer vertelt welke tekst moet worden afgedrukt, waar deze moet worden afgedrukt en hoe deze moet worden opgemaakt, terwijl ook alle grafische elementen worden afgebroken tot PCL code. Een rasterbeeldprocessor (RIP) op de printer zet deze instructies vervolgens om in de afbeelding die op de voltooide pagina moet worden afgedrukt.

Maar hoe komt dit beeld daar? Eerst wordt een negatieve lading op een cilindrische trommel aangebracht door een primaire laadrol of coronadraad. Vervolgens etst een laser, die door een opstelling van lenzen en spiegels werkt, het door de RIP gecreëerde beeld lijn voor lijn op het trommeloppervlak. De gebieden die door de laser worden geraakt, hebben een positievere lading. Dit betekent dat, wanneer negatief geladen toner wordt overgebracht naar het oppervlak van de trommel, deze blijft plakken aan de gebieden die door de laser zijn gemarkeerd en van de gebieden die negatief geladen blijven, valt.

hoe maak je een gmail standaard

De toner wordt vervolgens van het oppervlak van de trommel naar het papier overgebracht door een transferrol, die een positieve lading aan de onderkant van het papier aanbrengt, waardoor de negatief geladen toner uit de trommel wordt aangetrokken.Met de toner op zijn plaats gehouden door statische elektriciteit, wordt deze doorgegeven aan een fuseereenheid, die een combinatie van warmte en druk gebruikt om de toner permanent op zijn plaats te fixeren.

Zwart-wit- en kleurenlasers gebruiken beide hetzelfde basisproces, maar met één belangrijk verschil. In een zwart-wit laserprinter is er slechts één drum en één tonercartridge, maar in een kleurenlaserprinter vind je vier cartridges – cyaan, magenta, geel en zwart – elk met hun eigen drum, toner en primaire oplaadrollen en bijbehorende mechanismen .

In feite bevindt het grootste deel van de technologie in een kleurenlaser zich in de tonercartridges, terwijl de formulering van de toner cruciaal is voor de afdrukkwaliteit, prestaties en betrouwbaarheid. Wanneer fabrikanten gebruikers aansporen om bij originele tonercartridges te blijven, is dat omdat ze weten dat deze cartridges mechanisch solide en betrouwbaar zijn, en dat de toner die wordt gebruikt degene is die is ontworpen voor die lijn printers.

Voordelen en beperkingen van laserprinters

Als systeem is het laserprinterproces ongelooflijk effectief. Door verfijningen zijn snelheden toegenomen van minder dan één pagina per minuut (ppm) tot meer dan 50 ppm, terwijl resoluties meer dan verviervoudigd zijn. Bovendien hebben laserprinters in het verleden verschillende voordelen genoten ten opzichte van concurrerende printtechnologieën, zoals de inkjet- of vaste-inktprinters.

Lasers produceren scherpe tekst en heldere kleurenafbeeldingen, zelfs op gewoon papier, en er is weinig verschil in afdruksnelheden tussen kleur en zwart-wit. Laserprinten is ook een betrouwbare technologie, waardoor laserprinters maandelijkse werkbelastingen van tussen de 4.000 en 15.000 pagina's aankunnen.Daarom vormen laserprinters nog steeds de meerderheid van de bedrijfsklare werkgroepprinters, hoewel de nieuwste inkjetprinters nu voor stevige concurrentie zorgen.

Toch houden sommige beperkingen de laser tegen. Ten eerste besteden de tonerdeeltjes in een cartridge veel tijd aan het doorlopen van de mechanismen, wat betekent dat ze de neiging hebben om na verloop van tijd af te breken. Hierdoor is het onmogelijk om alle toner in de cartridge te gebruiken, waardoor er een deel verloren gaat. Ten tweede heeft de fusereenheid van de laserprinter veel warmte nodig om de toner op het papier te smelten, wat leidt tot hogere energierekeningen en een negatieve impact op het milieu.

HP loopt voorop op dit gebied, met nieuwe tonerformules en een nieuwe lijn printers – de LaserJet M-serie – die kleiner, sneller en energiezuiniger zijn. Door voortdurend onderzoek, ontwikkeling en innovatie zal de laserprinter alleen maar sterker worden.

Wat is toner?

De vroege laserprinters gebruikten een mengsel van harsen, pigmenten en verschillende additieven, warm gemengd tot een pasta, vervolgens afgekoeld en verpulverd tot een droog poeder. Toner werkt het beste als de deeltjes een zo gelijkmatig mogelijke grootte en vorm hebben, dus deze toners werden gezeefd om de kleinste en grootste deeltjes te verwijderen. Verpulverde toners worden tegenwoordig nog steeds in veel laserprinters gebruikt, hoewel de grootte van de deeltjes nu een fractie is van wat het ooit was.

In 1997 begon HP echter een chemisch proces te gebruiken om de cyaan, magenta en gele tonerdeeltjes te laten groeien voor gebruik in zijn vlaggenschiplaserprinters, waarbij elk klein, bolvormig deeltje vanuit een kern groeide tot de exacte grootte en vorm die nodig was. Dit resulteerde in een toner die beter controleerbaar was en beter door de cartridge en de printengine stroomde, waardoor de printsnelheden, de resolutie en het aantal pagina's dat door elke cartridge kon worden afgedrukt, werden verbeterd. Nu wordt alle HP ColorSphere en ColorSphere 3 toner op deze manier geproduceerd, waarbij de nieuwste versie een zachte inktkern in een duurzame buitenschaal wikkelt, beide zorgen voor een hoger paginarendement en waardoor de toner bij een lager smeltpunt kan smelten.

Afbeeldingen zijn auteursrechtelijk beschermd HP en HP Computermuseum .