Como está organizada e funciona uma impressora laser

Impressoras

Quando se entra numa loja e se olha para as prateleiras, encontram-se impressoras de várias marcas. No entanto, podem ser classificadas em dois tipos: impressoras a jato de tinta e impressoras a laser. Embora seja bastante claro como funcionam as impressoras de jato de tinta, com a tinta líquida a ser aplicada por gotejamento, nem todos compreendem o funcionamento das impressoras a laser.

História do aparecimento dos equipamentos de impressão a laser

O modelo inicial de uma impressora a laser foi criado em 1938 por Chester Carlson, que estava a estudar na faculdade de direito e a trabalhar como advogado na Universidade de Nova Iorque.S. Instituto de Patentes. As primeiras páginas impressas com eletricidade estática foram fabricadas no seu laboratório pessoal. Inicialmente, tentou comercializar a sua criação junto da IBM, mas esta recusou-se a comprar a invenção. Só em 1946 é que uma empresa privada chamada Xerox mostrou interesse na sua criação científica. Posteriormente, em 1949, foram introduzidas no mercado, pela primeira vez, impressoras que utilizavam tinta seca para imprimir.

Os primeiros modelos de impressoras eram de grandes dimensões e exigiam uma formação específica para que os operadores as utilizassem eficazmente. Uma década mais tarde, foi introduzida uma impressora mais pequena e mais fácil de utilizar, a Xerox 914. Este modelo tinha uma velocidade de impressão de 7 folhas por minuto, o que era considerado muito rápido na altura. Além disso, a qualidade de imagem da Xerox 914 era significativamente mais elevada em comparação com as populares impressoras matriciais da época.

Em 1969, a Xerox desenvolveu a primeira impressora laser. Foi um grande avanço para a empresa quando, em 1978, um dos seus funcionários chamado Gary Starkweather inventou e incorporou um laser na impressora. Este facto marcou o nascimento do primeiro dispositivo de impressão a laser. No entanto, o modelo inicial revelou-se demasiado caro, com um preço de cerca de 350.000 dólares.

A razão para esta distinção surgiu devido ao facto de diferentes empresas utilizarem os seus próprios desenvolvimentos proprietários, que eram considerados segredos comerciais. Na altura, pouco se sabia sobre o que era uma impressora laser e como funcionava, mas os princípios subjacentes ao seu funcionamento eram compreendidos. Ao selecionar o toner para recarga do cartucho, este aspeto deve ser tido em consideração!

Com o aumento da procura de impressoras laser no início dos anos 80, outras empresas entraram no mercado para aproveitar esta oportunidade. A Cannon apresentou o primeiro modelo económico da máquina. Em 1984, a Hewlett-Packard lançou as primeiras impressoras laser LaserJet para os consumidores. A Xerox perdeu gradualmente a sua posição no mercado e acabou por se retirar. Atualmente, as lojas de equipamento de escritório oferecem uma vasta gama de impressoras laser de várias marcas. Embora tenham surgido diferentes modelos, o dispositivo e o princípio de funcionamento da impressora laser mantiveram-se inalterados.

O que está no interior

Uma impressora laser é composta por vários componentes, incluindo uma placa de circuitos, um díodo laser, um mecanismo de impressão que incorpora um elemento de aquecimento e um motor elétrico para a rotação do tambor, bem como um cartucho. O cartucho de uma impressora laser é um módulo amovível e substituível.

O cérebro da impressora é a placa de circuitos. Esta placa é responsável por receber os comandos do computador e controlar todos os componentes no interior da impressora, como a direção do raio laser.

A unidade de impressão, também conhecida como impressora térmica, é composta por elementos mecânicos, como engrenagens e alavancas, que trabalham em conjunto para mover o tambor, os rolos de alimentação de papel, o fornecimento de toner e a saída da folha impressa. Além disso, inclui uma faixa de aquecimento termo-elétrico, muitas vezes designada por forno, que completa o processo de impressão.

O cartucho de impressora a laser é o principal componente de impressão de uma impressora. É composto por várias peças interligadas.

Como está organizado o cartucho

Um cartucho de impressora a laser é composto por vários componentes, incluindo um tambor, um rolo de borracha, um rolo magnético, uma lâmina dispensadora de toner e uma caixa de toner. O cartucho também inclui engrenagens nas suas laterais que accionam os rolos e o tambor. O rolo magnético é composto por um invólucro exterior e um núcleo magnético, que ajuda a atrair as partículas de toner. A lâmina dispensadora de toner alinha estas partículas na superfície do rolo.

Facto curioso! O cartucho em si é um dispositivo mecânico que depende de uma unidade para começar a funcionar. Embora exista um pequeno chip no cartucho, este serve apenas para o computador registar o número de páginas impressas durante o funcionamento da impressora. O chip pode ser removido e o cartucho continuará a funcionar como antes.

A maioria dos modelos de cartuchos tem a capacidade de ser recarregada com toner. O cartucho é um componente da impressora que pode ser substituído. Com o tempo, o tambor de imagem e o rolo magnético tornam-se ineficazes, o que leva a uma diminuição da qualidade de impressão e ao aparecimento de riscos brancos e pretos.

O funcionamento de uma impressora pode ser resumido da seguinte forma:

1. Ao receber um comando de impressão do computador, o tambor começa a rodar. Simultaneamente, um rolo de borracha gira para carregar o tambor de imagem com partículas negativas.
2. O laser incide sobre as áreas onde o texto ou o trabalho artístico serão impressos.
3. As partículas de toner com carga negativa são depositadas em áreas neutras, criando a imagem.
4. A folha de papel é carregada com partículas positivas produzidas através do processo de fricção, utilizando rolos especiais.
5. A imagem ou o texto é transferido para o papel devido à diferença de carga.
6. Para fixar a imagem, um forno especializado na unidade de impressão aquece o papel a cerca de 200 graus Celsius "cozedura" a imagem sobre ele.
7. Um rolo de borracha é utilizado para retirar os restos de tinta do tambor e o mesmo rolo é também responsável pela recarga do tambor.

Nota: Algumas impressoras utilizam uma fita de transferência de imagem, que permite que a imagem seja inicialmente formada na fita antes de ser transferida para o tambor de imagem.

Carregamento do tambor de imagem

No início, a carga do papel é neutra. No entanto, para iniciar o processo de impressão, a sua superfície adquire cargas negativas. O sistema de impressão a laser da Hyundai é um dos mais avançados do mundo, graças a um rolo de borracha único. As cargas são criadas devido à fricção entre as superfícies. A superfície do tambor é revestida com uma camada fotossensível única. Assim, quando exposto ao laser, a carga na sua superfície é capaz de se alterar.

O laser pode ser encontrado na parte frontal ou lateral da caixa da impressora laser. A sua principal função é atingir o rolo fotográfico e alterar a carga na sua superfície, mudando-a de negativa para neutra (é importante não confundir neutro com positivo)!). O laser funciona através da exposição de uma varredura linear a uma frequência elevada. Nos modelos de impressoras mais antigos, eram utilizados espelhos e lentes para uma focagem complexa. Os circuitos da impressora eram muito complexos e a própria máquina ocupava uma quantidade significativa de espaço. No entanto, as impressoras modernas tornaram-se mais simples em termos de design, mas oferecem uma qualidade de impressão superior. Estes modelos mais recentes são também mais compactos, ocupando menos espaço, e podem atingir velocidades de impressão elevadas, até 27 páginas por minuto.

É fundamental manusear o tambor com cuidado, uma vez que é muito suscetível a riscos. Sempre que o revestimento fotossensível é riscado, a carga no tambor torna-se neutra. Isto tem um impacto direto na qualidade da impressão, provocando o aparecimento de riscos pretos ou brancos nessas áreas.

Fraldar

É criado um reflexo na superfície do tambor. As partículas de toner são movidas do rolo magnético para a superfície do tambor e aderem a ele devido à diferença de carga eléctrica. As impressoras monocromáticas e a cores diferem em termos de complexidade, sendo as impressoras a cores mais complexas. Na impressão a cores, a imagem é inicialmente gerada na fita de transferência de imagem antes de ser transferida para o tambor e para o papel.

Como é fascinante! Se interromper o processo de impressão e retirar o cartucho da impressora, poderá ver a imagem no tambor, mas apenas se a superfície não tiver sido tocada pelos dedos.

Transferência

O processo de transferência para o papel é efectuado através da utilização da mesma eletricidade estática. Notavelmente, o papel não entra em contacto físico com o tambor de imagem! Antes de ser colocado sob o rolo fotográfico, o papel é carregado com eletricidade através de rolos de borracha. Enquanto se deslocam sobre o tambor, as partículas com carga negativa do tambor migram para a superfície do papel com carga positiva. Consequentemente, uma imagem materializa-se no papel e a sua superfície adquire uma carga neutra.

Depois de o desenho ou texto ter sido transferido para o papel, é necessário estabilizá-lo para evitar que a imagem se solte ao manusear o papel. Isto pode ser conseguido através da fixação do toner num forno. O forno aquece as partículas de tinta, fazendo-as derreter e liquefazer-se. Como resultado, a tinta penetra profundamente no papel e solidifica-se rapidamente, criando uma imagem permanente e de alta definição que não se desvanece nem mancha.

É importante notar que as partículas de tinta (toner) começam a fundir-se a temperaturas entre 180 e 200 graus Celsius, independentemente de já terem sido fundidas anteriormente. É por isso que a impressão frente e verso não é recomendada em impressoras a laser, uma vez que a impressão no verso pode levar a uma diminuição da qualidade de impressão no lado da frente. Além disso, é necessário ter cuidado, uma vez que o toner e o papel podem libertar substâncias nocivas para o ar.

Como é efectuada a impressão a laser a cores

A impressora laser a cores tem uma estrutura mais complexa, mas o seu princípio de funcionamento é semelhante ao de uma impressora monocromática. Isto aplica-se principalmente ao cartucho, ao laser e à placa de controlo.

Segue-se uma explicação do processo de impressão a cores:

1. Primeiro, a imagem digital é processada através de algoritmos especialmente concebidos e enviada para a placa de controlo da impressora.
2. O laser cria a imagem na superfície do tambor.
3. O toner a cores é fornecido a partir de vários compartimentos de toner numa ordem específica, através de bocais separados.
4. As partículas finas de tinta seca, em diferentes cores, são depositadas na fita de transferência de imagem. Por baixo da fita, existe um rolo fotográfico que atrai as partículas de toner.
5. A imagem é transferida para o papel e as partículas de toner são cozinhadas num forno.

O resultado deve ser uma imagem de alta qualidade. O processo de impressão numa impressora a cores será mais longo, uma vez que os tinteiros são deslocados para que uma área específica do papel seja coberta com a cor e o tom desejados. Os tinteiros contêm tinta azul, amarela, roxa e preta. Nota: As fotografias a cores numa impressora laser a cores produzem resultados inferiores aos de uma impressora de jato de tinta. Isto deve-se ao facto de uma imagem deste tipo conter vários tons, que são mais difíceis de imprimir pelo dispositivo. No entanto, os gráficos e as tabelas ficam melhores numa impressora a laser e as cores permanecem vivas durante um período de tempo mais longo.