לכתוב עם קרן אור: איך עובדת מדפסת לייזר?

האם אי פעם ניסיתם לכתוב או לצייר עם קרן אור? נשמע קצת בלתי אפשרי, אבל זה בדיוק מה שעושה מדפסת לייזר.

אנו בדרך כלל נוטים לחשוב על לייזר כעל קרני אור חזקות במיוחד, שיכולות להתיך מתכות או אפילו להפציץ את האויב בסרטי מדע בדיוני. אבל מסתבר שגם לייזרים חלשים יותר הם לא פחות שימושיים – הם מסוגלים לקרוא צלילים וסרטונים מתוך נגני מולטימדיה, וכמובן שהם חלק בלתי נפרד מכל מדפסת לייזר ביתית או משרדית.

אז איך בעצם עובדת מדפסת הלייזר?

הנה הצצה מקרוב אל מכונת הדפוס הקטנה הזו.

מדפסות לייזר דומות למכונות צילום, והן מבוססות על אותה טכנולוגיה פחות או יותר. למעשה מדפסות הלייזר הראשונות נבנו על בסיס מכונות צילום, שעברו מודיפיקציה והתאמה לתפקידן החדש.

מכונת צילום משתמשת באור בהיר ליצירת עותק מדויק של הדמות הרצויה בדרך הבאה:

1. האור מוחזר מהדף אל תוף רגיש לאור.

2. חשמל סטטי גורם לחלקיקי הדיו להידבק לתוף.

3. הדיו מועבר אל הנייר ונצמד אליו באמצעות גלילים חמים.

מדפסת לייזר פועלת כמעט באותה דרך, אך עם הבדל משמעותי אחד – מכיוון שבעצם אין דף מקור שממנו ניתן להעתיק, הלייזר צריך לייצר את התוצאה הסופית כמעט מאפס.

המידע במחשבים מאוחסן בפורמט אלקטרוני – כל פיסת מידע מאוחסנת באלמנט זעיר שמחליף מצבים ונקרא טרנזיסטור. תפקידה של המדפסת הוא להמיר את האותות האלקטרוניים מהמחשב לכדי מילים ותמונות, ובעצם להפוך חשמל לדיו.

כשמדובר במדפסת הזרקת דיו, די קל לראות ולהבין איך זה עובד: מזרקי דיו הפועלים בצורה אלקטרונית יורים זרמי דיו מדויקים על גבי הדף. במדפסת לייזר, לעומת זאת, הדברים קצת יותר מסובכים. המידע האלקטרוני הזורם מהמחשב אל המדפסת, משמש בעצם לשליטה בקרן לייזר, והיא זו ש"מדביקה" את הדיו אל הדף באמצעות חשמל סטטי, בדומה לפעולתה של מכונת צילום.

פעולת ההדפסה מתחילה כאשר המחשב שולח מידע אלקטרוני אל המדפסת, בדרך כלל בסדר גודל של כמה מגבייטים (או מיליון תווים). מעגל חשמלי במדפסת מפענח הן את זרם המידע והן את המיקום הרצוי על גבי הדף. המעגל החשמלי גורם ללייזר לסרוק תוף שנמצא בתוך המדפסת, ועל ידי כך הלייזר יוצר תבנית מסוימת של חשמל סטטי – הדמות הרצויה להדפסה. החשמל הסטטי מושך אליו דיו מיוחד שנקרא “טונר”, ובסוף התהליך – בדיוק כמו במכונת צילום – הטונר “מודבק” אל הדף באמצעות חום.

הנה פירוט התהליך:

1. מיליוני בייטים של מידע זורמים אל המדפסת מהמחשב.

1. מעגל חשמלי בתוך המדפסת מפענח את המידע וכיצד להדפיסו בצורה ברורה.

1. המעגל החשמלי מפעיל חוט חשמלי בשם Corona Wire, שמדביק בחשמל סטטי כל דבר קרוב אליו.

1. החוט החשמלי טוען בחשמל תוף מסתובב בתוך המדפסת, כך שהוא מקבל מטען חשמלי חיובי המפוזר באחידות על פני השטח שלו.

1. במקביל, המעגל החשמלי מפעיל את קרן הלייזר וגורם לה לשרטט את הדמות הרצויה על גבי התוף. היכן שהלייזר פוגע, נעלם המטען החשמלי החיובי ונוצר “חור” השקול למטען חשמלי שלילי. אזורים לבנים מקבילים למטען חיובי, אזורים שחורים מקבילים למטען שלילי.

1. גלגל דיו הנוגע בתוף המסתובב מכסה אותו באבקת טונר בעלת מטען חשמלי חיובי, כך שהטונר נצמד מיידית אך ורק ל"חורים השליליים" שנוצרו על ידי הלייזר. כך מתמלא התוף בדיו רק במקומות מסוימים.

1. בתחתית המדפסת מוזן דף נייר שמקבל מטען חיובי באמצעות חוט חשמלי נוסף. כאשר הנייר מגיע במוד לתוף המסתובב, המטען החיובי שלו מושך את הטונר בעל המטען השלילי מן התוף. ברגע זה מועברת הדמות הרצויה מהתוף אל הנייר עצמו.

1. רגע לפני שהנייר יוצא מהמדפסת, הוא עובר בין שני גלילי חום צמודים ש"מתיכים" את הטונר אל פני השטח של הנייר. הפעלת הלחץ בשילוב החום מחברים סופית בין חלקיקי הטונר לסיבי הנייר. זו הסיבה שנייר שזה עתה יצא מהמדפסת הוא תמיד חם למגע.