Bęben światłoczuły (fotoreceptor)
Bęben światłoczuły, często nazywany również fotoreceptorem, jest jednym z najważniejszych i centralnych komponentów w technologii druku i kopiowania laserowego oraz LEDowego. Jest to element, na którym tworzony jest utajony obraz elektrostatyczny dokumentu, który następnie przyciąga toner – drobny proszek barwiący używany w tych technologiach. Działanie bębna światłoczułego opiera się na jego właściwościach półprzewodnikowych, a konkretnie na światłoczułości warstwy pokrywającej bęben.
Typowy bęben światłoczuły ma kształt cylindra lub rzadziej paska (w niektórych kserokopiarkach wielkoformatowych). Pokryty jest warstwą materiału fotoprzewodzącego, najczęściej amorficznego krzemu (a-Si), tlenku cynku, siarki selenu lub związków organicznych (OPC – Organic Photoconductor). Materiał ten ma unikalną właściwość: staje się przewodzący pod wpływem światła, podczas gdy w ciemności pozostaje izolatorem.
Proces tworzenia obrazu na bębnie przebiega w kilku kluczowych etapach:
- Elektryzowanie (ładowanie): powierzchnia bębna jest jednorodnie naładowana ujemnym lub dodatnim ładunkiem elektrostatycznym przez elektrodę elektryzującą (główny ładownik), która przesuwa się wzdłuż bębna lub otacza go. Ładunek ten jest rozprowadzany równomiernie po całej powierzchni bębna.
- Naświetlanie (ekspozycja): naładowana powierzchnia bębna jest następnie selektywnie naświetlana światłem przez jednostkę lasera (w drukarkach laserowych) lub listwę LED (w drukarkach LEDowych). Światło to jest precyzyjnie sterowane i odwzorowuje obraz dokumentu, który ma zostać wydrukowany. Obszary na bębnie, które są naświetlone światłem (odpowiadające tekstowi, grafikom, obrazom na drukowanej stronie), stają się przewodzące, a zgromadzony na nich ładunek elektrostatyczny rozprasza się do rdzenia bębna. Obszary, które nie są naświetlone (odpowiadające tłu na drukowanej stronie), pozostają naładowane, ponieważ materiał fotoprzewodzący w tych miejscach pozostaje izolatorem. W ten sposób na powierzchni bębna powstaje utajony obraz elektrostatyczny – wzór naładowanych i rozładowanych obszarów, który dokładnie odpowiada treści dokumentu.
- Wywoływanie (nanoszenie tonera): bęben z utajonym obrazem przesuwa się w pobliże zespołu wywoływania (developer unit), w którym znajduje się toner – drobny proszek barwiący, który jest również naładowany elektrostatycznie (zazwyczaj przeciwnym ładunkiem niż ładunek nałożony na bęben). Toner jest przyciągany przez naładowane obszary na powierzchni bębna (w zależności od technologii ładowania bębna i tonera, toner może być przyciągany do obszarów naświetlonych lub nienaświetlonych). Nie przylega natomiast do rozładowanych obszarów. W ten sposób utajony obraz elektrostatyczny staje się obrazem widzialnym, zbudowanym z cząstek tonera.
- Transfer (przenoszenie obrazu): bęben z obrazem tonera obraca się i styka się z papierem. Papier, przechodzący przez zespół transferu, jest naładowany elektrostatycznie (ładunkiem przeciwnym do ładunku tonera) przez elektrodę transferową lub wałek transferowy. Ten ładunek elektrostatyczny na papierze jest silniejszy niż siła przyciągania między tonerem a bębnem, powodując przeniesienie większości cząstek tonera z bębna na papier.
- Czyszczenie: po przeniesieniu tonera na papier, na powierzchni bębna pozostają resztki tonera i ładunku. Zespół czyszczący bęben (np. gumowa listwa zbierająca lub pędzel) usuwa pozostały toner, a lampa gasząca ładunek (lub inne metody) rozładowuje resztkowy ładunek na bębnie, przygotowując go do kolejnego cyklu elektryzowania i naświetlania.
Stan i czystość bębna światłoczułego mają ogromny wpływ na jakość wydruku. Uszkodzenia mechaniczne (zadrapania), zanieczyszczenia lub zużycie warstwy fotoprzewodzącej prowadzą do powstawania defektów na wydrukach, takich jak linie, plamy, blade obszary czy powtarzające się obrazy. Bęben światłoczuły jest elementem eksploatacyjnym i wymaga regularnej wymiany po wydrukowaniu określonej liczby stron, ponieważ jego właściwości fotoprzewodzące ulegają degradacji. W niektórych drukarkach bęben jest zintegrowany z kasetą z tonerem (tzw. jednoczęściowy materiał eksploatacyjny), a w innych (większych urządzeniach) jest osobnym modułem wymienianym rzadziej niż toner.
