Zespół utrwalania (fuser)

Zespół utrwalania (fuser) jest kluczowym i niezbędnym komponentem w technologii druku i kopiowania laserowego oraz LEDowego. Jego podstawową funkcją jest trwałe przytwierdzenie cząstek tonera, które zostały przeniesione na papier z bębna światłoczułego, poprzez zastosowanie wysokiej temperatury i ciśnienia. Bez zespołu utrwalania, toner pozostałby na papierze w formie sypkiego proszku, który można by łatwo zetrzeć.

Zespół utrwalania jest zazwyczaj zlokalizowany na końcu toru papieru w procesie drukowania, tuż przed tacą odbiorczą. Toner przeniesiony z bębna światłoczułego na papier przylega do niego elektrostatycznie, ale nie jest jeszcze trwale związany z włóknami papieru. Zadaniem zespołu utrwalania jest spowodowanie stopienia cząstek żywicy polimerowej, z której w dużej mierze składa się toner, i wprasowanie stopionego tonera w strukturę papieru.

Typowy zespół utrwalania składa się z co najmniej dwóch głównych elementów działających w parze:

  1. Wałek grzewczy (Heating Roller) lub Pas grzewczy (Heating Belt): ten element jest podgrzewany do wysokiej temperatury, zazwyczaj w zakresie od 180 do 220 stopni Celsjusza, za pomocą wewnętrznej lampy halogenowej lub elementu grzewczego ceramicznego. Jego powierzchnia jest pokryta materiałem odpornym na wysokie temperatury i zapobiegającym przywieraniu, takim jak teflon lub silikon. Gdy papier z naniesionym tonerem przechodzi przez zespół utrwalania, wałek grzewczy dostarcza ciepło niezbędne do stopienia żywicy w tonerze. W niektórych nowoczesnych, szybkich drukarkach, zamiast wałka grzewczego stosuje się pas grzewczy (fuser film), który jest cienkim pasem nagrzewanym przez ceramiczny element grzewczy. Pas grzewczy nagrzewa się i stygnie znacznie szybciej, co pozwala na szybsze rozpoczęcie drukowania (krótszy czas nagrzewania) i potencjalnie mniejsze zużycie energii.
  2. Wałek dociskowy (Pressure Roller): ten wałek znajduje się pod wałkiem grzewczym (lub pasem grzewczym) i jest pokryty materiałem sprężystym, zazwyczaj gumą silikonową. Jego zadaniem jest dociskanie papieru z naniesionym tonerem do wałka grzewczego z odpowiednią siłą. Ciśnienie to pomaga w wprasowaniu stopionego tonera głęboko w strukturę włókien papieru, zapewniając trwałe związanie. Elastyczność wałka dociskowego pomaga również w kompensowaniu nierówności papieru.

Gdy papier z tonerem przechodzi przez szczelinę między gorącym wałkiem grzewczym a dociskowym:

  • Ciepło z wałka grzewczego powoduje stopienie żywicy polimerowej w cząstkach tonera.
  • Ciśnienie z wałka dociskowego wprasowuje stopiony toner w pory papieru.
  • Stopiony toner, po opuszczeniu zespołu utrwalania, szybko stygnie i twardnieje, tworząc trwały obraz, który jest odporny na rozmazywanie i ścieranie.

Zespół utrwalania jest elementem, który generuje najwięcej ciepła w drukarce laserowej/kserokopiarce. Zużycie zespołu utrwalania, zwłaszcza warstwy zapobiegającej przywieraniu na wałku grzewczym lub uszkodzenie wałka dociskowego, prowadzi do problemów z utrwalaniem tonera (toner można łatwo zetrzeć z papieru), przywierania papieru do wałka grzewczego (co powoduje zacięcia), a także powtarzających się defektów na wydrukach. Zespół utrwalania jest elementem eksploatacyjnym i wymaga wymiany po wydrukowaniu określonej liczby stron.