1 Structura internă a imprimantei laser
Structura internă a imprimantei laser este alcătuită din patru părți principale, așa cum se arată în Figura 2-13.
Figura 2-13 Structura internă a imprimantei laser
(1) Unitate laser: emite o rază laser cu informații text pentru a expune tamburul fotosensibil.
(2) Unitate de alimentare cu hârtie: controlează intrarea hârtiei în imprimantă la momentul potrivit și ieșirea din imprimantă.
(3) Unitatea de developare: Acoperiți partea expusă a cilindrului fotosensibil cu toner pentru a forma o imagine vizibilă cu ochiul liber și transferați-o pe suprafața hârtiei.
(4) Unitate de fixare: Tonerul care acoperă suprafața hârtiei este topit și fixat ferm pe hârtie prin presiune și încălzire.
2 Principiul de funcționare al imprimantei laser
O imprimantă laser este un dispozitiv de ieșire care combină tehnologia de scanare laser și tehnologia de imagistică electronică. Imprimantele laser au funcții diferite datorită modelelor diferite, dar secvența de funcționare și principiul sunt aceleași.
Luând ca exemplu imprimantele laser HP standard, secvența de lucru este următoarea.
(1) Când utilizatorul trimite o comandă de imprimare către imprimantă prin intermediul sistemului de operare al computerului, informațiile grafice care urmează să fie imprimate sunt mai întâi convertite în informații binare prin intermediul driverului imprimantei și, în final, trimise către placa de control principală.
(2) Placa principală de control primește și interpretează informațiile binare trimise de driver, le ajustează la fasciculul laser și controlează partea laser pentru a emite lumină în funcție de aceste informații. În același timp, suprafața tamburului fotosensibil este încărcată de dispozitivul de încărcare. Apoi, partea de scanare laser generează fasciculul laser cu informații grafice pentru a expune tamburul fotosensibil. După expunere, pe suprafața tamburului de toner se formează o imagine latentă electrostatică.
(3) După ce cartușul de toner intră în contact cu sistemul de developare, imaginea latentă devine grafică vizibilă. La trecerea prin sistemul de transfer, tonerul este transferat pe hârtie sub acțiunea câmpului electric al dispozitivului de transfer.
(4) După finalizarea transferului, hârtia intră în contact cu dințatul de fierăstrău care disipă electricitatea și descarcă sarcina de pe hârtie la sol. În cele din urmă, intră în sistemul de fixare la temperatură înaltă, iar grafica și textul formate de toner sunt integrate în hârtie.
(5) După imprimarea informațiilor grafice, dispozitivul de curățare îndepărtează tonerul netransferat și intră în următorul ciclu de lucru.
Toate procesele de lucru menționate mai sus trebuie să treacă prin șapte etape: încărcare, expunere, developare, transfer, eliminare de energie, fixare și curățare.
1>. Încărcare
Pentru ca tamburul fotosensibil să absoarbă tonerul conform informațiilor grafice, acesta trebuie mai întâi încărcat.
În prezent, există două metode de încărcare pentru imprimante pe piață, una este încărcarea cu corona, iar cealaltă este încărcarea cu role, ambele având propriile caracteristici.
Încărcarea Corona este o metodă de încărcare indirectă care utilizează substratul conductiv al tamburului fotosensibil ca electrod, iar un fir metalic foarte subțire este plasat lângă tamburul fotosensibil ca celălalt electrod. La copiere sau imprimare, se aplică o tensiune foarte mare firului, iar spațiul din jurul firului formează un câmp electric puternic. Sub acțiunea câmpului electric, ionii cu aceeași polaritate ca firul corona curg către suprafața tamburului fotosensibil. Deoarece fotoreceptorul de pe suprafața tamburului fotosensibil are o rezistență mare la întuneric, sarcina nu se va scurge, astfel încât potențialul de suprafață al tamburului fotosensibil va continua să crească. Când potențialul crește la cel mai mare potențial de acceptare, procesul de încărcare se încheie. Dezavantajul acestei metode de încărcare este că este ușor de generat radiații și ozon.
Încărcarea cu role de încărcare este o metodă de încărcare prin contact, care nu necesită o tensiune de încărcare mare și este relativ ecologică. Prin urmare, majoritatea imprimantelor laser folosesc role de încărcare pentru încărcare.
Să luăm ca exemplu încărcarea rolei de încărcare pentru a înțelege întregul proces de funcționare al imprimantei laser.
În primul rând, circuitul de înaltă tensiune generează o tensiune înaltă, care încarcă suprafața tamburului fotosensibil cu o sarcină electrică negativă uniformă prin intermediul componentei de încărcare. După ce tamburul fotosensibil și rola de încărcare se rotesc sincron timp de un ciclu, întreaga suprafață a tamburului fotosensibil este încărcată cu o sarcină negativă uniformă, așa cum se arată în Figura 2-14.
Figura 2-14 Diagramă schematică a încărcării
2>. expunere
Expunerea se realizează în jurul unui tambur fotosensibil, care este expus cu un fascicul laser. Suprafața tamburului fotosensibil este un strat fotosensibil, stratul fotosensibil acoperă suprafața conductorului din aliaj de aluminiu, iar conductorul din aliaj de aluminiu este legat la masă.
Stratul fotosensibil este un material fotosensibil, caracterizat prin conductivitate la expunere la lumină și izolație înainte de expunere. Înainte de expunere, sarcina uniformă este încărcată de dispozitivul de încărcare, iar locul iradiat, după ce este iradiat de laser, va deveni rapid conductor și va conduce împreună cu conductorul din aliaj de aluminiu, astfel încât sarcina este eliberată la sol pentru a forma zona de text pe hârtia de imprimare. Locul neiradiat de laser își menține încă sarcina originală, formând o zonă goală pe hârtia de imprimare. Deoarece această imagine a caracterelor este invizibilă, se numește imagine latentă electrostatică.
De asemenea, în scaner este instalat un senzor de semnal sincron. Funcția acestui senzor este de a asigura o distanță de scanare consistentă, astfel încât fasciculul laser iradiat pe suprafața tamburului fotosensibil să poată obține cel mai bun efect de imagistică.
Lampa laser emite o rază laser cu informații despre caractere, care strălucește pe prisma reflectorizantă multifațetată rotativă, iar prisma reflectorizantă reflectă raza laser către suprafața tamburului fotosensibil prin grupul de lentile, scanând astfel tamburul fotosensibil pe orizontală. Motorul principal acționează tamburul fotosensibil să se rotească continuu pentru a realiza scanarea verticală a tamburului fotosensibil de către lampa laser. Principiul expunerii este prezentat în Figura 2-15.
Figura 2-15 Diagramă schematică a unei expuneri
3>. dezvoltare
Developarea este procesul de utilizare a principiului repulsiei între persoane de același sex și al atracției sarcinilor electrice între persoane de sex opus pentru a transforma imaginea latentă electrostatică invizibilă cu ochiul liber în grafică vizibilă. În centrul rolei magnetice (numită și rolă magnetică de developare sau, pe scurt, rolă magnetică) se află un dispozitiv magnetic, iar tonerul din recipientul de pulbere conține substanțe magnetice care pot fi absorbite de magnet, astfel încât tonerul trebuie să fie atras de magnetul din centrul rolei magnetice de developare.
Când tamburul fotosensibil se rotește în poziția în care intră în contact cu rola magnetică de developare, partea suprafeței tamburului fotosensibil care nu este iradiată de laser are aceeași polaritate ca tonerul și nu va absorbi tonerul; în timp ce partea iradiată de laser are aceeași polaritate ca tonerul. Dimpotrivă, conform principiului respingerii între persoane de același sex și atragerii între persoane de sex opus, tonerul este absorbit pe suprafața tamburului fotosensibil unde este iradiat laserul, iar apoi se formează grafică vizibilă a tonerului pe suprafață, așa cum se arată în Figura 2-16.
Figura 2-16 Diagrama principiului de dezvoltare
4>. imprimare prin transfer
Când tonerul este transferat în vecinătatea hârtiei de imprimare cu ajutorul tamburului fotosensibil, există un dispozitiv de transfer pe spatele hârtiei care aplică un transfer de presiune ridicată pe spatele hârtiei. Deoarece tensiunea dispozitivului de transfer este mai mare decât tensiunea zonei de expunere a tamburului fotosensibil, grafica și textul format de toner sunt transferate pe hârtia de imprimare sub acțiunea câmpului electric al dispozitivului de încărcare, așa cum se arată în Figura 2-17. Grafica și textul apar pe suprafața hârtiei de imprimare, așa cum se arată în Figura 2-18.
Figura 2-17 Diagramă schematică a imprimării prin transfer (1)
Figura 2-18 Schema de imprimare prin transfer (2)
5>. Disipează electricitatea
Când imaginea cu toner este transferată pe hârtia de imprimare, tonerul acoperă doar suprafața hârtiei, iar structura imaginii formată de toner este ușor distrusă în timpul procesului de transport al hârtiei de imprimare. Pentru a asigura integritatea imaginii cu toner înainte de fixare, după transfer, aceasta va trece printr-un dispozitiv de eliminare a electricității statice. Funcția sa este de a elimina polaritatea, de a neutraliza toate sarcinile și de a face hârtia neutră, astfel încât hârtia să poată intra fără probleme în unitatea de fixare și să asigure imprimarea la ieșire. Calitatea produsului este prezentată în Figura 2-19.
Figura 2-19 Diagramă schematică a eliminării puterii
6>. fixare
Încălzirea și fixarea reprezintă procesul de aplicare a presiunii și încălzirii asupra imaginii de toner adsorbite pe hârtia de imprimare pentru a topi tonerul și a-l imersa în hârtia de imprimare, formând o grafică fermă pe suprafața hârtiei.
Componenta principală a tonerului este rășina, punctul de topire al tonerului fiind de aproximativ 100°C, iar temperatura rolei de încălzire a unității de fixare este de aproximativ 180°C.
În timpul procesului de imprimare, când temperatura cuptorului atinge o temperatură predeterminată de aproximativ 180°Când hârtia care absoarbe tonerul trece prin spațiul dintre rola de încălzire (cunoscută și sub numele de rola superioară) și rola de cauciuc de presiune (cunoscută și sub numele de rola inferioară de presiune), procesul de topire va fi finalizat. Temperatura ridicată generată încălzește tonerul, care îl topește pe hârtie, formând astfel o imagine și un text solid, așa cum se arată în Figura 2-20.
Figura 2-20 Schema de principiu a fixării
Deoarece suprafața rolei de încălzire este acoperită cu un strat care nu aderă ușor la toner, tonerul nu va adera la suprafața rolei de încălzire din cauza temperaturii ridicate. După fixare, hârtia de imprimare este separată de rola de încălzire cu ajutorul ghearei de separare și este trimisă afară din imprimantă prin rola de alimentare cu hârtie.
Procesul de curățare constă în răzuirea tonerului de pe tamburul fotosensibil care nu a fost transferat de pe suprafața hârtiei în recipientul pentru toner rezidual.
În timpul procesului de transfer, imaginea cu toner de pe tamburul fotosensibil nu poate fi transferată complet pe hârtie. Dacă nu este curățată, tonerul rămas pe suprafața tamburului fotosensibil va fi transportat în următorul ciclu de imprimare, distrugând imaginea nou generată, afectând astfel calitatea imprimării.
Procesul de curățare se realizează cu ajutorul unei raclete de cauciuc, a cărei funcție este de a curăța tamburul fotosensibil înainte de următorul ciclu de imprimare cu tamburul fotosensibil. Deoarece lama racletei de curățare din cauciuc este rezistentă la uzură și flexibilă, lama formează un unghi de tăiere cu suprafața tamburului fotosensibil. Când tamburul fotosensibil se rotește, tonerul de pe suprafață este răzuit în recipientul de toner rezidual de către racletă, așa cum se arată în Figura 2-21.
Figura 2-21 Diagramă schematică a unei operațiuni de curățare
Data publicării: 20 februarie 2023