ساختار داخلی چاپگر لیزری چیست؟ سیستم و اصول کار چاپگر لیزری را با جزئیات توضیح دهید.

۱ ساختار داخلی چاپگر لیزری

ساختار داخلی چاپگر لیزری از چهار بخش اصلی تشکیل شده است، همانطور که در شکل 2-13 نشان داده شده است.

شکل 2-13 ساختار داخلی چاپگر لیزری

(1) واحد لیزر: پرتو لیزر حاوی اطلاعات متنی را ساطع می‌کند تا درام حساس به نور را نمایان سازد.

(2) واحد تغذیه کاغذ: کنترل ورود کاغذ به چاپگر در زمان مناسب و خروج آن از چاپگر.

(3) واحد ظهور: قسمت نمایان درام حساس به نور را با تونر بپوشانید تا تصویری قابل مشاهده با چشم غیرمسلح ایجاد شود و آن را به سطح کاغذ منتقل کنید.

(4) واحد تثبیت: تونر پوشاننده سطح کاغذ ذوب شده و با استفاده از فشار و حرارت، محکم روی کاغذ ثابت می‌شود.

2 اصل کار چاپگر لیزری

چاپگر لیزری یک دستگاه خروجی است که فناوری اسکن لیزری و فناوری تصویربرداری الکترونیکی را با هم ترکیب می‌کند. چاپگرهای لیزری به دلیل مدل‌های مختلف، عملکردهای متفاوتی دارند، اما توالی و اصول کار آنها یکسان است.

با در نظر گرفتن چاپگرهای لیزری استاندارد HP به عنوان نمونه، ترتیب کار به شرح زیر است.

(1) هنگامی که کاربر از طریق سیستم عامل کامپیوتر، دستور چاپ را به چاپگر ارسال می‌کند، اطلاعات گرافیکی که باید چاپ شوند، ابتدا از طریق درایور چاپگر به اطلاعات دودویی تبدیل می‌شوند و در نهایت به برد کنترل اصلی ارسال می‌شوند.

(2) برد کنترل اصلی اطلاعات دودویی ارسال شده توسط درایور را دریافت و تفسیر می‌کند، آن را با پرتو لیزر تنظیم می‌کند و بخش لیزر را برای انتشار نور بر اساس این اطلاعات کنترل می‌کند. همزمان، سطح درام حساس به نور توسط دستگاه شارژ شارژ می‌شود. سپس پرتو لیزر با اطلاعات گرافیکی توسط بخش اسکن لیزری تولید می‌شود تا درام حساس به نور را در معرض دید قرار دهد. پس از نوردهی، یک تصویر پنهان الکترواستاتیک روی سطح درام تونر تشکیل می‌شود.

(3) پس از تماس کارتریج تونر با سیستم ظهور، تصویر پنهان به صورت گرافیکی قابل مشاهده در می‌آید. هنگام عبور از سیستم انتقال، تونر تحت تأثیر میدان الکتریکی دستگاه انتقال به کاغذ منتقل می‌شود.

(4) پس از اتمام انتقال، کاغذ با اره‌ای که الکتریسیته را از بین می‌برد تماس پیدا می‌کند و بار روی کاغذ را به زمین تخلیه می‌کند. در نهایت، وارد سیستم تثبیت دمای بالا می‌شود و گرافیک و متن تشکیل شده توسط تونر در کاغذ ادغام می‌شوند.

(5) پس از چاپ اطلاعات گرافیکی، دستگاه تمیزکننده، تونر منتقل نشده را پاک می‌کند و وارد چرخه کاری بعدی می‌شود.

تمام فرآیندهای کاری فوق باید هفت مرحله را طی کنند: شارژ، نوردهی، توسعه، انتقال، حذف برق، تعمیر و تمیز کردن.

۱> شارژ

برای اینکه درام حساس به نور، تونر را طبق اطلاعات گرافیکی جذب کند، ابتدا باید درام حساس به نور شارژ شود.

در حال حاضر دو روش شارژ برای چاپگرهای موجود در بازار وجود دارد، یکی شارژ کرونا و دیگری شارژ غلتکی که هر دو ویژگی های خود را دارند.

شارژ کرونا یک روش شارژ غیرمستقیم است که از زیرلایه رسانای درام حساس به نور به عنوان الکترود استفاده می‌کند و یک سیم فلزی بسیار نازک به عنوان الکترود دیگر در نزدیکی درام حساس به نور قرار می‌گیرد. هنگام کپی یا چاپ، ولتاژ بسیار بالایی به سیم اعمال می‌شود و فضای اطراف سیم یک میدان الکتریکی قوی تشکیل می‌دهد. تحت تأثیر میدان الکتریکی، یون‌هایی با قطبیت مشابه سیم کرونا به سطح درام حساس به نور جریان می‌یابند. از آنجایی که گیرنده نوری روی سطح درام حساس به نور در تاریکی مقاومت بالایی دارد، بار از بین نمی‌رود، بنابراین پتانسیل سطح درام حساس به نور همچنان افزایش می‌یابد. هنگامی که پتانسیل به بالاترین پتانسیل پذیرش افزایش می‌یابد، فرآیند شارژ پایان می‌یابد. عیب این روش شارژ این است که به راحتی تابش و ازن تولید می‌کند.

شارژ با غلتک شارژ، یک روش شارژ تماسی است که به ولتاژ شارژ بالایی نیاز ندارد و نسبتاً سازگار با محیط زیست است. بنابراین، اکثر چاپگرهای لیزری از غلتک‌های شارژ برای شارژ استفاده می‌کنند.

بیایید شارژ غلتک شارژ را به عنوان مثال در نظر بگیریم تا کل فرآیند کار چاپگر لیزری را درک کنیم.

ابتدا، بخش مدار ولتاژ بالا، ولتاژ بالایی تولید می‌کند که سطح درام حساس به نور را از طریق جزء شارژ، با الکتریسیته منفی یکنواخت شارژ می‌کند. پس از اینکه درام حساس به نور و غلتک شارژ به طور همزمان برای یک چرخه چرخیدند، تمام سطح درام حساس به نور با بار منفی یکنواخت شارژ می‌شود، همانطور که در شکل 2-14 نشان داده شده است.

شکل ۲-۱۴ نمودار شماتیک شارژ

۲>. قرار گرفتن در معرض

نوردهی در اطراف یک درام حساس به نور انجام می‌شود که با پرتو لیزر نوردهی می‌شود. سطح درام حساس به نور یک لایه حساس به نور است، لایه حساس به نور سطح هادی آلیاژ آلومینیوم را می‌پوشاند و هادی آلیاژ آلومینیوم به زمین متصل می‌شود.

لایه حساس به نور، ماده‌ای حساس به نور است که با رسانا بودن در هنگام قرار گرفتن در معرض نور و عایق بودن قبل از قرار گرفتن در معرض نور مشخص می‌شود. قبل از قرار گرفتن در معرض نور، بار یکنواخت توسط دستگاه شارژ شارژ می‌شود و محل تابش پس از تابش لیزر به سرعت به یک رسانا تبدیل شده و با رسانای آلیاژ آلومینیوم رسانا می‌شود، بنابراین بار به زمین آزاد می‌شود تا ناحیه متن روی کاغذ چاپ را تشکیل دهد. محلی که توسط لیزر تابش نمی‌شود، همچنان بار اصلی را حفظ می‌کند و یک ناحیه خالی روی کاغذ چاپ تشکیل می‌دهد. از آنجایی که این تصویر کاراکتر نامرئی است، به آن تصویر نهفته الکترواستاتیک گفته می‌شود.

یک حسگر سیگنال همزمان نیز در اسکنر نصب شده است. وظیفه این حسگر، اطمینان از ثابت بودن فاصله اسکن است تا پرتو لیزر تابیده شده بر سطح درام حساس به نور، بهترین اثر تصویربرداری را ایجاد کند.

لامپ لیزر، پرتو لیزر حاوی اطلاعات کاراکتر را منتشر می‌کند که بر روی منشور بازتابنده چندوجهی چرخان می‌تاباند و منشور بازتابنده، پرتو لیزر را از طریق گروه لنز به سطح درام حساس به نور منعکس می‌کند و در نتیجه درام حساس به نور را به صورت افقی اسکن می‌کند. موتور اصلی، درام حساس به نور را به چرخش مداوم وادار می‌کند تا اسکن عمودی درام حساس به نور توسط لامپ ساطع کننده لیزر محقق شود. اصل نوردهی در شکل 2-15 نشان داده شده است.

شکل 2-15 نمودار شماتیک یک نوردهی

۳> توسعه

ظهور فرآیندی است که در آن از اصل دفع هم‌جنس و جذب غیر هم‌جنس بارهای الکتریکی برای تبدیل تصویر پنهان الکترواستاتیکی نامرئی با چشم غیرمسلح به تصاویر گرافیکی قابل مشاهده استفاده می‌شود. در مرکز غلتک مغناطیسی (که به آن غلتک مغناطیسی در حال ظهور یا به اختصار غلتک مغناطیسی نیز می‌گویند) یک دستگاه آهنربا وجود دارد و تونر موجود در مخزن پودر حاوی مواد مغناطیسی است که می‌توانند توسط آهنربا جذب شوند، بنابراین تونر باید توسط آهنربای موجود در مرکز غلتک مغناطیسی در حال ظهور جذب شود.

وقتی درام حساس به نور به موقعیتی می‌چرخد که در تماس با غلتک مغناطیسی در حال ظهور قرار می‌گیرد، بخشی از سطح درام حساس به نور که تحت تابش لیزر قرار نگرفته، قطبیت یکسانی با تونر دارد و تونر را جذب نمی‌کند؛ در حالی که بخشی که تحت تابش لیزر قرار می‌گیرد، قطبیت یکسانی با تونر دارد. برعکس، طبق اصل دفع همجنس و جذب جنس مخالف، تونر روی سطح درام حساس به نور که لیزر به آن تابیده می‌شود، جذب می‌شود و سپس تصاویر تونر قابل مشاهده روی سطح آن شکل می‌گیرد، همانطور که در شکل 2-16 نشان داده شده است.

شکل 2-16 نمودار اصول توسعه

۴> چاپ انتقالی

وقتی تونر به مجاورت کاغذ چاپ با درام حساس به نور منتقل می‌شود، یک دستگاه انتقال در پشت کاغذ وجود دارد تا انتقال فشار بالا را به پشت کاغذ اعمال کند. از آنجا که ولتاژ دستگاه انتقال بالاتر از ولتاژ ناحیه در معرض درام حساس به نور است، گرافیک و متن تشکیل شده توسط تونر تحت تأثیر میدان الکتریکی دستگاه شارژ به کاغذ چاپ منتقل می‌شود، همانطور که در شکل 2-17 نشان داده شده است. گرافیک و متن روی سطح کاغذ چاپ ظاهر می‌شوند، همانطور که در شکل 2-18 نشان داده شده است.

شکل 2-17 نمودار شماتیک چاپ انتقالی (1)

شکل 2-18 نمودار شماتیک چاپ انتقالی (2)

۵> اتلاف برق

وقتی تصویر تونر به کاغذ چاپ منتقل می‌شود، تونر فقط سطح کاغذ را می‌پوشاند و ساختار تصویر تشکیل شده توسط تونر به راحتی در طول فرآیند انتقال کاغذ چاپ از بین می‌رود. برای اطمینان از یکپارچگی تصویر تونر قبل از تثبیت، پس از انتقال، از یک دستگاه حذف الکتریسیته ساکن عبور می‌کند. وظیفه آن حذف قطبیت، خنثی کردن تمام بارها و خنثی کردن کاغذ است تا کاغذ بتواند به راحتی وارد واحد تثبیت شود و کیفیت چاپ خروجی را تضمین کند. کیفیت محصول در شکل 2-19 نشان داده شده است.

شکل ۲-۱۹ نمودار شماتیک حذف توان

۶>. تثبیت

گرمایش و تثبیت فرآیند اعمال فشار و گرمایش به تصویر تونر جذب شده روی کاغذ چاپ است تا تونر ذوب شود و در کاغذ چاپ فرو رود تا یک تصویر گرافیکی محکم روی سطح کاغذ ایجاد شود.

جزء اصلی تونر رزین است، نقطه ذوب تونر حدود 100 است°C، و دمای غلتک گرمایش واحد تثبیت حدود ۱۸۰ است°C.

در طول فرآیند چاپ، هنگامی که دمای فیوزر به دمای از پیش تعیین شده حدود ۱۸۰ درجه سانتیگراد می‌رسد.°وقتی کاغذی که تونر را جذب می‌کند از شکاف بین غلتک حرارتی (که به عنوان غلتک بالایی نیز شناخته می‌شود) و غلتک لاستیکی فشار (که به عنوان غلتک پایینی فشار نیز شناخته می‌شود) عبور می‌کند، فرآیند فیوزینگ تکمیل می‌شود. دمای بالای تولید شده، تونر را گرم می‌کند که باعث ذوب شدن تونر روی کاغذ می‌شود و در نتیجه، همانطور که در شکل 2-20 نشان داده شده است، یک تصویر و متن جامد تشکیل می‌شود.

شکل 2-20 نمودار اصلی نحوه‌ی تثبیت

از آنجا که سطح غلتک حرارتی با پوششی پوشانده شده است که به راحتی به تونر نمی‌چسبد، تونر به دلیل دمای بالا به سطح غلتک حرارتی نمی‌چسبد. پس از تثبیت، کاغذ چاپ توسط چنگال جداکننده از غلتک حرارتی جدا شده و از طریق غلتک تغذیه کاغذ به بیرون از چاپگر ارسال می‌شود.

فرآیند تمیز کردن به این صورت است که تونر روی درام حساس به نور که از سطح کاغذ به سطل تونر ضایعاتی منتقل نشده است، تراشیده می‌شود.

در طول فرآیند انتقال، تصویر تونر روی درام حساس به نور نمی‌تواند به طور کامل به کاغذ منتقل شود. اگر تمیز نشود، تونر باقی مانده روی سطح درام حساس به نور به چرخه چاپ بعدی منتقل می‌شود و تصویر تازه تولید شده را از بین می‌برد و در نتیجه بر کیفیت چاپ تأثیر می‌گذارد.

فرآیند تمیز کردن توسط یک خراشنده لاستیکی انجام می‌شود که وظیفه آن تمیز کردن درام حساس به نور قبل از چرخه بعدی چاپ درام حساس به نور است. از آنجا که تیغه خراشنده لاستیکی مقاوم در برابر سایش و انعطاف‌پذیر است، تیغه با سطح درام حساس به نور زاویه برش تشکیل می‌دهد. هنگامی که درام حساس به نور می‌چرخد، تونر روی سطح توسط خراشنده به داخل سطل تونر ضایعاتی تراشیده می‌شود، همانطور که در شکل 2-21 نشان داده شده است.

شکل ۲-۲۱ نمودار شماتیک یک سیستم تمیزکاری