1 A lézernyomtató belső szerkezete
A lézernyomtató belső szerkezete négy fő részből áll, amint az a 2-13. ábrán látható.
2-13. ábra A lézernyomtató belső szerkezete
(1) Lézeregység: szöveges információkat tartalmazó lézersugarat bocsát ki a fényérzékeny dob megvilágításához.
(2) Papíradagoló egység: szabályozza, hogy a papír a megfelelő időben kerüljön a nyomtatóba, és a megfelelő időben távozzon onnan.
(3) Előhívó egység: A fényérzékeny dob szabad részét fedje be tonerrel, hogy szabad szemmel látható képet kapjon, majd vigye át a papír felületére.
(4) Fixálóegység: A papír felületét borító tonert nyomás és melegítés segítségével megolvasztják, majd szilárdan rögzítik a papíron.
2 A lézernyomtató működési elve
A lézernyomtató egy olyan kimeneti eszköz, amely ötvözi a lézerszkennelési technológiát és az elektronikus képalkotási technológiát. A lézernyomtatók a különböző modellek miatt eltérő funkciókkal rendelkeznek, de a működési sorrend és az elv ugyanaz.
Példaként a hagyományos HP lézernyomtatókat véve alapul, a munkafolyamat a következő.
(1) Amikor a felhasználó nyomtatási parancsot küld a nyomtatónak a számítógép operációs rendszerén keresztül, a nyomtatandó grafikus információkat először a nyomtatóillesztőprogram bináris információvá alakítja, majd végül elküldi a fő vezérlőpanelre.
(2) A fő vezérlőpanel fogadja és értelmezi a meghajtó által küldött bináris információt, a lézersugárhoz igazítja, és a lézer alkatrészt ezen információk alapján fénykibocsátásra vezérli. Ezzel egyidejűleg a töltőberendezés feltölti a fényérzékeny dob felületét. Ezután a lézeres letapogató rész grafikus információkat tartalmazó lézersugarat generál, amely megvilágítja a fényérzékeny dobot. Megvilágítás után elektrosztatikus látens kép alakul ki a tonerdob felületén.
(3) Miután a tonerkazetta érintkezésbe került az előhívó rendszerrel, a látens kép látható grafikává válik. Az átviteli rendszeren való áthaladás során a toner az átviteli eszköz elektromos mezőjének hatására átkerül a papírra.
(4) Az átvitel befejezése után a papír érintkezik az elektromosságot elvezető fűrészfoggal, és levezeti a papíron lévő töltést a földre. Végül belép a magas hőmérsékletű rögzítőrendszerbe, ahol a toner által létrehozott grafika és szöveg beépül a papírba.
(5) A grafikus információk kinyomtatása után a tisztítóberendezés eltávolítja a fel nem használt tonert, és a következő munkaciklusba lép.
A fenti munkafolyamatok mindegyikének hét lépésen kell keresztülmennie: töltés, expozíció, előhívás, átvitel, áramtalanítás, rögzítés és tisztítás.
1>. Töltés
Ahhoz, hogy a fényérzékeny dob a grafikus információknak megfelelően elnyelje a tonert, először fel kell tölteni a fényérzékeny dobot.
Jelenleg kétféle töltési módszer létezik a nyomtatók számára a piacon, az egyik a koronatöltés, a másik a töltőgörgős töltés, amelyeknek mindkettőnek megvannak a saját jellemzői.
A koronatöltés egy közvetett töltési módszer, amely a fényérzékeny dob vezetőképes szubsztrátját használja elektródaként, és egy nagyon vékony fémhuzalt helyeznek a fényérzékeny dob közelébe másik elektródaként. Másolás vagy nyomtatás során nagyon nagy feszültséget alkalmaznak a huzalra, és a huzal körüli tér erős elektromos mezőt képez. Az elektromos mező hatására a koronahuzal polaritású ionok áramlanak a fényérzékeny dob felületére. Mivel a fényérzékeny dob felületén lévő fotoreceptor sötétben nagy ellenállással rendelkezik, a töltés nem folyik el, így a fényérzékeny dob felületi potenciálja tovább emelkedik. Amikor a potenciál eléri a legmagasabb elfogadási potenciált, a töltési folyamat véget ér. Ennek a töltési módszernek a hátránya, hogy könnyen keletkezik sugárzás és ózon.
A töltőgörgős töltés egy érintkezéses töltési módszer, amely nem igényel nagy töltési feszültséget és viszonylag környezetbarát. Ezért a legtöbb lézernyomtató töltőgörgőket használ a töltéshez.
Vegyük példaként a töltőhenger töltését, hogy megértsük a lézernyomtató teljes munkafolyamatát.
Először is, a nagyfeszültségű áramköri rész nagyfeszültséget generál, amely a töltőelemen keresztül egyenletes negatív elektromossággal tölti fel a fényérzékeny dob felületét. Miután a fényérzékeny dob és a töltőhenger egy cikluson keresztül szinkronban forog, a fényérzékeny dob teljes felülete egyenletes negatív töltéssel töltődik fel, ahogy az a 2-14. ábrán látható.
2-14. ábra A töltés vázlatos rajza
2>. expozíció
Az expozíciót egy fényérzékeny dob körül végzik, amelyet lézersugárral exponálnak. A fényérzékeny dob felülete egy fényérzékeny réteg, a fényérzékeny réteg az alumíniumötvözet vezető felületét borítja, az alumíniumötvözet vezető pedig földelve van.
A fényérzékeny réteg egy fényérzékeny anyag, amelyre jellemző, hogy fény hatására vezetőképes, megvilágítás előtt pedig szigetelő. Megvilágítás előtt az egyenletes töltést a töltőeszköz feltölti, és a lézerrel besugárzott terület a besugárzott alumíniumötvözet vezetővel együtt gyorsan vezetővé válik, így a töltés a földbe kerül, és létrehozza a szövegterületet a nyomtatópapíron. A lézerrel be nem sugárzott terület megtartja az eredeti töltését, és üres területet képez a nyomtatópapíron. Mivel ez a karakterkép láthatatlan, elektrosztatikus látens képnek nevezik.
A szkennerbe egy szinkronjel-érzékelő is be van építve. Ennek az érzékelőnek a feladata, hogy a szkennelési távolság állandó legyen, így a fényérzékeny dob felületére besugárzott lézersugár a legjobb képalkotási hatást érheti el.
A lézerlámpa karakterinformációkat tartalmazó lézersugarat bocsát ki, amely a forgó, sokoldalú fényvisszaverő prizmára világít, a fényvisszaverő prizma pedig a lencsecsoporton keresztül a fényérzékeny dob felületére veri vissza a lézersugarat, ezáltal vízszintesen pásztázza a fényérzékeny dobot. A főmotor folyamatosan forogva hajtja a fényérzékeny dobot, hogy a lézersugárzó lámpa függőlegesen pásztázza a fényérzékeny dobot. Az expozíciós elv a 2-15. ábrán látható.
2-15. ábra Egy expozíció vázlatos rajza
3>. fejlesztés
Az előhívás az a folyamat, amelynek során az elektromos töltések azonos neműek taszításának és az ellenkező neműek vonzásának elvét felhasználva a szabad szemmel láthatatlan elektrosztatikus, lappangó képet látható grafikává alakítják. A mágneses henger (más néven fejlesztő mágneses henger, vagy röviden mágneses henger) közepén egy mágneses eszköz található, és a porgyűjtőben lévő toner mágneses anyagokat tartalmaz, amelyeket a mágnes elnyelhet, ezért a tonert a fejlesztő mágneses henger közepén lévő mágnesnek kell vonzania.
Amikor a fényérzékeny dob olyan helyzetbe forog, hogy érintkezik a fejlesztő mágneses hengerrel, a fényérzékeny dob felületének a lézerrel be nem sugárzott része polaritása megegyezik a tonerrel, és nem nyeli el a tonert; míg a lézerrel besugárzott rész polaritása megegyezik a tonerrel. Épp ellenkezőleg, az azonos neműek taszításának és az ellenkező neműek vonzásának elve szerint a toner elnyelődik a fényérzékeny dob felületén, ahol a lézer besugárzik, majd látható tonergrafikák alakulnak ki a felületen, ahogy az a 2-16. ábrán látható.
2-16. ábra Fejlesztési elvi ábra
4> transzfernyomtatás
Amikor a tonert a fényérzékeny dob a nyomtatópapír közelébe juttatja, a papír hátoldalán egy átvezető eszköz található, amely nagy nyomást gyakorol a papír hátoldalára. Mivel az átvezető eszköz feszültsége magasabb, mint a fényérzékeny dob expozíciós területének feszültsége, a toner által létrehozott grafika és szöveg a töltőeszköz elektromos mezőjének hatására átkerül a nyomtatópapírra, ahogy a 2-17. ábrán látható. A grafika és a szöveg a nyomtatópapír felületén jelenik meg, ahogy a 2-18. ábrán látható.
2-17. ábra A transzfernyomtatás vázlatos rajza (1)
2-18. ábra A transzfernyomtatás vázlatos rajza (2)
5>. Diszipálja az elektromosságot
Amikor a toner képét átvisszük a nyomtatópapírra, a toner csak a papír felületét fedi be, és a toner által létrehozott képszerkezet könnyen tönkremegy a nyomtatópapír szállítási folyamata során. A toner képének integritásának biztosítása érdekében a fixálás előtt, az átvitel után egy sztatikus kiszűrésére szolgáló eszközön halad át. Ennek feladata a polaritás kiküszöbölése, az összes töltés semlegesítése és a papír semlegesítése, hogy a papír simán bejusson a fixálóegységbe, és biztosítsa a kimeneti nyomtatási minőséget, amelyet a 2-19. ábra mutat be.
2-19. ábra A teljesítménykiküszöbölés vázlatos rajza
6>. rögzítés
A hevítés és fixálás az a folyamat, amelynek során nyomást és melegítést alkalmaznak a nyomtatópapírra adszorbeált tonerképre, hogy a toner megolvadjon és a nyomtatópapírba merüljön, így szilárd grafika alakul ki a papír felületén.
A toner fő összetevője a gyanta, az olvadáspontja körülbelül 100°C, és a rögzítőegység fűtőhengerének hőmérséklete körülbelül 180°C.
A nyomtatási folyamat során, amikor a fixálóegység hőmérséklete eléri az előre meghatározott, körülbelül 180 fokos hőmérsékletet°C Amikor a tonert elnyelő papír áthalad a fűtőhenger (más néven felső henger) és a nyomógumi henger (más néven alsó henger) közötti résen, a fixálási folyamat befejeződik. A keletkező magas hőmérséklet felmelegíti a tonert, ami megolvasztja a papíron lévő tonert, így tömör képet és szöveget hoz létre, ahogy a 2-20. ábrán látható.
2-20. ábra A rögzítés elvi ábrája
Mivel a fűtőhenger felülete olyan bevonattal van bevonva, amely nehezen tapad a tonerhez, a toner a magas hőmérséklet miatt nem tapad a fűtőhenger felületéhez. A rögzítés után a nyomtatópapírt az elválasztó karmok elválasztják a fűtőhengertől, és a papíradagoló hengeren keresztül kivezetik a nyomtatóból.
A tisztítási folyamat során a fényérzékeny dobról lekaparják a papír felületéről a hulladéktoner-tartályba nem átvitt tonert.
Az átviteli folyamat során a fényérzékeny dobon lévő toner képe nem vihető át teljesen a papírra. Ha nem tisztítják meg, a fényérzékeny dob felületén maradt toner átkerül a következő nyomtatási ciklusba, tönkretéve az újonnan létrehozott képet, ezáltal befolyásolva a nyomtatási minőséget.
A tisztítási folyamatot egy gumikaparó végzi, amelynek feladata a fényérzékeny dob megtisztítása a következő fényérzékeny dobnyomtatási ciklus előtt. Mivel a gumitisztító kaparó pengéje kopásálló és rugalmas, a penge vágási szöget zár be a fényérzékeny dob felületével. Amikor a fényérzékeny dob forog, a felületén lévő tonert a kaparó a hulladéktoner-tartályba kaparja, ahogy az a 2-21. ábrán látható.
2-21. ábra Egy tisztítóberendezés vázlatos rajza
Közzététel ideje: 2023. február 20.