1 Vnútorná štruktúra laserovej tlačiarne
Vnútorná štruktúra laserovej tlačiarne pozostáva zo štyroch hlavných častí, ako je znázornené na obrázku 2-13.
Obrázok 2-13 Vnútorná štruktúra laserovej tlačiarne
(1) Laserová jednotka: vyžaruje laserový lúč s textovými informáciami na exponovanie fotocitlivého valca.
(2) Jednotka podávania papiera: riadi podávanie papiera do tlačiarne v správnom čase a jeho výstup z tlačiarne.
(3) Vyvíjacia jednotka: Naneste toner na odkrytú časť fotocitlivého valca, aby ste vytvorili obrázok viditeľný voľným okom, a preneste ho na povrch papiera.
(4) Fixačná jednotka: Toner pokrývajúci povrch papiera sa roztaví a pevne fixuje na papieri pomocou tlaku a tepla.
2 Princíp fungovania laserovej tlačiarne
Laserová tlačiareň je výstupné zariadenie, ktoré kombinuje technológiu laserového skenovania a technológiu elektronického zobrazovania. Laserové tlačiarne majú v závislosti od modelu rôzne funkcie, ale pracovná postupnosť a princíp sú rovnaké.
Ak vezmeme ako príklad štandardné laserové tlačiarne HP, postup je nasledujúci.
(1) Keď používateľ odošle tlačiarni príkaz na tlač prostredníctvom operačného systému počítača, grafické informácie, ktoré sa majú vytlačiť, sa najprv prevedú na binárne informácie pomocou ovládača tlačiarne a nakoniec sa odošlú na hlavnú riadiacu dosku.
(2) Hlavná riadiaca doska prijíma a interpretuje binárne informácie odoslané ovládačom, prispôsobuje ich laserovému lúču a riadi laserovú časť tak, aby vyžarovala svetlo podľa týchto informácií. Zároveň sa povrch fotocitlivého valca nabíja nabíjacím zariadením. Laserová skenovacia časť potom generuje laserový lúč s grafickými informáciami na exponovanie fotocitlivého valca. Po expozícii sa na povrchu tonerového valca vytvorí elektrostatický latentný obraz.
(3) Po kontakte tonerovej kazety s vyvolávacím systémom sa latentný obraz zmení na viditeľnú grafiku. Pri prechode prenosovým systémom sa toner prenáša na papier pôsobením elektrického poľa prenosového zariadenia.
(4) Po dokončení prenosu sa papier dostane do kontaktu s pílovým zubom rozptyľujúcim elektrinu a vybije náboj z papiera do zeme. Nakoniec vstúpi do systému fixácie pri vysokej teplote a grafika a text vytvorený tonerom sa integrujú do papiera.
(5) Po vytlačení grafických informácií čistiace zariadenie odstráni neprenesený toner a prejde do ďalšieho pracovného cyklu.
Všetky vyššie uvedené pracovné procesy musia prejsť siedmimi krokmi: nabíjanie, expozícia, vyvolanie, prenos, odstránenie energie, fixácia a čistenie.
1>. Nabíjanie
Aby fotocitlivý valec absorboval toner podľa grafických informácií, musí sa najskôr nabiť.
V súčasnosti sú na trhu dva spôsoby nabíjania tlačiarní, jeden je korónové nabíjanie a druhý je nabíjanie nabíjacím valcom, pričom oba majú svoje vlastné charakteristiky.
Korónové nabíjanie je nepriama metóda nabíjania, ktorá využíva vodivý substrát fotocitlivého valca ako elektródu a veľmi tenký kovový drôt umiestnený v blízkosti fotocitlivého valca ako druhá elektróda. Pri kopírovaní alebo tlači sa na drôt aplikuje veľmi vysoké napätie a priestor okolo drôtu vytvára silné elektrické pole. Pod pôsobením elektrického poľa prúdia ióny s rovnakou polaritou ako korónový drôt k povrchu fotocitlivého valca. Keďže fotoreceptor na povrchu fotocitlivého valca má v tme vysoký odpor, náboj neodteká, takže povrchový potenciál fotocitlivého valca bude naďalej stúpať. Keď potenciál stúpne na najvyšší akceptačný potenciál, proces nabíjania sa ukončí. Nevýhodou tejto metódy nabíjania je, že ľahko vytvára žiarenie a ozón.
Nabíjanie nabíjacími valčekmi je kontaktná metóda nabíjania, ktorá nevyžaduje vysoké nabíjacie napätie a je relatívne šetrná k životnému prostrediu. Preto väčšina laserových tlačiarní používa na nabíjanie nabíjacie valčeky.
Zoberme si ako príklad nabíjanie nabíjacieho valca, aby sme pochopili celý pracovný proces laserovej tlačiarne.
Najprv vysokonapäťový obvod generuje vysoké napätie, ktoré nabíja povrch fotocitlivého valca rovnomerným záporným nábojom prostredníctvom nabíjacej zložky. Po synchrónnom otáčaní fotocitlivého valca a nabíjacieho valca počas jedného cyklu sa celý povrch fotocitlivého valca nabije rovnomerným záporným nábojom, ako je znázornené na obrázku 2-14.
Obrázok 2-14 Schematický diagram nabíjania
2>. expozícia
Expozícia sa vykonáva okolo fotocitlivého valca, ktorý je exponovaný laserovým lúčom. Povrch fotocitlivého valca je fotocitlivá vrstva, fotocitlivá vrstva pokrýva povrch vodiča z hliníkovej zliatiny a vodič z hliníkovej zliatiny je uzemnený.
Fotocitlivá vrstva je fotocitlivý materiál, ktorý sa vyznačuje tým, že je vodivý pri vystavení svetlu a izoluje pred expozíciou. Pred expozíciou sa nabíjacie zariadenie nabije rovnomerným nábojom a ožiarené miesto sa po ožiarení laserom rýchlo stane vodičom a bude viesť s vodičom z hliníkovej zliatiny, takže náboj sa uvoľní do zeme a vytvorí textovú plochu na tlačovom papieri. Miesto, ktoré nie je ožiarené laserom, si stále zachováva pôvodný náboj a vytvára prázdnu plochu na tlačovom papieri. Keďže tento obraz znaku je neviditeľný, nazýva sa elektrostatický latentný obraz.
V skeneri je tiež nainštalovaný synchrónny signálový senzor. Funkciou tohto senzora je zabezpečiť konzistentnú vzdialenosť skenovania, aby laserový lúč ožarovaný na povrchu fotocitlivého valca dosiahol najlepší obrazový efekt.
Laserová lampa vyžaruje laserový lúč s informáciami o znakoch, ktorý svieti na rotujúci viacstranný reflexný hranol a reflexný hranol odráža laserový lúč cez skupinu šošoviek na povrch fotocitlivého valca, čím sa fotocitlivý bubon horizontálne skenuje. Hlavný motor poháňa fotocitlivý bubon tak, aby sa kontinuálne otáčal, čím sa laserová lampa zabezpečí vertikálne skenovanie fotocitlivého valca. Princíp expozície je znázornený na obrázku 2-15.
Obrázok 2-15 Schematický diagram expozície
3>. vývoj
Vyvolávanie je proces, pri ktorom sa využíva princíp odpudzovania elektrických nábojov rovnakého pohlavia a príťažlivosti opačného pohlavia na premenu elektrostatického latentného obrazu neviditeľného voľným okom na viditeľnú grafiku. V strede magnetického valca (nazývaného aj vyvolávací magnetický valec alebo skrátene magnetický valec) sa nachádza magnetické zariadenie a toner v zásobníku na prášok obsahuje magnetické látky, ktoré môže magnet absorbovať, takže toner musí byť priťahovaný magnetom v strede vyvolávacieho magnetického valca.
Keď sa fotocitlivý valec otočí do polohy, v ktorej je v kontakte s vyvolávacím magnetickým valcom, časť povrchu fotocitlivého valca, ktorá nie je ožiarená laserom, má rovnakú polaritu ako toner a nebude toner absorbovať; zatiaľ čo časť, ktorá je ožiarená laserom, má rovnakú polaritu ako toner. Naopak, podľa princípu odpudzovania rovnakého pohlavia a priťahovania opačného pohlavia sa toner absorbuje na povrchu fotocitlivého valca, kde je ožiarený laserom, a potom sa na povrchu vytvorí viditeľná tonerová grafika, ako je znázornené na obrázku 2-16.
Obrázok 2-16 Diagram princípu vývoja
4>. transferová tlač
Keď sa toner prenesie pomocou fotocitlivého valca do blízkosti tlačového papiera, na zadnej strane papiera sa nachádza prenosové zariadenie, ktoré vyvíja vysoký tlak na zadnú stranu papiera. Pretože napätie prenosového zariadenia je vyššie ako napätie expozičnej plochy fotocitlivého valca, grafika a text vytvorený tonerom sa prenesú na tlačový papier pôsobením elektrického poľa nabíjacieho zariadenia, ako je znázornené na obrázku 2-17. Grafika a text sa zobrazia na povrchu tlačového papiera, ako je znázornené na obrázku 2-18.
Obrázok 2-17 Schéma transferovej tlače (1)
Obrázok 2-18 Schéma transferovej tlače (2)
5>. Rozptyľovať elektrinu
Keď sa tonerový obraz prenesie na tlačový papier, toner pokrýva iba povrch papiera a štruktúra obrazu vytvorená tonerom sa počas procesu prepravy tlačového papiera ľahko zničí. Aby sa zabezpečila integrita tonerového obrazu pred fixáciou, po prenose prechádza cez zariadenie na elimináciu statickej elektriny. Jeho funkciou je eliminovať polaritu, neutralizovať všetky náboje a urobiť papier neutrálnym, aby papier mohol hladko vstúpiť do fixačnej jednotky a zabezpečila sa výstupná kvalita tlače produktu, ktorá je znázornená na obrázku 2-19.
Obrázok 2-19 Schematický diagram eliminácie výkonu
6>. upevnenie
Zahrievanie a fixácia je proces vyvíjania tlaku a zahrievania na tonerový obrázok adsorbovaný na tlačovom papieri, čím sa toner roztaví a ponorí do tlačového papiera, čím sa na povrchu papiera vytvorí pevná grafika.
Hlavnou zložkou tonera je živica, bod topenia tonera je približne 100°C a teplota vykurovacieho valca fixačnej jednotky je približne 180°C.
Počas tlače, keď teplota fixačnej jednotky dosiahne vopred stanovenú teplotu približne 180°Keď papier, ktorý absorbuje toner, prechádza cez medzeru medzi vyhrievacím valcom (tiež známym ako horný valec) a prítlačným gumeným valcom (tiež známym ako prítlačný spodný valec, spodný valec), proces fixácie sa dokončí. Vytvorená vysoká teplota zahrieva toner, ktorý ho roztaví na papieri a vytvorí tak súvislý obrázok a text, ako je znázornené na obrázku 2-20.
Obrázok 2-20 Principiálna schéma upevnenia
Pretože povrch vyhrievacieho valca je pokrytý vrstvou, ktorá sa ťažko prichytáva na toner, toner sa kvôli vysokej teplote neprichytí na povrch vyhrievacieho valca. Po fixácii sa tlačový papier oddelí od vyhrievacieho valca oddeľovacou čeľusťou a vytlačí sa z tlačiarne cez valček na podávanie papiera.
Čistiaci proces spočíva v zoškrabaní tonera na fotocitlivom valci, ktorý nebol prenesený z povrchu papiera do nádoby na odpadový toner.
Počas procesu prenosu nie je možné tonerový obraz na fotocitlivom valci úplne preniesť na papier. Ak sa toner nevyčistí, zostávajúci toner na povrchu fotocitlivého valca sa prenesie do ďalšieho tlačového cyklu, čím sa zničí novovytvorený obraz, a tým sa ovplyvní kvalita tlače.
Čistenie sa vykonáva gumenou škrabkou, ktorej funkciou je vyčistiť fotocitlivý valec pred ďalším cyklom tlače na fotocitlivý valec. Pretože čepeľ gumenej čistiacej škrabky je odolná voči opotrebovaniu a ohybná, čepeľ zviera s povrchom fotocitlivého valca uhol rezu. Keď sa fotocitlivý valec otáča, škrabka zoškrabuje toner z povrchu do nádoby na odpadový toner, ako je znázornené na obrázku 2-21.
Obrázok 2-21 Schematický diagram čistenia
Čas uverejnenia: 20. februára 2023