1 Notranja struktura laserskega tiskalnika
Notranja struktura laserskega tiskalnika je sestavljena iz štirih glavnih delov, kot je prikazano na sliki 2-13.
Slika 2-13 Notranja struktura laserskega tiskalnika
(1) Laserska enota: oddaja laserski žarek z besedilnimi informacijami za osvetlitev fotoobčutljivega bobna.
(2) Enota za podajanje papirja: nadzoruje, da papir ob ustreznem času vstopi v tiskalnik in izstopi iz tiskalnika.
(3) Razvijalna enota: Izpostavljeni del fotoobčutljivega bobna prekrijte s tonerjem, da ustvarite sliko, ki jo je mogoče videti s prostim očesom, in jo prenesite na površino papirja.
(4) Fiksirna enota: Toner, ki prekriva površino papirja, se stopi in trdno pritrdi na papir s pritiskom in segrevanjem.
2 Načelo delovanja laserskega tiskalnika
Laserski tiskalnik je izhodna naprava, ki združuje tehnologijo laserskega skeniranja in tehnologijo elektronskega slikanja. Laserski tiskalniki imajo različne funkcije zaradi različnih modelov, vendar sta zaporedje in načelo delovanja enaka.
Če za primer vzamemo standardne laserske tiskalnike HP, je zaporedje dela naslednje.
(1) Ko uporabnik prek operacijskega sistema računalnika pošlje ukaz za tiskanje tiskalniku, se grafične informacije, ki jih je treba natisniti, najprej pretvorijo v binarne informacije prek gonilnika tiskalnika in se nato pošljejo na glavno krmilno ploščo.
(2) Glavna krmilna plošča sprejema in interpretira binarne informacije, ki jih pošlje gonilnik, jih prilagodi laserskemu žarku in krmili laserski del, da oddaja svetlobo v skladu s temi informacijami. Hkrati polnilna naprava napolni površino fotoobčutljivega bobna. Nato laserski skenirni del ustvari laserski žarek z grafičnimi informacijami, da osvetli fotoobčutljivi boben. Po osvetlitvi se na površini bobna s tonerjem oblikuje elektrostatična latentna slika.
(3) Ko kartuša s tonerjem pride v stik z razvijalnim sistemom, latentna slika postane vidna grafika. Pri prehodu skozi prenosni sistem se toner pod vplivom električnega polja prenosne naprave prenese na papir.
(4) Po končanem prenosu se papir dotakne žaginega zobca, ki odvaja elektriko, in naboj na papirju odda v tla. Na koncu vstopi v sistem za fiksiranje pri visoki temperaturi, kjer se grafika in besedilo, ki jih tvori toner, integrirajo v papir.
(5) Po tiskanju grafičnih informacij čistilna naprava odstrani nepreneseni toner in preide v naslednji delovni cikel.
Vsi zgoraj navedeni delovni procesi morajo iti skozi sedem korakov: polnjenje, osvetlitev, razvijanje, prenos, odstranitev energije, fiksiranje in čiščenje.
1>. Polnjenje
Da bi fotosenzibilni boben absorbiral toner v skladu z grafičnimi informacijami, ga je treba najprej napolniti.
Trenutno sta na trgu dva načina polnjenja tiskalnikov, eden je koronsko polnjenje in drugi je polnjenje z valjčnim polnjenjem, ki imata oba svoje značilnosti.
Koronsko polnjenje je posredna metoda polnjenja, ki uporablja prevodni substrat fotosenzibilnega bobna kot elektrodo, zelo tanka kovinska žica pa je nameščena v bližini fotosenzibilnega bobna kot druga elektroda. Pri kopiranju ali tiskanju se na žico nanese zelo visoka napetost, prostor okoli žice pa tvori močno električno polje. Pod delovanjem električnega polja ioni z enako polarnostjo kot koronska žica tečejo na površino fotosenzibilnega bobna. Ker ima fotoreceptor na površini fotosenzibilnega bobna v temi visoko upornost, naboj ne bo odtekel, zato se bo površinski potencial fotosenzibilnega bobna še naprej povečeval. Ko se potencial dvigne do najvišjega sprejemnega potenciala, se postopek polnjenja konča. Slabost te metode polnjenja je, da zlahka ustvarja sevanje in ozon.
Polnjenje s polnilnimi valjčki je kontaktna metoda polnjenja, ki ne zahteva visoke polnilne napetosti in je relativno okolju prijazna. Zato večina laserskih tiskalnikov za polnjenje uporablja polnilne valjčke.
Vzemimo za primer polnjenje polnilnega valja, da bi razumeli celoten delovni proces laserskega tiskalnika.
Najprej visokonapetostni del vezja ustvari visoko napetost, ki preko polnilne komponente napolni površino fotoobčutljivega bobna z enakomerno negativno elektriko. Ko se fotoobčutljivi boben in polnilni valj sinhrono vrtita en cikel, se celotna površina fotoobčutljivega bobna napolni z enakomerno negativno elektriko, kot je prikazano na sliki 2-14.
Slika 2-14 Shematski diagram polnjenja
2>. izpostavljenost
Osvetlitev se izvaja okoli fotosenzibilnega bobna, ki je osvetljen z laserskim žarkom. Površina fotosenzibilnega bobna je fotosenzibilna plast, fotosenzibilna plast prekriva površino prevodnika iz aluminijeve zlitine, prevodnik iz aluminijeve zlitine pa je ozemljen.
Fotosenzitivna plast je fotosenzitivni material, za katerega je značilno, da je prevoden, ko je izpostavljen svetlobi, in izoliven pred osvetlitvijo. Pred osvetlitvijo se polnilna naprava napolni z enakomernim nabojem, obsevano mesto pa po obsevanju z laserjem hitro postane prevodnik in prevaja z aluminijevim prevodnikom, tako da se naboj sprosti v tla in tvori besedilno območje na tiskalnem papirju. Mesto, ki ga laser ne obseva, še vedno ohrani prvotni naboj in tvori prazno območje na tiskalnem papirju. Ker je ta slika znakov nevidna, se imenuje elektrostatična latentna slika.
V skenerju je nameščen tudi sinhroni signalni senzor. Funkcija tega senzorja je zagotoviti, da je razdalja skeniranja enakomerna, tako da laserski žarek, ki seva površino fotosenzibilnega bobna, doseže najboljši slikovni učinek.
Laserska svetilka oddaja laserski žarek z informacijami o značaju, ki sije na vrtečo se večplastno odsevno prizmo, odsevna prizma pa odbija laserski žarek na površino fotosenzibilnega bobna skozi skupino leč in s tem vodoravno skenira fotosenzibilni boben. Glavni motor poganja fotosenzibilni boben, da se neprekinjeno vrti, kar omogoča navpično skeniranje fotosenzibilnega bobna z lasersko svetilko. Načelo osvetlitve je prikazano na sliki 2-15.
Slika 2-15 Shematski diagram osvetlitve
3>. razvoj
Razvijanje je postopek uporabe načela odbijanja istospolnih in privlačenja nasprotnih spolov električnih nabojev, pri katerem se elektrostatična latentna slika, nevidna s prostim očesom, pretvori v vidno grafiko. V središču magnetnega valja (imenovanega tudi razvijalni magnetni valj ali na kratko magnetni valj) je magnetna naprava, toner v posodi za prah pa vsebuje magnetne snovi, ki jih magnet lahko absorbira, zato mora toner pritegniti magnet v središču razvijalnega magnetnega valja.
Ko se fotosenzibilni boben zavrti v položaj, kjer je v stiku z razvijalnim magnetnim valjem, ima del površine fotosenzibilnega bobna, ki ga laser ne obseva, enako polarnost kot toner in ga ne bo absorbiral; del, ki ga obseva laser, pa ima enako polarnost kot toner. Nasprotno pa se v skladu z načelom odbijanja istospolnih oseb in privlačenja nasprotnih oseb toner absorbira na površini fotosenzibilnega bobna, kjer je laser obsevan, nato pa se na površini oblikujejo vidne grafike tonerja, kot je prikazano na sliki 2-16.
Slika 2-16 Diagram načela razvoja
4>. transferni tisk
Ko se toner s fotosenzibilnim bobnom prenese v bližino tiskalnega papirja, se na hrbtni strani papirja nahaja prenosna naprava, ki na hrbtno stran papirja prenese visok tlak. Ker je napetost prenosne naprave višja od napetosti osvetljevalnega območja fotosenzibilnega bobna, se grafika in besedilo, ki jih tvori toner, pod vplivom električnega polja polnilne naprave prenesejo na tiskalni papir, kot je prikazano na sliki 2-17. Grafika in besedilo se pojavita na površini tiskalnega papirja, kot je prikazano na sliki 2-18.
Slika 2-17 Shematski diagram transfernega tiska (1)
Slika 2-18 Shematski diagram transfernega tiska (2)
5>. Razprši elektriko
Ko se slika s tonerjem prenese na tiskalni papir, toner prekrije le površino papirja, struktura slike, ki jo tvori toner, pa se med prenosom tiskalnega papirja zlahka uniči. Da se zagotovi celovitost slike s tonerjem pred fiksiranjem, bo po prenosu prešla skozi napravo za odstranjevanje statične elektrike. Njena funkcija je odstraniti polarnost, nevtralizirati vse naboje in narediti papir nevtralen, tako da lahko papir gladko vstopi v fiksirno enoto in zagotovi izhodno kakovost tiskanja. Kakovost izdelka je prikazana na sliki 2-19.
Slika 2-19 Shematski diagram odpravljanja moči
6>. pritrjevanje
Segrevanje in fiksiranje je postopek, pri katerem se slika tonerja, adsorbirana na tiskalni papir, s pritiskom in segrevanjem stopi, nato pa se toner potopi v tiskalni papir in na površini papirja oblikuje trdna grafika.
Glavna sestavina tonerja je smola, tališče tonerja je približno 100°C, temperatura grelnega valja fiksirne enote pa je približno 180°C.
Med tiskanjem, ko temperatura fiksirne enote doseže vnaprej določeno temperaturo približno 180°Ko papir, ki absorbira toner, prehaja skozi režo med grelnim valjem (znanim tudi kot zgornji valj) in pritisnim gumijastim valjem (znanim tudi kot spodnji pritisni valj, spodnji valj), se postopek spajanja zaključi. Ustvarjena visoka temperatura segreje toner, ki ga na papirju stopi in tako tvori trdno sliko in besedilo, kot je prikazano na sliki 2-20.
Slika 2-20 Načelni diagram pritrditve
Ker je površina grelnega valja prevlečena s premazom, ki se ne oprime tonerja, se ta zaradi visoke temperature ne bo oprijel površine grelnega valja. Po fiksiranju se tiskalni papir z ločilno krempljo loči od grelnega valja in se nato skozi valj za podajanje papirja pošlje iz tiskalnika.
Postopek čiščenja je namenjen strganju tonerja na fotoobčutljivem bobnu, ki se ni prenesel s površine papirja v posodo za odpadni toner.
Med postopkom prenosa se slika tonerja na fotoobčutljivem bobnu ne more v celoti prenesti na papir. Če se ne očisti, se bo toner, ki ostane na površini fotoobčutljivega bobna, prenesel v naslednji cikel tiskanja in uničil novo ustvarjeno sliko, kar bo vplivalo na kakovost tiskanja.
Postopek čiščenja izvaja gumijasto strgalo, katerega funkcija je čiščenje fotosenzibilnega bobna pred naslednjim ciklom tiskanja na fotosenzibilnem bobnu. Ker je rezilo gumijastega strgala odporno proti obrabi in prožno, tvori rezilo s površino fotosenzibilnega bobna kot. Ko se fotosenzibilni boben vrti, strgalo postrga toner na površini v posodo za odpadni toner, kot je prikazano na sliki 2-21.
Slika 2-21 Shematski diagram čiščenja
Čas objave: 20. februar 2023