1 Lāzerprintera iekšējā struktūra
Lāzerprintera iekšējā struktūra sastāv no četrām galvenajām daļām, kā parādīts 2-13. attēlā.
2.–13. attēls. Lāzerprintera iekšējā struktūra
(1) Lāzera iekārta: izstaro lāzera staru ar teksta informāciju, lai atsegtu gaismjutīgo cilindru.
(2) Papīra padeves bloks: kontrolē papīra nonākšanu printerī atbilstošā laikā un iziešanu no tā.
(3) Attīstīšanas bloks: pārklājiet gaismjutīgā cilindra atklāto daļu ar toneri, lai izveidotu attēlu, ko var redzēt ar neapbruņotu aci, un pārnesiet to uz papīra virsmas.
(4) Fiksācijas bloks: Toneris, kas klāj papīra virsmu, tiek izkausēts un stingri piestiprināts pie papīra, izmantojot spiedienu un karsēšanu.
2 Lāzerprintera darbības princips
Lāzerprinteris ir izvades ierīce, kas apvieno lāzerskenēšanas tehnoloģiju un elektroniskās attēlveidošanas tehnoloģiju. Lāzerprinteriem ir atšķirīgas funkcijas dažādu modeļu dēļ, taču darbības secība un princips ir vienāds.
Ņemot par piemēru standarta HP lāzerprinterus, darba secība ir šāda.
(1) Kad lietotājs, izmantojot datora operētājsistēmu, nosūta printerim drukas komandu, drukājamā grafiskā informācija vispirms tiek pārveidota binārā informācijā, izmantojot printera draiveri, un visbeidzot nosūtīta uz galveno vadības plati.
(2) Galvenā vadības plate saņem un interpretē draivera nosūtīto bināro informāciju, pielāgo to lāzera staram un kontrolē lāzera daļu, lai tā izstarotu gaismu atbilstoši šai informācijai. Vienlaikus uzlādes ierīce uzlādē gaismjutīgā cilindra virsmu. Pēc tam lāzera skenēšanas daļa ģenerē lāzera staru ar grafisko informāciju, lai eksponētu gaismjutīgo cilindru. Pēc ekspozīcijas uz tonera cilindra virsmas veidojas elektrostatisks latents attēls.
(3) Pēc tam, kad tonera kasetne ir nonākusi saskarē ar attīstīšanas sistēmu, latentais attēls kļūst par redzamu grafiku. Caur pārneses sistēmu toneris tiek pārnests uz papīra pārneses ierīces elektriskā lauka ietekmē.
(4) Pēc pārneses pabeigšanas papīrs saskaras ar elektrību izkliedējošo zāģzobaino virsmu un izlādē papīra lādiņu zemē. Visbeidzot, tas nonāk augstas temperatūras fiksācijas sistēmā, un tonera veidotā grafika un teksts tiek integrēti papīrā.
(5) Pēc grafiskās informācijas izdrukāšanas tīrīšanas ierīce noņem nepārnesto toneri un pāriet uz nākamo darba ciklu.
Visiem iepriekš minētajiem darba procesiem jāiziet septiņi posmi: uzlāde, ekspozīcija, attīstīšana, pārnešana, enerģijas atvienošana, fiksēšana un tīrīšana.
1>. Uzlāde
Lai gaismjutīgais cilindrs absorbētu toneri atbilstoši grafiskajai informācijai, vispirms ir jāuzlādē gaismjutīgais cilindrs.
Pašlaik tirgū ir pieejamas divas printeru uzlādes metodes: viena ir korona uzlāde un otra ir uzlādes veltņa uzlāde, abām ir savas īpašības.
Koronas uzlāde ir netieša uzlādes metode, kurā kā elektrodu izmanto gaismjutīgā cilindra vadošo substrātu, un kā otru elektrodu blakus gaismjutīgajam cilindram novieto ļoti plānu metāla stiepli. Kopējot vai drukājot, vadam tiek pielikts ļoti augsts spriegums, un telpa ap vadu veido spēcīgu elektrisko lauku. Elektriskā lauka iedarbībā joni ar tādu pašu polaritāti kā koronavadam plūst uz gaismjutīgā cilindra virsmu. Tā kā fotoreceptoram uz gaismjutīgā cilindra virsmas ir augsta pretestība tumsā, lādiņš neaizplūdīs, tāpēc gaismjutīgā cilindra virsmas potenciāls turpinās pieaugt. Kad potenciāls sasniedz augstāko pieņemšanas potenciālu, uzlādes process beidzas. Šīs uzlādes metodes trūkums ir tāds, ka ir viegli radīt starojumu un ozonu.
Uzlādes veltņa uzlāde ir kontakta uzlādes metode, kurai nav nepieciešams augsts uzlādes spriegums un kas ir samērā videi draudzīga. Tāpēc lielākā daļa lāzerprinteru uzlādei izmanto uzlādes veltņus.
Ņemsim uzlādes veltņa uzlādi kā piemēru, lai izprastu visu lāzerprintera darba procesu.
Pirmkārt, augstsprieguma ķēdes daļa ģenerē augstu spriegumu, kas caur uzlādes komponentu uzlādē gaismjutīgā cilindra virsmu ar vienmērīgu negatīvu elektrību. Pēc tam, kad gaismjutīgais cilindrs un uzlādes veltnis ir sinhroni rotējuši vienu ciklu, visa gaismjutīgā cilindra virsma tiek uzlādēta ar vienmērīgu negatīvu lādiņu, kā parādīts 2.-14. attēlā.
2.–14. attēls. Uzlādes shematiska diagramma.
2>. iedarbība
Ekspozīcija tiek veikta ap gaismjutīgu cilindru, kas tiek eksponēts ar lāzera staru. Gaismjutīgā cilindra virsma ir gaismjutīgs slānis, gaismjutīgais slānis pārklāj alumīnija sakausējuma vadītāja virsmu, un alumīnija sakausējuma vadītājs ir iezemēts.
Gaismjutīgais slānis ir gaismjutīgs materiāls, kam raksturīga vadītspēja gaismas iedarbībā un izolācija pirms apstarošanas. Pirms apstarošanas vienmērīgais lādiņš tiek uzlādēts ar uzlādes ierīci, un pēc lāzera apstarošanas apstarotā vieta ātri kļūst par vadītāju un vada elektrību kopā ar alumīnija sakausējuma vadītāju, tāpēc lādiņš tiek atbrīvots zemē, veidojot teksta laukumu uz iespiedpapīra. Vieta, kas nav apstarota ar lāzeru, saglabā sākotnējo lādiņu, veidojot tukšu laukumu uz iespiedpapīra. Tā kā šis rakstzīmes attēls ir neredzams, to sauc par elektrostatisku latentu attēlu.
Skenerī ir uzstādīts arī sinhronā signāla sensors. Šī sensora funkcija ir nodrošināt vienmērīgu skenēšanas attālumu, lai lāzera stars, kas apstarots uz gaismjutīgā cilindra virsmas, varētu sasniegt vislabāko attēlveidošanas efektu.
Lāzera lampa izstaro lāzera staru ar rakstzīmju informāciju, kas spīd uz rotējošas daudzšķautņainas atstarojošas prizmas, un atstarojošā prizma atstaro lāzera staru uz gaismjutīgā cilindra virsmas caur lēcu grupu, tādējādi skenējot gaismjutīgo cilindru horizontāli. Galvenais motors darbina gaismjutīgo cilindru nepārtraukti rotējot, lai realizētu gaismjutīgā cilindra vertikālo skenēšanu ar lāzeru izstarojošo lampu. Ekspozīcijas princips ir parādīts 2-15. attēlā.
2.–15. attēls. Ekspozīcijas shematiska diagramma.
3>. attīstība
Attīstīšana ir process, kurā, izmantojot elektrisko lādiņu atgrūšanas no viena dzimuma un pievilkšanas no pretējā dzimuma principu, elektrostatiski latento attēlu, kas nav redzams ar neapbruņotu aci, pārvērš redzamā grafikā. Magnētiskā veltņa centrā (saukts arī par attīstošo magnētisko veltni vai saīsināti par magnētisko veltni) atrodas magnēta ierīce, un pulvera tvertnē esošais toneris satur magnētiskas vielas, kuras magnēts var absorbēt, tāpēc toneris jāpiesaista magnētam attīstošā magnētiskā veltņa centrā.
Kad gaismjutīgais cilindrs pagriežas pozīcijā, kurā tas saskaras ar attīstošo magnētisko veltni, tai gaismjutīgā cilindra virsmas daļai, ko neapstaro lāzers, ir tāda pati polaritāte kā tonerim, un tā toneri neabsorbē; savukārt lāzera apstarotajai daļai ir tāda pati polaritāte kā tonerim. Gluži pretēji, saskaņā ar viena dzimuma atgrūšanas un pretējā dzimuma pievilkšanas principu toneris tiek absorbēts uz gaismjutīgā cilindra virsmas, kur tiek apstarots lāzers, un pēc tam uz virsmas veidojas redzami tonera attēli, kā parādīts 2-16. attēlā.
2.–16. attēls. Izstrādes principa diagramma
4>. pārneses druka
Kad toneris ar gaismjutīgā cilindra palīdzību tiek pārvietots uz drukas papīra, papīra aizmugurē ir pārneses ierīce, kas uz papīra aizmuguri rada augsta spiediena pārnesi. Tā kā pārneses ierīces spriegums ir augstāks nekā gaismjutīgā cilindra ekspozīcijas laukuma spriegums, tonera veidotā grafika un teksts uzlādes ierīces elektriskā lauka ietekmē tiek pārnesti uz drukas papīru, kā parādīts 2.17. attēlā. Grafika un teksts parādās uz drukas papīra virsmas, kā parādīts 2.18. attēlā.
2.–17. attēls. Pārneses drukas shematiska diagramma (1)
2.–18. attēls. Pārneses drukas shematiska diagramma (2)
5>. Izkliedēt elektrību
Kad tonera attēls tiek pārnests uz drukas papīru, toneris pārklāj tikai papīra virsmu, un tonera veidotā attēla struktūra drukas papīra transportēšanas procesā viegli sabrūk. Lai nodrošinātu tonera attēla integritāti pirms fiksācijas, pēc pārneses tas iziet cauri statiskās elektrības likvidēšanas ierīcei. Tās funkcija ir novērst polaritāti, neitralizēt visus lādiņus un padarīt papīru neitrālu, lai papīrs varētu vienmērīgi iekļūt fiksācijas blokā un nodrošināt izdrukātās drukas kvalitāti, kas parādīta 2-19. attēlā.
2.–19. attēls. Jaudas likvidēšanas shematiska diagramma
6>. fiksēšana
Sildīšana un fiksēšana ir process, kurā uz drukas papīra adsorbētā tonera attēla tiek pielikts spiediens un karsēšana, lai izkausētu toneri un iegremdētu to drukas papīrā, veidojot stingru grafiku uz papīra virsmas.
Tonera galvenā sastāvdaļa ir sveķi, tonera kušanas temperatūra ir aptuveni 100°C, un fiksācijas bloka sildrullīša temperatūra ir aptuveni 180°C.
Drukāšanas procesa laikā, kad fiksatora temperatūra sasniedz iepriekš noteiktu temperatūru aptuveni 180°C, kad papīrs, kas absorbē toneri, iziet cauri spraugai starp sildīšanas veltni (pazīstams arī kā augšējais veltnis) un spiediena gumijas veltni (pazīstams arī kā spiediena apakšējais veltnis, apakšējais veltnis), kausēšanas process ir pabeigts. Radītā augstā temperatūra uzsilda toneri, kas izkausē toneri uz papīra, tādējādi veidojot vienkrāsainu attēlu un tekstu, kā parādīts 2-20. attēlā.
2.–20. attēls. Stiprinājuma principiālā shēma
Tā kā sildīšanas veltņa virsma ir pārklāta ar pārklājumu, kas grūti pielīp pie tonera, toneris augstās temperatūras dēļ nepielīp pie sildīšanas veltņa virsmas. Pēc nostiprināšanas drukas papīrs tiek atdalīts no sildīšanas veltņa ar atdalīšanas knaiblēm un izvadīts no printera caur papīra padeves veltni.
Tīrīšanas process ir tonera nokasīšana no gaismjutīgā cilindra, kas nav pārvietots no papīra virsmas uz atkritumu tonera tvertni.
Pārneses procesa laikā tonera attēlu no gaismjutīgā cilindra nevar pilnībā pārnest uz papīru. Ja tas netiek notīrīts, uz gaismjutīgā cilindra virsmas atlikušais toneris tiks pārnests uz nākamo drukas ciklu, iznīcinot jaunizveidoto attēlu, tādējādi ietekmējot drukas kvalitāti.
Tīrīšanas procesu veic gumijas skrāpis, kura funkcija ir notīrīt gaismjutīgo cilindru pirms nākamā gaismjutīgā cilindra drukāšanas cikla. Tā kā gumijas tīrīšanas skrāpja asmens ir nodilumizturīgs un elastīgs, tas veido griezuma leņķi ar gaismjutīgā cilindra virsmu. Kad gaismjutīgais cilindrs rotē, toneris uz tā virsmas tiek noskrāpēts atkritumu tonera tvertnē ar skrāpi, kā parādīts 2-21. attēlā.
2.–21. attēls. Tīrīšanas iekārtas shematiska diagramma.
Publicēšanas laiks: 2023. gada 20. februāris