Analisi completa della struttura e del principio di funzionamento delle stampanti laser digitali
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Struttura basilare
La stampante laser è composta da un laser, un modulatore acusto-ottico, un'unità ad alta frequenza, uno scanner, un sincronizzatore e un deflettore di luce. La funzione della stampante laser è quella di modulare l'informazione binaria della matrice di punti inviata dal circuito di interfaccia sul raggio laser, e quindi la scansione alla luce fotosensibile. Fisicamente. Il fotoricettore e il meccanismo della fotocamera formano un sistema di trasferimento elettrofotografico, e l'immagine dell'immagine proiettata sul tamburo fotosensibile viene trasferita sulla carta da stampa e il principio è lo stesso di quello della fotocopiatrice. Le stampanti laser sono dispositivi di uscita senza impatto che combinano la tecnologia di scansione laser con la tecnologia di imaging elettronico. Il suo modello è diverso, anche la funzione di stampa è diversa, ma il principio di funzionamento è fondamentalmente lo stesso, deve passare attraverso: ricarica, esposizione, sviluppo, trasferimento, spegnimento, pulizia, fissaggio di sette processi, di cui cinque trasportati intorno al tamburo fotosensibile. Quando il testo o l'immagine da stampare viene immessa su un computer, è sottoposta a elaborazione preliminare da un software. Quindi il driver della stampante converte il comando di stampa (linguaggio della stampante) che la stampante è in grado di riconoscere sul circuito del convertitore ad alta frequenza per controllare l'apertura e la chiusura dell'emettitore laser per formare un raggio laser reticolare, quindi esegue la scansione dello specchio sul sistema di visualizzazione elettronico . Il tamburo fotosensibile viene sottoposto ad esposizione assiale di scansione e la scansione longitudinale è realizzata dalla rotazione del tamburo fotosensibile stesso.
Il tamburo fotosensibile è un dispositivo fotosensibile che conduce la luce. Il rivestimento fotoconduttivo della superficie viene riempito con una carica uniforme dal rullo di carica prima dell'esposizione alla scansione. Quando il raggio laser viene scansionato in una matrice di punti sul tamburo fotosensibile, il punto scansionato viene attivato dall'esposizione e la carica viene rapidamente rilasciata dal substrato conduttivo a terra. Lo spot non esposto mantiene ancora la carica originale, in modo che sulla superficie del tamburo fotosensibile si formi una potenziale immagine latente latente (immagine latente elettrostatica), quando il tamburo fotosensibile con l'immagine elettrostatica latente viene ruotato nella posizione in cui il il rullo magnetico del toner è caricato. Il toner caricato in modo opposto viene adsorbito sulla superficie del tamburo fotosensibile per formare un'immagine di toner.
Quando il tamburo fotosensibile che trasporta l'immagine del toner continua a ruotare e raggiunge il dispositivo di trasferimento dell'immagine, un foglio di carta da stampa viene contemporaneamente inviato al centro del tamburo fotosensibile e del dispositivo di trasferimento dell'immagine, momento in cui il dispositivo di trasferimento dell'immagine applica una forte tensione sul retro della carta da stampa. L'immagine del toner sul tamburo fotosensibile viene attratta dalla carta da stampa e la carta da stampa che trasporta l'immagine del toner viene inviata a un dispositivo di fissaggio ad alta temperatura per il riscaldamento e la fusione a pressione, il toner viene fuso, immerso nella carta da stampa e finalmente prodotto. È il testo o l'immagine stampata
La composizione, la struttura del progetto, il metodo di controllo e i componenti dei dispositivi e componenti di controllo necessari per il processo di lavoro della stampante laser varieranno a seconda della marca e del modello, come ad esempio:
1La polarità della ricarica del tamburo è diversa.
2 Il tamburo è caricato con parti diverse. Alcuni modelli utilizzano un metodo di scarica del filo per caricare il tamburo e alcuni modelli utilizzano un rullo di carica (FCR) per caricare il tamburo.
3 Le parti utilizzate nel trasferimento ad alta pressione sono diverse.
4 L'esposizione del tamburo è in forme diverse. Alcuni modelli utilizzano uno specchio di scansione per eseguire direttamente la scansione del tamburo e alcuni modelli utilizzano il raggio laser riflesso scansionato per esporre il tamburo.
Ma funzionano praticamente allo stesso modo. Il raggio laser emesso dal laser è incidente sul modulatore di deformazione acusto-ottico attraverso lo specchio e, allo stesso tempo, l'informazione di reticolo grafico binario inviata dal computer viene inviata dall'interfaccia al generatore di caratteri per formare un impulso binario di il glifo desiderato. Informazioni, il segnale generato dal sincronizzatore controlla 9 oscillatori ad alta frequenza, e quindi aggiunto al modulatore acusto-ottico tramite un sintetizzatore di frequenza e un amplificatore di potenza per modulare il raggio laser incidente dallo specchio. Il raggio modulato è incidente sullo specchio poligonale, quindi il raggio viene focalizzato da uno specchio di messa a fuoco grandangolare e quindi incide sulla superficie del tamburo del fotoconduttore (toner), in modo che la scansione della velocità angolare diventi una scansione lineare della velocità, e l'intero processo di scansione è completato.
La superficie della cartuccia di toner viene prima caricata dal polo di ricarica per ottenere un certo potenziale. Quindi, dopo l'esposizione del raggio laser che trasporta l'informazione dell'immagine, viene formata un'immagine elettrostatica latente sulla superficie della cartuccia di toner e l'immagine latente viene convertita in un'immagine magnetica sviluppata dal dispositivo di sviluppo. L'immagine del toner visibile viene trasferita sulla carta comune sotto il campo elettrico dell'elettrodo di trasferimento quando passa attraverso la zona di trasferimento, e infine fissata dalla piastra di preriscaldamento e dal rotolo caldo ad alta temperatura, cioè, fuso sulla carta. Testo e immagini Prima di stampare le informazioni grafiche, il rullo di pulizia rimuove il toner non trasferito e la lampada di pulizia rimuove la carica elettrica residua sul tamburo, quindi pulisce a fondo il sistema di pulizia per entrare in un nuovo ciclo di lavoro.
storia
Le stampanti laser sono state inventate da Xerox alla fine degli anni '60 usando l'elettro-foto-grafia. La tecnologia utilizza un raggio laser per scansionare un tamburo leggero e controllando l'apertura e la chiusura del raggio laser, la luce di rilevamento viene aspirata e non aspirata, e il tamburo leggero trasferisce il toner assorbito sulla carta per formare un risultato di stampa. L'intero processo di stampa di una stampante laser può essere suddiviso in una fase di elaborazione del controller, un'ombra di inchiostro e una fase di trasferimento.
Le stampanti laser presentano vantaggi significativi rispetto alle stampanti ad aghi e alle stampanti a getto d'inchiostro. (1) Alta densità. Le stampanti laser hanno risoluzioni di stampa fino a 300 dpi e risoluzioni elevate di 400 dpi, 600 dpi, 800 dpi, 1200 dpi, e 2400 dpi e 4800 dpi. (2) Alta velocità. Le stampanti laser stampano ad un minimo di 4ppm, tipicamente 12ppm e 16ppm. Alcune stampanti laser possono stampare a velocità superiori a 24 ppm. (3) Basso rumore. Generalmente inferiore a 53 dB, è l'ideale per l'uso in uno spazio ufficio silenzioso. (4) forte capacità di elaborazione. Il controller della stampante laser ha una CPU, ha memoria e il controller è equivalente alla scheda madre del computer, quindi può eseguire complicati processi di elaborazione di testi, elaborazione di immagini e elaborazione grafica, cosa che non può essere eseguita dalla stampante ad aghi e la stampante a getto d'inchiostro. La differenza tra una stampante di pagina e una stampante di linea.
Come fa una stampante laser a stampare bellissimi testi e grafica? In effetti, il processo di stampa di stampanti laser e fotocopiatrici è fondamentalmente lo stesso. La differenza è che per le stampanti laser, le immagini vengono prodotte prima che l'azione di stampa abbia luogo. Innanzitutto, il computer converte il contenuto che deve essere stampato in un codice che il computer può comprendere e quindi trasmette il codice alla stampante. A questo punto, il linguaggio della stampante decifra il codice in uno schema a matrice di punti: questo processo di decifrazione è piuttosto importante. Il modello a matrice di punti prodotto dall'eccellente linguaggio della stampante è esattamente lo stesso del modello sullo schermo del display. Questa coerenza è ciò che la stampante laser ha perseguito per "Quello che vedi è ciò che ottieni". Il modello di punti decifrato viene inviato al generatore laser e il generatore laser reagisce rapidamente all'apertura e alla chiusura in base al contenuto del modello, proiettando il raggio laser su un tamburo rotante carico e la superficie del tamburo viene irradiata dal laser. La carica locale viene rilasciata e i luoghi in cui il laser non è illuminato continuano a caricarsi.
Ad esempio, se c'è un punto nella terza riga e nella terza colonna nella bitmap generata dal linguaggio della stampante, il resto è vuoto, quindi il generatore laser emette solo un laser in questa posizione. Sul tamburo a induzione, i generatori laser rimangono nelle posizioni rimanenti. A questo punto, la superficie del tamburo a induzione ha solo il punto sulla terza fila e la terza colonna senza carica, e il resto rimane carico. A questo punto, la stampante laser ha due metodi di trattamento: 1. Colorare solo questo punto. Il resto non è colorato (i punti neri sono prodotti su bianco); 2. Solo il resto è colorato e i punti non sono colorati (vengono creati punti neri). Il primo metodo di elaborazione è chiamato "write black" e il secondo tipo di elaborazione è chiamato "write white". Ovviamente, se in questo esempio vogliamo stampare un punto nero in un modo bianco, allora dobbiamo lasciare che il laser splenda attraverso tutte le posizioni tranne il punto sulla superficie del tamburo (notare che il laser si sta scaricando, non ricaricando in altre parole, è garantito che solo questo punto viene caricato e il resto della carica viene rilasciato dal laser In questo caso, poiché il raggio laser deve illuminare tutte le aree tranne questo punto, ci vuole un tempo considerevole per la stampante stampare questo piccolo punto nero Nella maggior parte degli ambienti, la stampante deve effettivamente stampare almeno un terzo dell'intera pagina, quindi la maggior parte delle stampanti laser oggi utilizza la stampa in bianco e nero per ridurre i tempi di scansione laser.
Processo di lavoro
Ovviamente, l'intero processo di stampa di una stampante laser non include solo un generatore laser e un tamburo a induzione, ma anche molti altri componenti sono coinvolti nel processo di stampa.
(1) Controller della stampante: il controller della stampante è responsabile della ricezione dei dati di stampa dall'host e della conversione dei dati in un'immagine. Il controller della stampante deve elaborare molti programmi, tra cui la comunicazione con l'host, l'interpretazione dei comandi di stampa dell'host, la formattazione del contenuto di stampa (ovvero la preparazione alla creazione di immagini, compresa l'impostazione del formato carta, pagine laterali, selezione dei caratteri, ecc.), rasterizzare (creare immagini bitmap)) e infine inviare l'immagine al motore di stampa. Diversi linguaggi di stampa inviano comandi diversi al controller e diversi produttori utilizzano metodi diversi per progettare i rispettivi controller di stampa.
(2) Dispositivo di stampa: il dispositivo di stampa è un insieme di sistemi elettronici e meccanici in grado di stampare il motivo a punti generato dal controller della stampante. Il dispositivo di stampa ha il proprio processore per il controllo del motore e dei circuiti. In generale, un apparecchio di stampa è composto da un dispositivo di scansione laser, un tamburo a induzione, una cartuccia di toner, un dispositivo di sviluppo, un rullo elettrostatico, un dispositivo di collegamento, un dispositivo di trasporto della carta, una lama di pulizia, un alimentatore di carta e una carta vassoio di scarico.
I dispositivi di scansione laser, a volte denominati "dispositivi di scansione con uscita a reticolo (ROS)", includono un generatore laser, uno specchio rotante e un obiettivo. Il generatore laser proietta il laser su tutti i punti sulla superficie del tamburo che devono essere stampati e rimane spento dove non è necessario stampare (è vero il contrario per le stampanti a stampa bianca). Il generatore laser stesso è fisso e il raggio laser passa attraverso uno specchio rotante per ottenere il movimento laterale del laser sulla superficie del tamburo di rilevamento. Il generatore laser e lo specchio rotante devono essere progettati in modo da essere estremamente precisi per garantire che funzionino in sincronia e proiettano accuratamente il laser nel punto corretto. Il movimento longitudinale del laser sulla superficie del tamburo di induzione è ottenuto dalla rotazione del tamburo di induzione stesso.
Il tamburo a induzione è anche chiamato "ricevitore" o chiamato direttamente "tamburo". Il tamburo a induzione è solitamente cilindrico e la superficie è estremamente liscia. La sua superficie può essere caricata elettrostaticamente e questa elettricità statica viene rilasciata quando incontra una forte luce. Prima che il laser venga toccato, la superficie del tamburo viene caricata uniformemente dal rullo elettrostatico. Quando il raggio laser viene proiettato su un determinato punto sulla superficie del tamburo, l'elettricità statica a questo punto viene rilasciata, in modo che sulla superficie del tamburo venga generata una superficie non caricata. punto. Il tamburo ruota a una velocità relativamente lenta ma assolutamente costante, consentendo al laser di formare una proiezione longitudinale continua, priva di vuoti sulla superficie del tamburo. Pertanto, il movimento laterale dello specchio rotante e il movimento longitudinale del tamburo sensibile fanno sì che il laser "scriva" un'immagine invisibile e non statica sulla superficie del tamburo.
La cartuccia del toner è un dispositivo per contenere il toner. Alcune stampanti sono dotate di cartucce collegate al tamburo a induzione e sono denominate "stampaggi". Il toner è prodotto da molti speciali carbone sintetico di plastica e ossido di ferro. Il materiale di toner viene miscelato, fuso, resolidificato e quindi polverizzato in particelle estremamente piccole di dimensioni uniformi. Più fine e uniforme è il toner, più dettagliata è l'immagine risultante. Tra tutti i tipi di toner, le particelle di toner Microfine di HP sono dal 20% al 50% più piccole di altre marche e godono pertanto di un'elevata reputazione nel settore.
Il dispositivo di sviluppo è in realtà un rullo coperto di particelle magnetiche. Queste particelle magnetiche aderiscono alla superficie del rullo, come un "pennello" estremamente fine. Il rullo è strettamente appoggiato al tamburo di induzione e alla cartuccia del toner, rispettivamente. Quando i rulli rotolano, le piccole particelle sulla superficie del rullo vengono prima "spazzolate" dalla cartuccia del toner a uno strato uniforme di toner, quindi il toner passa attraverso il tamburo di induzione. Viene quindi adsorbito sulla superficie del tamburo di induzione. Il dispositivo di sviluppo per scrivere una stampante nera ha una funzione di ricarica del toner, perché se il toner deve essere adsorbito solo dalla porzione della superficie del tamburo che non è caricata elettrostaticamente (cioè, il punto scansionato dal laser), il carbonio deve essere fatto. La polvere trasporta una carica (per una stampante bianca, il processo è esattamente il contrario). A questo punto, la superficie del tamburo viene assorbita dal toner, che forma un'immagine estremamente chiara. Il prossimo passo è trasferire l'immagine sulla carta.
Trasportatore di carta Il dispositivo di trasporto della carta è il dispositivo meccanico più importante per le stampanti laser. Questo dispositivo trasferisce la carta attraverso due rulli motorizzati. La carta inizia con l'alimentatore, passa attraverso il tamburo a induzione, il rullo di riscaldamento e così via e alla fine viene inviata fuori dalla stampante. I dispositivi di laminazione delle stampanti laser, come tamburi, rulli magnetici e rulli di alimentazione della carta, devono essere sincronizzati e la loro velocità deve essere coerente per garantire stampe accurate. Generalmente, questi rulli sono centrati sul dispositivo di alimentazione della carta e vengono ruotati alla stessa velocità ingranando ingranaggi.
Quando il dispositivo di legame passa attraverso il tamburo di induzione attraverso il dispositivo di convogliamento, la polvere di carbonio attaccata alla superficie del tamburo viene adsorbita sulla superficie della carta. In questo momento, sebbene la superficie della carta sia formata dal toner, l'adsorbimento del toner sulla carta non è molto forte, un po 'più forte può soffiare via il toner dalla superficie della carta. Affinché il toner aderisca permanentemente alla superficie della carta, il toner deve essere incollato. Sappiamo che la materia prima del toner è il carbone sintetico di plastica, che può essere fuso a temperature elevate. Il toner fuso si ri-solidifica e può aderire permanentemente alla superficie della carta. All'interno della stampante laser, ci sono due rulli molto caldi che sono vicini tra loro, e la loro funzione è quella di riscaldare la carta che passa tra loro. Il toner viene fuso per aderire alla superficie della carta. La carta riscaldata viene infine inviata al vassoio di uscita della carta della stampante, a quel punto termina l'intero processo di stampa.