1. Estructura interna de la impresora láser
La estructura interna de la impresora láser consta de cuatro partes principales, como se muestra en la Figura 2-13.
Figura 2-13 Estructura interna de la impresora láser
(1) Unidad láser: emite un haz láser con información de texto para exponer el tambor fotosensible.
(2) Unidad de alimentación de papel: controla el papel para que entre en la impresora en el momento adecuado y salga de la impresora.
(3) Unidad de revelado: Cubra la parte expuesta del tambor fotosensible con tóner para formar una imagen que pueda verse a simple vista y transfiérala a la superficie del papel.
(4) Unidad de fijación: El tóner que cubre la superficie del papel se funde y se fija firmemente al papel mediante presión y calor.
2. Principio de funcionamiento de la impresora láser
Una impresora láser es un dispositivo de salida que combina la tecnología de escaneo láser con la tecnología de imagen electrónica. Las impresoras láser tienen diferentes funciones según el modelo, pero su funcionamiento y principio son los mismos.
Tomando como ejemplo las impresoras láser HP estándar, la secuencia de trabajo es la siguiente.
(1)Cuando el usuario envía un comando de impresión a la impresora a través del sistema operativo del ordenador, la información gráfica que se va a imprimir se convierte primero en información binaria a través del controlador de la impresora y finalmente se envía a la placa de control principal.
(2)La placa de control principal recibe e interpreta la información binaria enviada por el controlador, la ajusta al haz láser y controla la emisión de luz del láser según esta información. Simultáneamente, el dispositivo de carga carga la superficie del tambor fotosensible. A continuación, el escáner láser genera un haz láser con información gráfica que expone el tambor fotosensible. Tras la exposición, se forma una imagen electrostática latente en la superficie del tambor de tóner.
(3)Una vez que el cartucho de tóner entra en contacto con el sistema de revelado, la imagen latente se convierte en un gráfico visible. Al pasar por el sistema de transferencia, el tóner se transfiere al papel mediante el campo eléctrico del dispositivo de transferencia.
(4)Una vez finalizada la transferencia, el papel entra en contacto con la superficie dentada disipadora de electricidad y descarga la carga a tierra. Finalmente, ingresa al sistema de fijación a alta temperatura, donde los gráficos y el texto formados por el tóner quedan integrados en el papel.
(5)Una vez impresa la información gráfica, el dispositivo de limpieza elimina el tóner no transferido y comienza el siguiente ciclo de trabajo.
Todos los procesos de trabajo mencionados anteriormente deben pasar por siete pasos: carga, exposición, revelado, transferencia, eliminación de energía, fijación y limpieza.
1>. Cargo
Para que el tambor fotosensible absorba el tóner según la información gráfica, primero debe cargarse el tambor fotosensible.
Actualmente existen dos métodos de carga para impresoras en el mercado: la carga por corona y la carga por rodillos, cada una con sus propias características.
La carga por efecto corona es un método de carga indirecta que utiliza el sustrato conductor del tambor fotosensible como electrodo, y un hilo metálico muy fino colocado cerca del tambor como electrodo opuesto. Durante la copia o impresión, se aplica un voltaje muy alto al hilo, generando un campo eléctrico intenso en el espacio circundante. Bajo la acción de este campo, los iones con la misma polaridad que el hilo de corona se desplazan hacia la superficie del tambor fotosensible. Dado que el fotorreceptor en la superficie del tambor presenta una alta resistencia en la oscuridad, la carga no se disipa, lo que provoca que el potencial superficial del tambor siga aumentando. Cuando el potencial alcanza su valor máximo de aceptación, el proceso de carga finaliza. La desventaja de este método es la fácil generación de radiación y ozono.
La carga mediante rodillos es un método de carga por contacto que no requiere un voltaje elevado y es relativamente respetuoso con el medio ambiente. Por ello, la mayoría de las impresoras láser utilizan rodillos de carga.
Tomemos como ejemplo la carga del rodillo de carga para comprender todo el proceso de funcionamiento de la impresora láser.
En primer lugar, el circuito de alto voltaje genera una alta tensión que, a través del componente de carga, carga la superficie del tambor fotosensible con una carga negativa uniforme. Tras un ciclo de rotación sincrónica del tambor fotosensible y del rodillo de carga, toda la superficie del tambor fotosensible queda cargada con una carga negativa uniforme, como se muestra en la figura 2-14.
Figura 2-14 Diagrama esquemático de la carga
2>. exposición
La exposición se realiza alrededor de un tambor fotosensible, que se expone a un haz láser. La superficie del tambor fotosensible es una capa fotosensible que cubre la superficie del conductor de aleación de aluminio, el cual está conectado a tierra.
La capa fotosensible es un material fotosensible que se caracteriza por ser conductor al exponerse a la luz y aislante antes de la exposición. Antes de la exposición, el dispositivo de carga genera una carga uniforme. Tras la irradiación láser, la zona expuesta se vuelve rápidamente conductora y conduce la electricidad a través del conductor de aleación de aluminio, liberando la carga a tierra y formando así el área de texto en el papel de impresión. Las zonas no irradiadas por el láser conservan su carga original, formando un área en blanco en el papel. Dado que esta imagen de caracteres es invisible, se denomina imagen latente electrostática.
En el escáner también se ha instalado un sensor de señal síncrona. La función de este sensor es garantizar que la distancia de escaneo sea constante para que el haz láser que incide sobre la superficie del tambor fotosensible logre el mejor efecto de imagen.
La lámpara láser emite un haz con información de caracteres que incide sobre un prisma reflectante multifacético giratorio. Este prisma refleja el haz hacia la superficie del tambor fotosensible a través del conjunto de lentes, escaneando así el tambor horizontalmente. El motor principal impulsa la rotación continua del tambor para realizar el escaneo vertical mediante la lámpara láser. El principio de exposición se muestra en la Figura 2-15.
Figura 2-15 Diagrama esquemático de una exposición
3>. desarrollo
El revelado es el proceso que utiliza el principio de repulsión entre cargas del mismo sexo y atracción entre cargas de distinto sexo para convertir la imagen electrostática latente, invisible a simple vista, en una imagen visible. En el centro del rodillo magnético (también llamado rodillo magnético de revelado) hay un imán. El tóner del depósito contiene sustancias magnéticas que son absorbidas por el imán, por lo que el tóner es atraído por este en el centro del rodillo magnético de revelado.
Cuando el tambor fotosensible gira hasta la posición en la que está en contacto con el rodillo magnético de revelado, la parte de la superficie del tambor fotosensible que no está irradiada por el láser tiene la misma polaridad que el tóner y no lo absorberá; mientras que la parte que está irradiada por el láser tiene la misma polaridad que el tóner. Por el contrario, según el principio de repulsión del mismo sexo y atracción del sexo opuesto, el tóner se absorbe en la superficie del tambor fotosensible donde se irradia el láser, y luego se forman gráficos de tóner visibles en la superficie, como se muestra en la Figura 2-16.
Figura 2-16 Diagrama del principio de desarrollo
4>. Impresión por transferencia
Cuando el tóner se transfiere a la zona del papel de impresión mediante el tambor fotosensible, un dispositivo de transferencia situado en el reverso del papel aplica una alta presión. Dado que el voltaje del dispositivo de transferencia es superior al del área de exposición del tambor fotosensible, los gráficos y el texto formados por el tóner se transfieren al papel de impresión por acción del campo eléctrico del dispositivo de carga, como se muestra en la figura 2-17. Los gráficos y el texto aparecen impresos en la superficie del papel, como se muestra en la figura 2-18.
Figura 2-17 Diagrama esquemático de la impresión por transferencia (1)
Figura 2-18 Diagrama esquemático de la impresión por transferencia (2)
5>. Disipar electricidad
Cuando la imagen del tóner se transfiere al papel de impresión, el tóner solo cubre la superficie del papel, y la estructura de la imagen formada por el tóner se destruye fácilmente durante el proceso de transporte del papel. Para garantizar la integridad de la imagen del tóner antes de la fijación, después de la transferencia, pasa por un dispositivo de eliminación de estática. Su función es eliminar la polaridad, neutralizar todas las cargas y dejar el papel neutro para que pueda entrar sin problemas en la unidad de fijación y garantizar la calidad de impresión del producto, como se muestra en la Figura 2-19.
Figura 2-19 Diagrama esquemático de la eliminación de potencia
6>. reparación
El proceso de calentamiento y fijación consiste en aplicar presión y calor a la imagen de tóner adsorbida en el papel de impresión para fundir el tóner e integrarlo en el papel, formando así una imagen gráfica firme en la superficie del mismo.
El componente principal del tóner es la resina, su punto de fusión es de aproximadamente 100 °C y la temperatura del rodillo calefactor de la unidad de fijación es de aproximadamente 180 °C.
Durante el proceso de impresión, cuando la temperatura del fusor alcanza los 180 °C, al pasar el papel impregnado de tóner por el espacio entre el rodillo calefactor (también conocido como rodillo superior) y el rodillo de presión (también conocido como rodillo inferior), se completa la fusión. La alta temperatura generada calienta el tóner, que se funde sobre el papel, formando así una imagen y texto sólidos, como se muestra en la figura 2-20.
Figura 2-20 Diagrama de principio de la fijación
Debido a que la superficie del rodillo calefactor está recubierta con una capa que dificulta la adherencia del tóner, este no se adhiere a dicha superficie a pesar de la alta temperatura. Tras su fijación, el papel de impresión se separa del rodillo calefactor mediante la pinza separadora y sale de la impresora a través del rodillo de alimentación.
7>. limpio
El proceso de limpieza consiste en raspar el tóner del tambor fotosensible que no se ha transferido de la superficie del papel al contenedor de tóner residual.
Durante el proceso de transferencia, la imagen del tóner en el tambor fotosensible no se transfiere completamente al papel. Si no se limpia, el tóner restante en la superficie del tambor fotosensible se transferirá al siguiente ciclo de impresión, arruinando la imagen recién impresa y afectando la calidad de impresión.
El proceso de limpieza se realiza mediante una rasqueta de goma, cuya función es limpiar el tambor fotosensible antes del siguiente ciclo de impresión. Gracias a la resistencia al desgaste y la flexibilidad de la cuchilla de la rasqueta, esta forma un ángulo de corte con la superficie del tambor. Al girar el tambor, la rasqueta raspa el tóner de la superficie y lo deposita en el contenedor de tóner residual, como se muestra en la figura 2-21.
Fecha de publicación: 20 de febrero de 2023