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 rayo láser con información de texto para exponer el tambor fotosensible.
(2) Unidad de alimentación de papel: controla que el papel 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 el proceso y el principio de funcionamiento son los mismos.
Tomando como ejemplo las impresoras láser HP estándar, la secuencia de funcionamiento es la siguiente.
(1)Cuando el usuario envía una orden 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 mediante el 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 dicha información. Simultáneamente, la superficie del tambor fotosensible se carga mediante el dispositivo de carga. A continuación, el escáner láser genera un haz láser con información gráfica para exponer el tambor fotosensible. Tras la exposición, se forma una imagen latente electrostática 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 gráficos visibles. Al pasar por el sistema de transferencia, el tóner se transfiere al papel bajo la acción del campo eléctrico del dispositivo de transferencia.
(4)Una vez completada la transferencia, el papel entra en contacto con el electrodo disipador de electricidad y descarga la carga eléctrica a tierra. Finalmente, ingresa al sistema de fijación de alta temperatura, donde los gráficos y el texto formados por el tóner se integran al papel.
(5)Una vez impresa la información gráfica, el dispositivo de limpieza elimina el tóner no transferido y entra en el siguiente ciclo de trabajo.
Todos los procesos de trabajo mencionados anteriormente deben pasar por siete pasos: carga, exposición, revelado, transferencia, eliminación de energía, reparación y limpieza.
1>. Cargo
Para que el tambor fotosensible absorba el tóner según la información gráfica, primero debe cargarse.
Actualmente existen dos métodos de carga para impresoras en el mercado: la carga por efecto corona y la carga por rodillo, cada uno 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 otro electrodo. Al copiar o imprimir, se aplica un voltaje muy alto al hilo, y el espacio a su alrededor genera un fuerte campo eléctrico. Bajo la acción de este campo, los iones con la misma polaridad que el hilo corona fluyen hacia la superficie del tambor fotosensible. Dado que el fotorreceptor en la superficie del tambor fotosensible presenta una alta resistencia en la oscuridad, la carga no se disipa, por lo que el potencial superficial del tambor fotosensible continúa aumentando. Cuando el potencial alcanza el potencial máximo de aceptación, finaliza el proceso de carga. La desventaja de este método de carga es que genera fácilmente radiación y ozono.
La carga mediante rodillos es un método de carga por contacto que no requiere un alto voltaje y es relativamente respetuoso con el medio ambiente. Por lo tanto, 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 alta tensión genera un alto voltaje que, a través del componente de carga, carga la superficie del tambor fotosensible con una carga negativa uniforme. Tras completar un ciclo de rotación sincronizada entre el tambor fotosensible y el 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 con un rayo láser. La superficie del tambor fotosensible es una capa fotosensible que recubre 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 ser irradiada por el láser, la zona se convierte rápidamente en conductora, gracias a la aleación de aluminio. De esta forma, la carga se descarga a tierra, formando el área de texto en el papel impreso. La zona no irradiada por el láser conserva su carga original, formando un área en blanco. Dado que esta imagen de caracteres es invisible, se denomina imagen latente electrostática.
El escáner también incorpora un sensor de señal síncrona. La función de este sensor es garantizar una distancia de escaneo 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 láser con información de caracteres, que incide sobre un prisma reflectante multifacético giratorio. Este prisma, a través del grupo de lentes, refleja el haz láser hacia la superficie del tambor fotosensible, escaneando así el tambor horizontalmente. El motor principal impulsa el tambor fotosensible para que gire continuamente, permitiendo 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 de utilizar el principio de repulsión entre cargas del mismo sexo y atracción entre cargas opuestas para transformar la imagen electrostática latente, invisible a simple vista, en una imagen visible. En el centro del rodillo magnético (también llamado rodillo de revelado) hay un imán, y el tóner en el depósito contiene sustancias magnéticas que pueden ser absorbidas por el imán, por lo que el tóner debe ser atraído por el imán situado en el centro del rodillo 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 es irradiada por el láser tiene la misma polaridad que el tóner y no lo absorberá; mientras que la parte que es 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 superficie del papel de impresión mediante el tambor fotosensible, un dispositivo de transferencia en el reverso del papel aplica alta presión. Debido a que el voltaje de este dispositivo es superior al voltaje de la zona de exposición del tambor fotosensible, los gráficos y el texto formados por el tóner se transfieren al papel de impresión bajo la acción del campo eléctrico del dispositivo de carga, como se muestra en la Figura 2-17. Los gráficos y el texto aparecen en la superficie del papel de impresión, 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 daña 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, el papel pasa por un dispositivo de eliminación de estática. Su función es eliminar la polaridad, neutralizar todas las cargas y neutralizar la estática del papel para que este pueda entrar sin problemas en la unidad de fijación y garantizar la calidad de impresión del producto final, como se muestra en la Figura 2-19.
Figura 2-19 Diagrama esquemático de eliminación de potencia
6>. reparación
El calentamiento y fijación es el proceso de aplicar presión y calor a la imagen de tóner adsorbida en el papel de impresión para fundir el tóner e introducirlo en el papel, formando así un gráfico firme en la superficie del papel.
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 una temperatura predeterminada de aproximadamente 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 el proceso de fusión. La alta temperatura generada calienta el tóner, que se funde sobre el papel, formando así una imagen y un 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 debido a la alta temperatura. Una vez fijado, el papel de impresión se separa del rodillo calefactor mediante la garra de separación y sale de la impresora a través del rodillo de alimentación de papel.
7>. limpio
El proceso de limpieza consiste en raspar el tóner que queda en el tambor fotosensible y 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 que queda en la superficie del tambor fotosensible se traslada al siguiente ciclo de impresión, destruyendo la imagen recién generada y afectando así la calidad de impresión.
El proceso de limpieza se realiza mediante una espátula de goma, cuya función es limpiar el tambor fotosensible antes del siguiente ciclo de impresión. Gracias a su resistencia al desgaste y flexibilidad, la espátula forma un ángulo de corte con la superficie del tambor fotosensible. Al girar el tambor, la espátula raspa el tóner de la superficie y lo deposita en el contenedor de residuos, como se muestra en la Figura 2-21.
Fecha de publicación: 20 de febrero de 2023