1. La structure interne de l'imprimante laser
La structure interne de l'imprimante laser se compose de quatre parties principales, comme le montre la figure 2-13.
Figure 2-13 La structure interne de l'imprimante laser
(1) Unité laser : émet un faisceau laser avec des informations textuelles pour exposer le tambour photosensible.
(2) Unité d'alimentation papier : contrôle l'entrée et la sortie du papier dans l'imprimante au moment opportun.
(3) Unité de développement : Recouvrez la partie exposée du tambour photosensible de toner pour former une image visible à l'œil nu et transférez-la sur la surface du papier.
(4) Unité de fixation : Le toner recouvrant la surface du papier est fondu et fermement fixé sur le papier à l'aide de pression et de chauffage.
2 Principe de fonctionnement de l'imprimante laser
Une imprimante laser est un périphérique d'impression qui combine la technologie de numérisation laser et la technologie d'imagerie électronique. Les imprimantes laser offrent différentes fonctionnalités selon les modèles, mais leur fonctionnement et leur principe restent les mêmes.
Prenons l'exemple des imprimantes laser HP standard : la séquence de fonctionnement est la suivante.
(1)Lorsque l'utilisateur envoie une commande d'impression à l'imprimante via le système d'exploitation de l'ordinateur, les informations graphiques à imprimer sont d'abord converties en informations binaires par le pilote d'imprimante, puis envoyées à la carte de contrôle principale.
(2)La carte de commande principale reçoit et interprète les informations binaires envoyées par le pilote, les ajuste au faisceau laser et commande l'émission de lumière par le laser en conséquence. Simultanément, la surface du tambour photosensible est chargée par le dispositif de charge. Le faisceau laser, porteur d'informations graphiques, est ensuite généré par le scanner laser pour exposer le tambour photosensible. Une image électrostatique latente se forme alors sur la surface du tambour de toner.
(3)Une fois la cartouche de toner en contact avec le système de développement, l'image latente devient visible. Lors du passage dans le système de transfert, le toner est transféré sur le papier sous l'action du champ électrique du dispositif de transfert.
(4)Une fois le transfert terminé, le papier entre en contact avec la grille de dissipation d'électricité et décharge sa charge vers la terre. Enfin, il pénètre dans le système de fixation à haute température, où les graphismes et le texte formés par le toner sont intégrés au papier.
(5)Une fois les informations graphiques imprimées, le dispositif de nettoyage retire le toner non transféré et entame le cycle de travail suivant.
Tous les processus de travail décrits ci-dessus doivent passer par sept étapes : charge, exposition, développement, transfert, élimination de l’alimentation, fixation et nettoyage.
1>. Charge
Pour que le tambour photosensible absorbe le toner conformément aux informations graphiques, il faut d'abord le charger.
Il existe actuellement sur le marché deux méthodes de charge pour imprimantes : la charge corona et la charge par rouleau, chacune ayant ses propres caractéristiques.
La charge par effet corona est une méthode de charge indirecte qui utilise le substrat conducteur du tambour photosensible comme électrode, et un fil métallique très fin placé à proximité comme seconde électrode. Lors de la copie ou de l'impression, une très haute tension est appliquée à ce fil, créant un champ électrique intense autour de celui-ci. Sous l'action de ce champ, des ions de même polarité que le fil corona migrent vers la surface du tambour photosensible. La résistance élevée du photorécepteur à la surface du tambour, à l'obscurité, empêche la charge de s'échapper, et le potentiel de surface du tambour continue d'augmenter. Lorsque ce potentiel atteint le potentiel d'acceptation maximal, le processus de charge s'achève. L'inconvénient de cette méthode réside dans sa capacité à générer facilement des rayonnements et de l'ozone.
Le chargement par rouleaux est une méthode de chargement par contact qui ne nécessite pas de tension élevée et est relativement respectueuse de l'environnement. C'est pourquoi la plupart des imprimantes laser utilisent ce procédé.
Prenons l'exemple du chargement du rouleau de chargement pour comprendre l'ensemble du processus de fonctionnement de l'imprimante laser.
Tout d'abord, le circuit haute tension génère une tension élevée qui charge uniformément la surface du tambour photosensible avec une charge négative grâce à l'élément de charge. Après une rotation synchrone du tambour photosensible et du rouleau de charge pendant un cycle, toute la surface du tambour photosensible est chargée uniformément avec une charge négative, comme illustré sur la figure 2-14.
Figure 2-14 Schéma du système de charge
2>. exposition
L'exposition est réalisée autour d'un tambour photosensible, lui-même exposé à un faisceau laser. La surface du tambour est constituée d'une couche photosensible qui recouvre la surface d'un conducteur en alliage d'aluminium, lequel est mis à la terre.
La couche photosensible est un matériau photosensible, conducteur lorsqu'il est exposé à la lumière et isolant avant exposition. Avant exposition, une charge uniforme est générée par le dispositif de charge. Après irradiation par le laser, la zone à illuminer devient rapidement conductrice et, en contact avec le conducteur en alliage d'aluminium, la charge est libérée à la terre, formant ainsi la zone de texte sur le papier d'impression. Les zones non irradiées par le laser conservent leur charge initiale, formant une zone vierge sur le papier. Cette image de caractère étant invisible, on parle d'image latente électrostatique.
Un capteur de signal synchrone est également installé dans le scanner. Ce capteur a pour fonction de garantir une distance de balayage constante afin que le faisceau laser projeté sur la surface du tambour photosensible produise une image optimale.
La lampe laser émet un faisceau laser contenant des informations de caractères, qui éclaire un prisme réfléchissant rotatif à facettes. Ce prisme réfléchit le faisceau laser vers la surface du tambour photosensible à travers un système de lentilles, permettant ainsi un balayage horizontal de ce dernier. Le moteur principal entraîne la rotation continue du tambour photosensible, assurant le balayage vertical de celui-ci par la lampe laser. Le principe d'exposition est illustré sur la figure 2-15.
Figure 2-15 Schéma d'une exposition
3>. développement
Le développement est un procédé qui exploite le principe de répulsion entre charges électriques de même sexe et d'attraction entre charges électriques de sexe opposé pour transformer l'image latente électrostatique, invisible à l'œil nu, en image visible. Un aimant est placé au centre du rouleau magnétique (également appelé rouleau magnétique de développement). Le toner contenu dans le bac à poudre renferme des substances magnétiques qui peuvent être absorbées par cet aimant ; le toner est donc attiré par l'aimant situé au centre du rouleau magnétique de développement.
Lorsque le tambour photosensible tourne jusqu'à la position où il est en contact avec le rouleau magnétique de développement, la partie de la surface du tambour photosensible qui n'est pas irradiée par le laser a la même polarité que le toner et n'absorbe pas le toner ; tandis que la partie irradiée par le laser a la même polarité que le toner. Au contraire, selon le principe de répulsion des particules de même sexe et d'attraction des particules de sexe opposé, le toner est absorbé sur la surface du tambour photosensible où le laser est irradié, et des images de toner visibles se forment alors sur la surface, comme illustré sur la figure 2-16.
Figure 2-16 Diagramme du principe de développement
4>. Impression par transfert
Lorsque le toner est transféré à proximité du papier d'impression par le tambour photosensible, un dispositif de transfert situé au dos du papier applique une forte pression. La tension de ce dispositif étant supérieure à celle de la zone d'exposition du tambour photosensible, les graphismes et le texte formés par le toner sont transférés sur le papier d'impression sous l'action du champ électrique généré, comme illustré sur la figure 2-17. Les graphismes et le texte apparaissent alors à la surface du papier, comme illustré sur la figure 2-18.
Figure 2-17 Schéma de principe de l'impression par transfert (1)
Figure 2-18 Schéma de principe de l'impression par transfert (2)
5>. Dissiper l'électricité
Lors du transfert de l'image toner sur le papier d'impression, le toner ne recouvre que la surface du papier. La structure de l'image ainsi formée est donc facilement altérée lors du transport du papier. Afin de garantir l'intégrité de l'image toner avant fixation, celle-ci passe, après le transfert, dans un dispositif d'élimination de l'électricité statique. Ce dispositif neutralise les charges électriques et rend le papier neutre, permettant ainsi son passage aisé dans l'unité de fixation et assurant une impression de qualité optimale (voir figure 2-19).
Figure 2-19 Schéma de principe de l'élimination de la puissance
6>. réparation
Le chauffage et la fixation consistent à appliquer une pression et un chauffage à l'image de toner adsorbée sur le papier d'impression afin de faire fondre le toner et de l'immerger dans le papier pour former un graphique ferme à la surface du papier.
Le principal composant du toner est la résine, son point de fusion est d'environ 100 °C et la température du rouleau chauffant de l'unité de fixation est d'environ 180 °C.
Lors de l'impression, lorsque la température du four de fusion atteint environ 180 °C, au moment où le papier imprégné de toner passe entre le rouleau chauffant (ou rouleau supérieur) et le rouleau de pression (ou rouleau inférieur), la fusion est terminée. La chaleur générée fait fondre le toner sur le papier, formant ainsi une image et un texte nets, comme illustré sur la figure 2-20.
Figure 2-20 Schéma de principe de la fixation
Comme la surface du rouleau chauffant est recouverte d'un revêtement antiadhésif, le toner n'adhère pas à cette surface sous l'effet de la température élevée. Après fixation, le papier est séparé du rouleau chauffant par la griffe de séparation et éjecté de l'imprimante par le rouleau d'entraînement.
7>. propre
Le processus de nettoyage consiste à racler le toner présent sur le tambour photosensible qui n'a pas été transféré de la surface du papier vers le bac à toner usagé.
Lors du transfert, l'image imprimée sur le tambour photosensible ne peut être intégralement transférée sur le papier. Si le tambour n'est pas nettoyé, le toner restant sera entraîné lors du cycle d'impression suivant, détruisant ainsi l'image nouvellement formée et affectant la qualité d'impression.
Le nettoyage est effectué par un racleur en caoutchouc, dont la fonction est de nettoyer le tambour photosensible avant le cycle d'impression suivant. La lame du racleur, résistante à l'usure et flexible, forme un angle avec la surface du tambour. Lors de la rotation de ce dernier, le toner présent en surface est raclé par le racleur et recueilli dans le bac de récupération, comme illustré sur la figure 2-21.
Date de publication : 20 février 2023