1. La struttura interna della stampante laser
La struttura interna della stampante laser è composta da quattro parti principali, come mostrato nella Figura 2-13.
Figura 2-13 La struttura interna della stampante laser
(1) Unità laser: emette un raggio laser con informazioni testuali per esporre il tamburo fotosensibile.
(2) Unità di alimentazione carta: controlla che la carta entri nella stampante al momento opportuno e esca dalla stampante.
(3) Unità di sviluppo: coprire la parte esposta del tamburo fotosensibile con il toner per formare un'immagine visibile a occhio nudo e trasferirla sulla superficie della carta.
(4) Unità di fissaggio: il toner che ricopre la superficie della carta viene fuso e fissato saldamente sulla carta mediante pressione e riscaldamento.
2 Principio di funzionamento della stampante laser
Una stampante laser è un dispositivo di output che combina la tecnologia di scansione laser e la tecnologia di imaging elettronico. Le stampanti laser hanno funzioni diverse a seconda del modello, ma la sequenza di funzionamento e il principio di base sono gli stessi.
Prendendo come esempio le stampanti laser HP standard, la sequenza operativa è la seguente.
(1)Quando l'utente invia un comando di stampa alla stampante tramite il sistema operativo del computer, le informazioni grafiche da stampare vengono prima convertite in informazioni binarie dal driver della stampante e infine inviate alla scheda di controllo principale.
(2)La scheda di controllo principale riceve e interpreta le informazioni binarie inviate dal driver, le adatta al raggio laser e controlla la parte laser per emettere luce in base a tali informazioni. Contemporaneamente, la superficie del tamburo fotosensibile viene caricata dal dispositivo di carica. Successivamente, il raggio laser con le informazioni grafiche viene generato dalla parte di scansione laser per esporre il tamburo fotosensibile. Dopo l'esposizione, sulla superficie del tamburo del toner si forma un'immagine latente elettrostatica.
(3)Dopo che la cartuccia del toner è entrata in contatto con il sistema di sviluppo, l'immagine latente diventa grafica visibile. Durante il passaggio attraverso il sistema di trasferimento, il toner viene trasferito sulla carta per azione del campo elettrico del dispositivo di trasferimento.
(4)Una volta completato il trasferimento, la carta entra in contatto con l'elemento a dente di sega che dissipa l'elettricità e scarica la carica presente sulla carta a terra. Infine, entra nel sistema di fissaggio ad alta temperatura, dove la grafica e il testo formati dal toner vengono integrati nella carta.
(5)Una volta stampate le informazioni grafiche, il dispositivo di pulizia rimuove il toner non trasferito e passa al ciclo di lavoro successivo.
Tutti i processi di lavoro sopra descritti devono passare attraverso sette fasi: carica, esposizione, sviluppo, trasferimento, eliminazione dell'alimentazione, fissaggio e pulizia.
1>. Carica
Affinché il tamburo fotosensibile assorba il toner secondo le informazioni grafiche, è necessario prima caricarlo.
Attualmente sul mercato esistono due metodi di ricarica per le stampanti: la ricarica a effetto corona e la ricarica a rulli, entrambi con le proprie caratteristiche.
La carica a effetto corona è un metodo di carica indiretta che utilizza il substrato conduttivo del tamburo fotosensibile come elettrodo, e un filo metallico molto sottile viene posizionato vicino al tamburo fotosensibile come secondo elettrodo. Durante la copia o la stampa, viene applicata una tensione molto elevata al filo e lo spazio intorno al filo forma un forte campo elettrico. Sotto l'azione del campo elettrico, gli ioni con la stessa polarità del filo a effetto corona fluiscono verso la superficie del tamburo fotosensibile. Poiché il fotorecettore sulla superficie del tamburo fotosensibile ha un'elevata resistenza al buio, la carica non si disperde, quindi il potenziale superficiale del tamburo fotosensibile continua ad aumentare. Quando il potenziale raggiunge il potenziale di accettazione massimo, il processo di carica termina. Lo svantaggio di questo metodo di carica è la facile generazione di radiazioni e ozono.
La ricarica tramite rulli di carica è un metodo di ricarica a contatto che non richiede un'elevata tensione di carica ed è relativamente ecologico. Pertanto, la maggior parte delle stampanti laser utilizza rulli di carica per la ricarica.
Prendiamo come esempio la carica del rullo di carica per comprendere l'intero processo di funzionamento della stampante laser.
Innanzitutto, la parte del circuito ad alta tensione genera un'alta tensione che carica la superficie del tamburo fotosensibile con una carica negativa uniforme attraverso il componente di carica. Dopo che il tamburo fotosensibile e il rullo di carica ruotano sincronicamente per un ciclo, l'intera superficie del tamburo fotosensibile è caricata con una carica negativa uniforme, come mostrato nella Figura 2-14.
Figura 2-14 Schema del processo di ricarica
2>. esposizione
L'esposizione viene effettuata attorno a un tamburo fotosensibile, che viene irradiato con un raggio laser. La superficie del tamburo fotosensibile è costituita da uno strato fotosensibile, che ricopre la superficie del conduttore in lega di alluminio, il quale è collegato a terra.
Lo strato fotosensibile è un materiale fotosensibile, caratterizzato dall'essere conduttivo quando esposto alla luce e isolante prima dell'esposizione. Prima dell'esposizione, il dispositivo di carica carica uniformemente la zona irradiata dal laser, che diventa rapidamente conduttiva e si collega al conduttore in lega di alluminio. In questo modo, la carica viene rilasciata a terra, formando l'area di testo sulla carta stampata. Le aree non irradiate dal laser mantengono la carica originale, formando un'area vuota sulla carta stampata. Poiché questa immagine di carattere è invisibile, viene definita immagine latente elettrostatica.
Nello scanner è installato anche un sensore di segnale sincrono. La funzione di questo sensore è quella di garantire che la distanza di scansione sia costante, in modo che il raggio laser irradiato sulla superficie del tamburo fotosensibile possa ottenere il miglior effetto di imaging.
La lampada laser emette un raggio laser con informazioni sui caratteri, che illumina il prisma riflettente sfaccettato rotante. Il prisma riflette il raggio laser sulla superficie del tamburo fotosensibile attraverso il gruppo di lenti, consentendo così la scansione orizzontale del tamburo fotosensibile. Il motore principale aziona la rotazione continua del tamburo fotosensibile per realizzare la scansione verticale del tamburo stesso da parte della lampada laser. Il principio di esposizione è illustrato nella Figura 2-15.
Figura 2-15 Diagramma schematico di un'esposizione
3>. sviluppo
Lo sviluppo è il processo che utilizza il principio di repulsione tra cariche dello stesso sesso e di attrazione tra cariche di sesso opposto per trasformare l'immagine latente elettrostatica, invisibile a occhio nudo, in grafica visibile. Al centro del rullo magnetico (chiamato anche rullo magnetico di sviluppo o semplicemente rullo magnetico) si trova un dispositivo magnetico. Il toner contenuto nel serbatoio della polvere contiene sostanze magnetiche che possono essere attratte dal magnete; pertanto, il toner deve essere attratto dal magnete al centro del rullo magnetico di sviluppo.
Quando il tamburo fotosensibile ruota fino a entrare in contatto con il rullo magnetico di sviluppo, la parte della superficie del tamburo fotosensibile non irradiata dal laser ha la stessa polarità del toner e non lo assorbe; mentre la parte irradiata dal laser ha la stessa polarità del toner. Al contrario, secondo il principio di repulsione tra specie dello stesso sesso e attrazione tra specie di sesso opposto, il toner viene assorbito sulla superficie del tamburo fotosensibile dove viene irradiato il laser, e quindi si formano sulla superficie delle immagini visibili, come mostrato nella Figura 2-16.
Figura 2-16 Diagramma del principio di sviluppo
4>. stampa a trasferimento
Quando il toner viene trasferito in prossimità della carta da stampa tramite il tamburo fotosensibile, un dispositivo di trasferimento posto sul retro della carta applica un'elevata pressione. Poiché la tensione del dispositivo di trasferimento è superiore alla tensione dell'area di esposizione del tamburo fotosensibile, la grafica e il testo formati dal toner vengono trasferiti sulla carta da stampa sotto l'azione del campo elettrico del dispositivo di carica, come mostrato nella Figura 2-17. La grafica e il testo appaiono sulla superficie della carta da stampa, come illustrato nella Figura 2-18.
Figura 2-17 Diagramma schematico della stampa a trasferimento (1)
Figura 2-18 Diagramma schematico della stampa a trasferimento (2)
5>. Dissipare l'elettricità
Quando l'immagine del toner viene trasferita sulla carta da stampa, il toner copre solo la superficie della carta e la struttura dell'immagine formata dal toner viene facilmente danneggiata durante il processo di trasporto della carta da stampa. Per garantire l'integrità dell'immagine del toner prima del fissaggio, dopo il trasferimento, la carta passa attraverso un dispositivo di eliminazione statica. La sua funzione è quella di eliminare la polarità, neutralizzare tutte le cariche e rendere la carta neutra in modo che possa entrare senza problemi nell'unità di fissaggio e garantire la qualità di stampa del prodotto finale, come mostrato nella Figura 2-19.
Figura 2-19 Diagramma schematico dell'eliminazione di potenza
6>. riparazione
Il processo di riscaldamento e fissaggio consiste nell'applicare pressione e calore all'immagine di toner adsorbita sulla carta da stampa per fondere il toner e farlo penetrare nella carta, formando così un'immagine grafica stabile sulla sua superficie.
Il componente principale del toner è la resina, il punto di fusione del toner è di circa 100 °C e la temperatura del rullo riscaldante dell'unità di fissaggio è di circa 180 °C.
Durante il processo di stampa, quando la temperatura del fusore raggiunge una temperatura predeterminata di circa 180 °C, il passaggio della carta imbevuta di toner attraverso lo spazio tra il rullo riscaldante (detto anche rullo superiore) e il rullo di pressione in gomma (detto anche rullo inferiore), completa il processo di fusione. L'alta temperatura generata riscalda il toner, che si fonde sulla carta, formando così un'immagine e un testo solidi, come mostrato nella Figura 2-20.
Figura 2-20 Schema di principio del fissaggio
Poiché la superficie del rullo riscaldante è rivestita con un materiale che non aderisce facilmente al toner, quest'ultimo non si fissa alla superficie del rullo riscaldante a causa dell'elevata temperatura. Dopo il fissaggio, la carta da stampa viene separata dal rullo riscaldante tramite l'apposito meccanismo di separazione e spedita fuori dalla stampante attraverso il rullo di alimentazione della carta.
7>. pulire
Il processo di pulizia consiste nel raschiare il toner presente sul tamburo fotosensibile che non è stato trasferito dalla superficie della carta e gettarlo nel contenitore del toner di scarto.
Durante il processo di trasferimento, l'immagine del toner sul tamburo fotosensibile non viene trasferita completamente sulla carta. Se non viene pulito, il toner rimasto sulla superficie del tamburo fotosensibile verrà trasportato nel ciclo di stampa successivo, distruggendo l'immagine appena generata e compromettendo quindi la qualità di stampa.
Il processo di pulizia viene eseguito da un raschietto in gomma, la cui funzione è quella di pulire il tamburo fotosensibile prima del successivo ciclo di stampa. Poiché la lama del raschietto in gomma è resistente all'usura e flessibile, essa forma un angolo di taglio con la superficie del tamburo fotosensibile. Quando il tamburo fotosensibile ruota, il toner presente sulla superficie viene raschiato dal raschietto e convogliato nel contenitore del toner di scarto, come mostrato nella Figura 2-21.
Data di pubblicazione: 20 febbraio 2023