Análise abrangente da estrutura e princípio de funcionamento das impressoras digitais a laser
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Estrutura básica
A impressora a laser é composta de um laser, um modulador acústico-óptico, um inversor de frequência, um scanner, um sincronizador e um defletor de luz. A função da impressora a laser é modular a informação da matriz de pontos binária enviada do circuito de interface no feixe de laser, e depois digitalizar para a luz fotossensível. Fisicamente. O fotorreceptor e o mecanismo da câmera formam um sistema de transferência eletrofotográfica, e a imagem projetada no cilindro fotossensível é transferida para o papel de impressão, e o princípio é o mesmo da máquina copiadora. As impressoras a laser são dispositivos de saída sem impacto que combinam a tecnologia de digitalização a laser com a tecnologia de geração de imagens eletrônicas. Seu modelo é diferente, a função de impressão também é diferente, mas o princípio de funcionamento é basicamente o mesmo, tem que passar por: carregamento, exposição, desenvolvimento, transferência, desligamento, limpeza, fixação de sete processos, cinco dos quais são realizados em torno do tambor fotossensível. Quando o texto ou imagem a ser impressa é inserido em um computador, ele é pré-processado pelo software do computador. Em seguida, o driver da impressora converte o comando de impressão (linguagem da impressora) que a impressora pode reconhecer no circuito de alta freqüência para controlar a abertura e o fechamento do emissor laser para formar um feixe de laser de treliça e digitaliza o espelho para o sistema de exibição eletrônico. . O tambor fotossensível é submetido a exposição de varredura axial, e a varredura longitudinal é realizada pela rotação do próprio tambor fotossensível.
O tambor fotossensível é um dispositivo fotossensível que conduz a luz. O revestimento fotocondutor da superfície é preenchido com uma carga uniforme pelo rolo de carga antes da exposição de digitalização. Quando o feixe de laser é escaneado em uma matriz de pontos no cilindro fotossensível, o ponto escaneado é ativado pela exposição e a carga é rapidamente liberada do substrato condutor para o solo. O ponto que não está exposto ainda mantém a carga original, de modo que uma diferença potencial de imagem latente (imagem latente eletrostática) é formada na superfície do tambor fotossensível, quando o tambor fotossensível com a imagem latente eletrostática é girado para a posição onde o o rolo magnético do toner está carregado. O toner de carga oposta é adsorvido na superfície do tambor fotossensível para formar uma imagem de toner.
Quando o tambor fotossensível que transporta a imagem de toner continua girando e alcança o dispositivo de transferência de imagens, uma folha de papel de impressão é enviada simultaneamente para o centro do tambor fotossensível e o dispositivo de transferência de imagem, quando o dispositivo de transferência de imagem aplica uma forte tensão na parte de trás do papel de impressão. A imagem do toner no tambor fotossensível é atraída para o papel de impressão e o papel de impressão que leva a imagem do toner é enviado para um dispositivo de fixação de alta temperatura para aquecimento e pressão de fusão a quente, o toner é derretido, imerso no papel de impressão e finalmente saída. É o texto ou imagem impressa.
A composição, estrutura de design, método de controle e componentes dos dispositivos de controle e componentes necessários para o processo de trabalho da impressora a laser irão variar dependendo da marca e modelo, tais como:
1A polaridade de carregar o tambor é diferente.
2 O tambor é carregado com diferentes partes. Alguns modelos usam um método de descarga de arame para carregar o tambor, e alguns modelos usam um rolo de carregamento (FCR) para carregar o tambor.
3 As peças usadas na transferência de alta pressão são diferentes.
4 A exposição do tambor está em diferentes formas. Alguns modelos usam um espelho de digitalização para digitalizar diretamente o tambor, e alguns modelos usam o feixe de laser refletido para expor o tambor.
Mas eles funcionam basicamente da mesma maneira. O feixe de laser emitido pelo laser é incidente no modulador de deflexão ótico-acústica através do espelho e, ao mesmo tempo, a informação de rede gráfica binária enviada pelo computador é enviada da interface para o gerador de fonte para formar um pulso binário de o glifo desejado. Informação, o sinal gerado pelo sincronizador controla 9 osciladores de alta freqüência, e então é adicionado ao modulador acústico-óptico através de um sintetizador de freqüência e um amplificador de potência para modular o raio laser incidente pelo espelho. O feixe modulado é incidente no espelho do polígono e, em seguida, o feixe é focalizado por um espelho de grande angular e, em seguida, incidente na superfície do tambor fotocondutor (toner), de modo que a varredura de velocidade angular se torna uma varredura de velocidade linear; todo o processo de digitalização está concluído.
A superfície do cartucho de toner é primeiro carregada pelo polo de carregamento para obter um certo potencial. Em seguida, após a exposição do feixe de laser que transporta as informações da imagem, uma imagem latente eletrostática é formada na superfície do cartucho de toner, e a imagem latente é convertida em uma imagem magnética desenvolvida pelo dispositivo em desenvolvimento. A imagem de toner visível é transferida para o papel comum sob o campo elétrico do eletrodo de transferência ao passar pela zona de transferência e, finalmente, fixada pela placa de pré-aquecimento e pelo rolo quente de alta temperatura, isto é, fundido no papel. Texto e imagens. Antes de imprimir as informações gráficas, o rolo de limpeza remove o toner não transferido e a lâmpada de limpeza remove a carga elétrica residual no tambor e, em seguida, limpa completamente o sistema de papel de limpeza para inserir um novo ciclo de trabalho.
história
Impressoras a laser foram inventadas pela Xerox no final da década de 1960 usando a técnica de fotografia eletrônica. A tecnologia usa um feixe de laser para escanear um tambor de luz, e controlando a abertura e o fechamento do feixe de laser, a luz de detecção é sugada e não sugada, e o tambor de luz transfere o toner adsorvido para o papel para formar um resultado de impressão. Todo o processo de impressão de uma impressora a laser pode ser dividido em um estágio de processamento do controlador, uma sombra de tinta e um estágio de transferência.
As impressoras a laser têm vantagens significativas em relação às impressoras matriciais e impressoras a jato de tinta. (1) alta densidade. As impressoras a laser têm resoluções de impressão tão baixas quanto 300 dpi e altas resoluções de 400 dpi, 600 dpi, 800 dpi, 1200 dpi e 2400 dpi e 4800 dpi. (2) alta velocidade. As impressoras a laser imprimem no mínimo 4ppm, normalmente 12ppm e 16ppm. Algumas impressoras a laser podem imprimir em velocidades acima de 24 ppm. (3) baixo ruído. Geralmente abaixo de 53dB, é ideal para uso em escritórios silenciosos. (4) forte capacidade de processamento. O controlador da impressora a laser possui uma CPU, memória e o controlador equivale à placa-mãe do computador para executar processamento de texto, processamento de imagem e processamento gráfico complexos, o que não pode ser feito pela impressora matricial e a impressora jato de tinta. A diferença entre uma impressora de página e uma impressora de linha.
Como uma impressora a laser imprime lindos textos e gráficos? Na verdade, o processo de impressão de impressoras a laser e fotocopiadoras é basicamente o mesmo. A diferença é que, para impressoras a laser, as imagens são produzidas antes que a ação de impressão ocorra. Primeiro, o computador converte o conteúdo que precisa ser impresso em um código que o computador possa entender e, em seguida, transmite o código para a impressora. Nesse ponto, a linguagem da impressora decifra o código em um padrão matricial - esse processo de decifração é muito importante. O padrão de matriz de pontos produzido pela excelente linguagem de impressora é exatamente o mesmo que o padrão na tela de exibição. Essa consistência é o que a impressora a laser tem buscado em "O que você vê é o que você obtém". O padrão de pontos decifrados é enviado ao gerador de laser, e o gerador de laser reage rapidamente à abertura e fechamento de acordo com o conteúdo do padrão, projetando o feixe de laser em um tambor rotativo carregado, e a superfície do tambor é irradiada pelo laser. laser. A carga local é liberada e os locais onde o laser não está iluminado ainda carregam uma carga.
Por exemplo, se houver um ponto na terceira linha e terceira coluna no bitmap gerado pela linguagem da impressora, o restante ficará em branco, de modo que o gerador a laser emite apenas um laser nessa posição. No tambor de indução, os geradores de laser permanecem nas posições restantes. Neste momento, a superfície do tambor de indução tem apenas o ponto na terceira linha e a terceira coluna sem carga, e o restante permanece carregado. Neste momento, a impressora a laser possui dois métodos de tratamento: 1. Somente cor este ponto. O resto não é colorido (pontos pretos são produzidos em branco); 2. Apenas o resto é colorido e os pontos não são coloridos (pontos pretos são produzidos). O primeiro método de processamento é chamado de "escrever preto" e o segundo tipo de processamento é chamado de "gravar branco". Obviamente, se neste exemplo queremos imprimir um ponto preto de uma maneira branca, então devemos deixar o laser brilhar através de todas as posições exceto o ponto na superfície do tambor (note que o laser está apenas descarregando, não carregando Em outras palavras, é garantido que apenas este ponto é carregado e o restante da carga é liberado pelo laser.Neste caso, como o raio laser deve iluminar todas as áreas, exceto este ponto, leva um tempo considerável para a impressora imprima este pequeno ponto preto Na maioria dos ambientes, a impressora realmente precisa imprimir pelo menos um terço de toda a página, portanto, a maioria das impressoras a laser de hoje usa a impressão em preto-e-branco para reduzir o tempo de digitalização a laser.
Processo de trabalho
Naturalmente, todo o processo de impressão de uma impressora a laser não inclui apenas um gerador de laser e um tambor de indução, mas muitos outros componentes também estão envolvidos no processo de impressão.
(1) Controlador da impressora: O controlador da impressora é responsável por receber dados de impressão do host e converter os dados em uma imagem. O controlador da impressora precisa processar vários programas, incluindo comunicação com o host, interpretação dos comandos de impressão do host, formatação do conteúdo da impressão (preparação para criar imagens, definição do tamanho do papel, páginas laterais, seleção de fontes etc.). rasterizing (criação de imagens de bitmap)) e, finalmente, enviar a imagem para o mecanismo de impressão. Diferentes linguagens de impressora emitem comandos diferentes para o controlador, e fabricantes diferentes usam métodos diferentes para projetar seus respectivos controladores de impressora.
(2) Dispositivo de impressão: O dispositivo de impressão é um conjunto de sistemas eletrônicos e mecânicos que podem imprimir o padrão de pontos gerado pelo controlador da impressora. O dispositivo de impressão possui seu próprio processador para controlar o motor e o circuito. Em geral, um aparelho de impressão é composto de um dispositivo de escaneamento a laser, um tambor de indução, um cartucho de toner, um dispositivo de revelação, um rolo eletrostático, um dispositivo de colagem, um dispositivo de transporte de papel, uma lâmina de limpeza, um alimentador de papel e um papel. bandeja de descarga.
Dispositivos de varredura a laser, às vezes chamados de "dispositivos de varredura de saída de grade (ROS)", incluem um gerador de laser, um espelho giratório e uma lente. O gerador de laser projeta o laser em todos os pontos da superfície do tambor que precisam ser impressos e permanece desligado onde não é necessário imprimir (o oposto é verdadeiro para impressoras de impressão em branco). O próprio gerador de laser é fixo e o feixe de laser passa através de um espelho giratório para alcançar o movimento lateral do laser na superfície do tambor sensor. O gerador de laser e o espelho rotativo devem ser projetados para serem extremamente precisos para garantir que eles trabalhem em sincronia e projetem com precisão o laser no ponto correto. O movimento longitudinal do laser na superfície do tambor de indução é conseguido pela rotação do próprio tambor de indução.
O tambor de indução também é chamado de "receptor" ou diretamente chamado de "tambor". O tambor de indução é geralmente cilíndrico e a superfície é extremamente lisa. Sua superfície pode ser eletrostaticamente carregada e esta eletricidade estática é liberada quando encontra luz forte. Antes do laser ser tocado, a superfície do tambor é uniformemente carregada pelo rolo eletrostático. Quando o feixe de laser é projetado até um certo ponto na superfície do tambor, a eletricidade estática neste ponto é liberada, de modo que uma superfície não carregada é gerada na superfície do tambor. ponto. O tambor gira a uma velocidade relativamente lenta, mas absolutamente constante, permitindo que o laser forme uma projeção longitudinal contínua e sem espaços vazios na superfície do tambor. Assim, o movimento lateral do espelho rotativo e o movimento longitudinal do tambor sensoriamento fazem com que o laser "escreva" uma imagem invisível, não estática, na superfície do tambor.
O cartucho de toner é um dispositivo para guardar o toner. Algumas impressoras têm cartuchos que estão conectados ao tambor de indução e são chamados de "montagens de impressão". O toner é produzido a partir de muitos materiais sintéticos de carvão vegetal e óxido de ferro. O material do toner é misturado, derretido, resolidificado e depois pulverizado em partículas extremamente pequenas de tamanho uniforme. Quanto mais fino e uniforme for o toner, mais detalhada será a imagem resultante. Entre todos os tipos de toner, as partículas de toner microfino da HP são 20% a 50% menores do que outras marcas e, portanto, desfrutam de uma grande reputação na indústria.
O dispositivo de revelação é na verdade um rolo coberto com partículas magnéticas. Essas partículas magnéticas aderem à superfície do rolo, como uma "escova" extremamente fina. O rolo está estreitamente encostado ao tambor de indução e ao cartucho de toner, respectivamente. Quando o rolo rola, as pequenas partículas na superfície do rolo são primeiro "escovadas" do cartucho de toner para uma camada uniforme de toner e, em seguida, o toner passa pelo tambor de indução. É então adsorvido à superfície do tambor de indução. O dispositivo de desenvolvimento para escrever uma impressora preta tem a função de carregar o toner, porque se o toner for adsorvido apenas pela parte da superfície do tambor que não é eletrostaticamente carregada (ou seja, o ponto digitalizado pelo laser), o carbono deve ser feito. O pó carrega uma carga (para uma impressora branca, o processo é exatamente o oposto). Neste momento, a superfície do tambor é adsorvida com toner, o que forma uma imagem extremamente clara. O próximo passo é transferir a imagem para o papel.
Transportador de papel O dispositivo de transporte de papel é o dispositivo mecânico mais importante para impressoras a laser. Este dispositivo transfere o papel através de dois rolos acionados por motor. O papel começa com o alimentador, passa pelo tambor de indução, o rolo de aquecimento e assim por diante e é finalmente enviado para fora da impressora. Equipamentos de laminação em impressoras a laser, como tambores, rolos magnéticos e rolos de alimentação de papel, devem ser sincronizados e sua velocidade deve ser consistente para garantir impressões precisas. Geralmente, esses rolos são centralizados no dispositivo de alimentação de papel e são girados na mesma velocidade engrenando as engrenagens.
Quando o dispositivo de ligação passa através do tambor de indução através do dispositivo de transporte, o pó de carbono aderido à superfície do tambor é adsorvido à superfície do papel. Neste momento, embora a superfície do papel seja formada pelo toner, a adsorção do toner no papel não é muito forte, um pouco mais forte pode soprar o toner da superfície do papel. Para que o toner adira permanentemente à superfície do papel, o toner deve ser colado. Sabemos que a matéria-prima do toner é de plástico sintético, que pode ser derretido a altas temperaturas. O toner derretido se solidifica novamente e pode ficar permanentemente aderido à superfície do papel. Dentro da impressora a laser, existem dois rolos muito quentes que estão próximos, e sua função é aquecer o papel que passa entre eles. O toner é derretido para aderir à superfície do papel. O papel aquecido é finalmente enviado para a bandeja de saída de papel da impressora, quando todo o processo de impressão termina.