بيت › الملاحين › مبدأ تشغيل طابعة الليزر من سامسونج. عالم ملحقات الكمبيوتر. مبادئ الطباعة الملونة

مبدأ تشغيل طابعة الليزر من سامسونج. عالم ملحقات الكمبيوتر. مبادئ الطباعة الملونة

اليوم أريد أن أتحدث عنه الجهاز ومبدأ التشغيل طابعة ليزرية . الجميع على دراية بهذا الجهاز، لكن القليل منهم يعرفون مبدأ تشغيله وأسباب أعطاله. سأحاول في هذا المقال أن أشرح بشكل واضح مبدأ تشغيل “طابعات الليزر”، وفي مقالات لاحقة عن أعطال طابعات الليزر وسبب حدوثها وكيفية التخلص منها.

جهاز طابعة ليزر

يعتمد تشغيل أي طابعة ليزر حديثة على الكهروضوئيةمبدأ التصوير بالجفاف. بناءً على هذه الطريقة، تتكون جميع طابعات الليزر هيكليًا من ثلاثة أجزاء (تجميعات) رئيسية:

- وحدة الصرف الصحي بالليزر .

- وحدة نقل الصور.

- وحدة تثبيت الصورة.

تعني وحدة نقل الصور عادةً خرطوشة طابعة ليزر وأسطوانة نقل الشحن (تحويلأسطوانة) في الطابعة نفسها. سنتحدث عن هيكل خرطوشة الليزر بمزيد من التفصيل لاحقًا، ولكن في هذه المقالة سننظر فقط في مبدأ التشغيل. وتجدر الإشارة أيضًا إلى أنه بدلاً من المسح بالليزر في بعض الطابعات (موافق بشكل أساسيІ» ) يتم استخدام المسح LED. ينفذ الوظائفهومع ذلك، يتم تنفيذ دور الليزر فقط بواسطة مصابيح LED.

على سبيل المثال، النظر في طابعة ليزرية HP LaserJet 1200 (الشكل 1). لقد حقق النموذج نجاحًا كبيرًا وأثبت نفسه من خلال عمر الخدمة الطويل والراحة والموثوقية.

نقوم بالطباعة على بعض المواد (معظمها ورق)، وتكون وحدة تغذية الورق مسؤولة عن إرسالها إلى “فم” الطابعة. كقاعدة عامة، يتم تقسيمها إلى نوعين يختلفان هيكليا عن بعضهما البعض. آلية تغذية الدرج السفلي، يسمى - الدرج 1، و آلية التغذية من الأعلى(تجاوز) - الدرج 2. على الرغم من اختلافات التصميم في تكوينها، إلا أنها تحتوي على (انظر الشكل 3):

- بكرة التقاط الورق- مطلوب لسحب الورق إلى الطابعة،

- وسادة الفرامل وكتلة الفاصلمطلوب فصل والتقاط ورقة واحدة فقط.

تشارك بشكل مباشر في تكوين الصورة خرطوشة الطابعة(الشكل 4) و وحدة المسح بالليزر.

تتكون خرطوشة طابعة الليزر من ثلاثة عناصر رئيسية (انظر الشكل 4):

أسطوانة ضوئية,

رمح الشحن المسبق,

رمح مغناطيسي.

اسطوانة ضوئية

اسطوانة ضوئية(ORS- عضويموصل ضوئيطبل)، أو أيضاً موصل ضوئي، عبارة عن عمود من الألومنيوم مطلي بطبقة رقيقة من مادة حساسة للضوء، ومغطاة أيضًا بطبقة واقية. في السابق، كانت الأسطوانات الضوئية تُصنع على أساس السيلينيوم، ولهذا سُميت أيضًا مهاوي السيلينيوموهي الآن مصنوعة من مركبات عضوية حساسة للضوء، لكن اسمها القديم لا يزال مستخدمًا على نطاق واسع.

الملكية الرئيسية اسطوانة ضوئية– تغير الموصلية تحت تأثير الضوء . ماذا يعني ذلك؟ إذا تم إعطاء أي شحن للأسطوانة الضوئية، فسوف تظل مشحونة لفترة طويلة، ولكن إذا كان سطحها مضاءً، ففي الأماكن التي تكون مضاءة فيها، تزداد موصلية طلاء الصورة بشكل حاد (تقل المقاومة)، وتزداد الشحنة " يتدفق" من سطح الأسطوانة الضوئية عبر الطبقة الداخلية الموصلة وفي هذا المكان ستظهر منطقة مشحونة محايدة.

أرز. 2 طابعة ليزر HP 1200 مع إزالة الغطاء.

تشير الأرقام إلى: 1 - خرطوشة؛ 2 - وحدة نقل الصور؛ 3- وحدة تثبيت الصور (الموقد).

أرز. 3 وحدة تغذية الورقصينية 2 ، منظر من الخلفس.

1 - بكرة التقاط الورق؛ 2 - منصة الكبح (شريط أزرق) مع فاصل (غير مرئي في الصورة)؛ 3 - أسطوانة نقل الشحن (تحويلأسطوانة)، الإرسال الورق لديه شحنة ثابتة.

أرز. 4 خرطوشة طابعة ليزر في حالة مفككة.

1- اسطوانة ضوئية. 2- عمود الشحن المسبق؛ 3- عمود مغناطيسي.

عملية تراكب الصورة.

أسطوانة ضوئية تستخدم عمود الشحن المسبق (تفاعل البوليميراز المتسلسل) يتلقى شحنة أولية (إيجابية أو سلبية). يتم تحديد مقدار الشحن نفسه من خلال إعدادات الطباعة الخاصة بالطابعة. بعد شحن الأسطوانة الضوئية، يمر شعاع الليزر فوق سطح الأسطوانة الضوئية الدوارة، وتصبح المناطق المضيئة من الأسطوانة الضوئية مشحونة بشكل محايد. تتوافق هذه المناطق المحايدة مع الصورة المطلوبة.

تتكون وحدة المسح بالليزر من:

ليزر أشباه الموصلات مع عدسة التركيز،
- مرآة دوارة على المحرك،
- مجموعات تشكيل العدسات،
- مرايا.

أرز. 5 وحدة المسح بالليزر مع إزالة الغطاء.

1,2 - ليزر أشباه الموصلات مع عدسة التركيز; 3- مرآة دوارة; 4- مجموعة تشكيل العدسات; 5- المرآة.

الطبل لديه اتصال مباشر رمح مغناطيسيم (مغناطيسيأسطوانة)، الذي يزود مسحوق الحبر من قادوس الخرطوشة إلى أسطوانة الصور.

العمود المغناطيسي عبارة عن أسطوانة مجوفة ذات طبقة موصلة، يتم إدخال قضيب مغناطيسي دائم داخلها. ينجذب مسحوق الحبر الموجود في القادوس إلى العمود المغناطيسي تحت تأثير المجال المغناطيسي للنواة والشحنة الإضافية الموردة، والتي يتم تحديد قيمتها أيضًا من خلال إعدادات الطباعة بالطابعة. هذا يحدد كثافة الطباعة المستقبلية. من العمود المغناطيسي، تحت تأثير الكهرباء الساكنة، ينتقل مسحوق الحبر إلى الصورة المتكونة بواسطة الليزر على سطح الأسطوانة الضوئية، حيث أنها تحتوي على شحنة أولية؛ فهي تنجذب إلى المناطق المحايدة من الأسطوانة الضوئية وتطرد من نفس الاتجاه مشحونة. هذه هي الصورة التي نحتاجها.

تجدر الإشارة هنا إلى آليتين رئيسيتين لإنشاء الصورة. معظم الطابعات (HP،كانون, زيروكس) يتم استخدام مسحوق حبر بشحنة موجبة، ويبقى فقط على الأسطح المحايدة لأسطوانة الصور، أي أن الليزر يضيء فقط تلك المناطق التي يجب أن تكون فيها الصورة. في هذه الحالة، يتم شحن اسطوانة الصورة سلبا. الآلية الثانية (المستخدمة في الطابعاتإبسون, كيوسيرا, أخ) هو استخدام موالف ذو شحنة سالبة، ويقوم الليزر بتفريغ مناطق من أسطوانة الصورة حيث لا ينبغي أن يكون هناك حبر. تتلقى الأسطوانة الضوئية في البداية شحنة موجبة وينجذب مسحوق الحبر ذو الشحنة السالبة إلى المناطق المشحونة إيجابيًا بالأسطوانة الضوئية. وهكذا، في الحالة الأولى، يتم الحصول على عرض أدق للتفاصيل، وفي الحالة الثانية - حشوة أكثر كثافة وموحدة. بمعرفة هذه الميزات، يمكنك اختيار الطابعة بشكل أكثر دقة لحل مشاكلك (طباعة النص أو طباعة الرسومات التخطيطية).

قبل ملامسة الأسطوانة الضوئية، تتلقى الورقة أيضًا شحنة ثابتة (إيجابية أو سلبية) باستخدام أسطوانة نقل الشحنة (تحويلأسطوانة). تؤدي هذه الشحنة الساكنة إلى انتقال مسحوق الحبر من أسطوانة الصور إلى الورق أثناء التلامس. بعد ذلك مباشرة، يقوم معادل الشحنة الساكنة بإزالة هذه الشحنة من الورق، مما يلغي انجذاب الورق إلى أسطوانة الصورة.

الحبر

الآن علينا أن نقول بضع كلمات عن الحبر. الحبرعبارة عن مسحوق مشتت بدقة يتكون من كرات بوليمر مغلفة بطبقة من المادة المغناطيسية. يحتوي موالف الألوان أيضًا على أصباغ. تستخدم كل شركة في موديلاتها من الطابعات والطابعات متعددة الوظائف وآلات النسخ أحبار أصلية تختلف في التشتت والمغناطيسنالعمود الفقري والخصائص الفيزيائية. لذلك، لا ينبغي عليك تحت أي ظرف من الظروف إعادة ملء الخراطيش بأحبار عشوائية، وإلا يمكنك إتلاف الطابعة أو الطابعة متعددة الوظائف (MFP) بسرعة كبيرة (تم اختبارها من خلال التجربة).

إذا قمنا، بعد تمرير الورق عبر وحدة المسح الضوئي بالليزر، بإزالة الورق من الطابعة، فسنرى صورة مكونة بالفعل، والتي يمكن تدميرها بسهولة عن طريق اللمس.

وحدة تثبيت الصورة أو “الموقد”

لكي تصبح الصورة متينة تحتاج يصلح. تجميد الصورةيحدث بمساعدة المواد المضافة الموجودة في مسحوق الحبر والتي لها نقطة انصهار معينة. العنصر الرئيسي الثالث في طابعة الليزر هو المسؤول عن تثبيت الصورة (الشكل 6) - وحدة تثبيت الصورة أو "الموقد". من الناحية المادية، يتم التثبيت عن طريق ضغط مسحوق الحبر المنصهر في هيكل الورق ثم تصليبه، مما يمنح الصورة متانة ومقاومة جيدة للتأثيرات الخارجية.

أرز. 6 وحدة تثبيت الصورة أو الموقد. في الأعلى يوجد المنظر المجمع، وفي الأسفل مع إزالة شريط فاصل الورق.

1 - فيلم حراري 2 - عمود الضغط. 3- شريط فاصل الورق .

أرز. 7 عنصر التسخين والفيلم الحراري.

من الناحية الهيكلية، يمكن أن يتكون "الموقد" من عمودين: العمود العلوي، الذي يوجد بداخله عنصر تسخين، والعمود السفلي، وهو ضروري للضغط على الحبر المنصهر في الورقة. في الطابعة HP 1200 المعنية، يتكون "الموقد" من الأفلام الحرارية(الشكل 7) - مادة خاصة مرنة ومقاومة للحرارة، يوجد بداخلها عنصر تسخين، وأسطوانة ضغط منخفضة، والتي تضغط على الورق بواسطة زنبرك الدعم. يراقب درجة حرارة الفيلم الحراري جهاز استشعار درجة الحرارة(الثرمستور). بالمرور بين الفيلم الحراري وأسطوانة الضغط، عند نقاط التلامس مع الفيلم الحراري، تسخن الورقة حتى 200 درجة مئوية تقريبًا˚ . عند درجة الحرارة هذه، يذوب مسحوق الحبر ويتم ضغطه في شكل سائل داخل نسيج الورق. لمنع التصاق الورق بالفيلم الحراري، توجد فواصل ورق عند مخرج الفرن.

وهذا ما نظرنا إليه بالفعل - "كيف تعمل الطابعة". ستساعدنا هذه المعرفة في المستقبل في معرفة أسباب الأعطال والقضاء عليها. ولكن لا ينبغي عليك بأي حال من الأحوال الدخول إلى الطابعة بنفسك، إذا لم تكن متأكدًا من إمكانية إصلاحها، فهذا لن يؤدي إلا إلى تفاقم الأمور. من الأفضل عدم توفير المال، ولكن تكليف المتخصصين بهذا الأمر، لأن شراء طابعة جديدة سيكلفك أكثر بكثير.

يتضمن سبع عمليات متتابعة لإنشاء صورة معينة على ورقة. هذه عملية مثيرة للاهتمام وتكنولوجية للغاية ويمكن تقسيمها إلى مرحلتين رئيسيتين: تطبيق الصورة وإصلاحها. ترتبط المرحلة الأولى بتشغيل الخرطوشة، والثانية تتم في وحدة الصهر (الفرن). ونتيجة لذلك، في غضون ثوان نحصل على الصورة التي نهتم بها على ورقة بيضاء.

إذًا، ماذا يحدث في هذه الفترة القصيرة من الوقت في الطابعة؟ دعونا معرفة ذلك.

تكلفة

دعونا نتذكر أن التونر عبارة عن مادة مشتتة بدقة (5-30 ميكرون)، وأن جزيئاتها تتقبل بسهولة أي شحنة كهربائية.

في الخرطوشة، تضمن أسطوانة الشحن النقل الموحد للشحنة السالبة إلى أسطوانة التصوير. يحدث هذا عندما يتم الضغط على أسطوانة الشحن على الأسطوانة الضوئية، وتدويرها في اتجاه واحد (مع نقل شحنة ثابتة سالبة بشكل موحد إلى الأسطوانة الضوئية)، مما يؤدي إلى دورانها في الاتجاه الآخر.

وبالتالي، فإن سطح أسطوانة التصوير له شحنة سالبة موزعة بالتساوي على المنطقة.

معرض

في العملية التالية، يتم عرض الصورة المستقبلية على أسطوانة ضوئية.

يحدث هذا بفضل الليزر. عندما يضرب شعاع الليزر سطح الأسطوانة الضوئية، فإنه يزيل الشحنة السالبة في هذا المكان (تصبح النقطة مشحونة بشكل متعادل). وبذلك يقوم شعاع الليزر بتكوين الصورة المستقبلية حسب الإحداثيات المحددة في البرنامج. حصريا في تلك الأماكن التي يكون فيها ذلك ضروريا.

بهذه الطريقة نحصل على الجزء المكشوف من الصورة على شكل نقاط سالبة الشحنة على سطح أسطوانة التصوير.

تطوير

بعد ذلك، يتم تطبيق مسحوق الحبر على الصورة المكشوفة على سطح أسطوانة التصوير في طبقة رقيقة باستخدام أسطوانة التطوير. تأخذ جزيئات الحبر شحنة سالبة وتشكل صورة مستقبلية على سطح الأسطوانة.

تحويل

والخطوة التالية هي نقل صورة الحبر المشحونة سالبًا من الأسطوانة إلى ورقة فارغة.

يحدث هذا عندما تتلامس أسطوانة النقل مع ورقة (تمر الورقة بين أسطوانة النقل وأسطوانة الصورة). تتمتع أسطوانة النقل بإمكانية إيجابية عالية، مما يتسبب في نقل جميع جزيئات الحبر ذات الشحنة السالبة (على شكل صورة متشكلة) إلى الورقة.

الدمج

الخطوة التالية في الطباعة بالليزر هي تثبيت صورة مسحوق الحبر على ورقة في وحدة الصهر (في الفرن).

في جوهرها، هذه هي عملية "الخبز" على الورق. تخضع ورقة الحبر، التي تمر بين الأسطوانة الحرارية وأسطوانة الضغط، للمعالجة الحرارية (درجة الحرارة والضغط)، ونتيجة لذلك يتم تثبيت الحبر على الورقة ويصبح مقاومًا للتأثيرات الميكانيكية الخارجية.

في صورتنا ترى عمودًا حراريًا وأسطوانة ضغط. يتم استخدام اللفة الحرارية في عدد من أجهزة الطباعة بالليزر. يتم استخدام مصباح الهالوجين داخل العمود الحراري، والذي يوفر التدفئة (عنصر التسخين).

وهناك نماذج أخرى من أجهزة الطباعة بالليزر، حيث يتم استخدام الفيلم الحراري بدلاً من الأسطوانة الحرارية (كعنصر تسخين). الفرق بينهما هو أن سخان الهالوجين يستغرق وقتًا أطول في التشغيل. تجدر الإشارة إلى حقيقة أن الأجهزة ذات الفيلم الحراري معرضة جدًا للتأثيرات الميكانيكية للأجسام الغريبة (مشابك الورق والدبابيس من الدباسة) على قطعة من الورق. هذا محفوف بفشل الفيلم الحراري نفسه. إنها حساسة جدًا للضرر.

تنظيف

نظرًا لأنه خلال هذه العملية برمتها، تبقى كمية صغيرة من مسحوق الحبر على سطح أسطوانة التصوير، يتم تثبيت ممسحة مطاطية (شفرة تنظيف) في الخرطوشة لتنظيف جزيئات الحبر الدقيقة المتبقية من عمود أسطوانة التصوير.

أثناء الدوران، يتم تنظيف العمود. وينتهي الأمر بالمسحوق المتبقي في سلة نفايات مسحوق الحبر.

إزالة تهمة

خلال المرحلة الأخيرة، يتلامس عمود أسطوانة التصوير مع أسطوانة الشحن. يؤدي هذا إلى حقيقة أن "خريطة" الشحنة السالبة تتم محاذاتها مرة أخرى على سطح الأسطوانة (حتى هذه النقطة، بقيت الأماكن المشحونة سلبًا والأماكن المشحونة محايدة على السطح - لقد كانا بمثابة إسقاط للصورة).

وهكذا، فإن أسطوانة الشحن تضفي مرة أخرى إمكانات سلبية موزعة بشكل موحد على سطح أسطوانة الضوء.

وبهذا تنتهي دورة طباعة ورقة واحدة.

خاتمة

وبالتالي، تتضمن تقنية الطباعة بالليزر سبع مراحل متتالية لنقل الصورة وتثبيتها على الورق. على الأجهزة الحديثة، تستغرق عملية طباعة صورة واحدة على ورق A4 بضع ثوانٍ فقط.

عند تآكل الأجزاء الداخلية، مثل الأسطوانة الضوئية أو بكرة الشحن أو العمود المغناطيسي، يتم استبدالها. هذه المكونات موجودة داخل الخرطوشة، ويمكنك رؤيتها في الصورة أعلاه. بسبب تآكل هذه العناصر، تتدهور جودة الطباعة بشكل كبير.

قليلا عن تاريخ الطباعة بالليزر

وأخيرا، قليلا عن تطور تكنولوجيا الطباعة بالليزر. والمثير للدهشة أن تقنية الطباعة بالليزر ظهرت سابقًا، على سبيل المثال، نفس تقنية الطباعة المصفوفة. اخترع تشستر كارلسون طريقة طباعة تسمى التصوير الكهربائي في عام 1938. تم استخدامه في آلات التصوير في ذلك الوقت (60-70s من القرن الماضي).

تم توجيه عملية تطوير وإنشاء أول طابعة ليزر بواسطة غاري ستاركويذر. كان موظفاً في شركة زيروكس. وكانت فكرته هي استخدام تكنولوجيا الناسخة لإنشاء طابعة.

ظهرت لأول مرة في عام 1971 أول طابعة ليزرشركة زيروكس. كان يطلق عليه نظام الطباعة الإلكترونية Xerox 9700. تم إطلاق الإنتاج التسلسلي لاحقًا - في عام 1977.

الصفحة 2 من 2

في شرط يجري النظر فيها مبدأ أجراءات والجهاز حديث الليزر الطابعات. هي تفتح مسلسل مقالات, مخلص مبادئ والمشاكل الليزر المجالس.

تتكون الصورة التي تم الحصول عليها باستخدام طابعات الليزر الحديثة (وكذلك طابعات المصفوفة وطابعات نفث الحبر) من نقاط. كلما كانت هذه النقاط أصغر وتكرر تحديد موقعها، زادت جودة الصورة. يُطلق على الحد الأقصى لعدد النقاط التي يمكن للطابعة طباعتها بشكل منفصل على قسم بحجم 1 بوصة (25.4 مم) اسم الدقة ويتم تحديدها بالنقاط في البوصة، ويمكن أن تصل الدقة إلى 1200 نقطة في البوصة أو أكثر. جودة النص المطبوع على طابعة ليزر بدقة 300 نقطة في البوصة هي تقريبًا نفس جودة الطباعة. ومع ذلك، إذا كانت الصفحة تحتوي على رسومات تحتوي على ظلال رمادية، للحصول على صورة رسومية عالية الجودة، فستحتاج إلى دقة لا تقل عن 600 نقطة في البوصة. مع دقة الطابعة البالغة 1200 نقطة في البوصة، تكون الطباعة بجودة التصوير الفوتوغرافي تقريبًا. إذا كنت بحاجة إلى طباعة عدد كبير من المستندات (على سبيل المثال، أكثر من 40 ورقة يوميًا)، فيبدو أن طابعة الليزر هي الخيار المعقول الوحيد، نظرًا لأن المعلمات القياسية بالنسبة لطابعات الليزر الشخصية الحديثة هي دقة تبلغ 600 نقطة في البوصة و سرعة الطباعة 8...12 صفحة في الدقيقة.

مبدأ تشغيل طابعة الليزر

تم تقديم طابعة الليزر لأول مرة بواسطة شركة Hewlett Packard. لقد استخدم مبدأ الرسم الكهربائي لإنشاء الصور - كما هو الحال في آلات التصوير. كان الاختلاف في طريقة التعرض: في آلات التصوير يتم ذلك باستخدام مصباح، وفي طابعات الليزر، يحل ضوء المصباح محل شعاع الليزر.

قلب طابعة الليزر هو موصل صور عضوي، يُطلق عليه غالبًا أسطوانة الطباعة أو مجرد أسطوانة. يتم استخدامه لنقل الصور على الورق. أسطوانة التصوير عبارة عن أسطوانة معدنية مغلفة بطبقة رقيقة من أشباه الموصلات الحساسة للضوء. يمكن تزويد سطح هذه الأسطوانة بشحنة موجبة أو سالبة تبقى حتى تضيء الأسطوانة. إذا تم كشف أي جزء من الأسطوانة، يصبح الطلاء موصلًا وتتدفق الشحنة بعيدًا عن المنطقة المضيئة، مما يؤدي إلى إنشاء منطقة غير مشحونة. هذه نقطة أساسية في فهم كيفية عمل طابعة الليزر.

جزء مهم آخر من الطابعة هو الليزر والنظام البصري الميكانيكي للمرايا والعدسات الذي يحرك شعاع الليزر على طول سطح الأسطوانة. يولد الليزر صغير الحجم شعاعًا رقيقًا جدًا من الضوء. ينعكس هذا الشعاع من المرايا الدوارة (عادةً رباعية السطوح أو سداسية)، ويضيء سطح أسطوانة الضوء، ويزيل شحنتها عند نقطة التعريض.

للحصول على صورة موضعية، يتم تشغيل وإيقاف الليزر باستخدام وحدة التحكم الدقيقة. تقوم المرآة الدوارة بتحويل الشعاع إلى خط من الصورة الكامنة على سطح أسطوانة الصورة.

بعد تشكيل الخط، يقوم محرك متدرج خاص بتدوير الأسطوانة لتشكيل الخط التالي. تتوافق هذه الإزاحة مع الدقة الرأسية للطابعة وتكون عادةً 1/300 أو 1/600 بوصة. إن عملية تكوين صورة كامنة على الأسطوانة تذكرنا بتكوين الصورة النقطية على شاشة التلفاز.

يتم استخدام طريقتين رئيسيتين للشحن الأولي (الأساسي) لسطح الأسطوانة الضوئية:

Ø باستخدام سلك أو شبكة رفيعة تسمى “سلك الكورونا”. الجهد العالييؤدي تطبيقه على السلك إلى ظهور منطقة متأينة مضيئة حوله تسمى الإكليل، ويمنح الأسطوانة الشحنة الساكنة اللازمة؛

Ø باستخدام مشحونة مسبقا رمح المطاط(PCR).

لذلك، يتم تشكيل صورة غير مرئية في شكل نقاط مفرغة بشكل ثابت على الأسطوانة. ماذا بعد؟

جهازخرطوشة

قبل أن نتحدث عن عملية نقل وتثبيت الصورة على الورق، دعونا نلقي نظرة على جهاز الخرطوشة لطابعة Laser Jet 5L من شركة Hewlett Packard. تحتوي هذه الخرطوشة النموذجية على جزأين رئيسيين: حجرة مخلفات الحبر وحجرة مسحوق الحبر.

العناصر الهيكلية الرئيسية لحجرة نفايات الحبر:

1 - طبل الصورة(أسطوانة موصل الصور العضوية (OPC)).إنها عبارة عن أسطوانة من الألومنيوم مطلية بمادة عضوية حساسة للضوء وموصلة للضوء (عادةً أكسيد الزنك) قادرة على الاحتفاظ بالصورة التي تم إنشاؤها بواسطة شعاع الليزر؛

2 - الفتحة أساسي تكلفة(أسطوانة الشحن الأولية (PCR)).يوفر شحنة سالبة موحدة للأسطوانة. مصنوعة من قاعدة مطاطية أو إسفنجية موصلة يتم وضعها على عمود معدني؛

3 - « الافعى» , ممسحة مطاطية, تنظيف شفرة(شفرة المساحات، شفرة التنظيف).يقوم بمسح الأسطوانة من أي مسحوق حبر متبقي لم يتم نقله إلى الورق. من الناحية الهيكلية، يتم تصنيعه على شكل إطار معدني (ختم) مع لوحة من مادة البولي يوريثين (شفرة) في النهاية؛

4 - شفرة تنظيف (استعادة شفرة). يغطي المنطقة الواقعة بين الأسطوانة وصندوق مسحوق الحبر. تقوم شفرة الاسترداد بتمرير الحبر المتبقي على الأسطوانة إلى القادوس وتمنعه من الانسكاب في الاتجاه المعاكس (من القادوس إلى الورق).

العناصر الهيكلية الرئيسية لحجرة الحبر:

1 - مغناطيسي الفتحة(الأسطوانة المطورة المغناطيسية، الأسطوانة المغناطيسية، الأسطوانة المطورة).إنه أنبوب معدني يوجد بداخله قلب مغناطيسي ثابت. ينجذب الحبر إلى العمود المغناطيسي، الذي، قبل أن يتم إمداده بالأسطوانة، يكتسب شحنة سالبة تحت تأثير الجهد المباشر أو المتناوب؛

2 - « طبيب» (شفرة الطبيب، شفرة القياس).يوفر توزيعًا موحدًا لطبقة رقيقة من التونر على الأسطوانة المغناطيسية. من الناحية الهيكلية، فهي مصنوعة على شكل إطار معدني (ختم) مع لوحة مرنة (شفرة) في النهاية؛

3 - ختم شفرة مغناطيسي الفتحة(ماج أسطوانة ختم شفرة). لوحة رفيعة تشبه في وظيفتها شفرة الاسترداد. يغطي المنطقة الواقعة بين الأسطوانة المغناطيسية وحجرة إمداد الحبر. تسمح شفرة الغلق Mag Roller بتدفق الحبر المتبقي على الأسطوانة المغناطيسية إلى الحجرة، مما يمنع الحبر من التسرب للخلف؛

4 - بنكر ل الحبر (الحبر خزان). يوجد بداخله مسحوق الحبر "العامل" الذي سيتم نقله إلى الورق أثناء عملية الطباعة. بالإضافة إلى ذلك، تم دمج منشط الحبر (Toner Agitator Bar) في القادوس - وهو إطار سلكي مصمم لخلط مسحوق الحبر؛

5 - ختم, يفحص (ختم). في الخرطوشة الجديدة (أو المجددة)، يتم إغلاق قادوس مسحوق الحبر بختم خاص يمنع انسكاب الحبر أثناء نقل الخرطوشة. تتم إزالة هذا الختم قبل الاستخدام.

مبدأ الطباعة بالليزر

تُظهر الصورة مقطعًا عرضيًا للخرطوشة. عند تشغيل الطابعة، تبدأ جميع مكونات الخرطوشة في التحرك: تصبح الخرطوشة جاهزة للطباعة. تشبه هذه العملية عملية الطباعة، ولكن لا يتم تشغيل شعاع الليزر. ثم تتوقف حركة مكونات الخرطوشة - تدخل الطابعة في حالة الاستعداد للطباعة.

بعد إرسال مستند للطباعة، تحدث العمليات التالية في خرطوشة طابعة الليزر:

شاحن طبل. تقوم أسطوانة الشحن الأساسية (PCR) بنقل الشحنة السالبة بشكل موحد إلى سطح الأسطوانة الدوارة.

معرض. يتعرض سطح الأسطوانة المشحون بشحنة سالبة لشعاع الليزر فقط في الأماكن التي سيتم تطبيق مسحوق الحبر عليها. عند تعرضه للضوء، يفقد السطح الحساس للأسطوانة شحنته السالبة جزئيًا. وهكذا يعرض الليزر للأسطوانة صورة كامنة على شكل نقاط ذات شحنة سالبة ضعيفة.

طلب الحبر. في هذه المرحلة، يتم تحويل الصورة الكامنة الموجودة على الأسطوانة إلى صورة مرئية بمساعدة مسحوق الحبر، والتي سيتم نقلها إلى الورق. ينجذب الحبر الموجود بالقرب من الأسطوانة المغناطيسية إلى سطحه تحت تأثير مجال المغناطيس الدائم الذي يتكون منه قلب الأسطوانة. عندما يدور العمود المغناطيسي، يمر الحبر عبر فتحة ضيقة مكونة من "الطبيب" والعمود. ونتيجة لذلك، فإنها تكتسب شحنة سالبة وتلتصق بتلك المناطق المكشوفة من الأسطوانة. يضمن "الطبيب" تطبيقًا موحدًا للتونر على الأسطوانة المغناطيسية.

تحويل الحبر على ورق. مع الاستمرار في التدوير، تتلامس الأسطوانة ذات الصورة المطورة مع الورق. مع الجانب المعاكسيتم ضغط الورقة على أسطوانة النقل التي تحمل شحنة موجبة. ونتيجة لذلك، تنجذب جزيئات الحبر ذات الشحنة السالبة إلى الورق، مما ينتج عنه صورة "مرشوشة" بالحبر.

الدمج الصور. يتم نقل ورقة بها صورة غير مثبتة إلى آلية التثبيت، والتي تتكون من عمودين متصلين، يتم سحب الورقة بينهما. تقوم أسطوانة الضغط السفلي بالضغط عليها مقابل أسطوانة المصهر العلوية. يتم تسخين الأسطوانة العلوية، وعندما تلامسها، تذوب جزيئات الحبر وتلتصق بالورقة.

تنظيف طبل. لا ينتقل بعض مسحوق الحبر إلى الورق ويبقى على الأسطوانة، لذا يجب تنظيفه. يتم تنفيذ هذه الوظيفة بواسطة "الأفعى". تتم إزالة كل مسحوق الحبر المتبقي على الأسطوانة بواسطة ممسحة ووضعه في صندوق نفايات مسحوق الحبر. وفي الوقت نفسه، تغطي شفرة الاسترداد المنطقة الواقعة بين الأسطوانة والقادوس، مما يمنع انسكاب مسحوق الحبر على الورق.

"محو" الصور. في هذه المرحلة، يتم "مسح" الصورة الكامنة التي أنشأها شعاع الليزر من سطح الأسطوانة. باستخدام عمود الشحن الأساسي، يتم "تغطية" سطح الأسطوانة الضوئية بالتساوي بشحنة سالبة، والتي يتم استعادتها في تلك الأماكن التي تمت إزالتها فيها جزئيًا تحت تأثير الضوء.

بدأ تاريخ طابعات الليزر في عام 1938 مع تطور تقنية الطباعة بالحبر الجاف. استخدم تشستر كارلسون، الذي كان يعمل على اختراع طريقة جديدة لنقل الصور إلى الورق، الكهرباء الساكنة. كانت هذه الطريقة تسمى "التصوير الكهربائي" واستخدمت لأول مرة من قبل شركة زيروكس، التي أصدرت آلة التصوير "أ" في عام 1949. ومع ذلك، لكي تعمل هذه الآلية، كان لا بد من إجراء بعض العمليات يدويًا. وبعد مرور عشر سنوات، تم إنشاء الطابعة زيروكس 914 الأوتوماتيكية بالكامل، والتي تعتبر النموذج الأولي لطابعات الليزر الحديثة.

جاءت فكرة "رسم" ما سيتم طباعته لاحقًا مباشرة على أسطوانة النسخ باستخدام شعاع الليزر من غاري ستاركويذر. منذ عام 1969، قامت الشركة بتطوير طابعة الليزر التسلسلية Xerox 9700 وفي عام 1977، والتي كانت تطبع بسرعة 120 صفحة في الدقيقة.

كان الجهاز كبيرًا جدًا ومكلفًا ومخصصًا للشركات والمؤسسات حصريًا. وتم تطوير أول طابعة مكتبية بواسطة كانون في عام 1982، بعد عام واحد - نموذج جديد LBP-CX. بدأت HP، نتيجة للتعاون مع Canon، في إنتاج سلسلة Laser Jet في عام 1984 واحتلت على الفور مكانة رائدة في سوق طابعات الليزر للاستخدام المنزلي.

حاليًا، يتم إنتاج أجهزة الطباعة أحادية اللون والملونة من قبل العديد من الشركات. يستخدم كل واحد منهم تقنياته الخاصة، والتي يمكن أن تختلف بشكل كبير، ولكن المبدأ العام لتشغيل طابعة الليزر هو سمة من سمات جميع الأجهزة، ويمكن تقسيم عملية الطباعة إلى خمس مراحل رئيسية.

تهمة الطبل

أسطوانة الطباعة (Optical Photoconductor، OPC) عبارة عن أسطوانة معدنية مطلية بمادة شبه موصلة حساسة للضوء يتم تكوين الصورة عليها للطباعة اللاحقة. في البداية، يتم تزويد OPC بشحنة (إيجابية أو سلبية). ويمكن القيام بذلك بإحدى الطريقتين باستخدام:

كوروترون (سلك كورونا)، أو كوروناتور؛
أسطوانة الشحن (أسطوانة الشحن الأساسية، PCR)، أو عمود الشحن.

الكوروترون عبارة عن كتلة من الأسلاك وإطار معدني حولها.

سلك كورونا عبارة عن خيوط تنجستن مطلية بالكربون أو الذهب أو البلاتين. تحت تأثير الجهد العالي، يحدث تفريغ بين السلك والإطار، وتنشأ منطقة متأينة مضيئة (الإكليل)، وينشأ مجال كهربائي ينقل شحنة ثابتة إلى أسطوانة التصوير.

عادةً ما يتم تضمين آلية في الوحدة لتنظيف السلك، حيث أن تلوثه يضعف جودة الطباعة بشكل كبير. استخدام كوروترون له عيوب معينة: يمكن أن تؤدي الخدوش وتراكم الغبار وجزيئات الحبر على الفتيل أو ثنيه إلى زيادة المجال الكهربائي في هذا المكان، وانخفاض حاد في جودة المطبوعات، وربما تلف سطح الطبل.

في الخيار الثاني، يقوم فيلم مرن مصنوع من البلاستيك المقاوم للحرارة بتغليف الهيكل الداعم بعنصر تسخين بداخله. تعتبر هذه التكنولوجيا أقل موثوقية وتستخدم في الطابعات المخصصة للشركات الصغيرة والاستخدام المنزلي، حيث لا يتوقع تحميل المعدات الثقيلة. لمنع التصاق الورقة بالموقد ولفها حول العمود، يتم توفير شريط به فواصل ورقية.

طباعة ملونه

تُستخدم أربعة ألوان أساسية لتكوين صورة ملونة:

أسود،
أصفر،
أرجواني،
أزرق.

تتم الطباعة على نفس مبدأ أبيض وأسود، ولكن أولا تقوم الطابعة بتقسيم الصورة التي يجب الحصول عليها إلى صور أحادية اللون لكل لون. أثناء التشغيل، تقوم خراطيش الألوان بنقل تصميماتها إلى الورق، ويعطي تركيبها على بعضها البعض النتيجة النهائية. هناك نوعان من تقنيات الطباعة الملونة.

تمرير متعدد

تستخدم هذه الطريقة حاملًا وسيطًا - بكرة أو شريط نقل مسحوق الحبر. في دورة واحدة، يتم تطبيق أحد الألوان على الشريط، ثم يتم تغذية خرطوشة أخرى إلى الموقع المطلوب ويتم تركيب الثانية فوق الصورة الأولى. في أربع تمريرات، يتم تشكيل صورة كاملة على الوسط الوسيط ونقلها إلى الورق. سرعة طباعة الصور الملونة في الطابعات التي تستخدم هذه التقنية أبطأ بأربع مرات من الطابعات أحادية اللون.

مسار واحد

تتضمن الطابعة مجموعة من أربع آليات طباعة منفصلة تحتها الادارة العامة. تصطف الخراطيش الملونة والسوداء، وكل منها مزود بوحدة ليزر منفصلة وبكرة نقل، ويتم تمرير الورق أسفل الأسطوانات، ليجمع الصور الأربعة أحادية اللون بالتسلسل. فقط بعد ذلك تدخل الورقة إلى الفرن، حيث يتم تثبيت الحبر على الورقة.

استمتع بالكتابة.

تعد طابعات الليزر أقل استهلاكًا للورق من الطابعات النافثة للحبر على سبيل المثال، كما أن تكلفة طباعة صفحة واحدة وثيقة نصيةلهم أقل عدة مرات. في الوقت نفسه، فإن النماذج غير المكلفة من طابعات الليزر وطابعات LED أحادية اللون قادرة بالفعل على المنافسة في السعر مع الطابعات الملونة عالية الجودة. الطابعات النافثة للحبر.

تم تصميم معظم طابعات الليزر المتوفرة في السوق للطباعة بالأبيض والأسود؛ تعد طابعات الليزر الملونة باهظة الثمن وتستهدف مستخدمي الشركات.

تطبع طابعات الليزر على أي ورق سميك (من 60 جم/م2) بسرعة 6 إلى... (هذا الرقم في تزايد مستمر) ورقة في الدقيقة (جزء في المليون – صفحة في الدقيقة)، بينما يمكن أن تصل الدقة إلى 1200 نقطة في البوصة أو أكثر . جودة النص المطبوع على طابعة ليزر بدقة 300 نقطة في البوصة هي تقريبًا نفس جودة الطباعة. ومع ذلك، إذا كانت الصفحة تحتوي على رسومات تحتوي على تدرجات اللون الرمادي، فيجب الحصول على جودة عالية صورة بيانيةستكون هناك حاجة إلى دقة لا تقل عن 600 نقطة في البوصة. مع دقة الطابعة البالغة 1200 نقطة في البوصة، تكون الطباعة تقريبًا جودة التصوير الفوتوغرافي. إذا كنت بحاجة إلى طباعة عدد كبير من المستندات (على سبيل المثال، أكثر من 40 ورقة يوميًا)، فيبدو أن طابعة الليزر هي الخيار المعقول الوحيد، نظرًا لأن المعلمات القياسية بالنسبة لطابعات الليزر الشخصية الحديثة هي دقة تبلغ 600 نقطة في البوصة و سرعة الطباعة 8...12 صفحة في الدقيقة.

مبدأ تشغيل طابعة الليزر

أرز. 1. جهاز طابعة الليزر

قلب طابعة الليزر عبارة عن أسطوانة موصلة للضوء (موصل صور عضوي)، والتي تسمى غالبًا أسطوانة الطباعة أو مجرد أسطوانة. يتم استخدامه لنقل الصور على الورق. أسطوانة التصوير عبارة عن أسطوانة معدنية مغلفة بطبقة رقيقة من أشباه الموصلات الحساسة للضوء. يمكن تزويد سطح هذه الأسطوانة بشحنة موجبة أو سالبة تبقى حتى تضيء الأسطوانة. إذا تم كشف أي جزء من الأسطوانة، يصبح الطلاء موصلًا وتتدفق الشحنة بعيدًا عن المنطقة المضيئة، مما يؤدي إلى إنشاء منطقة غير مشحونة. هذه نقطة أساسية في فهم كيفية عمل طابعة الليزر.

يتم استخدام طريقتين رئيسيتين للشحن الأولي (الأساسي) لسطح الأسطوانة الضوئية:
باستخدام سلك أو شبكة رفيعة تسمى "سلك الكورونا". يخلق الجهد العالي المطبق على السلك منطقة متأينة متوهجة حوله، تسمى الإكليل، ويمنح الأسطوانة الشحنة الساكنة اللازمة؛
باستخدام الأسطوانة المطاطية المشحونة مسبقًا (PCR).

لذلك، يتم تشكيل صورة غير مرئية في شكل نقاط مفرغة بشكل ثابت على الأسطوانة. ماذا بعد؟

تصميم الخرطوشة

قبل أن نتحدث عن عملية نقل وتثبيت الصورة على الورق، دعونا نلقي نظرة على جهاز الخرطوشة لطابعة Laser Jet 5L من شركة Hewlett Packard. تحتوي هذه الخرطوشة النموذجية على جزأين رئيسيين:
حجرة نفايات الحبر وحجرة الحبر.

العناصر الهيكلية الرئيسية لحجرة نفايات الحبر (الشكل 2):

1 – أسطوانة موصل الصور العضوية (OPC). إنها عبارة عن أسطوانة من الألومنيوم مطلية بمادة عضوية حساسة للضوء وموصلة للضوء (عادةً أكسيد الزنك) قادرة على الاحتفاظ بالصورة التي تم إنشاؤها بواسطة شعاع الليزر؛

2 – أسطوانة الشحن الأولية (PCR). يوفر شحنة سالبة موحدة للأسطوانة. مصنوعة من قاعدة مطاطية أو إسفنجية موصلة يتم وضعها على عمود معدني؛

3 – “الممسحة”، ممسحة مطاطية، شفرة التنظيف (شفرة المساحات، شفرة التنظيف). يقوم بمسح الأسطوانة من أي مسحوق حبر متبقي لم يتم نقله إلى الورق. من الناحية الهيكلية، يتم تصنيعه على شكل إطار معدني (ختم) مع لوحة من مادة البولي يوريثين (شفرة) في النهاية؛

4 – شفرة الاسترداد. يغطي المنطقة الواقعة بين الأسطوانة وصندوق مسحوق الحبر. تقوم شفرة الاسترداد بتمرير الحبر المتبقي على الأسطوانة إلى القادوس وتمنعه من الانسكاب في الاتجاه المعاكس (من القادوس إلى الورق).

العناصر الهيكلية الرئيسية لحجرة الحبر (انظر الشكل 3):

1 – العمود المغناطيسي (البكر المطور المغناطيسي، الرول المغناطيسي، الرول المطور). إنه أنبوب معدني يوجد بداخله قلب مغناطيسي ثابت. ينجذب الحبر إلى الأسطوانة المغناطيسية، والتي، قبل أن يتم إمدادها بالأسطوانة، تكتسب شحنة سالبة تحت تأثير الجهد المباشر أو المتناوب؛

2 – “دكتور” (شفرة الطبيب، شفرة القياس). يوفر توزيعًا موحدًا لطبقة رقيقة من التونر على الأسطوانة المغناطيسية. من الناحية الهيكلية، فهي مصنوعة على شكل إطار معدني (ختم) مع لوحة مرنة (شفرة) في النهاية؛

3 – شفرة الختم الدوارة ماج. لوحة رفيعة تشبه في وظيفتها شفرة الاسترداد. يغطي المنطقة الواقعة بين الأسطوانة المغناطيسية وحجرة إمداد الحبر. تسمح شفرة الغلق Mag Roller بتدفق الحبر المتبقي على الأسطوانة المغناطيسية إلى الحجرة، مما يمنع الحبر من التسرب للخلف؛

4 – خزان الحبر . يوجد بداخله مسحوق الحبر "العامل" الذي سيتم نقله إلى الورق أثناء عملية الطباعة. بالإضافة إلى ذلك، تم دمج منشط الحبر (Toner Agitator Bar) في القادوس - وهو إطار سلكي مصمم لخلط مسحوق الحبر؛

5- الختم، الشيك (الختم). في الخرطوشة الجديدة (أو المجددة)، يتم إغلاق قادوس مسحوق الحبر بختم خاص يمنع انسكاب الحبر أثناء نقل الخرطوشة. تتم إزالة هذا الختم قبل الاستخدام.

مبدأ الطباعة بالليزر

في التين. يوضح الشكل 4 عرضًا مقطعيًا للخرطوشة. عند تشغيل الطابعة، تبدأ جميع مكونات الخرطوشة في التحرك: تصبح الخرطوشة جاهزة للطباعة. تشبه هذه العملية عملية الطباعة، ولكن لا يتم تشغيل شعاع الليزر. ثم تتوقف حركة مكونات الخرطوشة - تدخل الطابعة في حالة الاستعداد.

أرز. 4. عرض مقطعي للخرطوشة

بعد إرسال مستند للطباعة، تحدث العمليات التالية في خرطوشة طابعة الليزر:
شحن الأسطوانة (الشكل 5). تقوم أسطوانة الشحن الأساسية (PCR) بنقل الشحنة السالبة بشكل موحد إلى سطح الأسطوانة الدوارة.

أرز. 5. شحن الأسطوانة

التعرض (الشكل 6). يتعرض سطح الأسطوانة المشحون بشحنة سالبة لشعاع الليزر فقط في الأماكن التي سيتم تطبيق مسحوق الحبر عليها. عند تعرضه للضوء، يفقد السطح الحساس للأسطوانة شحنته السالبة جزئيًا. وهكذا يعرض الليزر للأسطوانة صورة كامنة على شكل نقاط ذات شحنة سالبة ضعيفة.

أرز. 6. التعرض

وضع التونر (الشكل 7). في هذه المرحلة، يتم تحويل الصورة الكامنة الموجودة على الأسطوانة إلى صورة مرئية بمساعدة مسحوق الحبر، والتي سيتم نقلها إلى الورق. ينجذب الحبر الموجود بالقرب من الأسطوانة المغناطيسية إلى سطحه تحت تأثير مجال المغناطيس الدائم الذي يتكون منه قلب الأسطوانة. عندما يدور العمود المغناطيسي، يمر الحبر عبر فتحة ضيقة مكونة من "الطبيب" والعمود. ونتيجة لذلك، فإنها تكتسب شحنة سالبة وتلتصق بتلك المناطق المكشوفة من الأسطوانة. يضمن "الطبيب" تطبيقًا موحدًا للتونر على الأسطوانة المغناطيسية.

أرز. 7. تطبيق التونر

نقل الحبر إلى الورق (الشكل 8). مع الاستمرار في التدوير، تتلامس الأسطوانة ذات الصورة المطورة مع الورق. وعلى الجانب الخلفي، يتم ضغط الورقة على أسطوانة النقل التي تحمل شحنة موجبة. ونتيجة لذلك، تنجذب جزيئات الحبر ذات الشحنة السالبة إلى الورق، مما ينتج عنه صورة "مرشوشة" بالحبر.

أرز. 8. نقل الحبر إلى الورق

إصلاح الصورة (الشكل 9). يتم نقل ورقة ذات صورة فضفاضة إلى آلية التثبيت، والتي تتكون من عمودين متصلين، يتم سحب الورقة بينهما. تقوم أسطوانة الضغط السفلي بالضغط عليها مقابل أسطوانة المصهر العلوية. يتم تسخين الأسطوانة العلوية، وعندما تلامسها، تذوب جزيئات الحبر وتلتصق بالورقة.

أرز. 9. قم بتثبيت الصورة

تنظيف الأسطوانة (الشكل 10). لا ينتقل بعض مسحوق الحبر إلى الورق ويبقى على الأسطوانة، لذا يجب تنظيفه. يتم تنفيذ هذه الوظيفة بواسطة "الأفعى". تتم إزالة كل مسحوق الحبر المتبقي على الأسطوانة بواسطة ممسحة ووضعه في صندوق نفايات مسحوق الحبر. وفي الوقت نفسه، تغطي شفرة الاسترداد المنطقة الواقعة بين الأسطوانة والقادوس، مما يمنع انسكاب مسحوق الحبر على الورق.

أرز. 10. تنظيف الأسطوانة

"محو" الصورة (الشكل 11). في هذه المرحلة، يتم "مسح" الصورة الكامنة التي أنشأها شعاع الليزر من سطح الأسطوانة. باستخدام عمود الشحن الأساسي، يتم "تغطية" سطح الأسطوانة الضوئية بالتساوي بشحنة سالبة، والتي يتم استعادتها في تلك الأماكن التي تمت إزالتها فيها جزئيًا تحت تأثير الضوء.

شعبية في الفئة: