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El principio de funcionamiento de una impresora láser Samsung. El mundo de los periféricos para PC. Principios de la impresión en color.

Hoy quiero hablar de dispositivo y principio de funcionamiento impresora laser . Todo el mundo está familiarizado con este dispositivo, pero pocos conocen el principio de funcionamiento y las causas de su mal funcionamiento. En este artículo intentaré explicar claramente el principio de funcionamiento de las "impresoras láser" y, en artículos posteriores, sobre el mal funcionamiento de las impresoras láser, el motivo de su aparición y cómo solucionarlo.

Dispositivo de impresora láser

El funcionamiento de cualquier impresora láser moderna se basa en energía fotoeléctrica.principio xerografía. Según este método, todas las impresoras láser se componen estructuralmente de tres partes principales (conjuntos):

- Unidad de saneamiento láser.

- Unidad de transferencia de imágenes.

- Unidad de fijación de imágenes.

La unidad de transferencia de imágenes generalmente significa un cartucho de impresora láser y un rodillo de transferencia de carga (Transferirrodillo) en la propia impresora. Hablaremos más sobre la estructura del cartucho láser más adelante, pero en este artículo solo consideraremos el principio de funcionamiento. También cabe señalar que en lugar del escaneo láser en algunas impresoras (principalmente OKІ» ) Se utiliza escaneo LED. Realiza las funcionesmiSin embargo, los LED sólo desempeñan la función de un láser.

Por ejemplo, considere impresora laser HP LaserJet 1200 (Figura 1). El modelo tiene bastante éxito y ha demostrado su larga vida útil, comodidad y fiabilidad.

Imprimimos sobre algún material (principalmente papel), y la unidad de alimentación de papel se encarga de enviarlo a la “boca” de la impresora. Como regla general, se divide en dos tipos que son estructuralmente diferentes entre sí. Mecanismo de alimentación de la bandeja inferior, se llama - Bandeja 1, y mecanismo de alimentación desde arriba(bypass) - Bandeja 2. A pesar de las diferencias de diseño en su composición, tienen (ver Fig.3):

- Rodillo de recogida de papel- necesario para introducir papel en la impresora,

- Pastilla de freno y bloque separador Se requiere separar y recoger solo una hoja de papel.

Directamente involucrado en la formación de imágenes. cartucho de impresora(Figura 4) y unidad de escaneo láser.

Un cartucho de impresora láser consta de tres elementos principales (ver Fig. 4):

fotocilindro,

eje de precarga,

Eje magnético.

fotocilindro

fotocilindro(SRO- orgánicofotoconductortambor), o también fotoconductor, es un eje de aluminio recubierto con una fina capa de material fotosensible, que además está cubierto con una capa protectora. Anteriormente, los fotocilindros se fabricaban a base de selenio, por lo que también se les llamaba ejes de selenio, ahora están hechos de compuestos orgánicos fotosensibles, pero su antiguo nombre todavía se usa ampliamente.

Propiedad principal fotocilindro– cambiar la conductividad bajo la influencia de la luz. ¿Qué significa? Si se le da alguna carga al fotocilindro, permanecerá cargado durante bastante tiempo, pero si su superficie está iluminada, en los lugares donde está iluminada, la conductividad del fotorrecubrimiento aumenta bruscamente (la resistencia disminuye), la carga " fluye” desde la superficie del fotocilindro a través de la capa interna conductora y en este lugar aparecerá un área con carga neutra.

Arroz. 2 Impresora láser HP 1200 sin tapa.

Los números indican: 1 - Cartucho; 2 - Unidad de transferencia de imágenes; 3 - Unidad de fijación de imágenes (estufa).

Arroz. 3 Unidad de alimentación de papelBandeja 2 , vista desde atrás s.

1 - Rodillo de recogida de papel; 2 - Plataforma de frenado (franja azul) con separador (no visible en la foto); 3 - Rodillo de transferencia de carga (transferirrodillo), transmitiendo El papel tiene carga estática.

Arroz. 4 Cartuchos de impresora láser en estado desmontado.

1- Fotocilindro; 2- Eje de precarga; 3- Eje magnético.

Proceso de superposición de imágenes.

Fotocilindro que utiliza un eje de precarga (PCR) recibe una carga inicial (positiva o negativa). La cantidad de carga en sí está determinada por la configuración de impresión de la impresora. Una vez cargado el fotocilindro, el rayo láser pasa sobre la superficie del fotocilindro giratorio y las áreas iluminadas del fotocilindro quedan cargadas de forma neutra. Estas áreas neutras corresponden a la imagen deseada.

La unidad de escaneo láser consta de:

Láser semiconductor con lente de enfoque,
- Espejo giratorio en el motor,
- Grupos de lentes formadoras,
- Espejos.

Arroz. 5 Unidad de escaneo láser sin cubierta.

1,2 - Láser semiconductor con lente de enfoque.; 3- espejo giratorio; 4- Grupo de lentes formadoras.; 5- Espejo.

El tambor tiene contacto directo. eje magnético metro (Magnéticorodillo), que suministra tóner desde la tolva del cartucho al cilindro fotográfico.

El eje magnético es un cilindro hueco con un revestimiento conductor, en cuyo interior se inserta una varilla de imán permanente. El tóner ubicado en la tolva es atraído hacia el eje magnético bajo la influencia del campo magnético del núcleo y una carga suministrada adicionalmente, cuyo valor también está determinado por la configuración de impresión de la impresora. Esto determina la densidad de la impresión futura. Desde el eje magnético, bajo la influencia de la electrostática, el tóner se transfiere a la imagen formada por el láser en la superficie del fotocilindro, ya que tiene una carga inicial; es atraído hacia las áreas neutras del fotocilindro y repelido de igual manera. los cargados. Esta es la imagen que necesitamos.

Vale la pena señalar aquí dos mecanismos principales para crear una imagen. La mayoría de las impresoras (HP,Canon, fotocopia) se utiliza un tóner con carga positiva, que permanece solo en las superficies neutras del fotocilindro, es decir, el láser ilumina solo aquellas áreas donde debe estar la imagen. En este caso, el fotocilindro está cargado negativamente. El segundo mecanismo (utilizado en impresorasEpson, Kyocera, Hermano) es el uso de un sintonizador cargado negativamente, y el láser descarga áreas del fotocilindro donde no debería haber tóner. El fotocilindro recibe inicialmente una carga positiva y el tóner cargado negativamente es atraído hacia las áreas cargadas positivamente del fotocilindro. Así, en el primer caso se obtiene una representación más fina de los detalles, y en el segundo, un relleno más denso y uniforme. Conociendo estas características, podrá elegir con mayor precisión una impresora para resolver sus problemas (imprimir texto o imprimir bocetos).

Antes de hacer contacto con el fotocilindro, el papel también recibe una carga estática (positiva o negativa) mediante el rodillo de transferencia de carga (Transferirrodillo). Esta carga estática hace que el tóner se transfiera del fotocilindro al papel durante el contacto. Inmediatamente después de esto, el neutralizador de carga estática elimina esta carga del papel, lo que elimina la atracción del papel hacia el fotocilindro.

Virador

Ahora tenemos que decir algunas palabras sobre el tóner. Virador es un polvo finamente disperso que consta de bolas de polímero recubiertas con una capa de material magnético. El sintonizador de color también contiene tintes. Cada empresa en sus modelos de impresoras, multifunción y fotocopiadoras utiliza tóners originales que se diferencian por dispersión, imánnortecolumna vertebral y propiedades físicas. Por lo tanto, bajo ninguna circunstancia debe recargar cartuchos con tóner aleatorio, de lo contrario puede arruinar muy rápidamente su impresora o MFP (probado por experiencia).

Si después de pasar el papel por la unidad de escaneo láser retiramos el papel de la impresora, veremos una imagen ya formada, que puede destruirse fácilmente al tacto.

Unidad de fijación de imágenes o “estufa”

Para que la imagen sea duradera necesita arreglar. Congelando la imagen ocurre con la ayuda de aditivos incluidos en el tóner que tienen un cierto punto de fusión. El tercer elemento principal de la impresora láser es responsable de fijar la imagen (Fig.6): unidad de fijación de imágenes o “estufa”. Desde un punto de vista físico, la fijación se realiza presionando tóner fundido en la estructura del papel y luego solidificándolo, lo que confiere a la imagen durabilidad y buena resistencia a las influencias externas.

Arroz. 6 Unidad de fijación de imágenes o estufa. En la parte superior está la vista montada, en la parte inferior con la tira separadora de papel retirada.

1 - Película térmica; 2 - eje de presión; 3 - Barra separadora de papel.

Arroz. 7 Elemento calefactor y película térmica.

Estructuralmente, la "estufa" puede constar de dos ejes: el superior, dentro del cual se encuentra un elemento calefactor, y el eje inferior, necesario para presionar el tóner derretido en el papel. En la impresora HP 1200 en cuestión, la “estufa” consta de películas térmicas(Fig. 7): un material especial, flexible y resistente al calor, dentro del cual hay un elemento calefactor y un rodillo de presión inferior, que presiona el papel gracias a un resorte de soporte. Monitoriza la temperatura de la película térmica. sensor de temperatura(termistor). Al pasar entre la película térmica y el rodillo de presión, en los puntos de contacto con la película térmica, el papel se calienta hasta aproximadamente 200° C.˚ . A esta temperatura, el tóner se derrite y se presiona en forma líquida para darle la textura del papel. Para evitar que el papel se pegue al film térmico, existen separadores de papel a la salida del horno.

Esto es lo que realmente vimos: "como funciona una impresora". Este conocimiento nos ayudará en el futuro a descubrir las causas de las averías y eliminarlas. Pero en ningún caso debes entrar tú mismo a la impresora si no estás seguro de poder arreglarla, esto solo empeorará las cosas. Es mejor no ahorrar dinero, sino confiar este asunto a profesionales, porque comprar una impresora nueva le costará mucho más.

Incluye siete operaciones secuenciales para crear una imagen determinada en una hoja de papel. Este es un proceso muy interesante y tecnológico que se puede dividir en dos etapas principales: aplicar la imagen y arreglarla. La primera etapa está asociada con el funcionamiento del cartucho, la segunda tiene lugar en la unidad de fusión (horno). Como resultado, en cuestión de segundos obtenemos la imagen que nos interesa en una hoja de papel blanca.

Entonces, ¿qué ocurre en tan poco tiempo en la impresora? Resolvamos esto.

Cargar

Recordemos que el tóner es una sustancia finamente dispersa (5-30 micras), y sus partículas aceptan muy fácilmente cualquier carga eléctrica.

En el cartucho, el rodillo de carga asegura una transferencia uniforme de carga negativa al fototambor. Esto sucede cuando el rodillo de carga se presiona contra el fototambor y, al girar en una dirección (mientras imparte uniformemente una carga estática negativa al fototambor), hace que gire en la otra.

Por tanto, la superficie del fototambor tiene una carga negativa distribuida uniformemente sobre el área.

Exhibición

En el siguiente proceso, la imagen futura se expone en un fotodrum.

Esto sucede gracias a un láser. Cuando un rayo láser incide en la superficie del fototambor, elimina la carga negativa de este lugar (el punto queda cargado de forma neutra). De este modo, el rayo láser forma la imagen futura según las coordenadas especificadas en el programa. Exclusivamente en aquellos lugares donde sea necesario.

De esta manera obtenemos la parte expuesta de la imagen en forma de puntos cargados negativamente en la superficie del fotodrum.

Desarrollo

A continuación, se aplica tóner a la imagen expuesta en la superficie del fototambor en una capa fina y uniforme utilizando un rodillo de revelado. Las partículas de tóner adquieren una carga negativa y forman una imagen futura en la superficie del tambor.

Transferir

El siguiente paso es transferir la imagen del tóner cargado negativamente desde el tambor a una hoja de papel en blanco.

Esto ocurre cuando el rodillo de transferencia entra en contacto con una hoja de papel (la hoja pasa entre el rodillo de transferencia y el tambor de imagen). El rodillo de transferencia tiene un alto potencial positivo, lo que hace que todas las partículas de tóner cargadas negativamente (en forma de imagen formada) se transfieran a la hoja de papel.

Consolidación

El siguiente paso en la impresión láser es fijar la imagen del tóner en una hoja de papel en una unidad de fusión (en el horno).

En esencia, este es el proceso de “hornear” sobre papel. Una lámina de tóner, que pasa entre un rodillo térmico y un rodillo de presión, se somete a un tratamiento termobárico (temperatura y presión), como resultado del cual el tóner se fija en la lámina y se vuelve resistente a las influencias mecánicas externas.

En nuestra imagen se ve un eje térmico y un rodillo de presión. El rollo térmico se utiliza en varios dispositivos de impresión láser. Dentro del eje térmico se utiliza una lámpara halógena que proporciona calefacción (elemento calefactor).

Existen otros modelos de dispositivos de impresión láser, donde se utiliza una película térmica en lugar de un rodillo térmico (como elemento calefactor). La diferencia entre ellos es que el calentador halógeno tarda más en funcionar. Vale la pena señalar el hecho de que los dispositivos con película térmica son muy susceptibles a las influencias mecánicas de objetos extraños (clips, grapas de una grapadora) en una hoja de papel. Esto está plagado de fallos de la propia película térmica. Ella es muy sensible al daño.

Limpieza

Dado que durante todo este proceso queda una pequeña cantidad de tóner en la superficie del fototambor, se instala una escobilla de goma (cuchilla de limpieza) en el cartucho para limpiar las micropartículas residuales de tóner del eje del fototambor.

A medida que gira, se limpia el eje. El polvo residual acaba en el contenedor de tóner usado.

Eliminando carga

Durante la última etapa, el eje del fototambor entra en contacto con el rodillo de carga. Esto lleva al hecho de que el "mapa" de carga negativa se alinea nuevamente en la superficie del tambor (hasta este punto, tanto los lugares con carga negativa como los con carga neutra permanecían en la superficie; eran la proyección de la imagen).

Por tanto, el rodillo de carga imparte nuevamente un potencial negativo distribuido uniformemente a la superficie del fototambor.

Esto finaliza el ciclo de impresión de una hoja.

Conclusión

Así, la tecnología de impresión láser incluye siete etapas sucesivas de transferencia y fijación de una imagen en papel. En los dispositivos modernos, este proceso de imprimir una imagen en papel A4 lleva sólo unos segundos.

Cuando se reemplazan las piezas internas desgastadas, como el fototambor, el rodillo de carga o el eje magnético. Estos componentes están ubicados dentro del cartucho y puedes verlos en la imagen de arriba. Debido al desgaste de estos elementos, la calidad de impresión se deteriora significativamente.

Un poco sobre la historia de la impresión láser.

Y finalmente, un poco sobre el desarrollo de la tecnología de impresión láser. Sorprendentemente, la tecnología de impresión láser apareció antes, por ejemplo, la misma tecnología de impresión matricial. Chester Carlson inventó un método de impresión llamado electrografía en 1938. Se utilizó en fotocopiadoras de la época (años 60-70 del siglo pasado).

El desarrollo y la creación de la primera impresora láser estuvieron a cargo de Gary Starkweather. Era empleado de Xerox. Su idea era utilizar la tecnología de fotocopiadora para crear una impresora.

Apareció por primera vez en 1971. primera impresora láser Empresa Xerox. Se llamó Sistema de impresión electrónica Xerox 9700. La producción en serie se inició más tarde, en 1977.

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EN artículo está siendo considerado principio comportamiento y dispositivo moderno láser impresoras. Ella abre serie artículos, dedicado principios y problemas láser tableros.

La imagen obtenida con impresoras láser modernas (así como impresoras matriciales y de inyección de tinta) consta de puntos. Cuanto más pequeños sean estos puntos y más frecuentemente se encuentren, mayor será la calidad de la imagen. La cantidad máxima de puntos que una impresora puede imprimir por separado en una sección de 1 pulgada (25,4 mm) se llama resolución y se caracteriza en puntos por pulgada, y la resolución puede ser de 1200 ppp o más. La calidad del texto impreso en una impresora láser con una resolución de 300 ppp es aproximadamente la misma que la tipográfica. Sin embargo, si la página contiene dibujos que contienen tonos de gris, para obtener una imagen gráfica de alta calidad necesitará una resolución de al menos 600 ppp. Con una resolución de impresora de 1200 ppp, la impresión tiene una calidad casi fotográfica. Si necesita imprimir una gran cantidad de documentos (por ejemplo, más de 40 hojas por día), una impresora láser parece ser la única opción razonable, ya que para las impresoras láser personales modernas los parámetros estándar son una resolución de 600 ppp y una velocidad de impresión de 8...1 2 páginas por minuto.

PRINCIPIO DE FUNCIONAMIENTO DE UNA IMPRESORA LÁSER

La impresora láser fue presentada por primera vez por Hewlett Packard. Utilizaba el principio electrográfico de creación de imágenes, al igual que en las fotocopiadoras. La diferencia estaba en el método de exposición: en las fotocopiadoras se utiliza una lámpara, y en las impresoras láser, la luz de la lámpara reemplaza al rayo láser.

El corazón de una impresora láser es un fotoconductor orgánico, a menudo llamado tambor de impresión o simplemente tambor. Se utiliza para transferir imágenes al papel. El fototambor es un cilindro metálico recubierto con una fina película de semiconductor fotosensible. La superficie de dicho cilindro puede estar provista de una carga positiva o negativa, que permanece hasta que se ilumina el tambor. Si alguna parte del tambor queda expuesta, el recubrimiento se vuelve conductor y la carga se aleja del área iluminada, creando una zona sin carga. Este es un punto clave para entender cómo funciona una impresora láser.

Otra parte importante de la impresora es el láser y el sistema óptico-mecánico de espejos y lentes que mueve el rayo láser a lo largo de la superficie del tambor. El láser de pequeño tamaño genera un haz de luz muy fino. Este haz, que se refleja en espejos giratorios (generalmente tetraédricos o hexagonales), ilumina la superficie del fotodrum y elimina su carga en el punto de exposición.

Para obtener una imagen puntual, el láser se enciende y apaga mediante un microcontrolador de control. El espejo giratorio convierte el haz en una línea de imagen latente en la superficie del fotodrum.

Una vez formada una línea, un motor paso a paso especial hace girar el tambor para formar la siguiente. Este desplazamiento corresponde a la resolución vertical de la impresora y suele ser de 1/300 o 1/600 de pulgada. El proceso de formación de una imagen latente en un tambor recuerda a la formación de una trama en la pantalla de un monitor de televisión.

Se utilizan dos métodos principales de carga preliminar (primaria) de la superficie del fotocilindro:

Ø utilizando un alambre fino o malla llamada “alambre corona”. Alto voltaje, aplicado al cable, provoca la aparición de una zona luminosa ionizada a su alrededor, que se denomina corona, y confiere al tambor la carga estática necesaria;

Ø usando precargado eje de goma(PCR).

Así, se forma en el tambor una imagen invisible en forma de puntos descargados estáticamente. ¿Que sigue?

DISPOSITIVOCARTUCHO

Antes de hablar sobre el proceso de transferencia y fijación de una imagen en papel, veamos el dispositivo del cartucho para la impresora Laser Jet 5L de Hewlett Packard. Este cartucho típico tiene dos compartimentos principales: el compartimento de tóner residual y el compartimento de tóner.

Principales elementos estructurales del compartimento de tóner residual:

1 - Tambor de imagen(Tambor fotoconductor orgánico (OPC)). Se trata de un cilindro de aluminio recubierto de un material orgánico fotosensible y fotoconductor (normalmente óxido de zinc) que es capaz de retener la imagen creada por el rayo láser;

2 - Eje primario cargar(Rodillo de carga primaria (PCR)). Proporciona una carga negativa uniforme al tambor. Hecho de una base de goma o espuma conductora aplicada a un eje de metal;

3 - « Víbora» , enjugador de goma, limpieza cuchilla(Escobilla limpiadora, escobilla limpiadora). Limpia el tambor de cualquier resto de tóner que no se haya transferido al papel. Estructuralmente, se realiza en forma de marco de metal (estampado) con una placa de poliuretano (hoja) al final;

4 - Cuchilla limpieza (Recuperación Cuchilla). Cubre el área entre el tambor y la caja de tóner residual. La cuchilla de recuperación pasa el tóner restante en el tambor a la tolva y evita que se derrame en la dirección opuesta (de la tolva al papel).

Principales elementos estructurales del compartimento de tóner:

1 - Magnético eje(Rodillo revelador magnético, rodillo magnético, rodillo revelador). Es un tubo de metal dentro del cual se encuentra un núcleo magnético estacionario. El tóner es atraído por el eje magnético que, antes de ser suministrado al tambor, adquiere una carga negativa bajo la influencia de un voltaje continuo o alterno;

2 - « Doctor» (Hoja doctora, hoja dosificadora). Proporciona una distribución uniforme de una fina capa de tóner sobre el rodillo magnético. Estructuralmente, tiene la forma de un marco de metal (estampado) con una placa flexible (cuchilla) en el extremo;

3 - Sellando cuchilla magnético eje(Revista Rodillo Sellando Cuchilla). Una placa delgada de función similar a la Recovery Blade. Cubre el área entre el rodillo magnético y el compartimiento de suministro de tóner. La hoja de sellado del rodillo magnético permite que el tóner restante en el rodillo magnético fluya hacia el compartimento, evitando que el tóner se escape hacia atrás;

4 - Búnker Para virador (Virador Reservorio). En su interior se encuentra el tóner “de trabajo”, que se transferirá al papel durante el proceso de impresión. Además, en la tolva hay un activador de tóner (barra agitadora de tóner): un marco de alambre diseñado para mezclar tóner;

5 - Sello, controlar (Sello). En un cartucho nuevo (o regenerado), la tolva de tóner está sellada con un sello especial que evita que el tóner se derrame durante el transporte del cartucho. Este sello se retira antes de su uso.

PRINCIPIO DE IMPRESIÓN LÁSER

La imagen muestra una sección transversal del cartucho. Cuando la impresora se enciende, todos los componentes del cartucho comienzan a moverse: el cartucho está preparado para imprimir. Este proceso es similar al proceso de impresión, pero el rayo láser no se enciende. Luego, el movimiento de los componentes del cartucho se detiene y la impresora pasa al estado lista para imprimir.

Después de enviar un documento para imprimir, se producen los siguientes procesos en el cartucho de la impresora láser:

Cargador tambor. El rodillo de carga primaria (PCR) transfiere uniformemente una carga negativa a la superficie del tambor giratorio.

Exhibición. La superficie cargada negativamente del tambor está expuesta al rayo láser solo en aquellos lugares donde se aplicará el tóner. Cuando se expone a la luz, la superficie fotosensible del tambor pierde parcialmente su carga negativa. Así, el láser expone al tambor una imagen latente en forma de puntos con una carga negativa debilitada.

Solicitud virador. En esta etapa, la imagen latente en el tambor se convierte en una imagen visible con la ayuda de tóner, que se transferirá al papel. El tóner situado cerca del rodillo magnético es atraído hacia su superficie bajo la influencia del campo del imán permanente del que está hecho el núcleo del rodillo. Cuando el eje magnético gira, el tóner pasa a través de una ranura estrecha formada por el "doctor" y el eje. Como resultado, adquiere una carga negativa y se adhiere a aquellas zonas del tambor que quedaron expuestas. "Doctor" garantiza una aplicación uniforme del tóner sobre el rodillo magnético.

Transferir virador en papel. Al continuar girando, el tambor con la imagen revelada entra en contacto con el papel. CON reverso el papel se presiona contra el rodillo de transferencia, que lleva una carga positiva. Como resultado, las partículas de tóner cargadas negativamente son atraídas hacia el papel, lo que produce una imagen "salpicada" de tóner.

Consolidación Imágenes. Una hoja de papel con una imagen no fijada se mueve a un mecanismo de fijación, que consta de dos ejes en contacto, entre los cuales se tira del papel. El rodillo de presión inferior lo presiona contra el rodillo del fusor superior. El rodillo superior se calienta y, cuando lo toca, las partículas de tóner se derriten y se adhieren al papel.

Limpieza tambor. Parte del tóner no se transfiere al papel y permanece en el tambor, por lo que es necesario limpiarlo. Esta función la realiza la “víbora”. Todo el tóner restante en el tambor se elimina mediante un limpiador y se deposita en el contenedor de tóner residual. Al mismo tiempo, la cuchilla de recuperación cubre el área entre el tambor y la tolva, evitando que el tóner se derrame sobre el papel.

"Borrar" Imágenes. En esta etapa, la imagen latente creada por el rayo láser se "borra" de la superficie del tambor. Utilizando el eje de carga primaria, la superficie del fotodrum se "cubre" uniformemente con una carga negativa, que se restablece en aquellos lugares donde se eliminó parcialmente bajo la influencia de la luz.

La historia de las impresoras láser comenzó en 1938 con el desarrollo de la tecnología de impresión con tinta seca. Chester Carlson, trabajando en la invención de una nueva forma de transferir imágenes al papel, utilizó electricidad estática. El método se llamó electrografía y fue utilizado por primera vez por la corporación Xerox, que lanzó la fotocopiadora Modelo A en 1949. Sin embargo, para que este mecanismo funcionara, ciertas operaciones debían realizarse manualmente. Diez años más tarde, se creó la Xerox 914 totalmente automática, considerada el prototipo de las impresoras láser modernas.

La idea de "dibujar" con un rayo láser lo que luego se imprimiría directamente en el tambor de copia vino de Gary Starkweather. Desde 1969, la empresa ha estado desarrollando y en 1977 lanzó la impresora láser en serie Xerox 9700, que imprimió a una velocidad de 120 páginas por minuto.

El dispositivo era muy grande, caro y estaba destinado exclusivamente a empresas e instituciones. Y la primera impresora de escritorio fue desarrollada por Canon en 1982, un año después: nuevo modelo LBP-CX. HP, como resultado de la cooperación con Canon, comenzó la producción de la serie Laser Jet en 1984 e inmediatamente tomó una posición de liderazgo en el mercado de impresoras láser para uso doméstico.

Actualmente, muchas corporaciones producen dispositivos de impresión monocromáticos y en color. Cada uno de ellos utiliza sus propias tecnologías, que pueden variar significativamente, pero el principio general de funcionamiento de una impresora láser es típico de todos los dispositivos y el proceso de impresión se puede dividir en cinco etapas principales.

carga de tambor

El tambor de impresión (Fotoconductor óptico, OPC) es un cilindro metálico recubierto con un semiconductor fotosensible sobre el que se forma una imagen para su posterior impresión. Inicialmente, el OPC recibe una carga (positiva o negativa). Esto se puede hacer de dos maneras usando:

corotrón (Corona Wire), o coronador;
rodillo de carga (Rodillo de carga primaria, PCR) o eje de carga.

Un corotrón es un bloque de alambre y una estructura de metal a su alrededor.

El alambre corona es un filamento de tungsteno recubierto de carbono, oro o platino. Bajo la influencia de alto voltaje, se produce una descarga entre el cable y el marco, se crea un área ionizada luminosa (corona) y un campo eléctrico que transfiere una carga estática al fototambor.

Por lo general, se incorpora un mecanismo en la unidad que limpia el cable, ya que su contaminación afecta en gran medida la calidad de la impresión. El uso de un corotrón tiene ciertas desventajas: los rayones, la acumulación de polvo, las partículas de tóner en el filamento o su flexión pueden provocar un aumento del campo eléctrico en este lugar, una fuerte disminución en la calidad de las impresiones y posiblemente daños en la superficie del el tambor.

En la segunda opción, una película flexible hecha de un plástico especial resistente al calor envuelve la estructura de soporte con un elemento calefactor en su interior. La tecnología se considera menos confiable y se utiliza en impresoras para pequeñas empresas y uso doméstico, donde no se esperan cargas pesadas de equipos. Para evitar que la lámina se pegue a la estufa y se retuerza alrededor del eje, se proporciona una tira con separadores de papel.

Impresión en color

Se utilizan cuatro colores primarios para formar una imagen en color:

negro,
amarillo,
púrpura,
azul.

La impresión se realiza según el mismo principio que en blanco y negro, pero primero la impresora divide la imagen que se debe obtener en imágenes monocromáticas para cada color. Durante el funcionamiento, los cartuchos de color transfieren sus diseños al papel y su superposición entre sí da el resultado final. Existen dos tecnologías de impresión en color.

multipaso

Este método utiliza un soporte intermedio: un rodillo o una cinta de transferencia de tóner. En una revolución, se aplica uno de los colores a la cinta, luego se alimenta otro cartucho en la ubicación deseada y el segundo se superpone encima de la primera imagen. En cuatro pasadas, se forma una imagen completa en el medio intermedio y se transfiere al papel. La velocidad de impresión de imágenes en color en impresoras que utilizan esta tecnología es cuatro veces más lenta que la monocromática.

pase único

La impresora incluye un complejo de cuatro mecanismos de impresión separados bajo administración General. Los cartuchos de color y negro están alineados, cada uno con una unidad láser y un rodillo de transferencia separados, y el papel pasa por debajo de los tambores, recogiendo secuencialmente las cuatro imágenes monocromáticas. Sólo después de esto la hoja entra en el horno, donde el tóner se fija al papel.

Diviértete escribiendo.

Las impresoras láser exigen menos papel que, por ejemplo, las impresoras de inyección de tinta, y el coste de imprimir una página Documento de texto el suyo es varias veces menor. Al mismo tiempo, los modelos económicos de impresoras monocromáticas láser y LED ya pueden competir en precio con las impresoras en color de alta calidad. impresoras de inyección de tinta.

La mayoría de las impresoras láser del mercado están diseñadas para imprimir en blanco y negro; Las impresoras láser a color son bastante caras y están dirigidas a usuarios corporativos.

Las impresoras láser imprimen en cualquier papel grueso (desde 60 g/m2) a una velocidad de 6 a... (esta cifra crece constantemente) hojas por minuto (ppm – páginas por minuto), mientras que la resolución puede ser de 1200 ppp o más. . La calidad del texto impreso en una impresora láser con una resolución de 300 ppp es aproximadamente la misma que la tipográfica. Sin embargo, si la página contiene dibujos que contienen gradaciones de color gris, para obtener alta calidad imagen grafica Se requerirá una resolución de al menos 600 ppp. Con una resolución de impresora de 1200 ppp, la impresión es casi calidad fotográfica. Si necesita imprimir una gran cantidad de documentos (por ejemplo, más de 40 hojas por día), una impresora láser parece ser la única opción razonable, ya que para las impresoras láser personales modernas los parámetros estándar son una resolución de 600 ppp y una velocidad de impresión de 8...12 páginas por minuto.

PRINCIPIO DE FUNCIONAMIENTO DE UNA IMPRESORA LÁSER

Arroz. 1. Dispositivo de impresora láser

El corazón de una impresora láser es un cilindro fotoconductor (fotoconductor orgánico), que a menudo se denomina tambor de impresión o simplemente tambor. Se utiliza para transferir imágenes al papel. El fototambor es un cilindro metálico recubierto con una fina película de semiconductor fotosensible. La superficie de dicho cilindro puede estar provista de una carga positiva o negativa, que permanece hasta que se ilumina el tambor. Si alguna parte del tambor queda expuesta, el recubrimiento se vuelve conductor y la carga se aleja del área iluminada, creando una zona sin carga. Este es un punto clave para entender cómo funciona una impresora láser.

Se utilizan dos métodos principales de carga preliminar (primaria) de la superficie del fotocilindro:
utilizando un alambre o malla delgada llamada "alambre corona". El alto voltaje aplicado al cable crea un área ionizada brillante a su alrededor, llamada corona, y le da al tambor la carga estática necesaria;
utilizando un rodillo de goma precargado (PCR).

Así, se forma en el tambor una imagen invisible en forma de puntos descargados estáticamente. ¿Que sigue?

DISEÑO DE CARTUCHO

Antes de hablar sobre el proceso de transferencia y fijación de una imagen en papel, veamos el dispositivo del cartucho para la impresora Laser Jet 5L de Hewlett Packard. Este cartucho típico tiene dos compartimentos principales:
compartimento de tóner residual y compartimento de tóner.

Los principales elementos estructurales del compartimento de tóner residual (Fig.2):

1 – Tambor fotoconductor orgánico (OPC). Se trata de un cilindro de aluminio recubierto de un material orgánico fotosensible y fotoconductor (normalmente óxido de zinc) que es capaz de retener la imagen creada por el rayo láser;

2 – Rodillo de Carga Primaria (PCR). Proporciona una carga negativa uniforme al tambor. Hecho de una base de goma o espuma conductora aplicada a un eje de metal;

3 – “Wiper”, escobilla de goma, cuchilla de limpieza (Wiper Blade, Cleaning Blade). Limpia el tambor de cualquier resto de tóner que no se haya transferido al papel. Estructuralmente, se realiza en forma de marco de metal (estampado) con una placa de poliuretano (hoja) al final;

4 – Hoja de recuperación. Cubre el área entre el tambor y la caja de tóner residual. La cuchilla de recuperación pasa el tóner restante en el tambor a la tolva y evita que se derrame en la dirección opuesta (de la tolva al papel).

Los principales elementos estructurales del compartimento de tóner (ver Fig.3):

1 – Eje magnético (Rodillo revelador magnético, Rodillo magnético, Rodillo revelador). Es un tubo de metal dentro del cual se encuentra un núcleo magnético estacionario. El tóner es atraído por el rodillo magnético que, antes de ser suministrado al tambor, adquiere una carga negativa bajo la influencia de un voltaje continuo o alterno;

2 – “Doctor” (hoja doctora, hoja dosificadora). Proporciona una distribución uniforme de una fina capa de tóner sobre el rodillo magnético. Estructuralmente, tiene la forma de un marco de metal (estampado) con una placa flexible (cuchilla) en el extremo;

3 – Hoja de sellado del rodillo magnético. Una placa delgada de función similar a la Recovery Blade. Cubre el área entre el rodillo magnético y el compartimiento de suministro de tóner. La hoja de sellado del rodillo magnético permite que el tóner restante en el rodillo magnético fluya hacia el compartimento, evitando que el tóner se escape hacia atrás;

4 – Depósito de tóner. En su interior se encuentra el tóner “de trabajo”, que se transferirá al papel durante el proceso de impresión. Además, en la tolva hay un activador de tóner (barra agitadora de tóner): un marco de alambre diseñado para mezclar tóner;

5 – Sello, revisar (Sello). En un cartucho nuevo (o regenerado), la tolva de tóner está sellada con un sello especial que evita que el tóner se derrame durante el transporte del cartucho. Este sello se retira antes de su uso.

PRINCIPIO DE IMPRESIÓN LÁSER

En la Fig. La figura 4 muestra una vista en sección del cartucho. Cuando la impresora se enciende, todos los componentes del cartucho comienzan a moverse: el cartucho está preparado para imprimir. Este proceso es similar al proceso de impresión, pero el rayo láser no se enciende. Luego, el movimiento de los componentes del cartucho se detiene y la impresora entra en el estado Lista.

Arroz. 4. Vista en sección del cartucho.

Después de enviar un documento para imprimir, se producen los siguientes procesos en el cartucho de la impresora láser:
Carga del tambor (Fig. 5). El rodillo de carga primaria (PCR) transfiere uniformemente una carga negativa a la superficie del tambor giratorio.

Arroz. 5. Cargando el tambor

Exposición (Fig. 6). La superficie cargada negativamente del tambor está expuesta al rayo láser solo en aquellos lugares donde se aplicará el tóner. Cuando se expone a la luz, la superficie fotosensible del tambor pierde parcialmente su carga negativa. Así, el láser expone al tambor una imagen latente en forma de puntos con una carga negativa debilitada.

Arroz. 6. Exposición

Aplicar tóner (Fig. 7). En esta etapa, la imagen latente en el tambor se convierte en una imagen visible con la ayuda de tóner, que se transferirá al papel. El tóner situado cerca del rodillo magnético es atraído hacia su superficie bajo la influencia del campo del imán permanente del que está hecho el núcleo del rodillo. Cuando el eje magnético gira, el tóner pasa a través de una ranura estrecha formada por el "doctor" y el eje. Como resultado, adquiere una carga negativa y se adhiere a aquellas zonas del tambor que quedaron expuestas. "Doctor" garantiza una aplicación uniforme del tóner sobre el rodillo magnético.

Arroz. 7. Aplicar tóner

Transferencia de tóner al papel (Fig. 8). Al continuar girando, el tambor con la imagen revelada entra en contacto con el papel. En el reverso, el papel se presiona contra el rodillo de transferencia, que lleva una carga positiva. Como resultado, las partículas de tóner cargadas negativamente son atraídas hacia el papel, lo que produce una imagen "salpicada" de tóner.

Arroz. 8. Transferir tóner al papel

Fijación de la imagen (Fig. 9). Una hoja de papel con una imagen suelta se traslada a un mecanismo de fijación, que consta de dos ejes en contacto, entre los cuales se tira del papel. El rodillo de presión inferior lo presiona contra el rodillo del fusor superior. El rodillo superior se calienta y, cuando lo toca, las partículas de tóner se derriten y se adhieren al papel.

Arroz. 9. Fija la imagen

Limpieza del tambor (Fig. 10). Parte del tóner no se transfiere al papel y permanece en el tambor, por lo que es necesario limpiarlo. Esta función la realiza la “víbora”. Todo el tóner restante en el tambor se elimina mediante un limpiador y se deposita en el contenedor de tóner residual. Al mismo tiempo, la cuchilla de recuperación cubre el área entre el tambor y la tolva, evitando que el tóner se derrame sobre el papel.

Arroz. 10. Limpieza del tambor

“Borrar” la imagen (Fig. 11). En esta etapa, la imagen latente creada por el rayo láser se "borra" de la superficie del tambor. Utilizando el eje de carga primaria, la superficie del fotodrum se "cubre" uniformemente con una carga negativa, que se restablece en aquellos lugares donde se eliminó parcialmente bajo la influencia de la luz.

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