1 الهيكل الداخلي للطابعة الليزرية
يتكون الهيكل الداخلي للطابعة الليزرية من أربعة أجزاء رئيسية، كما هو موضح في الشكل 2-13.
الشكل 2-13 الهيكل الداخلي للطابعة الليزرية
(1) وحدة الليزر: تصدر شعاع ليزر بمعلومات نصية لفضح الأسطوانة الحساسة للضوء.
(2) وحدة تغذية الورق: التحكم في دخول الورق إلى الطابعة في الوقت المناسب وخروجه من الطابعة.
(3) وحدة التحميض: قم بتغطية الجزء المكشوف من الأسطوانة الحساسة للضوء بالحبر لتكوين صورة يمكن رؤيتها بالعين المجردة، ثم انقلها إلى سطح الورق.
(4) وحدة التثبيت: يتم إذابة الحبر الذي يغطي سطح الورق وتثبيته بقوة على الورق باستخدام الضغط والتسخين.
2 مبدأ عمل الطابعة الليزرية
طابعة الليزر هي جهاز إخراج يجمع بين تقنية المسح الضوئي بالليزر وتقنية التصوير الإلكتروني. تختلف وظائف طابعات الليزر باختلاف طرازاتها، إلا أن تسلسل العمل ومبدأ العمل واحد.
إذا أخذنا طابعات الليزر القياسية من HP كمثال، فإن تسلسل العمل يكون على النحو التالي.
(1) عندما يرسل المستخدم أمر طباعة إلى الطابعة من خلال نظام تشغيل الكمبيوتر، يتم أولاً تحويل المعلومات الرسومية المراد طباعتها إلى معلومات ثنائية من خلال برنامج تشغيل الطابعة، وأخيرًا يتم إرسالها إلى لوحة التحكم الرئيسية.
(2) تستقبل لوحة التحكم الرئيسية المعلومات الثنائية التي يرسلها برنامج التشغيل وتفسرها، وتضبطها على شعاع الليزر، وتتحكم في إصدار جزء الليزر للضوء وفقًا لهذه المعلومات. في الوقت نفسه، يتم شحن سطح الأسطوانة الحساسة للضوء بواسطة جهاز الشحن. ثم يُولّد جزء المسح الضوئي بالليزر شعاع ليزر بمعلومات بيانية لكشف الأسطوانة الحساسة للضوء. بعد التعرض، تتشكل صورة كامنة كهروستاتيكية على سطح أسطوانة الحبر.
(3) بعد ملامسة خرطوشة الحبر لنظام التحميض، تصبح الصورة الكامنة رسومات مرئية. عند مرورها عبر نظام النقل، ينتقل الحبر إلى الورق تحت تأثير المجال الكهربائي لجهاز النقل.
(4) بعد اكتمال النقل، يلامس الورق سن المنشار المُبدِّد للكهرباء، فيُفرِّغ الشحنة الكهربائية من الورق إلى الأرض. وأخيرًا، يدخل نظام التثبيت عالي الحرارة، حيث تُدمج الرسومات والنصوص التي يُشكِّلها الحبر في الورق.
(5) بعد طباعة المعلومات الرسومية، يقوم جهاز التنظيف بإزالة الحبر غير المنقول، ويدخل دورة العمل التالية.
تحتاج جميع عمليات العمل المذكورة أعلاه إلى المرور عبر سبع خطوات: الشحن، والتعرض، والتطوير، والنقل، وإزالة الطاقة، والإصلاح، والتنظيف.
1>. الشحنة
لجعل الأسطوانة الحساسة للضوء تمتص الحبر وفقًا للمعلومات الرسومية، يجب شحن الأسطوانة الحساسة للضوء أولاً.
تتوفر حاليًا طريقتان لشحن الطابعات في السوق، الأولى هي الشحن التاجي والثانية هي شحن الأسطوانة، ولكل منهما خصائصها.
شحن كورونا هو طريقة شحن غير مباشرة تستخدم الركيزة الموصلة للأسطوانة الحساسة للضوء كقطب كهربائي، ويُوضع سلك معدني رفيع جدًا بالقرب من الأسطوانة الحساسة للضوء كقطب كهربائي آخر. عند النسخ أو الطباعة، يُطبق جهد كهربائي عالي جدًا على السلك، وتُشكل المساحة المحيطة بالسلك مجالًا كهربائيًا قويًا. تحت تأثير المجال الكهربائي، تتدفق الأيونات التي لها نفس قطبية سلك كورونا إلى سطح الأسطوانة الحساسة للضوء. نظرًا لأن المستقبل الضوئي على سطح الأسطوانة الحساسة للضوء يتمتع بمقاومة عالية في الظلام، فلن تتدفق الشحنة بعيدًا، وبالتالي سيستمر الجهد السطحي للأسطوانة الحساسة للضوء في الارتفاع. عندما يرتفع الجهد إلى أعلى جهد قبول، تنتهي عملية الشحن. عيب طريقة الشحن هذه هو سهولة توليد الإشعاع والأوزون.
شحن أسطوانات الشحن هو طريقة شحن تلامسية، لا تتطلب جهد شحن عاليًا، وهي صديقة للبيئة نسبيًا. لذلك، تستخدم معظم طابعات الليزر أسطوانات شحن للشحن.
دعونا نأخذ عملية شحن أسطوانة الشحن كمثال لفهم عملية العمل الكاملة للطابعة الليزرية.
أولاً، يُولّد جزء دائرة الجهد العالي جهدًا عاليًا، يُشحن سطح الأسطوانة الحساسة للضوء بشحنة سالبة موحدة عبر مُكوّن الشحن. بعد دوران الأسطوانة الحساسة للضوء وأسطوانة الشحن بشكل متزامن لدورة واحدة، يُشحن سطح الأسطوانة الحساسة للضوء بالكامل بشحنة سالبة موحدة، كما هو موضح في الشكل 2-14.
الشكل 2-14 مخطط تخطيطي للشحن
2>. التعرض
يتم التعريض الضوئي حول أسطوانة حساسة للضوء، تُعرَّض بشعاع ليزر. سطح الأسطوانة الحساسة للضوء عبارة عن طبقة حساسة للضوء، تُغطي سطح موصل سبيكة الألومنيوم، وموصله مؤرض.
الطبقة الحساسة للضوء هي مادة حساسة للضوء، تتميز بأنها موصلة للكهرباء عند تعرضها للضوء، وعازلة قبل التعرض. قبل التعرض، تُشحن الشحنة الموحدة بواسطة جهاز الشحن، وبعد تعريضها للضوء، تتحول المنطقة المُشععة سريعًا إلى موصل كهربائي، وتنتقل مع موصل سبائك الألومنيوم، فتُطلق الشحنة إلى الأرض لتكوين منطقة النص على ورق الطباعة. أما المنطقة غير المُشععة بالليزر فتحتفظ بشحنتها الأصلية، مُشكلةً مساحة فارغة على ورق الطباعة. ولأن صورة الحرف هذه غير مرئية، تُسمى صورة كامنة كهروستاتيكية.
تم تركيب مستشعر إشارة متزامنة في الماسح الضوئي. وظيفة هذا المستشعر هي ضمان اتساق مسافة المسح، مما يُمكّن شعاع الليزر المُشعّ على سطح الأسطوانة الحساسة للضوء من تحقيق أفضل تأثير تصوير.
يُصدر مصباح الليزر شعاع ليزر يحمل معلومات حرفية، ويسقط على المنشور العاكس متعدد الأوجه الدوار، الذي يعكس شعاع الليزر على سطح الأسطوانة الحساسة للضوء عبر مجموعة العدسات، مما يؤدي إلى مسح الأسطوانة الحساسة للضوء أفقيًا. يُشغّل المحرك الرئيسي الأسطوانة الحساسة للضوء باستمرار، مما يُمكّن مصباح الليزر من مسحها رأسيًا. يوضح الشكل 2-15 مبدأ التعريض.
الشكل 2-15 مخطط تخطيطي للتعرض
3>. التنمية
التطوير هو عملية استخدام مبدأ تنافر الشحنات الكهربائية بين الجنسين وتجاذبها بين الجنسين لتحويل الصورة الكامنة الكهروستاتيكية غير المرئية للعين المجردة إلى رسومات مرئية. يوجد جهاز مغناطيسي في وسط الأسطوانة المغناطيسية (يُطلق عليه أيضًا اسم الأسطوانة المغناطيسية المطورة، أو الأسطوانة المغناطيسية اختصارًا)، ويحتوي مسحوق الحبر في علبة المسحوق على مواد مغناطيسية يمكن للمغناطيس امتصاصها، لذا يجب أن ينجذب مسحوق الحبر إلى المغناطيس الموجود في وسط الأسطوانة المغناطيسية المطورة.
عندما تدور الأسطوانة الحساسة للضوء إلى الموضع الذي تكون فيه على اتصال بالأسطوانة المغناطيسية النامية، فإن الجزء من سطح الأسطوانة الحساسة للضوء الذي لا يتعرض للإشعاع بالليزر له نفس قطبية الحبر، ولن يمتص الحبر؛ في حين أن الجزء الذي يتعرض للإشعاع بالليزر له نفس قطبية الحبر على العكس من ذلك، وفقًا لمبدأ تنافر الجنس نفسه وجذب الجنس الآخر، يتم امتصاص الحبر على سطح الأسطوانة الحساسة للضوء حيث يتم تشعيع الليزر، ثم يتم تشكيل رسومات الحبر المرئية على السطح، كما هو موضح في الشكل 2-16.
الشكل 2-16 مخطط مبدأ التطوير
4>. الطباعة المنقولة
عند نقل الحبر إلى محيط ورق الطباعة باستخدام الأسطوانة الحساسة للضوء، يوجد جهاز نقل على ظهر الورقة لتطبيق ضغط عالٍ عليه. ولأن جهد جهاز النقل أعلى من جهد منطقة التعرض للأسطوانة الحساسة للضوء، تنتقل الرسومات والنصوص التي يُكوّنها الحبر إلى ورق الطباعة تحت تأثير المجال الكهربائي لجهاز الشحن، كما هو موضح في الشكل 2-17. تظهر الرسومات والنصوص على سطح ورق الطباعة، كما هو موضح في الشكل 2-18.
الشكل 2-17 مخطط تخطيطي للطباعة المنقولة (1)
الشكل 2-18 مخطط تخطيطي للطباعة المنقولة (2)
5>. تبديد الكهرباء
عند نقل صورة الحبر إلى ورق الطباعة، لا يغطي الحبر سوى سطح الورق، مما يُتلف بنية الصورة التي يُشكلها الحبر بسهولة أثناء نقل ورق الطباعة. لضمان سلامة صورة الحبر قبل التثبيت، تمر الصورة بعد النقل عبر جهاز إزالة الشحنات الساكنة. وظيفته هي إزالة الاستقطاب، وتحييد جميع الشحنات، وجعل الورق محايدًا، مما يسمح بدخول الورق إلى وحدة التثبيت بسلاسة، وضمان جودة الطباعة الناتجة. كما هو موضح في الشكل 2-19.
الشكل 2-19 مخطط تخطيطي لإزالة الطاقة
6>. التثبيت
التسخين والتثبيت هي عملية تطبيق الضغط والتسخين على صورة الحبر الممتصة على ورق الطباعة لإذابة الحبر وغمره في ورق الطباعة لتشكيل رسم ثابت على سطح الورق.
المكون الرئيسي للحبر هو الراتنج، ونقطة انصهار الحبر حوالي 100°ج، ودرجة حرارة أسطوانة التسخين لوحدة التثبيت حوالي 180°C.
أثناء عملية الطباعة، عندما تصل درجة حرارة وحدة التثبيت إلى درجة حرارة محددة مسبقًا تبلغ حوالي 180 درجة مئوية°ج- عندما يمر الورق الممتص للحبر عبر الفجوة بين أسطوانة التسخين (الأسطوانة العلوية) وأسطوانة الضغط المطاطية (الأسطوانة السفلية)، تكتمل عملية الصهر. تُسخّن درجة الحرارة العالية المتولدة الحبر، مما يُذيبه على الورق، مُشكّلاً صورةً ونصًا متماسكين، كما هو موضح في الشكل 2-20.
الشكل 2-20 مخطط مبدأ التثبيت
لأن سطح أسطوانة التسخين مطلي بطبقة يصعب التصاقها بالحبر، فلن يلتصق الحبر بسطح أسطوانة التسخين بسبب ارتفاع درجة الحرارة. بعد التثبيت، يُفصل ورق الطباعة عن أسطوانة التسخين بواسطة مخلب الفصل، ويُرسل إلى الطابعة عبر أسطوانة تغذية الورق.
تتمثل عملية التنظيف في كشط الحبر الموجود على الأسطوانة الحساسة للضوء والذي لم يتم نقله من سطح الورق إلى سلة حبر النفايات.
أثناء عملية النقل، لا يمكن نقل صورة الحبر الموجودة على الأسطوانة الحساسة للضوء بالكامل إلى الورق. إذا لم تُنظف، سينتقل الحبر المتبقي على سطح الأسطوانة الحساسة للضوء إلى دورة الطباعة التالية، مما يُتلف الصورة الناتجة، مما يؤثر على جودة الطباعة.
تتم عملية التنظيف باستخدام مكشطة مطاطية، وظيفتها تنظيف الأسطوانة الحساسة للضوء قبل دورة الطباعة التالية. بفضل مقاومة شفرة مكشطة التنظيف المطاطية للتآكل ومرونتها، تُشكّل الشفرة زاوية قطع مع سطح الأسطوانة الحساسة للضوء. عند دوران الأسطوانة الحساسة للضوء، تُكشط المكشطة مسحوق الحبر الموجود على السطح في حاوية مسحوق الحبر المُهدر، كما هو موضح في الشكل 2-21.
الشكل 2-21 مخطط تخطيطي لعملية التنظيف
وقت النشر: ٢٠ فبراير ٢٠٢٣