ما هو الهيكل الداخلي لطابعة الليزر؟ اشرح بالتفصيل نظام ومبدأ عمل طابعة الليزر

1 الهيكل الداخلي لطابعة الليزر

يتكون الهيكل الداخلي لطابعة الليزر من أربعة أجزاء رئيسية، كما هو موضح في الشكل 2-13.

الشكل 2-13 الهيكل الداخلي لطابعة الليزر

(1) وحدة الليزر: تبعث شعاع ليزر مع معلومات نصية لكشف الأسطوانة الحساسة للضوء.

(2) وحدة تغذية الورق: التحكم بالورق لإدخاله إلى الطابعة في الوقت المناسب والخروج من الطابعة.

(3) وحدة التطوير: تغطية الجزء المكشوف من الأسطوانة الحساسة بالحبر لتكوين صورة يمكن رؤيتها بالعين المجردة، ونقلها إلى سطح الورقة.

(4) وحدة التثبيت: يتم إذابة الحبر الذي يغطي سطح الورقة وتثبيته بقوة على الورقة باستخدام الضغط والتسخين.

2 مبدأ عمل الطابعة الليزرية

طابعة الليزر هي جهاز إخراج يجمع بين تقنية المسح بالليزر وتقنية التصوير الإلكتروني. تتميز طابعات الليزر بوظائف مختلفة بسبب اختلاف الطرازات، ولكن تسلسل العمل والمبدأ هو نفسه.

إذا أخذنا طابعات الليزر القياسية من HP كمثال، فإن تسلسل العمل يكون كما يلي.

(1) عندما يرسل المستخدم أمر طباعة إلى الطابعة من خلال نظام تشغيل الكمبيوتر، يتم تحويل المعلومات الرسومية المراد طباعتها أولاً إلى معلومات ثنائية من خلال برنامج تشغيل الطابعة، ثم يتم إرسالها أخيرًا إلى لوحة التحكم الرئيسية.

(2) تقوم لوحة التحكم الرئيسية باستقبال وتفسير المعلومات الثنائية التي يرسلها السائق، وضبطها حسب شعاع الليزر، والتحكم في جزء الليزر لإصدار الضوء وفقًا لهذه المعلومات. وفي الوقت نفسه، يتم شحن سطح الأسطوانة الحساسة بواسطة جهاز الشحن. ثم يتم إنشاء شعاع الليزر مع المعلومات الرسومية بواسطة جزء المسح بالليزر لكشف الأسطوانة الحساسة للضوء. تتشكل صورة كامنة إلكتروستاتيكية على سطح أسطوانة الحبر بعد التعرض لها.

(3) بعد اتصال خرطوشة الحبر بالنظام قيد التطوير، تصبح الصورة الكامنة عبارة عن رسومات مرئية. عند المرور عبر نظام النقل، يتم نقل الحبر إلى الورق تحت تأثير المجال الكهربائي لجهاز النقل.

(4) بعد اكتمال النقل، تلامس الورقة سن المنشار الذي يبدد الكهرباء، وتقوم بتفريغ الشحنة الموجودة على الورقة إلى الأرض. وأخيرًا، يدخل في نظام تثبيت درجة الحرارة العالية، ويتم دمج الرسومات والنصوص التي يشكلها الحبر في الورقة.

(5) بعد طباعة المعلومات الرسومية، يقوم جهاز التنظيف بإزالة الحبر غير المنقول، ويدخل في دورة العمل التالية.

يجب أن تمر جميع عمليات العمل المذكورة أعلاه عبر سبع خطوات: الشحن، والتعرض، والتطوير، والنقل، وإزالة الطاقة، والإصلاح، والتنظيف.

1>. تكلفة

لجعل الأسطوانة الحساسة للضوء تمتص الحبر وفقًا للمعلومات الرسومية، يجب شحن الأسطوانة الحساسة أولاً.

توجد حاليًا طريقتان لشحن الطابعات في السوق، إحداهما شحن كورونا والأخرى شحن الأسطوانة، وكلاهما لهما خصائصهما.

شحن كورونا هو طريقة شحن غير مباشرة تستخدم الركيزة الموصلة للأسطوانة الحساسة للضوء كقطب كهربائي، ويتم وضع سلك معدني رفيع جدًا بالقرب من الأسطوانة الحساسة مثل القطب الآخر. عند النسخ أو الطباعة، يتم تطبيق جهد كهربائي عالي جدًا على السلك، وتشكل المساحة المحيطة بالسلك مجالًا كهربائيًا قويًا. تحت تأثير المجال الكهربائي، تتدفق الأيونات التي لها نفس قطبية سلك الإكليل إلى سطح الأسطوانة الحساسة للضوء. نظرًا لأن المستقبل الضوئي الموجود على سطح الأسطوانة الحساسة يتمتع بمقاومة عالية في الظلام، فلن تتدفق الشحنة بعيدًا، وبالتالي فإن إمكانات سطح الأسطوانة الحساسة ستستمر في الارتفاع. عندما ترتفع الإمكانية إلى أعلى إمكانات القبول، تنتهي عملية الشحن. عيب طريقة الشحن هذه هو أنه من السهل توليد الإشعاع والأوزون.

شحن أسطوانة الشحن هو طريقة شحن تلامسية، ولا تتطلب جهد شحن عاليًا وهي صديقة للبيئة نسبيًا. ولذلك، تستخدم معظم طابعات الليزر بكرات الشحن للشحن.

لنأخذ شحن أسطوانة الشحن كمثال لفهم عملية العمل الكاملة لطابعة الليزر.

أولاً، يقوم جزء الدائرة ذات الجهد العالي بتوليد جهد عالي، والذي يشحن سطح الأسطوانة الحساسة بالكهرباء السلبية المنتظمة من خلال مكون الشحن. بعد أن تدور الأسطوانة الحساسة للضوء وأسطوانة الشحن بشكل متزامن لدورة واحدة، يتم شحن كامل سطح الأسطوانة الحساسة للضوء بشحنة سالبة موحدة، كما هو موضح في الشكل 2-14.

الشكل 2-14 رسم تخطيطي للشحن

2>. التعرض

يتم إجراء التعريض حول أسطوانة حساسة للضوء، والتي يتم تعريضها بواسطة شعاع الليزر. سطح الأسطوانة الحساسة للضوء عبارة عن طبقة حساسة للضوء، وتغطي الطبقة الحساسة للضوء سطح موصل سبائك الألومنيوم، ويتم تأريض موصل سبائك الألومنيوم.

الطبقة الحساسة للضوء هي مادة حساسة للضوء، وتتميز بكونها موصلة للضوء عند تعرضها للضوء، وعازلة قبل التعرض لها. قبل التعرض، يتم شحن الشحنة الموحدة بواسطة جهاز الشحن، وسيصبح المكان المشعع بعد تشعيعه بالليزر موصلًا سريعًا وموصلًا مع موصل سبائك الألومنيوم، لذلك يتم إطلاق الشحنة على الأرض لتشكيل منطقة النص على ورق الطباعة. المكان الذي لم يتم تعريضه للإشعاع بالليزر لا يزال يحتفظ بالشحنة الأصلية، مما يشكل مساحة فارغة على ورق الطباعة. وبما أن صورة الشخصية هذه غير مرئية، فإنها تسمى صورة كامنة إلكتروستاتيكية.

يتم أيضًا تثبيت مستشعر إشارة متزامن في الماسح الضوئي. تتمثل وظيفة هذا المستشعر في التأكد من أن مسافة المسح متسقة بحيث يمكن لشعاع الليزر المشع على سطح الأسطوانة الحساسة أن يحقق أفضل تأثير للتصوير.

يصدر مصباح الليزر شعاع ليزر بمعلومات شخصية، يضيء على المنشور العاكس الدوار متعدد الأوجه، ويعكس المنشور العاكس شعاع الليزر إلى سطح الأسطوانة الحساسة من خلال مجموعة العدسات، وبالتالي مسح الأسطوانة الحساسة أفقيًا. يقوم المحرك الرئيسي بتشغيل الأسطوانة الحساسة للضوء للتدوير المستمر لتحقيق المسح الرأسي للأسطوانة الحساسة بواسطة مصباح انبعاث الليزر. يظهر مبدأ التعريض في الشكل 2-15.

الشكل 2-15 رسم تخطيطي للتعرض

3>. تطوير

التطوير هو عملية استخدام مبدأ التنافر بين نفس الجنس وجذب الجنس الآخر للشحنات الكهربائية لتحويل الصورة الكهروستاتيكية الكامنة غير المرئية بالعين المجردة إلى رسومات مرئية. يوجد جهاز مغناطيسي في وسط الأسطوانة المغناطيسية (وتسمى أيضًا الأسطوانة المغناطيسية النامية، أو الأسطوانة المغناطيسية للاختصار)، ويحتوي التونر الموجود في صندوق المسحوق على مواد مغناطيسية يمكن أن يمتصها المغناطيس، لذلك يجب جذب التونر بواسطة المغناطيس الموجود في وسط الأسطوانة المغناطيسية النامية.

عندما تدور الأسطوانة الحساسة للضوء إلى الموضع الذي تتلامس فيه مع الأسطوانة المغناطيسية النامية، فإن جزء سطح الأسطوانة الحساسة الذي لا يتعرض للإشعاع بالليزر له نفس قطبية الحبر، ولن يمتص الحبر؛ في حين أن الجزء الذي يتم تشعيعه بالليزر له نفس قطبية الحبر، وعلى العكس من ذلك، وفقا لمبدأ تنافر نفس الجنس وجذب الجنس الآخر، يتم امتصاص الحبر على سطح الأسطوانة الحساسة حيث يتم تشعيع الليزر. ، ومن ثم تتشكل رسومات حبر مرئية على السطح، كما هو موضح في الشكل 2-16.

الشكل 2-16 مخطط مبدأ التطوير

4>. نقل الطباعة

عندما يتم نقل مسحوق الحبر إلى محيط ورق الطباعة باستخدام الأسطوانة الحساسة للضوء، يوجد جهاز نقل على الجزء الخلفي من الورقة لتطبيق نقل الضغط العالي على الجزء الخلفي من الورقة. نظرًا لأن جهد جهاز النقل أعلى من جهد منطقة التعريض للأسطوانة الحساسة للضوء، يتم نقل الرسومات والنص الناتج عن مسحوق الحبر إلى ورق الطباعة تحت تأثير المجال الكهربائي لجهاز الشحن، كما هو موضح في الشكل 2-17. تظهر الرسومات والنص على سطح ورق الطباعة، كما هو موضح في الشكل 2-18.

الشكل 2-17 رسم تخطيطي لطباعة النقل (1)

الشكل 2-18 رسم تخطيطي لطباعة النقل (2)

5>. تبديد الكهرباء

عندما يتم نقل صورة الحبر إلى ورق الطباعة، فإن الحبر يغطي فقط سطح الورقة، ويتم تدمير بنية الصورة التي يشكلها الحبر بسهولة أثناء عملية نقل ورق الطباعة. لضمان سلامة صورة مسحوق الحبر قبل التثبيت، بعد النقل، سيتم تمريرها عبر جهاز إزالة ثابت. وتتمثل وظيفتها في إزالة القطبية وتحييد جميع الشحنات وجعل الورق محايدًا بحيث يمكن للورق الدخول إلى وحدة التثبيت بسلاسة وضمان طباعة الإخراج. تظهر جودة المنتج في الشكل 2-19.

الشكل 2-19 رسم تخطيطي للتخلص من الطاقة

6>. تحديد

التسخين والتثبيت هي عملية تطبيق الضغط والتسخين على صورة الحبر الممتصة على ورق الطباعة لإذابة الحبر وغمره في ورق الطباعة لتكوين رسم ثابت على سطح الورقة.

المكون الرئيسي للتونر هو الراتنج، ونقطة انصهار الحبر حوالي 100°C، ودرجة حرارة أسطوانة التسخين لوحدة التثبيت حوالي 180°C.

أثناء عملية الطباعة، عندما تصل درجة حرارة المصهر إلى درجة حرارة محددة مسبقًا تبلغ حوالي 180 درجة°C عندما يمر الورق الذي يمتص الحبر عبر الفجوة بين أسطوانة التسخين (المعروفة أيضًا باسم الأسطوانة العلوية) وبكرة الضغط المطاطية (المعروفة أيضًا باسم أسطوانة الضغط السفلية، الأسطوانة السفلية)، سيتم إكمال عملية الصهر. تعمل درجة الحرارة المرتفعة المتولدة على تسخين مسحوق الحبر، مما يؤدي إلى إذابة الحبر على الورق، وبالتالي تكوين صورة ونص صلبين، كما هو موضح في الشكل 2-20.

الشكل 2-20 الرسم التخطيطي الأساسي للتثبيت

نظرًا لأن سطح أسطوانة التسخين مطلي بطبقة ليس من السهل لصقها بالحبر، فلن يلتصق الحبر بسطح أسطوانة التسخين بسبب ارتفاع درجة الحرارة. بعد التثبيت، يتم فصل ورق الطباعة عن أسطوانة التسخين بواسطة مخلب الفصل ويتم إرساله إلى خارج الطابعة من خلال أسطوانة تغذية الورق.

تتمثل عملية التنظيف في كشط مسحوق الحبر الموجود على الأسطوانة الحساسة للضوء والذي لم يتم نقله من سطح الورق إلى سلة نفايات مسحوق الحبر.

أثناء عملية النقل، لا يمكن نقل صورة مسحوق الحبر الموجودة على الأسطوانة الحساسة للضوء بشكل كامل إلى الورق. إذا لم يتم تنظيفها، فسيتم نقل الحبر المتبقي على سطح الأسطوانة الحساسة للضوء إلى دورة الطباعة التالية، مما يؤدي إلى تدمير الصورة التي تم إنشاؤها حديثًا. ، مما يؤثر على جودة الطباعة.

تتم عملية التنظيف بواسطة مكشطة مطاطية، وظيفتها تنظيف الأسطوانة الحساسة للضوء قبل الدورة التالية من طباعة الأسطوانة الحساسة للضوء. نظرًا لأن شفرة مكشطة التنظيف المطاطية مقاومة للتآكل ومرنة، فإن الشفرة تشكل زاوية قطع مع سطح الأسطوانة الحساسة للضوء. عندما تدور الأسطوانة الحساسة للضوء، يتم كشط مسحوق الحبر الموجود على السطح في صندوق نفايات مسحوق الحبر بواسطة الكاشطة، كما هو موضح في الشكل 2-21 الموضح.

الشكل 2-21 رسم تخطيطي لعملية التنظيف