โครงสร้างภายในของเครื่องพิมพ์เลเซอร์คืออะไร? อธิบายรายละเอียดระบบและหลักการทำงานของเครื่องพิมพ์เลเซอร์

1 โครงสร้างภายในของเครื่องพิมพ์เลเซอร์

โครงสร้างภายในของเครื่องพิมพ์เลเซอร์ประกอบด้วยสี่ส่วนหลัก ดังแสดงในรูปที่ 2-13

รูปที่ 2-13 โครงสร้างภายในของเครื่องพิมพ์เลเซอร์

(1) หน่วยเลเซอร์: ปล่อยลำแสงเลเซอร์พร้อมข้อมูลข้อความเพื่อแสดงดรัมที่ไวต่อแสง

(2) Paper Feeding Unit: ควบคุมกระดาษให้เข้าเครื่องพิมพ์ในเวลาที่เหมาะสมและออกจากเครื่องพิมพ์

(3) หน่วยพัฒนา: ปิดส่วนที่สัมผัสของดรัมไวแสงด้วยผงหมึกเพื่อสร้างภาพที่สามารถมองเห็นได้ด้วยตาเปล่า และถ่ายโอนไปยังพื้นผิวของกระดาษ

(4) หน่วยยึด: ผงหมึกที่ปกคลุมพื้นผิวของกระดาษจะละลายและยึดติดแน่นบนกระดาษโดยใช้แรงดันและความร้อน

2 หลักการทำงานของเครื่องพิมพ์เลเซอร์

เครื่องพิมพ์เลเซอร์เป็นอุปกรณ์เอาท์พุตที่ผสมผสานเทคโนโลยีการสแกนด้วยเลเซอร์และเทคโนโลยีการถ่ายภาพอิเล็กทรอนิกส์ เครื่องพิมพ์เลเซอร์มีฟังก์ชันที่แตกต่างกันเนื่องจากรุ่นที่แตกต่างกัน แต่ลำดับการทำงานและหลักการทำงานเหมือนกัน

ยกตัวอย่างเครื่องพิมพ์เลเซอร์ HP มาตรฐาน โดยมีลำดับการทำงานดังต่อไปนี้

(1)เมื่อผู้ใช้ส่งคำสั่งพิมพ์ไปยังเครื่องพิมพ์ผ่านระบบปฏิบัติการคอมพิวเตอร์ ข้อมูลกราฟิกที่จะพิมพ์จะถูกแปลงเป็นข้อมูลไบนารี่ผ่านไดรเวอร์เครื่องพิมพ์ก่อน และสุดท้ายจะถูกส่งไปยังแผงควบคุมหลัก

(2)บอร์ดควบคุมหลักจะรับและตีความข้อมูลไบนารี่ที่คนขับส่งมา ปรับให้เข้ากับลำแสงเลเซอร์ และควบคุมส่วนเลเซอร์ให้ปล่อยแสงตามข้อมูลนี้ ในเวลาเดียวกัน อุปกรณ์ชาร์จจะชาร์จพื้นผิวของดรัมที่ไวต่อแสง จากนั้นลำแสงเลเซอร์พร้อมข้อมูลกราฟิกจะถูกสร้างขึ้นโดยส่วนสแกนด้วยเลเซอร์เพื่อให้ดรัมไวแสง ภาพแฝงที่เกิดจากไฟฟ้าสถิตจะเกิดขึ้นบนพื้นผิวของดรัมผงหมึกหลังจากการสัมผัส

(3)หลังจากที่ตลับผงหมึกสัมผัสกับระบบที่กำลังพัฒนา ภาพแฝงจะกลายเป็นกราฟิกที่มองเห็นได้ เมื่อผ่านระบบถ่ายโอน ผงหมึกจะถูกถ่ายโอนไปยังกระดาษภายใต้การกระทำของสนามไฟฟ้าของอุปกรณ์ถ่ายโอน

(4)หลังจากการถ่ายโอนเสร็จสิ้น กระดาษจะสัมผัสกับฟันเลื่อยที่กระจายกระแสไฟฟ้าและปล่อยประจุบนกระดาษลงสู่พื้น สุดท้ายจะเข้าสู่ระบบการยึดติดที่อุณหภูมิสูง และกราฟิกและข้อความที่เกิดจากผงหมึกจะถูกรวมเข้ากับกระดาษ

(5)หลังจากพิมพ์ข้อมูลกราฟิกแล้ว อุปกรณ์ทำความสะอาดจะดึงผงหมึกที่ยังไม่ได้ถ่ายโอนออก และเข้าสู่รอบการทำงานถัดไป

กระบวนการทำงานข้างต้นทั้งหมดต้องผ่านเจ็ดขั้นตอน ได้แก่ การชาร์จ การเปิดรับแสง การพัฒนา การถ่ายโอน การกำจัดพลังงาน การซ่อมแซม และการทำความสะอาด

1>. ค่าใช้จ่าย

เพื่อให้ดรัมไวแสงดูดซับผงหมึกตามข้อมูลกราฟิก จะต้องชาร์จดรัมไวแสงก่อน

ปัจจุบันมีวิธีการชาร์จสำหรับเครื่องพิมพ์สองวิธีในท้องตลาด วิธีหนึ่งคือการชาร์จแบบโคโรนา และอีกวิธีหนึ่งคือการชาร์จแบบลูกกลิ้ง ซึ่งทั้งสองวิธีมีลักษณะเฉพาะของตัวเอง

การชาร์จแบบโคโรนาเป็นวิธีการชาร์จทางอ้อมที่ใช้ซับสเตรตที่เป็นสื่อกระแสไฟฟ้าของดรัมที่ไวต่อแสงเป็นอิเล็กโทรด และวางลวดโลหะบางมากไว้ใกล้กับดรัมที่ไวต่อแสงเป็นอิเล็กโทรดอีกอันหนึ่ง เมื่อทำสำเนาหรือพิมพ์ จะมีการจ่ายแรงดันไฟฟ้าที่สูงมากไปที่สายไฟ และพื้นที่รอบๆ สายไฟจะทำให้เกิดสนามไฟฟ้ากำลังแรง ภายใต้การกระทำของสนามไฟฟ้า ไอออนที่มีขั้วเดียวกันกับลวดโคโรนาจะไหลไปยังพื้นผิวของดรัมที่ไวต่อแสง เนื่องจากตัวรับแสงบนพื้นผิวของดรัมไวแสงมีความต้านทานสูงในที่มืด ประจุจะไม่ไหลออกไป ดังนั้นศักย์พื้นผิวของดรัมไวแสงจะยังคงเพิ่มขึ้นต่อไป เมื่อศักยภาพเพิ่มขึ้นถึงศักยภาพในการยอมรับสูงสุด กระบวนการชาร์จจะสิ้นสุดลง ข้อเสียของการชาร์จวิธีนี้คือสร้างรังสีและโอโซนได้ง่าย

การชาร์จลูกกลิ้งชาร์จเป็นวิธีการชาร์จแบบสัมผัสซึ่งไม่ต้องการแรงดันไฟฟ้าในการชาร์จสูงและค่อนข้างเป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อม ดังนั้นเครื่องพิมพ์เลเซอร์ส่วนใหญ่จึงใช้ลูกกลิ้งชาร์จในการชาร์จ

มาดูการชาร์จลูกกลิ้งชาร์จเป็นตัวอย่างเพื่อทำความเข้าใจกระบวนการทำงานทั้งหมดของเครื่องพิมพ์เลเซอร์

ขั้นแรก ชิ้นส่วนวงจรไฟฟ้าแรงสูงจะสร้างไฟฟ้าแรงสูง ซึ่งชาร์จพื้นผิวของดรัมที่ไวต่อแสงด้วยไฟฟ้าลบที่สม่ำเสมอผ่านส่วนประกอบการชาร์จ หลังจากที่ดรัมไวแสงและลูกกลิ้งชาร์จหมุนพร้อมกันเป็นเวลาหนึ่งรอบ พื้นผิวทั้งหมดของดรัมไวแสงจะถูกชาร์จด้วยประจุลบที่สม่ำเสมอ ดังแสดงในรูปที่ 2-14

รูปที่ 2-14 แผนผังการชาร์จ

2>. การรับสัมผัสเชื้อ

การเปิดรับแสงจะดำเนินการรอบๆ ดรัมที่ไวต่อแสงซึ่งถูกฉายด้วยลำแสงเลเซอร์ พื้นผิวของดรัมไวแสงเป็นชั้นไวแสง ชั้นไวแสงครอบคลุมพื้นผิวของตัวนำโลหะผสมอลูมิเนียม และตัวนำโลหะผสมอลูมิเนียมนั้นต่อสายดิน

ชั้นไวแสงเป็นวัสดุไวแสง ซึ่งมีลักษณะเป็นสื่อกระแสไฟฟ้าเมื่อสัมผัสกับแสงและเป็นฉนวนก่อนสัมผัส ก่อนที่จะเปิดรับแสง อุปกรณ์ชาร์จจะชาร์จประจุที่สม่ำเสมอ และสถานที่ฉายรังสีหลังจากถูกฉายรังสีด้วยเลเซอร์จะกลายเป็นตัวนำอย่างรวดเร็วและนำไฟฟ้าด้วยตัวนำโลหะผสมอลูมิเนียม ดังนั้นประจุจึงถูกปล่อยลงสู่พื้นเพื่อสร้างพื้นที่ข้อความบน กระดาษพิมพ์ บริเวณที่ไม่ได้รับการฉายรังสีด้วยเลเซอร์จะยังคงประจุไฟฟ้าเดิมไว้ ทำให้เกิดพื้นที่ว่างบนกระดาษพิมพ์ เนื่องจากภาพตัวละครนี้มองไม่เห็น จึงเรียกว่าภาพแฝงด้วยไฟฟ้าสถิต

มีการติดตั้งเซ็นเซอร์สัญญาณซิงโครนัสในสแกนเนอร์ด้วย ฟังก์ชั่นของเซ็นเซอร์นี้คือเพื่อให้แน่ใจว่าระยะการสแกนสอดคล้องกัน เพื่อให้ลำแสงเลเซอร์ที่ฉายรังสีบนพื้นผิวของดรัมไวแสงสามารถให้เอฟเฟกต์การถ่ายภาพที่ดีที่สุด

หลอดไฟเลเซอร์จะปล่อยลำแสงเลเซอร์พร้อมข้อมูลตัวอักษร ซึ่งจะส่องบนปริซึมสะท้อนแสงหลายเหลี่ยมเพชรที่กำลังหมุนอยู่ และปริซึมสะท้อนแสงจะสะท้อนลำแสงเลเซอร์ไปยังพื้นผิวของดรัมไวแสงผ่านกลุ่มเลนส์ ดังนั้นจึงสแกนดรัมไวแสงในแนวนอน มอเตอร์หลักขับเคลื่อนดรัมที่ไวต่อแสงเพื่อหมุนอย่างต่อเนื่องเพื่อให้ทราบถึงการสแกนในแนวตั้งของดรัมที่ไวต่อแสงด้วยหลอดเปล่งแสงเลเซอร์ หลักการรับแสงแสดงไว้ในรูปที่ 2-15

รูปที่ 2-15 แผนผังของการเปิดรับแสง

3>. การพัฒนา

การพัฒนาเป็นกระบวนการที่ใช้หลักการของการผลักกันของเพศเดียวกันและการดึงดูดประจุไฟฟ้าของเพศตรงข้ามเพื่อเปลี่ยนภาพที่แฝงด้วยไฟฟ้าสถิตซึ่งมองไม่เห็นด้วยตาเปล่าให้กลายเป็นกราฟิกที่มองเห็นได้ มีอุปกรณ์แม่เหล็กอยู่ตรงกลางลูกกลิ้งแม่เหล็ก (เรียกอีกอย่างว่าลูกกลิ้งแม่เหล็กที่กำลังพัฒนาหรือเรียกสั้น ๆ ว่าลูกกลิ้งแม่เหล็ก) และผงหมึกในถังผงประกอบด้วยสารแม่เหล็กที่แม่เหล็กสามารถดูดซับได้ ดังนั้นจึงต้องดึงดูดผงหมึก โดยแม่เหล็กที่อยู่ตรงกลางของลูกกลิ้งแม่เหล็กที่กำลังพัฒนา

เมื่อดรัมไวแสงหมุนไปยังตำแหน่งที่สัมผัสกับลูกกลิ้งแม่เหล็กที่กำลังพัฒนา ส่วนของพื้นผิวของดรัมไวแสงที่ไม่ได้รับการฉายรังสีด้วยเลเซอร์จะมีขั้วเดียวกันกับผงหมึก และจะไม่ดูดซับผงหมึก ในขณะที่ส่วนที่ฉายรังสีด้วยเลเซอร์จะมีขั้วเดียวกันกับโทนเนอร์ ในทางกลับกัน ตามหลักการขับไล่เพศเดียวกันและดึงดูดเพศตรงข้าม โทนเนอร์จะถูกดูดซับบนพื้นผิวของดรัมไวแสงที่เลเซอร์ถูกฉายรังสี จากนั้นกราฟิกผงหมึกที่มองเห็นได้จะเกิดขึ้นบนพื้นผิว ดังแสดงในรูปที่ 2-16

รูปที่ 2-16 แผนภาพหลักการพัฒนา

4>. ถ่ายโอนการพิมพ์

เมื่อผงหมึกถูกถ่ายโอนไปยังบริเวณใกล้เคียงกับกระดาษพิมพ์ด้วยดรัมไวแสง จะมีอุปกรณ์ถ่ายโอนที่ด้านหลังของกระดาษเพื่อใช้การถ่ายโอนแรงดันสูงไปที่ด้านหลังของกระดาษ เนื่องจากแรงดันไฟฟ้าของอุปกรณ์ถ่ายโอนสูงกว่าแรงดันไฟฟ้าของพื้นที่รับแสงของดรัมไวแสง กราฟิกและข้อความที่เกิดจากผงหมึกจะถูกถ่ายโอนไปยังกระดาษพิมพ์ภายใต้การกระทำของสนามไฟฟ้าของอุปกรณ์ชาร์จ ดังที่แสดง ในรูปที่ 2-17 กราฟิกและข้อความปรากฏบนพื้นผิวของกระดาษพิมพ์ ดังแสดงในรูปที่ 2-18

รูปที่ 2-17 แผนผังการพิมพ์แบบถ่ายโอนข้อมูล (1)

รูปที่ 2-18 แผนผังการพิมพ์แบบถ่ายโอนข้อมูล (2)

5>. กระจายกระแสไฟฟ้า

เมื่อภาพผงหมึกถูกถ่ายโอนไปยังกระดาษพิมพ์ ผงหมึกจะครอบคลุมเฉพาะพื้นผิวของกระดาษ และโครงสร้างภาพที่เกิดจากผงหมึกจะถูกทำลายได้ง่ายในระหว่างกระบวนการลำเลียงกระดาษพิมพ์ เพื่อให้มั่นใจถึงความสมบูรณ์ของอิมเมจผงหมึกก่อนทำการซ่อม หลังจากการถ่ายโอน มันจะผ่านอุปกรณ์กำจัดไฟฟ้าสถิต หน้าที่ของมันคือกำจัดขั้ว ปรับประจุทั้งหมดให้เป็นกลาง และทำให้กระดาษเป็นกลางเพื่อให้กระดาษเข้าสู่หน่วยยึดได้อย่างราบรื่น และรับประกันคุณภาพการพิมพ์ของผลิตภัณฑ์ ดังแสดงในรูปที่ 2-19

รูปที่ 2-19 แผนผังการกำจัดพลังงาน

6>. แก้ไข

การทำความร้อนและการยึดติดเป็นกระบวนการของการใช้แรงดันและการให้ความร้อนกับภาพผงหมึกที่ดูดซับบนกระดาษพิมพ์เพื่อละลายผงหมึกและจุ่มลงในกระดาษพิมพ์เพื่อสร้างกราฟิกที่แน่นหนาบนพื้นผิวของกระดาษ

ส่วนประกอบหลักของผงหมึกคือเรซิน จุดหลอมเหลวของผงหมึกอยู่ที่ประมาณ 100°C และอุณหภูมิของลูกกลิ้งทำความร้อนของชุดยึดคือประมาณ 180°C

ในระหว่างขั้นตอนการพิมพ์ เมื่ออุณหภูมิของฟิวเซอร์ถึงอุณหภูมิที่กำหนดไว้ประมาณ 180°C เมื่อกระดาษดูดซับผงหมึกผ่านช่องว่างระหว่างลูกกลิ้งทำความร้อน (หรือที่เรียกว่าลูกกลิ้งด้านบน) และลูกกลิ้งยางดัน (หรือที่เรียกว่า เนื่องจากลูกกลิ้งล่างแรงดัน ลูกกลิ้งล่าง) กระบวนการหลอมจะเสร็จสมบูรณ์ อุณหภูมิสูงที่เกิดขึ้นจะทำให้ผงหมึกร้อนขึ้น ซึ่งจะทำให้ผงหมึกละลายบนกระดาษ ทำให้เกิดเป็นภาพและข้อความทึบ ดังแสดงในรูปที่ 2-20

รูปที่ 2-20 แผนภาพหลักการของการยึด

เนื่องจากพื้นผิวของลูกกลิ้งทำความร้อนถูกเคลือบด้วยสารเคลือบที่ไม่สามารถเกาะติดกับผงหมึกได้ง่าย ผงหมึกจะไม่เกาะติดกับพื้นผิวของลูกกลิ้งทำความร้อนเนื่องจากอุณหภูมิสูง หลังจากแก้ไขแล้ว กระดาษพิมพ์จะถูกแยกออกจากลูกกลิ้งทำความร้อนด้วยกรงเล็บแยก และส่งออกจากเครื่องพิมพ์ผ่านลูกกลิ้งป้อนกระดาษ

7>. ทำความสะอาด

ขั้นตอนการทำความสะอาดคือการขูดผงหมึกบนดรัมไวแสงที่ยังไม่ได้ถูกถ่ายโอนจากพื้นผิวกระดาษไปยังถังขยะทิ้ง

ในระหว่างกระบวนการถ่ายโอน ภาพผงหมึกบนดรัมไวแสงไม่สามารถถ่ายโอนไปยังกระดาษได้อย่างสมบูรณ์ หากไม่ได้ทำความสะอาด ผงหมึกที่เหลืออยู่บนพื้นผิวของดรัมที่ไวต่อแสงจะถูกนำไปใช้ในรอบการพิมพ์ถัดไป ซึ่งจะทำลายภาพที่ถูกสร้างขึ้นใหม่ ซึ่งส่งผลต่อคุณภาพการพิมพ์

กระบวนการทำความสะอาดทำได้โดยใช้เครื่องขูดยาง ซึ่งมีหน้าที่ทำความสะอาดดรัมที่ไวต่อแสงก่อนการพิมพ์ดรัมที่ไวต่อแสงรอบถัดไป เนื่องจากใบมีดของมีดโกนทำความสะอาดยางทนทานต่อการสึกหรอและยืดหยุ่น ใบมีดจึงสร้างมุมตัดกับพื้นผิวของดรัมที่ไวต่อแสง เมื่อดรัมที่ไวต่อแสงหมุน ผงหมึกบนพื้นผิวจะถูกขูดลงในถังขยะด้วยที่ขูด ดังแสดงในรูปที่ 2-21