1. Der innere Aufbau des Laserdruckers
Der innere Aufbau des Laserdruckers besteht aus vier Hauptteilen, wie in Abbildung 2-13 dargestellt.
Abbildung 2-13 Die innere Struktur des Laserdruckers
(1) Lasereinheit: sendet einen Laserstrahl mit Textinformationen aus, um die lichtempfindliche Trommel zu belichten.
(2) Papierzuführungseinheit: Steuerung des Papiereinzugs in den Drucker zum richtigen Zeitpunkt und des Papieraustritts aus dem Drucker.
(3) Entwicklungseinheit: Bedecken Sie den belichteten Teil der lichtempfindlichen Trommel mit Toner, um ein mit bloßem Auge sichtbares Bild zu erzeugen, und übertragen Sie dieses auf die Oberfläche des Papiers.
(4) Fixiereinheit: Der Toner, der die Oberfläche des Papiers bedeckt, wird durch Druck und Erhitzen geschmolzen und fest auf dem Papier fixiert.
2 Funktionsprinzip des Laserdruckers
Ein Laserdrucker ist ein Ausgabegerät, das Laserscanning-Technologie und elektronische Bildgebungstechnologie kombiniert. Laserdrucker verfügen je nach Modell über unterschiedliche Funktionen, die Funktionsweise und das Funktionsprinzip sind jedoch gleich.
Am Beispiel von Standard-HP-Laserdruckern lässt sich die Arbeitsabfolge wie folgt darstellen.
(1) Wenn der Benutzer über das Computerbetriebssystem einen Druckbefehl an den Drucker sendet, werden die zu druckenden Grafikinformationen zunächst durch den Druckertreiber in Binärinformationen umgewandelt und schließlich an die Hauptsteuerplatine gesendet.
(2) Die Hauptsteuerplatine empfängt und interpretiert die vom Treiber gesendeten Binärinformationen, passt sie an den Laserstrahl an und steuert die Lasereinheit entsprechend der Lichtemission. Gleichzeitig wird die Oberfläche der Fototrommel durch die Ladevorrichtung aufgeladen. Anschließend erzeugt die Laserabtasteinheit einen Laserstrahl mit grafischen Informationen, der die Fototrommel belichtet. Nach der Belichtung entsteht ein elektrostatisches latentes Bild auf der Oberfläche der Tonertrommel.
(3) Sobald die Tonerkartusche mit dem Entwicklersystem in Kontakt kommt, wird das latente Bild sichtbar. Beim Durchlaufen des Transfersystems wird der Toner durch das elektrische Feld der Transfervorrichtung auf das Papier übertragen.
(4) Nach Abschluss des Transfervorgangs kommt das Papier mit dem elektrostatisch ableitenden Sägezahnkontakt in Kontakt und entlädt die Ladung gegen Erde. Anschließend durchläuft es das Hochtemperatur-Fixiersystem, wo die durch den Toner erzeugten Grafiken und Texte fest mit dem Papier verbunden werden.
(5) Nach dem Drucken der grafischen Informationen entfernt die Reinigungsvorrichtung den nicht übertragenen Toner und geht in den nächsten Arbeitszyklus über.
Alle oben genannten Arbeitsprozesse müssen sieben Schritte durchlaufen: Laden, Belichten, Entwickeln, Übertragen, Entladen, Fixieren und Reinigen.
1. Gebühr
Damit die fotoempfindliche Trommel den Toner entsprechend den grafischen Informationen aufnimmt, muss die fotoempfindliche Trommel zuerst aufgeladen werden.
Derzeit gibt es auf dem Markt zwei Ladeverfahren für Drucker: das Corona-Laden und das Walzenladen. Beide Verfahren haben ihre spezifischen Eigenschaften.
Die Koronaladung ist ein indirektes Ladeverfahren, bei dem das leitfähige Substrat der Fototrommel als Elektrode dient. Ein sehr dünner Metalldraht wird als zweite Elektrode in der Nähe der Fototrommel platziert. Beim Kopieren oder Drucken wird an den Draht eine sehr hohe Spannung angelegt, wodurch sich im Raum um den Draht ein starkes elektrisches Feld bildet. Unter dem Einfluss dieses Feldes fließen Ionen mit der gleichen Polarität wie der Koronadraht zur Oberfläche der Fototrommel. Da die Fotorezeptoren auf der Oberfläche der Fototrommel im Dunkeln einen hohen Widerstand aufweisen, kann die Ladung nicht abfließen, sodass das Oberflächenpotenzial der Fototrommel kontinuierlich ansteigt. Sobald das Potenzial das maximale Akzeptanzpotenzial erreicht hat, ist der Ladevorgang abgeschlossen. Der Nachteil dieses Ladeverfahrens besteht in der leichten Entstehung von Strahlung und Ozon.
Das Laden per Ladewalze ist ein Kontaktladeverfahren, das keine hohe Ladespannung benötigt und relativ umweltfreundlich ist. Daher verwenden die meisten Laserdrucker Ladewalzen zum Laden.
Nehmen wir das Aufladen der Ladewalze als Beispiel, um den gesamten Arbeitsprozess des Laserdruckers zu verstehen.
Zunächst erzeugt der Hochspannungsschaltkreis eine Hochspannung, die die Oberfläche der lichtempfindlichen Trommel über das Ladeelement gleichmäßig negativ auflädt. Nachdem sich die lichtempfindliche Trommel und die Ladewalze einmal synchron gedreht haben, ist die gesamte Oberfläche der lichtempfindlichen Trommel gleichmäßig negativ geladen (siehe Abbildung 2-14).
Abbildung 2-14 Schematische Darstellung des Ladevorgangs
2>. Exposition
Die Belichtung erfolgt um eine lichtempfindliche Trommel herum, die mit einem Laserstrahl belichtet wird. Die Oberfläche der lichtempfindlichen Trommel besteht aus einer lichtempfindlichen Schicht, die die Oberfläche des Aluminiumlegierungsleiters bedeckt. Der Aluminiumlegierungsleiter ist geerdet.
Die lichtempfindliche Schicht ist ein lichtempfindliches Material, das sich dadurch auszeichnet, dass es bei Lichteinfall leitfähig und vor der Belichtung isolierend ist. Vor der Belichtung wird die Schicht durch das Ladegerät gleichmäßig aufgeladen. Die bestrahlte Stelle wird nach der Laserbestrahlung schnell leitfähig und leitet die Ladung über die Aluminiumlegierung ab. Dadurch wird die Ladung abgeleitet und der Textbereich auf dem Papier erzeugt. Die nicht bestrahlten Bereiche behalten ihre ursprüngliche Ladung und bilden einen leeren Bereich auf dem Papier. Da dieses Zeichenbild unsichtbar ist, wird es als elektrostatisches latentes Bild bezeichnet.
Im Scanner ist außerdem ein Synchronsignalsensor installiert. Dessen Funktion besteht darin, einen gleichmäßigen Scanabstand zu gewährleisten, sodass der auf die Oberfläche der lichtempfindlichen Trommel gerichtete Laserstrahl den bestmöglichen Abbildungseffekt erzielt.
Die Laserlampe emittiert einen Laserstrahl mit Zeicheninformationen, der auf ein rotierendes, facettiertes Reflexionsprisma trifft. Dieses reflektiert den Laserstrahl durch die Linsengruppe auf die Oberfläche der lichtempfindlichen Trommel und tastet diese horizontal ab. Der Hauptmotor treibt die lichtempfindliche Trommel kontinuierlich an, um die vertikale Abtastung durch die Laserlampe zu realisieren. Das Belichtungsprinzip ist in Abbildung 2-15 dargestellt.
Abbildung 2-15 Schematische Darstellung einer Belichtung
3. Entwicklung
Die Entwicklung nutzt das Prinzip der Abstoßung gleichnamiger und der Anziehung ungleichnamiger elektrischer Ladungen, um ein für das bloße Auge unsichtbares elektrostatisches latentes Bild in eine sichtbare Grafik umzuwandeln. In der Mitte der Magnetwalze (auch Entwicklungswalze oder kurz Magnetwalze genannt) befindet sich ein Magnet. Der Toner im Pulverbehälter enthält magnetische Substanzen, die vom Magneten angezogen werden. Daher muss der Toner vom Magneten in der Mitte der Entwicklungswalze angezogen werden.
Wenn sich die lichtempfindliche Trommel in die Position dreht, in der sie mit der magnetischen Entwicklungswalze in Kontakt steht, hat der Teil der Oberfläche der lichtempfindlichen Trommel, der nicht vom Laser bestrahlt wird, die gleiche Polarität wie der Toner und absorbiert daher keinen Toner; der vom Laser bestrahlte Teil hingegen hat die gleiche Polarität wie der Toner. Im Gegensatz dazu wird gemäß dem Prinzip der Abstoßung gleichgeschlechtlicher und der Anziehung ungleichgeschlechtlicher Stoffe Toner auf der vom Laser bestrahlten Oberfläche der lichtempfindlichen Trommel absorbiert, wodurch sichtbare Tonergrafiken auf der Oberfläche entstehen, wie in Abbildung 2-16 dargestellt.
Abbildung 2-16 Entwicklungsprinzipdiagramm
4. Transferdruck
Beim Transfer des Toners in die Nähe des Druckpapiers mithilfe der Fototrommel übt eine Transfervorrichtung auf der Papierrückseite einen hohen Druck auf das Papier aus. Da die Spannung der Transfervorrichtung höher ist als die Spannung im Belichtungsbereich der Fototrommel, werden die vom Toner erzeugten Grafiken und Texte durch das elektrische Feld der Ladevorrichtung auf das Druckpapier übertragen (siehe Abbildung 2-17). Die Grafiken und Texte erscheinen dann auf der Oberfläche des Druckpapiers (siehe Abbildung 2-18).
Abbildung 2-17 Schematische Darstellung des Transferdrucks (1)
Abbildung 2-18 Schematische Darstellung des Transferdrucks (2)
5. Elektrizität ableiten
Beim Übertragen des Tonerbildes auf das Druckpapier bedeckt der Toner nur die Papieroberfläche. Die durch den Toner erzeugte Bildstruktur kann während des Papiertransports leicht zerstört werden. Um die Integrität des Tonerbildes vor der Fixierung zu gewährleisten, durchläuft es nach der Übertragung eine Antistatikvorrichtung. Diese neutralisiert die Polarität, gleicht alle Ladungen aus und neutralisiert das Papier, sodass es reibungslos in die Fixiereinheit gelangen und die Druckqualität des Endprodukts sichergestellt werden kann (siehe Abbildung 2-19).
Abbildung 2-19 Schematische Darstellung der Leistungseliminierung
6>. Reparatur
Das Erhitzen und Fixieren ist der Prozess, bei dem Druck und Hitze auf das auf dem Druckpapier adsorbierte Tonerbild ausgeübt werden, um den Toner zu schmelzen und in das Druckpapier einzubetten, wodurch eine feste Grafik auf der Papieroberfläche entsteht.
Der Hauptbestandteil von Toner ist Harz, der Schmelzpunkt von Toner liegt bei etwa 100 °C.°C, und die Temperatur der Heizwalze der Fixiereinheit beträgt etwa 180°C.
Während des Druckvorgangs, wenn die Temperatur der Fixiereinheit eine vorbestimmte Temperatur von etwa 180 erreicht.°C. Sobald das mit Toner getränkte Papier den Spalt zwischen der Heizwalze (auch obere Walze genannt) und der Druckgummiwalze (auch untere Druckwalze genannt) passiert hat, ist der Fixiervorgang abgeschlossen. Die entstehende hohe Temperatur erhitzt den Toner, der dadurch auf dem Papier schmilzt und so ein festes Bild und einen Text erzeugt (siehe Abbildung 2-20).
Abbildung 2-20 Prinzipdiagramm der Befestigung
Da die Oberfläche der Heizwalze mit einer Beschichtung versehen ist, an der Toner schlecht haftet, kann der Toner aufgrund der hohen Temperatur nicht an der Oberfläche der Heizwalze haften bleiben. Nach der Fixierung wird das Druckpapier durch die Trennklaue von der Heizwalze getrennt und über die Papiereinzugswalze aus dem Drucker befördert.
Der Reinigungsprozess besteht darin, den Toner auf der fotoempfindlichen Trommel abzukratzen, der nicht von der Papieroberfläche in den Resttonerbehälter übertragen wurde.
Beim Transfervorgang kann das Tonerbild der Fototrommel nicht vollständig auf das Papier übertragen werden. Wird die Fototrommel nicht gereinigt, gelangt der verbleibende Toner in den nächsten Druckzyklus und zerstört das neu erzeugte Bild, was die Druckqualität beeinträchtigt.
Die Reinigung erfolgt mittels eines Gummischabers, der die Fototrommel vor dem nächsten Druckzyklus reinigt. Da die Klinge des Gummischabers verschleißfest und flexibel ist, bildet sie einen Schnittwinkel zur Oberfläche der Fototrommel. Während der Rotation der Fototrommel wird der Toner von der Oberfläche durch den Schaber in den Resttonerbehälter befördert (siehe Abbildung 2-21).
Abbildung 2-21 Schematische Darstellung einer Reinigungsanlage
Veröffentlichungsdatum: 20. Februar 2023