روشهای چاپ کارتریج پرینتر لیزری

روشهای چاپ کارتریج پرینتر لیزری - قسمت اول
پرینتر لیزری hp تک رنگ

1. تئوری چاپ کارتریج تونر مغناطیسی (تونر HP لیزری تک رنگ)

 آیا می دانید پرینتر HP تک رنگ (سیاه وسفید) از چه روشی برای چاپ استفاده می‌کند؟

فرایند چاپ با کارتریج‌های تونر مغناطیسی را به خوبی می توان به صورت مرحله مرحله توضیح داد. درحقیقت کارتریج لیزری HP تک رنگ (مشکی) از این راه برای چاپ کردن روی کاغذ استفاده می‌کند.

در اولین مرحله، غلتک شارژ اصلی (PCR)، بصورت یکنواختی سطح درام OPC را با ولتاژ منفی DC شارژ می‌کند. میزان ولتاژ منفی که سطح درام را می‌پوشاند، توسط تنظیمات پرینتر کنترل می‌گردد. این فرایند conditioning نامیده می‌شود.

در مرحله دوم (که به آن تصویرسازی نیز می گویند)، اشعه لیزر به سمت آینه چرخان (که اسکنر نامیده می شود) ساتع می‌گردد. هنگامی که آینه می‌چرخد، اشعه به سمت مجموعه‌ای از لنزهای متمرکز منعکس می‌شود. سپس اشعه به سطح OPC برخورد می‌کند و تصویر الکترومغناطیسی پنهانی روی سطح درام ایجاد می‌نماید. در بیشتر کارتریج‌ها تقریبا برای چاپ هر صفحه کاغذ A4، OPC درام باید سه دور کامل بچرخد.

مرحله سوم (مرحله ظاهر شدن تصویر) جایی است که بخش ظاهر کننده تصویر، تونر کارتریج را از محفظه مخصوص تونر، روی درام پخش می‌کند. تونر با توجه به خاصیت مغناطیسی ساکنی که درون غلتک ظاهرکننده تصویر (Magnetic Roller Sleeve یا Developer Roller) وجود دارد، و نیز ولتاژ DC که توسط منبع تغذیه ولتاژ بالا تامین می‌گردد، روی سطح غلتک ظاهر کننده تصویر نگه داشته می‌شود. ولتاژ DC توسط تنظیمات پرینتر کنترل می‌گردد که باعث می‌گردد تونر کمتر یا بیشتری روی سطح درام توزیع گردد و تاثیر آن در پر رنگی یا کم رنگی صفحه چاپ شده قابل مشاهده است. ولتاژ هر دو قسمت غلتک شارژ اولیه و غلتک ظاهر کننده تصویرتوسط تنظیمات پرینتر کنترل می‌گردد. کنترل میزان تونر روی غلتک ظاهر کننده تصویر نیز توسط تیغه ظاهر کننده تصویر (Developer Blade یا Doctor Blade) انجام می‌شود و این تیغه میزان پخش تونر روی غلتک ظاهر کننده تصویر را ثابت نگه می‌دارد. این تیغه همچنین با شارژ ثابتی که ایجاد می‌کند باعث بلند کردن ذرات تونر و پوشش یکنواخت سطح غلتک ظاهرکننده و سپس انتقال راحت تر آن به سطح درام OPC می‌گردد. در همین هنگام یک سیگنال AC نیز روی غلتک ظاهر کننده واقع می‌شود و باعث افزایش دفع تونرها از قسمت‌هایی از درام می‌شود که تحت اشعه لیزر قرار نگرفته‌اند. این پتانسیل AC باعث بهبود کنتراست و شدت تونر روی صفحه چاپ شده می‌گردد. هنگامی که مناطق تحت اشعه واقع شده درام OPC به غلتک ظاهر کننده نزدیک می‌گردد، ذرات تونر به خاطر وجود پتانسیل های مخالف بین تونر و سطح درام OPC، جذب سطح درام می‌گردند. به این ترتیب تونر از قسمت‌هایی از درام که تحت اشعه واقع نشده‌اند، دفع می‌گردد و نیز به سمت قسمت‌هایی که تحت اشعه واقع شده‌اند، جذب می‌گردد.

قیمت کارتریج 

در مرحله چهارم، تونرهای تصویر روی کاغذ منتقل می‌گردد، این انتقال هنگامی صورت می‌گیرد که کاغذ بین غلتک انتقال بار (transfer charge roller) و درام حرکت می‌کند و غلتک انتقال بار باعث ایجاد پتانسیل مثبت در کاغذ می‌شود. این بار مثبت روی صفحه کاغذ باعث جذب تونر های با بار منفی از روی سطح درام می‌گردد. در ادامه با توجه به سفتی کاغذ و نیز قطر کم درام، کاغذ از روی سطح درام به آسانی جدا خواهد شد.

در مرحله پنجم (مرحله جدایی) کاغذ از روی درام جدا خواهد شد. حذف کننده بار ثابت (Static Charge Eliminator) وظیفه تضعیف قدرت جاذبه بین سطح منفی درام و سطح مثبت کاغذ را دارد. این مرحله مانع از ریخته شدن تونر در دماهای پایین و شرایط مرطوب روی کاغذ می‌گردد و نیز از پیچیده شدن کاغذ دور درام جلوگیری می‌کند.

در مرحله ششم (مرحله گداخت) تصاویر روی کاغذ ذوب می‌شود، این کار توسط دو غلتک بالا و پایین ذوب کننده (Fuser Roller) انجام می‌گیرد. کاغذ هنگام عبور از بین این دو غلتک، توسط غلتک بالایی گرم و توسط غلتک پایین روی غلتک بالایی فشرده می‌گردد. غلتک بالایی باعث ذوب تونر روی کاغذ می‌شود. سطح غلتک بالایی دارای پوشش تفلون سخت بوده و نیز درون آن لامپ هالوژن می‌باشد. البته در انواع جدید تر بجای لامپ هالوژن از المنت حرارتی سرامیکی استفاده شده است، چرا که هم انرژی کمتری مصرف می کند و هم سرعت چاپ را افزایش می‌دهد.

در مرحله هفتم (مرحله تمیز کردن درام)، سطح درام OPC تمیز می‌گردد. به طور متوسط، تقریبا 95% تونر در خلال فرایند چاپ، روی کاغذ منتقل می‌گردد. هنگامی که در فرایند چاپ، درام در چرخش است، 5% باقیمانده تونر توسط تیغه تمیزکننده (Wiper Blade یا Cleaner Blade) از سطح درام پاک می‌شود. این تونرهای اضافی سپس توسط تیغه بازیابی (Recovery Blade) به محفظه زباله منتقل می‌گردد و در آنجا می‌ماند. هربار که فرایند چاپ کامل می‌گردد، غلتک شارژ اولیه سطح درام را با ولتاژ AC شارژ می‌کند که بدین ترتیب تمام ذرات باقیمانده روی سطح درام پاک می‌گردد. سپس مجددا درام آماده شارژ اولیه منفی DC و شروع دوباره فرایند چاپ است.
در سیستم های قدیمی تر، بجای غلتک شارژ اولیه PCR و غلتک انتقال از سیم اولیه کرونا (primary corona wire) و سیم انتقال کرونا (transfer corona wire) استفاده می‌شد. این سیم‌ها همان وظایف را با انرژی بیشتری انجام می‌دادند. مزیت غلتک شارژ اولیه نسبت به این سیم ها را می توان ولتاژ کاری پایین تر، عدم آزاد سازی گاز اوزون دانست.

اجزای تشکیل دهنده کارتریج تونر مغناطیسی (تونر HP لیزری تک رنگ)

تونر مغناطیسی: ترکیبی از کربن و پودر آهن و دیگر افزودنی هاست که جریان و شارژ تونر را کنترل می‌کند. تونرهای مغناطیسی در پرینترهای لیزری CANON و HP استفاده می‌گردد.

غلتک مغناطیسی: این مهمترین قطعه برای ایجاد تراکم چاپ قوی می‌باشد. هنگامی که غلتک مغناطیسی می‌چرخد، محور ثابت مغناطیسی که درون آن قرار دارد تونرها را جذب می‌کند. میدان مغناطیسی این قطعه توسط منبع تغذیه ولتاژ بالای درون پرینتر کنترل می‌گردد.

تیغه ظاهر کننده: این تیغه بصورت فیزیکی میزان تونر روی سطح غلتک مغناطیسی را تنظیم می‌کند، بدین صورت که تیغه پلاستیکی سیلیکونی آنها را روی غلتک ظاهرکننده تصویر یکسان پخش می‌کند.

غلتک شارژ اولیه: غلتک شارژ اولیه دو وظیفه دارد، اول اینکه ولتاژ DC را روی سطح درام اعمال کند و شرایط لازم برای نوشتن اشعه لیزر روی آن را فراهم کند. دوم هم اعمال ولتاژ AC روی آن برای کمک به پاک شدن سطح درام می‌باشد.
درام: درام هایی که در کارتریج‌های یکبار مصرف استفاده می‌شود، OPC یا نوررسان آلی (organic photoconductors) هستند که به نوع مواد شیمیایی مورد استفاده برای پوشش دادن لوله آلومینیومی که پایه درام است اشاره دارد. تمامی درام ها به نور حساس هستند. به صورت معمول از سه لایه ماده شیمیایی مختلف برای ساخت درام استفاده می‌گردد. اولین لایه عایق است، دومین لایه واکنشی است که به نور واکنش می‌دهد و سومین لایه محافظ است. این لایه حفاظتی است که مدت زمان عمر درام را تعیین می‌کند.

تیغه تمیز کننده: لبه تیغه تمیزکننده تمامی تونرهایی را که به صفحه کاغذ منتقل نشده‌اند را تمیز می‌کند. تیغه به طور مستقیم بر روی درام سوار می شود و یکی از دلایل اصلی سایش درام است.

تیغه بازیابی: تیغه بازیابی تیغه بسیار نازکی از جنس زرین پلی استر (Mylar) است که تونرهای جمع شده توسط تیغه تمیز کننده را به محفظه زباله راهنمایی می‌کند. چنانچه این تیغه در کارتریج وجود نداشته یا خراب باشد، تونرها از روی کارتریج روی برگه چاپی خواهند ریخت.

محفظه زباله: تونرهای اتلافی در این محفظه جمع و نگهداری می‌گردد. همچنین معمولا شامل درام، غلتک شارژ اولیه، تیغه بازیابی و تیغه تمیز کننده است.

محفظه تامین: این محفظه شامل منبع اصلی تامین تونر، غلتک مغناطیسی و تیغه ظاهرکننده می‌باشد.