نحوه عملکرد چاپگر ليزري

چاپگرهاي ليزري با توجه به ويژگي هاي منحصربفرد خود طي ساليان اخير با استقبال عموم كاربران كامپيوتر در سراسر جهان مواجه شده اند. شركت هاي توليدكننده اين نوع چاپگرها متناسب با خواسته هاي جديد و همزمان با پيشرفت تكنولوژي ، مدل هاي متفاوتي از اين نوع چاپگرها را به بازار عرضه نموده اند.

مباني چاپگرهاي ليزري

استفاده از الكتريسيته ساكن در تكنولوژي چاپگرهاي ليزري، يكي از اصول مهم و اوليه است . الكتريسيته ساكن يك شارژ الكتريكي است كه توسط اشياء عايق ايجاد مي گردد. بدن انسان نمونه اي در اين زمينه بوده كه مي تواند باعث ايجاد الكتريسيته ساكن گردد. انرژي حاصل از الكتريسيته ساكن باعث ايجاد چسبندگي بين اشياء مي گردد. ( نظير لباس هاي داخل يك ماشين خشك كن ). رعد و برق حاصل از يك ابر صاعقه دار نيز حامل الكتريسيته ساكن بوده كه مسير ابر تا زمين را طي خواهد كرد. شكل زير عناصر اصلي يك چاپگر ليزري را نشان مي دهد.

چاپگر ليزري از پديده فوق بعنوان يك نوع " چسب موقت " استفاده مي نمايد. هسته اساسي سيستم فوق ، دستگاهي با نام " نورپذير" (Photoreceptor) است . ماهيت فيزيكي دستگاه فوق، يك استوانه و يا يك سيلندر است. دستگاه فوق از مواد هادي نور تشكيل شده كه توسط كوانتوم نور تخليه مي گردند. در ابتدا ، استوانه يك شارژ مثبت را از طريق يك سيم حامل جريان الكتريكي (Corona Wire) ، پيدا مي كند . همزمان با چرخش استوانه ، چاپگر يك پرتو نور ليزري نازك را بر سطح استوانه بمنظور تخليه الكتريكي بخش مربوطه ، مي تاباند. در ادامه ليزر حروف و تصاير را بر سطح استوانه خواهد نوشت .( يك الگو از شارژ الكتريكي ) . سيستم فوق مي تواند با شارژ معكوس هم كار نمايد، در اين حالت يك شارژ الكترواستاتيك مثبت بر روي يك شارژ منفي بعنوان زمينه در نظر گرفته خواهد شد. شكل زير استوانه چاپگر ليزري را نشان مي دهد.

پس از عملكرد الگوي موردنظر ، چاپگر سطح استوانه را با گرد جوهر ( پودر مشكي رنگ با كيفيت مناسب ) شارژ شده مثبت، مي پوشاند. با توجه با اينكه پودر فوق داراي شارژ مثبت است ، تونر به ناحيه تخليه شده استوانه ( بار منفي ) چسبانده مي گردد.( در اين حالت شارژ زمينه مثبت نخواهد شد ) . عمليات فوق مشابه نوشتن بر روي سودا و چسباندن آن بر روي سطح مورد نظر است .

پس از چسباندن پودر مورد نظر ، استوانه حول يك كاغذ مي چرخد .قبل از اينكه كاغذ زير استوانه قرار بگيرد ، يك شارژ منفي توسط سيم انتقالي Corona به آن داده مي شود. شارژ فوق بمراتب قويتر از شارژ منفي الكترواستاتيك مربوط به تصوير بوده و كاغذ قادر به رها كردن پودر مربوطه خواهد بود. همزمان با حركت كاغذ (با سرعت معادل استوانه) بر روي كاغذ تصوير مربوطه درج خواهد شد. بمنظور ممانعت از چسبيدن كاغذ به استوانه ، بلافاصله پس از درج تصويرعمليات تخليه شارژ توسط يك سيم Detac corona انجام خواهد شد.

درنهايت ، چاپگر كاغذ را از بين يك Fuser ( يك زوج غلتك گرم ) عبور داده مي شود. در حين انجام فرآيند فوق، گردجوهر پاشيده شده در كاغذ تنيده مي گردد. غلتك ها باعث حركت كاغذ به سمت سيني خروجي خواهند شد. Fuser باعث گرم شدن كاغذ نيز خواهد شد بهمين دليل زمانيكه كاغذ از چاپگر خارج مي گردد ، داغ است . چه عاملي باعث مي شود كه كاغذ سوزانده نگردد؟ مهمترين عامل سرعت است . سرعت حركت كاغذ توسط غلتك ها بگونه اي خواهد بود كه باعث عدم سوختگي كاغذ خواهد شد.

پس از ريختن پودر بر روي كاغذ ، سطح استوانه تحت تاثير يك لامپ تخليه قرار مي گيرد. اين لامپ روشن تمام سطح "نور پذير" استوانه را تحت تاثير قرار داده و تصاوير الكتريكي را پاك خواهد كرد. در ادامه سطح استوانه توسط سيم شارژCorna تحت تاثير شارژ مثبت قرار مي گيرد.

كنترل كننده

قبل از انجام هر گونه عمليات توسط چاپگر ليزري ، مي بايست صفحه حاوي داده در اختيار آن قرار گرفته و در ادامه در رابطه با نحوه ايجاد خروجي مورد نظر تصميم گيري مي گردد. عمليات فوق بر عهده كنترل كننده چاپگر خواهد بود. كنترل كننده چاپگر بعنوان برد اصلي چاپگر ليزري ايفاي وظيفه مي نمايد. كنترل كننده فوق از طريق يك پورت ارتباطي نظير : پورت موازي و يا پورت USB با كامپيوتر ارتباط برقرار مي نمايد. در صورتيكه چاپگر به چندين كامپيوتر متصل باشد ، كاربران متفاوت قادر به ارسال درخواست هاي چاپ خود خواهند بود. در اين حالت كنترل كننده ، هر يك از درخواست هاي واصله را بصورت جداگانه پردازش خواهد كرد. شكل زير پورت هاي متفاوت يك چاپگر ليزري را نشان مي دهد.

بمنظور گفتمان بين كنترل كننده و كامپيوتر ، مي بايست آنها با يك زبان مشترك صحبت نمايند. در چاپگرهاي اوليه ، كامپيوتر يك نوع فايل متني خاص را بهمراه مجموعه اي از كدهاي اطلاعاتي براي چاپگر ارسال مي كرد. با توجه به ماهيت چاپگرهاي اوليه و محدوديت فونت هاي موجود ، روش فوق بخوبي تامين كننده نيازهاي اطلاعاتي چاپگر بود. امروزه از صدها نوع فونت استفاده مي گردد.بدين منظور لازم است كه اطلاعات مورد نياز چاپگر با استفاده از يك زبان پيشرفته در اختيار آن گذاشته شود. متداولترين زبانهاي موجود در اين زمينه زبان PCL)Printer Command Language) مربوط به شركت هيولت پاكارد و " پوست اسكريپت " مربوط به Adobe است . زبانهاي فوق براي تشريح صفحه از يك نوع بردار استفاده مي نمايند. بردار فوق مقادير رياضي از اشكال geometric مي باشند. ( بصورت مجموعه اي از نقاط نخواهد بود ) چاپگر بردار را اخذ و در ادامه آن را به يك صفحه bitmap تبديل مي نمايد.

برخي از چاپگرها از يك دستگاه اينترفيش گرافيكي GDI)Graphical device interface) در عوض PCL استناندارد، استفاده مي نمايند. درسيستم فوق ، كامپيوتر بردار مربوط به نقاط را خود ايجاد مي نمايد، بدين ترتيب كنترل كننده پردازشي در اين زمينه را انجام نداده و صرفا" دستورالعمل هاي نقاط را براي ليزر ارسال مي نمايد. در اغلب چاپگرهاي ليزري ، كنترل كننده مي بايست عمليات مربوط به سازماندهي داده هاي دريافتي از كامپيوتر را خود انجام دهد. اطلاعات فوق شامل : دستورات مربوط به نوع عمليات ، نوع كاغذ ، نحوه برخورد با فونت ها و ... است . كنترل كننده بمنظور انجام عمليات مربوطه بطرز صحيح مي بايست اطلاعات فوق را با اولويت درست دريافت نمايد.

پس از سازماندهي داده ها ، كنترل كننده عمليات آماده سازي صفحه را آغاز خواهد كرد. تنظيم حاشيه ها ي متن ، سازماندهي كلمات و استقرار تصاوير مورد نظر و ... را انجام داده و ماحصل عمليات فوق ايجاد برداري حاوي نقاط متفاوت است . چاپگر بمنظور چاپ يك صفحه به اطلاعات فوق نياز خواهد داشت .

در اكثر چاپگرهاي ليزري ، كنترل كننده قادر به ذخيره درخواست هاي مربوط به چاپ در حافظه اختصاصي خود است . با استفاده از ويژگي فوق ، كنترل كننده قادر به استقرار چندين كار در حافظه مي باشد ( ايجاد يك صف از كارها ) . پس از استقرار هر درخواست چاپ در حافظه اختصاصي ، امكان چاپ آنها در زمان مربوطه فراهم خواهد شد. در موارديكه از يك سند مي بايست چندين نسخه چاپ گردد ، داده هاي مربوطه صرفا" يك بار براي چاپگر ارسال و بدين طريق در زمان صرفه جوئي خواهد شد.

ليزر

نقش سيتم ليزر چاپگر در ايجاد خروجي مورد نظر بسيار حائز اهميت است . در چاپگرهاي ليزري قديمي ، سيستم فوق از عناصر زير تشكيل شده بود :

· يك ليزر

· يك آيينه قابل حركت

· يك لنز

ليزر داده هاي مربوط به صفحه را دريافت ( نقاط ) و بر اساس اطلاعات فوق متن و تصوير مورد نطر را ايجاد مي كرد. در هر زمان(لحظه) يك خط افقي چاپ مي گرديد. همزمان با حركت پرتو هاي نور بر روي استوانه ، ليزر يك پالس نوري براي هر يك از نقاط مورد نظر جهت چاپ را منعكس مي نمود. براي فضا هاي خالي پالسي توليد نمي گرديد. ليزر نقشي در حركت پرتو هاي نور نداشته و باعث تابش نور از طريق يك آيينه قابل حركت است. همزمان با حركت آيينه ، توسط مجموعه اي از لتزها نور تابانده مي گرديد.با نتظيم فاصله بين آيينه و نقاط در زمان تابش نور ، از بهمم ريختگي تصوير پيشگيري بعمل مي آمد.

دستگاه ليزري صرفا" در جهت افقي حركت مي كرد.پس از پيمايش افقي ، چاپگر استوانه مربوطه را حركت داده تا زمينه ايجاد خط بعدي توسط دستگاه ليزر فراهم گردد.

برخي از چاپگرهاي ليزري از مجموعه اي ديود نوري (LED) براي نوشتن محتويات صفحه استفاده مي نمايند. هر يك از نقاط داراي نور اختصاصي خود خواهد بود. چاپگرهاي با تكنولوژي فوق نسبت به چاپگرهائي كه از دستگاه ليزري استفاده مي نمايند ، داراي قيمت ارزان تري مي باشند.

تونر

يكي از مهمترين شاخص هاي يك چاپگر ليزري ، تونر است . تونز يك نوع پودر الكتريكي شارژ شده بوده كه داراي دو عنصر اصلي : رنگ دانه و پلاستيك است . رنگ دانه ها تامين كننده رنگ مورد نياز مي باشند ( در چاپگرهاي تك رنگ ، رنگ فوق مشكي است ) .رنگ دانه ها با پلاستيك آميخته شده اند. بدين ترتيب زمانيكه تونر از بين غلتك هاي داغ عبور مي نمايد ، گداخته خواهند گرديد.

پودر در يك toner hopper ( يك محفظه كوچك در داخل يك روكش قابل حركت ) ذخيره مي گردد. چاپگر تونر مورد نياز خود را از طريق devloper unit ( تامين كننده دانه ) از محفظه دريافت مي دارد. developer ، يك مجموعه از دانه هاي مغناطيسي با شارژ منفي است . دانه هاي فوق به يك پاك كن فلزي قابل چرخش ، متصل خواهند شد. با حركت ميله فوق دانه هايمغناطيسي در محفظه گفته شده قرار خواهند گرفت . با توجه به اينكه دانه هاي مغناطيسي داراي شارژ منفي مي باسند ، تامين كننده دانه ها ، دانه هاي مثبت تونر را جمع آوري خواهد كرد.درادامه پاك كن، ذرات را تميز و آنها را براي استوانه ارسال مي دارد. تصاوير الكترواستاتيك داراي شارژ منفي قويتر نسبت به تامين كننده دانه ها بوده و استوانه شامل ذرات چسبانده شده را از خود دور مي نمايد. در ادامه استوانه در طول كاغذ حركت و بموازات آن كاغذ تحت تاثير يك ميدان قرار گرفته( يك سيم detac corona ) و تخليه الكتريكي مي گردد.در وضعيت فوق تنها عاملي كه باعث نگهداري تونر بر سطح كاغذ مي گردد ، نيروي جاذبه است .بمنظور چسباندن تونر بر روي سطح كاغذ ، مي بايست كاغذ از طريق غلتك هاي داغ بحركت درآيد. در اغلب چاپگرها ، Toner hopper ، developer,drum assembly در يك كارتريج قابل تعويض ( مشابه شكل زير ) قرار مي گيرند.

مزاياي يك چاپگر ليزري

مهمترين مزاياي چاپگرهاي ليزري : سرعت ، دقت و مقرون بصرفه بودن است . يك ليزر فادر به حركت بسيار سريع بوده و طبيعي است سرعت نوشتن آن بمراتب بيشتر از چاپگرهاي جوهر افشان باشد. چاپگرهاي ليزري بمراتب گرانتر نسبت به چاپگرهاي جوهرافشان مي باشند. در مقابل پودر مصرفي آنها زياد گران نبوده و هزينه نگهداري آنان بالا نخواهد بود.

 چاپگرهاي رنگي

در ابتدا اغلب چاپگرهاي ليزري بصورت تك رنگ ( سياه رنگ نوشته و سفيد رنگ كاغذ ) بودند. امروزه چاپگرهاي ليزري رنگي نيز متداول و توسط توليدكنندگان متفاوت عرضه شده اند. عملكرد چاپگرهاي رنگي در اكثر موارد مشابه چاپگرهاي سياه و سفيد است . يكي از تفاوت هاي عمده چاپگرهاي رنگي با سيا و سفيد نحوه انجام فرآيند چاپ با توجه به ماهيت رنگي بودن آنان است . چاپگرهاي رنگي براي انجام فرآيند مربوطه از چهار فاز متفاوت استفاده مي نمايند. در هر فاز يكي از رنگ هاي فيروزه اي ( آبي ) ، سرخابي ( قرمز ) ، زرد وسياه استفاده مي گردد. با تركيب چهار رنگ فوق مجموعه اي گسترده از رنگ ها بوجود مي آيد. برخي از چاپگرها داراي چهار تونر و developer unit مجزا بر روي يك چرخ دوار مي باشند. برخي ديگر از چاپگرها براي هر يك از رنگ ها، از دستگاه هاي ليزر ، استوانه و تونر مجزا استفاده مي نمايند. شكل زير يك نمونه چاپگر ليزر رنگي را نشان مي دهد.