デジタルレーザープリンタの構造と動作原理の包括的な分析

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基本構造

レーザプリンタは、レーザ、音響光学変調器、高周波ドライブ、スキャナ、シンクロナイザ、および光偏向器からなる。レーザプリンタの機能は、インタフェース回路から送信された２進ドットマトリクス情報をレーザビーム上で変調し、次いで感光性光を走査することである。物理的に感光体とカメラ機構とは電子写真方式の転写システムを構成しており、感光体ドラムに投影された画像は印刷用紙に転写され、その原理は複写機と同じである。レーザープリンタは、レーザースキャニング技術と電子画像技術を組み合わせたノンインパクト出力装置です。そのモデルは異なります、印刷機能も異なりますが、動作原理は基本的に同じです、それは通過する必要があります：充電、露光、現像、転送、電源オフ、クリーニング、固定7つのプロセス、そのうち5つは実行されます感光ドラムの周り印刷されるテキストまたは画像がコンピュータに入力されると、それはコンピュータソフトウェアによって前処理される。次に、プリンタドライバは、プリンタが認識できる印刷コマンド（プリンタ言語）を高周波駆動回路に変換して、レーザエミッタの開閉を制御して格子レーザビームを形成させ、次いでミラーを電子ディスプレイシステムに走査する。。感光体ドラムは軸方向走査露光され、長手方向の走査は感光体ドラム自体の回転によって実現される。

感光体ドラムは、導電性を有する感光体である。表面の光導電性コーティングは、走査露光の前に帯電ローラによって一様な電荷で充填される。レーザービームがドットマトリックス状に感光ドラム上に走査されると、走査されたスポットは露光によってオンになり、電荷は導電性基体から地面に急速に放出される。露光されなかったスポットは元の電荷を保持したままなので、静電潜像を有する感光体ドラムが感光体ドラムの位置に回転すると、感光体ドラムの表面に電位差潜像（静電潜像）が形成される。トナー磁気ローラーが装着されています。逆帯電トナーは、感光体ドラムの表面に吸着してトナー像を形成する。

トナー像を担持する感光ドラムが回転し続けて画像転写装置に達すると、同時に１枚の印刷用紙が感光ドラムと画像転写装置との中間部に送られ、このとき画像転写装置は強い電圧を印加する。印刷用紙の裏面にあります。感光ドラム上のトナー像は印画紙に引き寄せられ、トナー像を担持した印画紙は加熱加圧熱溶融するために高温定着装置に送られ、トナーが溶融して印画紙に浸漬され、最後に出力します。印刷されたテキストまたは画像です。

レーザプリンタの作業工程に必要な制御装置の構成、設計構造、制御方法および構成要素、ならびに構成要素は、以下のように、ブランドおよびモデルによって変わる。

1ドラムの帯電極性が違います。

2ドラムはさまざまな部品で帯電しています。ドラムを帯電させるためにワイヤ放電方式を使用するモデルと、ドラムを帯電させるために帯電ローラ（ＦＣＲ）を使用するモデルとがある。

3高圧転写に使用される部品は異なります。

4ドラムの露光方法はさまざまです。一部のモデルはドラムを直接走査するために走査ミラーを使用し、そして一部のモデルはドラムを露光するために走査された反射レーザビームを使用する。

しかし、それらは基本的に同じように機能します。レーザによって放射されたレーザビームはミラーを通して音響光学偏向変調器に入射し、同時に、コンピュータによって送信されたバイナリグラフィック格子情報はインタフェースからフォントジェネレータに送信されて２進パルスを形成する。目的のグリフ情報、同期装置によって生成された信号は９個の高周波発振器を制御し、次に周波数シンセサイザおよび電力増幅器を介して音響光学変調器に加えられて、ミラーから入射するレーザビームを変調する。変調されたビームは、ポリゴンミラーに入射した後、広角集光ミラーによって集束された後、感光体ドラム（トナー）の表面に入射するので、角速度走査は線速度走査となる。スキャンプロセス全体が完了しました。

トナーカートリッジの表面は、まず帯電極によって帯電され、一定の電位が得られる。そして、画像情報を担持したレーザービームの露光後、トナーカートリッジの表面に静電潜像が形成され、その潜像が現像装置によって現像された磁気画像に変換される。可視トナー像は、転写領域を通過する際に転写電極の電界の下で普通紙に転写され、最終的に予熱板と高温の熱ロールによって定着され、すなわち紙上で溶融される。テキストと画像グラフィック情報を印刷する前に、クリーニングローラが転写されていないトナーを取り除き、クリーニングランプがドラムの残留電荷を取り除き、それからクリーニングペーパーシステムを徹底的にクリーニングして新しい作業サイクルに入る。

歴史

レーザープリンタは、1960年代後半に電子写真を使用してゼロックスによって発明されました。この技術は、レーザビームを使用して光ドラムを走査し、レーザビームの開閉を制御することによって、感知光が吸引され、かつ吸引されず、光ドラムが吸着トナーを紙に転写して印刷結果を形成する。レーザプリンタの印刷プロセス全体は、コントローラ処理段階、インクシャドウ、および転送段階に分けることができます。

レーザープリンターは、ドットマトリックスプリンターやインクジェットプリンターに比べて大きな利点があります。（1）高密度レーザープリンタの印刷解像度は300 dpi、400 dpi、600 dpi、800 dpi、1200 dpi、および2400 dpiおよび4800 dpiです。（2）高速です。レーザープリンタは最低4ppm、通常は12ppmと16ppmで印刷します。一部のレーザープリンタは24ppmを超える速度で印刷できます。（3）低騒音です。一般に53dB以下で、静かなオフィススペースでの使用に最適です。（4）処理能力が高い。レーザープリンタのコントローラは、ＣＰＵを有し、メモリを有し、コンピュータのマザーボードと同等であるため、ドットマトリックスプリンタでは不可能な複雑なワード処理、画像処理、およびグラフィック処理を実行することができる。インクジェットプリンタページプリンタとラインプリンタの違い。

レーザープリンタはどのように美しいテキストやグラフィックを印刷しますか？実際、レーザープリンタとコピー機の印刷プロセスは基本的に同じです。違いは、レーザープリンタの場合、印刷操作が行われる前に画像が作成されることです。まず、コンピュータは、印刷する必要があるコンテンツをコンピュータが理解できるコードに変換してから、そのコードをプリンタに送信します。この時点で、プリンタ言語はコードをドットマトリックスパターンに解読します。この解読プロセスは非常に重要です。優れたプリンタ言語によって生成されたドットマトリックスパターンは、表示画面上のパターンとまったく同じです。この一貫性が、「あなたが見るものはあなたが得るものである」ということに対してレーザープリンタが追求してきたものです。解読されたドットパターンはレーザー発生器に送られ、レーザー発生器はパターンの内容に従って迅速に開閉に反応し、レーザービームを帯電した回転ドラム上に投射し、そしてドラムの表面はレーザービームによって照射される。レーザ。局所的な電荷は解放され、そしてレーザーが照射されていない場所は依然として電荷を帯びている。

たとえば、プリンタ言語で生成されたビットマップの3行3列目にドットがある場合、残りは空白なので、レーザージェネレータはこの位置でレーザーのみを放射します。誘導ドラム上では、レーザ発生器は残りの位置に留まる。このとき、誘導ドラムの表面は３行３列目の点のみ帯電せず、残りは帯電したままである。現時点では、レーザープリンタには2つの処理方法があります。残りは着色されていません（黒い点は白の上に作られます）。 2.残りの部分だけが着色され、ドットは着色されません（黒いドットが生成されます）。第１の処理方法は「黒書き込み」と呼ばれ、第２の処理方法は「白書き込み」と呼ばれる。明らかに、この例で黒い点を白い方法で印刷したい場合は、ドラムの表面上の点を除くすべての位置にレーザーを当てる必要があります（レーザーは放電のみで、充電はしていません）。この場合、この部分以外はレーザー光線で照射する必要があるため、プリンターにはかなりの時間がかかります。ほとんどの環境では、プリンタは実際にはページ全体の少なくとも3分の1を印刷する必要があるため、今日のほとんどのレーザープリンタは、レーザースキャン時間を短縮するために白黒印刷を使用しています。

作業過程

もちろん、レーザプリンタの全印刷プロセスは、レーザ発生器および誘導ドラムを含むだけでなく、他の多くの構成要素も印刷プロセスに関与している。

（１）プリンタコントローラ：プリンタコントローラは、ホストから印刷データを受信し、そのデータを画像に変換する役割を果たす。プリンタコントローラは、ホストとの通信、ホストの印刷コマンドの解釈、印刷コンテンツのフォーマット（用紙サイズの設定、サイドページの設定、フォントの選択などを含む画像の作成準備）を含む多くのプログラムを処理する必要があります。ラスタライズ（ビットマップイメージの作成））、そして最後にイメージをプリントエンジンに送信します。異なるプリンタ言語はコントローラに対して異なるコマンドを発行し、異なる製造業者はそれぞれのプリンタコントローラを設計するために異なる方法を使用する。

（２）印刷装置：印刷装置は、プリンタコントローラによって生成されたドットパターンを印刷することができる一組の電子的および機械的システムである。印刷装置はエンジンおよび回路を制御するためのそれ自身のプロセッサを有する。一般に、印刷装置は、レーザ走査装置、誘導ドラム、トナーカートリッジ、現像装置、静電ローラ、接着装置、用紙搬送装置、クリーニングブレード、給紙装置、および用紙から構成されている。排紙トレイ

「格子出力走査装置（ＲＯＳ）」と呼ばれることもあるレーザー走査装置は、レーザー発生器、回転ミラー、およびレンズを含む。レーザー発生器は、印刷する必要があるドラムの表面上のすべての点にレーザーを投射し、印刷する必要がない場所ではオフのままにします（白印刷プリンターの場合は逆です）。レーザ発生器自体は固定されており、レーザビームは回転する鏡を通過して、検知ドラムの表面上でレーザの横方向の動きを達成する。レーザ発生器および回転ミラーは、それらが同期して動作し、正確な位置にレーザを正確に投射することを確実にするために極めて正確になるように設計されなければならない。誘導ドラムの表面上でのレーザの長手方向の移動は、誘導ドラム自体の回転によって達成される。

誘導ドラムは「レシーバ」とも呼ばれるか、または直接「ドラム」と呼ばれます。インダクションドラムは通常円筒形で表面は非常に滑らかです。その表面は静電気を帯びることがあり、この静電気は強い光に遭遇すると放出されます。レーザに触れる前に、ドラムの表面は静電ローラによって一様に帯電される。レーザビームがドラムの表面のある点に投射されると、この点における静電気が放出され、その結果、ドラムの表面には帯電していない表面が発生する。ポイント。ドラムは比較的遅いが絶対的に一定の速度で回転し、レーザーがドラムの表面上に連続的でボイドのない長手方向の突起を形成することを可能にする。したがって、回転ミラーの横方向の動きおよび感知ドラムの縦方向の動きは、レーザにドラムの表面上に目に見えない非静止画像を「書き込ませる」。

トナーカートリッジは、トナーを収容するための装置である。一部のプリンタには、インダクションドラムに取り付けられ、「印刷アセンブリ」と呼ばれるカートリッジがあります。トナーは多くの特殊合成プラスチック木炭と酸化鉄から製造されています。トナー材料は混合され、溶融され、再固化され、そして次に均一サイズの極めて小さい粒子に粉砕される。トナーがより細かくそしてより均一になればなるほど、得られる画像はより精細になる。すべての種類のトナーの中でも、HPのMicrofineトナー粒子は他のブランドよりも20％から50％小さく、したがって業界で高い評価を得ています。

現像装置は実際には磁性粒子で覆われたローラである。これらの磁性粒子は、非常に細かい「ブラシ」のようにローラーの表面に付着します。ローラは、それぞれインダクションドラムとトナーカートリッジに密着しています。ローラが回転すると、ローラの表面上の小さな粒子は、最初にトナーカートリッジから一様なトナー層に「はけ塗り」され、次にトナーは誘導ドラムを通過する。それは次に誘導ドラムの表面に吸着される。ブラックプリンタを書くための現像装置は、トナーが静電的に帯電されていないドラムの表面の部分（すなわち、レーザによって走査されるスポット）によってのみ吸着されるべきである場合、トナーを帯電させる機能を有する。カーボンを作らなければなりません。粉体は電荷を帯びています（白いプリンタの場合、プロセスは正反対です）。このとき、ドラムの表面はトナーに吸着されており、極めて鮮明な画像が形成される。次のステップは画像を紙に転写することです。

紙搬送紙搬送装置は、レーザープリンタにとって最も重要な機械装置です。この装置は、2つのモーター駆動ローラーを通して紙を搬送します。用紙はフィーダから始まり、インダクションドラム、ヒートローラなどを通過し、最後にプリンタから送り出されます。ドラム、磁気ローラー、給紙ローラーなどのレーザープリンターのローリング機器は同期させる必要があり、正確な印刷を保証するためにそれらの速度は一定である必要があります。一般に、これらのローラは給紙装置の中心にあり、噛み合う歯車によって同じ速度で回転する。

接着装置が搬送装置を通って誘導ドラムを通過するとき、ドラムの表面に付着したカーボン粉末は紙の表面に吸着される。このとき、紙の表面はトナーによって形成されているが、紙へのトナーの吸着はそれほど強くはなく、少し強い風が紙の表面からこれらのトナーを吹き飛ばす可能性がある。トナーが紙の表面に恒久的に付着するためには、トナーを結合しなければならない。私達は、トナーの原料が合成樹脂の木炭であることを知っています。それは高温で溶融することができます。溶融したトナーは再固化し、紙の表面に永久的に付着する可能性があります。レーザープリンタの内部には、互いに接近している2つの非常に熱いローラーがあり、それらの機能はそれらの間を通過する用紙を加熱することです。トナーは溶融して紙の表面に付着する。加熱された用紙は最後にプリンタの排紙トレイに排出され、その時点で印刷プロセス全体が終了します。