1 La structure interne de l'imprimante laser
La structure interne de l’imprimante laser se compose de quatre parties principales, comme illustré dans la figure 2-13.
Figure 2-13 La structure interne de l'imprimante laser
(1) Unité laser : émet un faisceau laser contenant des informations textuelles pour exposer le tambour photosensible.
(2) Unité d'alimentation papier : contrôlez l'entrée du papier dans l'imprimante à un moment approprié et sa sortie de l'imprimante.
(3) Unité de développement : Couvrez la partie exposée du tambour photosensible avec du toner pour former une image visible à l'œil nu et transférez-la sur la surface du papier.
(4) Unité de fixation : Le toner recouvrant la surface du papier est fondu et fermement fixé sur le papier à l'aide de la pression et du chauffage.
2 Principe de fonctionnement de l'imprimante laser
Une imprimante laser est un périphérique de sortie combinant la technologie de numérisation laser et celle d'imagerie électronique. Les imprimantes laser ont des fonctions différentes selon les modèles, mais leur séquence et leur principe de fonctionnement restent identiques.
En prenant comme exemple les imprimantes laser HP standard, la séquence de travail est la suivante.
(1) Lorsque l'utilisateur envoie une commande d'impression à l'imprimante via le système d'exploitation de l'ordinateur, les informations graphiques à imprimer sont d'abord converties en informations binaires via le pilote d'imprimante, puis finalement envoyées à la carte de commande principale.
(2) La carte de commande principale reçoit et interprète les informations binaires envoyées par le pilote, les adapte au faisceau laser et commande l'émission de lumière en fonction de ces informations. Parallèlement, la surface du tambour photosensible est chargée par le dispositif de charge. Le faisceau laser contenant les informations graphiques est ensuite généré par le scanner laser pour exposer le tambour photosensible. Une image latente électrostatique se forme à la surface du tambour après exposition.
(3) Une fois la cartouche de toner en contact avec le système de développement, l'image latente devient un graphique visible. En traversant le système de transfert, le toner est transféré sur le papier sous l'action du champ électrique du dispositif de transfert.
(4) Une fois le transfert terminé, le papier entre en contact avec la dent de scie dissipatrice d'électricité et décharge sa charge vers la terre. Enfin, il pénètre dans le système de fixation à haute température, où les graphiques et le texte formés par le toner sont intégrés au papier.
(5) Une fois les informations graphiques imprimées, le dispositif de nettoyage élimine le toner non transféré et entre dans le cycle de travail suivant.
Tous les processus de travail ci-dessus doivent passer par sept étapes : charge, exposition, développement, transfert, élimination de l'énergie, fixation et nettoyage.
1>. Charge
Pour que le tambour photosensible absorbe le toner conformément aux informations graphiques, le tambour photosensible doit d'abord être chargé.
Il existe actuellement deux méthodes de charge pour les imprimantes sur le marché, l'une est la charge corona et l'autre est la charge par rouleau de charge, qui ont toutes deux leurs caractéristiques.
La charge corona est une méthode de charge indirecte qui utilise le substrat conducteur du tambour photosensible comme électrode, et un fil métallique très fin placé à proximité du tambour comme électrode secondaire. Lors de la copie ou de l'impression, une tension très élevée est appliquée au fil, formant un champ électrique intense autour de celui-ci. Sous l'action de ce champ électrique, des ions de même polarité que le fil corona circulent vers la surface du tambour photosensible. Le photorécepteur à la surface du tambour photosensible présentant une résistance élevée dans l'obscurité, la charge ne s'échappe pas, ce qui fait que le potentiel de surface du tambour photosensible continue d'augmenter. Lorsque le potentiel atteint le potentiel d'acceptation maximal, le processus de charge s'arrête. L'inconvénient de cette méthode de charge est la facilité avec laquelle elle génère des radiations et de l'ozone.
La charge par rouleau est une méthode de charge par contact, qui ne nécessite pas de tension de charge élevée et est relativement écologique. C'est pourquoi la plupart des imprimantes laser utilisent des rouleaux de charge.
Prenons l'exemple du chargement du rouleau de chargement pour comprendre l'ensemble du processus de fonctionnement de l'imprimante laser.
Tout d'abord, le circuit haute tension génère une haute tension qui charge la surface du tambour photosensible d'une électricité négative uniforme via le composant de charge. Après une rotation synchrone du tambour photosensible et du rouleau de charge pendant un cycle, toute la surface du tambour photosensible est chargée d'une charge négative uniforme, comme illustré à la figure 2-14.
Figure 2-14 Schéma de principe de la charge
2>. exposition
L'exposition est réalisée autour d'un tambour photosensible, lui-même exposé à un faisceau laser. La surface du tambour est une couche photosensible, qui recouvre la surface du conducteur en alliage d'aluminium, lequel est relié à la terre.
La couche photosensible est un matériau photosensible, caractérisé par sa conductivité lorsqu'il est exposé à la lumière et son isolation avant exposition. Avant exposition, la charge est uniformément chargée par le dispositif de charge. Après l'irradiation par le laser, la zone irradiée devient rapidement conductrice et se lie au conducteur en alliage d'aluminium. La charge est alors libérée vers la terre pour former la zone de texte sur le papier d'impression. La zone non irradiée conserve sa charge initiale, formant une zone vierge sur le papier d'impression. Cette image de caractère étant invisible, on parle d'image latente électrostatique.
Un capteur de signal synchrone est également installé dans le scanner. Ce capteur assure une distance de balayage constante afin que le faisceau laser irradié sur la surface du tambour photosensible puisse produire un effet d'imagerie optimal.
La lampe laser émet un faisceau laser contenant des informations textuelles. Ce faisceau est projeté sur le prisme réfléchissant rotatif à facettes multiples. Ce dernier réfléchit le faisceau laser vers la surface du tambour photosensible à travers le groupe de lentilles, balayant ainsi le tambour horizontalement. Le moteur principal entraîne le tambour photosensible en rotation continue pour permettre son balayage vertical par la lampe laser. Le principe d'exposition est illustré à la figure 2-15.
Figure 2-15 Schéma d'une exposition
3>. développement
Le développement est un procédé qui utilise le principe de répulsion entre les charges électriques de même sexe et d'attraction entre les charges électriques de sexe opposé pour transformer une image électrostatique latente, invisible à l'œil nu, en un graphisme visible. Un aimant est placé au centre du rouleau magnétique (également appelé rouleau de développement). Le toner contenu dans le bac à poudre contient des substances magnétiques qui peuvent être absorbées par l'aimant. Le toner doit donc être attiré par l'aimant situé au centre du rouleau.
Lorsque le tambour photosensible tourne jusqu'à la position où il est en contact avec le rouleau magnétique en développement, la partie de la surface du tambour photosensible qui n'est pas irradiée par le laser a la même polarité que le toner et n'absorbera pas le toner ; tandis que la partie qui est irradiée par le laser a la même polarité que le toner. Au contraire, selon le principe de répulsion du même sexe et d'attraction du sexe opposé, le toner est absorbé sur la surface du tambour photosensible où le laser est irradié, puis des graphiques de toner visibles sont formés sur la surface, comme illustré dans la Figure 2-16.
Figure 2-16 Diagramme du principe de développement
4>. impression par transfert
Lorsque le toner est transféré à proximité du papier d'impression par le tambour photosensible, un dispositif de transfert situé au dos du papier applique une pression élevée. La tension du dispositif de transfert étant supérieure à celle de la zone d'exposition du tambour photosensible, les graphiques et le texte formés par le toner sont transférés sur le papier d'impression sous l'action du champ électrique du dispositif de charge, comme illustré à la figure 2-17. Les graphiques et le texte apparaissent à la surface du papier d'impression, comme illustré à la figure 2-18.
Figure 2-17 Schéma de principe de l'impression par transfert (1)
Figure 2-18 Schéma de principe de l'impression par transfert (2)
5>. Dissiper l'électricité
Lors du transfert de l'image toner sur le papier d'impression, le toner ne recouvre que la surface du papier, et la structure de l'image formée par le toner est facilement détruite lors du transport du papier. Afin de garantir l'intégrité de l'image toner avant fixation, celle-ci passe, après le transfert, par un dispositif d'élimination de l'électricité statique. Ce dispositif élimine la polarité, neutralise toutes les charges et neutralise le papier afin qu'il puisse pénétrer sans problème dans l'unité de fixation et garantir une impression de qualité. La figure 2-19 illustre la qualité du produit.
Figure 2-19 Schéma de principe de l'élimination de l'énergie
6>. fixation
Le chauffage et la fixation sont le processus consistant à appliquer une pression et un chauffage à l'image de toner adsorbée sur le papier d'impression pour faire fondre le toner et l'immerger dans le papier d'impression pour former un graphique ferme sur la surface du papier.
Le composant principal du toner est la résine, le point de fusion du toner est d'environ 100°C, et la température du rouleau chauffant de l'unité de fixation est d'environ 180°C.
Pendant le processus d'impression, lorsque la température du four atteint une température prédéterminée d'environ 180°C. Lorsque le papier absorbant le toner traverse l'espace entre le rouleau chauffant (également appelé rouleau supérieur) et le rouleau de pression en caoutchouc (également appelé rouleau inférieur), le processus de fusion est terminé. La température élevée générée chauffe le toner, ce qui le fait fondre sur le papier, formant ainsi une image et un texte solides, comme illustré à la figure 2-20.
Figure 2-20 Schéma de principe de la fixation
La surface du rouleau chauffant étant recouverte d'un revêtement difficile à adhérer au toner, celui-ci n'y adhère pas en raison de la température élevée. Après fixation, le papier d'impression est séparé du rouleau chauffant par la griffe de séparation et évacué de l'imprimante via le rouleau d'alimentation papier.
Le processus de nettoyage consiste à gratter le toner du tambour photosensible qui n'a pas été transféré de la surface du papier vers le bac de récupération de toner.
Lors du transfert, l'image du toner sur le tambour photosensible ne peut pas être entièrement transférée sur le papier. Si le tambour n'est pas nettoyé, le toner restant à la surface du tambour photosensible sera transféré au cycle d'impression suivant, détruisant ainsi l'image nouvellement générée et affectant ainsi la qualité d'impression.
Le nettoyage est effectué à l'aide d'un grattoir en caoutchouc, destiné à nettoyer le tambour photosensible avant le prochain cycle d'impression. Grâce à sa lame résistante à l'usure et flexible, ce grattoir forme un angle avec la surface du tambour photosensible. Lorsque le tambour photosensible tourne, le toner présent à sa surface est raclé par le grattoir et envoyé dans le bac de récupération, comme illustré à la figure 2-21.
Figure 2-21 Schéma d'un nettoyage
Date de publication : 20 février 2023