چاپ لیزری
چاپ لیزر یک فرایند چاپ دیجیتال الکترواستاتیک است. با عبور مکرر پرتوهای لیزر به جلو و عقب بر روی یک استوانه با بار منفی به نام "طبل" متن و گرافیک باکیفیت (واکس هایی با کیفیت متوسط ) تولید می کند تا تصویری با بار متفاوت را ایجاد کند. سپس درام به طور انتخابی جوهر پودری با بار الکتریکی ( تونر ) را جمع می کند و تصویر را به کاغذ منتقل می کند که پس از آن گرم می شود تا به طور دائمی متن، تصاویر یا هر دو را گرم کند. در فتوکپی دیجیتال، با چاپ لیزر متفاوت است. همانطور که در فتوکپی آنالوگ پیاده سازی شده است، در حالت دوم، تصویر با بازتاب نور یک سند، موجود بر روی درام در معرض شکل، قرار می گیرد.
پرتو لیزر (به طور معمول، یک لیزر نیمه هادی آرسنید آلومینیوم گالیم آرسنید (AlGaAs ) تصویری از صفحه را که باید روی یک درام استوانه ای با بار الکتریکی سلنیوم، به صورت چرخشی چاپ شود، چرخان چاپ می کند .یک درام به نام وینیلکربازول، مونومر آلی، رسانای نور، از آن ساخته شده است. هدایت نور به الکترون های شارژ شده اجازه می دهد تا از مناطقی که در معرض نور قرار دارند، دور شوند. ذرات پودر جوهر ( تونر ) پس از آن به صورت الکترواستاتیک به مناطق شارژ شده درام که دارای تابش لیزر نیستند، جذب می شوند. سپس درام با تماس مستقیم، تصویر را روی کاغذ (که از طریق دستگاه منتقل می شود) منتقل می کند. سرانجام کاغذ روی یک بدنه منتقل می شود، که از گرما استفاده می کند تا لحظه ای، تونر را که نشان دهنده تصویر روی کاغذ است، فوراً فیوز کند. به طور معمول هفت مرحله در این فرآیند دخیل است.
سندی که باید چاپ شود به زبان توصیف صفحه مانند PostScript، Language Command Language (PCL) یا مشخصات XML باز رمزگذاری می شود. پردازنده، تصویر شطرنجی را به توضیحات صفحه نقشه بیت تبدیل میکند که در حافظه شطرنجی چاپگر ذخیره می شود. هر نوار افقی از نقاط در صفحه به عنوان خط شطرنجی یا خط اسکن شناخته می شود. چاپ لیزر با سایر فناوری های چاپ متفاوت است، زیرا هر صفحه همیشه در یک فرآیند مداوم و بدون ایجاد مکث در وسط ارائه می شود، در حالی که فن آوری های دیگر مانند جوهر افشان می توانند هر چند سطر، مکث کنند. برای جلوگیری از عدم استفاده از بافر (جایی که لیزر به نقطه ای از صفحه قبل از رسیدن نقاط نقاشی در آنجا می رسد)، یک چاپگر لیزری به طور معمول به حافظه شطرنجی کافی برای نگه داشتن نقشه تصویر بیت در یک صفحه، نیاز دارد.
نیازهای حافظه با مربع نقاط در هر اینچ افزایش می یابد . بنابراین، 600 dpi حداقل 4 مگابایت و برای رنگ 16 مگابایت (هنوز هم در 600 dpi) نیاز دارد. برای خروجی کاملاً گرافیکی با استفاده از یک زبان توصیف صفحه، حداقل 1 مگابایت حافظه برای ذخیره کردن کل صفحه تک رنگ / A4 در اندازه های 300 dpi لازم است. در 300 dpi در هر اینچ مربع 90،000 نقطه وجود دارد (300 نقطه در هر اینچ خطی). یک کاغذ معمولی 8.5 × 11 ورق حاشیه 0.25 اینچ (6.4 میلی متر) دارد که سطح قابل چاپ را به 8.0 1 در 0.5 اینچ (200 میلی متر × 270 میلی متر) یا 84 اینچ مربع کاهش می دهد. 84 متر مربع / در 90،000 d نقطه در هر متر مربع / در = 7،560،000 نقطه. 1 مگابایت = 1،048،576 بایت یا 8،388،608 بیت که فقط به اندازه کافی بزرگ است تا کل صفحه را با سرعت 300 dpi نگه دارید و حدود 100 کیلوبایت را برای استفاده در پردازنده تصویر raster ذخیره می کنید.
در یک چاپگر رنگی، هر یک از چهار لایه تونر CMYK به صورت نقشه جداگانه ذخیره می شود و هر چهار لایه به طور معمول قبل از شروع چاپ پردازش می شوند، بنابراین حداقل 4 مگابایت برای صفحه کامل با اندازه نامه با 300 dpi لازم است.
تاریخچه
در طول دهه 1980، تراشه های حافظه هنوز بسیار گران بودند، به همین دلیل چاپگرهای لیزری سطح ورودی در آن دوره همیشه با قیمت خرده فروشی پیشنهادی چهار رقمی به دلار آمریکا همراه بودند. قیمت های حافظه بعداً فرو ریخت، و از سال 2008 چاپگرهای 1200 dpi به طور گسترده در بازار مصرف عرضه شده اند. سازندگان صفحه چاپ الکتروفوتوگرافی 2400 dpi، اساساً چاپگرهای لیزری که بر روی ورق های پلاستیکی چاپ می شوند، نیز در دسترس هستند.
در چاپگرهای قدیمی، یک سیم تاج موازی با درام قرار می گیرد و یا در چاپگرهای اخیر، یک غلطک شارژ اولیه، یک بار الکتریکی را بر روی گیرنده نور (که در غیر این صورت واحد رسانای عکس نامگذاری شده است)، یک درام یا کمربند حساس به دور قابل چرخش، طراحی می کند نگه داشتن یک بار الکترواستاتیک بر روی سطح آن در حالی که در تاریکی وجود دارد. یک ولتاژ AC برای غلطک شارژ اولیه اعمال می شود تا هرگونه تصاویر باقیمانده قبلی را از بین ببرد. غلتک برای اطمینان از پتانسیل منفی یکنواخت، یک ولتاژ DC را نیز روی سطح درام اعمال می کند. پوشش درام را به عنوان ساندویچ سیلیکونی با لایه فتوژرینگ، یک لایه مانع نشت شارژ و همچنین یک لایه سطح را توصیف می کند. از سیلیکون آمورف حاوی هیدروژن به عنوان لایه دریافت کننده نور، برون نیترید به عنوان لایه مانع نشت شارژ و همچنین یک لایه سطحی از سیلیکون دوپا، به ویژه سیلیکون با اکسیژن یا نیتروژن استفاده می کند که در غلظت کافی شبیه به ماشینکاری نیترید سیلیکون است . نور لیزر به طور انتخابی بار منفی روی درام نور گیرنده را خنثی می کند تا یک تصویر الکترواستاتیک ایجاد کند. واحد لیزر از Dell P1500 است . شش گوش سفید آینه چرخان اسکنر است.
یک پرینتر لیزر، از لیزر استفاده می کند زیرا لیزرها قادر به ایجاد پرتوهای بسیار متمرکز، دقیق و شدید به خصوص در مسافت های کوتاه در داخل پرینتر هستند. این لیزر به یک آینه چند ضلعی در حال چرخش هدایت می شود که پرتوی نور را از طریق سیستم لنزها و آینه ها بر روی درام نور گیرنده هدایت می کند، پیکسل ها را با نرخ های شصت و پنج میلیون بار در ثانیه می نویسد . طبل در حین جابجایی به چرخش خود ادامه می دهد و برای جبران این حرکت زاویه جارو کشیدن بسیار اندک لازم است. جریان داده های خراب شده در حافظه چاپگر که به سرعت جوش داده می شود، لیزر را خاموش می کند.
پرتو لیزر میزان بار را روی سطح درام خنثی می کند (یا معکوس می کند) و یک تصویر الکتریکی منفی بر روی سطح درام می گذارد که ذرات تونر با بار منفی را دفع می کند. نواحی روی درام که توسط لیزر زده شده اند، لحظه ای خبری از شارژ نیستند، و تونر با استفاده از رول توسعه دهنده پوشش داده شده با تونر در درام فشرده می شود، در مرحله بعدی از سطح لاستیکی رول به قسمت شارژ شده حرکت می کند. برخی از پرینترهای غیر لیزر (پرینترهای LED ) برای تولید تصویر به جای استفاده از لیزر، از آرایه ای از دیودهای تابش نور استفاده می کنند که عرض صفحه را می پوشانند. "قرار گرفتن در معرض" در برخی از اسناد به عنوان "نوشتن" معروف است. با چرخش طبل ها، تونر به طور مداوم در یک لایه 15 میکرونی به رول توسعه دهنده اعمال می شود . سطح نوری گیرنده با تصویر نهفته در معرض رول توسعه دهنده پوشیده از تونر قرار دارد. تونر از ذرات ریز پودر پلاستیک خشک مخلوط شده با کربن سیاه یا مواد رنگ آمیزی تشکیل شده است. ذرات تونر در کارتریج تونر بار منفی می گذارند، و هنگامی که بر روی درام توسعه دهنده ظهور می شوند، به صورت الکترواستاتیک به تصویر نهفته (نواحی روی سطح طبل که توسط لیزر زده شده اند) جذب می شوند. از آنجا که بارهای منفی یکدیگر را دفع می کنند، ذرات تونر با بار منفی به طبل جایی که بار منفی (که قبلاً توسط غلطک شارژ منتقل شده بود) باقی نمی مانند.
سپس یک ورق کاغذ در زیر طبل نور گیرنده چرخانده می شود، که با الگویی از ذرات تونر در مکان های دقیقی که لیزر در آن لحظه های قبل زده شده است، پوشیده شده است. ذرات تونر از نظر طبل و کاغذ جذابیت بسیار ضعیفی دارند اما پیوند به درام ضعیف تر است و ذرات بار دیگر انتقال می یابند، این بار از سطح درام به سطح کاغذ. برخی از ماشین ها همچنین از یک "غلتک انتقال" با بار مثبت در قسمت پشتی کاغذ استفاده می کنند تا به کمک آن بتوانید تونر با بار منفی را از درام نور گیرنده به کاغذ بکشید. تونر با حرارت و فشار روی کاغذ ذوب می شود.
از غلطک های موجود در مونتاژ فیوزر عبور می کند، جایی که درجه حرارت تا 427 درجه سانتیگراد (801 درجه فارنهایت) و فشار برای پیوند دائمی تونر به کاغذ استفاده می شود. یک غلتک معمولاً یک لوله توخالی (غلتک حرارتی) و دیگری غلتک پشتی لاستیکی (غلتک فشار) است. یک لامپ گرمای تابشی در مرکز لوله توخالی معلق است و انرژی مادون قرمز آن به طور یکنواخت غلتک را از داخل گرم می کند. برای اتصال مناسب تونر، غلتک فیوزر باید به طور یکنواخت داغ باشد.
بعضی از پرینترها از یک غلتک با روکش فلزی بسیار نازک استفاده می کنند، بنابراین جرم حرارتی کمتری برای گرم شدن وجود دارد و فیوزر با سرعت بیشتری می تواند به دمای کار برسد . اگر کاغذ آهسته تر از درون فیوز حرکت کند، زمان تماس غلتک بیشتر برای ذوب شدن تونر وجود دارد و فیوزر می تواند در دمای پایین تری کار کند. چاپگرهای لیزری ارزان تر و ارزان قیمت، معمولاً به دلیل این طراحی صرفه جویی در مصرف انرژی، به آرامی چاپ می شوند، در مقایسه با چاپگرهای بزرگ با سرعت بالا که در آن کاغذ با سرعت بسیار کمی از طریق یک فیوز دمای بالا حرکت می کند.
تمیز کردن و شارژ مجدد
بزرگنمایی خروجی پرینتر لیزری رنگی، نشانگر ذرات تونر جداگانه که شامل 4 نقطه از تصویر با پس زمینه مایل به آبی است. با درام کامل، در معرض یک تیغه پلاستیکی نرم خنثی قرار می گیرد که هر تونر باقیمانده را از طبل نور گیرنده پاک می کند و آن را درون مخزن زباله می کند. یک غلطک شارژ دوباره یک بار منفی یکنواخت را روی سطح درام تمیز شده دوباره برقرار می کند، و آماده می کند تا مجدداً توسط این لیزر مورد اصابت قرار گیرد. پس از اتمام تولید تصویر شطرنجی، کلیه مراحل فرآیند چاپ می تواند یکی پس از دیگری در پشت سر هم اتفاق بیفتد. این اجازه می دهد تا از یک واحد بسیار کوچک و جمع و جور استفاده شود، جایی که در آن گیرنده بار است، چند درجه می چرخد و اسکن می شود، چند درجه بیشتر می چرخد و توسعه می یابد. تمام مراحل قبل از اینکه طبل چرخه را کامل کند، می تواند کامل شود. چاپگرهای مختلف این مراحل را به روشهای مشخصی پیاده سازی می کنند. پرینترهای LED از یک آرایه خطی از دیودهای تابش نور برای "نوشتن" نور روی درام استفاده می کنند. تونر بر اساس موم یا پلاستیک ساخته شده است، به گونه ای که وقتی کاغذ از مونتاژ فیوزر عبور می کند، ذرات تونر ذوب می شوند. این مقاله ممکن است متضاد متهم شود. فیوزر می تواند یک اجاق گاز مادون قرمز، یک غلتک فشار گرم و یا (در بعضی از پرینترهای بسیار سریع و گران قیمت) یک لامپ فلش زنون باشد. فرآیند گرم شدن که یک پرینتر لیزر وقتی از ابتدا در پرینتر استفاده می شود از طریق گرمایش عنصر فیوزر انجام می شود.
مکانیسم داخل پرینتر لیزری تا حدی ظریف است و در صورت آسیب دیدن، اغلب تعمیر آن غیرممکن است. طبل خصوصاً یک مؤلفه مهم است: نباید بیش از چند ساعت در معرض نور محیط قرار گیرد، زیرا نور چیزی است که باعث می شود بار خود را از دست بدهد و در نهایت آن را فرسوده کند. هر چیزی که در عملکرد لیزر مانند ضایعات کاغذ پاره شده اختلال ایجاد کند، ممکن است مانع از تخلیه لیزر بخشی از طبل شود و باعث شود این نواحی به صورت رگه های عمودی سفید ظاهر شوند. اگر تیغه برف پاک کن خنثی نشده، تونر باقیمانده را از سطح درام خارج کند، ممکن است بار دیگر این تونر روی طبل بار دوم در گردش کند و باعث ایجاد لکه های در صفحه چاپ شده با هر چرخش می شود. اگر غلتک شارژ آسیب ببیند یا از قدرت کافی برخوردار نباشد، ممکن است نتواند سطح طبل را به طور منفی شارژ کند، به طبل اجازه می دهد تا تونر بیش از حد را بر روی انقلاب بعدی از رول برنامه نویس بگیرد و باعث ایجاد تصویر مکرر اما ضعیف تر شود. انقلاب قبلی که در پایین صفحه ظاهر می شود.
اگر تیغه، تونر اطمینان حاصل کند که یک لایه صاف و یکنواخت از تونر به رول توسعه داده نشده است، ممکن است چاپ در نتیجه در مکانهایی که تیغه بیش از حد تونر کرده است، دارای لکه های سفید باشد. از طرف دیگر، اگر تیغه اجازه می دهد تا تونر بیش از حد بر روی صفحه توسعه دهنده بماند، ذرات تونر با چرخش رول گشاد می شوند، روی کاغذ زیر رسوب می کنند و در طی فرآیند فیوزینگ به کاغذ وصل می شوند. این باعث تاریک شدن عمومی صفحه چاپ شده در نوارهای عمودی گسترده با لبه های بسیار نرم می شود.
اگر غلتک فیوز به درجه حرارت کافی نرسد یا اگر رطوبت محیط خیلی زیاد باشد، تونر به خوبی به کاغذ فیوز نمی شود و ممکن است بعد از چاپ پوسته پوسته شود. اگر فیوز بسیار گرم است، ممکن است مؤلفه پلاستیکی تونر لکه دار شود، باعث می شود متن چاپ شده مانند مرطوب یا لکه دار شود، یا ممکن است باعث شود که تونر ذوب شده از طریق کاغذ به طرف عقب خیس شود.
تولید کنندگان مختلف ادعا می کنند که تونرهای آنها بطور خاص برای چاپگرهایشان ساخته شده است و سایر فرمول های تونر ممکن است با مشخصات اصلی مطابق با تمایل به قبول یک بار منفی، برای جابجایی به مناطق تخلیه شده درام گیرنده گیرنده از رول توسعه دهنده مطابقت نداشته باشند. برای آمیختن مناسب با کاغذ، یا اینکه درام را با تمیز از هر انقلاب پاک کنید. مانند اکثر دستگاه های الکترونیکی، هزینه چاپگرهای لیزری طی سالها به طرز چشمگیری کاهش یافته است. در سال 1984، HP LaserJet به قیمت 3500 دلار فروخته شد، حتی با گرافیک های کوچک و با وضوح پایین مشکل داشت و 32 کیلوگرم وزن داشت (71 پوند). در اواخر دهه 1990، چاپگرهای لیزری تک رنگ برای جابجایی سایر فن آوری های چاپ به اندازه کافی ارزان قیمت شده اند، اگرچه چاپگرهای جوهر افشان رنگی (به تصویر زیر مراجعه کنید) باز هم مزایایی در تولید مثل کیفیت عکس داشتند. از سال 2016، پرینترهای لیزری تک رنگ کم مصرف می توانند با قیمت کمتر از 75 دلار فروخته شوند، و در حالی که این چاپگرها تمایل به عدم پردازش پردازنده دارند و برای تولید تصویر راستر به رایانه میزبان متکی هستند، اما با این وجود تقریباً در همه محصولات لیزری 1984 پیشی دارند.
سرعت چاپگر لیزر می تواند بسیار متفاوت باشد و به عوامل بسیاری از جمله شدت گرافیکی کار در حال پردازش بستگی دارد. سریعترین مدل ها می توانند بیش از 200 صفحه تک رنگ در دقیقه (12000 صفحه در ساعت) چاپ کنند. سریعترین چاپگرهای لیزری رنگی می توانند بیش از 100 صفحه در دقیقه (6000 صفحه در ساعت) چاپ کنند. چاپگرهای لیزری بسیار پر سرعت برای ارسال نامه های انبوه اسناد شخصی مانند کارت اعتباری یا قبض های ابزار استفاده می شوند و در برخی از برنامه های تجاری با لیتوگرافی رقابت می کنند .
هزینه این فناوری به ترکیبی از فاکتورها شامل هزینه کاغذ، تونر، تعویض درام و همچنین تعویض موارد دیگر مانند مونتاژ فیوزر و مونتاژ انتقال بستگی دارد. اغلب چاپگرهایی با درامهای پلاستیکی نرم می توانند هزینه بسیار بالایی از مالکیت داشته باشند که تا زمانی که طبل نیاز به تعویض نداشته باشد، آشکار نمی شود.
چاپ مضاعف (چاپ در دو طرف کاغذ) می تواند هزینه های کاغذ را نصف کند و حجم پرونده های آن را کاهش دهد، البته به دلیل کندتر بودن سرعت چاپ صفحه به دلیل طولانی تر شدن مسیر کاغذ. قبلاً فقط در چاپگرهای رده بالا وجود داشت، اکنون دوبلکسرها در چاپگرهای اداری میان رده رایج هستند، اگرچه همه چاپگرها نمی توانند یک واحد دوبلکس را در خود جای دهند.
در یک فضای تجاری مانند یک دفتر، استفاده از نرم افزارهای خارجی باعث افزایش چاپگرهای لیزری در محل کار می شود. از نرم افزار می توان برای تنظیم قواعدی مبنی بر تعامل کارمندان با چاپگرها استفاده کرد، مانند تعیین محدودیت در تعداد صفحات قابل چاپ در روز، محدود کردن استفاده از جوهر رنگی و کارهایی با پرچم گذاری که به نظر بی فایده است.
پرینتر لیزری رنگی فوجی زیراکس C1110B
پرینترهای لیزری رنگی استفاده تونر رنگی (جوهر خشک)، معمولا فیروزه ای، قرمز، زرد، و سیاه و سفید CMYK در حالی که چاپگرهای تک رنگ فقط از یک مجموعه اسکنر لیزری استفاده می کنند، چاپگرهای رنگی معمولاً دارای دو یا بیشتر هستند.
چاپ رنگی باعث پیچیدگی در روند چاپ می شود زیرا عدم سوءاستفاده های بسیار ناچیزی که به عنوان خطاهای ثبت نام شناخته می شود می تواند بین چاپ هر رنگ رخ دهد و باعث ایجاد رنگ ناخواسته، تار شدن و یا ایجاد نور / تاریک در امتداد لبه های مناطق رنگی شود. برای مجاز بودن دقت در ثبت بالا، برخی از چاپگرهای لیزری رنگی از کمربند چرخشی بزرگی به نام "کمربند انتقال" استفاده می کنند. کمربند انتقال از جلوی تمام کارتریج های تونر عبور می کند و هر یک از لایه های تونر دقیقاً روی کمربند اعمال می شوند. سپس لایه های ترکیبی در یک مرحله یکنواخت روی کاغذ اعمال می شوند. چاپگرهای رنگی معمولاً در هر صفحه نسبت به چاپگرهای تک رنگ هزینه بیشتری دارند، حتی اگر فقط صفحات تک رنگ را چاپ کنند.
چاپگرهای انتقال لیزر رنگی برای ایجاد انتقال رسانه ایجاد شده اند که ورق های انتقال آنها طراحی شده اند تا از طریق پرس حرارتی قابل استفاده باشند . این نقل و انتقالات به طور معمول برای ساخت تی شرت های سفارشی یا محصولات آرم های سفارشی با آرم های شرکتی یا تیمی روی آنها استفاده می شود. انتقال لیزر رنگی دو قسمتی بخشی از یک فرآیند دو مرحله ای است که به موجب آن چاپگرهای لیزریرنگ از تونر رنگی (جوهر خشک)، به طور معمول فیروزه ای، سرخابی، زرد و سیاه ( CMYK ) استفاده می کنند، اما چاپگرهای جدیدتری طراحی شده اند تا روی تیره چاپ شوند. پیراهن ها از یک تونر مخصوص سفید استفاده می کنند و به آنها امکان می دهد برای لباس های تیره یا محصولات تجاری تاریک نقل و انتقالات انجام دهند. فرایند چاپ رنگی CMYK به شما امکان می دهد تا میلیون ها رنگ با فرآیند تصویربرداری بی نظیر وفادار به نمایش درآید.
مقایسه مدل تجاری با چاپگرهای جوهر افشان
تولید کنندگان از یک مدل تجاری مشابه برای چاپگرهای لیزری با هزینه کم و برای چاپگرهای جوهر افشان استفاده می کنند : این چاپگرها ارزان تر فروخته می شوند در حالی که تونرها و جوهرهای جایگزین نسبتاً گران هستند. متوسط هزینه درایور چاپگر لیزری رنگی در هر صفحه معمولاً کمی کمتر است، حتی اگر چاپگر لیزری و کارتریج تونر لیزری از قیمتهای بالاتری برخوردار باشند، زیرا تونرهای لیزری نسبت به هزینه های خود از چاپگرهای لیزری، ورق های بیشتری چاپ می کنند.
کیفیت چاپ لیزرهای رنگی با وضوح آنها (به طور معمول 600-1200 dpi) و استفاده از آنها فقط از چهار تونر رنگی محدود است. آنها غالباً در چاپ قسمت های بزرگی از درجه بندی های یکسان یا ظرافت رنگ مشکل دارند. پرینترهای جوهر افشان که برای چاپ عکس طراحی شده اند، می توانند تصاویر رنگی با کیفیت بسیار بالاتری تولید کنند، مقایسه عمیق تر پرینترهای جوهر افشان و لیزر نشان می دهد که پرینترهای لیزری انتخاب ایده آل برای چاپگر با کیفیت و حجم بالا هستند، در حالی که چاپگرهای جوهر افشان تمایل دارند که روی چاپگرهای بزرگ و واحدهای خانگی تمرکز کنند. پرینترهای لیزری لبه های دقیق تر و عمیق تر تک رنگ را ارائه می دهند. علاوه بر این، پرینترهای لیزری رنگی بسیار سریعتر از چاپگرهای جوهر افشان هستند، اگرچه به طور کلی بزرگتر و حجیم تر هستند.
منبع : https://en.m.wikipedia.org/wiki/Laser_printing