लेज़र प्रिंटर की आंतरिक संरचना क्या है? लेज़र प्रिंटर की प्रणाली और कार्य सिद्धांत का विस्तार से वर्णन कीजिए।

1 लेज़र प्रिंटर की आंतरिक संरचना

लेजर प्रिंटर की आंतरिक संरचना में चार प्रमुख भाग होते हैं, जैसा कि चित्र 2-13 में दिखाया गया है।

चित्र 2-13 लेज़र प्रिंटर की आंतरिक संरचना

(1) लेजर यूनिट: प्रकाश संवेदनशील ड्रम को उजागर करने के लिए पाठ जानकारी के साथ एक लेजर बीम उत्सर्जित करता है।

(2) पेपर फीडिंग यूनिट: उचित समय पर प्रिंटर में पेपर को प्रवेश करने और प्रिंटर से बाहर निकलने के लिए नियंत्रित करें।

(3) विकासशील इकाई: प्रकाश-संवेदनशील ड्रम के उजागर हिस्से को टोनर से ढककर एक चित्र बनाएं जिसे नग्न आंखों से देखा जा सके, और इसे कागज की सतह पर स्थानांतरित करें।

(4) फिक्सिंग यूनिट: कागज की सतह को ढकने वाले टोनर को पिघलाया जाता है और दबाव और हीटिंग का उपयोग करके कागज पर मजबूती से स्थिर किया जाता है।

2 लेज़र प्रिंटर का कार्य सिद्धांत

लेज़र प्रिंटर एक आउटपुट डिवाइस है जो लेज़र स्कैनिंग तकनीक और इलेक्ट्रॉनिक इमेजिंग तकनीक का संयोजन करता है। विभिन्न मॉडलों के कारण लेज़र प्रिंटर के कार्य अलग-अलग होते हैं, लेकिन कार्य क्रम और सिद्धांत समान होते हैं।

मानक एचपी लेजर प्रिंटर को उदाहरण के रूप में लेते हुए, कार्य क्रम इस प्रकार है।

(1) जब उपयोगकर्ता कंप्यूटर ऑपरेटिंग सिस्टम के माध्यम से प्रिंटर को प्रिंट कमांड भेजता है, तो मुद्रित होने वाली ग्राफिक जानकारी को पहले प्रिंटर ड्राइवर के माध्यम से बाइनरी जानकारी में परिवर्तित किया जाता है, और अंत में मुख्य नियंत्रण बोर्ड को भेजा जाता है।

(2) मुख्य नियंत्रण बोर्ड चालक द्वारा भेजी गई बाइनरी सूचना को ग्रहण करता है और उसकी व्याख्या करता है, उसे लेज़र बीम के साथ समायोजित करता है, और इस सूचना के अनुसार प्रकाश उत्सर्जित करने के लिए लेज़र भाग को नियंत्रित करता है। इसी समय, चार्जिंग उपकरण द्वारा प्रकाश-संवेदी ड्रम की सतह को चार्ज किया जाता है। फिर लेज़र स्कैनिंग भाग द्वारा ग्राफिक सूचना युक्त लेज़र बीम उत्पन्न की जाती है, जिससे प्रकाश-संवेदी ड्रम उजागर होता है। एक्सपोज़र के बाद, टोनर ड्रम की सतह पर एक इलेक्ट्रोस्टैटिक अव्यक्त छवि बनती है।

(3) टोनर कार्ट्रिज के डेवलपिंग सिस्टम के संपर्क में आने के बाद, अव्यक्त छवि दृश्यमान ग्राफ़िक्स बन जाती है। ट्रांसफर सिस्टम से गुजरते समय, ट्रांसफर डिवाइस के विद्युत क्षेत्र की क्रिया के तहत टोनर कागज़ पर स्थानांतरित हो जाता है।

(4) स्थानांतरण पूरा होने के बाद, कागज़ विद्युत-विसर्जक आरी-दांते से संपर्क करता है, और कागज़ पर मौजूद आवेश को ज़मीन पर छोड़ देता है। अंततः, यह उच्च-तापमान स्थिरीकरण प्रणाली में प्रवेश करता है, और टोनर द्वारा निर्मित ग्राफ़िक्स और पाठ कागज़ में एकीकृत हो जाते हैं।

(5) ग्राफिक जानकारी मुद्रित होने के बाद, सफाई उपकरण अस्थानांतरित टोनर को हटा देता है, और अगले कार्य चक्र में प्रवेश करता है।

उपरोक्त सभी कार्य प्रक्रियाओं को सात चरणों से गुजरना होगा: चार्जिंग, एक्सपोज़र, विकास, स्थानांतरण, बिजली उन्मूलन, फिक्सिंग और सफाई।

1>. चार्ज

प्रकाश-संवेदनशील ड्रम को ग्राफिक जानकारी के अनुसार टोनर अवशोषित करने के लिए, प्रकाश-संवेदनशील ड्रम को पहले चार्ज किया जाना चाहिए।

वर्तमान में बाजार में प्रिंटर के लिए दो चार्जिंग विधियां हैं, एक कोरोना चार्जिंग और दूसरी चार्जिंग रोलर चार्जिंग, दोनों की अपनी विशेषताएं हैं।

कोरोना चार्जिंग एक अप्रत्यक्ष चार्जिंग विधि है जो प्रकाश संवेदक ड्रम के प्रवाहकीय सब्सट्रेट को एक इलेक्ट्रोड के रूप में उपयोग करती है, और एक बहुत पतली धातु की तार को प्रकाश संवेदक ड्रम के पास दूसरे इलेक्ट्रोड के रूप में रखा जाता है। कॉपी या प्रिंटिंग करते समय, तार पर बहुत अधिक वोल्टेज लगाया जाता है, और तार के चारों ओर का स्थान एक मजबूत विद्युत क्षेत्र बनाता है। विद्युत क्षेत्र की क्रिया के तहत, कोरोना तार के समान ध्रुवता वाले आयन प्रकाश संवेदक ड्रम की सतह पर प्रवाहित होते हैं। चूँकि प्रकाश संवेदक ड्रम की सतह पर स्थित फोटोरिसेप्टर का अंधेरे में उच्च प्रतिरोध होता है, इसलिए आवेश प्रवाहित नहीं होगा, इसलिए प्रकाश संवेदक ड्रम की सतह का विभव बढ़ता रहेगा। जब विभव उच्चतम स्वीकृति विभव तक बढ़ जाता है, तो चार्जिंग प्रक्रिया समाप्त हो जाती है। इस चार्जिंग विधि का नुकसान यह है कि इससे विकिरण और ओजोन उत्पन्न करना आसान होता है।

चार्जिंग रोलर चार्जिंग एक संपर्क चार्जिंग विधि है, जिसमें उच्च चार्जिंग वोल्टेज की आवश्यकता नहीं होती है और यह अपेक्षाकृत पर्यावरण के अनुकूल है। इसलिए, अधिकांश लेज़र प्रिंटर चार्जिंग के लिए चार्जिंग रोलर्स का उपयोग करते हैं।

आइए लेजर प्रिंटर की संपूर्ण कार्य प्रक्रिया को समझने के लिए चार्जिंग रोलर को उदाहरण के रूप में लें।

सबसे पहले, उच्च-वोल्टेज परिपथ भाग उच्च वोल्टेज उत्पन्न करता है, जो चार्जिंग घटक के माध्यम से प्रकाश-संवेदी ड्रम की सतह को एकसमान ऋणात्मक विद्युत से आवेशित करता है। प्रकाश-संवेदी ड्रम और चार्जिंग रोलर के एक चक्र तक समकालिक रूप से घूमने के बाद, प्रकाश-संवेदी ड्रम की पूरी सतह एकसमान ऋणात्मक आवेश से आवेशित हो जाती है, जैसा कि चित्र 2-14 में दिखाया गया है।

चित्र 2-14 चार्जिंग का योजनाबद्ध आरेख

2>. एक्सपोजर

एक्सपोज़र एक प्रकाश-संवेदी ड्रम के चारों ओर किया जाता है, जिसे लेज़र बीम से एक्सपोज़ किया जाता है। प्रकाश-संवेदी ड्रम की सतह एक प्रकाश-संवेदी परत होती है, यह प्रकाश-संवेदी परत एल्युमीनियम मिश्र धातु कंडक्टर की सतह को ढकती है, और एल्युमीनियम मिश्र धातु कंडक्टर ग्राउंडेड होता है।

प्रकाश-संवेदी परत एक प्रकाश-संवेदी पदार्थ है, जिसकी विशेषता प्रकाश के संपर्क में आने पर चालकता और संपर्क से पहले विद्युतरोधी होना है। संपर्क से पहले, चार्जिंग उपकरण द्वारा एकसमान आवेश को आवेशित किया जाता है, और लेज़र द्वारा विकिरणित होने के बाद विकिरणित स्थान शीघ्र ही एक चालक बन जाता है और एल्युमीनियम मिश्र धातु चालक के साथ चालकता प्राप्त करता है, जिससे आवेश भूमि पर मुक्त होकर मुद्रण कागज पर पाठ क्षेत्र बनाता है। लेज़र द्वारा विकिरणित न किया गया स्थान अभी भी मूल आवेश को बनाए रखता है, जिससे मुद्रण कागज पर एक रिक्त क्षेत्र बनता है। चूँकि यह वर्ण प्रतिबिम्ब अदृश्य होता है, इसलिए इसे स्थिरवैद्युत अव्यक्त प्रतिबिम्ब कहते हैं।

स्कैनर में एक सिंक्रोनस सिग्नल सेंसर भी लगा होता है। इस सेंसर का कार्य स्कैनिंग दूरी को एक समान बनाए रखना है ताकि प्रकाश-संवेदी ड्रम की सतह पर विकिरणित लेज़र किरण सर्वोत्तम इमेजिंग प्रभाव प्राप्त कर सके।

लेज़र लैंप वर्ण सूचना युक्त एक लेज़र किरण उत्सर्जित करता है, जो घूमते हुए बहुआयामी परावर्तक प्रिज्म पर चमकती है, और परावर्तक प्रिज्म लेंस समूह के माध्यम से प्रकाश-संवेदी ड्रम की सतह पर लेज़र किरण को परावर्तित करता है, जिससे प्रकाश-संवेदी ड्रम का क्षैतिज स्कैनिंग होता है। मुख्य मोटर प्रकाश-संवेदी ड्रम को निरंतर घुमाती है ताकि लेज़र उत्सर्जक लैंप द्वारा प्रकाश-संवेदी ड्रम का ऊर्ध्वाधर स्कैनिंग किया जा सके। एक्सपोज़र सिद्धांत चित्र 2-15 में दिखाया गया है।

चित्र 2-15 एक एक्सपोज़र का योजनाबद्ध आरेख

3>. विकास

विकास, विद्युत आवेशों के समान-लिंगी प्रतिकर्षण और विपरीत-लिंगी आकर्षण के सिद्धांत का उपयोग करके, नग्न आँखों से अदृश्य विद्युतस्थैतिक अव्यक्त छवि को दृश्य ग्राफिक्स में बदलने की प्रक्रिया है। चुंबकीय रोलर (जिसे विकासशील चुंबकीय रोलर या संक्षेप में चुंबकीय रोलर भी कहा जाता है) के केंद्र में एक चुंबकीय उपकरण होता है, और पाउडर बिन में मौजूद टोनर में चुंबकीय पदार्थ होते हैं जिन्हें चुंबक द्वारा अवशोषित किया जा सकता है, इसलिए टोनर को विकासशील चुंबकीय रोलर के केंद्र में स्थित चुंबक द्वारा आकर्षित होना चाहिए।

जब प्रकाश-संवेदनशील ड्रम उस स्थिति में घूमता है जहां यह विकासशील चुंबकीय रोलर के संपर्क में होता है, तो प्रकाश-संवेदनशील ड्रम की सतह का वह हिस्सा जो लेजर द्वारा विकिरणित नहीं होता है, उसकी ध्रुवता टोनर के समान होती है, और वह टोनर को अवशोषित नहीं करेगा; जबकि लेजर द्वारा विकिरणित भाग की ध्रुवता टोनर के समान होती है। इसके विपरीत, समान-लिंग प्रतिकर्षण और विपरीत-लिंग आकर्षण के सिद्धांत के अनुसार, टोनर प्रकाश-संवेदनशील ड्रम की सतह पर अवशोषित होता है जहां लेजर विकिरणित होता है, और फिर सतह पर दृश्यमान टोनर ग्राफिक्स बनते हैं, जैसा कि चित्र 2-16 में दिखाया गया है।

चित्र 2-16 विकास सिद्धांत आरेख

4>. स्थानांतरण मुद्रण

जब टोनर को प्रकाश-संवेदी ड्रम द्वारा मुद्रण कागज़ के आसपास स्थानांतरित किया जाता है, तो कागज़ के पीछे एक स्थानांतरण उपकरण होता है जो कागज़ के पिछले हिस्से पर उच्च दाब का स्थानांतरण करता है। चूँकि स्थानांतरण उपकरण का वोल्टेज प्रकाश-संवेदी ड्रम के एक्सपोज़र क्षेत्र के वोल्टेज से अधिक होता है, इसलिए टोनर द्वारा निर्मित ग्राफ़िक्स और टेक्स्ट, चार्जिंग उपकरण के विद्युत क्षेत्र की क्रिया के तहत मुद्रण कागज़ पर स्थानांतरित हो जाते हैं, जैसा कि चित्र 2-17 में दिखाया गया है। ग्राफ़िक्स और टेक्स्ट मुद्रण कागज़ की सतह पर दिखाई देते हैं, जैसा कि चित्र 2-18 में दिखाया गया है।

चित्र 2-17 स्थानांतरण मुद्रण का योजनाबद्ध आरेख (1)

चित्र 2-18 स्थानांतरण मुद्रण का योजनाबद्ध आरेख (2)

5>. बिजली का अपव्यय

जब टोनर छवि को मुद्रण कागज़ पर स्थानांतरित किया जाता है, तो टोनर केवल कागज़ की सतह को ही ढकता है, और मुद्रण कागज़ संचरण प्रक्रिया के दौरान टोनर द्वारा निर्मित छवि संरचना आसानी से नष्ट हो जाती है। स्थैतिकीकरण से पहले टोनर छवि की अखंडता सुनिश्चित करने के लिए, स्थानांतरण के बाद, इसे एक स्थैतिक उन्मूलन उपकरण से होकर गुज़ारा जाएगा। इसका कार्य ध्रुवीयता को समाप्त करना, सभी आवेशों को बेअसर करना और कागज़ को तटस्थ बनाना है ताकि कागज़ स्थैतिकीकरण इकाई में आसानी से प्रवेश कर सके और आउटपुट मुद्रण सुनिश्चित कर सके। उत्पाद की गुणवत्ता, जैसा कि चित्र 2-19 में दिखाया गया है।

चित्र 2-19 शक्ति उन्मूलन का योजनाबद्ध आरेख

6>. फिक्सिंग

हीटिंग और फिक्सिंग, मुद्रण कागज पर अवशोषित टोनर छवि पर दबाव और हीटिंग लागू करने की प्रक्रिया है, जिससे टोनर पिघल जाता है और मुद्रण कागज में डूब जाता है, जिससे कागज की सतह पर एक मजबूत ग्राफिक बन जाता है।

टोनर का मुख्य घटक रेज़िन है, टोनर का गलनांक लगभग 100°C होता है।°सी, और फिक्सिंग यूनिट के हीटिंग रोलर का तापमान लगभग 180 है°C.

मुद्रण प्रक्रिया के दौरान, जब फ्यूज़र का तापमान लगभग 180°C के पूर्व निर्धारित तापमान तक पहुँच जाता है, तो°C जब टोनर सोखने वाला कागज़ हीटिंग रोलर (जिसे ऊपरी रोलर भी कहते हैं) और प्रेशर रबर रोलर (जिसे प्रेशर लोअर रोलर भी कहते हैं) के बीच के गैप से गुज़रता है, तो फ़्यूज़िंग प्रक्रिया पूरी हो जाती है। उत्पन्न उच्च तापमान टोनर को गर्म करता है, जिससे कागज़ पर मौजूद टोनर पिघल जाता है, जिससे एक ठोस छवि और टेक्स्ट बनता है, जैसा कि चित्र 2-20 में दिखाया गया है।

चित्र 2-20 फिक्सिंग का सिद्धांत आरेख

चूँकि हीटिंग रोलर की सतह पर एक ऐसी कोटिंग होती है जो टोनर से चिपकना आसान नहीं होती, इसलिए उच्च तापमान के कारण टोनर हीटिंग रोलर की सतह पर नहीं चिपकता। फिक्सिंग के बाद, प्रिंटिंग पेपर को पृथक्करण पंजे द्वारा हीटिंग रोलर से अलग किया जाता है और पेपर फीड रोलर के माध्यम से प्रिंटर से बाहर भेजा जाता है।

सफाई प्रक्रिया में प्रकाश-संवेदनशील ड्रम पर मौजूद टोनर को खुरच कर निकालना शामिल है, जो कागज की सतह से अपशिष्ट टोनर बिन में स्थानांतरित नहीं हुआ है।

स्थानांतरण प्रक्रिया के दौरान, प्रकाश-संवेदनशील ड्रम पर मौजूद टोनर छवि पूरी तरह से कागज़ पर स्थानांतरित नहीं हो पाती है। यदि इसे साफ़ नहीं किया जाता है, तो प्रकाश-संवेदनशील ड्रम की सतह पर बचा टोनर अगले मुद्रण चक्र में चला जाएगा, जिससे नई बनाई गई छवि नष्ट हो जाएगी, जिससे मुद्रण गुणवत्ता प्रभावित होगी।

सफाई प्रक्रिया एक रबर स्क्रैपर द्वारा की जाती है, जिसका कार्य प्रकाश-संवेदनशील ड्रम प्रिंटिंग के अगले चक्र से पहले प्रकाश-संवेदनशील ड्रम को साफ़ करना है। चूँकि रबर क्लीनिंग स्क्रैपर का ब्लेड घिसाव-प्रतिरोधी और लचीला होता है, इसलिए ब्लेड प्रकाश-संवेदनशील ड्रम की सतह के साथ एक कट कोण बनाता है। जब प्रकाश-संवेदनशील ड्रम घूमता है, तो सतह पर मौजूद टोनर स्क्रैपर द्वारा अपशिष्ट टोनर बिन में स्क्रैप कर दिया जाता है, जैसा कि चित्र 2-21 में दिखाया गया है।

चित्र 2-21 सफाई का योजनाबद्ध आरेख