پرینترها چگونه کار میکنند؟

واژه "Inkjet printer" (پرینتر جوهر افشان) واژه ای است که فرآیند کار را به درستی توصیف می کند. این گونه پرینترها تصویر را با استفاده از ذرات کوچک جوهر بر روی کاغذ چاپ می کنند.
از سوی دیگر واژه "Laser Printer" کمی غیر عادی تر می باشد. یک اشعه لیزر- یک اشعه متمرکز نور- چطور می تواند حروف را بر روی کاغذ چاپ کند و تصاویر را بر روی آن بیاورد. در این مقاله درباره چگونگی عملکرد پرینتر لیزری، بحث خواهیم کرد و مسیر چاپ را از حروف موجود در صفحه کامپیوتر تا چاپ آنها بر روی کاغذ دنبال خواهیم کرد. همان طور که بعداً خواهیم فهمید فرآیند چاپ لیزری بر اساس برخی اصول علمی به کار گرفته شده و در یک روش کاملاً  ابتکاری انجام می گردد.

موارد پایه ای : ا لکتریسیته ساکن

یک اصل اولیه در کار کردن یک پرینتر لیزری الکتریسیته ساکن می باشد. همان انرژی که سبب می گردد لباس ها در خشک کن به یکدیگر بچسبند. الکتریسیته ساکن یک بار الکتریکی می باشد که بر روی یک شی عایق بندی شده مثل بالون یا بدن شما تشکیل می شود. از آنجائیکه اتم های دارای بار مخالف به یکدیگر متصل می باشند، اشیاء دارای زمینه های الکتریسیته ساکن با بار مخالف به یکدیگر می چسبند.
یک پرینتر لیزری از این پدیده به صورت یک نوع "چسب موقتی" استفاده می کند. جرء اصلی این سیستم یک فتوکپیر  می باشد که معمولاً یک غلطک چرخان یا یک سیلندر می باشد. اسمبلی غلطک از یک ماده فتوالکتریک تشکیل شده است که توسط فوتون های نور تخلیه می شود.

موارد اولیه:

ابتدا غلطک با استفاده از یک سیم کرونا، یعنی سیمی که جریان الکتریسیته در آن جریان دارد، دارای بار مثبت می شود. (برخی پرینترها به جای سیم کرونا از غلطک باردار استفاده می کنند، اما اصول کار مشابه است). هنگامی که غلطک می چرخد، پرینتر یک اشعه لیزر کوچک را بر روی سطح می تاباند تا بارها را بر روی نقاط خاص تخلیه کند. در ا ین روش لیزر حروف و تصاویر را به صورت الگویی از بارهای الکتریکی، یعنی یک تصویر الکتروستاتیک بر روی کاغذ چاپ می کند. این سیستم همچنین می تواند با بارهای مخالف نیز کار کند به این ترتیب که تصاویر دارای الکترواستاتیک مثبت بر روی یک پس زمینه با الکترواستاتیک منفی قرار می گیرد.

بعد از اینکه الگو تنظیم شد پرینتر غلطک را با تونر دارای بار الکتریکی مثبت که یک پودر مشکی بسیار ریز می باشد، می پوشاند. از آنجائیکه تونر دارای یک بار مثبت است، به مناطق دارای بار منفی بر روی غلطک می چسبد اما به پس زمینه دارای بار مثبت نمی چسبد. این فرآیند چیزی شبیه نوشتن بر روی یک نوشابه با چسب و بعد غلتاندن آن بر روی آرد می باشد. آرد شما به قسمت هایی که با چسب پوشانده شده است می چسبد بنابراین در آخر پیغام نوشته شده بر روی قوطی باقی می ماند.

غلطک به صورت الگوی پودر چسبیده شده بر روی کاغذ حرکت در می کند. این حرکت در راستای یک نوار در زیر آن می باشد. قبل از اینکه کاغذ در زیر غلطک به حرکت در بیاید، با یک سیم کرونای انتقال دارای بار منفی می شود (غلطک باردار) این بار قوی تر از بار منفی تصویر الکترواستاتیک می باشد. بنابراین کاغذ می تواند پودر تونر را به سمت خود جذب کند. از آنجائیکه کاغذ با سرعتی برابر سرعت غلطک حرکت می کند، کاغذ الگوی تصویر را دقیقاً به خود می گیرد. به منظور جلوگیری از چسبیدن کاغذ به غلطک، بار آن توسط سیم کرونای متصل فوراً بعد از دریافت تونر، تخلیه می شود.

 

موارد اولیه fuser

در نهایت پرینتر کاغذ را از  Fuser - یک جفت غلطک گرمایی- عبور می دهد. هنگامیکه کاغذ از این غلطک ها عبور می کند، پودر تونر ذوب می شود و با فیبرهای موجود بر روی کاغذ سوزانده می شود. غلطک های Fuser کاغذ را به سمت سینی خروجی هدایت می کند و شما می توانید کاغذ چاپ شده را ببینید. Fuser  همچنین کاغذ را گرم می کند و به همین دلیل است که کاغذ همیشه به هنگام بیرون آوردن از پرینتر یا دستگاه فتوکپی داغ هستند.
پس با این وجود چه چیز از سوختن کاغذها جلوگیری می کند؟ جواب سرعت است. کاغذ از غلطک ها به سرعت عبور می کند بنابراین نمی تواند خیلی داغ شود.

بعد از قرار گرفتن تونر بر روی کاغذ، سطح غلطک از لامپ تخلیه عبور می کند. این لامپ شفاف بر روی کل سطح دریافت کننده تصویر تابیده می شود و تصویر الکتریکی را پاک می کند. سپس سطح غلطک از سیم کرونا که بار الکتریکی مثبت را اعمال می کند، عبور می کند.

تمام فرآیند مراحلی بود که گفتیم. البته قرار دادن همه چیز در کنار هم بسیار پیچیده می باشد. در بخش های بعد اجزای مختلف را به صورت مشروح تر بررسی خواهیم کرد تا بدانید که این اجزاء چگونه متن و تصاویر را اینچنین سریع و دقیق بر روی کاغذ چاپ می کند.

کنترل کننده: محاوره:

قبل از اینکه یک پرینتر لیزری هر کاری را انجام دهد، نیاز به دریافت اطلاعات صفحه و آگاهی از اینکه تصویر چطور باید بر روی صفحه چاپ شود، دارد. این کار، وظیفه کنترل کننده پرینتر می باشد.
کنترل کننده پرینتر یک کامپیوتر onboard اصلی پرینتر می باشد. این وسیله با کامپیوتر میزبان (مثلاً کامپیوتر شما) از طریق یک پورت ارتباطی مثل پورت موازی یا پورت USB ارتباط برقرار می کند.

در ابتدای عملکرد چاپ، پرینتر لیزری برای کامپیوتر میزبان تعیین می کند که چطور می تواند داده ها را تبادل کنند. کنترل کننده باید کامپیوتر میزبان را به صورت دوره ای متوقف کرده یا به کار بیندازد تا اطلاعاتی را که دریافت کرده است، پردازش کند.
در یک اداره ممکن است یک پرینتر لیزری به چندین کامپیوتر میزبان متصل باشد. بنابراین کاربران مختلفی می توانند اسناد را ار طریق کامپیوتر خود چاپ کنند. کنترل کننده هر کامپیوتر را به طور جداگانه کنترل می کند، اما ممکن است چندین دستور را به طور همزمان دریافت کند. توانایی کنترل چندین عملکرد در یک زمان واحد از دلایلی است که چنین پرینترهایی بسیار رایج شده اند.

کنترل کننده : زبان

برای ارتباط بین کنترل کننده پرینتر و کامپیوتر میزبان، نیاز به برقراری ارتباط با یک زبان مشابه برای توصیف صفحه می باشد. در پرینترهای قدیمی تر، کامپیوتر یک نوع خاص از فایل متن و یک کد ساده که به پرینتر اطلاعات فرمت پایه ای را می داد، به پرینتر ارسال می کرد. از آنجائیکه پرینترهای قدیمی تعداد کمی فونت داشتند، این کار فرآیند بسیار ساده ای بود.
امروزه ممکن است شما صدها فونت مختلف داشته باشید و دربارة چاپ یک طرح گرافیکی پیچیده دوبار فکر نکنید. برای کنترل تمام این اطلاعات متنوع، پرینتر نیاز دارد تا با یک زبان پیشرفته تر با کاربر محاوره کند.
زبان های اصلی پرینترها امروزه Hewltt poctord"s printer command language و Adobe"s Post می باشد. هر دوی این زبان ها، صفحه را در فرم vector (بردار) توصیف می کنند. این فرمت یک مقدار ریاضی از شکل های هندسی است. چاپگر تصاویر وکتور را گرفته و آن ها را به فرمت Bitmap تبدیل می کند. با این سیستم، پرینتر می تواند صفحات پیچیده با هر فرمت یا نوع فونت را دریافت کند. همچنین از آنجایی که چاپگر تصاویر Bitmap را خودش می سازد می تواند از حداکثر رزولوشن پرینتر استفاده کند.
برخی پرینترها از یک واسط ابزار گرافیکی (GDI) به جای یک PCL استاندارد استفاده می کنند. در این سیستم، کامپیوتر میزبان ترتیب نقطه ها را می سازد بنابراین کنترل کننده دیگر نیاز به پردازش هیچ چیز ندارد. پرینتر تنها دستورالعمل های نقطه را به لیزر ارسال می کند. اما در بیشتر پرینترهای لیزری کنترل کننده باید تمام اطلاعاتی را که از کامپیوتر دریافت می کند. سازماندهی کند. این اطلاعات شامل دستورهایی است که درباره چگونگی عملکرد پرینتر، نوع کاغذ، فرمت کردن کاغذ، فونت و ... می باشد. برای اینکه کنترل کننده با این اطلاعات درست کار کند، باید آن ها را با یک ترتیب درست دریافت کند.

کنترل کننده: تنظیم صفحه

هنگامی که داده ها دریافت شدند، کنترل کننده شروع به کنار هم قرار دادن آنها در صفحه می کند. پرینترها حالت های متن، ترتیب حروف و محل هر گرافیک را تنظیم می کند. هنگامیکه صفحه چیده شد، پردازنده تصویر نقش بیتی اطلاعات صفحه را یا به صورت کلی و یا جزء به جزء دریافت کرده و آن را به ترتیبی از نقطه های ریز تقسیم می کند. همانطور که در بخش بعد خواهیم دید، پرینتر به صفحه با این فرمت نیاز خواهد داشت تا لیزر بتواند آن را بر روی غلطک دریافت کننده تصویر بنویسد.
در بیشتر پرینترهای لیزری کنترل کننده تمام اطلاعات مربوط به چاپ را در حافظه خودش ذخیره می کند. این کار به کنترل کننده امکان دریافت چندین دستور چاپ و قرار دادن آن ها در یک صف پرینت را می دهد بنابراین می تواند تمام آنها را در یک زمان انجام دهد. همچنین به هنگام چاپ تعداد بسیاری از نسخه های اشیاء در زمان صرفه جویی می شود، چون کامپیوتر میزبان تمام دستورها را به یکباره به پرینتر ارسال می کند.

اسمبلی لیزر

از آنجائیکه سیستم لیزر پرینتر در واقع صفحه را می کند، اسمبلی اسکن لیزر باید بسیار دقیق باشد. اسمبلی اسکن لیزر معمولی شامل موارد زیر می باشد:

• یک لیزر
• یک آئینه متحرک
• یک لنز

لیزر، اطلاعات صفحه را دریافت می کند. نقطه های کوچکی که متن و تصاویر را می سازد- هنگامیکه اشعه در طول غلطک حرکت می کند. لیزر یک پالس نور را برای هر نقطه ای که باید چاپ شود، می تاباند و برای فضاهای خالی هیچ پالس نوری را نمی تاباند.

در واقع لیزر اشعه را خودش حرکت نمی دهد. لیزر اشعه را به یک آینه متحرک می تاباند. هنگامیکه آینه حرکت می کند، اشعه را از طریق یک سری از لنزها به غلطک می تاباند. این سیستم انحراف تصویر ایجاد شده از طریق تغییر فاصله بین آینه و نقاط هم راستای غلطک را جبران می کند.
نوشتن بر روی صفحه
اسمبلی لیزر تنها در یک سطح به صورت افقی حرکت می کند. بعد از هر اسکن افقی، پرینتر غلطک دریافت کننده تصویر را به سمت حفره بالایی حرکت می دهد بنابراین اسمبلی لیزر می تواند خط بعد را چاپ کند. یک کامپیوتر موتور چاپ کوچک تمام این کارها را حتی در سرعت های بسیار بالا به طور کامل انجام می دهد.
برخی پرینترهای لیزری از یک رشته LED برای نوشتن متن یا تصویر به جای لیزر ساده استفاده می کنند. هر موقعیت نقطه، نور مخصوص به خود را دارد که به این معنی است که پرینتر دارای یک رزولوشن چاپ می باشد. این سیستم ها از اسمبلی های لیزر واقعی ارزان تر می باشند اما نتایج نامطوب تری را ارائه می دهند. معمولاً شما آنها را در بین پرینترهای ارزان می یابید.