چاپگرهاي ليزري با توجه به ويژگي هاي منحصربفرد خود طي ساليان اخير با استقبال عموم کاربران کامپيوتر در سراسر جهان مواجه شده اند. شرکت هاي توليدکننده اين نوع چاپگرها متناسب با خواسته هاي جديد و همزمان با پيشرفت تکنولوژي ، مدل هاي متفاوتي از اين نوع چاپگرها را به بازار عرضه مي نمايند.

مباني چاپگرهاي ليزري

استفاده از الکتريسيته ساکن در تکنولوژي چاپگرهاي ليزري، يکي از اصول مهم و اوليه است . الکتريسيته ساکن يک شارژ الکتريکي است که توسط اشياء عايق ايجاد مي گردد. بدن انسان نمونه اي در اين زمينه است که مي تواند باعث ايجاد الکتريسيته ساکن گردد. انرژي حاصل از الکتريسيته ساکن باعث ايجاد چسبندگي بين اشياء مي گردد. ( نظير لباس هاي داخل يک ماشين خشک کن ). رعد و برق حاصل از يک ابر صاعقه دار نيز حامل الکتريسيته ساکن بوده که مسير ابر تا زمين را طي خواهد کرد. شکل زير عناصر اصلي يک چاپگر ليزري را نشان مي دهد.
چاپگر ليزري از پديده فوق به عنوان يک نوع " چسب موقت " استفاده مي نمايد. هسته اساسي سيستم فوق ، دستگاهي با نام " نورپذير" (Photoreceptor) است . ماهيت فيزيکي دستگاه فوق، يک استوانه و يا يک سيلندر است. دستگاه فوق از مواد هادي نور تشکيل شده که توسط کوانتوم نور تخليه مي گردند. در ابتدا ، استوانه يک شارژ مثبت را از طريق يک سيم حامل جريان الکتريکي (Corona Wire) ، پيدا مي کند . همزمان با چرخش استوانه ، چاپگر يک پرتو نور ليزري نازک را بر سطح استوانه به منظور تخليه الکتريکي بخش مربوطه ، مي تاباند. در ادامه ليزر حروف و تصاير را بر سطح استوانه خواهد نوشت .( يک الگو از شارژ الکتريکي ) . سيستم فوق مي تواند با شارژ معکوس هم کار نمايد، در اين حالت يک شارژ الکترواستاتيک مثبت بر روي يک شارژ منفي بعنوان زمينه در نظر گرفته خواهد شد. شکل زير استوانه چاپگر ليزري را نشان مي دهد.
پس از عملکرد الگوي موردنظر ، چاپگر سطح استوانه را با گرد جوهر ( پودر مشکي رنگ با کيفيت مناسب ) شارژ شده مثبت، مي پوشاند. با توجه با اينکه پودر فوق داراي شارژ مثبت است ، تونر به ناحيه تخليه شده استوانه ( بار منفي ) چسبانده مي گردد.( در اين حالت شارژ زمينه مثبت نخواهد شد ) . عمليات فوق مشابه نوشتن بر روي سودا و چسباندن آن بر روي سطح مورد نظر است .
پس از چسباندن پودر مورد نظر ، استوانه حول يک کاغذ مي چرخد .قبل از اينکه کاغذ زير استوانه قرار بگيرد ، يک شارژ منفي توسط سيم انتقالي Corona به آن داده مي شود. شارژ فوق بمراتب قويتر از شارژ منفي الکترواستاتيک مربوط به تصوير بوده و کاغذ قادر به رها کردن پودر مربوطه خواهد بود. همزمان با حرکت کاغذ (با سرعت معادل استوانه) بر روي کاغذ تصوير مربوطه درج خواهد شد. به منظور ممانعت از چسبيدن کاغذ به استوانه ، بلافاصله پس از درج تصويرعمليات تخليه شارژ توسط يک سيم Detac corona انجام خواهد شد.
درنهايت ، چاپگر کاغذ را از بين يک Fuser ( يک زوج غلتک گرم ) عبور داده مي شود. در حين انجام فرآيند فوق، گردجوهر پاشيده شده در کاغذ تنيده مي گردد. غلتک ها باعث حرکت کاغذ به سمت سيني خروجي خواهند شد. Fuser باعث گرم شدن کاغذ نيز خواهد شد بهمين دليل زمانيکه کاغذ از چاپگر خارج مي گردد ، داغ است .
چه عاملي باعث مي شود که کاغذ سوزانده نگردد؟ مهمترين عامل سرعت است . سرعت حرکت کاغذ توسط غلتک ها بگونه اي خواهد بود که باعث عدم سوختگي کاغذ خواهد شد.
پس از ريختن پودر بر روي کاغذ ، سطح استوانه تحت تاثير يک لامپ تخليه قرار مي گيرد. اين لامپ روشن تمام سطح "نور پذير" استوانه را تحت تاثير قرار داده و تصاوير الکتريکي را پاک خواهد کرد. در ادامه سطح استوانه توسط سيم شارژCorna تحت تاثير شارژ مثبت قرار مي گيرد.

کنترل کننده

قبل از انجام هر گونه عمليات توسط چاپگر ليزري ، مي بايست صفحه حاوي داده در اختيار آن قرار گرفته و در ادامه در رابطه با نحوه ايجاد خروجي مورد نظر تصميم گيري مي گردد. عمليات فوق بر عهده کنترل کننده چاپگر خواهد بود. کنترل کننده چاپگر بعنوان برد اصلي چاپگر ليزري ايفاي وظيفه مي نمايد. کنترل کننده فوق از طريق يک پورت ارتباطي نظير : پورت موازي و يا پورت USB با کامپيوتر ارتباط برقرار مي نمايد. در صورتيکه چاپگر به چندين کامپيوتر متصل باشد ، کاربران متفاوت قادر به ارسال درخواست هاي چاپ خود خواهند بود. در اين حالت کنترل کننده ، هر يک از درخواست هاي واصله را بصورت جداگانه پردازش خواهد کرد. شکل زير پورت هاي متفاوت يک چاپگر ليزري را نشان مي دهد.
به منظور گفتمان بين کنترل کننده و کامپيوتر ، مي بايست آنها با يک زبان مشترک صحبت نمايند. در چاپگرهاي اوليه ، کامپيوتر يک نوع فايل متني خاص را بهمراه مجموعه اي از کدهاي اطلاعاتي براي چاپگر ارسال مي کرد. با توجه به ماهيت چاپگرهاي اوليه و محدوديت فونت هاي موجود ، روش فوق بخوبي تامين کننده نيازهاي اطلاعاتي چاپگر بود. امروزه از صدها نوع فونت استفاده مي گردد.بدين منظور لازم است که اطلاعات مورد نياز چاپگر با استفاده از يک زبان پيشرفته در اختيار آن گذاشته شود. متداولترين زبانهاي موجود در اين زمينه زبان PCL)Printer Command Language) مربوط به شرکت هيولت پاکارد و " پوست اسکريپت " مربوط به Adobe است . زبانهاي فوق براي تشريح صفحه از يک نوع بردار استفاده مي نمايند. بردار فوق مقادير رياضي از اشکال geometric مي باشند. ( بصورت مجموعه اي از نقاط نخواهد بود ) چاپگر بردار را اخذ و در ادامه آن را به يک صفحه bitmap تبديل مي نمايد.
برخي از چاپگرها از يک دستگاه اينترفيش گرافيکي GDI)Graphical device interface) در عوض PCL استناندارد، استفاده مي نمايند. درسيستم فوق ، کامپيوتر بردار مربوط به نقاط را خود ايجاد مي نمايد، بدين ترتيب کنترل کننده پردازشي در اين زمينه را انجام نداده و صرفا" دستورالعمل هاي نقاط را براي ليزر ارسال مي نمايد. در اغلب چاپگرهاي ليزري ، کنترل کننده مي بايست عمليات مربوط به سازماندهي داده هاي دريافتي از کامپيوتر را خود انجام دهد. اطلاعات فوق شامل : دستورات مربوط به نوع عمليات ، نوع کاغذ ، نحوه برخورد با فونت ها و ... است . کنترل کننده به منظور انجام عمليات مربوطه بطرز صحيح مي بايست اطلاعات فوق را با اولويت درست دريافت نمايد.
پس از سازماندهي داده ها ، کنترل کننده عمليات آماده سازي صفحه را آغاز خواهد کرد. تنظيم حاشيه ها ي متن ، سازماندهي کلمات و استقرار تصاوير مورد نظر را انجام داده و ماحصل عمليات فوق ايجاد برداري حاوي نقاط متفاوت است . چاپگر به منظور چاپ يک صفحه به اطلاعات فوق نياز خواهد داشت .
در اکثر چاپگرهاي ليزري ، کنترل کننده قادر به ذخيره درخواست هاي مربوط به چاپ در حافظه اختصاصي خود است . با استفاده از ويژگي فوق ، کنترل کننده قادر به استقرار چندين کار در حافظه مي باشد ( ايجاد يک صف از کارها ) . پس از استقرار هر درخواست چاپ در حافظه اختصاصي ، امکان چاپ آنها در زمان مربوطه فراهم خواهد شد. در موارديکه از يک سند مي بايست چندين نسخه چاپ گردد ، داده هاي مربوطه صرفا" يک بار براي چاپگر ارسال و بدين طريق در زمان صرفه جوئي خواهد شد.

ليزر

نقش سيتم ليزر چاپگر در ايجاد خروجي مورد نظر بسيار حائز اهميت است . در چاپگرهاي ليزري قديمي ، سيستم فوق از عناصر زير تشکيل شده بود :
• يک ليزر
• يک آيينه قابل حرکت
• يک لنز
ليزر داده هاي مربوط به صفحه را دريافت ( نقاط ) و بر اساس اطلاعات فوق متن و تصوير مورد نطر را ايجاد مي کرد. در هر زمان(لحظه) يک خط افقي چاپ مي گرديد. همزمان با حرکت پرتو هاي نور بر روي استوانه ، ليزر يک پالس نوري براي هر يک از نقاط مورد نظر جهت چاپ را منعکس مي نمود. براي فضا هاي خالي پالسي توليد نمي گرديد. ليزر نقشي در حرکت پرتو هاي نور نداشته و باعث تابش نور از طريق يک آيينه قابل حرکت است. همزمان با حرکت آيينه ، توسط مجموعه اي از لتزها نور تابانده مي گرديد.با نتظيم فاصله بين آيينه و نقاط در زمان تابش نور ، از بهمم ريختگي تصوير پيشگيري بعمل مي آمد.
دستگاه ليزري صرفا" در جهت افقي حرکت مي کرد.پس از پيمايش افقي ، چاپگر استوانه مربوطه را حرکت داده تا زمينه ايجاد خط بعدي توسط دستگاه ليزر فراهم گردد.
برخي از چاپگرهاي ليزري از مجموعه اي ديود نوري (LED) براي نوشتن محتويات صفحه استفاده مي نمايند. هر يک از نقاط داراي نور اختصاصي خود خواهد بود. چاپگرهاي با تکنولوژي فوق نسبت به چاپگرهائي که از دستگاه ليزري استفاده مي نمايند ، داراي قيمت ارزان تري مي باشند.

تونر

يکي از مهمترين شاخص هاي يک چاپگر ليزري ، تونر است . تونز يک نوع پودر الکتريکي شارژ شده بوده که داراي دو عنصر اصلي : رنگ دانه و پلاستيک است . رنگ دانه ها تامين کننده رنگ مورد نياز مي باشند ( در چاپگرهاي تک رنگ ، رنگ فوق مشکي است ) .رنگ دانه ها با پلاستيک آميخته شده اند. بدين ترتيب زمانيکه تونر از بين غلتک هاي داغ عبور مي نمايد ، گداخته خواهند گرديد.
پودر در يک toner hopper ( يک محفظه کوچک در داخل يک روکش قابل حرکت ) ذخيره مي گردد. چاپگر تونر مورد نياز خود را از طريق devloper unit ( تامين کننده دانه ) از محفظه دريافت مي دارد. developer ، يک مجموعه از دانه هاي مغناطيسي با شارژ منفي است . دانه هاي فوق به يک پاک کن فلزي قابل چرخش ، متصل خواهند شد. با حرکت ميله فوق دانه هايمغناطيسي در محفظه گفته شده قرار خواهند گرفت . با توجه به اينکه دانه هاي مغناطيسي داراي شارژ منفي مي باسند ، تامين کننده دانه ها ، دانه هاي مثبت تونر را جمع آوري خواهد کرد.درادامه پاک کن، ذرات را تميز و آنها را براي استوانه ارسال مي دارد. تصاوير الکترواستاتيک داراي شارژ منفي قويتر نسبت به تامين کننده دانه ها بوده و استوانه شامل ذرات چسبانده شده را از خود دور مي نمايد. در ادامه استوانه در طول کاغذ حرکت و بموازات آن کاغذ تحت تاثير يک ميدان قرار گرفته( يک سيم detac corona ) و تخليه الکتريکي مي گردد.در وضعيت فوق تنها عاملي که باعث نگهداري تونر بر سطح کاغذ مي گردد ، نيروي جاذبه است .به منظور چسباندن تونر بر روي سطح کاغذ ، مي بايست کاغذ از طريق غلتک هاي داغ بحرکت درآيد. در اغلب چاپگرها ، Toner hopper ، developer,drum assembly در يک کارتريج قابل تعويض ( مشابه شکل زير ) قرار مي گيرند.

مزاياي يک چاپگر ليزري

مهمترين مزاياي چاپگرهاي ليزري : سرعت ، دقت و مقرون بصرفه بودن است . يک ليزر فادر به حرکت بسيار سريع بوده و طبيعي است سرعت نوشتن آن بمراتب بيشتر از چاپگرهاي جوهر افشان باشد. چاپگرهاي ليزري بمراتب گرانتر نسبت به چاپگرهاي جوهرافشان مي باشند. در مقابل پودر مصرفي آنها زياد گران نبوده و هزينه نگهداري آنان بالا نخواهد بود.

چاپگرهاي رنگي

در ابتدا اغلب چاپگرهاي ليزري بصورت تک رنگ ( سياه رنگ نوشته و سفيد رنگ کاغذ ) بودند. امروزه چاپگرهاي ليزري رنگي نيز متداول و توسط توليدکنندگان متفاوت عرضه شده اند. عملکرد چاپگرهاي رنگي در اکثر موارد مشابه چاپگرهاي سياه و سفيد است . يکي از تفاوت هاي عمده چاپگرهاي رنگي با سيا و سفيد نحوه انجام فرآيند چاپ با توجه به ماهيت رنگي بودن آنان است . چاپگرهاي رنگي براي انجام فرآيند مربوطه از چهار فاز متفاوت استفاده مي نمايند. در هر فاز يکي از رنگ هاي فيروزه اي ( آبي ) ، سرخابي ( قرمز ) ، زرد وسياه استفاده مي گردد. با ترکيب چهار رنگ فوق مجموعه اي گسترده از رنگ ها بوجود مي آيد. برخي از چاپگرها داراي چهار تونر و developer unit مجزا بر روي يک چرخ دوار مي باشند. برخي ديگر از چاپگرها براي هر يک از رنگ ها، از دستگاه هاي ليزر ، استوانه و تونر مجزا استفاده مي نمايند. شکل زير يک نمونه چاپگر ليزر رنگي را نشان مي دهد.