¿Cómo funciona el Control Automático de Potencia (del laser) APC?

La tecnología RICOH, desde hace años, comenzando con la emblemática FT6645 analógica, introdujo el concepto de particionar el control de proceso de copiado en dos grandes estrategias. Una que se encargue de monitorear y ajustar la condición de carga del cilindro y otra que monitoree y mantenga la cantidad necesaria de toner en la unidad de revelado.

Al primero se lo denominó Control de Imagen Latente (CIL) y al segundo se lo llamó Control de Densidad de Imagen (CDI) y más recientemente en la bibliografía técnica proporcionada por el fabricante se lo renombró como Control de Suministro de Toner (CST) pero básicamente CDI y CST se refieren a lo mismo.

Hay un tercer control, que es el que ocupa el tema de este artículo que funciona en paralelo a estos dos que se denomina Control Automático de Potencia (del laser) APC por sus siglas en inglés (Auto Power Control).

Para aplicaciones de muy alta velocidad, como es el caso de las fotocopiadoras e impresoras digitales, sean de la marca que sean, se requiere de altas corrientes de inyección (o de excitación del diodo laser) lo cual puede producir un calentamiento indeseado del dispositivo aún cuando estos cuenten con mecanismos capaces de aportarle medios de refrigeración. El tren de pulsos que llega al diodo laser con la información a “escribir” en el cilindro (que se denomina señal de video en los Manuales de Servicio) es una señal de muy alta frecuencia, tanto más elevada será esa frecuencia en equipos de mayor velocidad de copiado. Por lo tanto el tiempo en el que el laser incide sobre el cilindro para crear cada pixel de imagen latente es muy reducido. Esto hace que para lograr una descarga efectiva de cada pixel en el cilindro en ese corto período de tiempo la potencia del laser deba ser importante.

Aun cuando al diodo laser se le aplique una corriente constante, se sabe que la intensidad de la luz laser que incide sobre el cilindro varía en proporción inversa con la temperatura; es decir que ante un aumento de la temperatura, del origen que sea, la intensidad del laser disminuye.

En las curvas características de un diodo laser se observa que para lograr la misma potencia lumínica de salida (fotones) del diodo laser, es necesario excitarlo con mayor corriente conforme la temperatura del dispositivo aumenta (intersección horizontal de las curvas).

También se observa que el dispositivo (diodo laser) tiene la capacidad de apagarse automáticamente al autocalentarse (intersección vertical con las curvas)

Dejar esto librado al azar sería inadmisible ya que ante diferentes condiciones ambientales obtendríamos algunas copias más intensas y otras más tenues dependiendo del autocalentamiento que perciba el diodo laser.

Para evitar esto existen dos alternativas. Una posibilidad es que el diodo láser sea refrigerado de alguna manera o bien que sea alimentado por una fuente de potencia a corriente constante controlada por un fotodetector utilizando un circuito de realimentación apropiado. Esto último es lo que ocurre en los equipos RICOH. Si bien verán que todos los diodos laser utilizados en fotocopiadoras poseen un encapsulado de aluminio para contribuir a una eficiente disipación térmica, la forma en la que RICOH ha solucionado la estabilidad con la temperatura ha sido por realimentación a través de un fotodetector como se mencionó previamente.

El encargado de realizar esta función de control automáticamente es precisamente el Control Automático de Potencia (del laser) APC. Para mantener la intensidad del laser invariante ante diferentes condiciones de temperatura (ya sea por autocalentamiento como del mismo ambiente) el sistema de control APC monitorea permanentemente la intensidad de salida de luz del laser a través de un fotodetector que se ubican dentro del mismo encapsulado del diodo laser y la compara con una referencia que viene calibrada de fábrica para cada máquina. Este controlador modifica la corriente según sea necesaria para mantenerla invariante aún cuando la temperatura ambiente cambie. En la mayoría de los modelos esta autocalibración se realiza al encender el equipo y cada vez que se active el diodo laser. Dado que el valor de referencia o de consigna se ajusta en la línea de producción por parte del fabricante está contraindicado que el Técnico modifique en campo algunas de las resistencias variables ubicadas en la placa LDDB (Laser Diodo Drive Board).

Por último es importante remarcar que todos los láseres tienen una propiedad en común: son dispositivos altamente peligrosos debido a la alta potencia que manejan. Incluso un nivel de un miliwatt puede producir daños irreversibles en el ojo humano si se mira directamente durante el tiempo suficiente. Es por ello que para realizar un trabajo de forma segura sobre una máquina laser, hay que cumplir algunas medidas de seguridad:

• Siempre que sea posible, desenergizar (apagar y desenchufar) los equipos a los que se les dará servicio técnico.
• Utilizar elementos de protección personal (EPPs) como gafas especiales diseñadas para cada uno de los láseres que se vayan a manipular si vamos a trabajar con el equipo energizados.
• Nunca mirar al rayo láser directamente ni tampoco a una imagen especular del rayo.
• Se debe proteger la piel para láseres de altos niveles de potencia. La ropa blanca de grosor medio (bata de laboratorio) reduce la exposición del rayo láser en un factor 100.
• Un rayo invisible produce los mismos daños que uno visible. Hay que tomar por tanto precauciones especiales al trabajar con rayos láser fuera del espectro visible.

Para cerrar es importante mencionar que si bien no hay intervención del Técnico en relación a este control dado que no hay calibraciones que hacer en campo, es necesario conocer la esencia de su razón de ser. Este control trabaja activamente en la etapa de exposición como parte de la formación de imagen sin el cual no sería posible obtener reproducciones estables en ningún equipo laser.