Лазерный принтер

Введение

Первые лазерные принтеры появились в начале 80-х годов. Еще через несколько лет они перестали быть диковинкой и стали доступны массовому пользователю. К середине 90-х годов разработчики принтеров добились того, что лазерные принтеры научились «понимать» различные языки описания страниц, автоматически распознавать формат бумаги и использовать обе стороны листа. Разрешающая способность для печатающих устройств этого класса достигла 1200 точек на дюйм.

Вывод на печать стал ассоциироваться с издательским делом и цветными приложениями. Хотя воспроизведение мелких деталей и сложной графики, а также нестандартная бумага затрудняют работу лазерных принтеров, многие последние прикладные программы разработаны со средствами печати на лазерных принтерах и не требуют дорогостоящего типографического оборудования.

В условиях возрастающего распространения персональных компьютеров принтеры стали неотъемлемым средством вывода информации. Ежегодно десятки фирм - изготовителей производят все новые и новые более совершенные модели принтеров.

В настоящее время волнует уже не только вопрос, какую именно модель приобрести, но и не менее важные проблемы, связанные, например, с постоянным наличием расходных материалов у фирмы-продавца, возможностью использования кириллических шрифтов, дальнейшим сервисным обслуживанием печатающих устройств и т.д.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1 ОСНОВНАЯ ЧАСТЬ

 

 

1.1 Назначение прибора или устройства

 

Принтер (от англ. print - печать) - периферийное устройство компьютера, предназначенное для вывода текста или графики на физический носитель, в большинстве случаев это бумага, без создания печатной формы и каких-либо других устаревших методов.

Классифицировать принтеры можно по методу осуществления печати. Существует 5 основных вида принтеров: матричные, струйные, лазерные, сублимационные и термопринтеры. Принтеры можно классифицировать по типу печатаемого материала (рулонный, листовой твёрдый и мягкий, сувенирный и т.п.); по типу используемых чернил (водные, сольвент чернила, масляные, пигментные, термотрансферные и т.п.) или тонера; по назначению (широкоформатные, интерьерные, фотопринтеры, сувенирные, офисные, маркировочные и т.п.) и т.д.

В курсовом проекте рассматривается лазерный принтер Canon LBP- 810 внешний вид, которого представлен в таблице 1 .

 

1.2 Технические характеристики

 

К основным характеристикам лазерных принтеров таковы: максимальный формат носителя, разрешение, номинальная скорость печати в монохромном и цветном (для цветного принтера) режиме, время выхода первой страницы, время выхода из энергосберегающего режима (прогрева), объем памяти, интерфейсы, количество и емкость подающих и приемных лотков для бумаги, разнообразие допустимых видов носителей, рекомендуемая максимальная месячная нагрузка, ресурс расходных материалов, наличие дополнительных аксессуаров (дуплекса, лотков, финишеров, интерфейсных плат, жестких дисков и др.) в комплекте поставки или за дополнительную плату, энергопотребление в различных режимах работы.

 

Таблица 1 - Общие технически характеристики

 

Наименование	Характеристика
1	2
Тип печати	черно-белая
Технология печати	лазерная
Размещение	настольный
Область применения	малый офис
Количество страниц в месяц	10000
Максимальный формат	A4
Максимальное разрешение для ч/б печати	600x600 dpi
Продолжение таблицы 1
Скорость печати	8 стр/мин (ч/б А4)
Подача бумаги	125 лист. (стандартная)
Вывод бумаги	100 лист. (стандартный)
Емкость лотка ручной подачи	1 лист.
Плотность бумаги	64-135 г/м2
Расходные материалы	карточках, пленках, этикетках, глянцевой бумаге, конвертах, матовой бумаге
Ресурс ч/б картриджа/тонера	2500 страниц
Интерфейсы	LPT, USB 2.0
Поддержка PostScript	нет
Поддержка ОС	Windows
Потребляемая мощность (при работе)	100 Вт
Уровень шума при работе	48 дБ
Габариты (ШхВхГ)	345x266x312 мм
Вес	6.2 кг
Особенности	Режим экономии тонера, Энергосберегающий режим. Картридж типа EP22.
Внешний вид лазерного принтера Canon LBP- 810

 

1.3 Принцип работы

В основе технологии функционирования лазерного принтера лежит принцип сухого электростатического переноса.

Суть этого принципа такова: источник света освещает предварительно заряженную поверхность светочувствительного вала (фотобарабана, фотовала).

На тех местах, на которые попал свет, меняется заряд и к этим местам затем притягивается тонер. Затем тонер за счёт электростатики переносится на бумагу, попадает в печку, где и закрепляется под действием высокой температуры и давления. Отпечатки сделанные таким способом не боятся влаги, устойчивы к истиранию и выцветанию. Качество такого изображения очень высокое.

Процесс лазерной печати складывается из семи последовательных шагов.

Зарядка фотобарабана - равномерное покрытие поверхности вращающегося фотобарабана отрицательным зарядом.

Зарядка светочувствительного вала (фотобарабана) производится при помощи ролика зарядки (англ. Charge Roller), на который подаётся постоянный отрицательный потенциал с Высоковольтного Блока Питания (ВВБП). Поверхность светочувствительного вала получает постоянный отрицательный заряд по всей длине вала.

Так же следует заметить то, что именно процесс зарядки фотовала традиционно сопровождался активным выделением озона. Происходило это потому, что вместо ролика зарядки ранее использовался коронатор - тонкая нить, по которой проходил ток высокого напряжения создающий коронный разряд (отсюда и название «коронатор» или «коротрон»), создавая заряд на фотобарабане. Параллельно с зарядом фотобарабана, нить коронатора ионизировала воздух, заставляя молекулы кислорода расщепляться, образуя в большом количестве озон. Полезный в малых дозах, в больших он вреден для здоровья, приводя к головокружению и утомляемости.

На сегодня практически во всех принтерах коронатор заменён роликом зарядки, при работе которого не образуется озон.

Лазерное сканирование (засвечивание) - процесс прохождения отрицательно заряженной поверхности фотобарабана под лазерным лучом. Луч сфокусирован на фотобарабане и активизируется только в тех местах, на которые магнитный вал в дальнейшем должен будет нанести тонер. Под действием лазера участки фоточувствительной поверхности фотобарабана, которые были засвечены лазером, теряют отрицательный заряд. Тем самым на поверхности фотобарабана создаётся электростатическое изображение будущего отпечатка в виде ослабленного отрицательного заряда.

Отрицательно заряженный ролик подачи тонера придаёт тонеру отрицательный заряд и подаёт его на ролик проявки. Тонер, находящийся в бункере, притягивается к поверхности магнитного вала под действием магнита, из которого изготовлена сердцевина вала. Во время вращения магнитного вала тонер, находящийся на его поверхности, проходит через узкую щель, образованную дозирующим лезвием и магнитным валом. После этого тонер входит в контакт с фотобарабаном и притягивается на него в тех местах, где отрицательный заряд был снят путём засветки.

Тем самым электростатическое (невидимое) изображение преобразуется в видимое (проявляется). Притянутый к фотобарабану тонер движется на нём дальше, пока не приходит в соприкосновение с бумагой.

В месте контакта фотобарабана с бумагой, под бумагой находится ещё один ролик, называемый роликом переноса. На него подаётся положительный заряд, который он сообщает и бумаге с которой контактирует. Частички тонера, войдя в соприкосновение с положительно заряженной бумагой, переносятся на неё и удерживаются на поверхности за счёт электростатики.

Если в этот момент посмотреть на бумагу, на ней будет сформировано полностью готовое изображение, которое можно легко разрушить проведя по нему пальцем, потому- что изображение состоит из притянутого к бумаге порошка тонера, ничем другим, кроме электростатики, на бумаге не удерживаемое. Для получения финального отпечатка изображение необходимо закрепить.

Бумага с «насыпанным» тонерным изображением двигается далее к узлу закрепления (печке). Закрепляется изображение за счёт нагрева и давления. Печка состоит из двух валов:

- верхнего, внутри которого находится нагревательный элемент (обычно — галогенная лампа), называемый термовалом;

- нижнего (прижимной ролик), который прижимает бумагу к верхнему за

счёт подпорной пружины. ( см.рисунок 1)

 

Рисунок 1 – Устройство лазерного принтера

 

За температурой термовала следит термодатчик (термистор). Печка представляет собой два соприкасающихся вала, между которыми проходит бумага. При нагреве бумаги (180°-220°С) тонер, притянутый к ней, расплавляется и в жидком виде вжимается в текстуру бумаги. Выйдя из печки тонер быстро застывает, что создаёт постоянное изображение, устойчивое к внешним воздействиям.

Чтобы бумага, на которую нанесён тонер, не прилипала к термовалу, на нём выполнены отделители бумаги.

Следует отметить, что термовал — не единственная реализация нагревателя. Альтернативой является печка, в которой используется термоплёнка: специальный гибкий материал с нагревательными элементами в своей структуре.

Центральный печатающий механизм - это фотобарабан, представляет собой металлическую трубку, покрытую плёнкой из органического фоточувствительного проводника.

Лазеры могут точно фокусироваться, в результате получаются очень тонкие лучи, которые заряжают участки фоточувствительного барабана. Вследствие этого современные лазерные принтеры имеют высокое разрешение. Как правило, разрешение при чёрно-белой печати варьируется от 600x600 до 1200x1200.

 

 

1.4 Состав и основные компоненты прибора или устройства

 

Картриджи лазерных принтеров.

 

В целом все картриджи лазерных принтеров имеют одинаковое устройство и принцип работы. Отличие могут быть в конструктивных элементах и технологических усовершенствованиях. В лазерном принтере Canon LPB- 810 применяется картридж типа EP22.

 

Рисунок 2- Внешний вид картриджа EP22

 

Рассмотрим устройство картриджа для лазерного принтера. В этом типичном картридже можно выделить два основных отделения: отделение для отработанного тонера и тонерный отсек. Основные конструктивные элементы отделения для отработанного тонера представлены на рисунке 3

Рисунок 3- Внутреннее устройство картриджа лазерного принтера, отделение для отработанного тонера

 

Под буквенными указаны следующие конструктивные элементы:

1. Фотобарабан (Organic Photo Conductor (OPC) Drum). Представляет собой алюминиевый цилиндр, покрытый органическим светочувствительным и фотопроводящим материалом (обычно оксидом цинка), который способен сохранять образ, наносимый лазерным лучом;
2. Вал первичного заряда (Primary Charge Roller (PCR)). Обеспечивает равномерный отрицательный заряд барабана. Выполнен из токопроводящей резиновой или поролоновой основы, нанесенной на металлический вал;
3. «Вайпер», ракель, чистящее лезвие (Wiper Blade, Cleaning Blade). Очищает барабан от остатков тонера, который не был перенесен на бумагу. Конструктивно выполнен в виде металлического каркаса (stamping) с полиуретановой пластиной (blade) на конце;
4. Лезвие очистки (Recovery Blade). Перекрывает область между барабаном и бункером для отработанного тонера. Recovery Blade пропускает тонер, оставшийся на барабане, внутрь бункера и не дает ему высыпаться в обратном направлении (из бункера на бумагу).
5. Основные конструктивные элементы тонерного отсека представлены на Рисунке 4.

 

Под буквенными указаны следующие конструктивные элементы:

1. Магнитный вал (Magnetic Developer Roller, Мag Roller, Developer Roller). Представляет собой металлическую трубку, внутри которой находится неподвижный магнитный сердечник. К магнитному валу притягивается тонер, который перед подачей на барабан приобретает отрицательный заряд под действием постоянного или переменного напряжения;
2. «Доктор» (Doctor Blade, Metering Blade). Обеспечивает равномерное распределение тонкого слоя тонера на магнитном вале. Конструктивно выполнен в виде металлического каркаса (stamping) с гибкой пластиной (blade) на конце;
3. Уплотнительное лезвие магнитного вала (Mag Roller Sealing Blade). Тонкая пластина, аналогичная по функциям Recovery Blade. Перекрывает область между магнитным валом и отсеком подачи тонера. Mag Roller Sealing Blade пропускает тонер, оставшийся на магнитном вале, внутрь отсека, предотвращая утечку тонера в обратном направлении;
4. Бункер для тонера (Toner Reservoir). Внутри него находится «рабочий» тонер, который будет перенесен на бумагу в процессе печати. Кроме того, в бункер встроен активатор тонера (Toner Agitator Bar) – проволочная рамка, предназначенная для перемешивания тонера;
5. Пломба, чека (Seal). В новом (или регенерированном) картридже тонерный бункер запечатан специальной пломбой, которая предотвращает просыпание тонера при транспортировке картриджа. Перед началом эксплуатации эта пломба удаляется.