Принцип работы лазерного принтера

Федеральное агентство  по образованию ГОУ ВПО

«Башкирский государственный  педагогический

университет им. М.Акмуллы» 

Институт профессионального  образования и информационных технологий

Кафедра педагогики и  психологии профессионального образования

 

 

 

 

 

 

 

 

Реферат

«Принцип работы лазерного принтера»

 

 

 

 

 

 

 

Выполнил: 
студент 4 курса 41 группы 
Стенин Никита Дмитриевич 
Проверил:

ст. преподаватель 
Хасанов Рашит Ризович

 

 

 

 

 

 

Уфа 2012 г.

Лазерный принтер (laser printer) – один из видов принтеров, позволяющий быстро изготавливать высококачественные отпечатки текста и графики на обыкновенной бумаге. Подобно фотокопировальным аппаратам лазерные принтеры используют в работе процесс ксерографической печати, однако отличие состоит в том, что формирование изображения происходит путём непосредственной экспозиции (освещения) лазерным лучом фоточувствительных элементов принтера.

 

Принцип работы лазерного  принтера

Процесс лазерной печати складывается из пяти последовательных шагов:

1. Зарядка фотовала;
2. Лазерное сканирование;
3. Наложение тонера;
4. Перенос тонера;
5. Закрепление тонера.

Рассмотрим каждый шаг более подробно.

Процесс лазерной печати

 

Зарядка фотовала

Фотовал – цилиндр с покрытием из фотополупроводника (материала, способного менять своё электрическое сопротивление при освещении). В некоторых системах вместо фотоцилиндра использовался фоторемень – эластичная закольцованная полоса с фотослоем.

Зарядка фотовала – нанесение равномерного электрического заряда на поверхность вращающегося фотобарабана (1). Наиболее часто применяемый материал фотобарабана – фотоорганика – требует использования отрицательного заряда, однако есть материалы (например, кремний), позволяющие использовать положительный заряд.

Изначально зарядка производилась  с помощью скоротрона – натянутого провода, на который подаётся напряжение относительно фотобарабана. Между проводом и фотобарабаном обычно помещается металлическая сетка, служащая для выравнивания электрического поля.

Позже стали применять зарядку  с помощью зарядного валика (Charge Roller) (2). Такая система позволила  уменьшить напряжение и снизить  проблему выделения озона в коронном разряде (преобразование молекул O2 в O3 под действием высокого напряжения), однако влечёт проблему прямого механического контакта и износа частей, а также чистки от загрязнений.

 

Лазерное сканирование

Лазерное сканирование (засвечивание) – процесс прохождения отрицательно заряженной поверхности фотовала под лазерным лучом. Луч лазера (3) отклоняется вращающимся зеркалом (4) и, проходя через распределительную линзу (5), фокусируется на фотовалу (1). Лазер активизируется только в тех местах, на которые с магнитного вала (7) в дальнейшем должен будет попасть тонер. Под действием лазера участки фоточувствительной поверхности фотовала, которые были засвечены лазером, становятся электропроводящими, и часть заряда на этих участках «стекает» на металлическую основу фотовала. Тем самым на поверхности фотовала создаётся электростатическое изображение будущего отпечатка в виде "рисунка" из участков с менее отрицательным зарядом, чем общий фон.

 

Наложение тонера

Отрицательно заряженный ролик  при подаче 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 между дозирующим лезвием и магнитным валом. После этого тонер входит в контакт с фотовалом и притягивается на него в тех местах, где сохранился отрицательный заряд. Очень распространено заблуждение, что тонер притягивается именно к местам отсутствия заряда на фотовалу. Однако, тонер, будучи диэлектриком, электризуется в дипольно-заряженные частицы, которые притягиваются к любым заряженным поверхностям вне зависимости от знака заряда последних. Тонер не сможет удержаться на фотовалу в местах без заряда. В то же время, распространено и обратное заблуждение, что тонер притягивается именно к местам, заряженным отрицательно. Большинство марок выпускаемых тонеров для бытовых лазерных принтеров маркируется как отрицательно заряжаемые, что говорит о невозможности притяжения отрицательно заряженных частичек тонера к одноименно заряженным участкам фотобарабана. Поэтому, на самом деле, отрицательно заряженный тонер не может притягиваться ко всем заряженным участкам вне зависимости от знака заряда, а только к тем, у которых отсутствует заряд, или, по крайней мере, к тем, величина заряда которых не мешает образованию в поверхностном слое фотобарабана дипольного момента под влиянием электростатического поля отрицательно заряженных частичек тонера.

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

 

Перенос тонера

В месте контакта фотовала с бумагой, под бумагой находится ещё  один ролик, называемый роликом переноса (коронатор). 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.

 

Закрепление тонера

Бумага (8) с «насыпанным» тонерным изображением двигается далее к узлу закрепления (печке) (11). Закрепляется изображение за счёт нагрева и давления. Печка состоит из двух валов:

1. верхнего, внутри которого находится нагревательный элемент (обычно –галогенная лампа), называемый термовалом;
2. нижнего (прижимной ролик), который прижимает бумагу к верхнему за счёт подпорной пружины.

За температурой термовала следит термодатчик (термистор). Печка представляет собой два соприкасающихся вала, между которыми проходит бумага. При нагреве бумаги (180-220 °C) 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.

Однако термовал – не единственная реализация нагревателя. Альтернативой является печка, в которой используется термоплёнка: специальный гибкий материал с нагревательными элементами в своей структуре.

 

Вопросы:

1. На каком шаге происходит нанесение равномерного электрического заряда на поверхность вращающегося фотобарабана?
1. лазерное сканирование
2. наложение тонера
3. зарядка фотовала
4. перенос тонера
2. Как называется процесс прохождения отрицательно заряженной поверхности фотовала под лазерным лучом.
1. зарядка фотовала
2. лазерное сканирование
3. закрепление тонера
4. перенос тонера
3. Роликом переноса называется:
1. коронатор
2. термистор
3. скоротрон
4. фотовал