Лазерные принтеры и дальномеры

CoolReferat.com

Министерство  образования Украины

Криворожский  технический университет

Кафедра моделирования  и программного обеспечения

 

 

 

 

 

 

 

Домашняя работа

по дисциплине

"Схемотехника  ЭВМ"

Тема: “Лазерные принтеры и дальномеры”

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Выполнила:

ст. гр. ПЗАС-08-2

Демидова Оксана Олеговна

№ зачетной книжки ¾ 36-08

 

 

Принял:

Заслуженный деятель  науки и техники, доктор техн. наук, профессор Азарян А.А.

 

 

Работа допущена к защите _____

Защищена с оценкой __________

 

 

 

 

 

 

 

 

 

                                                                                Кривой Рог – 2010

Содержание

 

1. Введение………………………………………………………………..3
2. Лазерные принтеры………………………………………………….

    2.1 Устройство лазерного принтера………………………………

    2.2. Принцип действия……………………………………………….

     2.3. Технология лазерной печати …………………………………

      2.3.1. Зарядка фотовала………………………………………….

      2.3.2 Лазерное сканирование……………………………………..

2.3.3 Наложение тонера………………………………………….

2.3.4 Перенос тонера…………………………………………….

2.3.5 Закрепление тонера………………………………………..

    2.4. Классификация лазерных принтеров………………………….

          2.4.1. Принтеры, пришедшие на смену струйным…………….

          2.4.2. Принтеры для небольших рабочих групп………………

          2.4.3. Монохромные принтеры для печати графики………….

          2.4.4. Сетевые принтеры…………………………………………

          2.4.5. Цветные лазерные принтеры……………………………..

    2.5. Преимущества и недостатки лазерных принтеров……………

3. Лазерные дальномеры……………………………………………….

    3.1. Принцип  работы…………………………………………………

                3.1.1 Методы измерения расстояний…………………………..

    3.2. Виды  дальномеров………………………………………………

          3.2.1 Дальномер с твердотельным лазером…………………..

    3.3. Применение………………………………………………………

4. Литература…………………………………………………………….

 

 

2.Лазерные принтеры

 

Лазерный принтер— 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 непосредственного сканирования лазерным лучом фоточувствительных элементов принтера.

Лазерные принтеры формируют изображение путем  создания положения точек на бумаге. Чем меньше эти точки и чем чаще они расположены, тем выше качество изображения.

Первоначально страница формируется в памяти принтера и лишь, затем передается в механизм печати. Такое формирование изображения  производится под управлением контроллера  принтера. Каждый образ формируется путем соответствующего расположения точек в ячейках сетки или матрицы, как на шахматной доске (рис. 1.2). Такой тип формирования изображения называется растровым.

Рис. 1.2 Растровый метод  формирования образа

2.1. Устройство  лазерного принтера

Лазерный принтер является сложным электронно-механическим устройством, которое состоит из сотен деталей и 5-10 узлов. Многие детали выполняют важную функцию. Изношенные или поврежденные, они могут стать причиной выхода из строя всего устройства или сделать работу с принтером менее эффективной.

Принтер имеет  несколько основных функциональных узлов:

1. Узел захвата бумаги
2. Узел формирования изображения
3. Узел термозакрепления
4. Узел привода
5. Корпус

Многие узлы принтера состоят из деталей, которые  постоянно испытывают механическое воздействие и более других деталей подвержены износу. Кроме механического воздействия большое количество деталей подвержены загрязнению пылью и тонером.

Тормозная площадка (Separation Pad)

Тормозная площадка является важной деталью в узле захвата бумаги. Задача этой детали - отделить верхний лист бумаги от всей пачки, при подаче листа на печать. Рабочей поверхностью детали является накладка, которая изготовлена из полиуретана. Полиуретан это прочная резина с не скользящей поверхностью.

 

Такие свойства полиуретана не дают страницам соскальзывать с тормозной площадки во время захвата. Накладка со временем изнашивается и теряет эластичность, что приводит к затягиванию сразу нескольких листов, при подаче страницы на печать. Постоянное затягивание нескольких страниц приводит к дополнительным издержкам бумаги, что отражается на себестоимости печати.

 

Ролик захвата бумаги (Pick-up Roller)

Основная деталь узла захвата  бумаги. Функция ролика захвата бумаги, совместно с тормозной площадкой, захватить верхнюю страницу из пачки бумаги, и отправить ее дальше по тракту печати. Ролик захвата бумаги изготовлен из шершавой резины, которая натянута на пластмассовом каркасе.

 

Со временем, а так же при использовании  некачественной или загрязненной бумаги резина теряет шероховатость и ролик не может затянуть лист. Эта деталь существенно влияет на точное позиционирование изображения на листе бумаги, так как изношенный или поврежденный ролик захвата бумаги захватывает бумагу с перекосами. Кроме этого криво поданная на печать бумага часто застревает в принтере, что увеличивает расход бумаги, а также вероятность повреждения самого устройства.

 

Вал переноса изображения (Transfer Roller)

Эта деталь отвечает за перенос  сформированного на фотобарабане изображения  на бумагу. Бумага с одной стороны соприкасается с фотобарабаном, на котором уже сформировано будущее изображение, а с обратной

 

 

стороны бумагу прижимает вал переноса изображения, который имеет 

положительный заряд, и переносит отрицательно заряженные частицы тонера с фотобарабана на бумагу.

Вал переноса изображения  изготовлен из пористой резины, которая  покрывает металлическую ось. Деталь находится в легкодоступном месте  и имеет непосредственный контакт  с картриджем, поэтому особенно подвержена загрязнению тонером. Загрязнение этой детали часто приводит к загрязнению обратной стороны документа. Повреждение вала переноса изображения приводит к искажению печатаемого изображения.

 

Резиновый вал (Pressure Roller)

Важная деталь в узле закрепления  и во всем принтере, так как существенно может влиять на весь процесс печати и срок службы термопленки. Функция резинового вала - прижимать лист уже с нанесенным тореным изображением к нагревательному элементу, который во многих принтерах заключен в термостойкую оболочку - термопленку.

 

Резиновый вал  изготовлен из гладкой, термостойкой резины к которой предъявляются высокие  требования. От качества этой детали существенно  зависит качество печатаемых документов. Любые неровности, впадины и шероховатости  могут привести к ухудшению качества печати, так как на поврежденных участках бумага хуже прижата к термоэлементу и тонер может запечься не полностью.

Кроме этого  поврежденный резиновый вал создает  дополнительную нагрузку на термопленку, что уменьшает срок службы этой детали. Посадочными местами резинового вала являются бушинги (втулки) резинового вала, которые со временем изнашиваются и не могут обеспечить качественного прижима к термопленке. Связка резиновый вал - бушинги распространенная проблема в высокоскоростных принтерах.

 

Термопленка (Fuser Film Sleeve)

Это очень важная деталь лазерного принтера. Термопленка  совместно с термоэлементом и  другими деталями печки запекают тонер на бумаге. Эта деталь изготовлена  из прочной термостойкой пластмассы и имеет форму цилиндра. К термопленке предъявляются высочайшие требования устойчивости к высоким температурам, так как температура разогретого термоэлемента составляет 180-220.

 

Термопленка имеет  контакт с бумагой, которая движется с высокой скоростью, по этому  должна иметь высокие показатели устойчивости к механическим воздействиям. Термопленка очень неустойчива к острым предметам. Скрепки и другие канцелярские предметы часто становятся причиной преждевременного выхода этой детали из строя. Повреждение термопленки выводит устройство из строя.

 

2.2. Принцип действия

     Важнейшим конструктивным элементом лазерного принтера является вращающийся фотобарабан, с помощью которого производится перенос изображения на бумагу. Фотобарабан представляет собой металлический цилиндр, покрытый тонкой пленкой из фотопроводящего полупроводника. По поверхности барабана равномерно распределяется электрический заряд. С помощью тонкой проволоки или сетки, называемой коронирующим проводом. На этот провод подается высокое напряжение, вызывающее возникновение вокруг него светящейся ионизированной области, называемой короной.

             

Рис. 2.1 Функциональная схема лазерного принтера

 

Лазер, управляемый  микроконтроллером, генерирует тонкий световой луч, отражающийся от вращающегося зеркала. Этот луч, попадая на фотобарабан, засвечивает на нем точки, и в результате в этих точках изменяется электрический заряд.

Таким образом, на фотобарабане возникает копия  изображения в виде потенциального рельефа.

На следующем  рабочем шаге с помощью другого барабана, называемого девелопером (developer), на фотобарабан наносится тонер — мельчайшая красящая пыль. Под действием статического заряда мелкие частицы тонера легко притягиваются к поверхности барабана в точках, подвергшихся экспозиции, и формируют на нем изображение (рис. 2.3).

                  

Рис. 2.2. Создание копии изображения на фотобарабане

 

Лист бумаги из подающего лотка с помощью  системы валиков перемещается к  барабану. Затем листу сообщается статический заряд, противоположный по знаку заряду засвеченных точек на барабане. При соприкосновении бумаги с барабаном частички тонера с барабана переносятся (притягиваются) на бумагу.

Для фиксации тонера на бумаге листу вновь сообщается заряд и он пропускается между  двумя роликами, нагревающими его до температуры около 180°—200°С. После собственно процесса печати барабан полностью разряжается, очищается от прилипших частиц тонера и готов для нового цикла печати. Описанная последовательность действий происходит очень быстро и обеспечивает высокое качество печати.

Рис.2.3 Принцип действия

 

2.3. Технология лазерной печати

Лазерные принтеры, получившие наибольшее распространение, используют технологию фотокопирования, называемую еще электрофотографической, которая заключается в точном позиционировании точки на странице посредством изменения электрического заряда на специальной пленке из фотопроводящего полупроводника. Подобная технология печати применяется в ксероксах.

Отпечатки, сделанные таким способом не боятся влаги, устойчивы к истиранию и выцветанию. Качество такого изображения очень высокое.

Процесс лазерной печати складывается из пяти последовательных шагов:

 

Рис.1.3 Процесс лазерной печати

 

 

2.3.1. 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 (скоротрона, англ. scorotron) — 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 (англ. 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.

 

 

2.3.2 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 магнитный вал (7) в дальнейшем должен будет нанести тонер. Под действием лазера участки фоточувствительной поверхности фотовала, которые были засвечены лазером, становятся электропроводящими, и заряд на этих участках «стекает» на металлическую основу фотовала. Тем самым на поверхности фотовала создаётся электростатическое изображение будущего отпечатка в виде ослабленного заряда.

 

2.3.3 Наложение тонера

 

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[1]. 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 отрицательный заряд был снят путём засветки.