Картриджи лазерных принтеров

Введение

В наше время трудно представить себе, что без компьютеров можно обойтись. А ведь не так давно, до начала 70-х годов вычислительные машины были доступны весьма ограниченному кругу специалистов, а их применение, как правило, оставалось окутанным завесой секретности и мало известным широкой публике. Однако в 1971г. произошло событие, которое в корне изменило ситуацию и с фантастической скоростью превратило компьютер в повседневный рабочий инструмент десятков миллионов людей. В том вне всякого сомнения знаменательном году еще почти никому не известная фирма Intel из небольшого американского городка с красивым названием Санта-Клара (шт. Калифорния), выпустила первый микропроцессор. Именно ему мы обязаны появлением нового класса вычислительных систем - персональных компьютеров, которыми теперь пользуются, по существу, все, от учащихся начальных классов и бухгалтеров до маститых ученых и инженеров. Этим машинам, не занимающим и половины поверхности обычного письменного стола, покоряются все новые и новые классы задач, которые ранее были доступны (а по экономическим соображениям часто и недоступны - слишком дорого тогда стоило машинное время мэйнфреймов и мини-ЭВМ) лишь системам, занимавшим не одну сотню квадратных метров. Наверное, никогда прежде человек не имел в своих руках инструмента, обладающего столь колоссальной мощью при столь микроскопических размерах.

В настоящее время, персональный компьютер стал настольным инструментом практически всех людей, занятых умственным трудом во всех сферах деятельности человека и локализованных во всех точках планеты.

В то же время, автоматизации подвергаются в основном работы, требующие выполнения рутинных процессов, расчетов, связанных с громоздкими вычислениями. Это обусловило появление на рынке большого количества программных продуктов, связанных с решением таких задач.

Действительно персональный компьютер представляет собой вполне самостоятельное устройство, в котором есть все необходимое для автономной жизни. Однако "жизнь" компьютера была бы неполноценной и довольно бесполезной без такого простого с виду устройства, как принтер.

Данная работа посвящена не менее важной составной современной оргтехники - устройству вывода текстовой и графической информации из персонального компьютера на бумажный носитель, именуемому принтером.

В настоящее время пользователей компьютеров при покупке принтеров, как правило, волнует уже не только вопрос, какую именно модель приобрести, но и не менее важные технические особенности и проблемы, связанные, например, с постоянным наличием расходных материалов у фирмы-продавца, возможностью использования кириллических шрифтов, дальнейшим сервисным обслуживанием печатающих устройств, надежность, быстродействие.

Для коммерческого использования применяются принтеры, основанные на печати и с использованием участвует луча лазера. Данный тип принтеров получил название лазерных. Суть этого метода в том, что на фотобарабан, который представляет собой алюминиевую трубку, покрытую чувствительным к свету слоем, подаётся отрицательный электростатический заряд. Затем лазерный луч, проходя по поверхности барабана, снимает часть этого заряда в тех местах, где требуется нанести печать. Потом фотобарабан покрывается тонким слоем тонера (сухой пылевидной краской), но только в тех местах, где лазерный луч снял заряд. Далее наступает завершающая часть печати: барабан прокатывается по бумаге, оставляет на ней весь тонер, прилипший к нему, бумага проходит через печку, в которой тонер намертво спекается с её поверхностью. Широкое применение в коммерческих структурах лазерные принтеры получили из-за большого количества плюсов: быстрая, качественная печать на обычной бумаге полиграфического качества, недорогой расходный материал - тонер, возможность печати не только текстов, но и чёрно-белых изображений с оттенками серого с высокой разрешающей способностью и т.п.
1. Основная часть

Назначение устройства

Принтер (англ. printer от print «печать») — это внешнее периферийное устройство компьютера, предназначенное для вывода текстовой или графической информации, хранящейся в компьютере, на твёрдый физический носитель, обычно бумагу или полимерную плёнку, малыми тиражами (от единиц до сотен) без создания печатной формы.

Этим принтеры отличаются от полиграфического оборудования и ризографии, которое за счёт печатной формы быстрее и дешевле на крупных тиражах (сотни и более экземпляров).

Принтер — это высокотехнологичное устройство печати, созданное в первую очередь для работы с компьютером. Принтер предназначен для преобразования информации, хранящейся в вычислительном устройстве, из цифровой формы в аналоговый вид для доступного понимания этой информации пользователем и последующего долговременного её хранения.

Получили также распространение и другие устройства печати, такие, как многофункциональные устройства (МФУ), в которых в одном приборе объединены функции принтера, сканера, копировального аппарата и телефакса. Такое объединение рационально с технической и экономической стороны, а также удобно в работе.

Специализированной разновидностью принтера является плоттер.

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.

В нашей курсовой рассматривается лазерный принтер Canon LPB- 810 внешний вид, которого представлен на Рисунке 1.1.

Таблица 1. Общие характеристики:

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.

Устройство лазерного принтера изображено на Рисунке 1.2.

лазерный принтер диагностирование

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.

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.

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. На рисунке 1.3 показан 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 1.4.

Основные конструктивные элементы тонерного отсека представлены на Рисунке 1.5.

Специальная часть