Размещено на http://www.allbest.ru/

Министерство образования и науки Российской Федерации

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение

Высшего профессионального образования

«Поволжский государственный технологичсекий университет» (ФГБОУ ВПО «ПГТУ»)

Высший колледж ПГТУ «Политехник»

Специальность 230113.51 Компьютерные системы и комплексы

Курсовая работа

по дисциплине «Техническое обслуживание ЭВМ»

на тему: «Устройство и принципы функционирования лазерных принтеров»

Автор работы:

Студент группы КС-41 Николаева Владимира Сергеевича

Доцент кафедры ИВС Морохин Д.В.

2015

Введение

Несмотря на наступление струйных принтеров, господство лазерных устройств на рабочих местах в настоящее время не подлежит сомнению. По данным фирм-экспертов, почти две трети всех применяемых в сфере бизнеса принтеров - лазерные. Причин, объясняющих популярность лазерных принтеров, много. В них используется апробированная технология, зарекомендовавшая себя высокой надежностью; печать скоростная, бесшумная и вполне доступна по цене, ее качество в большинстве случаев приближается к типографскому.

1. Теоретическая часть

1.1 История появления лазерных принтеров

Пальма первенства в производстве лазерных принтеров принадлежит компании XEROX. Именно ее сотрудники в 1969 году сообразили, что технологию копировальных устройств можно применить и в принтерах. Таким образом, фотобарабан заряжается отрицательно, а луч лазера снимает определенную часть заряда, проходя по фотобарабану, именно там, где должны быть напечатаны пиксели. Тонер лазерного принтера может быть изготовлен из различных материалов: металлической стружки, смол, угольной пыли и т.д. В любом случае, он также заряжен отрицательно и потому прилипает именно в том месте, где пройдет лазер, придаст барабану положительный потенциал. Барабан переносит электронное изображение на бумагу, к которой притянутся частицы тонера. В конце концов, бумага попадает в печку, и тонер под действием нагревательного вала плавится, закрепляясь на бумаге.

Еще в 1971 году появляется первый прототип лазерного принтера, однако только в 1977 году фирма XEROX выпустила устройство Xerox 9700 Electronic Printing System. В 1981 году Xerox продолжает свои разработки и выпускает компьютер STAR 8010. Вместе с ним продаются графический и текстовый редакторы, а так же программа для комбинирования текстов и графики и, естественно, лазерный принтер. Стоимость такого оборудования составляла в то время 17 000 долларов.

Следующий важный этап истории лазерных принтеров приходится на 1984 год. Тогда компания Hewlett-Packard начала выпускать серию доступных принтеров LaserJet, которые обеспечивали прекрасное на тот момент разрешение 300 dpi. В 1992 году HP выпускает свой принтер LaserJet 4, стоимостью немного меньше $1000 и разрешением 600 dpi. Можно сказать, что этот момент и стал переломным и лазерные принтеры стали приобретать популярность и завоевывать рынок офисной печати.

1.2 Принцип работы

В основе технологии лежит принцип сухого электростатического переноса, а полное официальное название технологии -- электрографическая печать. Суть работы такова: источник света светит на предварительно заряженную поверхность светочувствительного фотобарабана (вала). На тех местах, на которые попал свет, меняется заряд и к этим местам притягивается тонер. Затем этот тонер перетягивается за счёт электростатики на бумагу, на которой 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 высоко.

Источники света, которые используются в устройствах с технологией сухого электростатического переноса, бывают разные. В самых первых устройствах это был свет лампы, отражённой от оригинала: именно таким образом делались и делаются до сих пор аналоговые копии. Однако позже появилась технология, в которой источником света стал луч лазера. Принтеры, в которых стал использоваться принцип засветки светочувствительного вала, стали называться лазерными принтерами. Луч лазера, отражённый от быстро вращающегося многогранного зеркала (призмы), пробегающий строчку за строчкой по всей длине светочувствительного вала, прорисовывает тем самым на нём последовательно, по мере его вращения, электростатическое изображение. На засвеченные участки потом притягивается тонер. Вращаясь дальше, светочувствительный барабан входит в соприкосновение с бумагой и за счёт напряжения переноса, приводимого к бумаге посредством ролика переноса, тонер переносится на бумагу, оставаясь примагниченным к ней до тех пор, пока бумага с тонером на нём, не попадёт в узел термозакрепления (печку), где тонер будет вплавлен в бумагу, создав тем самым готовый отпечаток.

Альтернативным источником света, который засвечивает фотобарабан в современном принтере, является светодиодная линейка. Она состоит из множества (от 2,5 до 10 тысяч штук, в зависимости от разрешения линейки) светодиодов, размещённых в ряд (образующих тем самым светодиодную линейку) вдоль всей длины светочувствительного вала. Засветка одной строки в светодиодном принтере происходит одновременно: по команде контроллера, те светодиоды, под которыми на светочувствительном валу должна появиться точка изображения, вспыхивают, остальные -- нет. Ряды точек при вращении фотобарабана также формируют на нём электростатическое изображение, которое затем проявляется тонером и переносится на бумагу, где и закрепляется -- точно так же, как описано выше для лазерной печати.

Качество печати, получаемое на принтерах, использующих эти две технологии, практически идентично и сами отпечатки обладают одинаковыми потребительскими свойствами.

1.3 Процесс печати

1. Подача бумаги.

Именно с этого начинается процесс печати. Бумага подаётся из лотка принтера при помощи подающего ролика. Он прижимается к пачке бумаги и вращаясь начинает сдвигать верх пачки в сторону механизма принтера. Верхний лист отделяется от остальной пачки при помощи тормозной площадки, называемой сепаратором, которая останавливает движение всех остальных листов, подавая в принтер только один. Двигаясь дальше, лист попадает под ролик регистрации, где его передний край выравнивается. Производится это за счёт небольшой задержки вращения этого ролика, когда бумага, подаваемая непрерывно из лотка несколько «горбится» перед ним, пока он не вращается. Когда он начинает вращение, то захватывает передний край целиком и бумага продаётся в принтер ровно.

2. Зарядка фотобарабана

Одновременно с подачей бумаги начинается зарядка фотобарабана. Зарядка производится при помощи Ролика зарядки, на который подаётся постоянный отрицательный потенциал с Высоковольтного Блока Питания (ВВБП). Поверхность фотобарабана получает постоянный отрицательный заряд по всей длине вала. Процесс зарядки фотобарабана 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.

3. Засветка

Луч лазера освещает отрицательно заряженную поверхность фотобарабана. Места, которые должны быть засвечены на фотобарабане, определяются контроллером построения изображения. На тех местах, куда попадает луч света, отрицательный заряд снимается, становясь нулевым. Тем самым на поверхности фотобарабана создаётся электростатическое изображение будущего отпечатка.

4. Проявка

Отрицательно заряженный ролик подачи тонера придаёт тонеру отрицательный заряд и подаёт его на ролик проявки. Дозирующее лезвие распределяет его на этом ролике тонким ровным слоем. 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.

5. Перенос

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, перетягиваются на неё и удерживаются на поверхности за счёт электростатики. Если в этот момент посмотреть на бумагу, на ней будет сформировано полностью готовое изображение, которое, однако, можно легко разрушить, проведя по нему пальцем: изображение состоит из притянутого к бумаге порошка тонера, ничем другим, кроме электростатики, на бумаге не удерживаемое. Для получения финального отпечатка изображение необходимо закрепить.

6. Закрепление

Закрепляется изображение за счёт нагрева и давления. Происходит этот процесс в печке (фьюзере). Она состоит из двух валов -- верхний вал, внутри которого находится нагревательный элемент (обычно -- галогенная лампа), называемый термовалом и нижний вал (прижимной ролик), который прижимает бумагу к верхнему за счёт подпорной пружины. За температурой термовала следит термодатчик (термистор). При нагреве бумаги 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 которой 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. Преимущество печек с термоплёнкой состоит в том, что они очень быстро (практически сразу после включения принтера) выходят на рабочую температуру, в то время как печке с термовалами необходимо время, чтобы прогреться перед началом работы. С другой стороны, плёнка более подвержена повреждениям, в случае если внутрь печки попадёт твёрдый предмет.

7. Очистка

В процессе переноса не весь тонер, который должен был попасть на бумагу, в действительности на неё попадает. Часть тонера остаётся на поверхности фотобарабана. Для её очистки в светодиодных принтерах существует специальный чистящий цикл. Он выполняется после каждых 10 листов или принудительно запускается вручную пользователем. В процессе этого цикла, напряжение подаётся на специальный ролик очистки (находящийся ниже ролика заряда). Тонер перетягивается на этот ролик, а затем вновь возвращается на фотобарабан. На его поверхности он доходит до ролика проявки, на который на цикле очистки подаётся положительный потенциал, что заставляет тонер переходить на него и возвращаться в бункер со свежим тонером. Таким образом работает система рециркуляции, позволяющая повторно использовать тонер, который не попал на бумагу. Надо сказать, что это не самая распространённая схема. В большом количестве принтеров не используется рециркуляция. Вместо ролика очистки в картриджах таких принтеров стоит чистящее лезвие (Cleaning Blade), которое механически «срезает» остатки тонера с поверхности фотобарабана и отправляет их в специальный бункер сбора отработки -- полость внутри картриджа, заизолированную от полости, где находится свежий тонер. У каждого из таких подходов есть плюсы и минусы.

Плюсом картриджей с бункером отработки является то, что тонер, участвующий в печати, всегда чистый, свободный от мусора, который может попасть в него с бумаги. Плюсом картриджей с рециркуляцией является заметная (до 30%) экономия тонера. При использовании качественной бумаги больших проблем не возникает и с мусором, но если на бумаге экономить, наличие рециркуляции быстро приведёт к ухудшению качества печати за счёт загрязнения тонера и износа валов внутри картриджа.

лазерный принтер картридж многоцветный

1.4 Расходные материалы принтера

· Тонер -- порошок для нанесения изображения;

· Носитель -- ферромагнитный, используемый в двухкомпонентных машинах для удержания тонера на поверхности магнитного вала за счет электростатических сил, а оттуда, под воздействием разряда на коротроне -- на поверхность фотобарабана; причем сам девелопер, в силу своих магнитных свойств, остается на магнитном валу и почти не расходуется;

· Девелопер -- смесь материалов, подаваемая к фотобарабану. В двухкомпонентных машинах это смесь тонера и носителя, а в однокомпонентных машинах -- только тонер.

1.5 Цветные лазерные принтеры

Принцип многоцветной лазерной печати состоит в следующем:

1. На начальном этапе процесса печати движок рендеринга берёт цифровой документ и обрабатывает его один или несколько раз, создавая его постраничное растровое изображение, разложенное по цветовым составляющим, соответствующим цветам используемых тонеров.

2. На втором этапе лазер или массив светодиодов формирует распределение зарядов на поверхности вращающегося фоточувствительного барабана, подобное получаемому изображению. Заряженные мелкие частицы тонера, состоящего из красящего пигмента, смол и полимеров, притягиваются к разряженным участкам поверхности барабана.

3. Далее с барабаном соприкасается бумага, и тонер переносится на неё. В большинстве цветных лазерных принтеров используются четыре отдельных прохода, соответствующие разным цветам. \

4. Потом бумага проходит через «печку», которая расплавляет смолы и полимеры в тонере и фиксирует его на бумаге, создавая окончательное изображение.

Лазеры способны точно фокусироваться, в результате получаются очень тонкие лучи, которые разряжают необходимые участки фоточувствительного барабана. Благодаря этому современные лазерные принтеры, как цветные, так и чёрно-белые, имеют высокое разрешение.

1.6 Преимущества и недостатки лазерных принтеров

Преимущества:

Как правило, разрешение при чёрно-белой печати варьируется от 600x600 до 1200x1200 точек на дюйм, однако при цветной печати достигает 9600x1200. Цветные и чёрно-белые лазерные принтеры работают на практике одинаково. Отличие заключается в том, что для цветной печати используются четыре типа красящего тонера. Любой цвет вносит свою лепту в окончательное изображение, наносимое на лист бумаги.

· Они обладают большей скоростью, так как луч лазера может передвигаться значительно быстрее, чем печатающая головка с десятками и более того сотнями сопел, из которых в момент печати с определённым интервалом выпрыскиваются микроскопические капельки чернил.

· Лазерные лучи ещё более точные и по причине компактной фокусировки позволяют обретать высокое разрешение.

· Лазерные принтеры экономичнее

· Лазерные отпечатки более стойкие, четкость отпечатков не нарушается в условиях повышенной влажности. Тонер может слёживаться, что легко исправить лёгким встряхиванием картриджа.

· Цветные лазерные принтеры обеспечивают высокую скорость печати, дают качественные цветные и чёрно-белые отпечатки, а также привлекательную стоимость распечатки страницы с учётом расходных материалов.

Недостатки:

· При работе лазерного принтера выделяются озон, оксиды азота (NO2, N2O), ацетон, бумажная пыль, УФ-излучение, инфракрасное(тепловое) излучение.

· При нагревании бумаги активно испаряется формальдегид и водяной пар.

· Наличие в конструкции элементов с высоким энергопотреблением (высоковольтный блок зарядки, термоузел) приводит к тому, что пиковая потребляемая мощность лазерного принтера достаточно высока, что делает невозможным подключение его к бытовым источникам бесперебойного питания средней и малой мощности.

· Качество печати цветных полутоновых изображений (например, фотографий) ниже, чем при струйной печати.

· Лазерные принтеры дороже струйных в среднем в 3 раза, а стоимость комплекта картриджей для лазерного принтера намного дороже, чем комплекта для струйного (как правило, стоимость нового принтера). У средних и промышленных лазерных принтеров сравнительные затраты на расходные материалы и стоимость оборудования по сравнению с со средними и промышленными струйными принтерами примерно одинаковы, а себестоимость оттиска в 3-10 раза превышает себестоимость струйной печати при неизменном качестве.

· Требовательны к качеству бумаги, ломаются при применении мятой бумаги или бумаги со скрепкой.

· Нет стабильного повторяющегося полноцветного оттиска с сохранением всех значений оригинала, из-за невозможности контроля электростатических полей.

2. Практическая часть

Будет производиться осмотр лазерного принтера Canon L-10577

1. Открываем переднюю крышку принтера

2. Извлекаем из гнезда верхнюю крышку принтера

3. Убираем держатели бумаги

4. Снимаем заднюю крышку

5. Снимаем правую боковую крышку

6. Снимаем перегородку отделяющую печку

7. Осматриваем печку на наличие повреждений

8. Откручиваем крышку от блока лазера

9. Осматриваем блок лазера на наличие повреждений

10. Собираем в обратном порядке и проводим тестовую печать.

Заключение

В теоретической части курсовой работы было рассмотрено:

· Что такое лазерные принтеры;

· Устройство лазерного принтера;

· Программное обеспечение для лазерных принтеров;

· Классификация лазерных принтеров;

· Расходные материалы к принтерам.

В практической части было рассмотрен осмотр лазерного принтера на наличие повреждений. Выявлены следующие недостатки:

· Замена печки.

· Требуется заправка картриджа краской.

· Правильная установка ролика переноса.

Список литературы

1. История печати: лазерные принтеры [Интернет ресурс]: habrahabr.ru/company/nbz/blog/184432 (Дата обращения 15.10.2015)

2. Черно-белая и цветная лазерная печать [Интернет ресурс]: habrahabr.ru/company/nbz/blog/158801 (Дата обращения 15.10.2015)

3. Технологический процесс восстановления и заправки лазерных

картриджей [Интернет ресурс] http://print.mari-el.ru/zapr.htm (Дата обращения 15.10.2015)

4. Лазерный принтер [Интернет ресурс]: ru.wikipedia.org/wiki/Лазерный_принтер (Дата обращения 15.10.2015)

Размещено на Allbest.ru