Как работает лазерный принтер?
Лазерный принтер был изобретен сотрудником компании Xerox — Гэри Старквезером в 1971 году путем модификации копировального аппарата Xerox 914. Используя лазерный луч, он заменил источник света в ксерокс-машине для создания изображения, что позволило печатать данные непосредственно с компьютера. Первый коммерческий принтер, Xerox 9700, вышел в 1977 году.
Подробнее: https://en.wikipedia.org/wiki/Gary_Starkweather
Как работает лазерный принтер?
Электрофотографическая печать
Первый коммерческий аппарат основанный электрофотографическом принципе печати был разработан в 1959 г. Назывался он Automatic Xerographic Machine, или просто Xerox 914. Подробнее: https://en.wikipedia.org/wiki/Xerox_914
С тех пор слово «ксерокс» стало нарицательным, обозначающим любой копировальный аппарат, поскольку все они базировались именно на принципе ксерографии. Оригинал освещался перемещавшейся вдоль него сильной лампой, отраженный свет попадал на вращающийся синхронно с ее движением заряженный фоточувствительный барабан и разряжал те участки, где в оригинале не было изображения. Затем на барабан наносился черный порошок из термопластичного полимера (тонер), причем его частицы прилипали к барабану только в тех местах, где оставался электрический заряд, т. е. тех, которые соответствовали темным участкам оригинала.
Центр печатающего механизма лазерного принтера — фотобарабан, называемый иногда также фотовалом, — металлическая трубка, покрытая пленкой из органического фоточувствительного полупроводника.
Устройство блока развертки.
Модулированный луч лазерного диода ИК-диапазона мощностью от единиц (в принтерах начального уровня) до десятков (в высокопроизводительных принтерах) милливатт, пройдя коллиматор, через цилиндрическую линзу, изменяющую эллиптическое сечение луча на круговое, попадает на вращающееся с высокой скоростью зеркало (в виде многогранной призмы, обычно 10-гранной), каждая грань которого отклоняет луч на всю ширину барабана.
Как это было изобретено и работает?
- Идея: Гэри Старквезер предложил использовать лазер для рисования изображения на фотобарабане (фоторецепторе) в процессе электрофотографии (ксерографии), изобретенной ранее Честером Карлсоном.
- Процесс: Лазерный луч «рисует» на фоточувствительном барабане, создавая электростатический заряд. К этим заряженным местам притягивается тонер, который затем переносится на бумагу и «запекается».
- Развитие: Первый прототип был создан в 1971 году, но первый серийный, очень дорогой ($350 000) принтер, Xerox 9700, выпустили только в 1977 году.
- Доступность: Настольные лазерные принтеры появились позже: Canon (модель LBP-10) в 1982 году, а массовый HP LaserJet — в 1984 году.
Первые аппараты были огромными, но обеспечивали высокую скорость, превосходящую механические принтеры того времени.
Принцип работы лазерного принтера.
Лазерный принтер работает, создавая электростатическое изображение на светочувствительном барабане, которое затем притягивает сухой тонер (порошок), переносит его на бумагу и закрепляет с помощью высокой температуры в «печке» (фьюзере), вплавляя тонер в волокна бумаги. Этот процесс включает несколько этапов: зарядка фотобарабана, экспонирование лазерным лучом для создания скрытого изображения, нанесение тонера, перенос на бумагу и закрепление.
Этапы работы лазерного принтера:
- Подготовка и зарядка: Микропроцессор получает данные от компьютера и заряжает весь фотобарабан (фотоцилиндр) равномерным статическим зарядом с помощью коронного провода или ролика.
- Формирование изображения (Экспонирование): Лазерный луч сканирует поверхность барабана. Там, где луч попадает (соответствуя тексту/изображению), заряд снимается, создавая невидимый электростатический «шаблон»
- Проявление (Нанесение тонера): Барабан проходит мимо бункера с тонером. Частицы тонера (мелкий полимерный порошок) притягиваются к заряженным участкам барабана, формируя видимое, но еще не закрепленное изображение.
- Перенос на бумагу: Бумага проходит через принтер и получает сильный статический заряд от другого ролика, который сильнее притягивает тонер, чем барабан, перенося порошок с барабана на лист.
- Закрепление (Фьюзер): Лист с тонером попадает в блок закрепления («печку»), где нагревательный вал (термовал) плавит тонер при температуре 180-200°C, а прижимной валик впечатывает его в бумагу. Тонер застывает, образуя стойкое изображение.
- Очистка: Остатки тонера удаляются с барабана, и цикл повторяется для следующей страницы.
Как это сделано? | Discovery
(00:00) Принцип работы лазерного принтера
- Лазерный принтер использует лазер для создания изображения на бумаге, используя порошок тонера.
- Порошок тонера прилипает к бумаге под действием статического электричества.
(00:37) Устройство принтера
- Принтер состоит из печатной платы, лазерного блока, печатного картриджа.
- При печати, печатная плата обрабатывает цифровой документ, а лазер посылает световые импульсы на картридж.
(01:15) Работа картриджа
- Картридж состоит из двух частей: барабана и тонера.
- При вращении барабана, он заряжается отрицательными зарядами, которые затем убивают заряд на поверхности барабана.
- Лазер сканирует барабан с высокой частотой, создавая изображение на бумаге.
(02:22) Работа тонера
- Тонер попадает на барабан через роллер, заряженный отрицательно.
- Тонер прилипает к нейтрально заряженным зонам на барабане, следуя законам физики.
(03:22) Завершение печати
- После заполнения зон на барабане, тонер переносится на бумагу, где он притягивается к бумаге благодаря ее положительному заряду.
- Нагревающий роллер вплавляет тонер в бумагу при температуре около 200 градусов Цельсия.
Автор: DrZip
Федотов Александр