CN107564393A - 一种简单的显影实验装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种简单的显影实验装置，属于显影实验装置领域，包括上挡板、带电墨粉、复印纸张、绝缘面板、加热器、面板支架、接地导线、下挡板和pvc隔离板。本发明体积小和重量轻，循环使用耗材，操作安全可靠，纸张规格不受限制，作为各级学校和科技场馆的科教器材，动手制作复印图像，使得学生更好的了解复印的原理，更好的学习相应的知识。解决现有打印机结构复杂，不能直接观察其工作原理的问题。

Description

一种简单的显影实验装置

技术领域

本发明涉及打印实验装置领域，特别是涉及一种简单的显影实验装置。

背景技术

现代社会生活，打印机成为必备的办公设备，包括模拟复印机和数码复印机，工作原理和成像过程类似。复印机通过曝光和扫描方式，将原稿光学图像投射到充电的感光鼓，产生静电潜像，经过显影、转印、定影等步骤，完成复印过程。商用复印机结构复杂，系统集成化程度高，普通人群无法观察复印机的完整工作过程。

为了使学生在学习过程中更好的直观的观察打印机的工作原理，需要设计一种简单的显影实验装置，直观展示复印机的科学原理与工作过程，作为各级学校和科技场馆的科教器材，开展个性化的静电图像创作。

发明内容

本发明提供一种简单的显影实验装置，解决现有打印机结构复杂，不能直接观察其工作原理的问题。

本发明通过以下技术方案解决上述问题：

一种简单的显影实验装置，包括正电荷发生器和显影实验装置，

所述显影实验装置包括上挡板、带电墨粉、复印纸张、绝缘面板、加热器、面板支架、接地导线、下挡板和pvc隔离板；所述面板支架设置为倾斜结构，所述绝缘面板设置在面板支架上，所述加热器设置在绝缘面板背面，所述复印纸张设置在绝缘面板表面，所述绝缘面板的上端放置带电墨粉并设置上挡板隔档，所述复印纸张底部设置有下挡板，所述接地导线与复印纸张连接，所述pvc隔离板覆盖在绝缘面板上。

上述方案中，优选的是面板支架倾斜角度为40°—70°。

上述方案中，优选的是pvc隔离板设置为绝缘外盖，使用有机玻璃或PC板。

上述方案中，优选的是加热器为红外线加热器、电热丝加热器或闪氙灯加热器。

上述方案中，优选的是接地导线为金属箔条、铝条和锡纸。

本发明的优点与效果是：

本发明体积小和重量轻，循环使用耗材，操作安全可靠，纸张规格不受限制，作为各级学校和科技场馆的科教器材，动手制作复印图像，使得学生更好的了解复印的原理，更好的学习相应的知识。

附图说明

图1是本发明显影实验装置的结构示意图。

图中标号：1上挡板、2带电墨粉、3复印纸张、4绝缘面板、5加热器、6面板支架、7接地导线、8下挡板、9pvc隔离板。

具体实施方式

以下结合实施例对本发明作进一步说明。

如图1所示，包括正电荷发生器和显影实验装置。正电荷发生器用于产生正电荷，使得正电荷吸附显影实验装置上释放的带负电荷的墨粉，进行吸附，从而使得形成相应根据正电荷发生器画的图案，模拟了打印的过程。

显影实验装置包括上挡板1、带电墨粉2、复印纸张3、绝缘面板4、加热器5、面板支架6、接地导线7、下挡板8和pvc隔离板9。面板支架6设置为倾斜结构，绝缘面板4设置在面板支架6上。加热器5设置在绝缘面板4背面，所述复印纸张3设置在绝缘面板4表面，所述绝缘面板4的上端放置带电墨粉2并设置上挡板1隔档，所述复印纸张3底部设置有下挡板8。接地导线7与复印纸张3连接，所述pvc隔离板9覆盖在绝缘面板4上。

上挡板1由绝缘塑料或木板等构成，在上挡板1中均匀倒入摩擦带电的墨粉2，提起上挡板1，使得墨粉2缓慢均匀地流向底部。纸张3平铺在面板4的表面，面板4由绝缘材料(塑料或木板等)构成，具有较好的硬度与平整度，用静电枪电极13在纸张3表面电晕放电，形成肉眼看不见的静电潜像。墨粉2经过纸张表面3时，异性电荷相互吸引，墨粉2吸附在纸张3表面而形成可见的图案。

为了控制墨粉2的流动速度，绝缘面板4通过绝缘支架6，与水平面之间形成一定的倾斜角度θ。面板倾斜角θ设计在40—70度的范围，墨粉在纸张表面滑动时受到摩擦力作用，考虑墨粉与纸张的摩擦系数u，空气阻力对于墨粉下滑的阻碍作用，倾斜角θ不能太小，否则墨粉无法从纸张表面滑落到底部。倾斜角θ也不能太大，例如墨粉垂直下落，运动速度过大，难以有效被纸张表面的异性电荷吸附而形成图案。

墨粉颗粒很小，直径为5—15微米。在面板4上方，设计透明的PVC隔离板9，使面板4与外界环境隔离，避免墨粉2飞撒到周围空间。操作者可以佩戴口罩，防止吸入墨粉颗粒。隔离面板9还可以是其他透明的绝缘材料，例如有机玻璃，PC板等。

通过以上装置进行的瀑布式显影，墨粉在纸面形成的图案不牢固，仅靠静电作用而吸附在纸面。开启位于底板的加热装置5，纸面温度升高到150-200度，此时墨粉颗粒融化，渗透到纸面内部，形成清晰稳定的静电图案。

本发明设计的加热装置包括以下多种方案，具体加热功率需要根据面板大小和纸张规格确定，保证纸面升温迅速，面板受热均匀。

(1)红外线灯直接加热；

(2)电热丝加热，用镍络丝或者钨丝缠绕在细长的石英管内；

(3)闪氙灯加热，摄影用闪光光源进行辐射加热，光照时间很短，白色纸张部位不吸收发出的光，黑色部分吸收长波部分的光。

对于流失到面板底部的墨粉，利用下挡板8收集后重新利用，加入到墨粉盒中。下挡板8采用绝缘塑料制作，强度高，耐磨性好。

当创作大幅图案时，尤其几个静电枪同时在纸张表面输出电荷，例如喷射正电荷集聚在纸面，会吸附周围空间存在的负电荷，导致墨粉无法吸附到纸面。在纸面下方位置，贴上具有导电功能的金属箔条7，例如铝条和锡纸等，通过接地处理，纸面积累的多余正电荷经过导线，流入到地面。

具体原理：

把90％－97％的载体11和3％－10％墨粉12放入塑料容器11密封后上下摇晃，使墨粉12和载体11相互摩擦带有不同电荷。把载体和负电性墨粉按照一定比例，倒入干燥洁净的密封塑料容器内，密封容器后上下摇晃，使墨粉和载体相互摩擦而带有不同电荷。

显影剂中的墨粉比例控制在3％—10％范围，即显影剂总质量为100克，墨粉质量限定为3克—10克范围内。假如墨粉过多，载体被墨粉包围，搅拌时主要是墨粉之间进行摩擦，载体和墨粉无法产生足够数量的电荷。假如墨粉太少，没有足够多的墨粉转移到纸面，也对复印效果有影响。

手握正电荷发生器的外壳，把电极防护罩贴近纸面上方位置，移动电晕丝在复印纸张书写文字或者描绘图案。用正电荷发生器创作文字或图像时，由电晕丝13输出正电荷，把防护罩贴近纸面上方位置，移动电晕丝书写文字或者描绘图案，纸张表面吸附、积累正电荷，形成肉眼看不见的静电潜像，然后用负电性墨粉进行显影。正电荷发生器为现有的电荷发生器，用长生正电荷，使用型号为EST710的正电荷发生器。

提起上挡板1使带电墨粉2缓慢均匀地流向底部。上挡板1由绝缘塑料或木板等构成，在上挡板1中均匀倒入摩擦带电的墨粉2，提起上挡板1，使得墨粉2缓慢均匀地流向底部。纸张3平铺在面板4的表面，面板4由绝缘材料(塑料或木板等)构成，具有较好的硬度与平整度，用静电枪电极在纸张3表面电晕放电，形成肉眼看不见的静电潜像。墨粉2经过纸张表面3时，异性电荷相互吸引，墨粉2吸附在纸张3表面而形成可见的图案。

打开加热器5使纸面温度升高到150-200度，复印纸张3形成清晰稳定的静电图案，完成实验操作。墨粉在纸面形成的图案不牢固，仅靠静电作用而吸附在纸面。开启位于底板的加热装置5，纸面温度升高到150-200度，此时墨粉颗粒融化，渗透到纸面内部，形成清晰稳定的静电图案。

以上已对本发明创造的较佳实施例进行了具体说明，但本发明并不限于实施例，熟悉本领域的技术人员在不违背本发明创造精神的前提下还可作出种种的等同的变型或替换，这些等同的变型或替换均包含在本申请的范围内。

Claims (5)

1.一种简单的显影实验装置，包括正电荷发生器和显影实验装置，其特征在于，

所述显影实验装置包括上挡板(1)、带电墨粉(2)、复印纸张(3)、绝缘面板(4)、加热器(5)、面板支架(6)、接地导线(7)、下挡板(8)和pvc隔离板(9)；所述面板支架(6)设置为倾斜结构，所述绝缘面板(4)设置在面板支架(6)上，所述加热器(5)设置在绝缘面板(4)背面，所述复印纸张(3)设置在绝缘面板(4)表面，所述绝缘面板(4)的上端放置带电墨粉(2)并设置上挡板(1)隔档，所述复印纸张(3)底部设置有下挡板(8)，所述接地导线(7)与复印纸张(3)连接，所述pvc隔离板(9)覆盖在绝缘面板(4)上。

2.根据权利要求1所述的一种简单的显影实验装置，其特征在于：所述面板支架(6)倾斜角度为40°—70°。

3.根据权利要求1所述的一种简单的显影实验装置，其特征在于：所述pvc隔离板(9)设置为绝缘外盖，使用有机玻璃或PC板。

4.根据权利要求1所述的一种简单的显影实验装置，其特征在于：所述加热器(5)为红外线加热器、电热丝加热器或闪氙灯加热器。

5.根据权利要求1所述的一种简单的显影实验装置，其特征在于：所述接地导线(7)为金属箔条、铝条和锡纸。