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激光打印机工作原理分析

[日期:2012-08-15] 来源:  作者:徐继光 [字体: ]

  用电子成像技术进行打印的打印机称为“激光打印机”。它的工作概况:以适当的方式,控制激光束在打印机的硒鼓(或感光鼓,下同)上沿轴进行扫描,根据点阵组字的原理,使硒鼓表面感光,构成负电荷阴影,当硒鼓表酊经过带正电的碳粉时,感光部分就吸附上碳粉,然后将碳粉转印到纸上,纸上的碳粉经加热熔化后就形成永久的字符和图形。激光打印机内部结构如下图所示。

激光打印机内部结构

 

 

  1.工作原理
  
  黑白、彩色激光打印机,其基本工作原理是相同的,都采用“静电照相”技术,将打印内容转变为硒鼓上以像素点为单位的点阵位图图像,再转印到打印纸上。

  2.打印引擎的工作原理  
  
  打印引擎的主要功能是控制打印控制器将接收到的打印内容转印到打印纸上,它包括激光扫描器、反射棱镜、硒鼓、碳粉盒、定影辊、充电辊和走纸机构等。工作原理:来自打印控制器的光栅位图图像数据,首先被输入激光扫描器,转换为激光扫描器的激光束信息,通过反射棱镜对硒鼓充电,硒鼓表面形成了以正电荷表示的与打印图像完全相同的图像信息,然后吸附碳粉盒中的碳粉颗粒,形成硒鼓表面的碳粉图像,再利用正负电荷相互吸引的原理,硒鼓的碳粉图像便转印到打印纸上,再经过热转印部件加热,使碳粉颗粒完全与纸张纤维吸附,形成牢固的打印图像。

  3.打印控制器的工作原理
  
  打印控制器的主要功能是通过接口或网络与电脑通信,接收电脑发送的控制和打印信息,同时向电脑传送打印机状态信息。打印控制器实质上就是一台功能完整的电脑,包括通信接口、微处理器、内存和控制接口四种基本功能模块,有些高端机型还配置了硬盘。

  4.激光打印机的成像转印过程
  
  激光打印机是将激光扫描技术和电子照相技术相结合的打印输出设备,由充电系统、曝光系统、显影系统、转印系统和定影系统等部件组成。成像转印过程包含以下6个步骤:

  第1步:充电
  
  充电过程是指完成对硒鼓的充电工作,以使硒鼓能按图文信息吸附上碳粉。充电系统主要由充电电极组成。充电电极是由一根与硒豉、轴平行的钨丝,它带有5~7kV的直流高压。目前许多激光打印机都采用接触式充电方式。接触式充电示意图如下图所示,它虽避免了臭氧的产生,但这种方式增加了硒鼓的磨损,而且会出现充电不均匀的现象。

接触式充电示意图

 

  第2步:曝光
  
  曝光是激光光束照射到硒鼓表面光电导材料的过程,由激光束和硒鼓组成。用带有打印数据信息的激光束扫描硒鼓表面时,被光照射的部分与硒鼓导电层直接导通,电荷迅速消失,而未被光照射的部分则仍然维持绝缘状态,进行暗衰过程,因此基本保持着高电位。在曝光结束的瞬间,产生了不可见的文字或图像的静电潜像。曝光过程如下图所示。

曝光过程

 

  第3步:显影
  
  显影也称显像,由显影器和搅拌器组成,其作用是将静电潜像变成可见的图像。显影器中装有铁粉和碳粉,通过搅拌器的作用,使铁粉与碳粉摩擦带电。经摩擦后的铁粉带正电,碳粉带负电,铁粉被碳粉包围,而吸附了碳粉的铁粉又被永久磁铁吸附,形成一层铁粉和碳粉混合物,形如磁刷。当硒鼓表面从磁刷下经过时,碳粉因带负电荷而被吸附到硒鼓表面上,在鼓上形成可见的碳粉图像。显影过程如下图所示。

 显影过程

  第4步:转印
  
  转印系统的作用是将硒鼓上的碳粉图像转印到普通纸上,由硒鼓和静电棒组成。当带正电的碳粉随硒鼓转到打印纸附近时,在纸的后面安装有静电棒,静电棒的电压高达500V~1000V,静电吸引力使打印纸紧贴在光导板上,同时带负电荷的碳粉被吸附到纸的表面。目前,激光打印机的转印方法有两种,一种是电晕放电转印;另一种转印方法是放电胶辊转印。与电晕放电转印不同的是这种方式采用的是放电胶辊而不是电极。

  第5步:定影
  
  定影是将吸附在纸上的碳粉永久地固定在打印纸上的过程,由定影热辊、定影辊驱动机构组成。吸附在纸上的碳粉,是由热熔性的树脂(定影作用)及碳粉精炼而成。碳粉的熔化温度约为l00℃,热辊的温度与纸张通过的速度有关,一般在150℃~180℃之间。目前以热定影为主,定影过程示意图如下图所示。

定影过程示意图

 

  第6步:清洁
  
  光电导体表面在转印后仍滞留着残余碳粉和残余电荷,如不清除,会产生重叠影像或原稿内容脏乱。清洁方法最主要有3种:放电曝光清洁、刮板清洁和毛刷清洁。放电曝光清洁是通过交流高压放电配之以充分曝光来消除光电导体上的残余电荷。刮板清洁是用刮板将残余碳粉刮掉。刮板清洁示意图如上图所示。毛刷清洁示意图如下图所示,这种清洁方式与刮板式相比,对硒鼓表面磨损小,一定程度上延长了感光鼓的使用寿命。

刮板清洁示意图

 

毛刷清洁示意图

 

  印字过程经过上述6个步骤后,硒鼓面就进入下一个印字周期


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