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激光打印機工作原理分析

[日期:2012-08-15] 來源:  作者:徐繼光 [字體: ]

  用電子成像技術進行打印的打印機稱為“激光打印機”。它的工作概況:以適當的方式,控制激光束在打印機的硒鼓(或感光鼓,下同)上沿軸進行掃描,根據點陣組字的原理,使硒鼓表面感光,構成負電荷陰影,當硒鼓表酊經過帶正電的碳粉時,感光部分就吸附上碳粉,然后將碳粉轉印到紙上,紙上的碳粉經加熱熔化后就形成永久的字符和圖形。激光打印機內部結構如下圖所示。

激光打印機內部結構

 

 

  1.工作原理
  
  黑白、彩色激光打印機,其基本工作原理是相同的,都采用“靜電照相”技術,將打印內容轉變為硒鼓上以像素點為單位的點陣位圖圖像,再轉印到打印紙上。

  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將接收到的打印內容轉印到打印紙上,它包括激光掃描器、反射棱鏡、硒鼓、碳粉盒、定影輥、充電輥和走紙機構等。工作原理:來自打印控制器的光柵位圖圖像數據,首先被輸入激光掃描器,轉換為激光掃描器的激光束信息,通過反射棱鏡對硒鼓充電,硒鼓表面形成了以正電荷表示的與打印圖像完全相同的圖像信息,然后吸附碳粉盒中的碳粉顆粒,形成硒鼓表面的碳粉圖像,再利用正負電荷相互吸引的原理,硒鼓的碳粉圖像便轉印到打印紙上,再經過熱轉印部件加熱,使碳粉顆粒完全與紙張纖維吸附,形成牢固的打印圖像。

  3.打印控制器的工作原理
  
  打印控制器的主要功能是通過接口或網絡與電腦通信,接收電腦發送的控制和打印信息,同時向電腦傳送打印機狀態信息。打印控制器實質上就是一臺功能完整的電腦,包括通信接口、微處理器、內存和控制接口四種基本功能模塊,有些高端機型還配置了硬盤。

  4.激光打印機的成像轉印過程
  
  激光打印機是將激光掃描技術和電子照相技術相結合的打印輸出設備,由充電系統、曝光系統、顯影系統、轉印系統和定影系統等部件組成。成像轉印過程包含以下6個步驟:

  第1步:充電
  
  充電過程是指完成對硒鼓的充電工作,以使硒鼓能按圖文信息吸附上碳粉。充電系統主要由充電電極組成。充電電極是由一根與硒豉、軸平行的鎢絲,它帶有5~7kV的直流高壓。目前許多激光打印機都采用接觸式充電方式。接觸式充電示意圖如下圖所示,它雖避免了臭氧的產生,但這種方式增加了硒鼓的磨損,而且會出現充電不均勻的現象。

接觸式充電示意圖

 

  第2步:曝光
  
  曝光是激光光束照射到硒鼓表面光電導材料的過程,由激光束和硒鼓組成。用帶有打印數據信息的激光束掃描硒鼓表面時,被光照射的部分與硒鼓導電層直接導通,電荷迅速消失,而未被光照射的部分則仍然維持絕緣狀態,進行暗衰過程,因此基本保持著高電位。在曝光結束的瞬間,產生了不可見的文字或圖像的靜電潛像。曝光過程如下圖所示。

曝光過程

 

  第3步:顯影
  
  顯影也稱顯像,由顯影器和攪拌器組成,其作用是將靜電潛像變成可見的圖像。顯影器中裝有鐵粉和碳粉,通過攪拌器的作用,使鐵粉與碳粉摩擦帶電。經摩擦后的鐵粉帶正電,碳粉帶負電,鐵粉被碳粉包圍,而吸附了碳粉的鐵粉又被永久磁鐵吸附,形成一層鐵粉和碳粉混合物,形如磁刷。當硒鼓表面從磁刷下經過時,碳粉因帶負電荷而被吸附到硒鼓表面上,在鼓上形成可見的碳粉圖像。顯影過程如下圖所示。

 顯影過程

  第4步:轉印
  
  轉印系統的作用是將硒鼓上的碳粉圖像轉印到普通紙上,由硒鼓和靜電棒組成。當帶正電的碳粉隨硒鼓轉到打印紙附近時,在紙的后面安裝有靜電棒,靜電棒的電壓高達500V~1000V,靜電吸引力使打印紙緊貼在光導板上,同時帶負電荷的碳粉被吸附到紙的表面。目前,激光打印機的轉印方法有兩種,一種是電暈放電轉??;另一種轉印方法是放電膠輥轉印。與電暈放電轉印不同的是這種方式采用的是放電膠輥而不是電極。

  第5步:定影
  
  定影是將吸附在紙上的碳粉永久地固定在打印紙上的過程,由定影熱輥、定影輥驅動機構組成。吸附在紙上的碳粉,是由熱熔性的樹脂(定影作用)及碳粉精煉而成。碳粉的熔化溫度約為l00℃,熱輥的溫度與紙張通過的速度有關,一般在150℃~180℃之間。目前以熱定影為主,定影過程示意圖如下圖所示。

定影過程示意圖

 

  第6步:清潔
  
  光電導體表面在轉印后仍滯留著殘余碳粉和殘余電荷,如不清除,會產生重疊影像或原稿內容臟亂。清潔方法最主要有3種:放電曝光清潔、刮板清潔和毛刷清潔。放電曝光清潔是通過交流高壓放電配之以充分曝光來消除光電導體上的殘余電荷。刮板清潔是用刮板將殘余碳粉刮掉。刮板清潔示意圖如上圖所示。毛刷清潔示意圖如下圖所示,這種清潔方式與刮板式相比,對硒鼓表面磨損小,一定程度上延長了感光鼓的使用壽命。

刮板清潔示意圖

 

毛刷清潔示意圖

 

  印字過程經過上述6個步驟后,硒鼓面就進入下一個印字周期。


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