激光打印機(jī)的工作原理分析講解

1、激光打印機(jī)的工作原理分析通常，用戶們只知道激光打印機(jī)打印速度快、打印質(zhì)量好等優(yōu)點，但了解其工作原理的又有多少人 呢？然而，清楚打印機(jī)的工作原理對于對打印機(jī)進(jìn)行日常維護(hù)，從而增加機(jī)器的工作質(zhì)量和壽命等 都是十分重要的。通常，激光打印機(jī)可分成6大系統(tǒng)，分別是供電系統(tǒng) (Power System) 、直流控制系統(tǒng) (DC controllerSystem) 、接口系統(tǒng) (Formatter System) 、激光掃描系統(tǒng) (Laser/Scanner System) 、成像系統(tǒng) (Image Formation System) 以及搓紙系統(tǒng) (Pick-up/Feed System) ，其中最重要的

2、就是成像 系統(tǒng)，下面我們分別對六大系統(tǒng)進(jìn)行簡單的闡述：一、供電系統(tǒng) (Power System)坐享當(dāng)今電氣時代，似乎凡是機(jī)器都需要用到電，因此可以說每一臺機(jī)器都必然有一個供電系 統(tǒng)(只不過是輕重大小之分)，對用電較為講究的激光打印機(jī)更不例外。激光打印機(jī)的供電系統(tǒng)是 其它五個系統(tǒng)的能源基礎(chǔ)，其性能發(fā)揮的優(yōu)劣直接影響著另外五個系統(tǒng)。一般，激光打印機(jī)的供電 系統(tǒng)又分為三種，分別是高壓、低壓、直流，高壓電一般作用于是成像系統(tǒng)，利用較高的電壓才可 以使激光器工作運行。低壓主要用來驅(qū)動各個引擎馬達(dá)，電壓大小可根據(jù)需要而定，如聲名顯赫的 HP 6L系列激打，就有5V和12V兩種。而直流電則是用于驅(qū)動DC板

3、上的傳感器、控制芯片以及CPI等。三種電壓相互隔離，各司其主，但又相互影響，共同締造一個穩(wěn)定的供電系統(tǒng)。二、直流控制系統(tǒng) (DC controller System)直流控制系統(tǒng)主要用來協(xié)調(diào)和控制打印機(jī)的各系統(tǒng)之間的工作，如數(shù)據(jù)接收、 掃描單元的控制、傳感器的測試，以及各種直流電的監(jiān)控和分配等，它的電路構(gòu)成比其它五個系統(tǒng)都要復(fù)雜，其中包 含有許多電子的專業(yè)知識，包括放大、反饋等電路，因此筆者還是建議電子課程考試不及格的用戶 還是少動它為妙。三、接口系統(tǒng) (Formatter System)當(dāng)計算機(jī)向打印機(jī)發(fā)出打印命令后，打印機(jī)不會直接響應(yīng)而去打印文件，而是首先需要把打印 命令 “翻譯 ”過來，

4、然后再根據(jù)得到的真實命令開展工作。在這一 “翻譯”崗位上工作的的就是接口系 統(tǒng)，它是打印機(jī)與計算機(jī)之間的 “橋梁 ”，負(fù)責(zé)把計算機(jī)傳送過來的數(shù)據(jù) “翻譯”成為打印機(jī)能夠識別 的語言。接口系統(tǒng)一般也包括有三個小部分，分別為接口電路、CPU BIOS電路。接口電路由能夠產(chǎn)生穩(wěn)壓電流的芯片組成，用來保護(hù)和驅(qū)動其它芯片。CPU是打印機(jī)主板的核心部件，在其中的作用是充當(dāng)翻譯”的角色。BIOS電路是對打印機(jī)自身而言，它包括了打印機(jī)本身的一些程序配置以廠家的 相關(guān)信息。在這三個部分中，接口電路是我們經(jīng)常接觸的，對接口系統(tǒng)的維修也似乎僅局限于此。四、激光掃描系統(tǒng) (Laser/Scanner System)激

5、光掃描系統(tǒng)通常也稱為激光掃描單元，它主要由多邊形旋轉(zhuǎn)馬達(dá)、發(fā)光控制電路以及透鏡組三個部件組成。旋轉(zhuǎn)馬達(dá)主要通過高速旋轉(zhuǎn)的多棱角鏡面，把激光束通過透鏡折射到OPC(有機(jī)光導(dǎo)鼓，又稱感光鼓)表面。發(fā)光控制電路包括有激光控制電路和發(fā)光二極管，用來產(chǎn)生調(diào)控過的激光 束。而透鏡組則是通過發(fā)散、聚合功能把光線折射到OP(表面，從而進(jìn)行下一步的成像工作。五、成像系統(tǒng) (Image Formation System)成像系統(tǒng)是一臺激光打印機(jī)最重要的工作系統(tǒng)，其工作性能的好壞直接影響著輸出文稿的質(zhì)量。成像系統(tǒng)的工作流程一般由充電、曝光、顯像、轉(zhuǎn)印、定影等主要步驟組成，每個步驟都對打印品 質(zhì)關(guān)系重大，筆者覺得在這

6、里有必要簡單分析一下：1. 布電：上面說到的激光掃描系統(tǒng)產(chǎn)生了激光束后，會把激光束投射到帶有正電荷或負(fù)電荷的 OPC 上，從而產(chǎn)生由之前 翻譯”得來的點陣圖樣，而使 OPC帶電的這一過程就叫做布電，它由供電系統(tǒng)的 高壓部件通過充電輥供電。2. 曝光：其實就是利用 0P（表面的光導(dǎo)特性，使 0P（表面曝光，從而形成一定形狀的電荷區(qū)，形成用 戶所需要的圖樣 “雛形 ”，因為這只是電荷的形成塊，因此是 “隱形”的，此時還看不到真實圖像。3. 顯像：讓碳粉帶電之后，通過曝光得來的帶有靜電潛像的感光鼓，會以快速卷動的方式接近裝有 碳粉的碳粉夾，這時，帶有電氣的碳粉便會吸附在感光鼓上，像形看得見的圖像，這

7、就是顯像過程。4. 轉(zhuǎn)?。禾挤畚皆诟泄夤纳狭?，接下來就是令圖像在紙張上出現(xiàn)。當(dāng)打印紙經(jīng)過轉(zhuǎn)印輥時，被帶 上與碳粉相反的電荷，由于異性相吸，從而使碳粉能夠按原來的形狀轉(zhuǎn)印到紙張上去，到此，稿件 的成形過程基本完成。5. 定影：雖然圖像是被轉(zhuǎn)印到紙張上了，但這時碳粉還不是完全固定，稍微摩擦或保存幾天，紙上的碳粉就會脫落，因此，就需要在高溫、高壓的情況下把碳粉溶化并使其永久地“定影 ”滲透到紙張里面，有利于長期保存。目前產(chǎn)生高溫高壓的部件主要有兩種形式，一種是陶瓷加熱，它的特點是 速度快、預(yù)熱時間短，缺點是易爆、易折；另一種是燈管加熱，它在各個方面都表現(xiàn)得相對穩(wěn)定， 但預(yù)熱時間較長。最后，在成像打

8、印過程中，0P（表面上的碳粉一般都不會完全被吸附到紙張上，總有少量的余碳?xì)埩?，這必定會對下一次的打印造成影響，因此，就要用一個刮刀把0P（表面上的余碳清理干凈，這一過程也叫做opc勺清理。六、搓紙系統(tǒng) （Pick-up/Feed System）搓紙系統(tǒng)分進(jìn)紙和出紙兩個部份，它由輸紙導(dǎo)向板、搓紙輪、輸出傳動輪等一些傳輸部件組成， 因此也可以說成傳輸系統(tǒng)。紙張在整個輸紙路線的走動都依靠搓紙系統(tǒng)的工作，因為這一傳送過程 都有著嚴(yán)格的時間限制，超過了這個限制就會造成卡紙現(xiàn)象，因此若想得到順暢的輸出效果，歸根 結(jié)底要從搓紙系統(tǒng)入手。通常在搓紙系統(tǒng)中，都會配置幾個光電感應(yīng)器，用來監(jiān)控紙張存在與否的 情況，

9、這些光電感應(yīng)器一般由光敏二極管元件構(gòu)成。至此，激光打印機(jī)的整個主要工作流程都介紹完畢了，用戶的心目中對激打也應(yīng)該有了一個比 較清晰的打印理論基礎(chǔ)，這樣，相信用戶在使用過程中就更容易駕馭這個“電氣 ”寵物了。激光打印機(jī)工作原理激光打印機(jī)快速、高效，文本打印效果無出其右，如今，彩色激光打印機(jī)的圖像輸出效果也幾 近完美但不象其它打印機(jī)的原理那么容易理解，大多數(shù)人對激光打印機(jī)的工作原理不甚了了，本 文我們就介紹一下激光打印機(jī)的工作原理黑白激光打印機(jī)的工作原理：當(dāng)計算機(jī)通過電纜向打印機(jī)發(fā)送數(shù)據(jù)時，打印機(jī)首先將接收到的數(shù)據(jù)暫存在緩存中，當(dāng)接收到 一段完整的數(shù)據(jù)后，再發(fā)送給打印機(jī)的處理器，處理器將這些數(shù)據(jù)組

10、織成可以驅(qū)動打印引擎動作的 類似數(shù)據(jù)表的信號組，對于激光打印機(jī)而言，這個信號組就是驅(qū)動激光頭工作的一組脈沖信號激光打印機(jī)的核心技術(shù)就是所謂的電子成像技術(shù)，這種技術(shù)融合了影像學(xué)與電子學(xué)的原理和技 術(shù)以生成圖像，核心部件是一個可以感光的硒鼓激光發(fā)射器所發(fā)射的激光照射在一個棱柱形反射 鏡上，隨著反射鏡的轉(zhuǎn)動，光線從硒鼓的一端到另一端依次掃過（中途有各種聚焦透鏡，使掃描到 硒鼓表面的光點非常?。?，硒鼓以 1/300英寸或 1/600英寸的步幅轉(zhuǎn)動， 掃描又在接下來的一行進(jìn)行 硒 鼓是一只表面涂覆了有機(jī)材料的圓筒，預(yù)先帶有電荷，當(dāng)有光線照射時，受到照射的部位會發(fā)生電 阻的變化計算機(jī)所發(fā)送來的數(shù)據(jù)信號控

11、制著激光的發(fā)射，掃描在硒鼓表面的光線不斷變化，有的 地方受到照射，電阻變小，電荷消失，也有的地方?jīng)]有光線射到，仍保留有電荷，最終，硒鼓表面 就形成了由電荷組成的潛影.墨粉是一種帶電荷的細(xì)微塑料顆粒，其電荷與硒鼓表面的電荷極性相反，當(dāng)帶有電荷的硒鼓表 面經(jīng)過涂墨輥時，有電荷的部位就吸附了墨粉顆粒，潛影就變成了真正的影像硒鼓轉(zhuǎn)動的同時， 另一組傳動系統(tǒng)將打印紙送進(jìn)來，經(jīng)過一組電極，打印紙帶上了與硒鼓表面極性相同但強(qiáng)得多的電 荷，隨后紙張經(jīng)過帶有墨粉的硒鼓，硒鼓表面的墨粉被吸引到打印紙上，圖像就在紙張表面形成了. 此時，墨粉和打印機(jī)僅僅是靠電荷的引力結(jié)合在一起，在打印紙被送岀打印機(jī)之前，經(jīng)過高溫加熱

12、， 塑料質(zhì)的墨粉被熔化，在冷卻過程中固著在紙張表面.將墨粉傳給打印紙之后，硒鼓表面繼續(xù)旋轉(zhuǎn)，經(jīng)過一個清潔器，將剩余的墨粉去掉，以便進(jìn)入 下一個打印循環(huán).我們以在一張紙上打印字母A的過程為例來具體說明上述過程：首先，打印機(jī)接收到計算機(jī)打印數(shù)據(jù)以后，經(jīng)自己的運算芯片運算，然后向激光頭發(fā)送一組脈沖信號，例如，左圖中用綠線標(biāo)岀 的那一行的信號就類似右圖所示（示意圖）：由脈沖信號操縱，激光束在掃描過硒鼓表面時有時發(fā)光，有時不發(fā)光.硒鼓表面是一層光敏材 料，經(jīng)電極作用預(yù)先帶上了正電荷，這種材料在黑暗中有很高的電阻，當(dāng)有光線照射時，電阻會急 劇下降，表面的電荷也就經(jīng)導(dǎo)電的內(nèi)筒傳導(dǎo)掉了，受到激光照射的部位沒有

13、電荷，而沒有受到激光 照射的部位仍帶有正電荷，這樣，硒鼓表面就形成了由正電荷組成的文字潛影：隨后硒鼓表面經(jīng)過一個墨粉施加輥，輥子上所帶的墨粉顆粒帶有負(fù)電荷，由于靜電吸引，硒鼓 上帶有正電荷的部位就吸附了墨粉，成為黑色（當(dāng)然，墨粉也可以是其它顏色的）：送紙系統(tǒng)將打印紙送進(jìn)來從硒鼓表面經(jīng)過，紙張經(jīng)電極作用帶上了很強(qiáng)的正電荷，這樣，硒鼓 上的墨粉就被吸附到紙張上：經(jīng)加熱，墨粉在紙張表面固著，打印完成.激光打印機(jī)工作原理分析激光打印機(jī)為何能夠靜悄悄地打印岀如此栩栩如生的圖像？這要從激光打印機(jī)的工作原理談 起。打印機(jī)屬于外圍設(shè)備，因此需要與計算機(jī)合作才能進(jìn)行打印。在非網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中，打印機(jī)與計算 機(jī)之間一般

14、是通過一根打印電纜連接，這根電纜的一端是連接在打印機(jī)的電纜接口，而另一端則連 接在計算機(jī)的打印端口，如 LPT1。但在網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中，打印機(jī)則更多的是通過專用的打印服務(wù)器連接 到網(wǎng)絡(luò)。這兩種連接方式的最大區(qū)別是打印數(shù)據(jù)的傳輸速度：當(dāng)通過打印服務(wù)器與網(wǎng)絡(luò)連接時，打 印數(shù)據(jù)的傳輸速度要比通過打印電纜快上幾百倍。當(dāng)計算機(jī)向打印機(jī)發(fā)岀打印命令之后，首先這些數(shù)據(jù)需要打印機(jī)語言進(jìn)行翻譯”即將這些數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化成打印機(jī)能讀得懂的語言。這個翻譯”過程就是由打印機(jī)語言來完成的。這個翻譯過程的準(zhǔn)確與否決定了最終的打印效果，因此打印機(jī)語言在整個打印過程中占有相當(dāng)重要的地位。對于 HPLaserJet激光打印機(jī)來說，HP PC

15、L打印機(jī)命令語言翻譯成對應(yīng)的文字代碼或圖形的點陣圖樣，然后HPPCI再把這些代碼上圖樣輸送到激光打印機(jī)的最重要部件之一一一激光器。激光器的形狀有些類似于一臺微型的放映機(jī)，它將激光束發(fā)送到一塊多邊的旋轉(zhuǎn)鏡上。激光器收到打印機(jī)語言傳來的點陣圖 樣后，便迅速地作出 “開”與“關(guān)”的響應(yīng)，而多邊旋轉(zhuǎn)鏡的作用則是將激光反射到一個經(jīng)過充電的旋 轉(zhuǎn)鼓上。激光可以消除靜電，因此旋轉(zhuǎn)鼓上那些經(jīng)過激光照射的點就不再帶有靜電。細(xì)心的讀者也許會發(fā)現(xiàn)，這時激光打印機(jī)的旋轉(zhuǎn)鼓上已經(jīng)形成了一個看不見的圖像：那些不帶 有靜電的點實際上就是最終打印圖像的 “隱形圖 ”。 “隱形圖 ”已經(jīng)有了，下一步就是對這個 “隱形圖 進(jìn)行上色。激光打印機(jī)的上色裝置通常被稱為硒鼓，它的主要功能是用來盛裝碳粉。碳粉本身也帶 有靜電，因此當(dāng)旋轉(zhuǎn)鼓經(jīng)過硒鼓時，后者的碳粉顆粒便會吸附在前者表面那些不帶有靜電的點上。 由于旋轉(zhuǎn)鼓表面其它地方都還帶有靜電，因此帶有同樣靜電的碳粉顆粒便不會在這些地方被吸附。經(jīng)過上色之后， “隱形圖 ”便變成了 “顯形圖 ”。這時打印機(jī)的送紙裝置恰好將紙張送到旋轉(zhuǎn)鼓， 于是旋轉(zhuǎn)鼓表面的碳粉又被吸附在紙張的表面。于是這個“顯形圖 ”便又轉(zhuǎn)印到了紙張的表面。