激光打印機(jī)的工作原理分析講解.doc

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(diǎn)，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(duì)于對(duì)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 controller System)、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)，其中最重要的就是成像系統(tǒng)，下面我們分別對(duì)六大系統(tǒng)進(jìn)行簡(jiǎn)單的闡述： 一、供電系統(tǒng)(Power System) 坐享當(dāng)今電氣時(shí)代，似乎凡是機(jī)器都需要用到電，因此可以說(shuō)每一臺(tái)機(jī)器都必然有一個(gè)供電系統(tǒng)（只不過(guò)是輕重大小之分），對(duì)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(gè)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(gè)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(yùn)行。低壓主要用來(lái)驅(qū)動(dòng)各個(gè)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(dòng)DC板上的傳感器、控制芯片以及CPU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(gè)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(lái)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(cè)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(gè)系統(tǒng)都要復(fù)雜，其中包含有許多電子的專業(yè)知識(shí)，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(dòng)它為妙。 三、接口系統(tǒng)(Formatter System) 當(dāng)計(jì)算機(jī)向打印機(jī)發(fā)出打印命令后，打印機(jī)不會(huì)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(guò)來(lái)，然后再根據(jù)得到的真實(shí)命令開(kāi)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(jì)算機(jī)之間的“橋梁”，負(fù)責(zé)把計(jì)算機(jī)傳送過(guò)來(lái)的數(shù)據(jù)“翻譯”成為打印機(jī)能夠識(shí)別的語(yǔ)言。接口系統(tǒng)一般也包括有三個(gè)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(lái)保護(hù)和驅(qū)動(dòng)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(duì)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(gè)部分中，接口電路是我們經(jīng)常接觸的，對(duì)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(gè)部件組成。旋轉(zhuǎn)馬達(dá)主要通過(guò)高速旋轉(zhuǎn)的多棱角鏡面，把激光束通過(guò)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(lái)產(chǎn)生調(diào)控過(guò)的激光束。而透鏡組則是通過(guò)發(fā)散、聚合功能把光線折射到OPC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(tái)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(gè)步驟都對(duì)打印品質(zhì)關(guān)系重大，筆者覺(jué)得在這里有必要簡(jiǎn)單分析一下： 1.布電：上面說(shuō)到的激光掃描系統(tǒng)產(chǎn)生了激光束后，會(huì)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(lái)的點(diǎn)陣圖樣，而使OPC帶電的這一過(guò)程就叫做布電，它由供電系統(tǒng)的高壓部件通過(guò)充電輥供電。 2.曝光：其實(shí)就是利用OPC表面的光導(dǎo)特性，使OPC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?yàn)檫@只是電荷的形成塊，因此是“隱形”的，此時(shí)還看不到真實(shí)圖像。 3.顯像：讓碳粉帶電之后，通過(guò)曝光得來(lái)的帶有靜電潛像的感光鼓，會(huì)以快速卷動(dòng)的方式接近裝有碳粉的碳粉夾，這時(shí)，帶有電氣的碳粉便會(huì)吸附在感光鼓上，像形看得見(jiàn)的圖像，這就是顯像過(guò)程。 4.轉(zhuǎn)印：碳粉吸附在感光鼓上了，接下來(lái)就是令圖像在紙張上出現(xiàn)。當(dāng)打印紙經(jīng)過(guò)轉(zhuǎn)印輥時(shí)，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(lái)的形狀轉(zhuǎn)印到紙張上去，到此，稿件的成形過(guò)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(shí)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(huì)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(zhǎng)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(diǎn)是速度快、預(yù)熱時(shí)間短，缺點(diǎn)是易爆、易折；另一種是燈管加熱，它在各個(gè)方面都表現(xiàn)得相對(duì)穩(wěn)定，但預(yù)熱時(shí)間較長(zhǎng)。 最后，在成像打印過(guò)程中，OPC表面上的碳粉一般都不會(huì)完全被吸附到紙張上，總有少量的余碳?xì)埩?，這必定會(huì)對(duì)下一次的打印造成影響，因此，就要用一個(gè)刮刀把OPC表面上的余碳清理干凈，這一過(guò)程也叫做OPC的清理。 六、搓紙系統(tǒng)(Pick-up/Feed System) 搓紙系統(tǒng)分進(jìn)紙和出紙兩個(gè)部份，它由輸紙導(dǎo)向板、搓紙輪、輸出傳動(dòng)輪等一些傳輸部件組成，因此也可以說(shuō)成傳輸系統(tǒng)。紙張?jiān)谡麄€(gè)輸紙路線的走動(dòng)都依靠搓紙系統(tǒng)的工作，因?yàn)檫@一傳送過(guò)程都有著嚴(yán)格的時(shí)間限制，超過(guò)了這個(gè)限制就會(huì)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(huì)配置幾個(gè)光電感應(yīng)器，用來(lái)監(jiān)控紙張存在與否的情況，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(gè)主要工作流程都介紹完畢了，用戶的心目中對(duì)激打也應(yīng)該有了一個(gè)比較清晰的打印理論基礎(chǔ)，這樣，相信用戶在使用過(guò)程中就更容易駕馭這個(gè)“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(wú)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(duì)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(jì)算機(jī)通過(guò)電纜向打印機(jī)發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)，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)組織成可以驅(qū)動(dòng)打印引擎動(dòng)作的類似數(shù)據(jù)表的信號(hào)組，對(duì)于激光打印機(jī)而言，這個(gè)信號(hào)組就是驅(qū)動(dòng)激光頭工作的一組脈沖信號(hào)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(gè)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(gè)棱柱形反射鏡上，隨著反射鏡的轉(zhuǎn)動(dòng)，光線從硒鼓的一端到另一端依次掃過(guò)（中途有各種聚焦透鏡，使掃描到硒鼓表面的光點(diǎn)非常小），硒鼓以1/300英寸或1/600英寸的步幅轉(zhuǎn)動(dòng)，掃描又在接下來(lái)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(shí)，受到照射的部位會(huì)發(fā)生電阻的變化計(jì)算機(jī)所發(fā)送來(lái)的數(shù)據(jù)信號(hào)控制著激光的發(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(guò)涂墨輥時(shí)，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(dòng)的同時(shí)，另一組傳動(dòng)系統(tǒng)將打印紙送進(jìn)來(lái)，經(jīng)過(guò)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(guò)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(shí)，墨粉和打印機(jī)僅僅是靠電荷的引力結(jié)合在一起，在打印紙被送出打印機(jī)之前，經(jīng)過(guò)高溫加熱，塑料質(zhì)的墨粉被熔化，在冷卻過(guò)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(guò)一個(gè)清潔器，將剩余的墨粉去掉，以便進(jìn)入下一個(gè)打印循環(huán)我們以在一張紙上打印字母 A 的過(guò)程為例來(lái)具體說(shuō)明上述過(guò)程：首先，打印機(jī)接收到計(jì)算機(jī)打印數(shù)據(jù)以后，經(jīng)自己的運(yùn)算芯片運(yùn)算，然后向激光頭發(fā)送一組脈沖信號(hào)，例如，左圖中用綠線標(biāo)出的那一行的信號(hào)就類似右圖所示（示意圖）： 由脈沖信號(hào)操縱，激光束在掃描過(guò)硒鼓表面時(shí)有時(shí)發(fā)光，有時(shí)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(shí)，電阻會(huì)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(méi)有電荷，而沒(méi)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(guò)一個(gè)墨粉施加輥，輥?zhàn)由纤鶐У哪垲w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(lái)從硒鼓表面經(jīng)過(guò)，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出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(jì)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(jì)算機(jī)之間一般是通過(guò)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(jì)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(guò)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(guò)打印服務(wù)器與網(wǎng)絡(luò)連接時(shí)，打印數(shù)據(jù)的傳輸速度要比通過(guò)打印電纜快上幾百倍。當(dāng)計(jì)算機(jī)向打印機(jī)發(fā)出打印命令之后，首先這些數(shù)據(jù)需要打印機(jī)語(yǔ)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(yǔ)言。這個(gè)“翻譯”過(guò)程就是由打印機(jī)語(yǔ)言來(lái)完成的。這個(gè)翻譯過(guò)程的準(zhǔn)確與否決定了最終的打印效果，因此打印機(jī)語(yǔ)言在整個(gè)打印過(guò)程中占有相當(dāng)重要的地位。對(duì)于HP LaserJet激光打印機(jī)來(lái)說(shuō)，HP PCL打印機(jī)命令語(yǔ)言翻譯成對(duì)應(yīng)的文字代碼或圖形的點(diǎn)陣圖樣，然后HPPCL再把這些代碼上圖樣輸送到激光打印機(jī)的最重要部件之一激光器。激光器的形狀有些類似于一臺(tái)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(yǔ)言傳來(lái)的點(diǎn)陣圖樣后，便迅速地作出“開(kāi)”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(gè)經(jīng)過(guò)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(guò)激光照射的點(diǎn)就不再帶有靜電。細(xì)心的讀者也許會(huì)發(fā)現(xiàn)，這時(shí)激光打印機(jī)的旋轉(zhuǎn)鼓上已經(jīng)形成了一個(gè)看不見(jiàn)的圖像：那些不帶有靜電的點(diǎn)實(shí)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(duì)這個(gè)“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(lái)盛裝碳粉。碳粉本身也帶有靜電，因此當(dāng)旋轉(zhuǎn)鼓經(jīng)過(guò)硒鼓時(shí)，后者的碳粉顆粒便會(huì)吸附在前者表面那些不帶有靜電的點(diǎn)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(huì)在這些地方被吸附。經(jīng)過(guò)上色之后，“隱形圖”便變成了“顯形圖”。這時(shí)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(gè)“顯形圖”便又轉(zhuǎn)印到了紙