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cyqdesign

2006-12-29 21:26

數(shù)碼激光打印機(jī)結(jié)構(gòu)及工作原理介紹

本文比較詳細(xì)的講解了市場(chǎng)上激光打印機(jī)的基本工作原理。由于數(shù)碼印刷設(shè)備很多也采用了這種技術(shù)，所以希望本文能夠?qū)κ褂脭?shù)碼設(shè)備的朋友們有幫助。

基本結(jié)構(gòu)

激光打印機(jī)是由激光器、聲光調(diào)制器、高頻驅(qū)動(dòng)、掃描器、同步器及光偏轉(zhuǎn)器等組成，其作用是把接口電路送來的二進(jìn)制點(diǎn)陣信息調(diào)制在激光束上，之后掃描到感光體上。感光體與照相機(jī)構(gòu)組成電子照相轉(zhuǎn)印系統(tǒng)，把射到感光鼓上的圖文映像轉(zhuǎn)印到打印紙上，其原理與復(fù)印機(jī)相同。激光打印機(jī)是將激光掃描技術(shù)和電子顯像技術(shù)相結(jié)合的非擊打輸出設(shè)備。它的機(jī)型不同，打印功能也有區(qū)別，但工作原理基本相同，都要經(jīng)過：充電、曝光、顯影、轉(zhuǎn)印、消電、清潔、定影七道工序，其中有五道工序是圍繞感光鼓進(jìn)行的。當(dāng)把要打印的文本或圖像輸入到計(jì)算機(jī)中，通過計(jì)算機(jī)軟件對(duì)其進(jìn)行預(yù)處理。然后由打印機(jī)驅(qū)動(dòng)程序轉(zhuǎn)換成打印機(jī)可以識(shí)別的打印命令（打印機(jī)語言）送到高頻驅(qū)動(dòng)電路，以控制激光發(fā)射器的開與關(guān)，形成點(diǎn)陣激光束，再經(jīng)掃描轉(zhuǎn)鏡對(duì)電子顯像系統(tǒng)中的感光鼓進(jìn)行軸向掃描曝光，縱向掃描由感光鼓的自身旋轉(zhuǎn)實(shí)現(xiàn)。

感光鼓是一個(gè)光敏器件，有受光導(dǎo)通的特性。表面的光導(dǎo)涂層在掃描曝光前，由充電輥充上均勻電荷。當(dāng)激光束以點(diǎn)陣形式掃射到感光鼓上時(shí)，被掃描的點(diǎn)因曝光而導(dǎo)通，電荷由導(dǎo)電基對(duì)地迅速釋放。沒有曝光的點(diǎn)仍然維持原有電荷，這樣在感光鼓表面就形成了一幅電位差潛像（靜電潛像），當(dāng)帶有靜電潛像的感光鼓旋轉(zhuǎn)到載有墨粉磁輥的位置時(shí)，帶相反電荷的墨粉被吸附到感光鼓表面形成了墨粉圖像。

當(dāng)載有墨粉圖像的感光鼓繼續(xù)旋轉(zhuǎn)，到達(dá)圖像轉(zhuǎn)移裝置時(shí)，一張打印紙也同時(shí)被送到感光鼓與圖像轉(zhuǎn)移裝置的中間，此時(shí)圖像轉(zhuǎn)移裝置在打印紙背面施放一個(gè)強(qiáng)電壓，將感光鼓上的墨粉像吸引到打印紙上，再將載有墨粉圖像的打印紙上送入高溫定影裝置加溫、加壓熱熔，墨粉熔化后浸入到打印紙中，最后輸出的就是打印好的文本或圖像。

激光打印機(jī)工作過程所需的控制裝置和部件的組成、設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)、控制方法和采用的部件會(huì)因廠牌和機(jī)型不同而有所差別，如：

①對(duì)感光鼓充電的極性不同。

②感光鼓充電采用的部件不同。有的機(jī)型使用電極絲放電方式對(duì)感光鼓進(jìn)行充電，有的機(jī)型使用充電膠輥（FCR）對(duì)感光鼓進(jìn)行充電。

③高壓轉(zhuǎn)印采用的部件有所不同。

④感光鼓曝光的形式不同。有的機(jī)型使用掃描鏡直接對(duì)感光鼓掃描曝光，有的機(jī)型使用掃描后的反射激光束對(duì)感光鼓進(jìn)行曝光。

不過他們的工作原理基本一樣。由激光器發(fā)射出的激光束，經(jīng)反射鏡射入聲光偏轉(zhuǎn)調(diào)制器，與此同時(shí)，由計(jì)算機(jī)送來的二進(jìn)制圖文點(diǎn)陣信息，從接口送至字形發(fā)生器，形成所需字形的二進(jìn)制脈沖信息，由同步器產(chǎn)生的信號(hào)控制9個(gè)高頻振蕩器，再經(jīng)頻率合成器及功率放大器加至聲光調(diào)制器上，對(duì)由反射鏡射入的激光束進(jìn)行調(diào)制。調(diào)制后的光束射入多面轉(zhuǎn)鏡，再經(jīng)廣角聚焦鏡把光束聚焦后射至光導(dǎo)鼓(硒鼓)表面上，使角速度掃描變成線速度掃描，完成整個(gè)掃描過程。

硒鼓表面先由充電極充電，使其獲得一定電位，之后經(jīng)載有圖文映像信息的激光束的曝光，便在硒鼓的表面形成靜電潛像，經(jīng)過磁刷顯影器顯影，潛像即轉(zhuǎn)變成可見的墨粉像，在經(jīng)過轉(zhuǎn)印區(qū)時(shí)，在轉(zhuǎn)印電極的電場(chǎng)作用下，墨粉便轉(zhuǎn)印到普通紙上，最后經(jīng)預(yù)熱板及高溫?zé)釢L定影，即在紙上熔凝出文字及圖像。在打印圖文信息前，清潔輥把未轉(zhuǎn)印走的墨粉清除，消電燈把鼓上殘余電荷清除，再經(jīng)清潔紙系統(tǒng)作徹底的清潔，即可進(jìn)入新的一輪工作周期。

歷史

激光打印機(jī)是60年代末Xerox公司發(fā)明的，采用的是電子照相(Electro-photo-graphy)技術(shù)。該技術(shù)利用激光束掃描光鼓，通過控制激光束的開與關(guān)使傳感光鼓吸與不吸墨粉，光鼓再把吸附的墨粉轉(zhuǎn)印到紙上而形成打印結(jié)果。激光打印機(jī)的整個(gè)打印過程可以分為控制器處理階段、墨影及轉(zhuǎn)印階段。

與針式打印機(jī)和噴墨打印機(jī)相比，激光打印機(jī)有非常明顯的優(yōu)點(diǎn)。（1）高密度。激光打印機(jī)的打印分辨率最低為300dpi，還有400dpi、 600dpi、800dpi、1200dpi以及2400dpi和4800dpi等高分辨率。（2）高速度。激光打印機(jī)的打印速度最低為4ppm，一般為12ppm、16ppm，有些激光打印機(jī)的打印速度可以達(dá)到24ppm以上.（3）噪音低。一般在53dB以下，非常適合在安靜的辦公場(chǎng)所使用。（4）處理能力強(qiáng)。激光打印機(jī)的控制器中有CPU，有內(nèi)存，控制器相當(dāng)于計(jì)算機(jī)的主板，所以它可以進(jìn)行復(fù)雜的文字處理、圖像處理、圖形處理，這是針式打印機(jī)與噴墨打印機(jī)所不能完成的，也是頁式打印機(jī)與行式打印機(jī)的區(qū)別。

激光打印機(jī)究竟是如何打印出精美的文字與圖形的呢？其實(shí)激光打印機(jī)與影印機(jī)的打印過程基本相同。不同的是對(duì)于激光打印機(jī)而言，影像在打印動(dòng)作發(fā)生之前就已經(jīng)產(chǎn)生了。首先，計(jì)算機(jī)把需要打印的內(nèi)容轉(zhuǎn)換成計(jì)算機(jī)讀得懂的代碼，然后再把這些代碼傳送給打印機(jī)。這時(shí)，打印機(jī)語言再把這些代碼破譯成點(diǎn)陣的圖樣——這個(gè)破譯過程是相當(dāng)重要的。優(yōu)秀的打印機(jī)語言所產(chǎn)生的點(diǎn)陣圖樣與顯示器屏幕上的圖樣完全一致，這種一致性就是激光打印機(jī)一直追求的“所見即所得（WhatYouSeeIsWhatYouGet）"。破譯后的點(diǎn)陣圖樣被送到激光發(fā)生器，激光發(fā)生器根據(jù)圖樣的內(nèi)容迅速作出開與關(guān)的反應(yīng)，把激光束投射到一個(gè)經(jīng)過充電的旋轉(zhuǎn)鼓上，鼓的表面凡是被激光照射到的地方電荷都被釋放掉，而那些激光沒有照到的地方卻仍然帶有電荷。

舉例來說，如果在打印機(jī)語言所生成的位圖中，只有在第三行第三列處有一個(gè)圓點(diǎn)，其余部分都是空白，于是激光發(fā)生器便只在這個(gè)位置發(fā)出一束激光，照射到感應(yīng)鼓上，其余位置激光發(fā)生器都保持關(guān)的狀態(tài)。這時(shí)感應(yīng)鼓的表面只有第三行第三列處的那個(gè)點(diǎn)不帶電荷，而其余部分仍然保持充電的狀態(tài)，這時(shí)激光打印機(jī)有兩種處理方法：1.只對(duì)這個(gè)點(diǎn)進(jìn)行上色，其余部分不上色（產(chǎn)生出白底黑點(diǎn)）；2.只對(duì)其余部分上色，對(duì)這個(gè)點(diǎn)不上色（產(chǎn)生出黑底白點(diǎn)）。第一種處理方法被稱為 “寫黑”，第二種處理方法則被稱為“寫白”。很明顯，如果在這個(gè)例子中我們想以寫白的方式打印出一個(gè)黑點(diǎn)，那么我們必須讓激光照遍感應(yīng)鼓表面除這個(gè)點(diǎn)之外的所有位置（注意激光的作用只是放電，而不是充電），換句話說，也就是保證只有這個(gè)點(diǎn)帶電，其余部分的電荷都被激光釋放掉。在這種情況下，由于激光束必須照遍除這個(gè)點(diǎn)之外的所有區(qū)域，因此打印機(jī)需要相當(dāng)一段時(shí)間才能打印出這個(gè)小小的黑點(diǎn)。在大多數(shù)環(huán)境中，打印機(jī)實(shí)際需要打印的部分最多只占整個(gè)頁面的三分之一，因此今天大多數(shù)激光打印機(jī)都采用寫黑的方式打印，這樣可以縮短激光掃描的時(shí)間。

工作過程
當(dāng)然，激光打印機(jī)的整個(gè)打印過程并不僅僅包括激光發(fā)生器和感應(yīng)鼓，還有很多其他部件也都參與了打印作業(yè)。