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)合的輸出設(shè)備。激光打印機(jī)因機(jī)型不同,功能會(huì)有所區(qū)別,但工作順序與原理基本相同。
以常見(jiàn)惠普激光打印機(jī)為例,其工作順序如下。
(1)當(dāng)用戶通過(guò)計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)發(fā)送打印命令到打印機(jī),首先是經(jīng)過(guò)打印機(jī)驅(qū)動(dòng)程序?qū)⒁蛴〉膱D文信息轉(zhuǎn)換成二進(jìn)制信息,最終傳送至主控制板。
(2)主控制板把驅(qū)動(dòng)程序送過(guò)來(lái)的二進(jìn)制信息接收并解釋調(diào)至在激光束上,并依據(jù)此信息控制激光部分發(fā)光。同時(shí)感光鼓表面由充電裝置充電,然后由激光掃描部分產(chǎn)生帶有圖文信息的激光束對(duì)感光鼓進(jìn)行曝光,曝光后在硒鼓的表面形成靜電潛像。
(3)硒鼓與顯影系統(tǒng)接觸后,潛像變成可見(jiàn)的圖文,經(jīng)過(guò)轉(zhuǎn)印系統(tǒng)時(shí),在轉(zhuǎn)印裝置的電場(chǎng)作用下,碳粉隨即轉(zhuǎn)印到紙張上。
(4)轉(zhuǎn)印完成后,紙張接觸消電鋸齒,對(duì)地放掉紙張所帶的電荷。最后進(jìn)入產(chǎn)生高溫的定影系統(tǒng),由碳粉形成的圖文便融入紙上。
(5)在打印圖文信息后,清潔裝置把未轉(zhuǎn)印走的碳粉清除,即進(jìn)入下一工作周期。
以上所有工作過(guò)程,都需要經(jīng)過(guò)充電、曝光、顯影、轉(zhuǎn)印、消電、定影、清潔七個(gè)步驟。
1.充電
要使感光鼓按照?qǐng)D文信息吸附上墨粉,首先要對(duì)感光鼓進(jìn)行充電。
目前市面上的打印機(jī)有兩種充電方式,一種是電暈充電,另一種是充電輥充電,兩者各有特點(diǎn)。
電暈充電是一種間接充電法,利用感光鼓的導(dǎo)電基層作為一個(gè)電極,在感光鼓附近再設(shè)置一根很細(xì)的金屬絲作為另一個(gè)電極。在復(fù)印或打印時(shí),給金屬絲加上一個(gè)很高的電壓,金屬絲周?chē)目臻g就形成很強(qiáng)的電場(chǎng)。在電場(chǎng)的作用下,與電暈絲同極性的離子就流向感光鼓表面。由于感光鼓表面的感光體在黑暗中具有很高的阻值,電荷不會(huì)流走,感光鼓表面電位因此不斷升高,當(dāng)電位上升到最高接受電位時(shí),充電過(guò)程結(jié)束。此充電方式的缺點(diǎn)是容易產(chǎn)生輻射與臭氧。
充電輥充電屬于接觸充電方式,不需要很高的充電電壓,相對(duì)來(lái)說(shuō)比較環(huán)保。所以激光打印機(jī)大部分都采用充電輥充電。
下面以充電輥充電為例,來(lái)了解激光打印機(jī)的整個(gè)工作過(guò)程。
首先是高壓電路部分產(chǎn)生高壓,通過(guò)充電組件給感光鼓表面充上均勻的負(fù)電。感光鼓與充電輥同步旋轉(zhuǎn)一周后,整個(gè)感光鼓表面被充上均勻的負(fù)電,如圖1所示。
圖1 充電原理圖
2.曝光
曝光是圍繞感光鼓進(jìn)行的,利用激光束對(duì)感光鼓進(jìn)行曝光。感光鼓的表面是一層感光層,感光層覆蓋在鋁合金導(dǎo)體表面,鋁合金導(dǎo)體接地。
感光層是光敏材料,其特性是遇光導(dǎo)通,未曝光前是絕緣的。在曝光前,由充電裝置充上均勻電荷,被激光照射后被照射到的地方會(huì)迅速變?yōu)閷?dǎo)體,并與鋁合金導(dǎo)體導(dǎo)通,電荷因此對(duì)地釋放,形成打印紙上的文字區(qū)。沒(méi)有被激光照射到的地方,仍然維持原有電荷,形成打印紙上的空白區(qū)。由于該文字圖像是不可見(jiàn)的,所以稱為靜電潛像。
在掃描器中還裝有一個(gè)同步信號(hào)傳感器,此傳感器的作用是,保證掃描間距一致,使照射到感光鼓表面的激光束達(dá)到最好的成像效果。
激光燈發(fā)射帶有字符信息的激光束,照射到旋轉(zhuǎn)的多面反射棱鏡,反射棱鏡反射激光束經(jīng)透鏡組照射到感光鼓表面,從而進(jìn)行感光鼓的橫向掃描。主電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)感光鼓不斷旋轉(zhuǎn)實(shí)現(xiàn)激光發(fā)射燈對(duì)感光鼓的縱向掃描。曝光原理如圖2所示。
圖2 曝光原理圖
3.顯影
顯影是利用電荷同性相斥、異性相吸的原理,將肉眼看不見(jiàn)的靜電潛像變成可見(jiàn)圖文的過(guò)程。磁輥(也叫顯影磁輥,或簡(jiǎn)稱磁輥)中心有一條磁鐵裝置,而粉倉(cāng)中的碳粉成分中含有能被磁鐵吸附的磁性物質(zhì),所以碳粉必然被顯影磁輥中心磁鐵吸附。
當(dāng)感光鼓旋轉(zhuǎn)到與顯影磁輥相接位置的時(shí)候,感光鼓表面沒(méi)有被激光照射到的地方與碳粉極性相同,不會(huì)吸附碳粉;而被激光照射到的地方與碳粉極性相反,根據(jù)同性相斥異性相吸的原理,感光鼓表面被激光照射到的地方就吸附了碳粉,于是在其表面就形成了可見(jiàn)的碳粉圖文,如圖3所示。
圖3 顯影原理圖
4.轉(zhuǎn)印
當(dāng)碳粉隨著感光鼓轉(zhuǎn)到打印紙附近時(shí),在紙張的背面有一個(gè)轉(zhuǎn)印裝置給紙張背面施加轉(zhuǎn)印高壓。因轉(zhuǎn)印裝置的電壓要比感光鼓曝光區(qū)所帶電壓高,所以碳粉形成的圖文在充電裝置的電場(chǎng)作用下,碳粉被轉(zhuǎn)印到打印紙上,如圖2-17所示。圖文因此就顯現(xiàn)在打印紙張表面,如圖3所示。
圖3 轉(zhuǎn)印原理圖(1)
圖4 轉(zhuǎn)印原理圖(2)
5.消電
當(dāng)碳粉圖文轉(zhuǎn)印到打印紙上,這時(shí)候碳粉只是覆蓋在紙張表面,打印紙輸送過(guò)程中碳粉形成的圖文結(jié)構(gòu)很容易被破壞。為保證定影之前墨粉圖像的完整,轉(zhuǎn)印后會(huì)經(jīng)過(guò)一個(gè)消電裝置,它的作用是消除極性,中和所有電荷使紙張顯中性,從而使紙張能夠平穩(wěn)進(jìn)入定影單元,保證輸出印品的質(zhì)量,如圖5所示。
圖5 消電原理圖
6.定影
加熱定影是將吸附在打印紙上的碳粉圖像利用加壓加熱的方法,使碳粉熔化并浸入打印紙中,在紙張表面形成牢固圖文的過(guò)程。
碳粉的主要成分是樹(shù)脂,碳粉的熔點(diǎn)約100℃,定影組件加熱輥的溫度在180℃左右。
打印過(guò)程中,定影器溫度達(dá)到預(yù)定溫度180℃左右,吸附碳粉的紙張經(jīng)過(guò)加熱輥(又稱上輥)和壓力膠輥(又稱加壓下輥、下輥)之間的縫隙時(shí),定影產(chǎn)生的高溫加熱碳粉,使碳粉熔化在紙上,從而形成牢固的圖文,如圖6所示。
圖6 定影原理圖
因加熱輥表面涂有不易黏附碳粉的涂層,所以碳粉不會(huì)因高溫黏附在加熱輥表面,定影后的打印紙由分離爪與加熱輥分離,經(jīng)輸紙輪送出打印機(jī)。
7.清潔
清潔過(guò)程是將感光鼓上未轉(zhuǎn)印到紙張表面的碳粉刮到廢粉倉(cāng)。
在轉(zhuǎn)印過(guò)程時(shí),感光鼓上面的碳粉圖像不可能被完全轉(zhuǎn)移到紙張上,如果不加以清潔,殘留在感光鼓表面的墨粉就會(huì)被帶入下一個(gè)打印周期,破壞新生成的圖像,從而影響打印質(zhì)量。
清潔過(guò)程是由橡膠刮板來(lái)完成的,其作用是在感光鼓打印下一個(gè)周期前把感光鼓清潔干凈。因橡膠清潔刮板的刀刃具有耐磨性和柔韌性,刀刃與感光鼓表面形成一個(gè)切角,當(dāng)感光鼓旋轉(zhuǎn)時(shí)其表面的碳粉就被刮板刮入廢粉倉(cāng),如圖7所示。
圖7 清潔原理圖