激光打印机以其打印速度快,打印品质高的优点,在人们的日常工作中越来越受到青睐。但了解其工作原理的人并不多。本文根据激光打印机的工作特点,浅淡激光打印机工作原理。
激光打印机一般分成6大系统: 1、Power System(供电系统) 2、DC controller System(直流控制系统) 3、Formatter System(接口系统) 4、Laser/Scanner System(激光扫描系统) 5、Image Formation System (成像系统) 6、Pick-up/Feed System(搓纸系统)。下面将对这6大系统分别进行阐述。
一 、Power System(供电系统)
供电系统作用于其它5个系统,根据需要,输入的交流电被调控为高压、低压、直流电。高压电一般作用于成像系统,许多型号的打印机都单独的高压板,像HP4、HP4V、方正文杰作280、XeroxP8E、Canon BX/BX2等。但随着集成化的增、高,很多打印机的高压板、电源板以及DC控制板被集成在一起。像HP5L/6L,HP4L/4P、HP5P/6P、HP4000、HP5000等。低压电主要用来驱动各个引擎马达,其电压根据需要而定,像HP5L/6L主要有5V、12V电压,而HP5000主要有3.4\/、5V、24V电压。直流电主要用来驱动DC板上的各种型号的传感器、控制芯片以及CPU等。
二、DC Controller System(直流控制系统)
直流控制系统主要用来协调和控制打印机的各系统之间的工作:从接口系统接收数据,驱动控制激光扫描单元、测试传感器、控制交直流电的分布,过压/欠流保护、节能模式、控制高压电的分布等。其电路构成比其它5 个系统都复杂,涉及到电路的一些专业知识,像放大电路、反馈电路、整流电路等,是维修的一个难关。
三、Formatter System(接口系统)
接口系统是打印机和计算机连接的桥梁,它负责把计算机传递过来的一定格式的数据翻译成DC板能处理的格式,并传递给DC板。接口系统的构成一般有三个部分:接口电路、CPU 、BIOS电路。在接口电路里主要有一些负责产生稳压电流的芯片(为保护和驱动其它芯片)。CPU主要任务是翻译接口电路传递过来的数据,控制信号灯以及传递给DC板翻译过的数据。有些型号的打印机,其接口电路也做进CPU,像HP4L/4P。BIOS电路这部分主要有打印机自身的一些配置,以及生产厂家的一些相关信息。但有的打印机接口系统并没有BIOS电路的打印机一般不能打印自检测试员,像文杰280、Epson 5700/5800等,而我们平时的接口维修也只是局限于接口电路。
四、Laser/Scanner System(激光扫描系统)
激光扫描系统的主要作用是产生激光束,在OPC(感光鼓)表面曝光,形成映象。激光扫描系统主要有三个部分:多边形旋转马达、发光控制电路、透镜组。旋转马达主要通过高速旋转的多棱角镜面,把激光束通过透镜折射到OPC表面。发光控制电路主要是产生调控过的激光束,主要有激光控制电路和发光二极管组成。透镜组主要通过发散,聚合功能把光线折射OPC表面。
五、Image Formation System(成像系统)
成像系统的工作过程大至上分为两个过程:前期的准备工作,后期的定影成形工作。其整个工作过程大至分为7个步骤:
1、充电 通过充电辊给OPC表面充上高压电
2、曝光 利用OPC 表面的光导特性,使OPC 表面曝光,形成一定形状不等位的电荷区
3、显影碳粉颗粒在电场作用下吸附在OPC 表面被曝光的区域
4、转印 当打印纸通过转印辊时,被带上与碳粉相反的电荷,使碳粉颗粒按一定的形状转印到纸上
5、分离 纸张从OPC 和转印辊上分离出来
6、定影 已经印上字的打印纸上的碳粉颗粒,需要熔化才能渗透到纸里
7、OPC清洁 OPC表面的碳粉并未完全被转印纸上,通过刮刀清理后,并可完成下一轮转印成像过程。
在其后的定影成形过程中,加热组件是个很重要的部件,它通过一定范围的高温,将碳粉熔化。目前加热部件主要有两种形式:陶瓷加热,灯管加热。陶瓷加热的特点是加热速度快,预热时间短,缺点是易爆、易折,而灯管加热则相对稳定些,缺点是预热时间较长。现在有很多打印机都采用双灯管加热,像HP5SI、HP8100、HP4500等。但不论哪能种形式的加热,其温控都是通过热敏元件感应温度变化时,自动闭合完成的。
六、Pick-up/Feed System(搓纸系统)
操作系统主要由进纸系统和出纸系统构成。现有的大部分机型都可扩充多个进纸单元,而出纸系统也是应打印介质的需要,设置成两个出纸口。打印纸在整个输纸路中的走动都是有严格的时间范围,超出了这个时间范围,打印机就会报卡纸。而对具体位置的监控则是通过一系列的传感器监测完成的。目前激光打印机中的传感器大部分是光敏二极管元件构成的。
各种型号的激光打印机在机型和具体到某个系统的设计上,可能不同,但是它们的工作原理大至却是一样的,只不过某个局部的功能根据设计的需要得到了增强。
一、供电系统(Power
System)
坐享当今电气时代,似乎凡是机器都需要用到电,因此可以说每一台机器都必然有一个供电系统(只不过是轻重大小之分),对用电较为讲究的激光打印机更不例外。激光打印机的供电系统是其它五个系统的能源基础,其性能发挥的优劣直接影响着另外五个系统。一般,激光打印机的供电系统又分为三种,分别是高压、低压、直流,高压电一般作用于是成像系统,利用较高的电压才可以使激光器工作运行。低压主要用来驱动各个引擎马达,电压大小可根据需要而定,如声名显赫的HP
6L系列激打,就有5V和12V两种。而直流电则是用于驱动DC板上的传感器、控制芯片以及CPU等。三种电压相互隔离,各司其主,但又相互影响,共同缔造一个稳定的供电系统。
二、直流控制系统(DC
controller
System)
直流控制系统主要用来协调和控制打印机的各系统之间的工作,如数据接收、扫描单元的控制、传感器的测试,以及各种直流电的监控和分配等,它的电路构成比其它五个系统都要复杂,其中包含有许多电子的专业知识,包括放大、反馈等电路,因此笔者还是建议电子课程考试不及格的用户还是少动它为妙。
三、接口系统(Formatter
System)
当计算机向打印机发出打印命令后,打印机不会直接响应而去打印文件,而是首先需要把打印命令“翻译”过来,然后再根据得到的真实命令开展工作。在这一“翻译”岗位上工作的的就是接口系统,它是打印机与计算机之间的“桥梁”,负责把计算机传送过来的数据“翻译”成为打印机能够识别的语言。接口系统一般也包括有三个小部分,分别为接口电路、CPU、BIOS电路。接口电路由能够产生稳压电流的芯片组成,用来保护和驱动其它芯片。CPU是打印机主板的核心部件,在其中的作用是充当“翻译”的角色。BIOS电路是对打印机自身而言,它包括了打印机本身的一些程序配置以厂家的相关信息。在这三个部分中,接口电路是我们经常接触的,对接口系统的维修也似乎仅局限于此。
四、激光扫描系统(Laser/Scanner
System)
激光扫描系统通常也称为激光扫描单元,它主要由多边形旋转马达、发光控制电路以及透镜组三个部件组成。旋转马达主要通过高速旋转的多棱角镜面,把激光束通过透镜折射到OPC(有机光导鼓,又称感光鼓)表面。发光控制电路包括有激光控制电路和发光二极管,用来产生调控过的激光束。而透镜组则是通过发散、聚合功能把光线折射到OPC表面,从而进行下一步的成像工作
五、成像系统(Image
Formation
System)
成像系统是一台激光打印机最重要的工作系统,其工作性能的好坏直接影响着输出文稿的质量。成像系统的工作流程一般由充电、曝光、显像、转印、定影等主要步骤组成,每个步骤都对打印品质关系重大,笔者觉得在这里有必要简单分析一下:
1.布电:上面说到的激光扫描系统产生了激光束后,会把激光束投射到带有正电荷或负电荷的OPC上,从而产生由之前“翻译”得来的点阵图样,而使OPC带电的这一过程就叫做布电,它由供电系统的高压部件通过充电辊供电。
2.曝光:其实就是利用OPC表面的光导特性,使OPC表面曝光,从而形成一定形状的电荷区,形成用户所需要的图样“雏形”,因为这只是电荷的形成块,因此是“隐形”的,此时还看不到真实图像。
3.显像:让碳粉带电之后,通过曝光得来的带有静电潜像的感光鼓,会以快速卷动的方式接近装有碳粉的碳粉夹,这时,带有电气的碳粉便会吸附在感光鼓上,像形看得见的图像,这就是显像过程。
4.转印:碳粉吸附在感光鼓上了,接下来就是令图像在纸张上出现。当打印纸经过转印辊时,被带上与碳粉相反的电荷,由于异性相吸,从而使碳粉能够按原来的形状转印到纸张上去,到此,稿件的成形过程基本完成。
5.定影:虽然图像是被转印到纸张上了,但这时碳粉还不是完全固定,稍微摩擦或保存几天,纸上的碳粉就会脱落,因此,就需要在高温、高压的情况下把碳粉溶化并使其永久地“定影”渗透到纸张里面,有利于长期保存。目前产生高温高压的部件主要有两种形式,一种是陶瓷加热,它的特点是速度快、预热时间短,缺点是易爆、易折;另一种是灯管加热,它在各个方面都表现得相对稳定,但预热时间较长。
最后,在成像打印过程中,OPC表面上的碳粉一般都不会完全被吸附到纸张上,总有少量的余碳残留,这必定会对下一次的打印造成影响,因此,就要用一个刮刀把OPC表面上的余碳清理干净,这一过程也叫做OPC的清