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激光打印机是由什么组成的?

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2008-04-21

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激光打印机是由激光器、声光调制器、高频驱动、扫描器、同步器及光偏转器等组成。

2008-04-19

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激光打印机是由 塑料,金属,等等制造的一些元器件加上厂家的优秀服务组成的。

2008-04-19

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    激光打印机是由激光器、声光调制器、高频驱动、扫描器、同步器及光偏转器等组成,其 作用是把接口电路送来的二进制点阵信息调制在激光束上,之后扫描到感光体上。感光体与 照相机构组成电子照相转印系统,把射到感光鼓上的图文映像转印到打印纸上,其原理与复 印机相同。
  激光打印机是将激光扫描技术和电子显像技术相结合的非击打输出设备。  它的机 型不 同,打印功能也有区别,但工作原理基本相同,都要经过:充电、曝光、显影、转印、消电 、清洁、定影七道工序,其中有五道工序是围绕感光鼓进行的。
  当把要打印的文本或图像输 入到计算机中,通过计算机软件对其进行预处理。然后由打印机驱动程序转换成打印机可以 识别的打印命令(打印机语言)送到高频驱动电路,以控制激光发射器的开与关,形成点阵 激光束,再经扫描转镜对电子显像系统中的感光鼓进行轴向扫描曝光,纵向扫描由感光鼓的自身旋转实现。
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2008-04-19

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    激光打印机是一种高速度、高精度、低噪音的非击打式打印机,它是激光扫描技术与电子照相技术相结合的产物。激光打印机具有最高的打印质量和最快的打印速度,可以输出漂亮的文稿,也可以输出直接用于印刷制版的透明胶片,尽管其购置费用和消耗品费用都比较高,但是由于其出色的打印效果,现在正在不断普及之中。
     一、激光打印机的组成 激光打印机由激光扫描系统,电子照相系统和控制系统三大部分组成,其中激光扫描系统包括激光器、偏转调制器、扫描器和光路系统。它的作用是利用激光束的扫描形成静电潜像。
  电子照相系统由光导鼓、高压发生器、显影定影装置和输纸机构组成。其作用是将静电潜像变成可见的输出。   激光打印机的印刷原理类似于静电复印,所不同的是静电复印是采用对原稿进行可见光扫描形成潜像,而激光打印机是用计算机输出的信息经过调制后的激光束扫描形成潜像。
   二、激光打印机的工作原理 1、基本原理 激光打印机脱胎于八十年代末的激光照排技术,流行于九十年代中期。  它是将激光扫描技术和电子照相技术相结合的打印输出设备。
  其基本工作原理是由计算机传来的二进制数据信息,通过视频控制器转换成视频信号,再由视频接口/控制系统把视频信号转换为激光驱动信号,然后由激光扫描系统产生载有字符信息的激光束,最后由电子照相系统使激光束成像并转印到纸上。
     激光打印机内部有一个叫光敏旋转的硒鼓的关键部件,当激光照到光敏旋转硒鼓上时,被照到的感光区域可产生静电,能吸起碳粉等细小的物质。激光打印机的工作步骤如下: 1、打印机以一定的方式,驱动激光扫射光敏旋转硒鼓,硒鼓旋转一周,对应打印机打印一行; 2、硒鼓通过碳粉,将碳粉吸附到感区域上; 3、硒鼓转到与打印纸接触,将碳粉附在纸上; 4、利用加热部件使碳粉熔固在打印纸上面。
     激光打印结构图 激光打印机的耗材(需定期更换的部件)有:碳粉盒、感光鼓或感光带、充电单元、定影器、调和粉盒和废粉盒,其中碳粉盒是更换频率最高的耗材,感光鼓或感光带也是更换频率较高的耗材,同时也是价格 较高的耗材。
   2、彩色打印原理 彩色激光打印机的基本结构与黑白激光打印机相同,在打印控制器、接口、控制方式和控制语言方面完全相同,因此在数据传输、数据解释和打印控制流程方面也基本一样。   在打印控制器方面,由于打印内容中包含了色彩信息,同样打印一页内容,计算机在彩色激光打印机上打印生成的数据要比黑白激光打印机的大很多,这就对打印控制器的性能提出了更高的要求,因此一般彩色激光打印机的打印控制器内部处理器的速度要比黑白激光打印机高,而配置内存也要比黑白激光打印机大。
     彩色激光打印机目前比较流行的打印语言是PCL和PostScript,近年来,随着彩色激光打印机在普通商务办公领域的应用,这些用户对于图形和色彩的精度要求相对没有一些专业用户那样严格,因此GDI方式也开始在一些低端彩色激光打印机中得到了应用。
  随着PC性能的提高,GDI方式对于打印机性能的影响越来越小,却可以大幅度降低彩色激光打印机的成本,也使彩色激光打印机的价格开始下降,为彩色激光打印机的普及奠定了基础。   彩色激光打印机与黑白激光打印机最大的区别是在引擎结构上,彩色激光打印机采用了C(Cyan,蓝色)M(Magenta,品红)Y(Yellow,黄色)K(Black,黑色)4色碳粉来实现全彩色打印,因此对于一页彩色内容中的彩色要经过CMYK调和实现,一页内容的打印要经过CMYK的4色碳粉各1次打印过程。
    从理论上讲,彩色激光打印机要有4套与黑白激光打印机完全相同的机构来实现彩色打印过程。 为了精简机构和节省成本,目前彩色激光打印机在结构上大都采用了4色碳粉盒的分离,其他的如走纸机构、感光鼓、定影单元等4色共用1套系统。
  因此在打印过程中,打印纸要在引擎中走4个完全相同的流程,只是在4个流程中分别实现一种颜色碳粉的转印,这也是目前大多数彩色激光打印机的彩色打印速度一般是黑白打印速度的四分之一的一个重要原因。  彩色激光打印机使用的感光单元有2种形式,一种是在黑白激光打印机中使用的感光鼓方式,另一种是感光带方式。
   由于除了CMYK这4种基本颜色外,其他的所有颜色都是由这4种颜色的碳粉调和生成,因此彩色激光打印机的工作流程中,在定影以前要有一个4色调和过程。为了更好地实现颜色调和,彩色激光打印机中使用了调和油(也称定影油,一般使用的是硅油),在调和油的使用上,不同厂商的产品有所不同,大多数彩色激光打印机中都有一个单独的调和油盒,在定影的同时向介质上加入调和油,这也是大多数彩色激光打印机打印出的内容有油感的一个重要原因。
    而以HP公司的ColorLaserJet 4550和ColorLaserJet 8550为代表的一些彩色激光打印机产品则采用了另外一种调和技术,在机器中取消了单独的调和油盒,而是将调和油与碳粉盒结合在了一起,在每一个细小碳粉颗粒中间都包裹了一个调和油颗粒,不仅简化了机器内部结构,也使打印出的内容中的油感大大降低。
     三、激光打印机的特点 一般激光打印机具有以下一些特点: 1、打印效果是所有打印机中最好的,几乎达到了印刷的水平,这也是它最大的优点; 2、打印速度快,打印声音小,可以得到安静的办公环境,激光打印机又称页式打印机顾名思义,它一次就可以打印机完一整张纸; 3、价格及耗材贵。
    激光打印机使用碳粉盒,一盒碳粉大约可以打印3000至5000页,而重新购买一个碳粉盒或者是更换盒里的碳粉,都是比较贵的; 4、不可以用复写纸同时打印多份,且对纸张的要求高。
  

2008-04-19

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    激光打印机是由激光器、声光调制器、高频驱动、扫描器、同步器及光偏转器等组成。 1。激光器的工作原理和结构 我们通常把发光的物体叫做光源,如太阳、电灯、燃烧的蜡烛等。
  光具有能量,它可以使物体变热,使照相底片感光,这就是能的转换现象。光能含在光束中,光束射入人的眼睛,才引起人的视觉,所以我们能够看到光源发射的光。  那么我们为什么还能看到不发光的 物体呢?是因为光源发射的光照射到它们,不发光的物体受光后,向四面八方漫反射的光射 入了我们的眼睛,所以我们也能看到不发光的物体。
   产生激光的光源,和普通的光源明显不同。如普通白炽灯光源是通过电流加热钨丝的 原子到激发态,处于激发态的原子不断地自发辐射而发光。  这种普通的光源具有很大的散射 性和漫射性,不能控制形成集中的光束,也就不能应用于激光打印机。
  激光打印机所需要的 激光光束必须具有以下特性: ①高方向性。发出的光束在一定的距离内没有散射和漫射。 ②高单色性。纯白光由七色光组成。 ③高亮度,有利于光束的集中并带有很高的物理能量。
     ④高相干性,容易叠加和分离。 激光器是激光扫描系统的光源,具有方向性好、单色性强、相干性高及能量集中、便于 调制和偏转的特点。 早期生产的激光打印机多采用氦-氖(He-Ne)气体激光器,其波长为632.8μm,其特点是 输出功率较高、体积大、是寿命长(一般大于1万小时) 性能可靠,噪音低,输出功率大。
    但是因为体积太大,现在基本已淘汰。现代激光打印机都 采用半导体激光器,常见的是镓砷-镓铝砷(CaAs-CaAlAs)系列,所发射出的激光束波长一 般为近红外光(λ=780μm),可与感光硒鼓的波长灵敏度特性相匹配。
  半导体激光器体积 小、成本低,可直接进行内部调制,是轻便型台式激光打印机的光源。   激光扫描是用来产生非常小的高精度光点,用于高质量的文字及图像的印刷,常用的激 光扫描系统工作原理是:在工作物质两端设置两块相互平行的反射镜(栅极),这两块反射 镜之间构成了一个谐振腔。
  谐振腔的一块反射镜为全反射镜,另一块为半反射镜,当工作物 质受激,原子自发辐射的光子在谐振腔内不断地来回反射,辐射出的光子不断增加。  当谐振 腔内叠加的光子增加到一定量时,就会穿透半反射的反射镜面发出一束非常强的光,这就是 激光。
  这样发出的光束非常集中,几乎没有散射,只要我们利用控制技术将光波波长控制在 700~900μm(纳米),这样所产生的激光就可以满足激光打印机感光鼓的曝光需要。 现代所用的半导体激光器,通常采用激光二极管,它的原理与普通的二极管极为相似, 如都有一对PN结,当电压和电流加到激光二极管上时,P型半导体材料中的空穴和N型材料中 的自由电子产生相对运动, PN结处载流子的密度增加非常大,自由电子和空穴重新复合, 因而产生受激辐射,释放出具有激光特性的光子,由激光器谐振腔内的反射镜反射,透过激 光孔和孔内聚焦镜,射出激光束。
     从激光的产生可以看出,一条激光束只包括一种主要波长的光线,它是单色的。每一 条光线都沿一个方向传播,以相互叠加的方式结合,我们称之为"相干性"。这个特性使激 光以一条极细的光束射到一个靶上,而几乎没有散射。
  而每条激光束就像枪膛里射出的子弹 ,每颗子弹只能在靶上打一个孔。  如果要打出一个"一"字,就要射出很多的子弹,沿"一 "字方向打出很多的孔,形成一个"一"字点的横向排列,这就是我们所说的"点阵排列" ,是后面要讲"点阵图像"的技术基础。
   激光打印机的图文信息,亦是由点阵组成。印刷质量要求越高,组成一个字符的点阵亦 越多。  激光扫描的点阵形成有四种方法。单线扫描:将一行字符的每一行的点阵信息,送至扫描器中进行扫描,称为单线扫描。
  多线顺序偏转扫描:高频信号发生器依次产生 9个不同的频率,依据布雷格衍射原理,它们在偏转调制器中会产生9条偏转角不同的扫描线 ,接着转镜旋转一个微小角度,扫描出从左至右的点阵信息。  由于这种方法只需转镜转过一个微小的角度,它相当于单线扫描方法的1/132,即可形成1个字,故又称小光栅扫描。
   多线同时偏转扫描:是指在高频驱动电路中同时产生9个不同的频率,经合成后送至偏转 调制器中。多线同时偏转多次扫描:这种方法与多线同时偏转扫描属同一类,只是从1个字 符的形成上有所区别。  即在扫描高点阵字符时,一个完整的字符是分成多次扫描完成的。
   图形信息的点阵形成与字符的点阵形成基本相似。 2。感光鼓的工作原理和结构 感光鼓是激光打印机的核心部件。它是一个光敏器件,主要用光导材料制成。它的基本工作原理就是"光电转换"的过程。
  它在激光打印机中作为消耗材料使用,而且它的价格也较为昂贵。   光敏半导体有半导体的共性,如受热激发,掺杂后改变电导率等。此外,它还具有其 他半导体不具有的"光导电"特性。
   光敏半导体受光照射后,它的电导率可以上升几个数量级。从能带上讲,它的价带中 的电子吸收了光的能量后,跃入导带,产生电子-空穴对。这种由光照产生的电子-空穴对, 称为"光生载流子"。  光敏半导体内产生的"光生载流子"增多,它的电导率就上升。
  这种 受光照射后提高的电导率称为"本征光电导率"。 实际应用中,光敏半导体材料需经过掺杂后,才能制成激光器使用的半导体材料。所 以除了有本征光电导率外,还必须具有光激发杂质能级上的电子或空穴形成的杂质光电导率 的性质。
    在有些光敏半导体中,"杂质光电导率"起主光敏半导体受光照射后,会不同程度地改变物体内的"载流子迁移率"(迁移率是载流 子的迁移速度与外电场的比值)。标志物体的导电能力的"电导",等于载流子密度乘以迁 移率。
  迁移率上升,电导提高,电导率由本征光电导率、杂质光电导率和迁移率的值共同决 定,只是在某种条件下便以其中的某种因素为主罢了。   实际应用的各种光导体对光的敏感程度都不一样。
  光导体的电导率与它对光的敏感程 度成正比。所以光感对光导体的导电性影响很大。光导体对光的光感度是不一样的。某一种光导体,只对某一区域光谱的光的光感度高, 离开了这一区域,则可能丧失光感度。 光敏半导体在与它适用的光波长范围内,会对光形成一个吸收峰值。
    在这个峰值范围 内光电导效果最佳。它还与光的照度有关系。照度越高,产生的载流子越多,光电导率就越 高。然而每种光导体的特性各异,所以在相同条件下,达到相同的光电导率指标所需要的照 度是不同的。
   目前感光鼓常用的光导材料有硫化镉(CdS)、硒-砷(Se-As)。  有机光导材料(opc)等几种。制作感光鼓用的光导材料, 应具备以下特性: ①耐磨性好。
  光导体表面要有一定的硬度,要能承受显影转印和清洁过程 中的机械磨损。如果感光鼓(光导体)被磨损或划伤,将导致打印质量的下降或破坏感光鼓 ,磨损严重时只有报废。在实际的工作中,因磨损、划伤而报废的感光鼓最多。
    现在一种新 型的长寿命的陶瓷感光鼓(a-Si)已经得到了应用,可打印30万张以上。 ②温度稳定性好 。光导体的性能容易受温度的影响,所以,在激光打印机性能中特别强调使用环境要有 合适的温度与湿度,否则会影响打印质量。
   ③光电导性好。 光电导性是感光鼓的重要指标,它直接影响到打印质量的好坏。  因为感光鼓连续工作 在充电、放电的循环过程中,要求充电时电位上升快,表面饱和电位比应用电位要高;否则 ,初始电位上不去,也将影响打印质量。
  充电后的感光鼓暗衰减要小,否则保持不往表面电 位,不能形成必要的电位差潜像。感光鼓曝光后放电要快,即光衰迅速。放电越彻底越好 。  因为剩余电位的多少,既影响潜像的反差,又会带来打印品的"底灰"。
   ④耐疲劳。感光鼓在使用的过程中,打印机要对其进行反复充电,因而要具有良好的耐疲 劳性能,在规定的寿命时间内,打印质量不能因连续使用而下降。感光鼓的光导特性稳定性 要好,应满足连续使用的要求。
     激光打印机使用的感光鼓,一般为三层结构。第一层是铝合金圆筒(导电层),第二层是 在圆筒表面上采用真空蒸镀的方法,镀上一层 光导体材料(光导层),第三层是在光导材料的外面再镀一层绝缘材料(绝缘层)。
  有的感光鼓为了更好地释放电荷,在光导层与铝合金导电层中间,加镀一层超导材料, 以使电荷更迅速地释放。   感光鼓表面的绝缘层,一是为提高耐磨性能,增加使用寿命;二是为光导层提供保护, 防止光导体的磨损,保持光导体的光电导特性。
   导电层铝合金筒与激光打印机的地线相连,使曝光后的电位迅速释放。它是一个精度非常高的圆筒,在运转的过程中,能保持匀速运转及保持均匀电荷。   3。数据转译与传递 (1)数据转译:要打印完整的文字、图像,除激光打印机本身的功能外,还必须通过计 算机把要打印 内容,即文字或图像用文字处理软件或图形处理软件,编辑成具有一定格式的计算机语言。
   其描述的内容都是由计算机编辑软件决定,与激光打印机没有任何关系。  当我们选定了打印 机命令,并按下确定打印按钮后,计算机把编辑好的数据通过打印机接口传送给打印机,由打印机驱动程序把打印的内容进行解释,并转换成打印机可以识别的语言(也叫打印机语 言),由打印机按照自己的语言打印出已经编辑好的文字或图像。
   不同型号的激光打印机,打印语言不同,所使用的驱动程序也不同。  当然也有可兼容 的打印机驱动程序。现在生产的激光打印机,普遍采用标准打印语言PCL5或PCL6语言。
   (2)数据传送:打印机与计算机之间的通讯传送端口有很多种,比较常见的是"串口" 或"并口"。EP P/ECP(Enhanced ParalleI Port/Extended Capabilities Port)称为增强型/扩展型并口。
    "串口"由于速度较慢,一般很少采用。其他如SCSI接口,因速度快,大都用在较 高档的打印机上。还有的打印机采用视频接口(VDO)方式与计算机通讯,通讯方式与其他 接口不同,它传送的不是数据,而是激光束流,速度更快。
  它的数据是由另外一块"视频转 换卡"来完成,但因它与计算机共亨内存,要求计算机有足够的缓存空间。  一般印刷排版行 业采用此种接口的打印机较多。有的高档打印机带有多种接口,可同时接多台计算机。
  现在 生产的很多打印机配备速度更快的USB接口。 当打印控制器从计算机接收数据之后,打印机一般采取两种工作方式:一种是把数据 直接送给解释器执行打印,称为"段工作方式",这种方式工作的打印机不需要很多的缓存 和内存,普通型的打印机多采用此种工作方式。
    另一种是把传输的数据存储在打印机内部的 硬盘中,待使用时可随时打印出来,也称为"池工作方式",很多高档打印机使用这种工作 方式。它的优点是当许多用户共享一台打印机时,可同时发出打印命令而不必等待,并可节 省数据通讯传输的等待时间,但其价格也较贵。
   4。光栅或点阵潜像的生成 激光打印机打印出的文字或图像,如果在放大镜下观察,就会发现文字或图像是由很多的 白点和黑点组成(也叫点阵图形),与普通的点阵式打印效果相似。  前者是通过控制激光 束的开与关实现点阵排列,而后者则是通过打印针击打来实现点阵排列。
   光栅图像是一种视频数字图像,需要打印机中的光栅转换器把视频数据进行光栅化处 理,转换成打印机使用的点阵图像打印,所谓光栅图像是由独立的点所组成的图像。如报纸 上印的或电视屏幕上显示的图像就是光栅图像。
     激光打印机的点阵排列是由二进制数据组成的方阵控制,每个点对应一个二进制数位, 由运算控制器控制激光器向感光鼓表面射出一束激光,称为"曝光",被曝光的"点" 称为"像素点"。
  要打印一个文字或一幅图像,需要很多的"像素点"组成。因此,单位面 积内像素点的数目越多,打印的分辨率就越高。  如果一个激光扫描装置,沿感光鼓轴向水平 表面,射出每英寸300个点,并且感光鼓由主电机带动按照1/300分匀速旋转,那么,激光 打印机就能以每平方英寸300×300DPI的分辨率打印出文字或图像。
  现在,高档的激光打 印机的输出精度可以达到2400DPI。由像素点形成点阵图像,还要经过声光调制器、高频驱 动器、扫描器同步器和光学系统共同完成。   (1)声光调制器 大家知道,电视机接收到的图像和声音是由电视台将声光信号调制为电信号发射出来 的。
  电视机接收到电信号再经过解调,还原成图像和声音。激光打印机激光器射出的光束 也载有数据信息,这些信息的转换过程也类似于电视机信息传递过程。只是此过程是由声光 调制器转换的。  声光调制器的调制频率可达30MHz左右,特性稳定,因此大多数的激光打 印机都采用这种调制器。
  声光调制器的工作原理是利用声光效应所产生的布雷格衍射的特 点,实现对激光束传播方向的控制。激光束欲完成图文信息的映像任务,必须用图文信息进 行调制,恰如电视台将图像及声音信号调制到无线电波上去,方能在电视机中解调出图像与 声音信号一样。
    声光调制器的工作原理,是利用声光效应产生布雷格衍射,若在玻璃及晶体 等超声媒质中产生超声波,便将引起周期性的折射率变化,而成为相位型衍射栅,光栅常数 等于超声波波长,当激光束射到超声媒质中时,激光束即产生衍射,衍射光的强度及方向会 随超声波的频率及强度而变化,即为声光效应。
     当向玻璃或晶体发射超声波而产生反射,由入射角折射的光线传播而形成相位变化的衍射光 栅,光栅常数等于超声波的波长λ。如果激光束射入超声媒体中,激光束就会产生衍射,衍 射光的强度和方向随超声波的频率和强度的变化而变化,这就是声光效应。
  根据波干涉的加 强条件,入射光和衍射光的方向满足布雷格方程: θi=θd=θB sinθB=λ/2A=λf/2v (v=fA) 式中:θi:入射光与超声波面的夹角;λ:光在介质中的波长;θd: 衍射光与超声波面的夹角;A:超声波波长;θB:布雷格角;f:超声波频率。
     θB很小时,sinθB≈θd,则方程可简化为:θi=θd=θB=λf/2v,当衍射光和入射光的夹角为α时,则:α=θi+θd=2θB=λf/v。 式中α为偏转角,它与超声波的频率成正比。
  改变超声波频率f,就可以改变偏转角α,从而达到控制激光束方向的目的。 按布雷格衍射理论,当超声波维持一种频率的高频信号时,入射的激光束除产生一条0 级光外,还产生一条1级衍射光。  0级光控制同步器和高频信号的起停,1级衍射光对感光 鼓曝光形成像素点。
   布雷格衍射在超声波只有一种高频信号时入射的激光束除产生未偏转的0级光外,尚产生 一条1级衍射光,声光调制器在改变光束的传播时,还使0级及1级光的强度随调制信号而变化,若有若干个不同的高频正统波被加到换能器上,则能产生若干条衍射光,称这种现象为 多频衍射。
    在激光打印机中,高频驱动电路的作用,即是产生多个高频正弦波信号,供声光调制器使用。典型的高频信号源,可产生9个高频信号,经声光器件产生9条衍射 光。这9条高频信号频率应稳定,波形失真小,在相加电路中相加到一起送往换能器时,需各个频率的信号相互影响小,不产生畸变,以便保证经衍射后的衍射光有较好的线性。
     2)扫描器 要使经过声光调制器后的激光束在感光鼓上产生文字或图像,激光束需要完成横向 和纵向两个方向的运动,不能依靠激光器运动来实现,因为由光电器件运动而带来的振动会 影响激光束的精度。
  所以激光打印机的激光器采用固定式结构,而由一个多面旋转的反射镜 来完成激光束横向扫描,依靠感光鼓的旋转实现纵向扫描。   欲使经调制后的激光束在感光硒鼓上产生文字与图像,尚应完成横向(沿打印纸行的方向)及纵向两个方向运动。
  纵向运动是依靠硒鼓的旋转来完成,而光束的横向运动则由扫描 器来完成。按工作方式扫描器分声光式、电光式、检流计式及转镜式等。鉴于转镜式扫描 器有扫描角度大、分辨率高、光能损耗小及结构简单等优点,而被广泛用于激光打印机中。
     为了减少多面镜旋转时产生的非线性误差,转镜的几何精度的误差及转镜驱动电动机转 速不稳等,引起的纵向间距和字符的轨迹不均匀等缺点,一般在扫描器中还装有一个同步信 号传感器。
  此传感器是使用布雷格衍射产生的0级光,不产生偏转,从而经多面转镜反射 后具有照射位置固定的特点,将其作为同步信号,用来控制高频信号发生器的起停,可保证 扫描间距一致,消除上述误差。   为使扫描器产生的扫描光束集成规定的大小,并在感光鼓上进行匀速直线运动,应采用较 好的光路系统。
  光路系统根据透镜处于扫描器的前后位置,分物镜前/后型两种形式,由 于物镜后型在扫描较大图形时失真严重,很少采用。物镜前型扫描线较直,但亦有失真,由 于后来生产的激光打印机中,采用多个透镜组合在一起的广角聚焦镜,焦距为300mm,多面 转镜的物距为37mm,失真度仅为0.0011%,已能完全满足激光成像的要求。
     激光打印机用的多棱扫描器(镜),一般有二面镜、四面镜、六面镜三种,由扫描电机 带动旋转,完成横向的扫描运动。它是保证激光打印机打印精度的关键部件。 扫描器完成横向扫描的原理为: 我们设定MN为扫描器的一个镜面。
  当入射激光束射到MN面的A点上时,若入射角 为θi,则反射光束以反射角θd反射出来,θi=θd,当MN转过一个角度φ,而入射光束方向不变,则反射光束转过2φ,也就是反射光束以MN的两倍角旋转。
    如果P为反射光 点在感光鼓的一端,而P1为反射光点,在感光鼓的另一端就完成了对感光鼓的横向扫描, 当然扫描器的旋转速度是极快的,所以P~P1之间也形成很多的反射激光束点。
   当主电机带动感光鼓旋转,同时也完成纵向扫描的反射激光束点,就这样最终完成文 字或图像的点阵排列。   (3)同步器 扫描器在扫描电机的带动下飞速旋转,由于扫描电机旋转时产生的非线性失真及扫描 器几何精度的误差,会引起纵向间距和字符轨迹不均匀。
  在扫描系统中,装有一个同步信号 传感器,同步传感器利用布雷格衍射产生的0级光不发生偏转的性质,经过扫描器(镜)反 射后,照射同步传感器的吸收窗转换为同步信号,用它来控制高频信号发生器的起停,从而 保证扫描问距的一致,消除误差。
     (4)光学系统 为使扫描器反射产生的激光束,聚集形成规定大小的光点,消除光束传播过程中的漫 射,需要用一组光学透镜对光束进行调制,提高扫描精度。它包括:弧面透镜、球面透镜、 反射镜。
  这组透镜只有将激光束校正失真度为0.1‰,才能满足激光成像的技术要求。   5。电子显像系统 激光打印机是精密的机械系统,它利用光、电、热的物理、化学原理通过相互作用输 出文字或图像,这些复杂的过程都由一个电子控制系统来实现,称为电子显像系统。
   "静电成像"的理论是美国人卡尔逊首先提出的,因此也称为卡尔逊法。或称为放电 成像法。  基本过程可分为充电、曝光、显影、转印、定影、清洁、消电7个步骤,其中5个 步骤是围绕电子显像系统进行的。
   (1)充电 感光鼓表面光导体材料在不见光的情况下为绝缘体,呈中性状态,不带有任何电荷。 要实现在光导体表面的"静电潜像",必须在光导体表面进行充电,使之荷电。  只有这样, 当激光束扫描到光导体上时,光导体被曝光的点导通,形成光束点阵。
  点阵电荷与基体导通 形成"电位差潜像",当感光鼓旋转到与显影磁辊相切位置时,把磁辊上载有与光导体表面 电荷属性相反的墨粉吸引到感光鼓表面,从而在感光鼓上显现出墨粉图像。 欲使感光鼓能按照图文信息吸附上碳粉,应先对硒鼓进行充电,充电电极是一根与感光 鼓轴平行的钨丝,其上带有5~7kV的直流高压,当硒鼓表面与钨丝非常接近时,周围的空气 被电离产生电晕放电,使感光鼓带上了电荷。
    电压的正负由钨丝所带的电压决定,若光导材 料为硒碲合金时,则充正电,感光鼓旋转一周后使整个表面均被充电。 激光打印机对感光鼓充电的方法,因机型不同而采用的具体充电方法也有不同,但充 电原理基本一致,都是采用直流高压的电晕放电对感光鼓表面充电。
   早期生产的激光打印机采用电极丝及栅网复合的结构充电的较多,现在新型激光打印 机大部分采用充电胶辊(FCR)对感光鼓充电。  当高压发生器送到电极丝一个高压电后,电 极丝与栅网之间形成一个强电场,并释放出电 晕。
  使电极丝与感光鼓之间的空气发生电离,空气离子向感光鼓表面迁 移,使光导体(感光鼓)表面充满电荷。这种方法能使光导体(感光鼓)表面荷电均匀,但 同时也产生大量的负离子(臭氧)。臭氧聚集到一定量时,对人体是有害的。
    如佳能早期产 品LBP-SX、ST型,惠普公司的早期产品HP2、3和日本生产的松下KX6500,联想LJ6L、LJ6P等 机型均采用此方法充电。 现代生产的激光打印机大部分都采用充电辊充电,由于采用接触式充电方式,不需要很高 的充电电压,且没有臭氧产生,但由于电离尘的积存,增加了对感光鼓的磨损,也会有充电不均匀的现象。
     (2)扫描曝光 就像我们用笔在纸上写字一样,扫描曝光的工具是用激光束在感光鼓上进行"书写"曝 光,这幅文字或图像是不可见的,这就是我们所说的"静电潜像"。
   当硒鼓表面经过钨丝电极时,其表面被充上正电,光导层与底基的界面感应出负电。 当激光光束中有光部分照到硒鼓表面的某个区域时,称为曝光。  经曝光后的地方电阻率 明显地降低,表面的正电荷与界面的负电荷便中和消失,由于硒碲合金颗粒之间具有良好的 绝缘性能,未经曝光的表面正电荷仍保持不变,即形成一层静电潜像。
   扫描曝光就是利用感光鼓表面光导材料的光敏性质。当光导体受到激光束扫描照射后, 被光照的部分与感光鼓导电层导通使电荷消失,没有被光照射的部分仍保持充电电荷,这样 就形成一幅电位差图像,也可以理解为对感光鼓的"消电"过程。
    消电过程,光导体表面的 电位是在变化的,这个电位变化对打印质量影响很大。 在对感光鼓表面充电时,随着电荷在感光鼓表面的积累,电位也不断升高,最后达到 "饱和"电位,就是最高电位。
  表面电位会随着时间的推移而下降,一般工作时的电位都低 于这个电位,这个电位随时间自然降低的过程,称之为"暗衰"过程。  感光鼓经扫描曝光时 ,暗区(指未受光照射部分的光导体表面)电位仍处在暗衰过程;亮区(指受光照射部分的 光导体表面)光导层内载流子密度迅速增加,电导率急速上升,形成光导电压,电荷迅速消 失,光导体表面电位也迅速下降。
  称之为"光衰",最后趋缓。 从理论上说光衰越快越彻底越好,实际上很难达到。  剩余残留电位的高低就会影响打 印质量,如残余电位过高,将会出现打印"底灰"现象。一幅静电潜像形成后,还必须经过 如下所述的"显影"过程才能转换成墨粉图像。
   (3)显影 把光导体表面形成的"静电潜像",经过"显影"显示出墨粉图像,这个过程称之为" 电子显影"。  显影工作是由显影器完成,其作用是将静电潜像变成可见图像。
   显影是利用物质间电荷同性相斥、异性相吸的原理完成的。 显影器中装有铁粉及碳粉,经摩擦后铁粉带正电,碳粉带负电,这样铁粉被碳粉包围而 吸附了碳粉的铁粉又被永久磁铁吸附,形成类似于毛刷似的一层铁粉与碳粉混合物。
     当硒鼓表面从这层磁刷下经过时,碳墨粉因带负电而被吸到硒鼓表面仍保持着正电的 部分,形成了可见的碳粉图像。搅拌器的作用,是使铁粉与碳粉摩擦带电。 感光鼓表面的"静电潜像"电荷与显影墨粉所带的电荷极性相反,当感光鼓与携带墨粉的磁辊靠近到一定的距 离时,墨粉即被吸引,或者说是墨粉跳跃到感光鼓表面而形成"墨粉图像",也称为跳动显 影。
    注意:激光打即机感光鼓曝光后表面"静电潜像"的电荷呈负极性,而墨粉所带电荷 为正极性。显影单元的墨粉传递是这样完成的。 当墨粉在粉盒内被搅拌器搅拌均匀后,墨粉由掺杂的载体运载并被磁辊内的永久磁芯 吸附到磁辊外表面上,这时墨粉不显极性。
  当磁辊载着墨粉旋转并与墨粉刮板相切,与之磨 擦时,使墨粉带上正电荷。  墨粉在墨粉刮板和磁场作用下,在磁辊表面上形成恨薄且分布均匀的墨粉雾。墨粉刮板还起到限制墨粉量的作用,使墨粉不致吸附过多。
  

2008-04-19

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    激光打印机基本结构   激光打印机是由激光器、声光调制器、高频驱动、扫描器、同步器及光偏转器等组成,其 作用是把接口电路送来的二进制点阵信息调制在激光束上,之后扫描到感光体上。
  感光体与 照相机构组成电子照相转印系统,把射到感光鼓上的图文映像转印到打印纸上,其原理与复 印机相同。  激光打印机是将激光扫描技术和电子显像技术相结合的非击打输出设备。它的机 型不 同,打印功能也有区别,但工作原理基本相同,都要经过:充电、曝光、显影、转印、消电 、清洁、定影七道工序,其中有五道工序是围绕感光鼓进行的。
  当把要打印的文本或图像输 入到计算机中,通过计算机软件对其进行预处理。  然后由打印机驱动程序转换成打印机可以 识别的打印命令(打印机语言)送到高频驱动电路,以控制激光发射器的开与关,形成点阵 激光束,再经扫描转镜对电子显像系统中的感光鼓进行轴向扫描曝光,纵向扫描由感光鼓的自身旋转实现。
     感光鼓是一个光敏器件,有受光导通的特性。  表面的光导涂层在扫描曝光前,由充电辊充上均匀电荷。当激光束以点阵形式扫射到感光鼓上时,被扫描的点因曝光而导通,电荷由导电基对地迅速释放。
  没有曝光的点仍然维持原有电荷,这样在感光鼓表面就形成了一幅电位差潜像(静电潜像),当带有静电潜像的感光鼓旋转到载有墨粉磁辊的位置时,带相反电荷的墨粉被吸附到感光鼓表面形成了墨粉图像。     当载有墨粉图像的感光鼓继续旋转,到达图像转移装置时,一张打印纸也同时被送到感光鼓与图像转移装置的中间,此时图像转移装置在打印纸背面施放一个强电压,将感光鼓上的墨粉像吸引到打印纸上,再将载有墨粉图像的打印纸上送入高温定影装置加温、加压热熔,墨粉熔化后浸入到打印纸中,最后输出的就是打印好的文本或图像。
     。

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