激光打印机的工作原理分析讲解

激光打印机的工作原理分析

通常，用户们只知道激光打印机打印速度快、打印质量好等优点，但了解其工作原理的又有多少人呢？然而，清楚打印机的工作原理对于对打印机进行日常维护，从而增加机器的工作质量和寿命等都是十分重要的。通常，激光打印机可分成6大系统，分别是供电系统(Power System)、直流控制系统(DC controller System)、接口系统(Formatter System)、激光扫描系统(Laser/Scanner System)、成像系统(Image Formation System)以及搓纸系统(Pick-up/Feed System)，其中最重要的就是成像系统，下面我们分别对六大系统进行简单的阐述：

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的清理。

六、搓纸系统(Pick-up/Feed System)

搓纸系统分进纸和出纸两个部份，它由输纸导向板、搓纸轮、输出传动轮等一些传输部件组成，因此也可以说成传输系统。纸张在整个输纸路线的走动都依靠搓纸系统的工作，因为这一传送过程都有着严格的时间限制，超过了这个限制就会造成卡纸现象，因此若想得到顺畅的输出效果，归根结底要从搓纸系统入手。通常在搓纸系统中，都会配置几个光电感应器，用来监控纸张存在与否的情况，这些光电感应器一般由光敏二极管元件构成。

至此，激光打印机的整个主要工作流程都介绍完毕了，用户的心目中对激打也应该有了一个比较清晰的打印理论基础，这样，相信用户在使用过程中就更容易驾驭这个“电气”宠物了。

激光打印机工作原理

激光打印机快速、高效，文本打印效果无出其右，如今，彩色激光打印机的图像输出效果也几近完美．但不象其它打印机的原理那么容易理解，大多数人对激光打印机的工作原理不甚了了，本文我们就介绍一下激光打印机的工作原理．

黑白激光打印机的工作原理：

当计算机通过电缆向打印机发送数据时，打印机首先将接收到的数据暂存在缓存中，当接收到一段完整的数据后，再发送给打印机的处理器，处理器将这些数据组织成可以驱动打印引擎动作的类似数据表的信号组，对于激光打印机而言，这个信号组就是驱动激光头工作的一组脉冲信号．激光打印机的核心技术就是所谓的电子成像技术，这种技术融合了影像学与电子学的原理和技术以生成图像，核心部件是一个可以感光的硒鼓．激光发射器所发射的激光照射在一个棱柱形反射镜上，随着反射镜的转动，光线从硒鼓的一端到另一端依次扫过（中途有各种聚焦透镜，使扫描到硒鼓表面的光点非常小），硒鼓以1/300英寸或1/600英寸的步幅转动，扫描又在接下来的一行进行．硒

鼓是一只表面涂覆了有机材料的圆筒，预先带有电荷，当有光线照射时，受到照射的部位会发生电阻的变化．计算机所发送来的数据信号控制着激光的发射，扫描在硒鼓表面的光线不断变化，有的地方受到照射，电阻变小，电荷消失，也有的地方没有光线射到，仍保留有电荷，最终，硒鼓表面就形成了由电荷组成的潜影．

墨粉是一种带电荷的细微塑料颗粒，其电荷与硒鼓表面的电荷极性相反，当带有电荷的硒鼓表面经过涂墨辊时，有电荷的部位就吸附了墨粉颗粒，潜影就变成了真正的影像．硒鼓转动的同时，另一组传动系统将打印纸送进来，经过一组电极，打印纸带上了与硒鼓表面极性相同但强得多的电荷，随后纸张经过带有墨粉的硒鼓，硒鼓表面的墨粉被吸引到打印纸上，图像就在纸张表面形成了．此时，墨粉和打印机仅仅是靠电荷的引力结合在一起，在打印纸被送出打印机之前，经过高温加热，塑料质的墨粉被熔化，在冷却过程中固着在纸张表面．

将墨粉传给打印纸之后，硒鼓表面继续旋转，经过一个清洁器，将剩余的墨粉去掉，以便进入下一个打印循环．

我们以在一张纸上打印字母 A 的过程为例来具体说明上述过程：首先，打印机接收到计算机打印数据以后，经自己的运算芯片运算，然后向激光头发送一组脉冲信号，例如，左图中用绿线标出的那一行的信号就类似右图所示（示意图）：

由脉冲信号操纵，激光束在扫描过硒鼓表面时有时发光，有时不发光．硒鼓表面是一层光敏材料，经电极作用预先带上了正电荷，这种材料在黑暗中有很高的电阻，当有光线照射时，电阻会急剧下降，表面的电荷也就经导电的内筒传导掉了，受到激光照射的部位没有电荷，而没有受到激光照射的部位仍带有正电荷，这样，硒鼓表面就形成了由正电荷组成的文字潜影：

随后硒鼓表面经过一个墨粉施加辊，辊子上所带的墨粉颗粒带有负电荷，由于静电吸引，硒鼓上带有正电荷的部位就吸附了墨粉，成为黑色(当然，墨粉也可以是其它颜色的)：

送纸系统将打印纸送进来从硒鼓表面经过，纸张经电极作用带上了很强的正电荷，这样，硒鼓上的墨粉就被吸附到纸张上：

经加热，墨粉在纸张表面固着，打印完成．

激光打印机工作原理分析

激光打印机为何能够静悄悄地打印出如此栩栩如生的图像？这要从激光打印机的工作原理谈起。打印机属于外围设备，因此需要与计算机合作才能进行打印。在非网络环境中，打印机与计算机之间一般是通过一根打印电缆连接，这根电缆的一端是连接在打印机的电缆接口，而另一端则连接在计算机的打印端口，如LPT1。但在网络环境中，打印机则更多的是通过专用的打印服务器连接到网络。这两种连接方式的最大区别是打印数据的传输速度：当通过打印服务器与网络连接时，打印数据的传输速度要比通过打印电缆快上几百倍。

当计算机向打印机发出打印命令之后，首先这些数据需要打印机语言进行“翻译”，即将这些数据转化成打印机能读得懂的语言。这个“翻译”过程就是由打印机语言来完成的。这个翻译过程的准

确与否决定了最终的打印效果，因此打印机语言在整个打印过程中占有相当重要的地位。对于HP LaserJet激光打印机来说，HP PCL打印机命令语言翻译成对应的文字代码或图形的点阵图样，然后HP

PCL再把这些代码上图样输送到激光打印机的最重要部件之一──激光器。激光器的形状有些类似于一台微型的放映机，它将激光束发送到一块多边的旋转镜上。激光器收到打印机语言传来的点阵图样后，便迅速地作出“开”与“关”的响应，而多边旋转镜的作用则是将激光反射到一个经过充电的旋转鼓上。激光可以消除静电，因此旋转鼓上那些经过激光照射的点就不再带有静电。

细心的读者也许会发现，这时激光打印机的旋转鼓上已经形成了一个看不见的图像：那些不带有静电的点实际上就是最终打印图像的“隐形图”。“隐形图”已经有了，下一步就是对这个“隐形图”进行上色。激光打印机的上色装置通常被称为硒鼓，它的主要功能是用来盛装碳粉。碳粉本身也带有静电，因此当旋转鼓经过硒鼓时，后者的碳粉颗粒便会吸附在前者表面那些不带有静电的点上。由于旋转鼓表面其它地方都还带有静电，因此带有同样静电的碳粉颗粒便不会在这些地方被吸附。

经过上色之后，“隐形图”便变成了“显形图”。这时打印机的送纸装置恰好将纸张送到旋转鼓，于是旋转鼓表面的碳粉又被吸附在纸张的表面。于是这个“显形图”便又转印到了纸张的表面。这时碳粉还只是吸附在纸张的表面，很容易由于摩擦而脱离，因此激光打印机还有一个加热装置来固定这些碳粉。这个加热装置通常是两个热滚筒，纸张在通过这两个热滚筒时，碳粉颗粒被加热融化，于是这幅“显形图”便被永久地渗透进纸张的表面。

很明显，在这个过程中，碳粉的颗粒、均匀度对打印图像有直接的影响。因此，为了取得最佳的打印效果，世界上各大激光打印机生产商都不遗余力地开发最先进的碳粉技术。目前在这一领域HP公司很有成就，HP Microfine超精细碳粉的颗粒平均要比其它碳粉小30％～50％。