2.2 激光打印機(jī)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)及其工作原理

2.2.1 激光打印機(jī)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)

激光打印機(jī)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)由四大部分組成，如圖2-15所示。

① 激光掃描組件：發(fā)射帶有文字信息的激光束對(duì)感光鼓進(jìn)行曝光。

② 輸紙組件：控制紙張?jiān)谶m當(dāng)?shù)臅r(shí)間進(jìn)入打印機(jī)，并走出打印機(jī)。

③ 顯影組件：在感光鼓曝光的地方覆蓋上碳粉，形成肉眼能看到的圖文，并轉(zhuǎn)印到紙張表面。

④ 定影組件：將覆蓋到紙張表面的碳粉，通過(guò)加壓加熱的方式熔化并牢牢固定在紙張上。

2.2.2 激光打印機(jī)的工作原理

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)時(shí)，首先經(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，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后，進(jìn)入產(chǎn)生高溫的定影系統(tǒng)，由碳粉形成的圖文便印在紙上。

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)入下一個(gè)工作周期。

所有激光打印機(jī)的工作過(guò)程都有充電、曝光、顯影、轉(zhuǎn)印、消電、定影、清潔等步驟。

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，金屬絲周圍的空間就形成很強(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，因此感光鼓表面電位不斷升高，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。激光打印機(jī)大部分都采用充電輥充電。

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2-16所示。

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上的激光束達(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2-17所示。

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。粉倉(cāng)中的碳粉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2-18所示。

4.轉(zhuǎn)印

當(dāng)碳粉隨著感光鼓轉(zhuǎn)到紙張附近時(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)印到紙張上，如圖2-19所示。圖文因此就顯現(xiàn)在紙張表面，如圖2-20所示。

5.消電

當(dāng)碳粉圖文轉(zhuǎn)印到紙張上時(shí)，碳粉只是覆蓋在紙張表面，在紙張輸送過(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2-21所示。

6.定影

加熱定影是利用加壓加熱的方法將吸附在紙張上的碳粉，熔化并浸入紙張中，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)，高溫加熱碳粉，使碳粉熔化在紙張上，從而形成牢固的圖文，如圖2-22所示。

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，定影后的紙張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)，感光鼓上面的碳粉形成的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碳粉就會(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2-23所示。