激光打印机的基本结构.docx

激光技术出现于60年代，真正投入实际应用始于70年代初期最早的激光发射器是充有氦 -氖（He-Ne）气体的电子激光管，体积很大，因此在实际应用中受到了很大限制70年代 末期，半导体技术趋向成熟半导体激光器随之诞生，高灵敏度的感光材料也不断发现， 加上激光控制技术的发展，激光技术迅速成熟，并进入了实际应用领域以美国、日本为 代表的科研人员，在静电复印机的基础上，结合了激光技术与计算机技术，相继研制出半 导体激光打印机这种类型打印机的打印质量好、速度快、无噪音，所以很快得到了广泛 应用90年代初，美国惠普公司和日本佳能公司生产的激光打印机，打印速度可达到每分钟8 页，打印精度为 600DP1其中惠普公司的分辨率增强技术（ Resolution Enhancement Technology）及PCL打印机语言，已成为世界标准激光打印机按其打印输出速度可分为 三类：即低速激光打印机（每分钟输出10〜30页）；中速激光打印机（每分钟输出40〜120 页）；高速激光打印机（每分钟输出130〜300页）现在激光打印机仍以惠普、佳能、爱普生 占据主要市场，此外，还有利盟（Lexmark）、施乐、松下、理光等系列。

近年来我国的联想 公司和方正公司也相继生产出了适用的激光打印机，并也占据了一些市场份额鉴于激光打印机如今使用非常广泛，但多数用户对于维修及故障排除都不太在行，为使大 家能更好地了解和使用激光打印机，充分了解激光打印机的性质、结构及工作原理等，也 对排除激光打印机的故障是有很大帮助的因此，将激光打印机的结构、原理等总结为三篇文章供大家浏览：一、打印机的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激光打印机工作过程所需的控制装置和部件的组成、设计结构、控制方法和采用的部件会 因厂牌和机型不同而有所差别，如：① 对感光鼓充电的极性不同② 感光鼓充电采用的部件不同有的机型使用电极丝放电方式对感光鼓进行充电，有的机 型使用充电胶辊（FCR）对感光鼓进行充电③ 高压转印采用的部件有所不同④ 感光鼓曝光的形式不同有的机型使用扫描镜直接对感光鼓扫描曝光，有的机型使用 扫描后的反射激光束对感光鼓进行曝光。

不过他们的工作原理基本一样由激光器发射出的激光束，经反射镜射入声光偏转调制器， 与此同时，由计算机送来的二进制图文点阵信息，从接口送至字形发生器，形成所需字形 的二进制脉冲信息，由同步器产生的信号控制9个高频振荡器，再经频率合成器及功率放 大器加至声光调制器上，对由反射 镜射入的激光束进行调制调制后的光束射入多面转镜， 再经广角聚焦镜把光束聚焦后射至光导鼓（硒鼓）表面上，使角速度扫描变成线速度扫描， 完成整个扫描过程硒鼓表面先由充电极充电，使其获得一定电位，之后经载有图文映像 信息的激光束的曝光，便在硒鼓的表面形成静电潜像，经过磁刷显影器显影，潜像即转变 成可见的墨粉像，在经过转印区时，在转印电极的 电场作用下，墨粉便转印到普通纸上， 最后经预热板及高温热滚定影，即在纸上熔凝出文字及图像在打印图文信息前，清洁辊 把未转印走的墨粉清除，消电灯把鼓上残余电荷清除，再经清洁纸系统作彻底的清 洁，即可进入新的一轮工作周期三）激光打印机的工作过程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. 8 um，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*，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（入=780um），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 700〜900 um （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激光打印机工作原理（续）上一期我们以黑白激光打印机为例，介绍了激光打印机的工作原 理彩色激光打印机的基本原理和工作流程与和黑白激光打印机基本相似， 但要更加复杂，因此本期我们将进一步介绍彩色激光打印机的工作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。