深入解析：激光打印机工作原理详解（第二部分）

各位老铁们好，相信很多人对深入解析：激光打印机工作原理详解（第二部分）都不是特别的了解，因此呢，今天就来为大家分享下关于深入解析：激光打印机工作原理详解（第二部分）以及的问题知识，还望可以帮助大家，解决大家的一些困惑，下面一起来看看吧！

20世纪90年代初，美国惠普和日本佳能生产的激光打印机可以以每分钟8页的速度打印，打印精度为600DP1。其中，惠普的分辨率增强技术和PCL打印机语言已成为世界标准。激光打印机按照打印输出速度可分为三类：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130-120页300页）。目前，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、施乐、松下、理光等系列。近年来，我国的联想公司、方正公司也相继生产出适合的激光打印机，也占据了一些市场份额。

鉴于现在激光打印机应用广泛，但大多数用户不太善于维护和排除故障，为了让很多同事更好地了解和使用激光打印机，我觉得经过多年的使用，有必要充分了解激光打印机的特性。结构和工作原理对于激光打印机的故障排除非常有帮助。因此，将激光打印机的结构和原理总结如下，供大家参考。

一、基本结构激光打印机由激光器、声光调制器、高频驱动器、扫描器、同步器和光偏转器组成。其作用是将接口电路送来的二进制点阵信息调制在激光束上，然后扫描到感光器上。感光器和相机结构形成电子照相转印系统，将击中感光鼓的图形和文本图像转印到打印纸上。原理与复印机相同。激光打印机是一种结合了激光扫描技术和电子成像技术的非冲击式输出设备。不同型号的打印功能有所不同，但工作原理基本相同。它们都经过充电、曝光、显影、转印、放电、清洁、定影七个过程。其中五次是围绕感光鼓进行的。当要打印的文本或图像输入计算机时，通过计算机软件对其进行预处理。然后打印机驱动程序将其转换成打印机可以识别的打印命令（打印机语言）发送给高频驱动电路，控制激光发射器的通断，形成点阵激光束，然后通过扫描镜定向到电子成像系统。感光鼓中的感光鼓进行轴向扫描曝光，纵向扫描是通过感光鼓本身的旋转来实现的。

感光鼓是具有接收光和传导光性能的感光器件。扫描曝光前，表面的光电导涂层通过充电辊均匀充电。当激光束以点阵的形式扫描到感光鼓上时，扫描点因曝光而导通，电荷很快从导电底座释放到地面。未曝光的点仍保持原有的电荷，从而在感光鼓表面形成电位差潜像（静电潜像）。当带有静电潜像的感光鼓旋转到承载墨粉磁辊的位置时，带相反电荷的墨粉被吸附到感光鼓表面，形成墨粉图像。

当承载墨粉图像的感光鼓继续旋转到达图像转印装置时，一张打印纸也被送到感光鼓和图像转印装置的中间。此时，图像转移装置在打印纸的背面施加强电压。感光鼓上的墨粉图像被吸引到打印纸上，然后将承载墨粉图像的打印纸送至高温定影装置进行加热加压熔化。碳粉熔化后，浸入打印纸中，最终输出的是打印的文字或图像。

二、基本原理激光打印机工作过程中所需的控制装置和部件的组成、设计结构、控制方法和部件会根据品牌和型号的不同而有所不同，例如：

感光鼓充电极性不同。

给感光鼓充电所用的部件不同。有些型号采用线电极放电方式对感光鼓充电，有些型号则采用充电橡胶辊（FCR）对感光鼓充电。

高压输送所用部件不同。

感光鼓曝光形式不同。有的机型采用扫描镜直接对感光鼓进行扫描曝光，有的机型则采用扫描后反射的激光束对感光鼓进行曝光。

但它们的工作原理基本相同。激光器发出的激光束通过反射镜进入声光偏转调制器。同时，计算机送来的二进制图文矩阵信息从接口发送到字形生成器，形成所需字形的二进制脉冲。信息，同步器产生的信号控制9个高频振荡器，然后通过频率合成器和功率放大器加到声光调制器，对从反射镜入射的激光束进行调制。调制光束射入多面旋转镜，经广角聚焦镜聚焦后射向感光鼓（墨粉鼓）表面，使角速度扫描变为线速度扫描，完成整个扫描过程。

墨粉鼓表面首先被充电电极充电，获得一定的电位。然后，将其暴露在携带图形和文本图像信息的激光束下，在墨粉鼓的表面上形成静电潜像。用磁刷显影剂显影后，潜像转变成可见的墨粉图像，当通过转印区域时，在转印电极电场的作用下，墨粉被转印到普通纸张上。最后通过预热板和高温热辊将其固定，即熔合在纸张上。文本和图像。在打印图文信息之前，清洁辊清除未转印的墨粉，放电灯清除感光鼓上的残余电荷，然后清洁纸系统进行彻底清洁，然后进入新的工作循环。

三、工作过程1.激光器工作原理及结构

我们通常称发光物体为光源，如太阳、电灯、燃烧的蜡烛等。光具有能量。它可以加热物体并使照相胶片敏感。这就是能量转换的现象。光能包含在光束中。光束进入人眼并引起人的视觉，因此我们可以看到光源发出的光。那么为什么我们仍然可以看到不发光的物体呢？这是因为光源发出的光照射在它们身上。不发光物体接收到光线后，各个方向的漫反射光进入我们的眼睛，所以我们也能看到不发光物体。

产生激光的光源与普通光源有明显的不同。例如，普通的白炽光源通过电流将钨丝的原子加热到激发态，处于激发态的原子不断自发辐射而发光。这种普通光源具有很大的散射和扩散特性，无法控制形成集中光束，因此不能用于激光打印机。激光打印机所需的激光束必须具有以下特性：

方向性强。发射的光束在一定距离内不会被散射或扩散。

单色性高。纯白光由七种颜色的光组成。

亮度高，有利于光束集中，承载高物理能量。

相干性高，易于叠加和分离。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、能量集中、易于调制和偏转等特点。早期生产的激光打印机大多采用波长为632.8m的氦氖（He-Ne）气体激光器。具有输出功率高、体积大、寿命长（一般在10000小时以上）、性能可靠、噪音低等特点。低、高输出功率。但由于其体积较大，目前已基本被淘汰。现代激光打印机均采用半导体激光器。最常见的是砷化镓-砷化铝镓（CaAs-CaAlAs）系列。发射的激光束的波长一般为近红外光（=780m），可以与感光碳粉鼓的波长灵敏度特性相匹配。匹配。半导体激光器体积小、成本低、可直接内部调制。它们是轻型桌面激光打印机的光源。

激光扫描用于产生非常小、高精度的光点，以实现高质量的文本和图像打印。常用的激光扫描系统的工作原理是：在工作材料的两端设置两个相互平行的镜子（网格）。），在这两个镜子之间形成谐振腔。谐振腔的一面镜子为全反射镜，另一面为半反射镜。当工作材料被激发时，原子自发发射的光子在谐振腔中不断地来回反射，辐射的光子数量不断增加。当谐振腔内叠加的光子数量增加到一定量时，就会通过半反射镜发出很强的光束，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的波长控制在700-900m（纳米），产生的激光就可以满足激光打印机感光鼓的曝光需要。

现代半导体激光器通常使用激光二极管。其原理与普通二极管非常相似。例如有一对PN结。当激光二极管上施加电压和电流时，P型半导体材料中的空穴与N型材料中的自由电子发生相对运动，PN结处的载流子密度大大增加，自由电子电子和空穴复合。从而产生受激辐射，并释放出具有激光特性的光子，这些光子被激光谐振腔中的反射镜反射，通过激光孔和孔中的聚焦镜发射出激光束。

从激光的产生可以看出，激光束只包含一种主波长的光，是单色的。每束光线朝一个方向传播并以叠加的方式组合，我们称之为“相干性”。这一特性使得激光能够以极细的光束击中目标，几乎没有散射。每束激光束就像是从枪管中射出的一颗子弹，每颗子弹只能在目标上打出一个洞。想要打出‘一’字，就得射出很多子弹，沿着‘一’字的方向打出很多个洞，形成横向排列的‘一’点。这就是我们所说的“格子排列”。这就是后面要讨论的“位图图像”的技术基础。

激光打印机的图形信息也是由点阵组成的。印刷质量要求越高，组成字符的网点就越多。激光扫描晶格形成有四种方法。单行扫描：将一行字符每一行的点阵信息发送到扫描仪进行扫描，称为单行扫描。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。根据布拉格衍射原理，他们会在偏转调制器中产生9条不同偏转角度的扫描线，然后旋转镜以微小角度旋转。从左到右扫描出点阵信息。由于这种方法只需要旋转镜旋转一个很小的角度，相当于单行扫描方法的1/132，就可以形成一个字符，所以又称为小光栅扫描。多线同时偏转扫描：是指在高频驱动电路中同时产生9个不同频率，合成后送至偏转调制器。多行同时偏转多次扫描：这种方法与多行同时偏转扫描属于同一类，只是单个字符的形成不同。即扫描高点阵字符时，将一个完整的字符分为多次扫描。图形信息的点阵构成与字符的点阵构成基本相似。

2、感光鼓的工作原理及结构

感光鼓是激光打印机的核心部件。它是一种主要由光电导材料制成的感光器件。其基本工作原理是“光电转换”的过程。它作为激光打印机的耗材，其价格也比较昂贵。光敏半导体具有半导体的共同特性，如受热激发、掺杂后改变导电性等。此外，它还具有其他半导体所不具备的“光电导”特性。光敏半导体受到光照射后，其电导率可提高几个数量级。从能带来看，其价带中的电子吸收光的能量并跃迁到导带中，产生电子空穴对。由照明产生的电子-空穴对称为“光生载流子”。随着光敏半导体中产生的“光生载流子”数量的增加，其电导率也随之增加。光照射后这种增加的电导率被称为“本征光电导性”。

在实际应用中，光敏半导体材料需要经过掺杂才能制成激光器用的半导体材料。因此，除了本征光电导性外，还必须具有在杂质能级光激发电子或空穴形成的杂质光电导性。在一些光敏半导体中，“杂质光电导”起着主要作用。光敏半导体受到光照射后，会不同程度地改变物体中的“载流子迁移率”（迁移率是载流子的迁移速度与外部电场的比值）。）。 “电导”是物体导电能力的量度，等于载流子密度乘以迁移率。随着迁移率增加，电导率增加。电导率由本征光电导、杂质光电导和迁移率的值共同决定，但在某些条件下，这些因素之一将占主导地位。

实际应用中使用的各种光电导体对光的敏感度不同。光电导体的电导率与其对光的敏感度成正比。因此，光感对光电导体的导电性有很大影响。光电导体对光有不同的敏感度。某种类型的光电导体仅对特定光谱区域的光高度敏感。如果离开这个区域，它可能会失去敏感性。

光敏半导体会在其适用的光波长范围内形成吸收峰。在此峰值范围内光电导效果最佳。还与光线的照射有关。照度越高，产生的载流子越多，光电导率越高。但每种光电导体的特性不同，因此在相同条件下，达到相同光电导指数所需的照度也不同。

目前，感光鼓常用的光电导材料有硫化镉（CdS）和硒砷（Se-As）。有机光电导材料（OPC）和其他几种类型。用于制造感光鼓的光导材料应具有以下特性：

耐磨性好。感光体表面必须具有一定的硬度，能够承受显影、转印和清洁过程中的机械磨损。如果感光鼓（感光鼓）磨损或划伤，打印质量会下降或感光鼓会损坏。如果磨损严重，就会报废。在实际工作中，大多数感光鼓因磨损、划伤而报废。目前已采用新型长寿命陶瓷感光鼓（a-Si），可打印30万张以上。

温度稳定性好。光电导体的性能很容易受到温度的影响。因此，在激光打印机的性能方面，特别强调使用环境必须有合适的温度和湿度，否则会影响打印质量。

光电导性好。光电导性是感光鼓的重要指标，直接影响打印质量。由于感光鼓在充放电循环过程中连续工作，充电时要求电位快速上升，表面饱和电位高于外加电位；否则初始电位升不起来，也会影响打印质量。带电感光鼓的暗衰减必须小，否则电势不会向表面移动，无法形成必要的电势差潜像。感光鼓在曝光后应迅速放电，即光迅速衰减。排出越彻底越好。因为残余电势的多少不仅影响潜像的对比度，还会造成印品的“灰底”。

抗疲劳性。感光鼓在使用过程中，打印机需要反复充电，因此必须具有良好的抗疲劳性能。在规定的使用寿命内，打印质量不会因连续使用而降低。感光鼓的光电导特性应具有良好的稳定性，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。第一层为铝合金圆柱体（导电层），第二层采用真空蒸镀在圆柱体表面镀有一层光电导材料（光电导层），第三层在光电导材料外面。再镀一层绝缘材料（绝缘层）。为了更好地释放电荷，有些感光鼓在光导层和铝合金导电层之间涂有一层超导材料，以更快地释放电荷。

感光鼓表面的绝缘层首先是为了提高耐磨性，增加使用寿命；其次，为光电导层提供保护，防止光电导体的磨损，保持光电导体的光电导性能。

导电层铝合金圆筒与激光打印机的地线相连，使电位在曝光后迅速释放。它是一种精度非常高的气缸，在运行过程中可以保持匀速、均匀充电。

3. 数据翻译与传输

(1)数据翻译：要打印完整的文字和图像，除了激光打印机本身的功能外，还必须使用文字处理软件或图形将要打印的内容，即文字或图像编辑成一定的格式通过计算机处理软件。计算机语言。所描述的内容由电脑编辑软件确定，与激光打印机无关。当我们选择打印机命令并按下确定打印按钮后，计算机将编辑好的数据通过打印机接口传输到打印机，打印机驱动程序解释打印的内容并将其转换成打印机可以识别的语言（也称为打印机语言），打印机以其自己的语言打印出编辑后的文本或图像。

不同型号的激光打印机有不同的打印语言，使用不同的驱动程序。当然还有兼容的打印机驱动程序。现在生产的激光打印机一般使用标准打印语言PCL5或PCL6。

(2)数据传输：打印机与计算机之间的通讯传输端口有很多种，比较常见的是“串口”或“并口”。 EP P/ECP（Enhanced Parallel Port/Extended Capability Port）全称为增强/扩展并行端口。由于速度慢，“串行端口”通常很少使用。其他接口，如SCSI 接口，由于速度较高，大多用于高端打印机。某些打印机使用视频接口(VDO) 与计算机进行通信。通信方式与其他接口不同。它不传输数据，而是传输激光束流，速度更快。它的数据是由另一张“视频转换卡”完成的，但由于它与电脑共享内存，所以要求电脑有足够的缓存空间。一般印刷排版行业有很多使用该接口的打印机。一些高端打印机具有多个接口，可以同时连接多台计算机。现在许多打印机都配备了更快的USB 接口。

当打印控制器从计算机接收数据时，打印机一般采用两种工作模式：一种是将数据直接发送给解释器进行打印，称为“段工作模式”。以这种方式工作的打印机不需要大量缓冲。和记忆。普通打印机大多采用这种工作方式。另一种是将传输的数据存储在打印机内部的硬盘中，使用时可以随时打印出来。它也被称为“池工作法”。很多高端打印机都采用这种工作方式。其优点是，当许多用户共享一台打印机时，可以同时发出打印命令，无需等待，可以节省数据通信传输的等待时间，但成本也较高。

4. 光栅或点阵潜像的生成

如果你在放大镜下观察激光打印机打印的文字或图像，你会发现文字或图像是由许多白点和黑点（也称为点阵图形）组成的，这与普通的点阵打印类似。前者通过控制激光束的通断来实现点阵排列，后者通过敲击打印针来实现点阵排列。

光栅图像是视频数字图像，需要打印机中的光栅转换器将视频数据光栅化，转换成点阵图像进行打印。所谓光栅图像，就是由独立的点组成的图像。例如，印刷在报纸上或显示在电视屏幕上的图像是光栅图像。

激光打印机的点阵排列是通过二进制数据组成的方阵来控制的。每个点对应一个二进制数字。运算控制器控制激光器发射一束激光到感光鼓表面，称为“曝光”，“曝光”的点称为“像素”。要打印文本或图像，需要大量的“像素”。因此，单位面积的像素数越多，打印分辨率越高。如果激光扫描装置沿感光鼓的轴向水平面每英寸发射300个点，并且由主电机驱动感光鼓以1/300分钟的匀速旋转，则激光打印机可以以300的速度打印300 DPI 每平方英寸。以所需的分辨率打印文本或图像。现在，高端激光打印机的输出精度可以达到2400DPI。由像素形成点阵图像是由声光调制器、高频驱动器、扫描同步器和光学系统完成的。

(1)声光调制器

众所周知，电视机接收到的图像和声音，经过电视台调制成电信号后发射出去。电视接收电信号，然后将其解调为图像和声音。激光打印机的激光器发出的光束也携带着数据信息，这种信息的转换过程也与电视的信息传输过程类似。只不过这个过程是通过声光调制器来转换的。声光调制器的调制频率可以达到30MHz左右，且特性稳定，所以大多数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产生的布拉格衍射的特性来控制激光束的传播方向。为了完成图形信息的成像任务，必须用图形信息对激光束进行调制，就像电视台将图像和声音信号调制到无线电波上，以便解调电视机中的图像和声音信号一样。声光调制器的工作原理是利用声光效应产生布拉格衍射。如果在玻璃、晶体等超声波介质中产生超声波，就会引起折射率的周期性变化，成为相位衍射光栅。光栅常数等于超声波波长，当激光束发射到超声波介质中时，激光束将产生衍射。衍射光的强度和方向会随着超声波的频率和强度而改变，这就是声光效应。

当超声波发射到玻璃或晶体并被反射时，经入射角折射的光传播形成相变衍射光栅。光栅常数等于超声波的波长。如果将激光束注入超声波介质中，激光束就会产生衍射，衍射光的强度和方向会随着超声波的频率和强度而变化。这就是声光效应。根据波干涉的增强条件，入射光和衍射光的方向满足布拉格方程：

i=d=B

sinB=/2A=f/2v (v=fA)

式中：i：入射光与超声表面的夹角；：光在介质中的波长； d：衍射光与超声波表面的夹角； A：超声波波长； B：布拉格角； f：超声波频率。当B很小时，sinBd，方程可以简化为：i=d=B=f/2v。当衍射光与入射光夹角为时，则： =i+d=2B=f/v 。式中，为偏转角，与超声波的频率成正比。改变超声波频率f可以改变偏转角，从而达到控制激光束方向的目的。

根据布拉格衍射理论，当超声波维持一个频率的高频信号时，入射激光束不仅产生0级光，而且还产生1级衍射光。 0级光控制同步器和高频信号的启动和停止，1级衍射光使感光鼓曝光形成像素。

当布拉格衍射超声波中只有一个高频信号时，入射激光束不仅产生未偏转的0级光，而且还产生1级衍射光。当改变光束的传播时，声光调制器也使0级和1级光的强度随调制信号而变化。如果将几种不同的高频正统波添加到换能器中，就可以产生几种衍射光。这种现象称为多频衍射。在激光打印机中，高频驱动电路的作用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，并通过声光器件产生9个衍射光。这9个高频信号的频率要稳定，波形失真要小。在加法电路中相加后送至换能器时，各频率信号应相互影响小、不失真，以保证绕射后的绕射。光线具有更好的线性度。

2) 扫描仪

为了使激光束通过声光调制器后在感光鼓上产生文字或图像，激光束需要完成水平和垂直两个方向的运动。这是依靠激光移动无法实现的，因为光电器件的移动会产生振动。会影响激光束的精度。因此，激光打印机的激光器采用固定结构，利用多面旋转镜完成激光束的横向扫描，纵向扫描则依靠感光鼓的旋转来实现。

为了使调制的激光束在感光碳粉鼓上产生文字和图像，它必须在横向（沿打印纸排的方向）和纵向上移动。纵向移动是通过墨粉鼓的旋转来完成的，而横梁的横向移动是通过扫描仪来完成的。按工作方式，扫描仪分为声光式、电光式、检流计式和转镜式。鉴于旋转镜扫描仪具有扫描角度大、分辨率高、光能损失小、结构简单等优点，在激光打印机中得到广泛应用。

为了减少多角镜旋转时产生的非线性误差，旋转镜几何精度的误差和旋转镜驱动电机速度不稳定等造成的纵向间距和字符轨迹不均匀等。扫描仪一般配备A同步信号传感器。该传感器使用布拉格衍射产生的0级光，不会产生偏转。因此，具有经多面旋转镜反射后照明位置固定的特点。用作同步信号，控制高频信号发生器的启动和停止。确保扫描间距一致，消除上述误差。

为了使扫描仪产生的扫描光束整合成规定尺寸并在感光鼓上进行匀速直线运动，应采用更好的光路系统。光路系统根据透镜在扫描仪前部和后部的位置分为物镜前置式和后置式两种。由于后置式物镜在扫描较大图形时畸变严重，因此很少使用。前置式物镜的扫描线比较直，但也存在畸变。由于后来生产的激光打印机采用的是多片镜片组合而成的广角聚焦镜头，焦距为300mm，多面旋转镜的物距为37mm，畸变只有0.0011%，完全可以满足激光成像的要求

激光打印机所用的多面镜（镜）一般有双面镜、四面镜、六面镜三种。它由扫描电机转动，完成水平扫描运动。它是保证激光打印机打印精度的关键部件。扫描仪完成水平扫描的原理是：我们将MN设置为扫描仪的一面镜子。当入射激光束射到MN表面上的A点时，如果入射角为i，则反射光束以反射角d反射，id。当MN旋转角度时，在入射光束方向不变的情况下，反射光束旋转了2，即反射光束旋转了MN角度的两倍。若P为感光鼓一端的反射光点，P1为反射光点，则感光鼓的水平扫描在感光鼓的另一端完成。当然，扫描仪的旋转速度极快，所以P~P之间也形成了很多反射激光束光斑。主电机带动感光鼓旋转的同时，也完成反射激光束光斑的纵向扫描，从而最终完成文字或图像的点阵排列。

(3) 同步器

扫描仪在扫描电机的驱动下快速旋转。由于扫描电机转动时产生的非线性畸变以及扫描仪几何精度的误差，会出现纵向间距和字符轨迹不均匀的情况。在扫描系统中安装有同步信号传感器。同步传感器利用了布拉格衍射产生的0级光的不偏转特性。经过扫描仪（镜子）反射后，照明同步传感器的吸收窗口转换成同步信号。它控制高频信号发生器的启动和停止，以确保扫描距离一致并消除误差。

(4)光学系统

为了使扫描仪反射产生的激光束聚焦形成指定尺寸的光斑并消除光束传播过程中的扩散，需要一组光学透镜对光束进行调制，提高扫描效率。准确性。它包括：曲面透镜、球面透镜、反光镜。这套镜头只有将激光束的畸变校正到0.1才能满足激光成像的技术要求。

5.电子成像系统

激光打印机是一种利用光、电、热的物理、化学原理，通过交互输出文字或图像的精密机械系统。这些复杂的过程是通过称为电子成像系统的电子控制系统来实现的。 “静电成像”理论最早由美国人卡尔森提出，因此又称卡尔森法。或称为放电成像法。基本流程可分为充电、曝光、显影、转印、定影、清洗、放电7个步骤，其中5个步骤是围绕电子显影系统进行的。

(1)充电

感光鼓表面的感光体材料在没有光照的情况下是绝缘体，处于中性状态，不带任何电荷。为了在光电导体表面获得“静电潜像”，光电导体表面必须带电。只有这样，当激光束扫描到感光体上时，感光体在曝光点处才会被导通，形成光束点阵。晶格电荷与基底传导，形成“电位差潜像”。当感光鼓旋转到与显影磁辊相切的位置时，磁辊将带相反电荷性质的调色剂携带到光电导体的表面，该调色剂被吸引到感光鼓的表面。墨粉图像出现在感光鼓上。

为了使感光鼓根据图形信息吸收墨粉，首先应给墨粉鼓充电。充电电极是一根平行于感光鼓轴线的钨丝，上面有57kV的直流高压。当碳粉鼓表面与钨丝接触得很近时，周围的空气被电离，产生电晕放电，从而给感光鼓充电。正负电压由钨丝所承载的电压决定。如果光电导材料是硒碲合金，它将带正电。感光鼓旋转一周后，整个表面就会带电。

激光打印机对感光鼓充电的具体充电方式根据型号的不同而有所不同，但充电原理基本相同。它们都是采用直流高压电晕放电对感光鼓表面进行充电。

早期生产的激光打印机采用电极丝和栅格的复合结构，充电较多。如今，新型激光打印机大多采用充电橡胶辊（FCR）对感光鼓充电。当高压发生器向电极丝发送高压时，电极丝与栅极之间形成强大的电流。

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。前面提到，感光鼓残留电位是打印产生"底灰"的重要原因，解决的办法是在磁辊套上加上适当的交、直流"偏压"，以抵消墨粉过量的传递。显影偏压有两个作用，适当调节显影偏压，一是防止产生"底灰"，二是调整打印浓度。实际应用中，"打印浓度"调节旋钮就是调节显影偏压。如惠普、佳能、爱普生、联想的一些激光打印机机型都有此旋钮。但打印浓度的提高也意味着分辨率的降低，因为过多的墨粉在定影后会影响分辨率。现在新生产的激光打印机一般都带有"分辨率增强方式（RET）"。通过RET方式，可以填充斜线或弧线"点阵空穴"的缺陷，RET对横、竖向点阵不起做用。它有三种方式：① 轻度（Lighi）；②中度（Medium）；③深度（Dark）。RET可以结合打印浓度的选择打印出精美的文字或图像，也称为平滑技术。不同设置，打印出样张上的标志块不同。显影磁辊：显影磁辊是运载墨粉的重要部件。永久磁芯是不旋转的，它的作用是利用磁性吸附墨粉到磁辊表面。磁辊表面喷有一层粗糙的石墨层，使之与墨粉刮板形成电于空穴而利于墨粉传递。当载有墨粉的磁辊旋转出刮板位置时，磁辊表面的墨粉除带有电荷外，由于磁场的作用力使之形成"磁穗"，也就是"墨粉雾"，对磁辊外套施加偏压，使磁穗有秩序的排列起来。磁辊"隔套"的作用是控制磁辊表面磁穗与感光鼓之间的有效吸引距离，有利于提高墨粉"跳动显像"。墨粉：激光打印机使用的墨粉是单组分墨粉，投影方法的原理类似于NP复印机，也就是 NP法。"单组分墨粉"并非没有载体，因为没有载钵，墨粉就无法运载。它是将"载体" 粉化成细微颗粒与墨粉混合，超细墨粉的颗粒应小于10nm。不同型号的激光打印机由于曝光强度及显影偏压的不同，所用的墨粉也不同，不能随意代用，不同机型同等质量的墨粉"载体"含量不同。也有一部分打印机使用无磁性墨粉。 6.转印和消电系统

（1）转印装置用高压静电将感光鼓表面的"墨粉图像"转印到普通纸上，这一过程称为"转印"。当带正电的碳粉随着感光鼓转到打印纸附近时，在纸的后面放置的电极放正电，由于电压高达500～1000V，静电吸引力便使纸紧贴在光导板上，带负电荷的碳粉即被吸附到纸的表面上了。由于这种转印方式与纸的绝缘程度有关，当纸张因天气而受潮时，碳粉将因纸张表面的漏电而不能完全及紧密地吸附在上面，而导致打印质量不良。转印的方法有两种，一种为"电晕放电转印"（电极丝），另一种为"放电胶辊"转印。二者的工作原理是相同的。机型不一，转印方式有所差别。早期生产的激光打印机多采用电晕放电的转印方式。当载有墨粉图像的感光鼓旋转到与转印电极或转印胶辊相切的位置时，一张打印纸也被送入二者之间，这时加到转印电极上的高压开始放电，将打印纸推向感光鼓的同时，由于打印纸底面转印高压的电场作用，会将感光鼓上的墨粉图像吸引到打印纸上，完成墨粉图像的二次转移。转印电极丝或转印胶辊放电极性是相同的，呈负性，但这个负电压要比感光鼓曝光区所带负电压高，这样在把打印纸推向感光鼓的同时，也把墨粉最大限度地吸引到打印纸上。但要注意，在墨粉转移到打即纸上时，如果打即纸受潮，绝缘性能不好，将影响墨粉转移效率，故而会出现图像缺损、字符空心筹打印质量不佳的问题。（2）消电装置当墨粉图像转印到打印纸上的同时，打印纸也带上了电荷。在打印纸输送过程中，由于电场和磨擦可能破坏墨粉图像的结构，所以在墨粉图像转印后，又加上了一个"消电装置 "（消电极或消电齿），也称为"分离齿"。它的作用是把打印纸和吸附墨粉上的电荷中和，消除极性使其显中性，物理性地附着在打印纸上，从而保证定影之前墨粉图像的精度。消电过程采用的是交流电压，从而达到最好的消电中和效果。 7.加热定影系统将打印吸附在纸上的墨粉图像，利用加压热熔的方法，使溶化的墨粉浸入打印纸中，形成固定图像的过程，称为"定影"。吸附在纸上的碳粉，是由热性的树脂及碳粉混炼而成的微小颗粒，当吸附有碳粉的纸经过两个较高而间隙又不大的金属滚筒之夹缝时，碳粉中的树脂溶化而与碳粉一起被紧紧地压附在纸上，从而形成永久的图像，同时亦完成了激光打印的整个过程。墨粉的熔化温度约10 0℃，热辊的温度与纸张通过的速度有关，一般在150～180℃之间。感光鼓经过清扫残余粉及光照清除剩余电荷，即进入下一轮循环。激光打印机采用复合热压的方法，使用"定影组件"完成定影。墨粉图像定影的工作过程如下：当载有"墨粉图像"的打印纸，由导纸器进入定影装置内的加热辊与压力胶辊之间时，由于加热辊被加热灯加热（185℃），同时由于压力胶辊的压力作用，使墨粉熔化浸入到打印纸中。加热辊表面涂有聚四氟乙烯涂层，不易粘附墨粉。有些机型的压力胶辊表面也有一层聚四氟乙烯膜，这样有利于双面打印时背面的墨粉不粘附。被加热定影后的打印纸由分离爪与加热辊分离，经排纸轮导出，完成定影全过程。（1）加热辊加热辊用无缝铝合金管制成，管壁厚度在1～3mm之间，表面涂有聚四氟乙烯。以防止定影时熔化的墨粉粘到辊上。加热辊表面的聚四氟乙烯涂层在高温下会有稍微软化的现象，当打印纸被卡在定影装置内时，切不可用尖锐的硬物（如改锥、摄子）强行撬出，这样会损坏加热辊表面涂层，影响定影后墨粉图像的完整。现在有很多的激光打印机采用更先进的陶瓷加热器（PCT），它升温快、节电，如惠普4L 。4P、5L、6L、6P、2100、4000、5000和佳能460、660、800和JX等型号都采用陶瓷加热器定影。（2）加热灯有些激光打印机用的加热灯是卤素灯管，功率一般为350～750W，固定在加热辊中间，不随加热辊旋转，当打印机通电后，加热灯亮，对定影辊进行预加热，约1至2分钟后热辊的温度达到185度左右，当加热辊表面温度达到定影温度时，由靠在加热辊表面检测温度的热敏电阻通知主逻辑电路停止加热，准备好灯亮起，打印机可以开始打印。当加热灯损坏时，整机不工作，有显示面板的机型会显示出错误指示或错误代码50 Error信息。（3）压力胶辊压力胶辊又称下辊，它的作用是与加热辊共同完成对打印纸上墨粉的热压定影和传送。压力的大小由两端的支架弹簧控制，压力辊一般由耐高温的硅橡胶制成，有的激光打印机中的压力胶辊采用蜂窝耐热海绵制作，外表面是一层聚四氟乙烯膜，这样更利于打印纸与压力胶辊分离，防止卡纸。（4）温度控制器（热敏电阻）激光打印机温度控制的方法大部分采用热感应方式，用小型热敏电阻与加热辊接触，感知加热辊温度（165～200℃）。再由逻辑电路控制加热灯的开与关，实现激光打印机恒定的定影温度。热敏电阻的性能是外部温度越高，热敏电阻的阻值越低。当加热辊没有通电时，热敏电阻的阻值大约在200K，逻辑控制电路0101导通，可控硅SSR101 导通，加热器开始加热。当加热辊温度逐渐升高，热敏电阻阻值下降，当加热器表面温度达到约180℃时，热敏电阻阻值也到最低，约10K左右，热敏电阻至逻辑控制电路输入电压升高，达到一定的数值后0101截止，加热器停止加热。如此反复而控制加热器表面温度保持在设计的温度范围内。激光打印机设有节电功能（睡眠方式），如果在设定的时间内没有打印，主逻辑电路就会控制加热器进入节电状态，使加热器表面温度保持在165℃左右。这样控制一方面可以节省电能消耗，另一方面，当再次启动打印作业时，可以缩短预热等待的时间（进入节电状态的时间是可以设定的）。（5）热保护器（热敏开关）为防止激光打印机内的温度无限制地升高，烧坏加热灯和加热辊，在加热灯电路中串联了一只热保护器（热敏开关），与加热辊贴近。热敏开关内部有一组长闭触点和一个钛金属片及撞秆。钛是一种记忆性金属材料，制造时记忆温度为210℃。假如温控电路失控，当加热辊表面温度超过设定温度210℃，钛金属受热收缩变形，压迫撞杆断开常闭触点，切断电路起到保护加热器作用。当温度低于180℃时，钛金属恢复原记忆状态，常闭触点关闭，电路接通。有些打印机则采用熔断性保护器，原理类似于电流保险丝。 8.清洁系统激光打印机清洁系统的主要功能是把感光鼓表面没有完全转移的"残余墨粉"清除干净，使下一个打印周期有一个洁净的感光鼓。理论上讲"墨粉图像"应该完全被转印，但是很难做到。激光打印机在打印的过程中，经过充电、扫描、显像、转印几道工序，由于电位迁移，墨粉转移，加上光导体"光衰"的影响?墨粉图像"不可能完全转移到打印纸上，那么残留在感光鼓表面墨粉的多少，直接影响到打印质量的好坏。如果感光鼓表面上的残留墨粉不能彻底的清除干净，就会被带入下一个打印周期，破坏新生成的"墨粉图像"。所以要对感光鼓表面进行彻底的清洁，这就需要一个感光鼓清洁器。激光打印机有两种清洁的方法：橡胶刮板清洁和毛刷清洁。它们的作用都是对感光鼓表面进行清洁。（1）刮板清洁橡胶清洁刮板是用尿醛树脂制作，有一个平直的刀刃且具有耐磨性和柔韧性。刀刃与感光鼓表面形成一个剪切角并有一定压力。当感光鼓载着残留在表面的墨粉旋转时，残留墨粉被清洁刮板刮入废粉收集仓内。与刮板相对的位置上还有一个止回片，以防止清洁后废粉的飞出。由于橡胶刮板始终与感光鼓剪切并具有一定压力，会造成感光鼓表面的磨损，在刮板刃部涂有润滑粉。如果清洁刮板刀刃有损伤，残留在感光鼓表面的墨粉便不能被彻底清除，使下一个打印周期的图像重叠而产生不良的打印效果。在打印机过程中，也可能发生熔化墨粉颗粒粘附到刮板刀刃上的现象，长久下去粘附物会刮伤感光鼓的光导层，使感光鼓报废。（2）毛刷清洁毛刷清洁，就是利用旋转的辊筒毛刷，对感光鼓表面残留墨粉进行清洁，把残留墨粉扫除，抖落到废粉收集仓内。毛刷一般用人造纤维制作，在旋转时与感光鼓磨擦扫除残留墨粉，同时利用磨擦产生的静电吸附残留墨粉，使墨粉不致飞扬而污染打印机其他部件。使用毛刷清扫的方式由于对感光鼓的表面磨损小，所以可延长感光鼓的使用寿命。（3）废粉收集仓废粉收集仓就是回收清洁残留墨粉装置。收集后的墨粉一般情况下不再利用。因为，收集后的墨粉中会有很多的杂质，会影响到打印质量，也有些打印机采用循环墨粉的使用方式。被刮除的墨粉由一个螺旋送粉装置送回到供粉仓内，循环使用。但使用一段时间后，新粉的补充量不足或新旧粉不能充分混合，打印质量会下降很多。 9.机械传动系统打印过程中纸张的传送由电子控制系统控制机械装置完成传递动作。其中包括传动齿轮、光电感应器的遮挡杠杆和搓纸轮的动作。机械传动系统，因机型不同，结构有所差别，但工作原理基本一致。高档机型机械结构较为复杂一些。如中档以下的一般无"打印纸对齐"装置，而高档机除有此装置以外，还有"进纸卷取器"和"出纸卷取器"。多个卷取装置，可使打印纸的传输更加平稳，也会减少"卡纸"现象。机械传动系统主要是各部件之间的齿轮传递，较为直观不。下面讲讲机电器件的机械传递动作是如何完成的。（1）吸引式电磁离合器惠普系列打印机的送纸装置，就是采用吸引电磁离合器控制进纸凸轮的止动与旋转，来完成纸张输送。当电磁铁接受控制电路的信号电压，电磁铁线圈有电流流过，产生电磁场吸合衔铁，凸轮释放，由传动齿轮带动搓纸轮一同转动，搓纸轮表面有橡胶层，随着搓纸轮旋转，凸轮前缘带动一张打印纸进入打印通道。（2）摩擦式电磁离合器惠普、佳能，爱普生等系列高档机型打印机的送纸装置，多采用磨擦式电磁离合器，直接带动搓纸轮、纸对齐轮送纸。它的工作原理是：当电流信号流过电磁离合器内部线圈产生电场，离合器中间的联动叉被推向联轴器一端，两片磨擦片产生磨擦止动，由拨叉带动搓纸轮旋转将打印纸送入打印机内的"纸对齐辊"前沿并使打印纸稍微弓起，打印纸与对齐辊对齐。此时，对齐辊不转动，当对齐辊离合器接受命令旋转，就将打印纸送入打印通道（磨擦式电磁离合器的搓纸轮是圆形而不是凸轮形状）。（3）传感器光电传感器是由一个发光二极管和光敏二极管分别装到两个密封小盒子内。在两支二极管相对位置，各有一个感应窗。平时2个窗中间有一个杠杆遮挡片，遮挡发光二极管的光束。光敏二极管不受光，也就不能导通，逻辑电路也不工作。当运动中的打印纸把光电感应器中间的遮挡片杠杆撞开时，发光二极管的光束射向光敏二极管，光敏二极管受光导通，通知逻辑控制电路发出指令，以控制打印机下一个时段的工作。激光打印机的打印纸感应器、送纸感应器、出纸感应器都采用光电传感器。它是主控电路的逻辑控制器件，用来实现打印工作的时序控制。如果在打印工作中的规定时段内，没有感应到应有的动作，逻辑电路立即向主控电路发出一个"终止"信息，使打印机停止工作，同时显示面板也会显示出" 错误"信息，等待检查或维修。 10.电子控制系统激光打印机所有装置的运行、靠一个控制系统实现，这个系统称之为"电子控制系统"。不同机型的控制系统有所不同，但工作原理基本相同。电子控制系统主要由以下几部分组成。（1）供电电路为打印机各部分提供控制电压。供电电路由220V交流电经整流、滤波、变压，为激光打印机提供24V、5V直流工作电压。（2）接口电路为计算机与打印机建立通讯。接收计算机数据信息，并将其转换为打印机语言，给打印机主控电路提供打印数据。接口电路包括微处理器（CPU）。存储器（RAM/ROM）。（3）主控制电路主控制电路是将接口电路接收的数据，按照命令方式控制打印机各个装置协同工作以完成打印过程。（4）扫描驱动电路将接收的计算机信息经高频振荡器生成激光束，并控制扫描电机匀速旋转，带动扫描镜，完成对感光鼓的扫描曝光，使之形成静电潜像。（5）主电机驱动电路按主控电路发出的指令，驱动主电机旋转，经齿轮传动装置，传递动力给各部分运行工作。（6）高压转印电路该电路是将供电电路提供的低压电，经变压器变成高电压提供感光鼓充电和转印辊转印所需要。

关于深入解析：激光打印机工作原理详解（第二部分），的介绍到此结束，希望对大家有所帮助。