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  • 發布時間:2023-02-02 14:52 原文鏈接: 激光打印機的使用注意事項

    激光打印機因為有高壓電路和高溫電路,所以電子輻射和熱輻射都是對人體有一定的影響的,應注意孕婦及幼兒的防護或遠離這些設備。打印過程中,高溫加熱會帶出一些粉墨顆粒物,對呼吸不利,應盡量避免長時間在激光打印機邊工作。


    充電

    感光鼓表面光導體材料在不見光的情況下為絕緣體,呈中性狀態,不帶有任何電荷。要實現在光導體表面的“靜電潛像”,必須在光導體表面進行充電,使之荷電。只有這樣, 當激光束掃描到光導體上時,光導體被曝光的點導通,形成光束點陣。點陣電荷與基體導通形成“電位差潛像”,當感光鼓旋轉到與顯影磁輥相切位置時,把磁輥上載有與光導體表面 電荷屬性相反的墨粉吸引到感光鼓表面,從而在感光鼓上顯現出墨粉圖像。

    欲使感光鼓能按照圖文信息吸附上碳粉,應先對硒鼓進行充電,充電電極是一根與感光鼓軸平行的鎢絲,其上帶有5~7kV的直流高壓,當硒鼓表面與鎢絲非常接近時,周圍的空氣被電離產生電暈放電,使感光鼓帶上了電荷。電壓的正負由鎢絲所帶的電壓決定,若光導材料為硒碲合金時,則充正電,感光鼓旋轉一周后使整個表面均被充電。

    激光打印機對感光鼓充電的方法,因機型不同而采用的具體充電方法也有不同,但充電原理基本一致,都是采用直流高壓的電暈放電對感光鼓表面充電。

    早期生產的激光打印機采用電極絲及柵網復合的結構充電的較多,新型激光打印機大部分采用充電膠輥(FCR)對感光鼓充電。當高壓發生器送到電極絲一個高壓電后,電 極絲與柵網之間形成一個強電場,并釋放出電暈。使電極絲與感光鼓之間的空氣發生電離,空氣離子向感光鼓表面遷 移,使光導體(感光鼓)表面充滿電荷。這種方法能使光導體(感光鼓)表面荷電均勻,但同時也產生大量的負離子(臭氧)。臭氧聚集到一定量時,對人體是有害的。如佳能早期產品LBP-SX、ST型,惠普公司的早期產品HP2、3和日本生產的松下KX6500,聯想LJ6L、LJ6P等 機型均采用此方法充電。

    現代生產的激光打印機大部分都采用充電輥充電,由于采用接觸式充電方式,不需要很高 的充電電壓,且沒有臭氧產生,但由于電離塵的積存,增加了對感光鼓的磨損,也會有充電不均勻的現象。


    掃描曝光

    就像我們用筆在紙上寫字一樣,掃描曝光的工具是用激光束在感光鼓上進行"書寫"曝 光,這幅文字或圖像是不可見的,這就是我們所說的“靜電潛像”。

    當硒鼓表面經過鎢絲電極時,其表面被充上正電,光導層與底基的界面感應出負電。當激光光束中有光部分照到硒鼓表面的某個區域時,稱為曝光。經曝光后的地方電阻率 明顯地降低,表面的正電荷與界面的負電荷便中和消失,由于硒碲合金顆粒之間具有良好的絕緣性能,未經曝光的表面正電荷仍保持不變,即形成一層靜電潛像。

    掃描曝光就是利用感光鼓表面光導材料的光敏性質。當光導體受到激光束掃描照射后,被光照的部分與感光鼓導電層導通使電荷消失,沒有被光照射的部分仍保持充電電荷,這樣 就形成一幅電位差圖像,也可以理解為對感光鼓的“消電”過程。消電過程,光導體表面的電位是在變化的,這個電位變化對打印質量影響很大。

    在對感光鼓表面充電時,隨著電荷在感光鼓表面的積累,電位也不斷升高,最后達到“飽和”電位,就是最高電位。表面電位會隨著時間的推移而下降,一般工作時的電位都低 于這個電位,這個電位隨時間自然降低的過程,稱之為"暗衰"過程。感光鼓經掃描曝光時,暗區(指未受光照射部分的光導體表面)電位仍處在暗衰過程;亮區(指受光照射部分的 光導體表面)光導層內載流子密度迅速增加,電導率急速上升,形成光導電壓,電荷迅速消失,光導體表面電位也迅速下降,稱之為“光衰”,最后趨緩。

    從理論上說光衰越快越徹底越好,實際上很難達到。剩余殘留電位的高低就會影響打印質量,如殘余電位過高,將會出現打印“底灰”現象。一幅靜電潛像形成后,還必須經過 如下所述的“顯影”過程才能轉換成墨粉圖像。


    顯影

    把光導體表面形成的“靜電潛像”,經過"顯影"顯示出墨粉圖像,這個過程稱為“電子顯影”。顯影工作是由顯影器完成,其作用是將靜電潛像變成可見圖像。顯影是利用物質間電荷同性相斥、異性相吸的原理完成的。

    顯影器中裝有鐵粉及碳粉,經摩擦后鐵粉帶正電,碳粉帶負電,這樣鐵粉被碳粉包圍而吸附了碳粉的鐵粉又被永久磁鐵吸附,形成類似于毛刷似的一層鐵粉與碳粉混合物。當硒鼓表面從這層磁刷下經過時,碳墨粉因帶負電而被吸到硒鼓表面仍保持著正電的部分,形成了可見的碳粉圖像。攪拌器的作用,是使鐵粉與碳粉摩擦帶電。

    感光鼓表面的“靜電潛像”電荷與顯影墨粉所帶的電荷極性相反,當感光鼓與攜帶墨粉的磁輥靠近到一定的距離時,墨粉即被吸引,或者說是墨粉跳躍到感光鼓表面而形成“墨粉圖像”,也稱為跳動顯影。注意:激光打印機感光鼓曝光后表面“靜電潛像”的電荷呈負極性,而墨粉所帶電荷為正極性。顯影單元的墨粉傳遞是這樣完成的。

    當墨粉在粉盒內被攪拌器攪拌均勻后,墨粉由摻雜的載體運載并被磁輥內的永久磁芯吸附到磁輥外表面上,這時墨粉不顯極性。當磁輥載著墨粉旋轉并與墨粉刮板相切,與之磨 擦時,使墨粉帶上正電荷。墨粉在墨粉刮板和磁場作用下,在磁輥表面上形成恨薄且分布均勻的墨粉霧。墨粉刮板還起到限制墨粉量的作用,使墨粉不致吸附過多。

    前面提到,感光鼓殘留電位是打印產生“底灰”的重要原因,解決的辦法是在磁輥套上加上適當的交、直流“偏壓”,以抵消墨粉過量的傳遞。顯影偏壓有兩個作用,適當調節 顯影偏壓,一是防止產生"底灰",二是調整打印濃度。實際應用中,“打印濃度”調節旋鈕就是調節顯影偏壓。如惠普、佳能、愛普生、聯想的一些激光打印機機型都有此旋鈕。但 打印濃度的提高也意味著分辨率的降低,因為過多的墨粉在定影后會影響分辨率。

    新生產的激光打印機一般都帶有“分辨率增強方式”(RET)。通過RET方式,可以 填充斜線或弧線“點陣空穴”的缺陷,RET對橫、豎向點陣不起作用。它有三種方式:①輕度(Lighi);②中度(Medium);③深度(Dark)。RET可以結合打印濃度的選擇打印出 精美的文字或圖像,也稱為平滑技術。不同設置,打印出樣張上的標志塊不同。

    顯影磁輥:顯影磁輥是運載墨粉的重要部件。永久磁芯是不旋轉的,它的作用是利用磁性 吸附墨粉到磁輥表面。磁輥表面噴有一層粗糙的石墨層,使之與墨粉刮板形成電于空穴而利于墨粉傳遞。當載有墨粉的磁輥旋轉出刮板位置時,磁輥表面的墨粉除帶有電荷外,由于 磁場的作用力使之形成“磁穗”,也就是“墨粉霧”,對磁輥外套施加偏壓,使磁穗有秩序的排列起來。磁輥"隔套"的作用是控制磁輥表面磁穗與感光鼓之間的有效吸引距離,有 利于提高墨粉“跳動顯像”。

    墨粉:激光打印機使用的墨粉是單組分墨粉,投影方法的原理類似于NP復印機,也就是 NP法。“單組分墨粉”并非沒有載體,因為沒有載缽,墨粉就無法運載。它是將“載體”粉化成細微顆粒與墨粉混合,超細墨粉的顆粒應小于10納米。不同型號的激光打印機由于曝光強度及顯影偏壓的不同,所用的墨粉也不同,不能隨意代用,不同機型同等質量的墨粉"載 體"含量不同。也有一部分打印機使用無磁性墨粉。


    消電系統

    (1)轉印裝置

    用高壓靜電將感光鼓表面的"墨粉圖像"轉印到普通紙上,這一過程稱為“轉印”。當帶正電的碳粉隨著感光鼓轉到打印紙附近時,在紙的后面放置的電極放正電,由于電 壓高達500~1000V,靜電吸引力便使紙緊貼在光導板上,帶負電荷的碳粉即被吸附到紙的表面上了。由于這種轉印方式與紙的絕緣程度有關,當紙張因天氣而受潮時,碳粉將因紙張表面的漏電而不能完全及緊密地吸附在上面,而導致打印質量不良。

    轉印的方法有兩種,一種為“電暈放電轉印”(電極絲),另一種為“放電膠輥”轉印。二者的工作原理是相同的。機型不一,轉印方式有所差別。早期生產的激光打印機多采 用電暈放電的轉印方式。當載有墨粉圖像的感光鼓旋轉到與轉印電極或轉印膠輥相切的位置時,一張打印紙也被送入二者之間,這時加到轉印電極上的高壓開始放電,將打印紙推向 感光鼓的同時,由于打印紙底面轉印高壓的電場作用,會將感光鼓上的墨粉圖像吸引到打印紙上,完成墨粉圖像的二次轉移。轉印電極絲或轉印膠輥放電極性是相同的,呈負性,但 這個負電壓要比感光鼓曝光區所帶負電壓高,這樣在把打印紙推向感光鼓的同時,也把墨粉最大限度地吸引到打印紙上。但要注意,在墨粉轉移到打即紙上時,如果打即紙受潮,絕緣 性能不好,將影響墨粉轉移效率,故而會出現圖像缺損、字符空心籌打印質量不佳的問題。

    (2)消電裝置

    當墨粉圖像轉印到打印紙上的同時,打印紙也帶上了電荷。在打印紙輸送過程中,由于電場和摩擦可能破壞墨粉圖像的結構,所以在墨粉圖像轉印后,又加上了一個“消電裝置”(消電極或消電齒),也稱為“分離齒”。它的作用是把打印紙和吸附墨粉上的電荷中和,消除極性使其顯中性,物理性地附著在打印紙上,從而保證定影之前墨粉圖像的精度。 消電過程采用的是交流電壓,從而達到最好的消電中和效果。


    加熱定影

    將打印吸附在紙上的墨粉圖像,利用加壓熱熔的方法,使溶化的墨粉浸入打印紙中,形成固定圖像的過程,稱為“定影”。

    吸附在紙上的碳粉,是由熱性的樹脂及碳粉混煉而成的微小顆粒,當吸附有碳粉的紙經過兩個較高而間隙又不大的金屬滾筒之夾縫時,碳粉中的樹脂溶化而與碳粉一起被緊緊地壓 附在紙上,從而形成永久的圖像,同時亦完成了激光打印的整個過程。墨粉的熔化溫度約100℃,熱輥的溫度與紙張通過的速度有關,一般在150~180℃之間。感光鼓經過清掃殘余粉及光照清除剩余電荷,即進入下一輪循環。

    激光打印機采用復合熱壓的方法,使用"定影組件"完成定影。墨粉圖像定影的工作過程如下:

    當載有“墨粉圖像”的打印紙,由導紙器進入定影裝置內的加熱輥與壓力膠輥之間時, 由于加熱輥被加熱燈加熱(185℃),同時由于壓力膠輥的壓力作用,使墨粉熔化浸入到打印紙中。加熱輥表面涂有聚四氟乙烯涂層,不易粘附墨粉。有些機型的壓力膠輥表面也有 一層聚四氟乙烯膜,這樣有利于雙面打印時背面的墨粉不粘附。被加熱定影后的打印紙由分離爪與加熱輥分離,經排紙輪導出,完成定影全過程。

    (1)加熱輥

    加熱輥用無縫鋁合金管制成,管壁厚度在1~3毫米之間,表面涂有聚四氟乙烯。以防止 定影時熔化的墨粉粘到輥上。加熱輥表面的聚四氟乙烯涂層在高溫下會有稍微軟化的現象,當打印紙被卡在定影裝置內時,切不可用尖銳的硬物(如改錐、攝子)強行撬出,這樣會損壞加熱輥表面涂層,影響定影后墨粉圖像的完整。

    有很多的激光打印機采用更先進的陶瓷加熱器(PCT),它升溫快、節電,如惠普4L。4P、5L、6L、6P、2100、4000、5000和佳能460、660、800和JX等型號都采用陶瓷加熱器定影。

    (2)加熱燈

    有些激光打印機用的加熱燈是鹵素燈管,功率一般為350~750W,固定在加熱輥中間,不隨加熱輥旋轉,當打印機通電后,加熱燈亮,對定影輥進行預加熱。約1至2分鐘后,熱輥的溫度達到185度左右,當加熱輥表面溫度達到定影溫度時,由靠在加熱輥表面檢測溫度的熱敏電阻通知主邏輯電路停止加熱,準備好燈亮起,打印機可以開始打印。當加熱燈損 壞時,整機不工作,有顯示面板的機型會顯示出錯誤指示或錯誤代碼50Error信息。

    (3)壓力膠輥

    壓力膠輥又稱下輥,它的作用是與加熱輥共同完成對打印紙上墨粉的熱壓定影和傳送。壓力的大小由兩端的支架彈簧控制,壓力輥一般由耐高溫的硅橡膠制成,有的激光打印機中的 壓力膠輥采用蜂窩耐熱海綿制作,外表面是一層聚四氟乙烯膜,這樣更利于打印紙與壓力膠輥分離,防止卡紙。

    (4)溫度控制器(熱敏電阻)

    激光打印機溫度控制的方法大部分采用熱感應方式,用小型熱敏電阻與加熱輥接觸, 感知加熱輥溫度(165~200℃)。再由邏輯電路控制加熱燈的開與關,實現激光打印機恒定的定影溫度。熱敏電阻的性能是外部溫度越高,熱敏電阻的阻值越低。

    當加熱輥沒有通電時,熱敏電阻的阻值大約在200K,邏輯控制電路0101導通,可控硅SSR101 導通,加熱器開始加熱。當加熱輥溫度逐漸升高,熱敏電阻阻值下降,當加熱器表面溫度達到約180℃時,熱敏電阻阻值也到最低,約10K左右,熱敏電阻至邏輯控制電路輸入電壓升 高,達到一定的數值后0101截止,加熱器停止加熱。如此反復而控制加熱器表面溫度保持在設計的溫度范圍內。激光打印機設有節電功能(睡眠方式),如果在設定的時間內沒有 打印,主邏輯電路就會控制加熱器進入節電狀態,使加熱器表面溫度保持在165℃左右。這樣控制一方面可以節省電能消耗,另一方面,當再次啟動打印作業時,可以縮短預熱等待的 時間(進入節電狀態的時間是可以設定的)。

    (5)熱保護器(熱敏開關)

    為防止激光打印機內的溫度無限制地升高,燒壞加熱燈和加熱輥,在加熱燈電路中串聯了 一只熱保護器(熱敏開關),與加熱輥貼近。熱敏開關內部有一組長閉觸點和一個鈦金屬片及撞稈。鈦是一種記憶性金屬材料,制造時記憶溫度為210℃。假如溫控電路失控,當加熱輥表面溫度超過設定溫度210℃,鈦金屬受熱收縮變形,壓迫撞桿斷開常閉觸點,切斷電路起到保護加熱器作用。當溫度低于180℃時,鈦金屬恢復原記憶狀態,常閉觸點關閉, 電路接通。有些打印機則采用熔斷性保護器,原理類似于電流保險絲。


    清潔系統

    激光打印機清潔系統的主要功能是把感光鼓表面沒有完全轉移的“殘余墨粉”清除干凈,使下一個打印周期有一個潔凈的感光鼓。理論上講“墨粉圖像”應該完全被轉印,但 是很難做到。激光打印機在打印的過程中,經過充電、掃描、顯像、轉印幾道工序,由于電位遷移,墨粉轉移,加上光導體“光衰”的影響?墨粉圖像"不可能完全轉移到打印紙上 ,那么殘留在感光鼓表面墨粉的多少,直接影響到打印質量的好壞。

    如果感光鼓表面上的殘留墨粉不能徹底的清除干凈,就會被帶入下一個打印周期,破壞新生 成的“墨粉圖像”。所以要對感光鼓表面進行徹底的清潔,這就需要一個感光鼓清潔器。激光打印機有兩種清潔的方法:橡膠刮板清潔和毛刷清潔。它們的作用都是對感光鼓 表面進行清潔。

    (1)刮板清潔

    橡膠清潔刮板是用尿醛樹脂制作,有一個平直的刀刃且具有耐磨性和柔韌性。刀刃與感光鼓表面形成一個剪切角并有一定壓力。當感光鼓載著殘留在表面的墨粉旋轉時,殘留 墨粉被清潔刮板刮入廢粉收集倉內。與刮板相對的位置上還有一個止回片,以防止清潔后廢粉的飛出。由于橡膠刮板始終與感光鼓剪切并具有一定壓力,會造成感光鼓表面的磨損,在刮板刃部涂有潤滑粉。如果清潔刮板刀刃有損傷,殘留在感光鼓表面的墨粉便不能被徹底清除,使下一個打印周期的圖像重疊而產生不良的打印效果。

    (2)毛刷清潔

    毛刷清潔,就是利用旋轉的輥筒毛刷,對感光鼓表面殘留墨粉進行清潔,把殘留墨粉 掃除,抖落到廢粉收集倉內。毛刷一般用人造纖維制作,在旋轉時與感光鼓摩擦掃除殘留墨粉,同時利用摩擦產生的靜電吸附殘留墨粉,使墨粉不致飛揚而污染打印機其他部件。使用毛刷清掃的方式由于對感光鼓的表面磨損小,所以可延長感光鼓的使用壽命。

    (3)廢粉收集倉

    廢粉收集倉就是回收清潔殘留墨粉裝置。收集后的墨粉一般情況下不再利用。因為, 收集后的墨粉中會有很多的雜質,會影響到打印質量,也有些打印機采用循環墨粉的使用方式。被刮除的墨粉由一個螺旋送粉裝置送回到供粉倉內,循環使用。但使用一段時間后,新 粉的補充量不足或新舊粉不能充分混合,打印質量會下降很多。


    機械傳動

    打印過程中紙張的傳送由電子控制系統控制機械裝置完成傳遞動作。其中包括傳動齒輪、光電感應器的遮擋杠桿和搓紙輪的動作。機械傳動系統,因機型不同,結構有所差別, 但工作原理基本一致。高檔機型機械結構較為復雜一些。如中檔以下的一般無“打印紙對齊”裝置,而高檔機除有此裝置以外,還有“進紙卷取器”和“出紙卷取器”。多個卷取裝置,可使打印紙的傳輸更加平穩,也會減少“卡紙”現象。機械傳動系統主要是各部件之間的齒輪傳遞,較為直觀。下面講講機電器件的機械傳遞動作是如何完成的。

    (1)吸引式電磁離合器

    惠普系列打印機的送紙裝置,就是采用吸引電磁離合器控制進紙凸輪的止動與旋轉,來完成紙張輸送。當電磁鐵接受控制電路的信號電壓,電磁鐵線圈有電流流過,產生電磁場 吸合銜鐵,凸輪釋放,由傳動齒輪帶動搓紙輪一同轉動,搓紙輪表面有橡膠層,隨著搓紙輪旋轉,凸輪前緣帶動一張打印紙進入打印通道。

    (2)摩擦式電磁離合器

    惠普、佳能,愛普生等系列高檔機型打印機的送紙裝置,多采用摩擦式電磁離合器,直 接帶動搓紙輪、紙對齊輪送紙。它的工作原理是:當電流信號流過電磁離合器內部線圈產生電場,離合器中間的聯動叉被推向聯軸器一端,兩片摩擦片產生摩擦止動,由撥叉帶動搓紙 輪旋轉將打印紙送入打印機內的“紙對齊輥”前沿并使打印紙稍微弓起,打印紙與對齊輥對齊。此時,對齊輥不轉動,當對齊輥離合器接受命令旋轉,就將打印紙送入打印通道(摩擦 式電磁離合器的搓紙輪是圓形而不是凸輪形狀)。

    (3)傳感器

    光電傳感器是由一個發光二極管和光敏二極管分別裝到兩個密封小盒子內。在兩支二極管相對位置,各有一個感應窗。平時2個窗中間有一個杠桿遮擋片,遮擋發光二極管的 光束。光敏二極管不受光,也就不能導通,邏輯電路也不工作。當運動中的打印紙把光電感應器中間的遮擋片杠桿撞開時,發光二極管的光束射向光敏二極管,光敏二極管受光導通,通知邏輯控制電路發出指令,以控制打印機下一個時段的工作。激光打印機的打印紙感應器、送紙感應器、出紙感應器都采用光電傳感器。它是主控電路的邏輯控制器件,用來實現打印工作的時序控制。如果在打印工作中的規定時段內,沒有感應到應有的動作,邏輯電路立即向主控電路發出一個“終止”信息,使打印機停止工作,同時顯示面板也會顯示出“錯誤”信息,等待檢查或維修。


    電子控制

    激光打印機所有裝置的運行、靠一個控制系統實現,這個系統稱之為“電子控制系統”。不同機型的控制系統有所不同,但工作原理基本相同。電子控制系統主要由以下幾部 分組成。

    (1)供電電路

    為打印機各部分提供控制電壓。供電電路由220V交流電經整流、濾波、變壓,為激光打印機提供24V、5V直流工作電壓。

    (2)接口電路

    為計算機與打印機建立通訊。接收計算機數據信息,并將其轉換為打印機語言,給打 印機主控電路提供打印數據。接口電路包括微處理器(CPU)。存儲器(RAM/ROM)。

    (3)主控制電路

    主控制電路是將接口電路接收的數據,按照命令方式控制打印機各個裝置協同工作以完成打印過程。

    (4)掃描驅動電路

    將接收的計算機信息經高頻振蕩器生成激光束,并控制掃描電機勻速旋轉,帶動掃描 鏡,完成對感光鼓的掃描曝光,使之形成靜電潛像。

    (5)主電機驅動電路

    按主控電路發出的指令,驅動主電機旋轉,經齒輪傳動裝置,傳遞動力給各部分運行工作。

    (6)高壓轉印電路

    該電路是將供電電路提供的低壓電,經變壓器變成高電壓提供感光鼓充電和轉印輥轉印所需要。



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