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作为电脑的输出设备之一,印表机的技术也在随着科技的发展不断更新换代,雷射印表机就是科技发展下的一种产物,分为黑白雷射印表机和彩色雷射印表机两种。那么,雷射印表机原理是怎么样的呢?下面就为大家介绍下雷射印表机工作原理。
雷射印表机原理
1、工作原理
黑白、彩色雷射印表机,其基本工作原理是相同的,都采用“静电照相”技术,将列印内容转变为硒鼓上以图元点为单位的点阵点阵图图像,再转印到打印纸上。
2、列印引擎的工作原理
列印引擎的主要功能是控制列印控制器将接收到的列印内容转印到打印纸上,它包括镭射扫描器、反射棱镜、硒鼓、碳粉盒、定影辊、充电辊和送纸机构等。工作原理:来自列印控制器的光栅点阵图图像资料,首先被输入镭射扫描器,转换为镭射扫描器的雷射光束资讯,通过反射棱镜对硒鼓充电, 硒鼓表面形成了以正电荷表示的与列印图像完全相同的图像资讯,然后吸附碳粉盒中的碳粉颗粒,形成硒鼓表面的碳粉图像,再利用正负电荷相互吸引的原理,硒鼓的碳粉图像便转印到打印纸上,再经过热转印部件加热,使碳粉颗粒完全与纸张纤维吸附,形成牢固的列印图像。
3、列印控制器的工作原理
列印控制器的主要功能是通过介面或网路与电脑通信,接收电脑发送的控制和列印资讯,同时向电脑传送印表机状态资讯。列印控制器实质上就是一台功能完整的电脑,包括通信介面、微处理器、记忆体和控制介面四种基本功能模组,有些高端机型还配置了硬碟。
4、雷射印表机的成像转印过程
雷射印表机是将镭射扫描技术和电子照相技术相结合的列印输出设备,由充电系统、曝光系统、显影系统、转印系统和定影系统等部件组成。成像转印过程包含以下6个步骤:
第1步:充电
充电过程是指完成对硒鼓的充电工作,以使硒鼓能按图文资讯吸附上碳粉。 充电系统主要由充电电极组成。充电电极是由一根与硒豉、轴平行的钨丝,它带有5~7kV的直流高压。目前许多雷射印表机都采用接触式充电方式。接触式充电示意图如下图所示,它虽避免了臭氧的产生,但这种方式增加了硒鼓的磨损,而且会出现充电不均匀的现象。
第2步:曝光
曝光是镭射光束照射到硒鼓表面光电导材料的过程,由雷射光束和硒鼓组成。用带有列印资料资讯的雷射光束扫描硒鼓表面时,被光照射的部分与硒鼓导电层直接导通,电荷迅速消失,而未被光照射的部分则仍然维持绝缘状态,进行暗衰过程,因此基本保持着高电位。在曝光结束的瞬间,产生了不可见的文字或图像的静电潜像。
第3步:显影
显影也称显像, 由显影器和搅拌器组成,其作用是将静电潜像变成可见的图像。显影器中装有铁粉和碳粉,通过搅拌器的作用,使铁粉与碳粉摩擦带电。经摩擦后的铁粉带正电,碳粉带负电,铁粉被碳粉包围,而吸附了碳粉的铁粉又被永久磁铁吸附,形成一层铁粉和碳粉混合物,形如磁刷。当硒鼓表面从磁刷下经过时,碳粉因带负电荷而被吸附到硒鼓表面上,在鼓上形成可见的碳粉图像。
第4步:转印
转印系统的作用是将硒鼓上的碳粉图像转印到普通纸上,由硒鼓和静电棒组成。当带正电的碳粉随硒鼓转到打印纸附近时,在纸的后面安装有静电棒,静电棒的电压高达500V~1000V,静电吸引力使打印纸紧贴在光导板上,同时带负电荷的碳粉被吸附到纸的表面。 目前,雷射印表机的转印方法有两种,一种是电晕放电转印;另一种转印方法是放电胶辊转印。与电晕放电转印不同的是这种方式采用的是放电胶辊而不是电极。
第5步:定影
定影是将吸附在纸上的碳粉永久地固定在打印纸上的过程,由定影热辊、定影辊驱动机构组成。吸附在纸上的碳粉,是由热熔性的树脂(定影作用)及碳粉精炼而成。碳粉的熔化温度约为l00℃,热辊的温度与纸张通过的速度有关,一般在150℃~180℃之间。
第6步:清洁
光电导体表面在转印后仍滞留着残余碳粉和残余电荷,如不清除,会产生重叠影像或原稿内容脏乱。清洁方法最主要有3种:放电曝光清洁、刮板清洁和毛刷清洁。放电曝光清洁是通过交流高压放电配之以充分曝光来消除光电导体上的残余电荷。刮板清洁是用刮板将残余碳粉刮掉。这种清洁方式与刮板式相比,对硒鼓表面磨损小,一定程度上延长了感光鼓的使用寿命。
黑白雷射印表机原理
当电脑通过电缆向印表机发送资料时,印表机首先将接收到的资料暂存在缓存中,当接收到一段完整的资料后,再发送给印表机的处理器,处理器将这些资料组织成可以驱动列印引擎动作的类似资料表的信号组,对于雷射印表机而言,这个信号组就是驱动镭射头工作的一组脉冲信号。
雷射印表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。镭射发射器所发射的镭射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。电脑所发送来的资料信号控制着镭射的发射,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胶颗粒,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,墨粉和印表机仅仅是靠电荷的引力结合在一起,在打印纸被送出印表机之前,经过高温加热,塑胶质的墨粉被熔化,在冷却过程中固著在纸张表面。
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,以便进入下一个列印回圈。
彩色雷射印表机原理
彩色雷射印表机的成像原理和黑白雷射印表机相似的,都是利用镭射扫描,在硒鼓上形成电荷潜影,然后吸附墨粉,再将墨粉转印到打印纸上,只不过黑白雷射印表机只有一种黑色墨粉,而彩色雷射印表机要使用黄、品、青、黑四种颜色的墨粉。
四种颜色,彩色列印要进行四个列印回圈,基于CMYK色系,每次处理一种颜色。这四个列印回圈有两种处理方法,一种是利用转印胶带,每处理一种颜色,将墨粉从硒鼓转到转印带上,然后清洁硒鼓再处理下一种颜色,最后在转印带上形成彩色图像,再一次性地转印到纸张上,经加热固著;还有一种方法就是某些惠普彩色雷射印表机所使用的方法,处理完一种色彩,墨粉就吸附在硒鼓上,接着处理下一种色彩,最后一次性地转印到打印纸上。
彩色雷射印表机的关键技术是色彩的合成。虽然理论上黄、品、青、黑四种基色可以合成出成千上万种缤纷的色彩,但固体的墨粉如何进行色彩混合却不象两种颜色的光束汇到一起那么简单。早期的彩色雷射印表机采用半色调技术,在处理每一点的颜色时,一种墨粉只有“有”和“无”两种状态,由于墨粉颗粒非常细微,列印“点”可以比“图元点”小很多,由不同列印点的色彩组合来决定一“图元点”最终的颜色。
雷射印表机的优点
那人们为什么要使用雷射印表机而不是更便宜的喷墨印表机呢?雷射印表机的主要优点在于其高速度、高精度和低列印成本。镭射的运动速度非常快,所以可以用比喷墨印表机快很多的速度“写入”内容。此外,由于雷射光束的直径可以发生变化,所以它可以更精确地绘制图案,同时不会浪费墨水。
雷射印表机一般比喷墨印表机昂贵,但是它的使用成本并不高--墨粉便宜而且能长时间使用,而喷墨印表机的墨水匣不仅昂贵而且墨水很快便会用尽。这就是办公场所通常使用雷射印表机作为其“坐骑”的原因,因为这些地方经常要列印很长的文档。在大多数型号的机器中,机械上的低效率会通过先进的处理效率得到补偿。典型的雷射印表机控制器可以为小型办公室中的所有人提供服务。
在雷射印表机最初上市时,由于其价格过于昂贵而无法用作个人印表机。但是之后,雷射印表机已经变得越来越便宜。现在,一台具备基本功能的雷射印表机的价格比一台好的喷墨印表机贵不了多少。
随着技术不断进步,雷射印表机的价格还将继续下降,而性能却会不断提高。我们还会看到众多的创新设计,并有可能出现对静电列印技术的全新应用。许多发明家相信,对于简单的静电所蕴含的潜能,我们现在利用到的也许只是九牛一毛!刮板清洁是用刮板将残余碳粉刮掉。这种清洁方式与刮板式相比,对硒鼓表面磨损小,一定程度上延长了感光鼓的使用寿命。
黑白雷射印表机原理
当电脑通过电缆向印表机发送资料时,印表机首先将接收到的资料暂存在缓存中,当接收到一段完整的资料后,再发送给印表机的处理器,处理器将这些资料组织成可以驱动列印引擎动作的类似资料表的信号组,对于雷射印表机而言,这个信号组就是驱动镭射头工作的一组脉冲信号。
雷射印表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。镭射发射器所发射的镭射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。电脑所发送来的资料信号控制着镭射的发射,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胶颗粒,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,墨粉和印表机仅仅是靠电荷的引力结合在一起,在打印纸被送出印表机之前,经过高温加热,塑胶质的墨粉被熔化,在冷却过程中固著在纸张表面。
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,以便进入下一个列印回圈。
彩色雷射印表机原理
彩色雷射印表机的成像原理和黑白雷射印表机相似的,都是利用镭射扫描,在硒鼓上形成电荷潜影,然后吸附墨粉,再将墨粉转印到打印纸上,只不过黑白雷射印表机只有一种黑色墨粉,而彩色雷射印表机要使用黄、品、青、黑四种颜色的墨粉。
四种颜色,彩色列印要进行四个列印回圈,基于CMYK色系,每次处理一种颜色。这四个列印回圈有两种处理方法,一种是利用转印胶带,每处理一种颜色,将墨粉从硒鼓转到转印带上,然后清洁硒鼓再处理下一种颜色,最后在转印带上形成彩色图像,再一次性地转印到纸张上,经加热固著;还有一种方法就是某些惠普彩色雷射印表机所使用的方法,处理完一种色彩,墨粉就吸附在硒鼓上,接着处理下一种色彩,最后一次性地转印到打印纸上。
彩色雷射印表机的关键技术是色彩的合成。虽然理论上黄、品、青、黑四种基色可以合成出成千上万种缤纷的色彩,但固体的墨粉如何进行色彩混合却不象两种颜色的光束汇到一起那么简单。早期的彩色雷射印表机采用半色调技术,在处理每一点的颜色时,一种墨粉只有“有”和“无”两种状态,由于墨粉颗粒非常细微,列印“点”可以比“图元点”小很多,由不同列印点的色彩组合来决定一“图元点”最终的颜色。
雷射印表机的优点
那人们为什么要使用雷射印表机而不是更便宜的喷墨印表机呢?雷射印表机的主要优点在于其高速度、高精度和低列印成本。镭射的运动速度非常快,所以可以用比喷墨印表机快很多的速度“写入”内容。此外,由于雷射光束的直径可以发生变化,所以它可以更精确地绘制图案,同时不会浪费墨水。
雷射印表机一般比喷墨印表机昂贵,但是它的使用成本并不高--墨粉便宜而且能长时间使用,而喷墨印表机的墨水匣不仅昂贵而且墨水很快便会用尽。这就是办公场所通常使用雷射印表机作为其“坐骑”的原因,因为这些地方经常要列印很长的文档。在大多数型号的机器中,机械上的低效率会通过先进的处理效率得到补偿。典型的雷射印表机控制器可以为小型办公室中的所有人提供服务。
在雷射印表机最初上市时,由于其价格过于昂贵而无法用作个人印表机。但是之后,雷射印表机已经变得越来越便宜。现在,一台具备基本功能的雷射印表机的价格比一台好的喷墨印表机贵不了多少。
随着技术不断进步,雷射印表机的价格还将继续下降,而性能却会不断提高。我们还会看到众多的创新设计,并有可能出现对静电列印技术的全新应用。许多发明家相信,对于简单的静电所蕴含的潜能,我们现在利用到的也许只是九牛一毛!
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