【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 響打印質(zhì)量。 ③ 光電導(dǎo)性好。 光電導(dǎo)性是感光鼓的重要指標(biāo)，它直接影響到打印質(zhì)量的好壞。因?yàn)楦泄夤倪B續(xù)工作在充電、放電的循環(huán)過(guò)程中，要求充電時(shí)電位上升快，表面飽和電位比應(yīng)用電位要高；否則 ，初始電位上不去，也將影響打印質(zhì)量。充電后的感光鼓暗衰減要小，否則保持不往表面電位，不能形成必要的電位差潛像。感光鼓曝光后放電要快，即光衰迅速。放電越徹底越好 。因?yàn)槭Ｓ嚯娢坏亩嗌伲扔绊憹撓竦姆床?，又?huì)帶來(lái)打 印品的 底灰 。 ④ 耐疲勞。感光鼓在使用的過(guò)程中，打印機(jī)要對(duì)其進(jìn)行反復(fù)充電，因而要具有良好的耐疲 勞性能，在規(guī)定的壽命時(shí)間內(nèi)，打印質(zhì)量不能因連續(xù)使用而下降。感光鼓的光導(dǎo)特性穩(wěn)定性 要好，應(yīng)滿足連續(xù)使用的要求。 激光打印機(jī)使用的感光鼓，一般為三層結(jié)構(gòu)。第一層是鋁合金圓筒（導(dǎo)電層），第二層是 在圓筒表面上采用真空蒸鍍的方法，鍍上一層 光導(dǎo)體材料（光導(dǎo)層），第三層是在光導(dǎo)材料的外面再鍍一層絕緣材料（絕緣層）。有的感光鼓為了更好地釋放電荷，在光導(dǎo)層與鋁合金導(dǎo)電層中間，加鍍一層超導(dǎo)材料， 以使電荷更迅速地釋放。 感光 鼓表面的絕緣層，一是為提高耐磨性能，增加使用壽命；二是為光導(dǎo)層提供保護(hù)， 防止光導(dǎo)體的磨損，保持光導(dǎo)體的光電導(dǎo)特性。 導(dǎo)電層鋁合金筒與激光打印機(jī)的地線相連，使曝光后的電位迅速釋放。它是一個(gè)精度非常高的圓筒，在運(yùn)轉(zhuǎn)的過(guò)程中，能保持勻速運(yùn)轉(zhuǎn)及保持均勻電荷。 5 數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)譯與傳遞 數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)譯：要打印完整的文字、圖像，除激光打印機(jī)本身的功能外，還必須機(jī)電一體化產(chǎn)品激光打印機(jī)系統(tǒng)分析 7 通過(guò)計(jì) 算機(jī)把要打印 內(nèi)容，即文字或圖像用文字處理軟件或圖形處理軟件，編輯成具有一定格式的計(jì)算機(jī)語(yǔ)言。 其描述的內(nèi)容都是由計(jì)算機(jī)編輯軟件決定，與激光打印機(jī)沒(méi)有 任何關(guān)系。當(dāng)我們選定了打印 機(jī)命令，并按下確定打印按鈕后，計(jì)算機(jī)把編輯好的數(shù)據(jù)通過(guò)打印機(jī)接口傳送給打印機(jī)，由打印機(jī)驅(qū)動(dòng)程序把打印的內(nèi)容進(jìn)行解釋，并轉(zhuǎn)換成打印機(jī)可以識(shí)別的語(yǔ)言（也叫打印機(jī)語(yǔ) 言），由打印機(jī)按照自己的語(yǔ)言打印出已經(jīng)編輯好的文字或圖像。 不同型號(hào)的激光打印機(jī)，打印語(yǔ)言不同，所使用的驅(qū)動(dòng)程序也不同。當(dāng)然也有可兼容 的打印機(jī)驅(qū)動(dòng)程序。現(xiàn)在生產(chǎn)的激光打印機(jī)，普遍采用標(biāo)準(zhǔn)打印語(yǔ)言 PCL5 或PCL6 語(yǔ)言。 數(shù)據(jù)傳送：打印機(jī)與計(jì)算機(jī)之間的通訊傳送端口有很多種，比較常見(jiàn)的是 串口 或 并口 。 EP P/ECP（ Enhanced ParalleI Port／ Extended Capabilities Port）稱為增強(qiáng)型 /擴(kuò)展型并口。 串口 由于速度較慢，一般很少采用。其他如 SCSI 接口，因速度快，大都用在較 高檔的打印機(jī)上。還有的打印機(jī)采用視頻接口（ VDO）方式與計(jì)算機(jī)通訊，通訊方式與其他 接口不同，它傳送的不是數(shù)據(jù)，而是激光束流，速度更快。它的數(shù)據(jù)是由另外一塊 視頻轉(zhuǎn) 換卡 來(lái)完成，但因它與計(jì)算機(jī)共亨內(nèi)存，要求計(jì)算機(jī)有足夠的緩存空間。一般印刷排版行 業(yè)采用此種接口的打印機(jī)較多。有的高檔打印機(jī)帶有多種接 口，可同時(shí)接多臺(tái)計(jì)算機(jī)?，F(xiàn)在 生產(chǎn)的很多打印機(jī)配備速度更快的 USB 接口。 當(dāng)打印控制器從計(jì)算機(jī)接收數(shù)據(jù)之后，打印機(jī)一般采取兩種工作方式：一種是把數(shù)據(jù)直接送給解釋器執(zhí)行打印，稱為 段工作方式 ，這種方式工作的打印機(jī)不需要很多的緩存 和內(nèi)存，普通型的打印機(jī)多采用此種工作方式。另一種是把傳輸?shù)臄?shù)據(jù)存儲(chǔ)在打印機(jī)內(nèi)部的 硬盤(pán)中，待使用時(shí)可隨時(shí)打印出來(lái)，也稱為 池工作方式 ，很多高檔打印機(jī)使用這種工作 方式。它的優(yōu)點(diǎn)是當(dāng)許多用戶共享一臺(tái)打印機(jī)時(shí)，可同時(shí)發(fā)出打印命令而不必等待，并可節(jié) 省數(shù)據(jù)通訊傳輸?shù)牡却龝r(shí)間，但其價(jià)格也 較貴。 6 光柵或點(diǎn)陣潛像的生成 激光打印機(jī)打印出的文字或圖像，如果在放大鏡下觀察，就會(huì)發(fā)現(xiàn)文字或圖像是由很多的 白點(diǎn)和黑點(diǎn)組成（也叫點(diǎn)陣圖形），與普通的點(diǎn)陣式打印效果相似。前者是通過(guò)控制激光 束的開(kāi)與關(guān)實(shí)現(xiàn)點(diǎn)陣排列，而后者則是通過(guò)打印針擊打來(lái)實(shí)現(xiàn)點(diǎn)陣排列。 機(jī)電一體化產(chǎn)品激光打印機(jī)系統(tǒng)分析 8 光柵圖像是一種視頻數(shù)字圖像，需要打印機(jī)中的光柵轉(zhuǎn)換器把視頻數(shù)據(jù)進(jìn)行光柵化處 理，轉(zhuǎn)換成打印機(jī)使用的點(diǎn)陣圖像打印，所謂光柵圖像是由獨(dú)立的點(diǎn)所組成的圖像。如報(bào)紙 上印的或電視屏幕上顯示的圖像就是光柵圖像。 激光打印機(jī)的點(diǎn)陣排列是由二進(jìn)制數(shù)據(jù)組成的方 陣控制，每個(gè)點(diǎn)對(duì)應(yīng)一個(gè)二進(jìn)制數(shù)位， 由運(yùn)算控制器控制激光器向感光鼓表面射出一束激光，稱為 曝光 ，被曝光的 點(diǎn) 稱為 像素點(diǎn) 。要打印一個(gè)文字或一幅圖像，需要很多的 像素點(diǎn) 組成。因此，單位面 積內(nèi)像素點(diǎn)的數(shù)目越多，打印的分辨率就越高。如果一個(gè)激光掃描裝置，沿感光鼓軸向水平 表面，射出每英寸 300 個(gè)點(diǎn)，并且感光鼓由主電機(jī)帶動(dòng)按照 1／ 300分勻速旋轉(zhuǎn)，那么，激光 打印機(jī)就能以每平方英寸 300 300DPI 的分辨率打印出文字或圖像。現(xiàn)在，高檔的激光打 印機(jī)的輸出精度可以達(dá)到 2400DPI。由像素點(diǎn)形成點(diǎn)陣圖像 ，還要經(jīng)過(guò)聲光調(diào)制器、高頻驅(qū) 動(dòng)器、掃描器同步器和光學(xué)系統(tǒng)共同完成。 聲光調(diào)制器 大家知道，電視機(jī)接收到的圖像和聲音是由電視臺(tái)將聲光信號(hào)調(diào)制為電信號(hào)發(fā)射出來(lái)的。電視機(jī)接收到電信號(hào)再經(jīng)過(guò)解調(diào)，還原成圖像和聲音。激光打印機(jī)激光器射出的光束 也載有數(shù)據(jù)信息，這些信息的轉(zhuǎn)換過(guò)程也類似于電視機(jī)信息傳遞過(guò)程。只是此過(guò)程是由聲光 調(diào)制器轉(zhuǎn)換的。聲光調(diào)制器的調(diào)制頻率可達(dá) 30MHz 左右，特性穩(wěn)定，因此大多數(shù)的激光打 印機(jī)都采用這種調(diào)制器。聲光調(diào)制器的工作原理是利用聲光效應(yīng)所產(chǎn)生的布雷格衍射的特 點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)對(duì)激光束 傳播方向的控制。激光束欲完成圖文信息的映像任務(wù)，必須用圖文信息進(jìn) 行調(diào)制，恰如電視臺(tái)將圖像及聲音信號(hào)調(diào)制到無(wú)線電波上去，方能在電視機(jī)中解調(diào)出圖像與聲音信號(hào)一樣。聲光調(diào)制器的工作原理，是利用聲光效應(yīng)產(chǎn)生布雷格衍射，若在玻璃及晶體 等超聲媒質(zhì)中產(chǎn)生超聲波，便將引起周期性的折射率變化，而成為相位型衍射柵，光柵常數(shù) 等于超聲波波長(zhǎng)，當(dāng)激光束射到超聲媒質(zhì)中時(shí)，激光束即產(chǎn)生衍射，衍射光的強(qiáng)度及方向會(huì) 隨超聲波的頻率及強(qiáng)度而變化，即為聲光效應(yīng)。 當(dāng)向玻璃或晶體發(fā)射超聲波而產(chǎn)生反射，由入射角折射的光線傳播而形成相位變化的衍 射光 柵，光柵常數(shù)等于超聲波的波長(zhǎng) λ。如果激光束射入超聲媒體中，激光束就會(huì)產(chǎn)生衍射，衍 射光的強(qiáng)度和方向隨超聲波的頻率和強(qiáng)度的變化而變化，這就是聲光效應(yīng)。根據(jù)波干涉的加 強(qiáng)條件，入射光和衍射光的方向滿足布雷格方程： θi=θd=θB sinθB=λ/2A=λf/2v (v=fA) 機(jī)電一體化產(chǎn)品激光打印機(jī)系統(tǒng)分析 9 式中： θi：入射光與超聲波面的夾角； λ：光在介質(zhì)中的波長(zhǎng)； θd： 衍射光與超聲波面的夾角； A：超聲波波長(zhǎng)； θB：布雷格角； f：超聲波頻率。 θB很小時(shí)， sinθB≈θd，則方程可簡(jiǎn)化為： θi=θd=θB=λf/2v，當(dāng)衍射光和 入射光的夾角為 α?xí)r，則：α=θi+θd=2θB=λf/v。 式中 α為偏轉(zhuǎn)角，它與超聲波的頻率成正比。改變超聲波頻率 f,就可以改變偏轉(zhuǎn)角 α，從而達(dá)到控制激光束方向的目的。 按布雷格衍射理論，當(dāng)超聲波維持一種頻率的高頻信號(hào)時(shí)，入射的激光束除產(chǎn)生一條 0 級(jí)光外，還產(chǎn)生一條 1 級(jí)衍射光。 0 級(jí)光控制同步器和高頻信號(hào)的起停， 1 級(jí)衍射光對(duì)感光 鼓曝光形成像素點(diǎn)。 布雷格衍射在超聲波只有一種高頻信號(hào)時(shí)入射的激光束除產(chǎn)生未偏轉(zhuǎn)的 0 級(jí)光外，尚產(chǎn)生 一條 1 級(jí)衍射光，聲光調(diào)制器在改變光束的傳播時(shí)，還使 0 級(jí)及 1 級(jí)光的強(qiáng)度隨調(diào)制信號(hào)而變 化，若有若干個(gè)不同的高頻正統(tǒng)波被加到換能器上，則能產(chǎn)生若干條衍射光，稱這種現(xiàn)象為 多頻衍射。在激光打印機(jī)中，高頻驅(qū)動(dòng)電路的作用，即是產(chǎn)生多個(gè)高頻正弦波信號(hào)，供聲光調(diào)制器使用。典型的高頻信號(hào)源，可產(chǎn)生 9個(gè)高頻信號(hào)，經(jīng)聲光器件產(chǎn)生 9 條衍射 光。這 9 條高頻信號(hào)頻率應(yīng)穩(wěn)定，波形失真小，在相加電路中相加到一起送往換能器時(shí)，需各個(gè)頻率的信號(hào)相互影響小，不產(chǎn)生畸變，以便保證經(jīng)衍射后的衍射光有較好的線性。 掃描器 要使經(jīng)過(guò)聲光調(diào)制器后的激光束在感光鼓上產(chǎn)生文字或圖像，激光束需要完成橫向 和縱向兩個(gè)方向的運(yùn)動(dòng) ，不能依 *激光器運(yùn)動(dòng)來(lái)實(shí)現(xiàn)，因?yàn)橛晒怆娖骷\(yùn)動(dòng)而帶來(lái)的振動(dòng)會(huì) 影響激光束的精度。所以激光打印機(jī)的激光器采用固定式結(jié)構(gòu)，而由一個(gè)多面旋轉(zhuǎn)的反射鏡 來(lái)完成激光束橫向掃描，依 *感光鼓的旋轉(zhuǎn)實(shí)現(xiàn)縱向掃描。 欲使經(jīng)調(diào)制后的激光束在感光硒鼓上產(chǎn)生文字與圖像，尚應(yīng)完成橫向（沿打印紙行的方向）及縱向兩個(gè)方向運(yùn)動(dòng)。縱向運(yùn)動(dòng)是依 *硒鼓的旋轉(zhuǎn)來(lái)完成，而光束的橫向運(yùn)動(dòng)則由掃描 器來(lái)完成。按工作方式掃描器分聲光式、電光式、檢流計(jì)式及轉(zhuǎn)鏡式等。鑒于轉(zhuǎn)鏡式掃描 器有掃描角度大、分辨率高、光能損耗小及結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)，而被廣泛用于激光打印機(jī) 中。為了減少多面鏡旋轉(zhuǎn)時(shí)產(chǎn)生的非線性誤差，轉(zhuǎn)鏡的幾何精度的誤差及轉(zhuǎn)鏡驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速不穩(wěn)等，引起的縱向間距和字符的軌跡不均勻等缺點(diǎn)，一般在掃描器中還裝有一個(gè)同步信 號(hào)傳感器。此傳感器是使用布雷格衍射產(chǎn)生的 0 級(jí)光，不產(chǎn)生偏轉(zhuǎn)，從而經(jīng)多面轉(zhuǎn)鏡反射后具有照射位置固定的特點(diǎn)，將其作為同步信號(hào)，用來(lái)控制高頻信號(hào)發(fā)生器的起停，可保證 掃描間距一致，消除上述誤差。 機(jī)電一體化產(chǎn)品激光打印機(jī)系統(tǒng)分析 10 為使掃描器產(chǎn)生的掃描光束集成規(guī)定的大小，并在感光鼓上進(jìn)行勻速直線運(yùn)動(dòng)，應(yīng)采用較 好的光路系統(tǒng)。光路系統(tǒng)根據(jù)透鏡處于掃描器的前后位置，分物鏡前／后型兩種形式，由于 物鏡后型在掃描較大圖形時(shí)失真嚴(yán)重，很少采用。物鏡前型掃描線較直，但亦有失真，由于后來(lái)生產(chǎn)的激光打印機(jī)中，采用多個(gè)透鏡組合在一起的廣角聚焦鏡，焦距為 300mm，多面 轉(zhuǎn)鏡的物距為 37mm，失真度僅為 0． 0011%，已能完全滿足激光成像的要求。 激光打印機(jī)用的多棱掃描器（鏡），一般有二面鏡、四面鏡、六面鏡三種，由掃描電機(jī) 帶動(dòng)旋轉(zhuǎn)，完成橫向的掃描運(yùn)動(dòng)。它是保證激光打印機(jī)打印精度的關(guān)鍵部件。 掃描器完成橫向掃描的原理為： 我們?cè)O(shè)定 MN 為掃描器的一個(gè)鏡面。當(dāng)入射激光束射到 MN 面的 A 點(diǎn)上時(shí)，若入射角 為 θ?i，則反射 光束以反射角 θ?d反射出來(lái)，θ?i=θ?d，當(dāng) MN 轉(zhuǎn)過(guò)一個(gè)角度 φ，而入射光束方向不變，則反射光束轉(zhuǎn)過(guò) 2φ，也就是反射光束以 MN 的兩倍角旋轉(zhuǎn)。如果 P 為反射光 點(diǎn)在感光鼓的一端，而 P1 為反射光點(diǎn)，在感光鼓的另一端就完成了對(duì)感光鼓的橫向掃描， 當(dāng)然掃描器的旋轉(zhuǎn)速度是極快的，所以 P～ P?1 之間也形成很多的反射激光束點(diǎn)。 當(dāng)主電機(jī)帶動(dòng)感光鼓旋轉(zhuǎn)，同時(shí)也完成縱向掃描的反射激光束點(diǎn)，就這樣最終完成文字或圖像的點(diǎn)陣排列。 同步器 掃描器在掃描電機(jī)的帶動(dòng)下飛速旋轉(zhuǎn)，由于掃描電機(jī)旋轉(zhuǎn)時(shí)產(chǎn)生的非線性失真及掃描 器幾何精度 的誤差，會(huì)引起縱向間距和字符軌跡不均勻。在掃描系統(tǒng)中，裝有一個(gè)同步信號(hào) 傳感器，同步傳感器利用布雷格衍射產(chǎn)生的 0 級(jí)光不發(fā)生偏轉(zhuǎn)的性質(zhì)，經(jīng)過(guò)掃描器（鏡）反 射后，照射同步傳感器的吸收窗轉(zhuǎn)換為同步信號(hào)，用它來(lái)控制高頻信號(hào)發(fā)生器的起停，從而 保證掃描問(wèn)距的一致，消除誤差。 光學(xué)系統(tǒng) 為使掃描器反射產(chǎn)生的激光束，聚集形成規(guī)定大小的光點(diǎn)，消除光束傳播過(guò)程中的漫射，需要用一組光學(xué)透鏡對(duì)光束進(jìn)行調(diào)制，提高掃描精度。它包括：弧面透鏡、球面透鏡、 反射鏡。這組透鏡只有將激光束校正失真度為 0． 1‰，才能滿足激光成像的技 術(shù)要求。 7 電子顯像系統(tǒng) 激光打印機(jī)是精密的機(jī)械系統(tǒng)，它利用光、電、熱的物理、化學(xué)原理通過(guò)相互作用輸 出文字或圖像，這些復(fù)雜的過(guò)程都由一個(gè)電子控制系統(tǒng)來(lái)實(shí)現(xiàn)，稱為電子顯機(jī)電一體化產(chǎn)品激光打印機(jī)系統(tǒng)分析 11 像系統(tǒng)。 靜電成像 的理論是美國(guó)人卡爾遜首先提出的，因此也稱為卡爾遜法?；蚍Q為放電成像法。基本過(guò)程可分為充電、曝光、顯影、轉(zhuǎn)印、定影、清潔、消電 7個(gè)步驟，其中 5 個(gè)步驟是圍繞電子顯像系統(tǒng)進(jìn)行的。 充電 感光鼓表面光導(dǎo)體材料在不見(jiàn)光的情況下為絕緣體，呈中性狀態(tài)，不帶有任何電荷。 要實(shí)現(xiàn)在光導(dǎo)體表面的 靜電潛像 ，必須在光導(dǎo)體 表面進(jìn)行充電，使之荷電。只有這樣， 當(dāng)激光束掃描到光導(dǎo)體上時(shí)，光導(dǎo)體被曝光的點(diǎn)導(dǎo)通，形成光束點(diǎn)陣。點(diǎn)陣電荷與基體導(dǎo)通 形成 電位差潛像 ，當(dāng)感光鼓旋轉(zhuǎn)到與顯影磁輥相切位置時(shí)，把磁輥上載有與光導(dǎo)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(xiàn)出墨粉圖像。 欲使感光鼓能按照?qǐng)D文信息吸附上碳粉，應(yīng)先對(duì)硒鼓進(jìn)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(dāng)硒鼓表面與鎢絲非常接近時(shí)，周圍的空氣 被電離產(chǎn)生電暈放電，使感光鼓帶上了電荷。電壓的正負(fù)由鎢絲所帶的電壓決定，若光導(dǎo)材 料為硒碲合金時(shí)，則充正電，感光鼓旋轉(zhuǎn)一周后使整個(gè)表面均被充電。 激光打印機(jī)對(duì)感光鼓充電的方法，因機(jī)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(duì)感光鼓表面充電。 早期生產(chǎn)的激光打印機(jī)采用電極絲及柵網(wǎng)復(fù)合的結(jié)構(gòu)充電的較多，現(xiàn)在新型激光打印 機(jī)大部分采用充電膠輥（ FCR）對(duì)感光鼓充電。當(dāng)高壓發(fā)生器送到電極絲一個(gè)高壓電后，電 極絲與柵網(wǎng)之間形成一個(gè)強(qiáng)電場(chǎng)，并釋放出電 暈。使電極絲與感光鼓之間的空氣發(fā)生電離，空氣離子向感光鼓表面遷 移，使光導(dǎo)體（感光鼓）表