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绝对原创!绝对干货!激光打印机工作原理!
时间:2022-07-23 16:56:35  来源:本站原创  作者:粉墨人生
激光打印机有着打印速度快,故障率低,可靠性高等优点,成为了企业和政府首选的办公文印设备。

激光打印机我们每天都要用,可是它的工作原理,却是鲜为人知。在很多人眼里打印机是一个充满神秘色彩的设备:把白纸放进去,为什么就能印出黑字?

接下来,我将以最简单的理论,来给大家科普其工作原理。

激光打印机并非家用电器,而是精密仪器,不属于IT行业而是OA行业。激光打印机涵盖了多个领域:光学成像,轻机械,半导体,还有软件方面的算法,以及打印语言。

激光打印机和复印机原理基本相同,均采用了和复印机相似的静电照相技术,将要打印的内容转换为感光鼓上的以像素点为单位的位图图像,再通过静电成像将文件转印到纸上。

1938年,美国人“卡尔逊”将一块涂有硫磺的锌板用棉布在暗室中摩擦,使之带电,然后在上面覆盖以带有图像的透明原稿,曝光之后撒上石松粉末即显示出原稿图像。这是静电复印的原始方式。

上世纪60年代,美国施乐公司发明了激光打印机,最初的激光打印机可以看作是奢侈品,不光是机器贵,耗材更贵。

激光打印机虽然出现的很早,但真正普及和推广是从80年代初开始的,80年代初日本佳能公司研发了新的硒鼓形式,以及加热技术,我们熟知的“定影膜加热技术”还有“一体式硒鼓”都是佳能公司的专利。

佳能2900

惠普引以为傲的HP LaserJet 1020其实和佳能LBP-2900师出同门,号称性价比之王的12a硒鼓,其实就是CRG-303。

惠普1020

佳能不仅拉低了激光打印机的售价,也降低了使用门槛和成本,现如今不光激光打印机,整个打印机行业都被日企所控制。

奔图打印机

放眼整个中国打印机市场,国产打印机品牌聊寥寥无几,最为出名的是奔图和联想,前者是直接换logo后者是使用别人的技术,奔图三大件是三星的:硒鼓、定影器、激光器,虽然硬件是别人的,可是软件层面和主控芯片是自主研发,而联想是直接brother换logo。

联想打印机

打印机从接受到指令,再将文件打印出来,需要经过2个阶段:数据传输和静电成像。

先说说数据传输阶段,静电成像阶段稍后再讲。

我们可以把计算机比作猫,打印机可以比作狗,猫和狗想要沟通肯定是要通过翻译的。

当用户选择了要打印的文档,并按下了打印按钮,计算机会把要打印的文档通过打印机端口传送给打印机,打印语言会对文档内容进行翻译,并转换成打印机可以识别的语言,这样才能将文件打印到纸上。

打印机和电脑想要通信,必须通过有线或者无线连接。有线接口分为: usb (串口)和LPT (并口),以及RJ45 (网络接口)。
usb打印线

LPT打印接口

网络打印接口
 

无线网络打印和有线网络打印原理基本一致,这类打印机配备了无线网卡,和手机或者笔记本一个道理,连接至wifi网络即可,通过电脑添加打印机ip地址(必须和打印机在一个网段),即可连接成功。

现在的激光和喷墨打印机都使用的是usb接口,由于传输速度过慢,LPT基本上已经被这两种打印机淘汰。

现在,只有针式打印机才配备LPT接口,网络接口只有喷墨和激光打印机有,针式打印机绝大多数机型都只有usb和LPT,只有个别机器支持网络打印。

打印机语言分为: PS和PCL以及GDI还有佳能公司的UFR II

PCL打印语言(Printing Control Language)是惠普公司的专利,这个专利是开放式的完全免费,所有打印机厂商都可以使用,兼容性最好。

PS打印语言(Postscript) Adobe公司的专利,打印机厂家必须付费才能使用, 因此搭载Postscript语言的打印机售价较高。

GDI打印语言(Windows GDI),是Windows自带的打印语言,也就是说完全是免费的。不过,现在已经很少有打印机支持。GDI语言一般用于内存较小的机型,也就是低端打印机。

当用户点击打印按钮之后,计算机会先调用操作系统提供的GDI函数,对打印文件进行光栅化处理,这时计算机已经完成了对打印内容的“翻译”打印机只需要负责接受命令即可,这对于低端打印机来说也算是个福音。

UFR II(Ultra Fast Rendering)则是佳能公司所专有的一种打印语言,与PCL语言相似,但集PCL之快速与PostScript之多用的优点于一身,摒弃了两者之缺陷。

以上就是数据传输阶段,下面是静电成像阶段。

上文提到,静电成像理论是由美国人“卡尔逊"率先提出,因此可称之为:“卡尔逊成像法” 或者“静电成像法”。

激光打印机三大件

基本过程分为七个步骤:充电、曝光、显影、转印、定影、 清洁、消电。

1、充电步骤
感光鼓

充电棒

打印机在接收到命令以后,会给充电棒(有些机器是电晕丝),充电棒与鼓芯(感光鼓)接触后,会在鼓芯表面形成均匀的正电荷。

2、曝光步骤

激光打印机之所以称之为激光打印机,就是因为其内部有一个叫做激光器的部件。该部件也是激光打印机的三大件之一,激光器,核心部件还有定影器和硒鼓。


 
激光器

当激光器接收到打印任务以后,会用激光照射鼓芯(感光鼓),形成带有正电荷的内容潜像。

3、显影步骤

显影仓磁棒

显影辊其实就是一根磁棒,碳粉中含有磁铁,可以将碳粉吸附到显影辊上,刮板会将多余的碳粉刮走,在显影辊上形成薄薄的一次碳粉,随着显影辊和感光鼓的转动,带有负电荷的碳粉会被均匀吸附在 感光鼓带正电荷的部分。(异性相吸)

4、转印步骤

 
转印组件

转印辊上带有正电荷,当纸张在转印辊上运行时,会带上强大的正电荷,这样才能吸附感光鼓上带负电荷的碳粉,形成真正的图像。

5、定影步骤

纸张上的碳粉,必须要经过定影器加热以后才能使其牢固,如果没有经过定影步骤,打印出来的内容用手一摸就掉,严重影响使用体验。
 

激光打印机定影器

纸张经过定影器的时候,压力辊和加热管会将碳粉压进纸张纤维,并且凝固在纸张表面,使其不易掉色。其中,加热温度的控制,是图像定影质量好坏的关键。

6、清洁步骤

激光打印机刮板

打印完成后鼓芯上会有多余的碳粉,清洁刮板会将其刮走,收集在了废粉仓,方便下次打印时不影响效果。

7、消电步骤

消电就是消除感光鼓表面残余电荷,由于充电时在感光鼓表面沉积的静电荷 ,并不会因所吸附的碳粉颗粒转移而消失,在转印后仍留在感光鼓表面,如果不及时清除,会影响后续打印效果。

以上就是激光打印机的工作原理,本文仅用于学习交流之用,严禁用于商业用途,如需深入学习请参阅相关文献。

打印机是一个较为复杂的设备,维修门槛较高,如果能把工作原理搞明白,了解各个部件的作用,在维修和维护的时候也会相对容易一些。
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