激光打印机 百科内容来自于: 百度百科

发展历史

激光技术出现于60年代,真正投入实际应用始于70年代初期。最早的激光发射器是充有 -氖(He-Ne)气体的电子激光管,体积很大,因此在实际应用中受到了很大限制。
70年代末期, 半导体技术趋向成熟。 半导体激光器随之诞生,高灵敏度的 感光材料也不断发现,加上激光控制技术的发展,激光技术迅速成熟,并进入了实际应用领域。
以美国、日本为代表的 科研人员,在 静电复印机的基础上,结合了激光技术与计算机技术,相继研制出 半导体激光打印机。这种类型打印机的打印质量好、速度快、无噪音,所以很快得到了广泛应用。

原理

激光打印机工作过程所需的控制装置和部件的组成、设计结构、控制方法和采用的部件会因厂牌和机型不同而有所差别,如:
①对感光鼓充电的极性不同。
②感光鼓充电采用的部件不同。有的机型使用电极丝放电方式对感光鼓进行充电,有的机型使用充电胶辊(FCR)对 感光鼓进行充电。
③高压转印采用的部件有所不同。
④感光鼓曝光的形式不同。有的机型使用扫描镜 直接对感光鼓扫描曝光,有的机型使用扫描后的反射激光束对感光鼓进行曝光。
不过,它们的工作原理基本一样。由激光器发射出的激光束,经反射镜射入声光偏转调制器,与此同时,由计算机送来的二进制图文点阵信息,从 接口送至字形发生器,形成所需字形的二进制脉冲信息,由同步器产生的信号控制9个高频 振荡器,再经 频率合成器功率放大器加至声光调制器上,对由反射镜射入的激光束进行调制。调制后的光束射入多面转镜,再经广角聚焦镜把光束聚焦后射至光导鼓(硒鼓)表面上,使角速度扫描变成线速度扫描,完成整个扫描过程。
硒鼓表面先由充电极充电,使其获得一定电位,之后经载有图文映像信息的激光束的曝光,便在硒鼓的表面形成静电潜像,经过磁刷显影器显影,潜像即转变成可见的 墨粉像,在经过转印区时,在转印电极的电场作用下,墨粉便转印到普通纸上,最后经预热板及高温热滚定影,即在纸上熔凝出文字及图像。在打印图文信息后,清洁辊把未转印走的墨粉清除 ,消电灯把鼓上残余电荷清除,再经清洁纸系统作彻底的清洁,即可进入新的一轮工作周期。
产生激光的光源,和普通的光源明显不同。如普通白炽灯光源是通过电流加热钨丝的原子到激发态,
处于激发态的原子不断地自发辐射而发光。这种普通的光源具有很大的散射 性和漫射性,不能控制形成集中的光束,也就不能应用于激光 打印机。激光打印机所需要的激光光束必须具有以下特性:
①高方向性。发出的光束在一定的距离内没有散射和漫射。
②高单色性。纯白光由七色光组成。
③高亮度,有利于光束的集中并带有很高的物理能量。
④高相干性,容易叠加和分离。激光器是激光扫描系统的光源,具有方向性好、单色性强、相干性高及能量集中、便于 调制和偏转的特点。早期生产的激光打印机多采用氦-氖(He-Ne) 气体激光器,其波长为632.8nm,其特点是 输出功率较高、体积大、是寿命长(一般大于1万小时)性能可靠,噪音低,输出功率大。但是因为体积太大,基本已淘汰。激光打印机都 采用半导体激光器,常见的是镓砷-镓铝砷(GaAs-GaAlAs)系列,所发射出的激光束波长一般为 近红外光(λ=780纳米),可与感光硒鼓的波长灵敏度特性相匹配。半导体激光器体积小、成本低,可直接进行内部调制,是轻便型台式激光打印机的光源。
激光扫描是用来产生非常小的高精度光点,用于高质量的文字及图像的印刷,常用的激光的产生原理是:在工作物质两端设置两块相互平行的 反射镜(栅极),这两块反射镜之间构成了一个谐振腔。谐振腔的一块反射镜为全反射镜,另一块为半反射镜,当工作物 质受激,原子自发辐射的光子在谐振腔内不断地来回反射,辐射出的光子不断增加。当谐振腔内叠加的光子增加到一定量时,就会穿透半反射的反射镜面发出一束非常强的光,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波长控制在 700~900nm(纳米),这样所产生的激光就可以满足激光打印机感光鼓的曝光需要。
现代所用的半导体激光器,通常采用 激光二极管,它的原理与普通的二极管极为相似,如都有一对PN结,当电压和电流加到激光二极管上时, P型半导体材料中的空穴和N型材料中的自由电子产生相对运动, PN结处载流子的密度增加非常大,自由电子和空穴重新复合,因而产生受激辐射,释放出具有激光特性的光子,由激光器谐振腔内的反射镜反射,透过激 光孔和孔内聚焦镜,射出激光束。
从激光的产生可以看出,一条激光束只包括一种主要波长的光线,它是单色的。每一 条光线都沿一个方向传播,以相互叠加的方式结合,我们称之为"相干性"。这个特性使激光以一条极细的光束射到一个靶上,而几乎没有散射。而每条激光束就像枪膛里射出的子弹 ,每颗子弹只能在靶上打一个孔。如果要打出一个“一”字,就要射出很多的子弹,沿“一”字方向打出很多的孔,形成一个“一”字点的横向排列,这就是我们所说的“点阵排列” ,是后面要讲“点阵图像”的技术基础。
激光打印机的图文信息,亦是由点阵组成。印刷质量要求越高,组成一个字符的点阵亦 越多。激光扫描的点阵形成有四种方法。单线扫描:将一行字符的每一行的点阵信息,送至扫描器中进行扫描,称为单线扫描。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,依据布雷格衍射原理,它们在偏转调制器中会产生9条偏转角不同的扫描线,接着转镜旋转一个微小角度,扫描出从左至右的点阵信息。由于这种方法只需转镜转过一个微小的角度,它相当于单线扫描方法的1/132,即可形成1个字,故又称小光栅扫描。 多线同时偏转扫描:是指在高频驱动电路中同时产生9个不同的频率,经合成后送至偏转调制器中。多线同时偏转多次扫描:这种方法与多线同时偏转扫描属同一类,只是从1个字 符的形成上有所区别。即在扫描高点阵字符时,一个完整的字符是分成多次扫描完成的。 图形信息的点阵形成与字符的点阵形成基本相似。

分类

激光打印机按其打印输出速度可分为三类:即低速激光打印机(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130~300页)。

结构

激光打印机是由 激光器声光调制器、高频驱动、 扫描器、同步器及光偏转器等组成,其作用是把接口电路送来的二进制 点阵信息调制在 激光束上,之后扫描到感光体上。感光体与照相机构组成 电子照相转印系统,把射到 感光鼓上的图文映像转印到打印纸上,其原理与复印机相同。激光打印机是将激光扫描技术和电子显像技术相结合的非击打 输出设备。它的机型不同,打印功能也有区别,但工作原理基本相同,都要经过:充电、 曝光显影转印消电、清洁、定影七道工序,其中有五道工序是围绕 感光鼓进行的。当把要打印的文本或图像输入到计算机中,通过 计算机软件对其进行预处理。然后由打印机驱动程序转换成 打印机可以识别的打印命令( 打印机语言)送到高频 驱动电路,以控制激光发射器的开与关,形成点阵激光束,再经扫描转镜对电子显像系统中的感光鼓进行轴向扫描曝光,纵向扫描由感光鼓的自身旋转实现。

注意事项

激光打印机因为有高压电路和高温电路,所以电子辐射和热辐射都是对人体有一定的影响的,应注意孕妇及幼儿的防护或远离这些设备。打印过程中,高温加热会带出一些粉墨颗粒物,对呼吸不利,应尽量避免长时间在激光打印机边工作。

故障解决

一.输出全张黑纸
可能故障原因:
(1) 若 激光器肯定是好的,则可能充电电极与栅网短路;
(2) 扫描驱动电路逻辑错误;
(3) 硒鼓组件放电不良;
(4) 信号连线没有接好。
二.输出全幅纵向黑带(线)
可能故障原因:
(1)感光鼓刮板受损或刮板上其上利物划伤感光鼓;
(2)磁辊刮板局部损伤;
(3)打印机(一般指导纸器通道)被墨粉污染。
三.输出横向无规律黑带(线)
可能故障原因:
(1)感光鼓消电极接触不良;
(2)感光鼓刮板剪切力过大;
(3)感光鼓主齿轮转动时发生抖动;
(4)感光鼓有缺陷或安装不正确。
四.输出全张白纸
可能故障原因:
(1) 粉盒内已无墨粉;
(2) 激光器 机械快门没打开;
(3) 激光束检测器污染或损坏;
(4)激光器损坏。
五.输出纵向有规则的白带(条)
可能故障原因:
(1)墨粉即将用完,则在磁辊的局部已没有墨粉(一般在样张靠中间部分);
(2)光束反射镜被墨粉等脏物污染;
(3)扫描光路被异物遮挡。
六.输出横向无规律白条(带)
可能故障原因
(1)充电电极丝污染或充电辊触点接触不良;
(2)感光鼓表面光导层疲劳;
(3)感光鼓消电不良。
七.输出图文淡白
可能故障原因:
(1)打印纸受潮;
(2)墨粉受潮或感光鼓组件问题;
(3)感光鼓曝光后消电不良,表面电位低;
(4)曝光不足;
(5)磁辊偏压低;
(6)转印电压低。
八. 输出图像发虚
可能故障原因:
(1)使用了不符合标准的打印纸;
(2)墨粉型号与机子型不相配或墨粉受潮;
(3)感光鼓受潮;
(4)扫描组件中有部件松动;
(5)扫描电机运转不平稳,有抖动现象。
九.输出样张有底灰
可能故障原因:
(1)显影偏压太低;
(2)磁辊刮板老化;
(3)显影磁辊与感光鼓距离过近;
十.输出样张图文左右深浅不一
可能故障原因:
(1)墨粉将用完;
(2)充电电极丝或充电辊污染;
(3)转印电极丝或转印辊污染;
(4)反射镜镀膜局部脱落。
十一. 输出样张图文中出现上深下浅现象
可能故障原因:
(1)转印电极丝污染;
(2)墨粉型号不对应。
十二.输出样张图文上下有规律的深浅不一
可能故障原因:
(1)感光鼓局部疲劳;
(2)充电、转印辊电极接触不良。
十三.样张纵向出现有规律的白斑
可能故障原因:
(1)感光鼓局部油污;
(2)充电辊局部破损;
(3)定影辊表面局部破损。
十四. 样张纵向出现有规律的黑斑(点)
可能故障原因:
(1)感光鼓表面光导体被击穿或有伤点;
(2)充电辊电离膜破损;
(3)定影辊表面氟膜有伤点(缺陷颜色略浅)。
十五. 样张上出现无规律黑点
可能故障原因:
(1)墨粉中有杂质;
(2)硒鼓组件内废粉白止回片变形或破损;
(3)墨粉白漏粉。
十六.页面纵向或横向出现无规律黑线
可能故障原因:
(1)感光鼓表面光导层有划伤;
(2)定影辊表面有划伤;
(3)感光鼓运转时抖动。
十七.输出样张图文上下有规律的深浅不一
可能故障原因:
(1)感光鼓局部疲劳;
(2)充电、转印辊电极接触不良。
十八. 样张纵向出现有规律的白斑
可能故障原因:
(1)感光鼓局部油污;
(2)充电辊局部破损;
(3)定影辊表面局部破损。
十九.样张纵向出现有规律的黑斑(点)
可能故障原因:
(1)感光鼓表面光导体被击穿或有伤点;
(2)充电辊电离膜破损;
(3)定影辊表面氟膜有伤点(缺陷颜色略浅)。
二十.页面图像信息丢失
可能故障原因:
(1)图像分辨率设置过高,内存不够;
(2)驱动程序设置的打印模式不对;
(3)图像尺寸与打印页面设置错误;
(4)信息传递错误。
二十一.页面纵向字符压缩
可能故障原因:
(1)感光鼓上传动齿轮松脱;
(2)传动齿轮比例不对;
(3)主电机转速控制失灵。
二十二.页面图像横向错位
可能故障原因:
(1)页面打印内容过于复杂,打印机内存不够;
(2)页面尺寸超出打印机设置的尺寸。
二十三.页面字符变形扭曲
可能故障原因:
(1)硒鼓组件内感光鼓轴向串动;
(2)扫描组件内透镜松动;
(3)定影前消电不良;
(4)扫描控制电路中的晶体震荡器损坏。
二十四.打印纸背面污染
可能故障原因:
(1)打印机走纸通道被墨粉污染;
(2)定影组件内,压力胶辊污染。
二十五.打印的字符呈空心现象
可能故障原因:
(1)使用的打印材料不符合要求;
(2)墨粉型号不对
(3)定影辊温度偏高。
二十六. 页面字符定影不牢,表面粗糙
可能故障原因:
(1)定影温度低;
(2)定影胶辊压力不足;
(3)使用的墨粉与机型不对应。
二十七.页面纵向左边或右边字符丢失
可能故障原因:
(1)光路被遮挡;
(2)陶瓷加热机型,定影套皮破损移位。
二十八. 页面纵向出现二次复像
可能故障原因:
(1)感光鼓清洁刮板老化;
(2)热辊表面温度偏低或胶辊压力不足;
(3)热辊表面氟膜磨损,表面粘附很多的墨粉熔化物。
二十九.页面纵向或横向出现无规律黑线
可能故障原因:
(1)感光鼓表面光导层有划伤;
(2)定影辊表面有划伤;
(3)感光鼓运转时抖动。
三十. 样张上出现无规律黑点
可能故障原因:
(1)墨粉中有杂质;
(2)硒鼓组件内废粉白止回片变形或破损;
(3)墨粉白漏粉。

发展前景

激光打印机是60年代末Xerox公司发明的,采用的是电子照相(Electro-photo-graphy)技术。该技术利用激光束扫描光鼓,通过控制激光束的开与关使传感光鼓吸与不吸墨粉,光鼓再把吸附的墨粉转印到纸上而形成打印结果。激光打印机的整个打印过程可以分为控制器处理阶段、墨影及转印阶段。激光打印机然发明很早,但真正普及和推广是80年代初开始的,近两年呈加速发展的趋势。激光打印机的发展包括以下几方面。
(1)价格大幅度下降
最初的激光打印机是奢侈品,多数人可望不可及。80年代初,佳能公司将台式激光打印机商品化,并形成批量,价格大幅度下降,由此,激光打印机才逐步开始推广,其普及和推广反过来又促进了价格的下降,其发展速度之快,在计算机及其外设产品中是不多见的。1997年初,惠普公司率先将自己的大多数激光打印机价格进一步降低,其他公司也纷纷下调售价,使普通的激光打印机整机价格近3000元/台。到了2003年,更是出现了以HP为首的一批千元激光打印机。
(2)机芯性能大幅度提高
作为激光打印机关键部件的机芯,包含了机械、光电一体化等技术,这些技术的进步促进了机芯性能的提高。两年前,普及型激光打印机机芯一般是600dpi,机芯一般都是240000dpi,甚至更高;速度也从4ppm、8ppm发展到了16ppm、24ppm;幅面也不单只是A4,还能打印B4、A3幅面。
(3)控制技术日益完善
控制器是激光打印机的灵魂,它直接影响打印机的性能,现使用控制器使用的 处理器(CPU)已从单一的Motorola68000发展到RISC芯片,如Intel的i960、AMD的29000,其处理能力大为加强;其次,激光打印机页面描述语言(PDL)已形成工业标准,PostScript成为高档激光打印机的标准语言;HPPCL语言成为中低档激光打印机的事实标准。激光打印机要么拥有其中一种语言的仿真,要么两者均有;再次,分辨率增强技术(RET,又称为平滑技术)和内存增强技术(MET,又称为内存压缩技术)等新技术不断出现,并且被越来越多的厂商所掌握。
未来发展前景到底是激光取代喷墨,还是两者各领风骚,业界为此一直争论不休。可就是这样一个不再新鲜的话题,在2006年第一季度过后,再次成为人们谈论的中心。单纯的理论层面的论述和“说教”也许过于空洞和抽象,因此,我们不妨从打印需求中必须突现的几个要素进行两者的对比,在成本投入、打印质量和速度、打印负荷和稳定性这三个消费者最为关注的层面,就激打和喷打进行全方位的比较。

产品特点

激光打印的 技术结构要比喷墨复杂许多,无形中增加了产品造价,因而在前期投入上喷墨占据了很明显的优势,入门级喷墨打印只需区区几百元,有个别产品甚至更低,而黑白激打则徘徊在千元的门槛。因此也就有观点认为,需要相对高昂前期投入的激打无法比拼过物美价廉的喷打。其实这种观点忽略了一个非常关键的隐藏因素,那就是喷打也不是从来都是这么低价,其产品诞生到普及应用一样经过了一个长期的过程。而在另一个方面,激打的价格正在一步步下探,是否能降到跟喷打一样的价位不得而知,但突破消费者的心理价位将是迟早的事情。千元左右的售价对商务应用而言,其实也不算高,市面上有很多成功产品的例子,如被誉为“短打王”的三星M L-1610和最小最轻的黑白激光 一体机 三星SCX-4200,这两款产品的热销就充分说明,激打的价格门槛并不如想象中那样难以逾越。
决定成本的另外一个方面就是产品的后期投入,尤其是后期耗材投入。在司空见惯的降价和甩卖背后,产品本身的意义已经在一定程度上被弱化了,耗材投入成为了左右TCO的最关键的因素。一般来说,喷墨打印机使用的原装墨盒售价在一两百元左右,可以打印四五百张普通A4文本文件,忽略纸张成本,平均每页文件打印成本大概在0.2至0.5元左右。而激光打印机一个墨粉盒售价500元左右(黑白),不考虑硒鼓损耗的话( 硒鼓寿命通常很高,允许在不十分严格的情况下不算在耗材之列),它的折算打印成本不到0.1元。这样一来,如果打印大量文件的话,一个月下来就可以省下几台喷打的钱了,激打在总体成本投入上的优势立马突现。
针式打印机喷墨打印机相比,激光打印机有非常明显的优点。
(1)高密度。激光打印机的 打印分辨率最低为300dpi,还有400dpi、600dpi、800dpi、1200dpi以及2400dpi和4800dpi等高分辨率。
(2)高速度。激光打印机的打印速度最低为4ppm,一般为12ppm、16ppm,有些激光打印机的打印速度可以达到24ppm以上。
(3)噪音低。一般在53dB以下,非常适合在安静的办公场所使用。
(4)处理能力强。激光打印机的控制器中有CPU,有内存,控制器相当于计算机的主板,所以它可以进行复杂的文字处理、图像处理、图形处理,这是针式打印机与喷墨打印机所不能完成的,也是页式打印机与 行式打印机的区别。
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- 来自原声例句
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