激光打印机基础知识与工作原理.docx

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激光打印机基础知识与工作原理

激光打印机基本理论知识

尽管喷墨打印机的技术已经发展到相当成熟，但其固有的一些特征使其仍然具有某些不足，特别是打印速度和打印质量还是比不上激光打印机。

这里我们有必要来谈谈激光打印机，激光打印机是一种高速度、高精度、低噪音的非击打式打印机，它是激光扫描技术与电子照相技术相结合的产物。

激光打印机具有最高的打印质量和最快的打印速度，可以输出漂亮的文稿，也可以输出直接用于印刷制版的透明胶片，尽管其购置费用和消耗品费用都比较高，但是由于其出色的打印效果，现在正在不断普及之中。

        一、激光打印机的组成 

        激光打印机由激光扫描系统，电子照相系统和控制系统三大部分组成，其中激光扫描系统包括激光器、偏转调制器、扫描器和光路系统。

它的作用是利用激光束的扫描形成静电潜像。

电子照相系统由光导鼓、高压发生器、显影定影装置和输纸机构组成。

其作用是将静电潜像变成可见的输出。

        激光打印机的印刷原理类似于静电复印，所不同的是静电复印是采用对原稿进行可见光扫描形成潜像，而激光打印机是用计算机输出的信息经过调制后的激光束扫描形成潜像。

        二、激光打印机的工作原理 

        1、基本原理 

        激光打印机脱胎于八十年代末的激光照排技术，流行于九十年代中期。

它是将激光扫描技术和电子照相技术相结合的打印输出设备。

其基本工作原理是由计算机传来的二进制数据信息，通过视频控制器转换成视频信号，再由视频接口/控制系统把视频信号转换为激光驱动信号，然后由激光扫描系统产生载有字符信息的激光束，最后由电子照相系统使激光束成像并转印到纸上。

        激光打印机内部有一个叫光敏旋转的硒鼓的关键部件，当激光照到光敏旋转硒鼓上时，被照到的感光区域可产生静电，能吸起碳粉等细小的物质。

激光打印机的工作步骤如下：

        1）打印机以一定的方式，驱动激光扫射光敏旋转硒鼓，硒鼓旋转一周，对应打印机打印一行；

        2）硒鼓通过碳粉，将碳粉吸附到感区域上；

        3）硒鼓转到与打印纸接触，将碳粉附在纸上；

        4）利用加热部件使碳粉熔固在打印纸上面。

 激光打印机的耗材（需定期更换的部件）有：

碳粉盒、感光鼓或感光带、充电单元、定影器、调和粉盒和废粉盒，其中碳粉盒是更换频率最高的耗材，感光鼓或感光带也是更换频率较高的耗材，同时也是价格 

较高的耗材。

         2、彩色打印原理

        彩色激光打印机的基本结构与黑白激光打印机相同，在打印控制器、接口、控制方式和控制语言方面完全相同，因此在数据传输、数据解释和打印控制流程方面也基本一样。

        在打印控制器方面，由于打印内容中包含了色彩信息，同样打印一页内容，计算机在彩色激光打印机上打印生成的数据要比黑白激光打印机的大很多，这就对打印控制器的性能提出了更高的要求，因此一般彩色激光打印机的打印控制器内部处理器的速度要比黑白激光打印机高，而配置内存也要比黑白激光打印机大。

        彩色激光打印机目前比较流行的打印语言是PCL和PostScript，近年来，随着彩色激光打印机在普通商务办公领域的应用，这些用户对于图形和色彩的精度要求相对没有一些专业用户那样严格，因此GDI方式也开始在一些低端彩色激光打印机中得到了应用。

随着PC性能的提高，GDI方式对于打印机性能的影响越来越小，却可以大幅度降低彩色激光打印机的成本，也使彩色激光打印机的价格开始下降，为彩色激光打印机的普及奠定了基础。

        彩色激光打印机与黑白激光打印机最大的区别是在引擎结构上，彩色激光打印机采用了C（Cyan，蓝色）M（Magenta，品红）Y（Yellow，黄色）K（Black，黑色）4色碳粉来实现全彩色打印，因此对于一页彩色内容中的彩色要经过CMYK调和实现，一页内容的打印要经过CMYK的4色碳粉各1次打印过程。

从理论上讲，彩色激光打印机要有4套与黑白激光打印机完全相同的机构来实现彩色打印过程。

为了精简机构和节省成本，目前彩色激光打印机在结构上大都采用了4色碳粉盒的分离，其他的如走纸机构、感光鼓、定影单元等4色共用1套系统。

因此在打印过程中，打印纸要在引擎中走4个完全相同的流程，只是在4个流程中分别实现一种颜色碳粉的转印，这也是目前大多数彩色激光打印机的彩色打印速度一般是黑白打印速度的四分之一的一个重要原因。

彩色激光打印机使用的感光单元有2种形式，一种是在黑白激光打印机中使用的感光鼓方式，另一种是感光带方式。

        由于除了CMYK这4种基本颜色外，其他的所有颜色都是由这4种颜色的碳粉调和生成，因此彩色激光打印机的工作流程中，在定影以前要有一个4色调和过程。

为了更好地实现颜色调和，彩色激光打印机中使用了调和油（也称定影油，一般使用的是硅油），在调和油的使用上，不同厂商的产品有所不同，大多数彩色激光打印机中都有一个单独的调和油盒，在定影的同时向介质上加入调和油，这也是大多数彩色激光打印机打印出的内容有油感的一个重要原因。

而以HP公司的ColorLaserJet 4550和ColorLaserJet 8550为代表的一些彩色激光打印机产品则采用了另外一种调和技术，在机器中取消了单独的调和油盒，而是将调和油与碳粉盒结合在了一起，在每一个细小碳粉颗粒中间都包裹了一个调和油颗粒，不仅简化了机器内部结构，也使打印出的内容中的油感大大降低。

三、激光打印机的特点 

        一般激光打印机具有以下一些特点：

        1、打印效果是所有打印机中最好的，几乎达到了印刷的水平，这也是它最大的优点；

        2、打印速度快，打印声音小，可以得到安静的办公环境，激光打印机又称页式打印机顾名思义，它一次就可以打印机完一整张纸；

        3、价格及耗材贵。

激光打印机使用碳粉盒，一盒碳粉大约可以打印3000至5000页，而重新购买一个碳粉盒或者是更换盒里的碳粉，都是比较贵的； 

        4、不可以用复写纸同时打印多份，且对纸张的要求高。

 四、网络激光打印机的主要特点 

        近来，由于办公室的网络化，对激光打印的要求也增加了网络方面的要求，于是出现了网络激光打印机，这类型的机种主要具有以下几个特点：

        1、高速、高分辨率、高品质、高输出量是网络打印的特点。

网络激光打印机一般都采用了64位100MHz以上的RISC处理器、先进的页面描述语言、分辨率增强技术、图形图像增强技术（PGI）、灰度级调整技术、色阶扩展技术，因而普遍具有在A4以上纸张和600dpi物理分辨率的黑白和彩色标准打印环境，实现20ppm以上的高速打印速度，最多可达到40ppm的超高速打印。

        2、网络激光打印机具有强大的纸张处理能力和友好的用户界面。

网络激光打印机普遍在底部配置多个纸匣和送纸器，具有一定容量的送纸器则可实现各种定义尺寸的纸张，以及不同厚度的信封、标签、卡片、透明胶片或胶纸等的打印。

网络激光打印机普遍具有一个多种功能和操作简单的控制面板，用户可随时通过控制面板上的按钮来完成自己需要的功能，使网络激光打印机在打印速度和打印质量方面可以与复印机媲美。

有的还有一个随机提供的打印机状态监视器，让用户随时都能了解网络打印的基本情况。

        3、网络激光打印机具有完整的网络驱动程序和内置灵活的联网功能。

网络激光打印机都配有象10Base T/100Base TX标准的自适应网卡接口，及功能齐全的打印驱动程序，驱动程序普遍支持Windows、Macintosh、UNIX操作系统。

内置的网卡和相关接口，也支持IPX/SPX、TCP/IP和AppleTalk等网络协议。

另外，接口选件和串口模块为多平台网络提供了扩展的灵活性。

五、激光打印机的选购要点

        选购激光打印机时，衡量激光打印机的技术指标很多，主要有打印幅面、打印分辨率、标称打印速度、打印机内存、硒鼓寿命，CPU性能、送纸器总容量、接口等等。

其中一些参数与喷墨打印机有些相似，在此就不再叙述。

其他一些要点如下：

        1、精度 

        反映激光打印机精度的指标是DPI（Dots Per Inch），即每英寸上有几个点。

跟喷墨打印机一样，DPI的值越大，说明打印的效果越好，打印的图像越细致，当然价格也越贵，现在的激光打印机一般为600DPI、1200DPI，需要注意的是，即使在同一精度下，激光打印机的打印效果要比喷墨的好。

        2、打印速度

        反映激光打印机的速度参数是PPM（Page Per Minute），即每分钟打印的页数，PPM值越大，说明打印机打印速度越快，当然价格也越贵。

        3、RET功能

        RET（Resolution Enhancement Technology）是分辨率增强技术的意思。

有RET功能的打印机，可以使打印出来的图形几乎没有锯齿，一台400×400DPI的激光打印机，如果有RET功能，其打印效果可以与600×600DPI的激光打印机想媲美。

        4、打印接口

        什么叫打印接口？

 PC将需要打印的文件或图象经过处理，转换成打印机能够接收的格式，通过电缆传送打印机，打印机打印出图象。

而与PC相连的接口即通常所说的打印接口。

 打印机目前主要有两种接口：

 并行接口：

最常用一种；传输速率较低；最快2Mbit； USB（Universal Series Bus）：

通用串行接口， 通用易用：

统一的标准，不用对应微机的哪个接口，使用方便；数据传输速率较快，大约在12Mbit左右；同时USB的技术飞速发展，在USB 2.0的新版本中，其传输数率可以达到上百兆；

        5、纸张大小

        现在窄行激光打印机可以打印A4、B5型复印纸大小的文稿，而宽行激光打印机可以打印A3、B4型复印纸大小的文稿。

如果你需要打印机较宽的图像，表格的话，就需要购买宽行的激光打印机，反之，则可以购买窄行激光打印机。

当然宽行激光打印机的价格要比窄行激光打印机贵许多。

六、硒鼓与墨粉的重要性

        激光打印机的核心部件是硒鼓，硒鼓直接影响着打印的质量。

硒鼓与激光打印机的关系如何呢？

我们先来看看激光打印机的工作原理！

以黑白激光打印机的工作原理为例：

当电脑通过电缆向打印机发送数据时，打印机首先将接收到的数据暂时存放在缓存中，当接收到一段完整的数据后再发送到打印机的处理器，处理器将这些数据处理成可以驱动打印引擎动作的类似数据表的信号组。

对于激光打印机来说，这些信号组就是驱动激光头工作的一组脉冲信号。

接下来，激光打印机开始工作。

激光打印机的核心技术就是电子成像技术，这种技术结合了影像学与电子学的原理来生成图像，其中的核心部件是一个可以感光的硒鼓。

激光发射器所发射的激光照射在一个棱柱形的反射镜上，随着反射镜的旋转，光线从硒鼓的一端到另一端依次扫过（中途经过各种聚焦透镜，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，扫描部件接下来的一行一行的进行。

事实上，硒鼓是一只表面上涂覆了有机材料（硒，一种稀有元素）的圆筒，预先就带有电荷，当有光线照射来时，受到照射的部位会发生电阻的反应。

电脑所发送来的数据信号控制着激光的发射，扫描在硒鼓表面的光线不断地变化，这样就会有的地方受到照射，电阻变小，电荷消失，也有的地方没有受到光线照射，仍保留有电荷，最终，硒鼓的表面就形成了由电荷所组成的潜影。

        潜影是如何成为真正打印出来的图像呢？

墨粉起了很关键的作用，墨粉实质是一种带电荷的细微树脂颗粒，其电荷与硒鼓表面上的电荷极性相反，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着墨粉颗粒，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，打印纸带上了与硒鼓表面极性相同但强很多的电荷，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之上，图像就在纸张的表面形成了。

此时，墨粉和打印机仅仅是靠电荷的吸引力而结合在一起，在打印纸被送出打印机之前，经过高温的加热，墨粉被熔化，在冷却过程中固化在纸张的表面。

        将墨粉附给打印纸之后，硒鼓表面就继续旋转，经过了一个清洁器，将剩余的墨粉都去掉，以便进入下一个打印的循环。

可见，在这个过程中硒鼓占了很重要的地位。

        事实上，硒鼓是激光打印机最关键的部件。

因为它不仅决定了打印品质的好坏，而且还决定了打印成本。

这是因为在激光打印机中，70%以上的成像部件都集中在硒鼓中，打印质量的好坏实际上在很大程度上是由硒鼓决定的。

而硒鼓又属于打印机中的消耗品，使用一段时间并达到一定的使用张数后就需要更换，因此选择适合激光打印机的硒鼓就有许多学问了。

七、硒鼓的分类

        硒鼓是激光打印机最主要的一种耗材。

激光打印机硒鼓按组合方式可以分为以下三类：

        一体化硒鼓：

光导鼓（感光鼓）、磁鼓（显影辊）以及墨粉盒为一体的硒鼓。

这种硒鼓在设计结构上原则上不允许用户充加墨粉。

        二体化硒鼓：

指硒鼓分为两个独立的部分：

一部分为光导鼓，另一部分为磁鼓与墨粉盒。

用户用完墨粉后，只要更换磁鼓与墨粉盒部件，而不用更换光导鼓。

        三体化硒鼓：

指硒鼓分为三个独立的部分：

光导鼓、磁鼓、墨粉盒。

用户用完墨粉后只要更换墨粉盒。

通常有的厂家称其为鼓粉分离技术。

        对于二体或者三体硒鼓，并不意味着在激光打印机的使用过程中，用户都不需要更换光导鼓，实际上这两类光导鼓与第一类的一体化硒鼓一样，其光导鼓都有一定的使用寿命，有些甚至还不如一体化硒鼓的光导鼓寿命长。

        以金属硒合金的感光材料涂面的光导鼓，由于其优越的性能、可靠性得到了世界绝大多数激光厂家的认可，HP、Xerox、Lexmark、方正等激光打印机厂家都选用了硒鼓。

也有一些厂家选用陶瓷面的光导鼓。

硒鼓工作原理图 

八、如何选择硒鼓

        目前，激光打印机硒鼓市场有原装硒鼓或者是其他公司生产的兼容硒鼓以及再生硒鼓三种。

        打印质量是客户首先需要考虑的问题。

毋庸置疑，原装硒鼓明显是最佳的选择。

原装硒鼓由于在设计的过程中精心考虑了与打印机其他部件的相整合，制作过程是一丝不苟的，因此也可以创造出理想的打印效果，大大优于其他的兼容产品。

用原装硒鼓在打印机上打印出来的文字边缘清晰、黑色均匀、图片生动逼真，但使用其他产品替代时效果就会差远了。

这是因为原装硒鼓的工程师们为了使打印效果达到最佳，在实验室中进行了大量的试验和改进，就连最微小的缺陷都必须消除。

因此，注重打印质量的用户通常会毫不犹豫地选择原装硒鼓。

        兼容硒鼓在打印质量上可以说基本能够达到了打印机的输出要求，但有可能在某种特别的情况下有所区别，如在打印2磅的细小字时有些模糊不清。

而再生硒鼓由于制造过程中采用了手工的方式，打印质量更是良莠不齐，打印效果很难可以得到保证。

当然，我们在考虑打印质量的时候，打印成本也是相当重要的考虑因素，对于价格敏感的个人用户来说尤其如此。

        原装硒鼓由于工作的寿命长，它给使用者节省的资金比打印机本身的售价还要多。

因此，推荐使用原装的硒鼓。

兼容硒鼓，从其打印质量可以说基本能够达到了激光打印机的输出要求，但有可能在某种特别的情况下有所区别。

        兼容硒鼓也都是名牌出品的，产品质量也有保障，虽然其价格略低于原装硒鼓，但打印张数要低于原装的硒鼓，所以其总体打印成本与原装硒鼓是相差不多的。

        再生硒鼓虽然其价格很具有诱惑力，但由于其打印张数实在太少甚至不及原装硒鼓的一半，所以其总体打印成本并不低于原装硒鼓和兼容硒鼓。

九、硒鼓的日常保养

         1、安装和存放 

        硒鼓是激光打印机中重要的部件，直接影响着打印的质量。

硒鼓的安装其实很简单，只要将硒鼓从包装袋中取出，抽出密封条，然后以硒鼓的轴心为轴转动，使鼓粉在硒鼓中分布均匀，然后安装到打印机上即可。

        至于硒鼓的保存，其实很简单。

只要将硒鼓保存在原配的包装袋中，常温下保存即可。

切忌阳光直接曝晒，否则会影响硒鼓的使用寿命，甚至导致硒鼓报废。

         2、保养事项

        由于激光打印机的成像是依靠光导鼓的曝光。

当硒鼓遇到强光时，硒鼓的内外层导通，使得该处的电压与没有曝光处的电压不同，被曝光的地方在定影过程中可以吸引碳粉成像。

但是硒鼓某一点被曝光的时间与次数都是有限的，特别在长时间连续曝光时对硒鼓的损坏更厉害。

因此平时使用时应该注意硒鼓的保养。

　　1）不要使硒鼓直接暴露在阳光或者其他强光源之下。

2）不要在强光下更换硒鼓，应该尽可能快地完成安装过程。

3）当把硒鼓从打印机上移走，请立刻把它放回包装盒或用较厚的软麻布包起来。

4）如果硒鼓来自寒冷的地方，那么移到温暖的地方并搁置一个小时或更长时间再使用。

5）硒鼓挡光板屏蔽外部的光源，以保护感光硒鼓，不要打开硒鼓挡光板。

6）不要用手碰感光鼓的表面，要防止硒鼓表面被硬物划伤。

7）不要把硒鼓放置在高温、高湿度的地方。

8）确保硒鼓远离显示器、硬盘驱动器、软盘驱动器或任何其他有磁性的物质。

十、硒鼓保养窍门 

        1、延长硒鼓的寿命 

        激光打印机在使用较长的一段时间之后，打印出来的文字、图像会出现模糊不清、底灰加重等现象。

即使更换了新的墨粉盒也是不能解决问题的，那么我们应该考虑到也许是硒鼓的问题了。

我们知道，激光打印机的硒鼓有一个使用寿命：

一般在10000页以上，如惠普、联想等。

 当硒鼓的使用寿命到了之后，就会出现上述现象。

这主要是由于感光鼓的表面光敏特性衰老、表面电位下降、残余电压升高，影响了硒鼓的成像所致。

        有什么办法能让硒鼓起死回生呢？

        具体方法如下：

取来5克三氧化二铬，用镜头纸直接蘸上，顺硒鼓的一个方向小心擦拭（不要来回擦拭！

）一遍，要将硒鼓表面擦拭完全，不要遗漏。

擦拭时应特别小心！

通过上述处理后的感光硒鼓一般可以重新打印几千至上万页！

  2、激光打印机硒鼓的充分利用 

        由于Epson（爱普生）系列激光打印机具有优越的打印性能和方便的操作性能，在社会上也有相当多的用户。

但是由于其耗材价格较贵且其使用的硒鼓是很容易疲劳，当其疲劳之后，硒鼓表面不能退电，在打印介质上还会留下很“重”的底色，直接影响着打印的效果。

具体方法如下：

当硒鼓发生疲劳现象后，先小心拆下硒鼓外壳，为防止损伤硒鼓表面，可用一块软布包住硒鼓表面，拆下外壳后，小心抽出硒鼓，将其放在阳光下照射一到两个小时，虽然打印机说明书上介绍严禁将硒鼓放在阳光下照射（必须确认该硒鼓按说明书中标准的使用周期已届满）。

然后再倒出废粉盒内的墨粉（可用小螺丝刀在废粉盒口来回划动，墨粉很快就会出来，这样可以防止在倒粉时弄得满“尘”飞舞）。

之后用软布清理一下硒鼓表面和粉盒的一些部位，完成后安装好硒鼓。

  3、如何修复硒鼓

给硒鼓加碳粉是降低打印成本的最主要方法。

可是加碳粉的次数越多，硒鼓的打印质量也就越来越差，一般当加碳粉的次数超过2、3次的时候，就会出现一些有规律的黑点，而且这个问题还会随着打印的次数增多而越来越严重。

最后还会出现打印的文件字迹模糊或者打印出一条黑痕的情况，这个时候，硒鼓就报废了，弃之实在可惜，留之也没用，大多数人都会在这个时候选择更换新的硒鼓。

其实这个旧硒鼓还是可用的，也就是再生。

修复后的硒鼓打印质量还可以与原装硒鼓媲美，而费用也只有原装硒鼓价格的四分之一左右呢。

这样既符合环境的要求，又能节省我们的金钱。

修复硒鼓方法可以分为加新碳粉和更换感光鼓两大部分。

以下就以常用的HP 6L打印机硒鼓为例。

  首先，要切断打印机的电源，将硒鼓从打印机上取出来。

  然后，用斜口钳夹住一侧的金属销钉，用力小心向外拔出来（或者用钉子把金属销钉进硒鼓里，打开硒鼓后可将金属销钉取出来），两侧银色金属销钉拔出后可以将硒鼓分成两部分，有淡蓝色感光硒的一方是废粉的收集部分，带有磁辊一方是供粉的部分。

第三、把供粉部分无齿轮一侧的螺钉旋下，拿下塑料壳后可看到一个塑料盖，打开该塑料盖，将碳粉仓内和磁辊上的碳粉全部清理干净（一定要将残留碳粉全部清理干净，否则会影响打印的质量）。

然后将磁辊按刚才的相反顺序装好，此时应用力按住磁辊，防止磁辊脱离原位。

把碳粉摇匀后慢慢倒入供粉仓内，上好塑料盖和塑料壳。

要注意把磁辊中轴末端上的半圆形与塑料壳上的半圆形小孔对好。

轻轻转动磁辊侧面的齿轮数圈，使碳粉上匀。

 第四、更换新的感光鼓。

将废粉收集部分固定感光鼓的固定销钉用斜口钳拔出。

拔出固定销后可把旧感光鼓取出，然后，将废粉收集部分的废粉清理干净。

按拆卸反顺序换上新的感光鼓，安装感光鼓时要注意，感光鼓是有左右之分的，将有齿轮的那一边对接凹沟装上。

然后将固定销钉上好固定感光鼓。

新买的感光鼓有一条黑色防曝光封条，在安装前切勿撕去，以防止曝光，待安装好后检查无误才可撕去。

最后将供粉部分和废粉收集部分按拆开时位置安装复原，插好两侧金属卡销，便可以开始打印了。

4、图像出现污点问题的解决 

（1）关掉打印机,取出碳粉盒,左右摇晃,使碳粉均匀分布。

（2）用干燥清洁的软布擦试打印机内部的纸道,以去除纸道内遗留的碳粉。

        （3）打印只有一个字的三页文档,用来清洁打印机内部的部件。

        （4）选择高质量的打印纸。

        （5）如果还存在问题,可能需要更换碳粉盒或成像盒。