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复印机的原理

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复印机的原理_第1页
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复印机的原理复印机的原理静电复印机是集静电成像技术.光学技术.电子技术和机械技术于一体的办公设备它采用的成像方法有很多,如间接式静电复印法(即卡尔逊法),NP 静电复印法、KIP 持久内极化法、TESI 静电转移成像法等现代静电复印机普遍采用间接式静电复印法和 NP 静电复印法一、卡尔逊静电复印法卡尔逊静电复印的过程本质上是一种光电过程,它所产生的潜像是一个由静电荷组成的静电像,其充电、显影和转印过程都是基于静电吸引原理来实惠 的由于其静电潜像是在光照下光导层电阻降低而引起充电膜层上电荷放电形成的,所以卡尔逊静电复印法对感光鼓有如下要求:具有非常高的暗电阻率这种感光鼓在无光照的情况下,表面一旦有电荷存在,能较长时间地保存这些电荷;而在光照的情况上,感光鼓的电阻率应很快下降,即成为电的良导体,使得感鼓表面电荷很快释放而消失卡尔逊静电复印法所使用的感光鼓主要由硒及硒合金、氧化锌、有机光电导材料等构成,一般是在导电基体上(如铝板或其它金属板)直接涂敷或蒸镀一薄层光电导材料其结构是上面是光导层,下面是导电基体卡尔逊静电复印法大致可分为充电、曝光、显影、转印、分离、定影、清洁、消电 8 个基本步骤。

一、充电充电就是使感光鼓在暗处,并处在某一极性的电场中,使其表面均匀地带上一定极性和数量的静电荷,即具有一定表面电位的过程, 这一过程实际上是感光鼓的敏化过程,使原来不具备感光性的感光鼓具有较好的感光性充电过程只是为感光鼓接受图像信息准备的,是不依赖原稿图像信息的预过程,但这是在感光鼓表面形成静电潜像的前提和基础 当在暗处给感光鼓表面充上一层均匀的静电荷时,由于感光鼓在暗处具有较高的电阻,所以静电荷被保留在感光鼓表面,即感光鼓保持有一定的电位交具有感光性对于不同性质的光电导材料制的感光鼓应充以不同极性的电荷,这是由斗导体的导电是决定的,即只允许一种极性的电荷(空穴或电子)“注入”,而阻止另一种极性电荷(电子或空穴)的“注入”因此对于 N型半导体,表面应充负电;而对 P 型半导体,则应充下奄当用正电晕对 P 型感光鼓充正电时,由于 P型半导体中负电荷不能移动因此光导层表面的正电荷与界面上的负电荷,只能相互吸引,而不会中和倘若用负电晕对 P 型感光鼓充负电,则由于光导层及共界面处,感应产生的是正电荷,而 P 型半导体的主要载流子是“空穴”,自由移动交为容易(或称为“注入”),易与感光鼓表面的负电荷中和。

这样,对 P型感光鼓充负电时,其充电效率是相当低的对于 N 型感光鼓,则由于其主要载流子是电子,若对其充正电时,其充电效率也是极其低的目前静电复印机中通常采用电晕装置对感光鼓进行充电二、曝光曝光是利用感光鼓在暗处时电阻大,成绝缘体;在明处时电阻小,成导体的特性,对已充是的感光鼓用光像进行曝光,使用权光照区(原稿的反光产分)表面电荷因放电而消失;无光照的区域(原稿的线条和墨迹部分)电荷依保持,从而在感光鼓上形成表面电位随图像明暗变而起伏的静电潜像的过程进行曝光时,原稿图像经光照射后,图像光信号经光学成像系统投射到感光鼓表面,光导层受光照射的部分称为“明区”,而没有受光照射的部分自然数“暗区”在明区,光导层产生电子空穴对,即生成光生载流子,使得光导层的电阻率迅速降低,由绝缘体变成良导体,呈现导电状态,从而使感光鼓表面的电位因光导层表面电荷与界面处反极性电荷的中和而很快衰减在暗区,光导层则依然呈现绝缘状态,使得感光鼓表面电位基本保持不变感光鼓表面静电电位的高低随原稿图像浓淡的不同而不同,感光鼓上对应图像浓的部分表面电位高,图像淡的部分表面电位低这样,就在感光鼓表面形成了一个与原稿图像浓淡相对应的表面电位起伏的静电潜像。

三、显影显影就是用带电的色粉使感光鼓上的静电潜像转变成可见的色粉图像的过程显影色粉所带电荷的极性,与感光鼓表面静电潜像的电荷极性相反显影时,在感光鼓表面静电潜像是场力的作用下,色粉被吸附在感光鼓上静电潜像电位越高的部分,吸附色粉的能力越强;静电潜像电位越低的部分,吸附色粉的能力越弱对应静电潜像电位(电荷的多少)的不同,其吸附色粉量也就不同这样感光鼓表面不可见的静电潜像,就变成了可见的与原稿浓淡一致的不同灰度层次的色粉图像在静电复印机中,色粉的带电通常是通过色粉与载体的磨擦来获得的磨擦后色带电极性与载体带电极性相反第一章第一章 复印机的工作原理复印机的工作原理复印机的工作原理主要包括以下三个基本的原理:静电原理静电原理 电荷有正负两种极性,所谓静电原理是指同性电荷相互排斥;异性电荷 相互吸引即所谓的同性相斥、异性相吸图-1 所示光学成像原理 光学成像的基本知识:物体通过光学镜头成像为图像图 2 所示 半导体原理半导体原理 半导体原理就是在静态、或加反向电压时为绝缘体;而在加正向电压时 味道体 复印机用的感光鼓材料则是感光型半导体:即在暗态时(不受光)为绝 缘体;而在亮态(受光)时为导体。

图 3 所示总结:复印机的工作原理是利用光导体的电位特性,在光导体 没有受光照的状态下进行充电,使其表面带上均匀的电荷,然后通过光学成像原理,使原稿图像成像在光导 体上有图像部分因没有受到光照(相当于暗态),所以光导体表面仍带有电荷,而无图像区域则受到光照 (相当于亮态),所以光导体表面的电荷通过基体的接地,使表面的电荷消失,从而形成了静电潜像再后 是通过静电原理,使用带有极性相反电荷的墨粉,使光导体表面的静电潜像转化成为光导体表面的墨粉图像 最后,仍然通过静电原理,将光导体表面的墨粉图像转印到复印纸表面,完成复印的基本过程复印机的工作过程及各部件如下图所示:复印机的工作过程主要包括以下几个部分:(按照复印顺序)充电部件(高压发生器、电极架、电机丝)充电部件(高压发生器、电极架、电机丝) 使感光鼓表面均匀地带上电荷曝光部件(扫描曝光灯、反光镜、镜头)曝光部件(扫描曝光灯、反光镜、镜头) 使感光鼓表面按照原稿图像,形成图像的反转电位潜像 (前章已经讲解)显影部件(显影器、高压发生器)显影部件(显影器、高压发生器) 将感光鼓表面的电位潜像转化为墨粉图像前章 已经讲解)送纸部件(马达、搓纸轮)送纸部件(马达、搓纸轮) 马达带动搓纸轮将复印纸送入机内,为下一步将鼓 表面的墨粉图像转印到纸上做准备。

转印部件(高压发生器、电极架、电机丝)转印部件(高压发生器、电极架、电机丝) 通过转印电极使复印纸表面带上均匀的与墨粉电荷 相反的电荷,将感光鼓上的墨粉图像转印到复印纸上分离部件(高压发生器、电极架、电机丝)分离部件(高压发生器、电极架、电机丝) 由于复印纸和感光鼓表面均带有电荷,而且极性相 反,所以复印纸在复印过程中不易从感光鼓上分开因此要将完成复印的复印纸顺利从鼓上分开,需要采取 分离的措施早前的复印机采用机械分离,但易卡纸;当前的复印机均采用电流分离其中分离电流含有高 频交流和固定直流成分清洁部件(清洁器)清洁部件(清洁器) 将感光鼓表面的残留墨粉清洁干净,为下一复印做 好准备工作所有复印机都不可能通过转印将感光鼓表面的墨粉完全转印到复印纸上所以,鼓表面均有残 留墨粉,不进行清洁,则影响以后复印品质量定影部件(定影热棍、压力棍、加热器)定影部件(定影热棍、压力棍、加热器) 复印纸上的墨粉图像通过定影固定在复印 纸上,以便于保存若不经过定影,复印纸上的图像一碰就掉落所以定影需要一定的温度和压力) 复印机的过程同时还包括许多辅助过程,主要有: 消电部件(全面曝光灯)消电部件(全面曝光灯) 将感光鼓表面的残留电位清除,为以后的 复印做准备。

否则复印品会有残留图像或底灰删边部件删边部件 (像间像边消电灯)(像间像边消电灯) 复印品均有前端、前 后侧、后端或缩小部分的空白,所以需要通过像间像边消电灯将不需要的感光鼓表面电位清除第三章第三章 复印机的机械结构复印机的机械结构复印机的机械结构通过其工作过程如下图所示:复印机的机械结构通过其工作过程如下图所示: 复印机机械结构主要包括以下几个部分:复印机机械结构主要包括以下几个部分:光学成像系统光学成像系统 主要由曝光灯、反光镜(1~6 或 1~4 块)、光学镜头组 成其作用就是将原稿成像到感光鼓上,所以,光学系统的成像质量直接影响复印品的质量光学系统的清 洁保养和注意事项将在后面的章节详细讲解感光鼓及成像系统感光鼓及成像系统 主要由感光鼓、充电电极、转印电极、分离电极以及像间 像边消电灯和全面消电灯组成其作用就是将光学成像系统在感光鼓表面成像的光学图像转化为电位潜像; 再将感光鼓上的墨粉图像转印到复印纸上;然后将复印纸从感光鼓上顺利剥离下来完成原稿到复印品的过程 显影系统显影系统 主要由加粉马达、墨粉盒、显影磁棍、磁棍刮片 、墨粉搅拌器、墨粉输送螺旋杆、传动齿轮组成其作用是加粉马达将墨粉盒内的墨粉通过墨粉输送螺旋杆 送入显影器内,然后墨粉搅拌器将墨粉进行充分搅拌使墨粉带上电荷后吸附在显影磁棍上,磁棍上墨粉的厚 度由磁棍刮片控制。

最后通过感光鼓表面的电荷将磁棍表面的墨粉吸附到感光鼓上形成感光鼓墨粉图像 送纸系统送纸系统主要由送纸马达、搓纸轮、纸盒、传动齿轮组成其作用就是将复印纸送入机内,为下一步将鼓表面的墨粉 图像转印到纸上做准备清洁系统清洁系统 主要由清洁刮片、回收棍、废粉传动螺旋杆、废 粉盒、传动齿轮组成其作用是清洁刮片将感光鼓表面的残留墨粉刮下来,然后通过回收棍、废粉传动螺旋 杆将废粉收集到废粉盒因为所有复印机都不可能通过转印将感光鼓表面的墨粉完全转印到复印纸上所以 ,鼓表面均有残留墨粉,不进行清洁,则影响以后复印品质量定影系统定影系统 主要由定影热棍、压力棍、加热灯管、热敏电阻 、过热保护开关、传动齿轮组成其作用就是通过加热灯管将热棍加热到一定的温度,此温度值由热敏电阻 控制然后利用热棍和压力棍之间的压力将复印纸上的墨粉熔化后固定在复印纸上传动系统传动系统 主要由主马达、扫描灯架马达、镜头马达、送纸 马达和显影马达(后两种一些复印机没有)、传动齿轮、传动链条(皮带或钢丝绳)组成主马达驱动感光 鼓、输纸机构、清洁器、定影器、显影器和送纸机构(一些机型由独立马达驱动);镜头马达控制镜头按不 同的比例前后移动,保证复印品效果;灯架马达驱动灯架的前进和后退,同时也要保证灯架的移动与感光鼓 的转动同步(具体如何实行后面章节详细讲解);送纸马达则驱动搓纸轮将纸送入机内;显影马达则驱动显 影器的转动,将墨粉同步输送到磁棍上(如何、为何实行同步后章节详述)。

输纸系统输纸系统主要由输纸导棍、输纸轮、输纸皮带、树枝风扇、输纸导板组成复印纸被搓纸轮送入复印机到定影后出复 印机完成,除了送纸、转印、定影过程外,需要其他的辅助过程,而输纸系统就是实行复印纸在复印机内正 常传输必不可少的部分当然,这里也涉及复印纸的定位、同步问题,同样在后面的电气章节进行论述第四章第四章 复印机的电气结构复印机的电气结构复印机的电气系统主要包括以下几个部分:电源部分电源部分 主要由电源线、开关、交流到直流转换开关电源组 成开关电源的作用是将通过电源线提供的外部交流电源,转换为复印机控制部分需要的直流电源,直流电 源一般均采用多组不同电位的输出(常见为 24V、12V、5V)24V —— 提供传感器、马达、电磁离合器等输出部件的电源;12V —— 提供控制板等部件的电源;5V —— 二极管、控制板内芯片、传感器等的电源 控制部分控制部分 主要由主控制板、曝光灯控制板、马达控制板等 组成主控制板主控制板 控制复印机的整个复印过程曝光灯控制板曝光灯控制板 根据原稿的不同浓度控制曝光灯的发光强度马达控制板马达控制板 根据不同的复印倍率控制扫描灯架、镜头的位置和前进后 退速度(一些机型此控制部分集成在主控制板内)。

高压部分高压部分 高压发生器根据主控制板的指令,提供复印过程所需的充电、转印、分离、显影偏压、栅极偏。

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