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激光打印機是怎樣工作的

激光打印機究竟是如何打印出精美的文字與圖形的呢?其實激光印機與影 印機的打印過程基本相同。不同的是對於激光打印機而言,影像在打印動 作發生之前就已經產生了。首先,計算機把需要打的內容轉換成計算機讀 得懂的代碼,然後再把這些代碼傳送給打印機。這時,打印機語言再把這 些代碼破譯成點陣的圖樣——這個破譯過程是相當重要的。優秀的打印機 語言所產生的點陣圖樣與顯示器屏幕上的圖樣完全壹致,這種壹致性就是 激光打印機壹直追求的“所見即所得(WYSIWYG)"。破譯後的點陣圖樣被 送到激光發生器,激光發生器根據圖樣的內容迅速作出開與關的反應,把 激光束投射到壹個經過充電的旋轉鼓上,鼓的表面凡是被激光照射到的地 方電荷都被釋放掉,而那些激光沒有照到的地方卻仍然帶有電荷。

舉例來說,如果在打印機語言所生成的位圖中,只有在第三行第三列處有 壹個圓點,其余部分都是空白,於是激光發生器便只在這個位置發出壹束 激光,照射到感應鼓上,其余位置激光發生器都保持關的狀態。這時感應 鼓的表面只有第三行第三列處的那個點不帶電荷,而其余部分仍然保持充 電的狀態,這時激光打印機有兩種處理方法:1.只對這個點進行上色,其 余部分不上色(產生出白底黑點);2.只對其余部分上色,對這個點不上 色(產生出黑底白點)。第壹種處理方法被稱為“寫黑”,第二種處理方 法則被稱為“寫白”。很明顯,如果在這個例子中我們想以寫白的方式打 印出壹個黑點,那麽我們必須讓激光照遍感應鼓表面除這個點之外的所有 位置(註意激光的作用只是放電,而不是充電),換句話說,也就是保證 只有這個點帶電,其余部分的電荷都被激光釋放掉。在這種情況下,由於 激光束必須照遍除這個點之外的所有區域,因此打印機需要相當壹段時間 才能打印出這個小小的黑點。在大多數環境中,打印機實際需要打印的部 分最多只占整個頁面的三分之壹,因此今天大多數激光打印機都采用寫黑 的方式打印,這樣可以縮短激光掃描的時間。

當然,激光打印機的整個打印過程並不僅僅包括激光發生器和感應鼓,還 有很多其他部件也都參與了打印作業。下面我們就按照打印過程的先後順 序,將這些部件作壹介紹。

(1)打印機控制器

打印機控制器負責接收從主機傳來的打印數據,並把這些數據轉換為圖 像。打印機控制器需要處理很多程序,包括與主機通信、解釋主機的打印 命令、格式化打印內容(即準備創建圖像,包括設定紙張大小、邊頁、選 擇字體等)、光柵化(創建點陣圖像)、最後將圖像送往打印引擎。不同 的打印機語言對控制器發出不同的命令,不同的生產廠商又使用不同的方 法來設計他們各自的打印機控制器。

(2)打印裝置

打印裝置是壹組電子與機械相結合的系統,它能把打印機控制器生成的點 陣圖形打印出來。打印裝置有自己的處理器,用來控制引擎與電路。壹般 說來,打印裝置由以下部件構成:激光掃描裝置、感應鼓、硒鼓、顯影裝 置、靜電滾筒、粘合裝置、紙張傳送裝置、清潔刀片、進紙器和出紙托 盤。下面我們對其中壹些主要部件的工作方式進行系統的介紹。

激光掃描裝置有時也被稱為“光柵輸出掃描設備(ROS)”,包括壹個激光發生器,旋轉鏡和壹個透鏡。激光發生器把激光投射在感應鼓表面所有需要打印的點上,而在不需要打印的地方則保持關閉狀態(寫白式打印機則剛好相反)。激光發生器本身是固定的,激光束通過壹個旋轉鏡來實現激光在感應鼓表面的橫向移動。激光發生器與旋轉鏡必須設計得極為精密,才能保證它們同步工作,並將激光準確地投射到正確的點位。激光在感應鼓表面的縱向移動則由感應鼓本身的旋轉來實現。

感應鼓也稱“受光器”,或直接稱為“鼓”。感應鼓通常呈圓柱體,表面 極為光滑。它的表面可以被靜電充電,這種靜電壹遇到強光便會被釋放 掉。在接觸到激光前,鼓的表面被靜電滾筒均勻地充電,當激光束投射到 鼓的表面的某壹個點時,這個點的靜電便被釋放掉,這樣在鼓的表面便產 生壹個不帶電的點。鼓以壹種相對緩慢但又絕對恒定的速度旋轉,使激光 能夠在鼓的表面形成連續的、沒有空隙的縱向投射。這樣旋轉鏡的橫向移 動與感應鼓的縱向移動使激光在鼓的表面“寫”出了壹個人們看不見的、 不帶靜電的圖像。

硒鼓是用來盛碳粉的裝置。有些打印機的硒鼓與感應鼓裝在壹起,被稱 為“打印組件”。碳粉是從許多特殊的合成塑料炭灰、氧化鐵中產生的。 碳粉原料被混合、熔化、重新凝固,然後被粉碎成大小壹致的極小的顆 粒。碳粉越細微,越均勻,所產生的圖像就越細致。在所有種類的碳粉 中,惠普的Microfine碳粉顆粒比其他品牌的顆粒小20%到50%,因此在業界 中享有極高的聲譽。

顯影裝置實際上就是壹條覆蓋有磁性微粒的滾軸。這些帶有磁性的微粒附 著在滾軸的表面,就像壹個極為精細的“刷子”。這條滾軸分別與感應鼓 和硒鼓緊靠在壹起,當滾軸滾動時,滾軸表面的小顆粒先從硒鼓那 裏“刷”來壹層均勻的碳粉,然後這些碳粉在經過感應鼓時便被吸附到感 應鼓的表面。寫黑式打印機的顯影裝置有對碳粉進行充電的功能,因為若 想使碳粉只被感應鼓表面不帶有靜電的那部分(即被激光掃描過的點位) 所吸附,必須使碳粉帶有電荷(對於寫白式打印機,這個過程完全相反)。 這時鼓的表面吸附了碳粉,就形成了壹個極為清晰的圖像,下壹步的工作 便是將這個圖像轉印到紙張上。

紙張傳送裝置紙張傳送裝置是激光打印機最重要的機械裝置。這個裝置通 過兩根由馬達驅動的滾軸來實現對紙張的傳送。紙張由進紙器開始,經過 感應鼓、加熱滾軸等部件,最後再被送出打印機。激光打印機中的滾動設 備,如感光鼓、磁性滾軸和送紙滾軸的轉動必須是同步進行的,它們的速 度必須保持壹致才能確保精確的打印輸出。壹般來說,這些滾軸都是以送 紙裝置為中心,通過互相嚙合的齒輪來實現同速轉動。

粘合裝置紙張經過傳送裝置經過感應鼓時,鼓表面所附著的碳粉又被吸附 到紙的表面,這時紙的表面雖然由碳粉形成了圖像,但是這些碳粉對紙張 的吸附力並不很強,稍強壹點的風就可以把這些碳粉吹離紙的表面。為了 使碳粉永久地附著在紙張表面,必須對碳粉進行粘合處理。我們知道,碳 粉的原料是合成塑料炭灰,這種材料在高溫狀態下可以熔化。熔化後的碳 粉再凝固,就可以永久地粘在紙張表面,在激光打印機內部有兩根緊靠在 壹起的非常熱的滾軸,它們的作用便是對從它們之間經過的紙張加熱,使 碳粉熔化從而粘合在紙張的表面。加熱後的紙張最後輸出到打印機的出紙 托盤,這時整個打印過程宣告結束。

復印機的工作原理

現在我們常用的復印機工作原理有兩種;壹種是美國施樂公司於1949年推出的模擬式復印機,目前正在使用的和市場上出售的復印機大多是模擬式復印機。另壹種是日本佳能公司於1991年推出的數碼式復印機,現在市面上出售的復印機中有壹部分是數碼式復印機,數碼式復印機以其優越的性能正在逐漸取代模擬式復印機。

1.模擬復印機的工作原理

模擬復印機的工作原理是:通過曝光、掃描的方式將原稿的光學模擬圖像通過光學系統直接投射到已被充電的感光鼓上,產生靜電潛像,再經過顯影、轉印、定影等步驟,完成整個復印過程。

2.數碼復印機的工作原理 數碼復印機的工作原理是:首先通過電荷耦合器件(即CCD)將原稿的模擬圖像信號進行光電轉換成為數字信號,然後將經過數字處理的圖像信號輸入到激光調制器,調制後的激光束對被充電的感光鼓進行掃描,在感光鼓上產生靜電潛像,再經過顯影、轉印、定影等步驟,完成整個復印過程。數碼式復印機相當於把掃描儀和激光打印機融合在壹起。

3.兩種復印機的比較

總的來說,模擬式復印機除了價格低廉、操作相對簡單的優點外,好像沒有什麽可說的了,而數碼復印機由於采用了數字圖像處理技術,可以進行復雜的圖文編輯,大大提高了復印機的工作效率和復印質量,降低了使用時發生故障的幾率,與模擬復印機相比,其主要優點在於:

①壹次掃描 多次復印

數碼復印機只需對原稿進行壹次掃描,便可壹次復印出多達999份的文檔,由於減少了掃描次數,所以降低了掃描器的磨損及噪音。

②復印質量好

復印出來的副本整潔、清晰。壹般的數碼復印機都支持文稿,圖片/文稿,圖片,復印稿,低密度稿,淺色稿,256級灰色濃度、400DPI分辨率等多種文稿模式和多級灰度,可根據原稿的內容進行選擇,充分保證了復印件的清晰和整潔。

③易於實現電子分頁 壹次復印後的分頁數量可達999份之多,而無需選購分頁器件,遠遠大於模擬復印機加分頁器所能達到的份數,同時也降低了成本。

④有強大的圖像編輯功能 能夠實現自動縮放、單向縮放、自動啟動、雙面復印、組合復印、重疊復印、圖像旋轉、黑白反轉、25%~400%縮放倍率等多種編輯效果。

⑤易於升級 可升級為20張/分~45張/分A3幅面的高速激光傳真機和高速激光打印機,解析度高達600DPI。它不僅可以直接與計算機連接,也可與電腦網絡連接,成為高速激光網絡打印機。同時,經掃描到內存的原稿,可以經過電腦編輯後,以400DPI的清晰度進行壹次多達999份的打印輸出。

⑥先進的環保系統設計

數碼復印機都具有無廢粉、低臭氧、自動關機、節能、圖像自動旋轉而減少廢紙的環保功能。

從上面幾點可以看出,數碼復印機具有的優點是傳統模擬復印機所無法比擬的,由於它是利用激光掃描和數字圖像處理技術成像的,所以它不僅是壹臺復印機,還可以作為電腦的輸入輸出設備。隨著數字化技術的普及,數碼復印機必將成為復印設備的主導產品而取代傳統的模擬式復印機。如果從機器更新換代角度考慮,筆者覺得選購數碼式復印機是明智的選擇。

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