不同型号的激光打印机,打印语言不同,所使用的驱动程序也不同。当然也有可兼容的打印机驱动程序。生产的激光打印机,普遍采用标准打印语言PCL5或PCL6语言。
(2)数据传送:打印机与计算机之间的通讯传送端口有很多种,比较常见的是“串口”或“并口”。EP P/ECP(Enhanced ParalleI Port/Extended Capabilities Port)称为增强型/扩展型并口。“串口”由于速度较慢,一般很少采用。其他如SCSI接口,因速度快,大都用在较的打印机上。还有的打印机采用视频接口(VDO)方式与计算机通讯,通讯方式与其他 接口不同,它传送的不是数据,而是激光束流,速度更快。它的数据是由另外一块“视频转换卡”来完成,但因它与计算机共亨内存,要求计算机有足够的缓存空间。一般印刷排版行
业采用此种接口的打印机较多。有的打印机带有多种接口,可同时接多台计算机。生产的很多打印机配备速度更快的USB接口。
当打印控制器从计算机接收数据之后,打印机一般采取两种工作方式:一种是把数据 直接送给解释器执行打印,称为“段工作方式”,这种方式工作的打印机不需要很多的缓存和内存,普通型的打印机多采用此种工作方式。另一种是把传输的数据存储在打印机内部的 硬盘中,待使用时可随时打印出来,也称为“池工作方式”,很多打印机使用这种工作方式。它的优点是当许多用户共享一台打印机时,可同时发出打印命令而不必等待,并可节省数据通讯传输的等待时间,但其价格也较贵。
点阵潜像
激光打印机打印出的文字或图像,如果在放大镜下观察,就会发现文字或图像是由很多的白点和黑点组成(也叫点阵图形),与普通的点阵式打印效果相似。前者是通过控制激光束的开与关实现点阵排列,而后者则是通过打印针击打来实现点阵排列。
光栅图像是一种视频数字图像,需要打印机中的光栅转换器把视频数据进行光栅化处理,转换成打印机使用的点阵图像打印,所谓光栅图像是由独立的点所组成的图像。如报纸 上印的或电视屏幕上显示的图像就是光栅图像。
激光打印机的点阵排列是由二进制数据组成的方阵控制,每个点对应一个二进制数位, 由运算控制器控制激光器向感光鼓表面射出一束激光,称为“曝光”,被曝光的“点”称为“像素点”。要打印一个文字或一幅图像,需要很多的"像素点"组成。因此,单位面积内像素点的数目越多,打印的分辨率就越高。如果一个激光扫描装置,沿感光鼓轴向水平 表面,射出每英寸300个点,并且感光鼓由主电机带动按照1/300分匀速旋转,那么,激光打印机就能以每平方英寸300×300DPI的分辨率打印出文字或图像。的激光打 印机的输出精度可以达到2400DPI。由像素点形成点阵图像,还要经过声光调制器、高频驱动器、扫描器同步器和光学系统共同完成。
调制器
大家知道,电视机接收到的图像和声音是由电视台将声光信号调制为电信号发射出来的。电视机接收到电信号再经过解调,还原成图像和声音。激光打印机激光器射出的光束 也载有数据信息,这些信息的转换过程也类似于电视机信息传递过程。只是此过程是由声光调制器转换的。
声光调制器的调制频率可达30MHz左右,特性稳定,因此大多数的激光打印机都采用这种调制器。声光调制器的工作原理是利用声光效应所产生的布雷格衍射的特点,实现对激光束传播方向的控制。激光束欲完成图文信息的映像任务,必须用图文信息进行调制,恰如电视台将图像及声音信号调制到无线电波上去,方能在电视机中解调出图像与 声音信号一样。
声光调制器的工作原理,是利用声光效应产生布雷格衍射,若在玻璃及晶体等超声媒质中产生超声波,便将引起周期性的折射率变化,而成为相位型衍射栅,光栅常数等于超声波波长,当激光束射到超声媒质中时,激光束即产生衍射,衍射光的强度及方向会随超声波的频率及强度而变化,即为声光效应。
当向玻璃或晶体发射超声波而产生反射,由入射角折射的光线传播而形成相位变化的衍射光栅,光栅常数等于超声波的波长λ。如果激光束射入超声媒体中,激光束就会产生衍射,衍 射光的强度和方向随超声波的频率和强度的变化而变化,这就是声光效应。根据波干涉的加强条件,入射光和衍射光的方向满足布雷格方程:
θi=θd=θB
sinθB=λ/2A=λf/2v(v=fA)
式中:θi:入射光与超声波面的夹角;λ:光在介质中的波长;θd:衍射光与超声波面的夹角;A:超声波波长;θB:布雷格角;f:超声波频率。 θB很小时,sinθB≈θd,则方程可简化为:θi=θd=θB=λf/2v,当衍射光和入射光的夹角为α时,则:α=θi+θd=2θB=λf/v。式中α为偏转角,它与超声波的频率成正比。改变超声波频率f,就可以改变偏转角α,从而达到控制激光束方向的目的。
按布雷格衍射理论,当超声波维持一种频率的高频信号时,入射的激光束除产生一条0 级光外,还产生一条1级衍射光。0级光控制同步器和高频信号的起停,1级衍射光对感光鼓曝光形成像素点。
扫描器
要使经过声光调制器后的激光束在感光鼓上产生文字或图像,激光束需要完成横向 和纵向两个方向的运动,不能依靠激光器运动来实现,因为由光电器件运动而带来的振动会影响激光束的精度。所以激光打印机的激光器采用固定式结构,而由一个多面旋转的反射镜 来完成激光束横向扫描,依靠感光鼓的旋转实现纵向扫描。
欲使经调制后的激光束在感光硒鼓上产生文字与图像,尚应完成横向(沿打印纸行的方向)及纵向两个方向运动。纵向运动是依靠硒鼓的旋转来完成,而光束的横向运动则由扫描器来完成。按工作方式扫描器分声光式、电光式、检流计式及转镜式等。鉴于转镜式扫描 器有扫描角度大、分辨率高、光能损耗小及结构简单等优点,而被广泛用于激光打印机中。为了减少多面镜旋转时产生的非线性误差,转镜的几何精度的误差及转镜驱动电动机转 速不稳等,引起的纵向间距和字符的轨迹不均匀等缺点,一般在扫描器中还装有一个同步信号传感器。此传感器是使用布雷格衍射产生的0级光,不产生偏转,从而经多面转镜反射
后具有照射位置固定的特点,将其作为同步信号,用来控制高频信号发生器的起停,可保证扫描间距一致,消除上述误差。
为使扫描器产生的扫描光束集成规定的大小,并在感光鼓上进行匀速直线运动,应采用较好的光路系统。光路系统根据透镜处于扫描器的前后位置,分物镜前/后型两种形式,由 于物镜后型在扫描较大图形时失真严重,很少采用。物镜前型扫描线较直,但亦有失真,由于后来生产的激光打印机中,采用多个透镜组合在一起的广角聚焦镜,焦距为300毫米,多面 转镜的物距为37毫米,失真度仅为0.0011%,已能完全满足激光成像的要求。
激光打印机用的多棱扫描器(镜),一般有二面镜、四面镜、六面镜3种,由扫描电机 带动旋转,完成横向的扫描运动。它是保证激光打印机打印精度的关键部件。扫描器完成横向扫描的原理为: 我们设定MN为扫描器的一个镜面。当入射激光束射到MN面的A点上时,若入射角为θ?i,则反射光束以反射角θ?d反射出来,θ?i=θ?d,当MN转过一个角度φ,而入射光束方向不变,则反射光束转过2φ,也就是反射光束以MN的两倍角旋转。如果P为反射光 点在感光鼓的一端,而P1为反射光点,在感光鼓的另一端就完成了对感光鼓的横向扫描,当然扫描器的旋转速度是极快的,所以P~P?1之间也形成很多的反射激光束点。
当主电机带动感光鼓旋转,同时也完成纵向扫描的反射激光束点,就这样最终完成文字或图像的点阵排列。
光学系统
为使扫描器反射产生的激光束,聚集形成规定大小的光点,消除光束传播过程中的漫射,需要用一组光学透镜对光束进行调制,提高扫描精度。它包括:弧面透镜、球面透镜、反射镜。这组透镜只有将激光束校正失真度为0.1‰,才能满足激光成像的技术要求。
显像系统
激光打印机是精密的机械系统,它利用光、电、热的物理、化学原理通过相互作用输出文字或图像,这些复杂的过程都由一个电子控制系统来实现,称为电子显像系统。“静电成像”的理论是美国人卡尔逊首先提出的,因此也称为卡尔逊法。或称为放电成像法。基本过程可分为充电、曝光、显影、转印、定影、清洁、消电7个步骤,其中5个步骤是围绕电子显像系统进行的。
5注意事项
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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。
充电
感光鼓表面光导体材料在不见光的情况下为绝缘体,呈中性状态,不带有任何电荷。要实现在光导体表面的“静电潜像”,必须在光导体表面进行充电,使之荷电。只有这样, 当激光束扫描到光导体上时,光导体被曝光的点导通,形成光束点阵。点阵电荷与基体导通形成“电位差潜像”,当感光鼓旋转到与显影磁辊相切位置时,把磁辊上载有与光导体表面 电荷属性相反的墨粉吸引到感光鼓表面,从而在感光鼓上显现出墨粉图像。
欲使感光鼓能按照图文信息吸附上碳粉,应先对硒鼓进行充电,充电电极是一根与感光鼓轴平行的钨丝,其上带有5~7kV的直流高压,当硒鼓表面与钨丝非常接近时,周围的空气被电离产生电晕放电,使感光鼓带上了电荷。电压的正负由钨丝所带的电压决定,若光导材料为硒碲合金时,则充正电,感光鼓旋转一周后使整个表面均被充电。
激光打印机对感光鼓充电的方法,因机型不同而采用的具体充电方法也有不同,但充电原理基本一致,都是采用直流高压的电晕放电对感光鼓表面充电。
早期生产的激光打印机采用电极丝及栅网复合的结构充电的较多,新型激光打印机大部分采用充电胶辊(FCR)对感?夤某涞纭5备哐狗⑸魉偷降缂恳桓龈哐沟绾螅?极丝与栅网之间形成一个强电场,并释放出电晕。使电极丝与感光鼓之间的空气发生电离,空气离子向感光鼓表面迁 移,使光导体(感光鼓)表面充满电荷。这种方法能使光导体(感光鼓)表面荷电均匀,但同时也产生大量的负离子(臭氧)。臭氧聚集到一定量时,对人体是有害的。如佳能早期产品LBP-SX、ST型,惠普公司的早期产品HP2、3和日本生产的松下KX6500,联想LJ6L、LJ6P等
机型均采用此方法充电。
现代生产的激光打印机大部分都采用充电辊充电,由于采用接触式充电方式,不需要很高 的充电电压,且没有臭氧产生,但由于电离尘的积存,增加了对感光鼓的磨损,也会有充电不均匀的现象。
扫描曝光
就像我们用笔在纸上写字一样,扫描曝光的工具是用激光束在感光鼓上进行"书写"曝 光,这幅文字或图像是不可见的,这就是我们所说的“静电潜像”。
当硒鼓表面经过钨丝电极时,其表面被充上正电,光导层与底基的界面感应出负电。当激光光束中有光部分照到硒鼓表面的某个区域时,称为曝光。经曝光后的地方电阻率 明显地降低,表面的正电荷与界面的负电荷便中和消失,由于硒碲合金颗粒之间具有良好的绝缘性能,未经曝光的表面正电荷仍保持不变,即形成一层静电潜像。
扫描曝光就是利用感光鼓表面光导材料的光敏性质。当光导体受到激光束扫描照射后,被光照的部分与感光鼓导电层导通使电荷消失,没有被光照射的部分仍保持充电电荷,这样 就形成一幅电位差图像,也可以理解为对感光鼓的“消电”过程。消电过程,光导体表面的电位是在变化的,这个电位变化对打印质量影响很大。
在对感光鼓表面充电时,随着电荷在感光鼓表面的积累,电位也不断升高,最后达到“饱和”电位,就是电位。表面电位会随着时间的推移而下降,一般工作时的电位都低 于这个电位,这个电位随时间自然降低的过程,称之为"暗衰"过程。感光鼓经扫描曝光时,暗区(指未受光照射部分的光导体表面)电位仍处在暗衰过程;亮区(指受光照射部分的 光导体表面)光导层内载流子密度迅速增加,电导率急速上升,形成光导电压,电荷迅速消失,光导体表面电位也迅速下降,称之为“光衰”,最后趋缓。
从理论上说光衰越快越彻底越好,实际上很难达到。剩余残留电位的高低就会影响打印质量,如残余电位过高,将会出现打印“底灰”现象。一幅静电潜像形成后,还必须经过 如下所述的“显影”过程才能转换成墨粉图像。
显影
把光导体表面形成的“静电潜像”,经过"显影"显示出墨粉图像,这个过程称为“电子显影”。显影工作是由显影器完成,其作用是将静电潜像变成可见图像。显影是利用物质间电荷同性相斥、异性相吸的原理完成的。
显影器中装有铁粉及碳粉,经摩擦后铁粉带正电,碳粉带负电,这样铁粉被碳粉包围而吸附了碳粉的铁粉又被磁铁吸附,形成类似于毛刷似的一层铁粉与碳粉混合物。当硒鼓表面从这层磁刷下经过时,碳墨粉因带负电而被吸到硒鼓表面仍保持着正电的部分,形成了可见的碳粉图像。搅拌器的作用,是使铁粉与碳粉摩擦带电。
感光鼓表面的“静电潜像”电荷与显影墨粉所带的电荷极性相反,当感光鼓与携带墨粉的磁辊靠近到一定的距离时,墨粉即被吸引,或者说是墨粉跳跃到感光鼓表面而形成“墨粉图像”,也称为跳动显影。注意:激光打即机感光鼓曝光后表面“静电潜像”的电荷呈负极性,而墨粉所带电荷为正极性。显影单元的墨粉传递是这样完成的。
当墨粉在粉盒内被搅拌器搅拌均匀后,墨粉由掺杂的载体运载并被磁辊内的磁芯吸附到磁辊外表面上,这时墨粉不显极性。当磁辊载着墨粉旋转并与墨粉刮板相切,与之磨 擦时,使墨粉带上正电荷。墨粉在墨粉刮板和磁场作用下,在磁辊表面上形成恨薄且分布均匀的墨粉雾。墨粉刮板还起到限制墨粉量的作用,使墨粉不致吸附过多。