打印机原理

激光打印机工作原理激光打印机工作原理

步骤

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

复印机并不相同。激光打印机将是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，印刷功能也有区别，但教育工

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

文本或图像回传计算机中，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轴向中的感光鼓进行系统内扫描曝光，纵向扫

描由达致感光鼓的自身旋转实现。

感光鼓是一个光敏器件，有受光导通的属性。毁去表面的光导涂

层在扫描提前曝光前，由充电辊充上均匀电荷。当激光束以点阵形式

扫射到感光鼓上时，被扫描的点因曝光而导通，电荷由导电基对地迅

速绝缘释放。没有曝光电场的点仍然维持原有电荷，这样在感光鼓表

面就形成了一幅成形电位差潜像（静电潜像），当带有静电潜像的感

光鼓旋转到载有墨粉磁辊的位置时，带相反电荷的墨粉被吸附到感光

鼓表面形成了墨粉图像。

当载有墨粉图像的感光鼓继续旋转，到达图像转移装置时，一张

打印纸也同时被感光鼓与图像转移装置的中间，此时图像转移装置在

打印纸施放一个强电压，将感光鼓上的墨粉像吸引到打印纸上，再将

载有墨粉图像的打印纸上送入高温定影装置加温、加压热熔，墨粉熔

化后浸入到打印纸中，最后输出的就是打印好的文本或接著图像。

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对感光鼓充电的烷基不同。

②感光鼓充电采用的部件各有不同。有的机型使用电极丝放电方

式对感光鼓进行磁铁充电，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感光鼓曝光的型式不同。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需要进行的入射激光束对感光鼓进行曝

光。

电磁场不过他们的工作原理基本一样。由激光器发射出的电子束，

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，从介面送至字形发生器，形成进制所需字形的二进制脉

冲信息，由同步器产生的信号牵制9个高频振荡器，再经频率合成器

及功率放大器加至声光调制器之上上，对由反射镜射入的激光束需要

进行调制。调制后的光束射入首开纪录多面转镜，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，使其拿到一定电位，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

电极的电场作用下要，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。在打印图文信息前，清洁辊

的把未转印走的墨粉切割清除，消电灯把鼓上残余电荷清除，再经清

洁纸系统作下定决心的又清洁，即可进入新的裂稃一轮工作周期。

激光打印机是60年代末Xerox公司发明的，采用的是传感照相

(Electro-photo-graphy)技术。该技术通过激光束技术扫描光鼓，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。

与针式打印机和喷墨喷墨相比，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喷墨所难以不能完成的，也是页式打

印机与行式打印机的区别。

激光打印机究竟是如何打印出精美的到底文字与图形的呢？其实

激光印机与影印机的打印过程基本相同。不同多种不同的是对于激光

打印机而言，影像在打印动作再次出现之前就已经产生了。首先，计

算机把需要打的内容转换成计算机读得懂的代码，然后再把这些代码

传送给打印机。这时，打印机语言再以把这些代码破译成点阵的图样

——这个破译过程是相当推演重要的。优秀的打印机语言所产生的点

阵图样与显示器屏幕上的图样完全一致，这种一致性就是激光打印机

一直追求的“所见即所得（WYSIWYG）"。破译前的点阵图样被送到

激光发生器，激光发生器根据图样的内容迅速作出开与关的反应，把

激光束投射到一个经过充电的旋转鼓上，鼓的表面凡是被激光照射到

的地方磁矩都被释放掉，而那些激光没有照到的地方却仍然带有电荷。

举例来说，如果在扫描器语言所生成的位图中，只有在第三行第

三列处有一个圆点，其余部分都是空白，于是激光发生器便只在这个

位置一簇发出一束激光，照射到感应鼓上，其余位置激光发生器都保

持关的状态。这时感应鼓的表面只有第三行第三列的那个点不带电荷，

而其余部分仍然维持充电的状态，这时激光打印机有勘验两种取证方

法：1.只对这个点需要进行上色，其余部分不上色（产生出白底黑

点）；2.只对利皮扬卡上色，对这个点不上色（产生出黑底白点）。

第一种处理方法被称为“写黑”，第二种处理方法则被称为“写白”。

很明显，如果写成在这个例子中我们想以写白的途径打印出一个黑点，

那么我们必须让激光照遍感应鼓表面除这个点之外的所有位置（注意

激光的关键作用只是放电，而不是充电），换句话说，也就是保证只

有这个点带电，其余部分的电荷都被激光释放掉。在这种情况下，由

于激光束必须照遍除这个点之外的所有区域，因此打印机需要极为一

段时间才能打印出这个的黑点。在大多数环境中，打印机实际需要打

印的部分最多只占整个页面的三分之一，因此今天大多数激光打印机

写到都采用写灰的方式打印，这样可以延长激光扫描的时间。

当然，激光打印机的整个列印过程并不仅仅包括激光发生器和感

应鼓，还有很多其他部件也都参与了打印作业。下面我们两度就按照

打印过程的先后顺序，将这些部件作一简述。

（1）打印机控制器

打印机控制器负责接收从主机传来的打印组件数据，并把这些数

据转换为图像。打印机控制器需要处理很多程序，包括与主机通信、

解释主机的打印命令、格式化打印内容（即准备创建图像，包括设定

油墨大小、边页、选择字体等）、光栅化（创建点阵图像）、最后将

图像送往打印引擎。不同的打印机语言对控制器不同的命令，不同的

生产厂商又使用不同的制造方法来设计他们各自的打印机控制台。

（2）打印装置

打印装置是一组电子与机械相结合的系统，它能把打印机控制器

生成的点阵图形打印出来。印刷装置有自己的处理器，用来控制引擎

与电路。一般说来，列印装置由以下部件构成：激光扫描装置、感应

鼓、硒鼓、显影装置、静电滚筒、粘合装置、纸张传送装置、清洁刀

片、进纸器和出纸托盘。下面我们对其中一些主要部件的工作这种方

式进行系统的介绍。

激光扫描装置有时也被被称作“光栅输出扫描电子设备

（ROS）”,主要包括一个激光发生器，旋转金手指和一个透镜。激

光印刷发生器把激光投射在感应鼓表面所有可能需要打印的点上，而

在不需要打印的地方则保持关闭精神状态（写白式打印机则刚好相

反）。激光发生器本身是固定的，激光束通过一个旋转移动实现激光

在感应鼓表面的横向镜来。微波发生器必须与旋转镜必须设计得极为

精密，才能有效保证它们同步工作，并将激光准确地投射到完全正确

的点位。激光在感应鼓更为重要表面的纵向移动则由感应鼓本身的旋

转来实现。

感应鼓也称“受光器”，或直接称为“鼓”。感应鼓通常呈圆球，

表面极为光滑。它的外壳可以被静电充电，这种静电一遇到强光便会

被电弧释放掉。在接触到激光前，鼓的表面被静电滚筒木吉他光滑地

充电，当激光束投射到鼓的表面的某一个点时，这个点的静电便被释

放用光，这样在鼓的表层便产生一个不带电的点。鼓以一种相对缓慢

但又绝对恒定的速度旋转，使激光能够在鼓的表面微粒产生连续的、

没有空隙的平行投射。这样旋转镜的横向移动与感应鼓雷射的纵向移

动以使激光在鼓的表面“写”出了一个人们分不清的、不带静电的图

像。

硒鼓是用来盛碳粉的装置。有些打印机的打印机与试着感应鼓装

在一起，被称为“打印组件”。碳粉是从许多特殊的合成塑料炭灰、

氧化铁中产生的。碳粉原料被混合、熔化、重新凝固，然后逼出被粉

碎成大小一致的极小的颗粒。碳粉越细微，越均匀，所产生的图像就

越多细致。在所有种类的碳粉中，惠普的Microfine碳粉颗粒比其他

品牌的颗粒小20%到50%，因此在业界中所享有极高的声誉。

显影装置实际上就是一条覆盖有磁性微粒的滚轴。这些具有磁性

的微粒附着在滚轴的表

面，就像一个极为精细的“刷子”。这条滚轴分别与感应鼓和硒

鼓紧靠在一起，当滚轴滚动时，埃丹县表面的纸张小颗粒先从硒鼓那

里“刷”来一层磁化的碳粉，然后这些碳粉在经过感应鼓时便被吸附

到感应鼓的表面。写黑式打印机的显影装置有对碳粉进行充电的功能，

因为若想使碳粉只被感应鼓表面不带有静电的那部分（即被激光扫描

过的点位）所吸附，必须并使碳粉带有电荷(对于写白式打印机，这

个过程完全相反)。这时鼓的表面吸附了碳粉，就形成了一个极为精

确极为的图像，下一步的工作即为便是将这个图像转印到纸张上。

纸张传送装置纸张传送最重要是激光打印机装置的机械装置。这

个装置通过两根由马达驱动的滚轴来实现对纸张的传送。纸张由进纸

器开始，经过感应鼓、加热滚轴等部件，最后再被送出打印机。激光

打印机中的滚动设备，如感光鼓、磁性滚轴和送纸滚轴的转动必须是

同步进行的，它们的速度必须保持一致才能确保精确的打印输出。一

般来说，这些滚轴都是以送纸装置为中心，通过互相啮合的齿轮来实

现同速转动。

粘合装置纸张经过传送装置经过感应鼓时，鼓表面所附着的碳粉

又被溶解到纸的表面，这时纸的表面图表虽然由碳粉形成了图像，但

是这些碳粉对纸张的吸附力并不很强，稍强一点的风就可以把这些碳

粉吹离纸的表面。为了使碳粉永久地附着在纸张表面，必须对碳粉成

功进行粘合处理。我们知道，碳粉的原料是合成塑料炭灰，这种材料

溶解在高温状态下可以熔化。熔化后的碳粉再凝固，就可以永久地粘

在烫纸张表面，在激光打印机内部跑跑跳跳有两根紧靠在一起的非常

热的滚轴，它们作用便是对从它们之间经过的纸张加热，使碳粉凝固

薄片从而粘合在纸张的表面。加热后的纸张最后输出到打印机的出纸

托盘，这时整个打印各个过程宣告结束