发布时间：2026-07-06 22:23:56 点击量：
激光打印机原理激光打印机概述无论是黑白激光打印机还是彩色激光打印机其基本工作原理是相同的它们都采用了类似复印机的静电照相技术将打印内容转变为感光鼓上的以像素点为单位的点阵位图图像再转印到打印纸上形成打印内容与复印机惟一不同的是光源复印机采用的是普通白色光源而激光打印机则采用的是激光束在激光打印机中打印控制器的作用是与计算机通过接口或网络进行通讯接收计算机发送的控制和打印信息同时向计算机传送打印机的状态打印引擎在打印控制器的控制下将接收到的打印内容转印到打印纸上因此打印控制器和打印引擎的性能和质量
激光打印机原理 1．激光打印机概述 无论是黑白激光打印机还是彩色激光打印机， 其基本工作原理是 相同的， 它们都采用了类似复印机的静电照相技术， 将打印内容转变 为感光鼓上的以像素点为单位的点阵位图图像， 再转印到打印纸上形 成打印内容。 与复印机惟一不同的是光源， 复印机采用的是普通白色 光源，而激光打印机则采用的是激光束。 在激光打印机中， 打印控制器的作用是与计算机通过接口或网络进行 通讯，接收计算机发送的控制和打印信息， 同时向计算机传送打印机 的状态。打印引擎在打印控制器的控制下将接收到的打印内容转印到 打印纸上。因此打印控制器和打印引擎的性能和质量影响了整个打印 机的性能和质量， 这也是目前市场上采用相同引擎的激光打印机产品 出现性能差异的重要原因。 所有的打印控制器都是一台功能完整的计算机， 它基本都包括了 通讯接口、处理器、内存和控制接口 4大基本功能模块，一些高端机 型还配置了硬盘等大容量存储器。 通讯接口负责与计算机进行数据通 讯；内存用以存储接收到的打印信息和解释生成的位图图像信息； 控 制接口负责引擎中的激光扫描器、 电机等部件的控制和打印机面板的 输入输出信息控制 ; 而处理器是控制器的核心， 所有的数据通讯、 图 像解释和引擎控制工作都由处理器完成。 由于各打印机采用的控制方式和控制语言不同， 对打印控制器的 配置和性能要求也不同，如采用 PCL和 PostScript 语言的打印机，由 于计算机和打印机之间采用了标准的页面描述语言进行打印信息的 传送，在打印机中要将接收到的来自计算机的使用标准语言描述的打 印信息解释成打印引擎可以接收的光栅位图图像信息， 打印控制器的 性能和内存大小直接会对整个打印机的性能产生影响， 因此这样的打 印机对打印控制器中的处理器的速度和内存大小要求非常高。 而 GDI打印机与采用页面描述语言的打印机有所不同，其在打印 过程中，在计算机中完成打印内容到光栅位图图像信息的解释并直接 传送到打印机中， 因此打印机中的打印控制器主要是存储接收到的光 栅位图图像， 并控制打印引擎完成打印。 由于不需要承担复杂的图像 解释工作， GDI打印机对打印控制器的性能要求相对比较低。 2．黑白激光打印机的结构 附图 打印引擎的结构 打印引擎的结构见附图，它包括了激光扫描器、反射棱镜、感光 鼓、碳粉盒、热转印单元和走纸机构等几大部分组成。 从功能结构上， 激光打印机分为打印引擎和打印控制器 2大部分。 激光打印机的打印引擎由 Canon、Minolta 、Xerox 、Brother 、Samsung、 Hitachi 等少数几个引擎生产厂商提供。而打印机厂商则是向引擎厂 商购买或者定制打印引擎， 根据引擎设计控制器和打印驱动， 从而完 成整个打印机的设计和生产。 这就是形成目前激光打印机领域的打印 引擎和打印整机 2级市场的原因。 激光打印机中最重要的元件是感光鼓， 即有机图像传导机构 （简 称OPC），整个打印过程都以感光鼓为中心，周而复始地动作的。黑 白激光打印机工作的整个过程可以说是充电、曝光、显像、转像、定 影、清除及除像等七大步骤的循环 3 ． 黑白激光打印机工作原理 打印机属于外围设备， 因此需要与计算机合作才能进行打印。 在 非网络环境中，打印机与计算机之间一般是通过一根打印电缆连接， 这根电缆的一端是连接在打印机的电缆接口， 而另一端则连接在计算 机的打印端口，如 LPT1。但在网络环境中，打印机则更多的是通过专 用的打印服务器连接到网络。 这两种连接方式的最大区别是打印数据 的传输速度： 当通过打印服务器与网络连接时， 打印数据的传输速度 要比通过打印电缆快上几百倍。 3 ．1充电在感光鼓附近设有一根屏蔽的电晕丝， 当感光鼓开始转 动时，高压电源对其加数千伏的高压，电晕丝开始电晕放电，此时， 电晕丝周围的不导电空气被电离， 变成能导电的导体， 使感光鼓表面 带上正（负）电荷。 3 ．2 感光 当计算机向打印机发出打印命令之后，首先这些数据 需要打印机语言进行“翻译”， 即将这些数据转化成打印机能读得懂 的语言。这个“翻译”过程就是由打印机语言来完成的。 这个翻译过 程的准确与否决定了最终的打印效果， 因此打印机语言在整个打印过 程中占有相当重要的地位。 对于 HPLaserJet 激光打印机来说， HPPCL 打印机命令语言翻译成对应的文字代码或图形的点阵图样，然后 HP PCL再把这些代码上图样输送到激光打印机的最重要部件之一──激 光器。激光器的形状有些类似于一台微型的放映机， 它将激光束发送 到一块多边的旋转镜上。激光器收到打印机语言传来的点阵图样后， 便迅速地作出“开”与“关”的响应， 而多边旋转镜的作用则是将激 光反射到一个经过充电的旋转鼓上。 激光可以消除静电， 因此旋转鼓 上那些经过激光照射的点就不再带有静电。 鼓表面被照射到的地方（即有文字或图像的地方）变成良导体， 电荷流向地， 也就是说被照射的地方电荷消失； 文字或图像以外的地 方未被激光照射， 仍保留有电荷； 这样以来在感光鼓表面就形成了不 可见的文字或图像的电子潜像。 这时激光打印机的旋转鼓上已经形成 了一个看不见的图像： 那些不带有静电的点实际上就是最终打印图像 的“隐形图”。 “隐形图”已经有了， 下一步就是对这个“隐形图” 进行上色。 激光打印机的上色装置通常被称为硒鼓， 它的主要功能是 用来盛装碳粉。碳粉本身也带有静电，因此当旋转鼓经过硒鼓时，后 者的碳粉颗粒便会吸附在前者表面那些不带有静电的点上。 由于旋转 鼓表面其它地方都还带有静电， 因此带有同样静电的碳粉颗粒便不会 在这些地方被吸附。 3．3显影 显影也既是“显像”，就是用载体和着色剂（单成分 或双成分墨粉）对电子潜像进行“着色”，墨粉带有电荷，由于静电 的作用，墨粉就会被吸附在感光鼓表面电子潜像区， 使电子潜像变成 可见的图像。 图4 墨粉被吸附在感光鼓表面，形成墨粉影像。 3．4 转印 转印的原理也是静电感应作用。 转印电极使纸张带有 与墨粉图像极性相反的电荷， 当纸张通过转印辊时， 经显影后的图像 就会转印到纸张上。 3．5 定影 定影就是固定图像的过程。图像从感光鼓上转印到纸 上时，是吸附在纸面上的， 并未被固定。当纸张从定影辊和压力辊之 间经过时， 受到定影辊内加热电极的烘干和压力辊的挤压作用， 使墨 粉融化渗入纸张纤维中，形成可永久保存的记录。 3. 6 消影 在转 印过程中， 墨粉从感光鼓表面转印到纸上时， 鼓面上多少会残留一些 墨粉，为了消除这些残留的墨粉，在纸张下面安装了放电灯泡，其作 用是消除感光鼓表面上的电荷，以便进一步彻底清扫残留墨粉。 4. 彩色激光打印机原理 4.1 彩色激光打印机与黑白激光打印机区别 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。 4 ．1．1 结构区别 从彩色激光打印机的结构上看， 彩色激光打印机的耗材 （需定期 更换的部件）有： 4个颜色的碳粉盒、 1个感光鼓或感光带、 1个充电 单元、 1个定影器、 1个调和油盒和 1个废墨瓶，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 价格最高的耗材。 但相对于彩色喷墨打印机，彩色激光打印机耗材的寿命非常长， 从而使它的单页打印成本大大降低。 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。 4 ．2彩色激光打印机的感光方式 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。 感光鼓方式较为简单， 当处理一种颜色时， 墨粉被吸附在感光鼓 表面不动， 接下来第二种颜色的墨粉再直接叠加到上面， 之后是第三 种、第四种，直到 CMYK四种颜色墨粉统统都被吸附到感光鼓表面为止。 然后，所有墨粉被一起转印到打印纸上加热固定。 感光带方式则与之不同， 它在感光鼓旁边额外增加了一条转印胶 带，处理某种颜色的墨粉时， 墨粉会先从感光鼓转移到这条胶带上放 置。然后感光鼓表面清洁完毕后处理下一种颜色的墨粉，同样，第二 种墨粉也转移叠加到转印胶带上。 CMYK四种墨粉处理完毕之后， 再从 转印胶带统一转移到打印纸上加热固定。 这两种方案不仅在实现技术 上不同，对应打印机的组成结构也有些不同， 但在最终处理上都是一 致的。墨粉被一次性转移到打印纸上，并非分别转移，毕竟这么做会 导致不同颜色无法混合充分，彩色打印效果不佳。 图 6 基于感光鼓技术的打印引擎 4 ．3彩色激光打印机原理在打印控制器方面， 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 ，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 配比（每种单色中允许有 256 级浓度）， 同时还允许 一个位置叠加多个不同颜色的墨粉。而在最后阶段，这 些墨粉会被加热后熔在一 ，这说明黄色墨粉与青色墨粉已经被加热 熔合为一体了。相比之 下，传统技术放大后的像素点则是不同比例 黄色、青色墨粉的混合，墨粉比例不同决 定颜色的偏向。 ． 彩色 4 3 激光打印机原理在打印控制器方面，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 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 的普及奠定了基础。 如今的彩色激打不仅能够控制墨粉的有、无和 具体数量， 还能够控制激光照射时间的长短， 来决定某个像素点的浓 淡在同起，形成真正的彩色像素点。 例如，我们将一个绿色的像素 点按照图 8的模式同等放大，我们看到的就是一个纯粹的绿色像素点 图8 放大数千倍的单个像素。 可以看到不同色彩和比例的墨粉排列填充， 但它们并没有混合为一种颜色。 因此，中高端彩色激打的彩色打印品质相当出色，达到数码彩扩 及热升华打印的水准， 将喷墨打印技术远远抛在后头。 这也是彩色激 打越来越受到企业单位宠爱的主要原因之一 . 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
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