黑白激光打印机的基本原理与常见故障分析

2010-02-14王力天

中国医疗设备 2010年7期

关键词：碳粉激光束刮板

王力天

浙江省诸暨市人民医院计算机中心，浙江诸暨 311800

黑白激光打印机的基本原理与常见故障分析

王力天

浙江省诸暨市人民医院计算机中心，浙江诸暨 311800

本文前面讲述黑白激光打印机的基本原理，只有了解打印机本身的工作原理，才能结合实践找到问题的根源。后面针对在日常工作中遇到的几类故障，进行详细分析，并提出故障排除方法。

黑白激光打印机；打印机故障；故障维修

黑白激光打印机在计算机领域中的应用非常广泛，但是随着使用的日益频繁，打印文档的增加，黑白激光打印机出现的问题也越来越多，需要在实践中加以解决。本文根据自己的实践经验和相关资料，简要介绍黑白激光打印机的基本原理和工作过程以及常见故障的排除方法。

1 黑白激光打印机的基本原理

通常，激光打印机可分成6大系统，分别是供电系统(Power System)、直流控制系统(DC Controller System)、接口系统(Formatter System)、激光扫描系统(Laser/Scanner System)、成像系统(Image Formation System)以及搓纸系统(Pick-up/Feed System)，其中最重要的就是成像系统，下面分别对6大系统进行简单的阐述：

1.1 供电系统

坐享当今电气时代，似乎凡是机器都需要用到电，因此可以说每一台机器都必然有一个供电系统(只不过是轻重大小之分)，对用电较为讲究的激光打印机更不例外。激光打印机的供电系统是其它5个系统的能源基础，其性能发挥的优劣直接影响着另外5个系统。一般，激光打印机的供电系统又分为3种，分别是高压、低压、直流。高压电一般作用于成像系统，利用较高的电压才可以使激光器工作运行。低压主要用来驱动各个引擎马达，电压大小可根据需要而定，如声名显赫的HP 6L系列激打，就有5V和12V两种。而直流电则是用于驱动DC板上的传感器、控制芯片以及CPU等。三种电压相互隔离，各司其主，但又相互影响，共同缔造一个稳定的供电系统。

1.2 直流控制系统

直流控制系统主要用来协调和控制打印机的各系统之间的工作，如数据接收、扫描单元的控制、传感器的测试，以及各种直流电的监控和分配等，它的电路构成比其它5个系统都要复杂，其中包含有许多电子的专业知识，包括放大、反馈等电路。

1.3 接口系统

当计算机向打印机发出打印命令后，打印机不会直接响应而去打印文件，而是首先把打印命令“翻译”过来，然后再根据得到的真实命令开展工作。在这一“翻译”岗位上工作的就是接口系统，它是打印机与计算机之间的“桥梁”，负责把计算机传送过来的数据“翻译”成为打印机能够识别的语言。接口系统一般也包括3个小部分，分别为接口电路、CPU、BIOS电路。接口电路由能够产生稳压电流的芯片组成，用来保护和驱动其它芯片。CPU是打印机主板的核心部件，在其中的作用是充当“翻译”的角色。BIOS电路是对打印机自身而言，它包括了打印机本身的一些程序配置以及厂家的相关信息。在这3个部分中，接口电路是经常接触的，对接口系统的维修也似乎仅局限于此。

1.4 激光扫描系统

激光扫描系统通常也称为激光扫描单元，它主要由多边形旋转马达、发光控制电路以及透镜组三个部件组成。旋转马达主要通过高速旋转的多棱角镜面，把激光束通过透镜折射到OPC(有机光导鼓，又称感光鼓)表面。发光控制电路包括激光控制电路和发光二极管，用来产生调控过的激光束。而透镜组则是通过发散、聚合功能把光线折射到OPC表面，从而进行下一步的成像工作。

1.5 成像系统

成像系统是一台激光打印机最重要的工作系统，其工作性能的好坏直接影响着输出文稿的质量。成像系统的工作流程一般由充电、曝光、显像、转印、定影等主要步骤组成。每个步骤都对打印品质关系重大，笔者觉得在这里有必要简单分析一下：

(1)布电：上面说到的激光扫描系统产生了激光束后，会把激光束投射到带有正电荷或负电荷的OPC上，从而产生由之前“翻译”得来的点阵图样，而使OPC带电的这一过程就叫做布电，它由供电系统的高压部件通过充电辊供电。

(2)曝光：其实就是利用OPC表面的光导特性，使OPC表面曝光，从而形成一定形状的电荷区，形成用户所需要的图样“雏形”，因为这只是电荷的形成块，因此是“隐形”的，此时还看不到真实图像。

(3)显像：让碳粉带电之后，通过曝光得来的带有静电潜像的感光鼓，会以快速卷动的方式接近装有碳粉的碳粉夹，这时，带有电气的碳粉便会吸附在感光鼓上，像形看得见的图像，这就是显像过程。

(4)转印：碳粉吸附在感光鼓上了，接下来就是令图像在纸张上出现。当打印纸经过转印辊时，被带上与碳粉相反的电荷，由于异性相吸，从而使碳粉能够按原来的形状转印到纸张上去，到此，稿件的成形过程基本完成。

(5)定影：虽然图像是被转印到纸张上了，但这时碳粉还不是完全固定，稍微摩擦或保存几天，纸上的碳粉就会脱落，因此，就需要在高温、高压的情况下把碳粉溶化并使其永久地“定影”渗透到纸张里面，有利于长期保存。目前产生高温高压的部件主要有两种形式，一种是陶瓷加热，它的特点是速度快、预热时间短，缺点是易爆、易折;另一种是灯管加热，它在各个方面都表现得相对稳定，但预热时间较长。

最后，在成像打印过程中，OPC表面上的碳粉一般都不会完全被吸附到纸张上，总有少量的余碳残留，这必定会对下一次的打印造成影响，因此，就要用一个刮刀把OPC表面上的余碳清理干净，这一过程也叫做OPC的清理。

1.6 搓纸系统

搓纸系统分进纸和出纸两个部分，它由输纸导向板、搓纸轮、输出传动轮等一些传输部件组成，因此也可以说成传输系统。纸张在整个输纸路线的走动都依靠搓纸系统的工作，因为这一传送过程都有着严格的时间限制，超过了这个限制就会造成卡纸现象，因此若想得到顺畅的输出效果，归根结底要从搓纸系统入手。通常在搓纸系统中，都会配置几个光电感应器，用来监控纸张存在与否的情况，这些光电感应器一般由光敏二极管元件构成。

各种型号的黑白激光打印机在机型和具体到某个系统的设计上，可能不同，但是它们的工作原理大致却是一样的，只不过某个局部的功能根据设计的需要得到了增强。有了对原理与结构的理解，我们在排除故障时就容易多了。

2 常见故障分析与排除

2.1 输出横向无规律黑带(线)

2.1.1 可能故障原因

(1)感光鼓消电极接触不良；

(2)感光鼓刮板剪切力过大；

(3)感光鼓主齿轮转动时发生抖动；

(4)感光鼓有缺陷或安装不正确。

2.1.2 检修方法

(1)先检查感光鼓消电触点是否接触良好。感光鼓表面光导体曝光后的点阵与导电基导通，电荷经感光鼓导电基经消电刷对地释放。例如惠普4L、4P型感光鼓的消电刷，就是采用消电刷与导电基圆筒内壁磨擦的消电方式，当用一定的时间后，感光鼓内壁被消电刷磨出两条深沟（双触电），这样会使触点与感光鼓导电基接触不良。维修的方法是改变触点原来的磨擦轨迹，然后涂上导电润滑脂增加导电率即可。

(2)再检查感光鼓刮板是否润滑(是否剪切力过大)。清洁刮板与感光鼓之间有一个剪切角，对感光鼓的剪切力很大。为了使感光鼓与刮板之间有良好的清洁能力，并且还需有良好的润滑而不损伤感光鼓，在刮板刃部涂有一层润滑粉。当使用日久润滑粉摩擦消失或清洁时将润滑粉擦掉，则刮板对感光鼓就会形成很大剪切阻力，使感光鼓运转不畅，产生抖动现象(这一般多发生在再生硒鼓上)，就会使感光鼓动转不畅，出现故障。因此要特别注意，在清洁或更换感光鼓时不能把刮板上润滑粉去掉。要消除这个故障，只有更换刮板。

(3)检查打印机中的传动齿轮。当打印机使用一定时间后，往往会出现传动齿轮之间无润滑、磨损过度的问题，使齿轮间咬合间隙过大，引起传动不稳产生抖动现象，这也是造成横向黑线故障的一个重要原因。这时要先调整感光鼓啮合的主传动齿轮等，在齿轮上可适当加些润滑膏或润滑油，若磨损较厉害，无法调整，则应更换打印机与感光鼓啮合的主传动齿轮，才能消除故障。

(4)出现横向黑线条还有一个原因是感光鼓有缺陷或安装不正确。当感光鼓有缺陷时，打印页面上出现的横向黑线条或污迹多是具有规律性的，这时可取出硒鼓仔细检查，若感光鼓确有问题，应更换感光鼓。若感光鼓没有问题，则可能是由于感光鼓安装不正确所造成的，当感光鼓安装不正确时，会导致其与打印纸的接触不正常，出现打印不均和黑条等现象。这时，应打开打印机盒盖，取出感光鼓，进行正确的重新安装。

2.2 输出全张白纸

2.2.1 可能故障原因

(1) 粉盒内已无墨粉；

(2) 激光器机械快门没打开；

(3) 激光束检测器污染或损坏；

(4) 激光器损坏。

2.2.2 检修方法

(1) 先更换新的粉盒看故障是否消失。在更换粉盒时应检查墨粉密封条是否拉出和墨粉是否已经用完。要注意将密封条拉出，如果密封条没有拉出或墨粉已用完，就会造成没有墨粉图像，但若是粉盒内墨粉用完的故障现象是输出的样张首先纵向中间部分逐渐变淡，有碳粉使用显示灯的机子则显示灯会不停地闪烁，提示机内粉盒中墨粉即将用完。接着逐渐使图文变淡的范围扩大，最后使全张的图像都不明显，而使全张都白的现象非常少见，且在图像变淡后经过较长的时间，因此，全张白故障基本上可以排除粉盒内无墨粉的原因。

(2) 检查激光器机械快门是否打开。为防止激光泄漏，扫描组件中有一个机械快门。当硒鼓将入打印机后，机械快门被顶开，激光束才能射到扫描镜上，再由扫描镜对感光鼓进行曝光。如果机械快门杠杆等损坏或硒鼓撞杆损坏，快门就无法找开，感光鼓就无法获得曝光信息，则输出的样张就会是一张白纸。这个问题的一般检修方法是用502胶修复快门杠杆或硒鼓组件上的撞杆。

(3) 检查激光束检测器是否污染或损坏。激光束检测器在硒鼓组件内，是检测激光束扫描周期开始和终止的装置。当检测器因污染、视角偏移或者损坏而检测不到激光信息时，就没有信号反馈到DC处理器上，而使扫描驱动电路停止工作，从而输出白纸。检修的方法是清洁激光束检测器透镜或校正激光束检测器视角。如果不能排除，则应更换激光束检测器。

(4)经过上述检查均没有发现问题而故障依旧，则就检查激光器本身是否损坏，或者是激光驱动电路上出现故障，这就要检查和更换扫描组件或维修驱动电路。

2.3 打印机图像明显一边黑、一边白

2.3.1 故障现象

打印机输出图像明显一边黑、一边白。在更换硒鼓、部件全部清洁以后故障仍然存在。

2.3.2 检修方法

通过保养激光打印机的光学部分，故障得到解决，主要是打开激光打印机的外壳，拆开黑色塑料盒，用干净的镜头纸认真擦多梭镜的几个反光面，再把几个光学镜头擦干净，把拆下的塑料盒还原，注意把接线卡接插件装好。再开机后，印出的字迹就很饱满。

2.4 输出图像、字迹不清晰

2.4.1 故障现象

输出图像色浅，看不清字迹。

2.4.2 检修方法

试将对比度旋钮调至最大档，输出的样张字迹仍看不清，考虑镜面脏污，用酒精棉球将反射镜及聚焦透镜擦拭干净，故障依旧。检查转印电极丝是否正常，未见异常，并把电极丝清洁干净，故障仍未排除。检查粉盒充电电极丝，完好正常，检查高压及高压接点亦无问题，说明故障与电极丝无关。

进一步检查，发现激光驱动电路的灵敏传感开关的一个弹簧片断裂，致使打印机工作时未能闭含而造成上述故障。更换新的弹簧片之后，故障排除。