探究硒鼓工作原理与添加碳粉的技术

廖海锋

摘要激光打印机的普及，为我们办公带来便利，也因为耗材费用过高而令人为难。如何节约打印成本，增加单位的效益，成为人们普遍关心的问题。本文就此问题进行探讨，以期为人们提供有价值的参考。

关键词硒鼓结构；拆卸；清洁；组装；芯片更换；安全防护

中图分类号TP2

文献标识码A

文章编号2095-6363（2017）04-0029-03

激光打印机作为现代必不可少的办公设备，在极大地提高了人们办公效率的同时，也给人带来了诸多的烦恼，那就是耗材费用过高。硒鼓的更换费用占据了很大一笔费用支出，甚至有“两个硒鼓项一台打印机”的说法。硒鼓中的碳粉用完后，就狠心地扔掉硒鼓再购买一个新的，还是叫维护商添加碳粉（约100元一次）。这个“食之无味弃之可惜”的硒鼓，徒增了人们不少的无奈。

如何最大限度地减少办公经费的支出，做到开源节流，让钱用在更需要的地方使其产生更大的经济效益。本文就以节约办公成本，自己动手，丰衣足食方面进行探讨，让信息类相关专业的学生掌握一技之长，也让办公室的人员都能成为行家里手。

1.打印机硒鼓的结构

激光打印机的工作原理是计算机送来打印信号传给打印机上的缓存，然后将此信号转化为脉冲信号传送到激光器上。此时鼓芯表面已经被充电棍均匀充电，激光器射出的激光会抵消掉鼓芯上的原有电荷，并形成肉眼看不见的正电荷图像（潜像）。通过静电作用原理，把磁辊上的碳粉吸附到鼓芯上取代潜像的位置，生成肉眼可见的碳粉图像。转印辊上所带的高电压（高于鼓芯）和被充电单元充满负电荷的纸张通过正负电荷的互相吸引作用，把鼓芯上的碳粉图像转移到纸张的表面上来（浮于纸上不稳定，可轻抹去）。经过定影辊的加温加压作用后，最终把碳粉渗透熔入到纸张的纤维中。在转印过程中，残留在鼓芯上的碳粉会被清洁刮刀回收到废粉仓里。至此，整个打印过程完成。其工作原理如图1所示。

打印机硒鼓的结构一般是由铝金属、塑料制成的基材，以及在铝管外表面涂上感光材料所组成。按所使用感光材料的质量等级区分，可分为a si陶瓷（陶瓷鼓）、se硒（硒鼓）和有机光导材料（OPC鼓）3种。

从使用时间来看，寿命最长的是陶瓷鼓，可以达到100000页，但价格也最贵，se鼓寿命是12000页左右，OPC鼓的寿命最短，一般只有5000页左右，但价格也相对较便宜。从组成结构而言，OPC鼓的层次最少，只有3层（依次是铝管层、绝缘层、感光层），而se鼓和a-si陶瓷鼓的表面是由4～5層的物质构成的，以此来保障硒鼓的超长寿命。

1）感光鼓：即鼓芯，是一体式碳粉盒的核心，所有其他部件分布于感光鼓的周围，以鼓为中心发挥着各自不同的功能。在成像过程中，感光鼓接收充电和激光照射，表面形成静电潜像，经过吸附碳粉后进一步生成肉眼可视的碳粉图像。

2）磁辊：也称显影辊，是对图文密度影响最大的部件之一。它负责把碳粉从粉仓内吸出，并与碳粉摩擦使其带电。在磁辊的显影偏压作用下，带电的碳粉会围绕磁辊“跳动”。

3）出粉刀：即刮粉刀，由金属基架及聚氨酯片构成，被安装在磁棍下面，负责控制磁辊上吸附的碳粉层厚度，令碳粉均匀转出，并协助碳粉摩擦带电。

4）粉仓：是用来安放碳粉的仓库。有部分型号的粉仓内多一个搅拌器，以确保碳粉顺利供给。

5）废粉仓：用来装废粉的仓库。在鼓芯表面形成的碳粉图像并不能100%转印到纸张上，会在鼓芯表面残留一部分，在下一次成像前，清洁刮刀会将其刮下收集到废粉仓内。

6）清洁刮刀：一般由金属基架及聚氨酯片构成，与感光鼓线性接触，负责清除鼓芯上图像转印后残留的碳粉。

7）粉量感应器：有些粉盒的粉仓出口处有一个粉量感应杆，用于感应碳粉量的多少，当碳粉不够时，感应杆和磁辊之间会出现空隙，些时打印机便会显示TONERLOW（碳粉快用完了）信号。

8）充电辊：负责给鼓芯充电和放电。硒鼓主要分成粉仓和废粉仓2大部分，它们的结构分解图如下图2、

2.添加碳粉所需装备

十字和一字螺丝刀大小均各一把，尖（斜）嘴钳各一把、镊子、改锥、刮刀、开孔器、毛刷、皮老虎、干布、报纸、塑料袋、专用口罩、手套、护目镜、吹风机、洗手液等。3加碳粉的过程

带齐添加碳粉所需的工具，选择开阔通风并且光照不是太强烈的地方。铺好报纸，摆放好工具，戴上专用口罩、一次性手套等劳保防护装备。下面就以惠普HP-cF280A硒鼓为例，详细讲解添加碳粉的过程（对于其它品牌的硒鼓，则事不同理相通）。

1）分离粉仓。把硒鼓放在废报纸上，然后竖起硒鼓，用尖（斜）嘴钳拔出硒鼓两侧的销钉（为了便于下次拆卸，销钉装回去时不要插得太深入），把硒鼓分为粉仓和废粉仓2部分，如图4所示。

2）清理废粉仓。用十字螺丝刀拆下废粉仓的侧盖，小心取出鼓芯并把它轻轻地放置在光照不强的地方，此时应保护好鼓芯，尽量避免与硬物碰撞导致划伤其表面的感光涂层。然后拆开清洁刮刀，为了减少碳粉污染环境，把废粉仓套进塑料袋（最好是透明的）中，将废粉倒在袋子里并把废粉仓清理干净，用软布或脱脂棉把鼓芯、充电辊、清洁刮刀上面的碳粉清理干净。流程图如图5所示。

有人觉得倒出来那么多碳粉很浪费，于是回收添加再用，其实这种做法是错误的。因为废碳粉中含有较粗糙的纸屑、纤维等颗粒脏物，在与硒鼓相关部件的长时间摩擦中，最终会把鼓芯表面的感光膜磨掉，这样硒鼓就损坏了，所以废粉不可回收再添加。

3）清理粉仓。清理粉仓的过程和废粉仓的操作差不多，但要注意记住齿轮、护套等零件的相应位置，以便于组装复原（特别要留意兄弟brother等品牌打印机的复位齿轮），操作过程如图6所示。有些原装硒鼓如果没有加粉口，此时可以把原有残留碳粉清理干净后，直接用纸张或漏斗作为引导把新碳粉均匀地加入到粉仓中。当然，也可以用开孔器在粉仓正面相应位置打个孔，然后用软胶塞封住（下面第4点图7中的易加粉口即是），以方便日后加粉。

4）添加碳粉。用螺丝刀拆下粉仓的侧盖部件，揭开加粉盖，将未开封的碳粉罐摇晃几下使罐中的碳粉均匀不结块，然后开启罐体的密封口，把新碳粉倒入粉仓中。如果发现一些易加粉的硒鼓在粉仓正面有一个加粉口时，则可以直接把新碳粉从此口加进去，从而免除打开硒鼓侧盖部件的操作。其操作过程如图7所示。

5）组装复原。按照拆卸的相反顺序，把各部件组装复原为原有的状态，然后用毛刷、皮老虎、吹风机等把硒鼓外表清理干净。

6）打印测试。把新添加碳粉的硒鼓左右摇晃几下使碳粉均匀不结块，然后把硒鼓放进打印机进行测试，以检验打印效果。

经过以上步骤，整个硒鼓加碳粉的工作就此完成，最后要做的是搞好工作场地和个人的清洁卫生。在此，建议在同一单位内，打印机型号最好统一（硒鼓也一样），这样便于更换和维护。（如Q2612A硒鼓，目前支持Q2612A的打印机很多）

4.打印机芯片更换

打印机智能计数芯片作为一种办公耗材，在达到使用寿命之后就会自动中断打印复印功能，此时打印机提示：“碳粉含量低，不可用，使用了旧的碳粉盒，请稍后再试”等信息，并且不能打印、复印。此时不是打印机坏了，而是需要更换打印机芯片了。更换时必须使用专用而且匹配的芯片，更换前应确保硒鼓内碳粉是够用的，如果不够应先加满，避免空盒造成打印机烧毁。图8为打印机硒鼓智能计数芯片。

5.注意安全防护

根据ILAQH（国际空气质量与健康实验室）的检测结果表明，激光打印机所释放出来的微粒物质有致癌致结石和尘肺病的危险。由于碳粉颗粒非常小（以纳米为单位小到肉眼所不能看见），且不溶于水，肺无法将其过滤排出体外。无论是打印机在正常工作状态下，还是在给硒鼓添加碳粉，空气中都会飘溢出肉眼看不见的粉尘，当被人体吸入后会循环至肾脏，诱发癌症的几率将高出正常人的20%左右，导致肾结石等病症更高于正常人的3倍。在打印机（复印机）日益普及的今天，碳粉似乎已经成为白领们潜在的“办公室杀手”。

碳粉的主要成分除碳黑外，还含有大量的树脂、磁粉、电荷剂等物质。打印机工作时经过高溫加热把碳黑熔入到纸张的纤维中，树脂则被高温氧化生成难闻的带有刺激性的气体——臭氧。臭氧会刺激人体的呼吸系统，容易造成鼻敏感、头晕甚至呕吐等现象，会大大提高哮喘的发生率。碳粉中均含有人们已知的三、四号致癌物质（多环芳烃系列、二甲基硝胺等物质），此外还含有汞等有害的重金属。这些物质会在打印机工作加热过程中发挥出来，操作者通过呼吸直接吸收后，会造成身体伤害。碳粉中的聚丙烯石蜡、表面改性剂聚乙烯等成分的分子颗粒被人体吸入后，最终会通过人体的血液循环系统植入到肾脏里（不容于水），诱发肾结石、不孕不育等病症。

碳粉属于吸入粉尘，常年吸入该颗粒，非常容易得到尘肺病。它将对肺组织造成不可逆的损害，肺功能会逐渐下降，呼吸系统抵抗力低下，会导致比常人更容易感染病原菌，极大影响从业者的身体健康。正是碳粉对人体的危害，这也是很多人不太愿意从事加碳粉工作的原因。

如果是从事打印机维护的工作人员，添加碳粉时理应要做好安全防护，彻底摒弃不加防护的徒手操作，决不作为了省钱而赔身体的事情。在工作时应该佩戴好专业的防毒面具、手套、护目镜等防护设备，并在整个工作过程中操作者均应站在上风向的位置，以最大限度保护身心健康。

6.结论

职业无贵贱，手艺有高低，实践出真理。每一种努力每一份坚持都是不甘于平庸，每一个细节都是为了创造价值、艺术和卓越。“庖丁解牛，切中肯綮。”工匠精神的重点之一就是心无杂念，一心一意，集中所有的力量于自身的手艺，因而手艺日日渐进最终达到极致的高度。