黑白激光打印機(jī)的基本原理與常見故障分析

王力天

浙江省諸暨市人民醫(yī)院 計(jì)算機(jī)中心，浙江 諸暨 311800

黑白激光打印機(jī)的基本原理與常見故障分析

王力天

浙江省諸暨市人民醫(yī)院 計(jì)算機(jī)中心，浙江 諸暨 311800

本文前面講述黑白激光打印機(jī)的基本原理，只有了解打印機(jī)本身的工作原理，才能結(jié)合實(shí)踐找到問題的根源。后面針對在日常工作中遇到的幾類故障，進(jìn)行詳細(xì)分析，并提出故障排除方法。

黑白激光打印機(jī)；打印機(jī)故障；故障維修

黑白激光打印機(jī)在計(jì)算機(jī)領(lǐng)域中的應(yīng)用非常廣泛，但是隨著使用的日益頻繁，打印文檔的增加，黑白激光打印機(jī)出現(xiàn)的問題也越來越多，需要在實(shí)踐中加以解決。本文根據(jù)自己的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)和相關(guān)資料，簡要介紹黑白激光打印機(jī)的基本原理和工作過程以及常見故障的排除方法。

1 黑白激光打印機(jī)的基本原理

通常，激光打印機(jī)可分成6大系統(tǒng)，分別是供電系統(tǒng)(Power System)、直流控制系統(tǒng)(DC Controller System)、接口系統(tǒng)(Formatter System)、激光掃描系統(tǒng)(Laser/Scanner System)、成像系統(tǒng)(Image Formation System)以及搓紙系統(tǒng)(Pick-up/Feed System)，其中最重要的就是成像系統(tǒng)，下面分別對6大系統(tǒng)進(jìn)行簡單的闡述：

1.1 供電系統(tǒng)

坐享當(dāng)今電氣時代，似乎凡是機(jī)器都需要用到電，因此可以說每一臺機(jī)器都必然有一個供電系統(tǒng)(只不過是輕重大小之分)，對用電較為講究的激光打印機(jī)更不例外。激光打印機(jī)的供電系統(tǒng)是其它5個系統(tǒng)的能源基礎(chǔ)，其性能發(fā)揮的優(yōu)劣直接影響著另外5個系統(tǒng)。一般，激光打印機(jī)的供電系統(tǒng)又分為3種，分別是高壓、低壓、直流。高壓電一般作用于成像系統(tǒng)，利用較高的電壓才可以使激光器工作運(yùn)行。低壓主要用來驅(qū)動各個引擎馬達(dá)，電壓大小可根據(jù)需要而定，如聲名顯赫的HP 6L系列激打，就有5V和12V兩種。而直流電則是用于驅(qū)動DC板上的傳感器、控制芯片以及CPU等。三種電壓相互隔離，各司其主，但又相互影響，共同締造一個穩(wěn)定的供電系統(tǒng)。

1.2 直流控制系統(tǒng)

直流控制系統(tǒng)主要用來協(xié)調(diào)和控制打印機(jī)的各系統(tǒng)之間的工作，如數(shù)據(jù)接收、掃描單元的控制、傳感器的測試，以及各種直流電的監(jiān)控和分配等，它的電路構(gòu)成比其它5個系統(tǒng)都要復(fù)雜，其中包含有許多電子的專業(yè)知識，包括放大、反饋等電路。

1.3 接口系統(tǒng)

當(dāng)計(jì)算機(jī)向打印機(jī)發(fā)出打印命令后，打印機(jī)不會直接響應(yīng)而去打印文件，而是首先把打印命令“翻譯”過來，然后再根據(jù)得到的真實(shí)命令開展工作。在這一“翻譯”崗位上工作的就是接口系統(tǒng)，它是打印機(jī)與計(jì)算機(jī)之間的“橋梁”，負(fù)責(zé)把計(jì)算機(jī)傳送過來的數(shù)據(jù)“翻譯”成為打印機(jī)能夠識別的語言。接口系統(tǒng)一般也包括3個小部分，分別為接口電路、CPU、BIOS電路。接口電路由能夠產(chǎn)生穩(wěn)壓電流的芯片組成，用來保護(hù)和驅(qū)動其它芯片。CPU是打印機(jī)主板的核心部件，在其中的作用是充當(dāng)“翻譯”的角色。BIOS電路是對打印機(jī)自身而言，它包括了打印機(jī)本身的一些程序配置以及廠家的相關(guān)信息。在這3個部分中，接口電路是經(jīng)常接觸的，對接口系統(tǒng)的維修也似乎僅局限于此。

1.4 激光掃描系統(tǒng)

激光掃描系統(tǒng)通常也稱為激光掃描單元，它主要由多邊形旋轉(zhuǎn)馬達(dá)、發(fā)光控制電路以及透鏡組三個部件組成。旋轉(zhuǎn)馬達(dá)主要通過高速旋轉(zhuǎn)的多棱角鏡面，把激光束通過透鏡折射到OPC(有機(jī)光導(dǎo)鼓，又稱感光鼓)表面。發(fā)光控制電路包括激光控制電路和發(fā)光二極管，用來產(chǎn)生調(diào)控過的激光束。而透鏡組則是通過發(fā)散、聚合功能把光線折射到OPC表面，從而進(jìn)行下一步的成像工作。

1.5 成像系統(tǒng)

成像系統(tǒng)是一臺激光打印機(jī)最重要的工作系統(tǒng)，其工作性能的好壞直接影響著輸出文稿的質(zhì)量。成像系統(tǒng)的工作流程一般由充電、曝光、顯像、轉(zhuǎn)印、定影等主要步驟組成。每個步驟都對打印品質(zhì)關(guān)系重大，筆者覺得在這里有必要簡單分析一下：

(1)布電：上面說到的激光掃描系統(tǒng)產(chǎn)生了激光束后，會把激光束投射到帶有正電荷或負(fù)電荷的OPC上，從而產(chǎn)生由之前“翻譯”得來的點(diǎn)陣圖樣，而使OPC帶電的這一過程就叫做布電，它由供電系統(tǒng)的高壓部件通過充電輥供電。

(2)曝光：其實(shí)就是利用OPC表面的光導(dǎo)特性，使OPC表面曝光，從而形成一定形狀的電荷區(qū)，形成用戶所需要的圖樣“雛形”，因?yàn)檫@只是電荷的形成塊，因此是“隱形”的，此時還看不到真實(shí)圖像。

(3)顯像：讓碳粉帶電之后，通過曝光得來的帶有靜電潛像的感光鼓，會以快速卷動的方式接近裝有碳粉的碳粉夾，這時，帶有電氣的碳粉便會吸附在感光鼓上，像形看得見的圖像，這就是顯像過程。

(4)轉(zhuǎn)印：碳粉吸附在感光鼓上了，接下來就是令圖像在紙張上出現(xiàn)。當(dāng)打印紙經(jīng)過轉(zhuǎn)印輥時，被帶上與碳粉相反的電荷，由于異性相吸，從而使碳粉能夠按原來的形狀轉(zhuǎn)印到紙張上去，到此，稿件的成形過程基本完成。

(5)定影：雖然圖像是被轉(zhuǎn)印到紙張上了，但這時碳粉還不是完全固定，稍微摩擦或保存幾天，紙上的碳粉就會脫落，因此，就需要在高溫、高壓的情況下把碳粉溶化并使其永久地“定影”滲透到紙張里面，有利于長期保存。目前產(chǎn)生高溫高壓的部件主要有兩種形式，一種是陶瓷加熱，它的特點(diǎn)是速度快、預(yù)熱時間短，缺點(diǎn)是易爆、易折;另一種是燈管加熱，它在各個方面都表現(xiàn)得相對穩(wěn)定，但預(yù)熱時間較長。

最后，在成像打印過程中，OPC表面上的碳粉一般都不會完全被吸附到紙張上，總有少量的余碳?xì)埩?，這必定會對下一次的打印造成影響，因此，就要用一個刮刀把OPC表面上的余碳清理干凈，這一過程也叫做OPC的清理。

1.6 搓紙系統(tǒng)

搓紙系統(tǒng)分進(jìn)紙和出紙兩個部分，它由輸紙導(dǎo)向板、搓紙輪、輸出傳動輪等一些傳輸部件組成，因此也可以說成傳輸系統(tǒng)。紙張?jiān)谡麄€輸紙路線的走動都依靠搓紙系統(tǒng)的工作，因?yàn)檫@一傳送過程都有著嚴(yán)格的時間限制，超過了這個限制就會造成卡紙現(xiàn)象，因此若想得到順暢的輸出效果，歸根結(jié)底要從搓紙系統(tǒng)入手。通常在搓紙系統(tǒng)中，都會配置幾個光電感應(yīng)器，用來監(jiān)控紙張存在與否的情況，這些光電感應(yīng)器一般由光敏二極管元件構(gòu)成。

各種型號的黑白激光打印機(jī)在機(jī)型和具體到某個系統(tǒng)的設(shè)計(jì)上，可能不同，但是它們的工作原理大致卻是一樣的，只不過某個局部的功能根據(jù)設(shè)計(jì)的需要得到了增強(qiáng)。有了對原理與結(jié)構(gòu)的理解，我們在排除故障時就容易多了。

2 常見故障分析與排除

2.1 輸出橫向無規(guī)律黑帶(線)

2.1.1 可能故障原因

(1)感光鼓消電極接觸不良；

(2)感光鼓刮板剪切力過大；

(3)感光鼓主齒輪轉(zhuǎn)動時發(fā)生抖動；

(4)感光鼓有缺陷或安裝不正確。

2.1.2 檢修方法

(1)先檢查感光鼓消電觸點(diǎn)是否接觸良好。感光鼓表面光導(dǎo)體曝光后的點(diǎn)陣與導(dǎo)電基導(dǎo)通，電荷經(jīng)感光鼓導(dǎo)電基經(jīng)消電刷對地釋放。例如惠普4L、4P型感光鼓的消電刷，就是采用消電刷與導(dǎo)電基圓筒內(nèi)壁磨擦的消電方式，當(dāng)用一定的時間后，感光鼓內(nèi)壁被消電刷磨出兩條深溝（雙觸電），這樣會使觸點(diǎn)與感光鼓導(dǎo)電基接觸不良。維修的方法是改變觸點(diǎn)原來的磨擦軌跡，然后涂上導(dǎo)電潤滑脂增加導(dǎo)電率即可。

(2)再檢查感光鼓刮板是否潤滑(是否剪切力過大)。清潔刮板與感光鼓之間有一個剪切角，對感光鼓的剪切力很大。為了使感光鼓與刮板之間有良好的清潔能力，并且還需有良好的潤滑而不損傷感光鼓，在刮板刃部涂有一層潤滑粉。當(dāng)使用日久潤滑粉摩擦消失或清潔時將潤滑粉擦掉，則刮板對感光鼓就會形成很大剪切阻力，使感光鼓運(yùn)轉(zhuǎn)不暢，產(chǎn)生抖動現(xiàn)象(這一般多發(fā)生在再生硒鼓上)，就會使感光鼓動轉(zhuǎn)不暢，出現(xiàn)故障。因此要特別注意，在清潔或更換感光鼓時不能把刮板上潤滑粉去掉。要消除這個故障，只有更換刮板。

(3)檢查打印機(jī)中的傳動齒輪。當(dāng)打印機(jī)使用一定時間后，往往會出現(xiàn)傳動齒輪之間無潤滑、磨損過度的問題，使齒輪間咬合間隙過大，引起傳動不穩(wěn)產(chǎn)生抖動現(xiàn)象，這也是造成橫向黑線故障的一個重要原因。這時要先調(diào)整感光鼓嚙合的主傳動齒輪等，在齒輪上可適當(dāng)加些潤滑膏或潤滑油，若磨損較厲害，無法調(diào)整，則應(yīng)更換打印機(jī)與感光鼓嚙合的主傳動齒輪，才能消除故障。

(4)出現(xiàn)橫向黑線條還有一個原因是感光鼓有缺陷或安裝不正確。當(dāng)感光鼓有缺陷時，打印頁面上出現(xiàn)的橫向黑線條或污跡多是具有規(guī)律性的，這時可取出硒鼓仔細(xì)檢查，若感光鼓確有問題，應(yīng)更換感光鼓。若感光鼓沒有問題，則可能是由于感光鼓安裝不正確所造成的，當(dāng)感光鼓安裝不正確時，會導(dǎo)致其與打印紙的接觸不正常，出現(xiàn)打印不均和黑條等現(xiàn)象。這時，應(yīng)打開打印機(jī)盒蓋，取出感光鼓，進(jìn)行正確的重新安裝。

2.2 輸出全張白紙

2.2.1 可能故障原因

(1) 粉盒內(nèi)已無墨粉；

(2) 激光器機(jī)械快門沒打開；

(3) 激光束檢測器污染或損壞；

(4) 激光器損壞。

2.2.2 檢修方法

(1) 先更換新的粉盒看故障是否消失。在更換粉盒時應(yīng)檢查墨粉密封條是否拉出和墨粉是否已經(jīng)用完。要注意將密封條拉出，如果密封條沒有拉出或墨粉已用完，就會造成沒有墨粉圖像，但若是粉盒內(nèi)墨粉用完的故障現(xiàn)象是輸出的樣張首先縱向中間部分逐漸變淡，有碳粉使用顯示燈的機(jī)子則顯示燈會不停地閃爍，提示機(jī)內(nèi)粉盒中墨粉即將用完。接著逐漸使圖文變淡的范圍擴(kuò)大，最后使全張的圖像都不明顯，而使全張都白的現(xiàn)象非常少見，且在圖像變淡后經(jīng)過較長的時間，因此，全張白故障基本上可以排除粉盒內(nèi)無墨粉的原因。

(2) 檢查激光器機(jī)械快門是否打開。為防止激光泄漏，掃描組件中有一個機(jī)械快門。當(dāng)硒鼓將入打印機(jī)后，機(jī)械快門被頂開，激光束才能射到掃描鏡上，再由掃描鏡對感光鼓進(jìn)行曝光。如果機(jī)械快門杠桿等損壞或硒鼓撞桿損壞，快門就無法找開，感光鼓就無法獲得曝光信息，則輸出的樣張就會是一張白紙。這個問題的一般檢修方法是用502膠修復(fù)快門杠桿或硒鼓組件上的撞桿。

(3) 檢查激光束檢測器是否污染或損壞。激光束檢測器在硒鼓組件內(nèi)，是檢測激光束掃描周期開始和終止的裝置。當(dāng)檢測器因污染、視角偏移或者損壞而檢測不到激光信息時，就沒有信號反饋到DC處理器上，而使掃描驅(qū)動電路停止工作，從而輸出白紙。檢修的方法是清潔激光束檢測器透鏡或校正激光束檢測器視角。如果不能排除，則應(yīng)更換激光束檢測器。

(4)經(jīng)過上述檢查均沒有發(fā)現(xiàn)問題而故障依舊，則就檢查激光器本身是否損壞，或者是激光驅(qū)動電路上出現(xiàn)故障，這就要檢查和更換掃描組件或維修驅(qū)動電路。

2.3 打印機(jī)圖像明顯一邊黑、一邊白

2.3.1 故障現(xiàn)象

打印機(jī)輸出圖像明顯一邊黑、一邊白。在更換硒鼓、部件全部清潔以后故障仍然存在。

2.3.2 檢修方法

通過保養(yǎng)激光打印機(jī)的光學(xué)部分，故障得到解決，主要是打開激光打印機(jī)的外殼，拆開黑色塑料盒，用干凈的鏡頭紙認(rèn)真擦多梭鏡的幾個反光面，再把幾個光學(xué)鏡頭擦干凈，把拆下的塑料盒還原，注意把接線卡接插件裝好。再開機(jī)后，印出的字跡就很飽滿。

2.4 輸出圖像、字跡不清晰

2.4.1 故障現(xiàn)象

輸出圖像色淺，看不清字跡。

2.4.2 檢修方法

試將對比度旋鈕調(diào)至最大檔，輸出的樣張字跡仍看不清，考慮鏡面臟污，用酒精棉球?qū)⒎瓷溏R及聚焦透鏡擦拭干凈，故障依舊。檢查轉(zhuǎn)印電極絲是否正常，未見異常，并把電極絲清潔干凈，故障仍未排除。檢查粉盒充電電極絲，完好正常，檢查高壓及高壓接點(diǎn)亦無問題，說明故障與電極絲無關(guān)。

進(jìn)一步檢查，發(fā)現(xiàn)激光驅(qū)動電路的靈敏傳感開關(guān)的一個彈簧片斷裂，致使打印機(jī)工作時未能閉含而造成上述故障。更換新的彈簧片之后，故障排除。

2.5 定影加熱不正常

2.5.1 故障現(xiàn)象

定影加熱不正常。開機(jī)后電源指示燈亮，準(zhǔn)備/等待指示燈一閃即滅了，定影加熱器只閃亮一次也不再加熱，有時開機(jī)定影加熱器根本不工作。

2.5.2 檢修方法

依據(jù)故障現(xiàn)象，懷疑定影加熱器接觸不良或損壞。取下定影加熱器部分，用萬用表電阻檔檢測兩端正常，檢測熱敏電阻及溫度傳感器和保護(hù)電路，均未發(fā)現(xiàn)問題。檢查主控板控制接口電路亦未見異常。

進(jìn)一步檢查加熱驅(qū)動電路，發(fā)現(xiàn)可控硅有問題。更換新的可控硅后，定影加熱器工作恢復(fù)正常，故障排除。

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The Fundamental Principle and Failure Analysis of Monochrome Laser Printer

WANG Li-tian
Computer Center, Zhuji People's Hospital, Zhuji Zhejiang 311800,China

TP334.8+4

B

10.3969/j.issn.1674-1633.2010.07.022

1674-1633(2010)07-0059-03

2009-11-11

作者郵箱：liminghao2908@sina.com

Abstract:This paper introduces the basic principle of monochrome laser printer,and describes several failures and their troubleshooting methods.

Key words:monochrome laser printer;printer failure;failure maintenance