打印機進紙系統(tǒng)介紹及常見故障類型

摘要：近年來，由于國家信息安全的政策變化，越來越多的國內(nèi)企業(yè)借利好政策進入打印機市場，打印機行業(yè)從由國外品牌壟斷逐步轉向群雄逐鹿的局面。由于起步晚，技術積累不足，無論在質(zhì)量上還是品牌影響力方面，國產(chǎn)品牌打印機還有很長的路要走。本文主要介紹了激光打印機進紙系統(tǒng)的主要組成部分，包括功能定義、系統(tǒng)構成、分離方式。同時也介紹了進紙系統(tǒng)常見的不良現(xiàn)象及紙張質(zhì)量對進紙系統(tǒng)的影響。

關鍵詞：進紙系統(tǒng);進紙路徑;紙張分離系統(tǒng);偏磨損

1.進紙系統(tǒng)介紹

1.1 進紙系統(tǒng)功能定義

Paper Handing System 紙張?zhí)幚硐到y(tǒng)，通常稱為進紙系統(tǒng)。

狹義的定義：在預定的時間內(nèi)，在預定的狀態(tài)下將裝載的紙張中的一張正確地運送出去。

廣義的定義：廣義上有以下幾個主要功能及模塊

1）紙張的裝載，主要零部件模塊有Cassette，Bybass Tray

2）每一張紙的分離及運送，主要零部件模塊有Pick Up，Separate，F(xiàn)eed Roller

3）紙張的位置正確校正，主要零部件模塊有Registration

4）紙張的位置狀態(tài)檢測，主要零部件模塊有Actuator、Sensor

5）防止紙張在前進中的位置變動及消除噪音，主要零部件模塊有Guide，Paper Path

6）紙張無傾斜裝載，主要零部件模塊有Adjust，Stacker

其他類似的功能：

1）Duplex -雙面打印進紙

2）ADF（Auto Document Feeder） 自動進稿器

3）DADF（Duplex Auto Document Feeder）雙面自動進稿器

4）Finisher： 紙張整理器，包括裝載、整理、打孔、裝訂等功能

1.2 進紙系統(tǒng)基本構成

1.2.1 紙張運送系統(tǒng)的基本Roller構成示例

基本進紙系統(tǒng)由一系列的Roller構成，通常有取紙輥、進紙輥、校正輥、轉印輥、定影輥、排紙輥等組成。

1.2.2 紙張運送系統(tǒng)的路徑示例

整個進紙路徑由一系列的紙倉、輥輪和傳感器組成，完成取紙、送紙、回紙、排紙等功能。

1.3 紙張分離系統(tǒng)種類及構成

1.3.1 紙張分離系統(tǒng)的種類

紙張分離系統(tǒng)常用的有Pad-Friction方式和Retard Roller方式。

Pad-Friction方式結構簡單，成本低，廣泛應用在中低速打印機上。

Retard Roller方式可以很好地控制紙張的重送，多應用在中高速打印機上。

1.3.2 Pad-Friction方式分離系統(tǒng)詳細說明

Pad-Friction Type 受力分析：

1）卷紙力（Pick up Force） – 紙張進入Pad-Friction前

F = （μr - μs） * P

*μr： Pick up Roller和紙張間的摩擦系數(shù); μs：上下兩張紙張之間的摩擦系數(shù)

2）Pad-friction 角度紙張的阻力

Rf = f1 * Q * sinθ

*θ： Pad-Friction 角度; f1： Pad-Friction 角度常數(shù)（一般紙張換算成1）

3）進紙的條件

μr > μf > μs? ? ? ? *μf： Pad-Friction和紙張間的摩擦系數(shù)

1.4 紙張校正系統(tǒng)的類型及說明

常用的紙張校正方式有Gate Loop方式、Roller Loop方式、斜行Roller方式等。

2.進紙系統(tǒng)常見故障及原因

2.1 進紙系統(tǒng)常見故障

2.2 Retard Roller偏磨損不良

2.2.1 定義：

指的是圓形截面的圓柱體Roller發(fā)生了不均勻的磨損，發(fā)生了D截面或圓錐形的問題。

2.2.2 發(fā)生的原理及原因

2.2.3 Retard Roller運轉方向回轉的原理分析

2.2.3.1 Retard Roller 受力分析

2.2.4 不良發(fā)生的履歷及分析結果

某產(chǎn)品在特定市場出現(xiàn)偏磨損不良增多，通過回收不良試料及使用紙張、環(huán)境進行分析。

① 市場條件下再現(xiàn)性實驗

使用市場發(fā)生不良的相同品牌的紙張進行再現(xiàn)性實驗，打印8，000頁后Roller表面污染嚴重。

② 理論分析

<該產(chǎn)品的參數(shù)條件>

R = 8 mm ; N = 125gf x 2 ; Tr = 280～360 gf.cm （測定值：348 gf.cm）

μ = 測定值（有紙粉狀態(tài)下測定值： 0.6 / 去除紙粉狀態(tài)下測定值： 1.43）

<分析結果>

Roller表面紙粉過多導致表面摩擦系數(shù)降低， 達到了Ff ≤ Fr? 狀態(tài)，導致了Retard Roller不會沿紙張前進的方向回轉，從而發(fā)生了打滑，最終發(fā)生了偏磨損。

③ Roller表面元素分析確認

使用SEM/EDAX設備對污染嚴重的Roller表面的元素進行了分析，3個不良試料檢測結果顯示都檢測出了鈣、氟元素;沒進行打印的Roller表面沒有檢測出鈣、氟元素。鈣是紙張制造過程中的添加劑的成分。

④ 結論

實驗結果表明鈣、氟等紙粉污染更容易使得Roller表面的摩擦系數(shù)降低;紙粉多且表面粗糙的紙張容易發(fā)生Roller偏磨損的不良。

3.結束語

激光打印機是技術門檻比較高的產(chǎn)品，國產(chǎn)品牌想要走得更遠需要不斷加大基礎研究及技術的積累，包括對紙張?zhí)匦缘难芯?，通過分析市場常用品牌紙張的特性，開發(fā)設計出能滿足市場大多數(shù)品牌紙張的高質(zhì)量產(chǎn)品。

參考文獻：

[1]打印機核心UNIT-進紙系統(tǒng) -公司內(nèi)部資料

[2]韓雪濤 吳瑛 編著《圖解打印機、掃描儀原理與維修》人民郵電出版社 2003.09

作者簡介：孫文虎（1969-），男，漢族，山東威海人，工程碩士，工程師，主要負責打印機技術研究工作。