打印机是现代办公必备的设备，可以说，打印机的使用大大减轻了工作入员的劳动强度，提高了工作效率，使办公更加轻松。 打印机的种类较多，目前最常用的打印机主要有针式打印机、喷墨打印机、激光打印机三种。这三种打印机的用途、结构和原理各不相同，各自在不同的领域发挥着重要的作用。 1 针式打印机的内部结构和运行原理 针式打印机是机电一体化的设备，结构精密，工作原理复杂。了解针式打印机的组成结构和工作原理，对

　　打印机是现代办公必备的设备，可以说，打印机的使用大大减轻了工作入员的劳动强度，提高了工作效率，使办公更加轻松。打印机的种类较多，目前最常用的打印机主要有针式打印机、喷墨打印机、激光打印机三种。这三种打印机的用途、结构和原理各不相同，各自在不同的领域发挥着重要的作用。1 针式打印机的内部结构和运行原理针式打印机是机电一体化的设备，结构精密，工作原理复杂。了解针式打印机的组成结构和工作原理，对分析针式打印机的故障原因及排除故障非常重要。1.1 针式打印机的组成结构针式打印机的种类繁多，形式各异，一般分为机械装置和电路装置两大部分。其中，机械装置主要包括打印头、传动系统、机架和外壳等四部分；电路装置主要由控制电路和电源电路组成，cq9电子控制电路又包括驱动电路（包括打印针驱动电路、字车电机驱动电路和走纸电机驱动电路）、接口电路、检测电路和主控电路等几部分。如图1所示为打印机组成结构方框图。1．针式打印机机械装置针式打印机机械装置主要包括打印头、传动系统、机架和外壳等几部分。（1）打印头打印头是打印机的关键部件之一，在打印头中有许多打印针，它是决定打印质量和打印速度的基本部件。一般，针数越多，打印机的打印品质越高，打印速度也越快。打印头装在字车上，用于印字。针式打印机就是依靠电子电路驱动打印头钢针撞击色带，利用色带上的油墨黏附在纸上而打印出点信息的。打印头的基本结构包括电磁组件、打印组件、散热组件、支架和垫片等，如图2所示为针式打印机的打印头。（2）传输系统传输系统主要由字车传动机构、输纸机构和色带传动机构等构成。1）字车传动机构。字车传动机构是以字车电机为动力，通过传动机构带动字车沿导轨做左右往复的直线运动的机构。字车传动机构主要由直流伺服电机、装有打印头和色带盒的字车、导轨、导向轮及齿型皮带等几部分组成。其中，直流伺服电机同轴装有一块光栅盘用于检测小车的位置；前导轨为偏心导轨，连接一个调节杆，可调节打印头与打印胶辊之间的距离（如果是新色带或多层纸打印，打印头应调远些）。如图3所示为针式打印机的字车传动机构。2）输纸机构。输纸机构是使打印纸自动换行的机构，它以输纸步进电机为动力cq9电子，通过输纸机构使打印纸按照规定的节拍向前或向后移动。输纸机构主要包括输纸电机、传动齿轮、链轮输纸器和摩擦胶辊等几部分，如图4所示为针式打印机的输纸机构。输纸机构与字车机构需要配合工作，即字车机构运动时，输纸机构不动，打完一行后，再输纸。目前，针式打印机的输纸机构主要有摩擦式输纸和链轮式输纸两种方式。其中，摩擦式输纸机构的打印纸被压在打印辊和压纸杆之间，输纸电机带动打印辊在输纸方向上转动，打印纸在摩擦力的作用下随着打印辊转动，从而实现输纸，摩擦式输纸机构适用于无输纸孔的打印纸；链轮式输纸机构的输纸传动轮与离合器相连接，打印纸随着输纸传动轮由牵引器带动打印纸输纸，链轮式输纸机构适用于有输纸孔的打印纸。3）色带传动机构。色带传动机构是驱动环形色带做单向步进循环移动的机构。色带常用涂有黑色或蓝色油墨的带状尼龙或薄膜制成，它的作用同复写纸一样，当打印针撞击色带时，通过色带的复印作用，在纸上印出字符或图形。在打印过程中，如果打印针一直撞击色带的同一个区域，很容易造成色带老化，从而大大缩减色带的使用寿命。因此，在打印过程中，通过色带传动机构带动色带驱动轴单向同步旋转，再带动色带盒中的色带做周而复始的单向步进循环，从而不断改变色带的撞击位置，既保证色带均匀磨损，延长色带使用寿命，又能保证打印字符颜色深浅一致。如图5所示为针式打印机的色带传动机构。由于针式打印机又分为单色针式打印机和彩色针式打印机两种，因此针式打印机中的色带又分为单一色带和多色带两种。其中，单色针式打印机所用的色带是单色带（一般为黑色），如图6所示；而彩色针式打印机的色带为四色带（红、黄、蓝、黑），且采用色带电机驱动。

　　[5][6][7][8]（3）机架和外壳针式打印机的机架主要由左右墙板、电器组装框架和底座等几部分构成。外壳是整体塑压成型，一般分为上盖和壳体两部分。采用全封闭形式，能起防尘和降低噪音的作用。如图7所示为针式打印机的机架和外壳。2．针式打印机电源电路针式打印机的电源大多采用开关电源。针式打印机的直流输出电压主要有以下两组：1）一组是+5V，主要供给逻辑电路和操作面板指示灯；2）另一组主要为字车、输纸电机以及打印头驱动提供直流驱动电压源，不同机型的直流驱动电压有所不同，一般为16~40V。如图8所示为针式打印机电源电路。3．针式打印机控制电路针式打印机的控制电路又称控制驱动电路，是打印机的信息处理和控制中心。控制电路主要通过接口电路与计算机主机相连并通信，接收来自计算机的打印信息和控制命令，并把打印机的状态信号和应答信号反馈给计算机。针式打印机的控制电路可以控制字车、输纸机构、打印头，接收控制面板上的控制信息，检测DIP开关状态及打印机的自检功能。针式打印机的控制电路主要包括主控电路、驱动电路、检测电路和接口电路几部分。（1）主控电路针式打印机的主控电路本身就是一个完整的微型计算机，主要由微处理器（CPU）一徒写左储器（RAM）、只读存储器（ROM）、地址译码器和输入涛俞出电路、打印头数据形成及驱动电路、字车及输纸电机控制电路等几部分组成。主控电路是打印机的控制中心，它通过接口电路接收由计算机传输的数据和控制信息，检查各个状态传感器的状态，检测打印机错误状态并发出报警信号，控制打印机字车机构和输纸机构以及打印头的出针操作等。如图9所示为针式打印机的主控电路。（2）驱动电路针式打印机的驱动电路主要包括打印头驱动控制电路、字车电机驱动控制电路和输纸电机驱动控制电路。其中，打印头驱动控制电路主要由针数据形成电路和针激励电路两部分组成。针数据形成电路的作用是对针数据信号进行功率放大后送给打印头，使打印针线圈获得足够的驱动电流；而针激励电路的作用是控制打印针线圈的通电时间和打印速度。字车电机驱动控制电路的作用是驱动字车电机做正反向转动，从而拖动字车在导轨上执行左右横向运动复印机。输纸电机驱动控制电路用于驱动输纸电机做正向或反向转动，以实现自动输纸。（3）检测电路针式打印机的检测电路主要用来检测打印机的各种状态，主要有以下几种。1）字车初始位置检测：当打印机开机，或接收到主机的初始化信号时，或者打印过程中遇到回车控制命令时，或单向打印完一行时，或双向打印完两行时，字车都应返回左端的初始位置。初始位置传感器就是用来检测在上述情况下字车是否每次都能返回到初始位置的。初始位置传感器一般由光电传感器构成。2）纸尽检测：用来检测打印机是否已经装好打印纸，或打印过程中发现纸用完时及时报告给CPU。主要有反射型光电传感器和簧片机械开关两种传感器。3）送纸调整杆位置检测：通常用簧片开关进行检测，用该开关的开关状态设置摩擦输纸或链轮输纸。4）打印头温度检测：近年来推出的24针打印机都备有打印头温度检测电路，温度检测大都采用热敏电阻，主要用于防止打印头因连续打印而过热，导致打印头损坏。（4）接口电路接口电路是打印机与计算机进行数据传输的通道。打印机通过25芯D型插座与计算机相连，实现接口信号的输入与输出，打印机接口信号是通过36芯插座进行信号的输入与输出的。如图10所示为接口连接信号的对应关系图。打印机和主机接口通过电缆连接，连接电缆的长度一般不能超过3m，cq9电子而且必须要屏蔽。1.2 针式打印机的工作原理针式打印机本身就是一个微型计算机系统，它的全部工作都是由微处理器（CPU）控制。针式打印机的控制程序存放在只读存储器（ROM）中，这样开机CPU就可以工作。CPU既可以接收来自操作面板的各种控制指令，也可以接收来自计算机的指令，并对各种指令进行解释和执行。这些信号的传递都是通过计算机的接口完成的。针式打印机一般有文本模式（Text Mode）和位映像打印模式（Bit Image Print Mode）两种工作方式。1．文本模式工作方式通过文本模式工作时，针式打印机的打印数据是通过与计算机的接口从主机得到的。打印机得到的打印数据是要打印的字符的ASCII码，这些ASCII码存放在打印机内的打印缓冲区中。每当主机传送的数据装满打印缓冲区，打印机就会给主机发送一个BUSY（忙）信号。主机接到该信号后，暂停发送数据，然后打印机开始打印。打印开始后，打印机内的CPU从打印缓冲区中取出打印字符的 ASCII码，经过计算得到该字符对应的字符点阵存储区的首地址。按地址逐个取出每列的点阵码，驱动打印针，撞击色带cq9电子，在打印纸上形成打印字符。打印机的字符发生器ROM中，通常存有96种ASCII码及一些特殊字符的字形编码（有的打印机内也有汉字的点阵码，如1Q-1600K）。当缓冲区内的数据打印完成后，又一次开放打印机，接收主机送来的新打印数据，开始新的打印过程，以此循环，直到完成打印。如果需要打印的是图形或汉字（对于没有汉字字库的打印机），则由主机送出图形的像素信号或汉字字型码即可。很明显，这种打印方式和显示器显示字符的方式是类似的。[5][6][7][8]2．位映像打印模式工作方式在位映像打印模式工作方式下，计算机送出的打印数据就是控制打印针的出针、收针的数据，所以程序设计入员可以直接编写程序来控制每根打印针，从而打印出图形、表格和汉字。针式打印机打印字符实际上是依靠打印针击打所形成色点的组合来实现的。计算机发出打印信号后，打印机会按照其输入数据缓冲区的容量来接收来自计算机的数据。在接收数据阶段，打印机中的微处理器（CPU）或门阵列电路控制接口电路实现与计算机的通信。接收到打印数据后，接着对打印命令数据进行处理，确定每行要打印字符或打印列的数量，然后从数据缓冲区中取出相同数量的字符数据或位图像数据进行有关点阵数据的处理，即通常所说的按行处理，处理一行打印一行。打印数据准备好后，控制程序要根据打印质量的要求来确定字车步进电机的运行步频，并根据选定的步频进行字车驱动控制，驱动打印头打印一列的点阵图形，同时字车横向运动，产生列间距和字间距，再打印下一列，以此逐列进行打印；当一行打印数据打印完成后，控制程序就转入输纸控制中，启动输纸机构进纸，产生行距，同时打印头回车换行，打印下一行；上述过程反复进行，直到完成打印。打印机执行打印的具体过程如下。1）首先打开打印机的电源，电源电路开始工作。2）控制电路中的时钟电路开始工作，产生CPU、门阵列电路等时钟信号。3）复位电路产生复位信号，使CPU复位。4） CPU复位后，开始执行初始化程序，检测打印机各部分的状态。5）初始化结束后，打印机进入待机状态，准备打印。6）待打印机接收到打印信息后，打印机的控制电路对打印数据进行处理，处理完后向打印机驱动电路发出控制信号。7）字车驱动电路根据控制信号启动字车电机，将字车移至初始位置。之后，字车初始位置的传感器检测字车是否在初始位置，开始执行打印机的初始化。8）输纸机构按照控制电路发来的信号，驱动电机工作，控制打印纸进入，并将打印纸移动至打印头的下面，准备打印。9）准备工作完成后，打印机控制电路根据打印信息向打印头驱动电路发送打印信息，打印头控制与驱动电路驱动打印针打印一列。10）打印完一列后，打印机控制电路又向字车发出信号，产生列间距、字间距。11）待一行打印完毕后，控制电路向输纸驱动电路发出控制信号，输纸驱动电路启动输纸电机，输纸机构开始运转将打印纸向前移动一行。12）与此同时，控制电路发出换行信号，字车驱动电路驱动字车换行（若是单向，则回车），为下一行打印做准备。[5][6][7][8]2 喷墨打印机的内部结构及运行原理喷墨打印机的组成结构及工作原理和针式打印机的组成结构及工作原理并不相同。了解喷墨打印机的组成结构和工作原理，对分析喷墨打印机的故障原因及迅速排除故障非常重要。2.1喷墨打印机的组成结构喷墨打印机是非常精密的高科技设备，它的结构比较复杂，下面分别从喷墨打印机的外部结构和内部结构来分析喷墨打印机的组成结构。1．喷墨打印机的外部结构从外观看，喷墨打印机主要由外壳、控制面板、接口、托纸架、卡纸导轨、送纸器、出纸器扩展板等几部分组成，如图11所示。（1）外壳外壳的主要作用是保护打印机内部的装置，外壳上通常有一个打印机盖，打开打印机盖可以看见打印机的墨盒及字车机构，在打印时还可以看见墨盒的运行情况、输纸情况和打印情况，通常，更换墨盒或卡纸时需要打开打印机盖进行处理。如图12所示为喷墨打印机外壳。（2）控制面板控制面板的主要作用是供用户来对打印机进行各种控制，如打印机的电源开关、进纸褪纸等。打印机的控制面板主要由操作键、指示灯和液晶屏等几部分组成，如图13所示为喷墨打印机控制面板。其中，操作键主要包括电源开关按键（控制打印机开机与关机）、进纸/退纸按键（控制打印机进纸或退纸，当打印机发生卡纸或缺纸错误时使用）、清洗打印头按键（当打印效果不佳时，按此键可以清洗打印头，提高打印效果）、缺纸指示灯（用来提示打印机缺纸或卡纸）、黑色墨尽指示灯（用来提示打印机黑色墨用完）、彩色墨尽指示灯（用来提示打印机彩色墨用完）。喷墨打印机的控制面板随型号的不同而有所区别，有的打印机的按键和指示灯比较少，有的打印机的按键和指示灯则比较多。（3）接口接口的主要作用是连接电源、计算机及网络。其中用来连接计算机的信号线接口主要有USB接口和并行接口两种方式，目前主流的打印机一般都使用USB接口，如图14所示为喷墨打印机的接口。连接网络的接口主要是RJ-45接口，一般只有网络打印机才有此接口。（4）托纸架托纸架的主要作用是支撑装入的打印纸，托纸架通常安装在打印机后部的插槽中。如图15所示为喷墨打印机托纸架。（5）卡纸导轨卡纸导轨的作用是确保装入的打印纸正直，通常调整卡纸导轨的左导轨可以装入不同宽度的打印纸。如图16所示为打印机的卡纸导轨。（6）送纸器送纸器的作用是在打印时将打印纸送入打印机进行打印，送纸器是输纸机构的一部分。（7）出纸器扩展板出纸器扩展板的作用是支撑从打印机输出的打印纸。出纸器扩展板一般插在打印机的下面，打印时从出纸器末端拉出出纸器扩展板即可，出纸器扩展板也是输纸机构的一部分。如图17所示为喷墨打印机出纸器扩展板。2. 喷墨打印机的内部结构打开喷墨打印机的外壳，可以看见喷墨打印机主要由机械系统和电路系统组成。（1）机械系统喷墨打印机的机械系统主要由墨盒、打印头、字车机构、输纸机构、清洗系统和传感器等组成，如图18所示。喷墨打印机机械系统的主要作用是提供打印墨汁及喷墨、控制字车用于实现打印位定位、输送纸张完成全页的打印、通过传感检查打印机各部件工作状况及在打印质量不佳时清洗打印头以提高打印质量等。（2）电路系统喷墨打印机的电路系统主要由电源电路系统和控制电路系统两部分组成。其中喷墨打印机的电源电路系统中的电源大多数采用开关电源。喷墨打印机的直流输出电压主要有两组，一组是+5V，主要供给逻辑电路和操作面板指示灯；另一组为字车、输纸电机及打印头驱动的直流驱动电压源，不同机型的直流驱动电压有所不同，一般为16~42V。如图19所示为喷墨打印机的电源电路板。喷墨打印机的控制电路主要包括主控电路、字车驱动控制电路、输纸电机驱动控制电路、喷头驱动控制电路和接口电路等。如图20所示为喷墨打印机的控制电路板。喷墨打印机的控制电路的主要作用是为打印机提供电源，接收计算机传来的打印信号，控制字车电机、进纸电机、喷头及操作面板等。[5][6][7][8]

　　2.2 喷墨打印机的工作原理喷墨打印机的工作原理实际上是利用控制指令来控制打印头上的喷嘴孔，让喷嘴孔喷出定量的墨水打印在打印纸上。喷墨打印机工作时，计算机将处理好的打印数据信号通过打印机的接口传输到打印机的控制电路板上，经过信号处理电路处理后，转换成字车控制驱动信号、控制打印头喷墨水的控制信号、走纸控制驱动信号及其他控制信号，控制字车上的墨盒及喷头在纸的水平方向来回运动、墨滴从打印头喷出、打印纸自动进入打印机从打印头下面通过后输出到打印机外等。将墨水喷在打印纸上，形成文字或图像，完成打印过程。喷墨打印机与针式打印机的不同在于喷墨打印机使用的是喷墨式打印头而不是针式打印头。目前，喷墨打印机的喷墨控制技术主要是随机式喷墨技术，而早期常见的喷墨技术为连续式喷墨技术。1．连续式喷墨技术连续喷墨技术以电荷调制型为代表。这种喷墨打印原理是利用压电驱动装置对喷头中的墨水加以固定压力，使其连续喷射。当喷嘴中的墨水从喷嘴中流出时，供电电路会对流出的墨水进行充电，使墨水中的部分墨滴带电。带电墨滴通过偏转电机形成的偏转磁场后会产生相应的偏转，偏转后的墨滴会飞向纸张，墨滴落在纸上会形成一个墨点，这样就打印了一个墨点。不带电的墨滴则不会发生偏转，它会直接喷向一个墨水回收器。对偏转电极而言，有的系统采用的是两对互相垂直的偏转电极，对墨水滴打印位置进行二维偏转；有的系统采用的是多维控制偏转电极，即多维偏转。如图21所示为连续式喷墨工作原理。这种连续循环的喷墨系统能生成高速墨水滴，所以打印速度高，可以使用普通纸。不同的打印介质皆可获得高质量的打印结果，还易于实现彩色打印。但是，这种喷墨打印机的结构与随机式喷墨打印机的结构相比比较复杂：需要墨水加压装置，终端要有回收装置，在墨水的循环过程中须设有过滤器过滤混入的异物及气体，成本较高。并且工作效率不够高，而且不精确，因此现在采用这种技术的喷墨打印机已经极少见到。2．随机式喷墨技术随机式喷墨系统中墨水只在打印需要时才喷射，所以又称为按需式喷墨系统。它与连续式喷墨系统相比，结构简单，成本低，可靠性也高，但是，因受射流惯性的影响，墨滴喷射速度低。为了弥补这个缺点，不少随机式喷墨打印机采用了多喷嘴的方法来提高打印速度。目前，随机式喷墨技术主要有热气泡喷墨技术和微压电喷墨技术两大类。（1）热气泡喷墨技术热气泡喷墨技术是受注射器原理的启发而发明的。在正常情况下，打印头内部的墨水在表面张力的作用下和外部大气形成平衡，处于稳定状态，没有墨水喷出。当打印机收到信号后，打印数据通过驱动电路对打印头施加电脉冲信号，打印头内部的加热元件会迅速升温，使其附近的墨水温度急剧上升，并汽化形成小气泡，小气泡会变大形成蒸汽膜；当脉冲信号消失后，持续的预热使气泡进一步膨胀，内部的压力将墨水从喷嘴口中挤出，同时加热器件的温度开始下降，随着加热器件表面温度的降低，气泡和墨水分界处开始冷却，由于墨水前端已经从喷嘴处挤出，在喷嘴处形成墨滴喷到输出介质表面，形成图案或字符。如图22所示为喷墨打印机的热气泡喷射系统。因在工作过程中会形成一个气泡，所以热气泡喷墨技术有时又称为气泡喷墨技术。用这种技术制作的打印头工艺比较成熟，成本较低，但由于喷头中的电极始终受到电解和腐蚀的影响，容易造成打印头老化的现象。因此，采用这种技术时，打印头通常都与墨盒集成在一起，更换墨盒的同时更换打印头，这样可以解决喷头堵塞的问题。热气泡喷墨技术的缺点是，一方面，在使用过程中需要加热墨水，而高温下墨水的性质不稳定，容易发生化学反应，所以打印出的彩色真实性会受到一定程度的影响；另一方面，墨水在高温下产生的墨点方向和形状均不容易控制，打印线条边缘容易参差不齐，影响打印质量。（2）微压电喷墨技术微压电喷墨技术把喷墨过程中的墨滴控制分为3个阶段：在喷墨操作前，压电元件首先在打印信号的控制下微微收缩；然后，元件产生一次较大的延伸，把墨滴推出喷嘴；在墨滴马上就要飞离喷嘴的瞬间，元件又会收缩，干净利索地把墨水液面从喷嘴收缩。这样，墨滴液面得到了精确控制，每次喷出的墨滴都有完美的形状和正确的飞行方向。如图23所示为相变式喷墨打印机的压电式喷射系统。微压电喷墨系统在装有墨水的喷头上都设置换能器，换能器受打印信号的控制，从而控制墨水的喷射。根据微压电喷墨系统换能器的工作原理及排列结构，可把微电压喷墨系统分为压电管型、压电薄膜型、压电薄片型等几种类型。采用微电压的变化来控制墨点的喷射，不仅避免了热气泡喷墨技术的缺点，而且能够精确控制墨点的喷射方向和形状。压电式喷墨打印头在微型墨水贮存器的后部采用了一块压电晶体。对晶体施加电流，就会使它向内弹压。当电流中断时，晶体反弹回原来的位置，同时将一滴微量的墨水通过喷嘴射出去。当电流恢复时，晶体又向后外延拉，进入喷射下一滴墨水的准备状态。与热气泡喷墨技术相比，微压电喷墨技术是利用晶体加压时放电的特性，在常温状态下稳定地喷出墨水；对墨滴控制能力较强，还将色点缩小许多，产生的墨点也没有彗尾，从而使打印的图像更清晰；容易实现高达1440dip的高精度打印质量，且微压电喷墨技术无须加热，墨水就不会因受热而发生化学变化，故大大降低了对墨水的要求。另外，微压电打印头被固定在打印机中，因此只需要更换墨盒就可以了。但微压电喷墨打印机的缺点是：如果压电打印头损坏或者阻塞了，整台打印机都需要维修。3．彩色喷墨打印机工作原理目前，市场上的喷墨打印机通常都是彩色喷墨打印机。彩色喷墨打印机通常有两种墨盒，一种是黑色墨盒，用于打印黑色的文字或图像；另一种是彩色墨盒，用于打印彩色的文字或图像。彩色喷墨打印机的工作原理是利用三基色的原理。自然界中的色彩几乎都可以由选定的三种颜色以适当的比例混合得到，且多大多数的颜色也可以分解成特定的三种单色，这三种选定的颜色就称为三基色，各三基色相互独立，其中任意一种基色都不能由另外两种基色混合得到，但它们相互以不同的比例混合，就可以得到不同的颜色，例如，黄色加上蓝色可以得到绿色。一般，彩色喷墨打印机的彩色墨盒是由几种纯净、单一的颜色组成，常见的三色墨盒打印机通常采用性质比较稳定的青色、红紫色、黄色来混合成不同的颜色。四色打印机通常是加上一种黑色，用于纯黑色的打印。随着技术的发展，出现了六色墨盒，即在四色的基础上再加上浅蓝绿色和浅红紫色。彩色喷墨打印喷头上一般都有48个或48个以上的独立喷嘴，每个喷嘴又能够喷出3种以上不同的颜色：蓝绿色、红紫色、黄色、浅蓝绿色和淡红紫色。一般来说，喷嘴越多，完成喷墨过程需要的时间就越短，也就是打印速度越快。喷出来的这些不同颜色的小墨滴落于同一点上，形成不同的复色小点，大量这样的点便形成了不同的文字或图像。

　　[5][6][7][8]3 激光打印机的内部结构及运行原理激光打印机与其他打印机相比结构更加精密，工作过程更加复杂（需要经过6道工序才能完成打印），因此了解激光打印机的组成结构和工作原理对分析激光打印机常见故障的原因及掌握故障排除方法非常重要。

　　3.1激光打印机的组成结构激光打印机的结构较为复杂，下面分别从激光打印机的外部结构和内部结构来介绍激光打印机的结构。1．激光打印机的外部结构通过观察会发现，激光打印机的外部结构主要包括外壳、控制面板、接口、托纸架、出纸器扩展板、卡纸导轨、送纸器或出纸盒等几部分，如图24所示。（1）外壳激光打印机外壳的作用是保护打印机内部的装置，在外壳的前部通常有一个可以随时打开的活动盖门，打开后可以看见打印机的硒鼓组件、输纸系统等，如图25所示。更换墨粉或卡纸时，通常需要打开打印机的盖门进行处理。（2）控制面板控制面板的主要作用是供用户对打印机进行各种控制，如打印机的电源开关、进纸/退纸等。打印机的控制面板主要由操作键、指示灯和液晶屏等组成，如图26所示。（3）接口打印机接口的主要作用是连接电源、计算机及网络等。用来连接计算机的信号线接口主要有USB接口和并行接口两种。目前，激光打印机一般都使用USB接口，如图27所示。连接网络的接口主要是RJ-45接口，一般只有网络打印机才有此接口。（4）托纸架打印机托纸架的主要作用是支撑装入的打印纸。托纸架一般安装在打印机的上部或下部，如图28所示。（5）纸盒打印机纸盒的主要作用是存放打印纸，一般安装在打印机的下部，如图29所示，有的打印机没有纸盒。（6）出纸器扩展板打印机出纸器扩展板的主要作用是支撑从打印机中输出的打印纸。出纸器扩展板有的在打印机的下部，有的在打印机的上部。出纸器扩展板也是打印机输纸机构的一部分，如图30所示。（7）卡纸导轨打印机卡纸导轨的作用是确保装入的打印纸正直。通常情况下，调整卡纸导轨的左导轨可以装入不同宽度的打印纸。（8）送纸器打印机送纸器的主要作用是将打印纸送入打印机进行打印，送纸器也是输纸机构的一部分。2．激光打印机的内部结构（1）机械装置激光打印机的机械系统主要完成打印时的进纸、传纸、出纸、感光鼓带电、曝光、显影、转印、定影、清洁等工作。激光打印机的机械系统主要包括硒鼓组件、激光扫描系统、转印分离系统、定影系统和输纸系统等。其中，硒鼓组件的作用是为打印机提供感光鼓及墨粉，同时将感光鼓表面没有完全转移的残余墨粉清除干净，为下一个打印周期提供洁净的感光鼓。激光扫描系统的作用是产生激光束，利用激光束扫描在感光鼓表面曝光，形成静电潜像。转印分离系统的作用是将吸附着墨粉的负电荷从感光鼓传到打印纸上。定影系统的作用是产生高温，在高温、高压的情况下把墨粉溶化并渗透到打印纸里面，使其永久定影。输纸系统的作用是将打印纸输进打印机，经过其他系统的工作后，再将其输出。几大系统配合工作的过程是：首先在感光鼓上充满负电荷或正电荷，然后将打印机处理器处理好的图像资料透过激光扫描系统的激光束照射到感光鼓上，在相应的位置上形成曝光。接着，由于墨粉带有同感光鼓相同性质的电荷，当快速转动的感光鼓经过墨粉盒时，被曝光的部位便会吸附带电的墨粉，显像出图像。随后，输纸系统将打印纸输进打印机内部，转印分离系统给打印纸带上与墨粉相反的正电荷或负电荷，由于异性相吸，感光鼓上的墨粉转印到打印纸上。同时硒鼓组件中的清洁装置将感光鼓上残留的墨粉清除，并除去静电，使感光鼓表面的电位回复到初始状态。为了使墨粉更好地附在纸上，接下来，定影系统以高温、高压的方式，将墨粉定影在纸上，然后传输出打印机。如图31所示为激光打印机的工作过程示意图。（2）控制电路激光打印机控制电路板的作用是与计算机通过接口或网络进行通信，接收计算机发送的控制和打印信息，同时驱动控制主电机、激光扫描电机及控制操作面板完成打印工作。激光打印机的控制电路主要包括主控制电路系统、接口电路系统、扫描驱动电路、主电机驱动电路和高压转印电路等。如图32所示为激光打印机的主控制电路板。（3）电源电路激光打印机电源电路的主要作用是为打印机提供工作电压。激光打印机的电源大多数采用开关电源。打印机的直流输出电压主要有两组。一组是+5V，主要供给逻辑电路和操作面板指示灯；另一组为字车、输纸电机等提供直流驱动电压源。不同机型的直流驱动电压不同，一般为24~42V 。如图33所示为激光打印机的电源电路板。

　　3.2 黑白激光打印机的工作原理激光打印机是将激光扫描技术和电子显像技术相结合的非击打式输出设备，其基本工作原理为：激光打印机打印图文一般都要经过充电、曝光、显影、转印、消电、定影、清洁等工序，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。其具体工作原理如下：当需要打印时，计算机通过电缆向打印机发送打印数据。打印机首先将接收到的数据暂存在缓存中，当接收到一段完整的数据后，再发送给打印机的处理器。处理器收到打印数据后，将这些数据处理成打印机驱动信号（驱动打印机的激光扫描机构、成像机构、走纸机构等），准备打印。在打印开始时，感光鼓首先进行初始化，通过充电辊对感光鼓表面进行充电，使鼓的表面均匀地充上负电荷。接着，打印机处理器驱动控制激光发生器产生激光束，通过扫描反射镜反射到感光鼓上，使受光照射（即曝光）部分的感光层变为导体，将其表面所带的-600V负电荷向地泄放，-600V的高压电减少到大约为-100V的低压。这时就在感光鼓面上写下了一个带有-100 V电压的像点，即一个不可见的文字或图像的静电潜像点（未曝光的鼓表面仍保留有-600V电荷）。当带有电荷的感光鼓表面经过磁辊时，有电荷的部位就吸附了墨粉颗粒（墨粉是一种带电荷的细微塑料颗粒，其电荷与感光鼓表面的电荷极性相反），潜像点就变成了真正的影像，完成显影过程。接下来，被显像的感光鼓继续转动，当鼓面通过转印电晕极时，由于打印纸在转印电晕极上面，而转印电晕极可以产生正电荷并附在打印纸的背面，因此感光鼓上的显像点即可转印到转印电晕极上面的打印纸 上。在图像从感光鼓转印到打印纸上之后，要通过定影器的加热辊和定影下辊，此时加热辊的热量将墨粉熔化，两个轧辊之间的压力又迫使溶化后的墨粉进入纸的纤维中，使图像固定，然后将加热后的打印纸输出到打印机的出纸托盘，最后将感光鼓上残留的墨粉清除，使感光鼓表面的电位恢复到初始状态，这时整个打印过程宣告结束。如图34所示为激光打印机工作过程示意图。

　　3.3 彩色激光打印机的工作原理彩色激光打印机的工作原理和黑白激光打印机的工作原理基本相同，都是利用激光扫描，在硒鼓上形成电荷潜影，然后吸附墨粉，再将墨粉转印到打印纸上。彩色激光打印机与黑白激光打印机的区别主要在于黑白激光打印机只有一种黑色墨粉，而彩色激光打印机要使用黄、品、青、黑四种颜色的墨粉，打印机在工作时，打印一页内容实际要经过CMYK的4色墨粉各打印一遍。从理论上，激光打印机要有4套与激光打印机完全相同的机构来实现彩色打印过程。目前，彩色激光打印机大都采用了4色墨粉盒的分离结构，其他部分如走纸机构、感光鼓、定影单元等4色共用一套系统。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，在4个流程中分别实现一种颜色墨粉的转印。如图35所示为彩色激光打印机的工作原理图。彩色激光打印机使用的感光单元主要有感光带和感光鼓两种方式。感光带方式的工作原理为：在感光鼓旁边额外增加一条转印胶带，在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；感光鼓表面清洁完毕后再处理下一种颜色的墨粉，同样，第二种墨粉也被转移叠加到转印胶带上；待4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，如图36所示。感光鼓方式的工作原理为：当处理完第一种颜色时，墨粉被吸附到感光鼓表面不动；接着把第二种颜色的墨粉直接叠加到上面，依次是第三种、第四种颜色，直到4种颜色的墨粉全部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并加热固定，如图37所示。此外，有的彩色激光打印机还采用了最新的彩色激光打印技术，即一次成像技术。这一技术的关键在于：在现有一个发光管的位置安装分别对应4种颜色的4个小发光管，来实现4个感光鼓同时曝光和显影，然后依次转印到打印纸上，定影输出彩色图像。由于目前这一工艺的造价还比较高，因此还没有普及，但却是未来的发展方向。