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激光打印机在硒鼓上的成像原理是什么?

发布网友 发布时间:2022-04-19 22:54

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热心网友 时间:2023-09-04 10:10

  感光鼓是激光打印机的核心部件。它是一个光敏器件,主要用光导材料制成。它的基本工作原理就是"光电转换"的过程。它在激光打印机中作为消耗材料使用,而且它的价格也较为昂贵。 光敏半导体有半导体的共性,如受热激发,掺杂后改变电导率等。此外,它还具有其 他半导体不具有的"光导电"特性。 光敏半导体受光照射后,它的电导率可以上升几个数量级。从能带上讲,它的价带中 的电子吸收了光的能量后,跃入导带,产生电子-空穴对。这种由光照产生的电子-空穴对, 称为"光生载流子"。光敏半导体内产生的"光生载流子"增多,它的电导率就上升。这种 受光照射后提高的电导率称为"本征光电导率"。 实际应用中,光敏半导体材料需经过掺杂后,才能制成激光器使用的半导体材料。所 以除了有本征光电导率外,还必须具有光激发杂质能级上的电子或空穴形成的杂质光电导率 的性质。在有些光敏半导体中,"杂质光电导率"起主要作用。 光敏半导体受光照射后,会不同程度地改变物体内的"载流子迁移率"(迁移率是载流 子的迁移速度与外电场的比值)。标志物体的导电能力的"电导",等于载流子密度乘以迁 移率。迁移率上升,电导提高,电导率由本征光电导率、杂质光电导率和迁移率的值共同决 定,只是在某种条件下便以其中的某种因素为主罢了。 实际应用的各种光导体对光的敏感程度都不一样。光导体的电导率与它对光的敏感程 度成正比。所以光感对光导体的导电性影响很大。光导体对光的光感度是不一样的。某一种光导体,只对某一区域光谱的光的光感度高, 离开了这一区域,则可能丧失光感度。 光敏半导体在与它适用的光波长范围内,会对光形成一个吸收峰值。在这个峰值范围 内光电导效果最佳。它还与光的照度有关系。照度越高,产生的载流子越多,光电导率就越 高。然而每种光导体的特性各异,所以在相同条件下,达到相同的光电导率指标所需要的照 度是不同的。 目前感光鼓常用的光导材料有硫化镉(CdS)、硒-砷(Se-As)。有机光导材料(opc)等几种。制作感光鼓用的光导材料, 应具备以下特性: ①耐磨性好。光导体表面要有一定的硬度,要能承受显影转印和清洁过程 中的机械磨损。如果感光鼓(光导体)被磨损或划伤,将导致打印质量的下降或破坏感光鼓 ,磨损严重时只有报废。在实际的工作中,因磨损、划伤而报废的感光鼓最多。现在一种新 型的长寿命的陶瓷感光鼓(a-Si)已经得到了应用,可打印30万张以上。 ②温度稳定性好 。光导体的性能容易受温度的影响,所以,在激光打印机性能中特别强调使用环境要有 合适的温度与湿度,否则会影响打印质量。 ③光电导性好。 光电导性是感光鼓的重要指标,它直接影响到打印质量的好坏。因为感光鼓连续工作 在充电、放电的循环过程中,要求充电时电位上升快,表面饱和电位比应用电位要高;否则 ,初始电位上不去,也将影响打印质量。充电后的感光鼓暗衰减要小,否则保持不住表面电 位,不能形成必要的电位差潜像。感光鼓曝光后放电要快,即光衰迅速。放电越彻底越好 。因为剩余电位的多少,既影响潜像的反差,又会带来打印品的"底灰"。 ④耐疲劳。感光鼓在使用的过程中,打印机要对其进行反复充电,因而要具有良好的耐疲 劳性能,在规定的寿命时间内,打印质量不能因连续使用而下降。感光鼓的光导特性稳定性 要好,应满足连续使用的要求。 激光打印机使用的感光鼓,一般为三层结构。第一层是铝合金圆筒(导电层),第二层是 在圆筒表面上采用真空蒸镀的方法,镀上一层 光导体材料(光导层),第三层是在光导材料的外面再镀一层绝缘材料(绝缘层)。有的感光鼓为了更好地释放电荷,在光导层与铝合金导电层中间,加镀一层超导材料, 以使电荷更迅速地释放。 感光鼓表面的绝缘层,一是为提高耐磨性能,增加使用寿命;二是为光导层提供保护, 防止光导体的磨损,保持光导体的光电导特性。 导电层铝合金筒与激光打印机的地线相连,使曝光后的电位迅速释放。它是一个精度非常高的圆筒,在运转的过程中,能保持匀速运转及保持均匀电荷。
  就像我们用笔在纸上写字一样,扫描曝光的工具是用激光束在感光鼓上进行"书写"曝 光,这幅文字或图像是不可见的,这就是我们所说的"静电潜像"。 当硒鼓表面经过钨丝电极时,其表面被充上正电,光导层与底基的界面感应出负电。 当激光光束中有光部分照到硒鼓表面的某个区域时,称为曝光。经曝光后的地方电阻率 明显地降低,表面的正电荷与界面的负电荷便中和消失,由于硒碲合金颗粒之间具有良好的 绝缘性能,未经曝光的表面正电荷仍保持不变,即形成一层静电潜像。 扫描曝光就是利用感光鼓表面光导材料的光敏性质。当光导体受到激光束扫描照射后, 被光照的部分与感光鼓导电层导通使电荷消失,没有被光照射的部分仍保持充电电荷,这样 就形成一幅电位差图像,也可以理解为对感光鼓的"消电"过程。消电过程,光导体表面的 电位是在变化的,这个电位变化对打印质量影响很大。 在对感光鼓表面充电时,随着电荷在感光鼓表面的积累,电位也不断升高,最后达到 "饱和"电位,就是最高电位。表面电位会随着时间的推移而下降,一般工作时的电位都低 于这个电位,这个电位随时间自然降低的过程,称之为"暗衰"过程。感光鼓经扫描曝光时 ,暗区(指未受光照射部分的光导体表面)电位仍处在暗衰过程;亮区(指受光照射部分的 光导体表面)光导层内载流子密度迅速增加,电导率急速上升,形成光导电压,电荷迅速消 失,光导体表面电位也迅速下降。称之为"光衰",最后趋缓。 从理论上说光衰越快越彻底越好,实际上很难达到。剩余残留电位的高低就会影响打 印质量,如残余电位过高,将会出现打印"底灰"现象。一幅静电潜像形成后,还必须经过 如下所述的"显影"过程才能转换成墨粉图像。

热心网友 时间:2023-09-04 10:10

当激光打印机接收到打印数据后,激光发射器生成的光束扫在感光鼓上,首先在硒鼓表面形成由电荷组成的潜影;当该潜影经过墨粉盒时,墨粉就吸附到硒鼓上,潜影就被转化成真正的影像;随后打印纸被送入,硒鼓表面的墨粉转印到打印纸上形成图像;再经过高温加热,图像就固化在打印纸上,一个页面的打印流程也就完成了。
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