复印机的原理(精品)

复印机的原理

静电复印机是集静电成像技术．光学技术．电子技术和机械技术于一体的办公设备。它采用的成像方法有很多，如间接式静电复印法（即卡尔逊法），NP静电复印法、KIP持久内极化法、TESI静电转移成像法等。现代静电复印机普遍采用间接式静电复印法和NP静电复印法。

一、卡尔逊静电复印法

卡尔逊静电复印的过程本质上是一种光电过程，它所产生的潜像是一个由静电荷组成的静电像，其充电、显影和转印过程都是基于静电吸引原理来实惠的。由于其静电潜像是在光照下光导层电阻降低而引起充电膜层上电荷放电形成的，所以卡尔逊静电复印法对感光鼓有如下要求：具有非常高的暗电阻率。这种感光鼓在无光照的情况下，表面一旦有电荷存在，能较长时间地保存这些电荷；而在光照的情况上，感光鼓的电阻率应很快下降，即成为电的良导体，使得感鼓表面电荷很快释放而消失。卡尔逊静电复印法所使用的感光鼓主要由硒及硒合金、氧化锌、有机光电导材料等构成，一般是在导电基体上（如铝板或其它金属板）直接涂敷或蒸镀一薄层光电导材料。其结构是上面是光导层，下面是导电基体。

卡尔逊静电复印法大致可分为充电、曝光、显影、转印、分离、定影、清洁、消电8个基本步骤。

一、充电

充电就是使感光鼓在暗处，并处在某一极性的电场中，使其表面均匀地带上一定极性和数量的静电荷，即具有一定表面电位的过程，这一过程实际上是感光鼓的敏化过程，使原来不具备感光性的感光鼓具有较好的感光性。充电过程只是为感光鼓接受图像信息准备的，是不依赖原稿图像信息的预过程，但这是在感光鼓表面形成静电潜像的前提和基础。当在暗处给感光鼓表面充上一层均匀的静电荷时，由于感光鼓在暗处具有较高的电阻，所以静电荷被保留在感光鼓表面，即感光鼓保持有一定的电位交具有感光性。对于不同性质的光电导材料制的感光鼓应充以不同极性的电荷，这是由斗导体的导电是决定的，即只允许一种极性的电荷（空穴或电子）“注入”，而阻止另一种极性电荷（电子或空穴）的“注入”。因此对于N型半导体，表面应充负电；而对P型半导体，则应充下奄。当用正电晕对P型感光鼓充正电时，由于P型半导体中负电荷不能移动。因此光导层表面的正电荷与界面上的负电荷，只能相互吸引，而不会中和。倘若用负电晕对P型感光鼓充负电，则由于光导层及共界面处，感应产生的是正电荷，而P 型半导体的主要载流子是“空穴”，自由移动交为容易（或称为“注入”），易与感光鼓表面的负电荷中和。这样，对P型感光鼓充负电时，其充电效率是相当低的。对于N型感光鼓，则由于其主要载流子是电子，若对其充正电时，其充电效率也是极其低的。目前静电复印机中通常采用电晕装置对感光鼓进行充电。

二、曝光

曝光是利用感光鼓在暗处时电阻大，成绝缘体；在明处时电阻小，成导体的特性，对已充是的感光鼓用光像进行曝光，使用权光照区（原稿的反光产分）表面电荷因放电而消失；无光照的区域（原稿的线条和墨迹部分）电荷依保持，从而在感光鼓上形成表面电位随图像明暗变而起伏的静电潜像的过程。进行曝光时，原稿图像经光照射后，图像光信号经光学成像系统投射到感光鼓表面，光导层受光照射的部分称为“明区”，而没有受光照射的部分自然数“暗区”。在明区，光导层产生电子空穴对，即生成光生载流子，使得光导层的电阻率迅速降低，由绝缘体变成良导体，呈现导电状态，从而使感光鼓表面的电位因光导层表面电荷与界面处反极性电荷的中和而很快衰减。在暗区，光导层则依然呈现绝缘状态，使得感光鼓表面电位基本保持不变。感光鼓表面静电电位的高低随原稿图像浓淡的不同而不同，感光鼓上对应图像浓的部分表面电位高，图像淡的部分表面电位低。这样，就在感光鼓表面形成了一个与原稿图像浓淡相对应的表面电位起伏的静电潜像。

三、显影

显影就是用带电的色粉使感光鼓上的静电潜像转变成可见的色粉图像的过程。显影色粉所带电荷的极性，与感光鼓表面静电潜像的电荷极性相反。显影时，在感光鼓表面静电潜像是场力的作用下，色粉被吸附在感光鼓上。静电潜像电位越高的部分，吸附色粉的能力越强；静电潜像电位越低的部分，吸附色粉的

能力越弱。对应静电潜像电位（电荷的多少）的不同，其吸附色粉量也就不同。这样感光鼓表面不可见的静电潜像，就变成了可见的与原稿浓淡一致的不同灰度层次的色粉图像。在静电复印机中，色粉的带电通常是通过色粉与载体的磨擦来获得的。磨擦后色带电极性与载体带电极性相反。

第一章复印机的工作原理

复印机的工作原理主要包括以下三个基本的原理：

静电原理

电荷有正负两种极性，所谓静电原理是指同性电荷相互排斥；异性电荷相互吸引。即所谓的同性相斥、异性相吸。图-1所示

光学成像原理

光学成像的基本知识：物体通过光学镜头成像为图像。图2所示

半导体原理

半导体原理就是在静态、或加反向电压时为绝缘体；而在加正向电压时味道体。复印机用的感光鼓材料则是感光型半导体：即在暗态时（不受光）为绝缘体；而在亮态（受光）时为导体。图3所示。

总结：复印机的工作原理是利用光导体的电位特性，在光导体没有受光照的状态下进行充电，使其表面带上均匀的电荷，然后通过光学成像原理，使原稿图像成像在光导体上。有图像部分因没有受到光照（相当于暗态），所以光导体表面仍带有电荷，而无图像区域则受到光照（相当于亮态），所以光导体表面的电荷通过基体的接地，使表面的电荷消失，从而形成了静电潜像。再后是通过静电原理，使用带有极性相反电荷的墨粉，使光导体表面的静电潜像转化成为光导体表面的墨粉图像。最后，仍然通过静电原理，将光导体表面的墨粉图像转印到复印纸表面，完成复印的基本过程。

复印机的工作过程及各部件如下图所示：

复印机的工作过程主要包括以下几个部分：（按照复印顺序）

充电部件（高压发生器、电极架、电机丝）

使感光鼓表面均匀地带上电荷。

曝光部件（扫描曝光灯、反光镜、镜头）

使感光鼓表面按照原稿图像，形成图像的反转电位潜像。（前章已经讲解）

显影部件（显影器、高压发生器）

将感光鼓表面的电位潜像转化为墨粉图像。（前章已经讲解）

送纸部件（马达、搓纸轮）

马达带动搓纸轮将复印纸送入机内，为下一步将鼓表面的墨粉图像转印到纸上做准备。