静电复印原理(第二版)

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半导体激光器: 使用的是类似于发光二极管的一种二极管. 当电流加 到半导体电路时, 二极管激光器将发光, 并发出强激光束. 为了给光导体 放电提供快速开关的图像, 半导体电路可以简单地进行开关操作. 不需 要外部的调节器.
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5. 曝光
5.5 多边形棱镜
激光束
SOS传感器
感光体
旋转多边形棱镜
为了清楚起见, 此处没有画出透镜和平面镜
光导层 氧化层
底基
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3. 感光体
3.2 底基
底基有四个主要功能. 其中三个功能对于充电, 曝光和清洁过程具有重要的作 用, 这要求底基是一个良导体:
底基有助于在感光体表面维持一层均匀的电荷; 底基有助于控制感光体电荷的电场强度 底基给感光体提供电气上的接地 底基的第四个功能是物理上的.它给薄薄的光导层提供了一个坚实的基
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5. 曝光
5.1 成像过程简介
在充电的过程中, 感光体表面将布满一层均匀的电荷. 成像是根据计算机数据或原稿在感 光体表面进行有选择的放电的两个过程中的第一个过程. 成像和曝光这两个过程是同时工 作的, 成像是指计算机的数据或者原稿被投射到光导体表面的过程. 成像过程是复印机和打印机区别最大的部分
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5. 曝光
5.2 激光打印机成像原理简介(1/2): 光栅
激光开 激光关
上图中这个由小点构成的图案通常被称为光栅(Raster), 而途中的小点为成为像素(Pixel). 在激光打印机中, 当由电脑控制开关的激光束扫描过感光体表面后, 将在感光体表面形成光栅, 这是激光器 (ROS, raster output Scanner)名称的来历. 在大多数系统中, 激光给图形区域放电, 而也有一部分系统给非图像区域放电.
丝) 电源
电源
Corotron, Scorotron, Or Dicorotron
(接地的感光体) 19
4. 充电
4.2 使用 Corotron 给感光体充正电(1/3)
Corotron 的结构图
Corotron 由电极丝, 三面封闭一面敞开 的屏蔽罩构成. 电极丝一般是一个良导 体制成, 通常为钨或铂, 它与电源相连. 而电源, 电极丝屏蔽罩和感光体的底基 都与子的构成及电荷特性
原子核
质子 1个质子带1个单位正电荷 中子 不带电
原子 电子 1个电子带1个单位负电荷
原子中带有相同数量的电子和质子, 原子处于电平衡状态., 如果原子失去或者获 得电子, 那么它将带上电荷, 变成离子. 离子: 带电荷的原子或者原子团 阳离子: 带正电荷的离子; 阴离子: 带负电的离子 自然界的基本特性: 同性电荷互相排斥, 异性电荷互相吸引
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1. 静电复印简介
1.1 第一张静电复印图像
1938年10月22日, 切斯特.卡尔逊于在纽约市的阿斯多利亚(Astoria) 的简陋实验室做出了第一张静电复印图像
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1. 静电复印简介
1.2 Xerography的来历
Xerography= ??? 在古希腊语中, Xeros 是Dry, 即”干的”的意思 Graphy是”Writing”, 即”书写, 刻印”的意思 Xerography= = Dry Writing=干印=静电复印
Photoconductive Layer
Oxide Layer
Substrate
阻挡层 光导层 氧化层
底基
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3. 感光体
3.6 光导体特性
感光体的六个主要特性: 1. 光谱响应 2. 照相速度 3. 暗衰速率 4. 疲劳反映 5. 耐用性 6. 结晶.
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4. 充电
4.1 充电过程简介
过程描述: 电极丝在暗处将附近的空气分子电离, 感光体上被感应上一层均匀的电荷 它所涉及的组件包括: 感光体 Corotron (单极电极丝), 或带 Scorotron (带栅极的电极丝), 或者Dicorotron(双极电极
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1. 静电复印简介
1.3 静电复印的基本过程(1/2) 静电复印的目的是将原稿图像或者计算机上的图像能够复制在纸上, 为了达到这个目的, 静电复印
采取了六个相对独立而又相互关联的工艺, 每一个过程都会产生一个结果:
输出
5. 定影
2. 曝光
静 电 潜 像
3. 显影
1. 充电 感光体
6. 清洁 4. 转印、分离
带电物体通常会同时受到多个电场的作用. 物体中的电荷如何移动取决于所有电场的相对电 场强度 . 电场中某点的总场强,等于各个点电荷单独存在时在该点的场强之矢量和。这就是 电场强度叠加原理。它是电场的基本性质之一
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2. 静电原理
2.4 接地(1/2)
静电场
带正电的物质 电子向正电荷移动 导体变成带上正电
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1. 静电复印简介
1.4 静电复印的基本过程(2/2)
1. 充电:电极丝在暗处将附近的空气分子电离, 感光体上被感应上一层均匀的电荷
(静电潜像):复印机成像: 原稿图像经过曝光灯和光学系统被投射到感光体上 打印机成像: 计算机数据的电信号变成激光器的光信号, 经光学系统被投射到
感光体上
2. 曝光::感光体按照投射的光线进行有选择的放电, 感光体上获得静电潜像 3. 显影::首先给粉充电, 然后把粉传输到感光体附近, 再通过电场力使粉转移到感光体上的
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2. 静电原理
2.3 电场强度
电荷
电场
电荷
电荷与电荷之间是通过电场这种特殊物质而相互作用的.
电场强度用来测量带电物体间相互吸引和排斥的力量. 有两个变量影响电场强度, 第一个变量 是距离. 当带电物体相距较近, 电场强度变得更强, 反之更弱. 第二个变量是每个物体的电荷的 大小, 如果物体带上的电荷更多, 相应地电场强度更强.
座.
大多数的感光体的底基由铝组成. 铝是一种良导体, 而且它的提炼, 加工, 抛 光和清洁的成本比其它大多数导体要低.
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3. 感光体
3.3 光导层
光导层 光导层是感光体的最重要部分. 正是通过这一层, 电荷在曝光时移动. 你将在 后面的章节中更了解这一点. 当前有好几种不同的材料可以被用来制成光导层, 比如硒合金, 砷硒化合物, 硫化镉, 无定形硅和很多的有机化合物. 最常见光导材料是有机化合物和硒合金. 我们的讨论只限于这些材料.
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5. 曝光
5.7 激光打印机的透镜系统
打印机的成像系统通常包含两个透镜. 一般来说, 这些透镜有两个功能. 聚焦透镜改变激光束的形状. 自然的激光束一般是椭圆形的, 聚焦透镜则保 证在光导体表面的像素是圆形的. 激光成像系统的透镜的第二个功能是曲率校正. 当光束转离多边形并改变方 向时, 光束会遇到一个叫做光束摆动的问题. 光束摆动时, 光束的方向将发生 变化, 所以扫描将不是通过感光体表面的一条直线. 曲率校正透镜将在光束 到达光导体前对光束摆动进行校正.
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3. 感光体
3.4光导层为有机化合物的感光体结构
CTL: Charge Transport Layer CGL: Charge Generation Layer
BL: Barrier Layer
Al Substrate
光导层 阻挡层
底基
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3. 感光体
3.5 光导层为硒合金的感光体结构
Trapping Layer
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5. 曝光
5.3 激光打印机成像原理简介(2/2): 光学系统
光线
透镜
激光束
平面镜
多边形 表面
感光体
在大多数激光打印机中, 成像系统由下列零件构成 激光发生器 多边形表面 透镜 平面镜
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5. 曝光
5.4 激光器(Laser Unit, 简称LSU)
激光器主要有两类: 气体激光器: 电能通过一个充满气体(常常是氦氖气体)的试管, 电能激 活了气体原子, 原子激发后发出激光. 由于气体激光器无法快速地进行 开关操作, 所以需要借助一个调节器;
AC 电压
电源
接地感光体 23
4. 充电
4.6 使用Scorotron 给感光体充负电(1/4)
Scorotron 的结构图
带负电的 电极丝
屏蔽罩
电源
栅极
压敏电阻
接地感光体 24
4. 充电
4.7 使用Scorotron 给感光体充负电(2/4)
第一个电场: 电极丝和屏蔽罩之间的电场使空气分子电离
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4. 充电
4.3 使用Corotron 给感光体充正电(2/3)
第一个电场: 电极丝和屏蔽罩之间的强电场, 这 个电场使空气分子电离, 形成”电晕”
电离过程 21
4. 充电
4.4 使用Corotron 给感光体充正电(3/3)
第二个电场: 电极丝和感光体之间的电 场让正离子布满感光体表面; 第三个电场: 接地的底基和感光层表面 的电荷之间的电场, 这个电场使得当感 光体表面转离电极丝时, 感光体表面的 充电层依然维持
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4. 充电
4.5 使用Dicorotron 给感光体充正电或负电
Dicorotron 的结构图
金属屏蔽罩
交流电极丝
塑料罩 DC 电压
取决于金属罩上施加的是正电压或 者负电压, Dicorotron 将产生更 多的正离子或者负离子, 因此, Dicorotron既可以用来充负电又可 以用来充正电.
静电潜像上, 这样就生成了墨粉图像
4. 转印:(纸张与硒鼓分离): 首先进纸机构把纸张送到与感光体接触, 然后给纸张充电,通过电
场力把墨粉图像从感光体转移到纸上, 分离电极和机械装置使纸张和感光体分离
5. 定影:(纸张与热辊分离): 纸张从热辊和压辊之前通过, 热辊将粉熔化, 压辊将融为液体的粉
压入纸张, 将墨粉图像固定在纸上
多边形棱镜的作用是使单束的激光束能够扫描整个感光体的表面. 其扫描的 方向为主扫描方向. 它由马达带动匀速转动, 转动速度取决于多边形的面数和打印机的打印速度.
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5. 曝光
5.6 同步
当光束反射离开多边形表侧面后, 它将扫过感光体表面. 光束在多边形的一 个侧面的反射过程等于激光在感光体表面的一次扫描. 因此多边形表面的 旋转速度和光束的开关动作必须仔细地同步. 如果感光体是一只鼓, 那么光束的扫描还必须与鼓的旋转同步. 为了保证同步操作, 大多数打印机至少有一个反馈电路. 在光束开始扫描的 位置, 还安装了一个SOS(Start-of-Scan, 开始扫描)传感器来感应.
静电复印原理
富士施乐PCO 授权维修站培训教材
2010/01/03 第二版
课程内容安排
1. 静电复印简介 2. 静电原理 3. 感光体 4. 充电 5. 曝光 6. 显影 7. 转印、分离 8. 定影 9. 清洁
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课程目的
学完本课程, 您将学习到如下知识: 熟悉静电复印使用的基本原理 列举静电复印的六大步骤, 并理解每一步骤的作用和工作原理 解释每一步骤是如何影响副本质量的
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2. 静电原理
2.5 接地(2/2)
静电场
带正电的物质 电子向正电荷移动
导体从地面拉取电子 , 保持电中和.
接地为电子提供了一条从接地导体来回移动的通道, 从而使导 体保持电中和.
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3. 感光体
3.1 感光体的结构
感光体至少由两层组成: 底基和光导层.
CTL CGL
BL
Al Substrate
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4. 充电
4.8 使用Scorotron 给感光体充负电(3/4)
第二个电场: 电极丝和接地感光体之间的电场使电子被排斥向感光体表面, 结果在感光体表面形成一层负电荷 26
4. 充电
4.9 使用Scorotron 给感光体充负电(4/4)
第三个电场: 栅极和电极丝之间的电场, 可以帮助控制感光体表面充电的强度和均匀性 第四个电场: 感光体表层和底基之间的电场, 维持表面电荷.
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2. 静电原理
2.2 光导体定义
物质
导体 电子移动比较容易, 需要较少的外力就可以使电子移动;
如铜, 铝, 银
绝缘体 电子移动很难, 必须用很大的外力才可以使电子移动;
如玻璃, 橡胶
半导体 既可以是导体也可以是绝缘体, 这取决于当前的条件(比 如温度, 光线, 掺杂) ; 如硒, 硅;
光导体: 在光线下或者黑暗中表现为导体或绝缘体的半导体 静电复印的感光体的表层是由光导材料制成.
6. 清洁::首先光源或者电极清除感光体上的残留电荷, 然后清洁刮板移除感光体上的残留墨
粉, 最后光源或者电极使感光体恢复电中和状态, 准备开始下一次打印或复印
从上面可以看出: 除了定影外, 其它六个过程都与感光体有关 除了成像和定影外, 其它五个过程到静电学
所以说, 感光体是静电复印的核心部件, 而静电原理是静电学的核心原理;
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5. 曝光
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