打印机维修基础知识与技能

1、第1章 打印机快修基础知识与技能1.1 打印机的结构和工作原理1.1.1 打印机的分类 打印机可以根据不同的标准进行分类：按输出的打印品是否具有色彩，可分为单色打印机和彩色打印机两种；根据打印机的工作方式，又分为击打式和非击打式两个系列。最常见、使用最普遍的针式打印机就属于击打式系列，喷墨打印机、激光打印机则属于非击打式系列。从打印输出的效果而言，激光打印机比喷墨打印机要好，而喷墨打印机又好于针式打印机。本书主要介绍目前用量较大的三类打印机，即针式打印机、喷墨打印机和激光打印机。一、针式打印机 针式打印机是通过打印头来进行工作的。当打印机接受打印命令后，利用打印信息控制打印头内部的打印针撞击色

2、带，将色带上的墨迹打印到纸上。根据打印针的数量不同，针式打印机分为9针和24针两种；根据打印的宽度不同，针式打印机又分为窄行(80列)和宽行(132列)两种。针式打印机的打印速度一般为50200个汉字/秒。针式打印机的优点是结构简单，维护费用低，耗材省，且能打印多层介质(如财务部门常用的多联单据等)；缺点是体积较大，打印速度较慢，分辨率低，噪声大，打印针容易折断等。二、喷墨打印机 喷墨打印机是介于针式打印机和激光打印机之间的一类打印机。根据喷墨形式的不同，喷墨打印机可分为液体喷墨打印机和固体喷蜡打印机两种。1液体喷墨打印机液体喷墨打印机的工作原理是：让墨水通过细管，在强电场或磁场的作用下以高速

3、墨水束喷出，在纸上形成文字和图像。液体喷墨打印机价格低廉，在家庭和小型办公场所应用十分普遍。2固体喷蜡打印机固体喷蜡打印机是利用室温下呈固态的相变蜡进行打印的，打印时蜡块在储蜡盒内受热融化，然后被抽到打印头内，打印头利用压电晶体将蜡滴喷出，射到纸上凝结成色点。由于蜡滴凝结很快，难以扩散，所以能保持色点的形状、大小和色泽。打印完毕后，纸张再经打 印机进行冷压处理，使墨滴能更好地附着到纸张上，以提高图像表现的光泽。由于蜡容易渗 入到普通纸张内，所以固体喷蜡打印机打印出的色彩饱和鲜艳，打印质量并不亚于激光打印 机。 三、激光打印机 激光打印机与复印机的工作原理基本相似，都是利用电子成像技术进行打印的

4、。当调制 激光束在硒鼓上沿轴向进行扫描时，按照点阵组字的原理使鼓面感光，构成负电荷阴影；当 鼓面经过带正电的墨粉时，感光部分就吸附上了墨粉，并将墨粉转印到纸上；纸上的墨粉加 热熔化即形成永久性的字符和图形。激光打印机色彩艳丽，分辨率高，速度快，噪声小，打 印效果好。 以上三类打印机中，各有优点，分别适合不同的场合使用。一般地说，如要进行宽幅 面、多层打印等工作，大多采用24针、宽行针式打印机；如要进行图文混排，并且对字型 输出的要求较高，则应采用分辨率大于300dpi(dpi每英寸点数)或360dpi的喷墨打印 机或300dpi或600dpi的激光打印机。1.1.2 打印机的结构一、针式打印机

5、的结构 针式打印机的结构较为简单，主要由接口电路、主控电路、打印头及其驱动电路、机械传动及进纸机构、色带盒、电源供电电路、机壳和机架等几部分组成。其中打印头和主控电路是针式打印机的核心，接口电路是连接计算机与打印机的桥梁。下面分别进行具体介绍。 1接口电路 接口电路主要由专用接口芯片(如74系列芯片)，及其外围元件组成与计算机的接口电路相类似，通过打印线与计算机相连，是打印机的故障多发部位之一。 2微型计算机针式打印机主控电路本身是一个软硬件兼有的微型计算机。一般由微处理器(CPU)、读写存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、地址译码器、输入/输出(I/O)接口电路等组成。一般集成在一块单片

6、机上，从而使打印机的控制电路简单化，故障率也降低了很多。 3打印头及其驱动电路 打印头是打印机的关键部件，常用的打印头有两种，一种是储能式打印头，其截面图如图1-1所示，由打印针、上下导板、衔铁、簧片、导磁环、永磁环、盖板(散热翅片)和驱动线圈组成。另一种是拍合式打印头，其截面图如图1-2所示，主要由打印针、导向组件、驱动线圈、衔铁、簧片、制动匣、制动板和平衡杆组成。 打印头的驱动电路包括针数据驱动电路、打印针激励控制电路、打印头保护电路、针数据形成电路等部分。打印针数据驱动电路主要是对打印针数据进行功率放大，驱动出针部件进行动作；打印针激励控制电路主要用来控制打印针的出针时间长短和打印速度，

7、它主要通过送给打印头电磁线圈工作电流的脉冲宽度和周期长短进行控制；打印头保护电路的作用是防止打印头工作时间过长而烧坏线圈和电路元件，它大多通过检测取样驱动线圈的工作电流进行工作；针数据形成电路是针对24针打印机进行设置的，其作用是将24针分成12个奇、偶数针，奇、偶数针分别进行驱动，由专用门阵列电 路及其外围电路组成。 打印头、色带、打印纸与打印辊相对结构示意图如图1-3所示，9针打印头的打印针呈单列排列，24针打印针呈交叉排成双列。4机械传动及进纸机构 打印机的机械传动机构主要包括字车传动机构和色带传动机构，图1-4所示为字车传动机构，主要由字车驱动电机、调速带、锯齿皮带、导轨、字车滑动架、

8、滑轮张力板、调速滑轮、手动转轴和打印头组成。该机构的主要作用是装载字车和推动字车来回打印。以字车电机为动力源，在传动带的拖动下，通过调速装置推动字车沿导轨左右往返运动。 进纸机构有两种，一种是打印辊摩擦进纸机构，另一种是链轮式进纸机构。目前，大部分针式打印机同时具有这两种进纸机构，图1-5所示是具有两种进纸机构的打印机进纸结构 图1-4打印机机械传动示意图示意图，主要由走纸电机、压轮、走纸齿轮、离合器轮、打印辊、压纸杆、链齿器、送纸调节杆等组成。其中打印辊摩擦进纸方式适用于单面纸的进纸，链轮方式进纸机构适用于打孔纸的进纸。 5色带盒 针式打印机的色带盒分为单色色带盒和彩色色带盒两种，无论是哪一

9、种色带盒，都是借助于字车电机的转动，带动色带盒中的色带进行单向循环，与打印纸接触，在打印针的作用下，将颜色传递到打印纸上。单色色带盒和彩色色带盒的不同之处在于，单色色带盒只作左右移动，不作上下移动，而彩色色带盒，除了作左右移动外，还作上下移动，变换打印头所接触到的色带部位，从而打印出不同颜色的字符。彩色色带盒通常为四色带方式，即在同一条色带上平行分布黑、红、蓝、黄四种颜色，根据混色原理，通过单色打印或两色多次打印，打印出不同的颜色。 彩色色带盒在单色色带盒的基础上增加了上下移动结构，其工作原理是：色带盒依靠其下部的支点，由色带电机带动移动凸轮转动，色带从动凸轮跟着移动，从而完成色带盒的上下移动

10、。 6.电源电路 针式打印机的电源电路较为简单，大多为串联稳压电路或开关电源。针式打印机的电源主要有两种：一种是+5V电源，供给逻辑电源和操作面板上的指示灯；另一种是2436V电源，用于驱动字车电机、走纸电机和打印头(有些机型的打印头驱动电源用40V左右的直流电源)。二、喷墨打印机的结构localimg=251,3005/localimg 喷墨打印机外壳采用工程塑料压制而成，如图1-6所 示。它的特点是小巧玲珑、结构紧凑，从外观结构上主要分为托纸架、送纸器、导纸器、顶盖、操作面板、出纸托架、电源线输入插座和打印电缆插座。从其内部结构上可分为机械系统、电路系统和电源系统三部分。机械系统主要由打印

11、头、字车机构、走纸机构、喷头维护机构等部件组成；电路系统接收来自计算机的打印信号，将其处理、 放大后，送到喷墨头的电极，控制墨水的喷出，并通过字 车机构横向移动打印头、走纸机构纵向移动纸张，实现整张纸的打印；电源系统为打印机提供电源。 1打印头 打印头安装在字车机构的字车架上，由墨水盒和喷头组成。喷头的作用是将墨水盒内存放的墨水喷在打印纸上，从而实现打印。喷墨打印机采用的打印技术可分为压电喷墨技术和热喷墨技术。采用压电喷墨技术的打印头，喷嘴附近安装有许多小型压电陶瓷片，当打印信号电压加到压电陶瓷片上时，压电陶瓷片即产生伸缩，将墨水从喷嘴中喷出。采用压电喷墨技术制作的喷墨打印头成本较高，但能获得

12、较高的打印精度和较好的打印效果。 由于压电喷头的制作成本较高，此类打印机通常采用墨盒与喷头分离式结构，更换墨水时不必更换喷头。 采用热喷墨技术的打印喷头附近安装有电加热器，打印时加热喷头管道中的液体使之气化，形成一个个气泡，气泡迅速膨胀将喷嘴处的墨水向外喷到打印介质表面，形成图像，所以这种喷墨打印机有时又被称为气泡打印机。采用热喷墨技术的喷头制作成本较低，喷头中的电极极易产生电解而不断腐蚀，寿命较短。通常采用墨盒、喷头集成的一体化结构，更换墨盒时必须同时更换喷头。 2字车机构 字车机构的作用是装载打印头并带动打印头沿打印机横向移动，从而实现横向打印功能。字车机构由字车架、字车支撑导轨、传动履带

13、、步进电机及减速齿轮组成。金属导轨、传动履带沿打印机横向装配，字车架固定在圆形金属支撑导轨上，并能在传动履带的带动下 沿金属支撑导轨横向运动。 字车架上设有打印头安装支架、打印头锁定装置、镀金接触电极、信号电缆插座、纸张_ 厚度调节杆、墨盒检测传感器等。打印头安装在字车架中部，喷墨孔向下。打印头安装后， 打印头锁定装置将打印头锁定在字车架上，保证墨盒电极与字车架上的电极架紧密接触。信 号电缆插座安装在字车架的后侧。打印控制信号由电路系统通过打印电缆、信号电缆插座、 接触电极送往喷嘴端部的电加热器。纸张厚度调节杆安置在字车架的上部，其作用是调整打 印头的上、下位置，以适应不同厚度的打印介质。墨盒

14、检测传感器的作用是检测墨盒架上是 否安装有墨盒及现有墨水容量。打印时，字车机构带动打印头沿金属导轨运行一个来回，并 在打印介质上打印出一行(单向打印)或二行(双向打印)文字(或图像)。 3.走纸机构 走纸机构的作用是沿打印方向纵向打印。按照纸张进出的顺序，走纸机构由纸张检测传 感器、导纸板、导纸滚轮、走纸电机、减速齿轮组、塑料压纸片和导向轴等装置组成。纸张 检测传感器检测到金属导纸板上安装有纸张时，导纸板下的动力装置即将金属导纸板向上略 略托直，使金属导纸板上的纸张向上紧贴导纸滚轮转动，将纸张送入打印机内部进行打印。 其中塑料导纸板的作用是使纸张竖直地从喷头下通过。 4.喷头维护机构 喷墨打印

15、机设计有喷头维护机构，该机构包括喷头清洗装置和喷头盖帽装置。喷头清洗 装置安装在墨盒喷头的下方，主要由传动电机、齿轮组和清洁头组成。实施喷头清洗操作 时，传动电机运转，通过齿轮组带动清洗头对墨盒喷头进行清洗工作。清洗头由塑胶材料或 高分子材料制成，当清洗头转动时，可刮除喷头上的灰尘和残墨。另外还有一个喷头盖帽装 置，该装置也是一个软塑胶垫，打印机停止打印时，软塑胶垫将封闭喷头上的所有喷孔，以 防止墨水干涸堵塞喷头。 5.电路系统 喷墨打印机的电路系统主要由主控电路、喷墨头驱动电路、字车机构驱动电路、走纸机 械驱动电路、喷头维护装置驱动电路、接口电路和传感器电路等组成。 主控电路是打印机的控制中

16、心和信号传输处理中心，主要由CPU、RAM、ROM和操作 面板控制电路等组成。在ROM中存储有打印监控程序及字库，而RAM主要用于存储打印控 制指令和打印数据。主控电路从输入接口接收来自计算机主机并行口的控制命令和打印数 据，通过传感器对打印机当前状态进行检测，并通过输出接口输出信号逐一送到喷墨头控制 电路、字车机构驱动电路、走纸机构驱动电路、喷头维护装置驱动电路，控制打印机的所有 操作。主控电路的操作包括打印数据输入/输出控制操作、字车机构操作、走纸机械操作、 喷头维护装置操作、接口电路控制操作、传感器状态检测操作、复位操作及电源控制操作 等。主控电路输出的控制信号较小，无法驱动喷墨头加热器

17、的各传动机构的步进电机，各驱 动电路实际上是脉冲功率放大器，其功能是给喷头加热器和步进电机提供足够的功率。 6.墨盒结构 图1-7所示为常见的一种墨盒截面图(不同的品牌，其结构不完全一样，墨水的配方也不 一样，但结构原理类似)，外壳由黑色的工程塑料构成，图1-7为用于保持墨盒内负压的墨 袋，图l-7()为墨盒整体结构。墨袋与墨盒外壳通过铝箔进行焊接。由于墨袋内弹片机构的 作用，可有效保持墨盒内的负压。墨盒下方的过滤网，主要对墨水进入喷头进行过滤。了解墨盒的结构，对墨盒进行加墨操作，会更加容易。7.电源系统 电源电路系统实际上是由整流稳压电路构成的，大多数喷墨打印机采用开关电源电路为整机电路提供

18、电源。一般情况下，主控电路、接口电路和传感器电路采用5V电源电压，而喷墨头驱动电路及步进电机则采用28V和24V电压。也有少数打印机采用串联稳压电路。 三、激光打印机的结构 激光打印机按其打印输出的速度不同可分为低速激光打印机、中速激光打印机和高速激光打印机。基结构与复印机基本相似，主要由激光器、激光调制器、高频驱动电路、扫描器、同步器发声光偏转器等部件组成，其作用是将打印机接口电路送来的二进制点阵图点信号调制在激光束上，激光束扫描到感光体上，感光体与照相机构组成电子照相转印系统，将照射到感光鼓上的图点信号映像转印到打印纸上。分为以下几个系统具体地说明。 1.激光扫描系统 激光扫描系统主要由激

19、光器、反射镜、多面转镜、广角聚焦镜、同步器和声光偏转调制器等组成。 (1)激光器 激光器是激光扫描系统的光源，具有方向性好、单色性强、相干性高及能量集中、便于调制和偏转的特点。 常用的激光器有氦-氖气体激光器和半导体激光器。氦-氖气体激光器的波长为632.8m，具有输出功率较高、体积大、可靠性高和噪声小的特点，在早期的激光打印机中使用得较多。半导体激光器型号较多，常见的是镓砷-镓铝砷(CaAs-GsAlAs)激光器，其波长小于800m，可与感光硒鼓的波长灵敏度特性相匹配。该类激光器体积小巧、成本低廉，可直接进行内部调制，在新型台式激光打印机中使用得较多。 (2)声光偏转调制器 激光调制器的工作

20、原理是利用声光效应产生衍射光栅，当激光束照射到超声媒质(如晶体、玻璃)中时，激光束即产生衍射，衍射光强度及方向会随超声波的频率及强度而变化，即所谓的声光效应。声光调制器将改变激光束的传播路径，还会使激光束的强度随调制信号而 变化。利用这一原理，激光打印机的高频驱动电路产生多个高频正弦波信号，经声光偏转调 制器产生多条衍射光栅，从而使激光束加载了调制信号.(3)激光扫描器 调制后的激光束要完成横向扫描和纵向扫描，才能在感光硒鼓上产生完整的文字与 图像，纵向运动是依靠感光硒鼓的旋转来完成的，而扫描器的横向运动则由扫描器来 完成。 目前，应用在激光打印机上的扫描器种类很多。分为声光式、电光式、检流计

21、式及转镜 式等。其中，应用转镜式扫描器的较多。 (4)光路系统 光路系统的作用是使扫描器产生的扫描光束集成规定的大小，并在感光鼓上进行匀速直 线运动。 光路系统根据透镜处于扫描器的前后位置不同，分为物镜前型和物镜后型两种形式。但 物镜后型在扫描较大图形时失真严重，故大多数激光打印机采用物镜前型光路系统，由多个 透镜组合在一起构成广角聚焦镜光路系统。 以上为激光扫描系统的基本组成。其工作过程是：由激光器发射出的激光束，经反射镜 射入激光偏转调制器，与此同时，由计算机送来的二进制图文点阵信息，从接口电路送到字形发生器，形成所需字形的二进制脉冲信息。由同步器产生的信号控制高频振荡器，再经频率合成器及

22、功率放大器加到激光调制器上，对由反射镜射入的激光束进行调制。调制后的激光束射人多面转镜，再经广角聚焦镜将激光束聚焦后照射到光导鼓表面上，使角速度扫描变成线速度扫描，完成整个扫描过程。 以上介绍了激光扫描系统的组成，下面介绍其具体工作过程。 激光打印机的图文信息，是由点阵组成的。常见激光扫描的点阵形成方式有单线扫描、 多线顺序偏转扫描、多线同时偏转扫描、多线同时偏转多次扫描。 单线扫描即是将一行字符的每一行的点阵信息送到扫描器中进行扫描。 多线顺序偏转扫描是利用高频信号发生器依次产生9个不同的频率，通过声光偏转调制器产生9条偏转角不同的扫描线，分列进行扫描，一次只完成一个点的扫描。 多线同时偏转

23、扫描是在高频驱动电路中同时产生9个不同步的频率，经合成后送至偏转调制器中，从中同时输出9条偏转角度不同的扫描线，一次完成9个点的扫描。 多线同时偏转多次扫描与多线同时偏转扫描类似，只是字符的形成上有所区别。即在扫描高点阵字符时，一个完整的字符要分成多次扫描才能完成。 2.电子成像系统 电子成像系统主要由光导体、显影器、转印电极和定影辊等组成。 充电电极先对光导体鼓表面进行充电，使其获得一定的电位，当载有图文映像信息的激 光束照射光导体表面时，光导体表面局部曝光，在光导体鼓的表面形成静电潜像，经过磁刷 显影器显影，潜像转变成可见的墨粉像，当光导体转到转印区时，在转印电极的静电场作用 下，墨粉转印

24、到打印纸上，再经定影辊加热，在打印纸上形成文字和图像。 另外，该系统还有清洁辊、消电灯等为下一轮电子成像作准备的组件，其作用是在打印 图文信息前，清洁辊将未转印走的墨粉清除，消电灯将感光鼓上的残余电荷清除，再经清洁 纸系统作彻底的清洁，成像系 3电子照相转印系统 电子成像转印系统主要由充电系统、曝光系统、显影系统、转印系统和定影系统等组成。 (1)充电系统 充电系统主要是完成对硒鼓的充电工作，以使感光鼓能按图文信息吸附上碳粉。充电系统主要由充电电极组成。充电电极是由一根与感光鼓轴平行的钨丝，其上带有57kV的直流高压。当硒鼓表面与钨丝非常接近时，周围的空气被电离产生电晕放电，使感光鼓带上了电荷

25、。电压的正负由钨丝所带的电压决定，当光导体材料为硒碲合金时，则充正电，感光鼓旋转一周后，整个鼓表面均被充上正电荷，其光导层与底基的界面则感应出负电。 (2)曝光系统 曝光是激光光束的有光部分照射到硒鼓表面的某个区域的过程。主要由激光束和感光鼓组成。经过曝光后，曝光区域的电阻率大大降低，其表面的正电荷与界面的负电荷中和消失。未经曝光的区域正电荷仍保持不变，从而形成一层静电潜像。 (3)显影系统 显影系统主要由显影器和搅拌器组成，其作用是将静电潜像变成可见图像。 显影器中装有铁粉和碳粉，通过搅拌器的作用，使铁粉与碳粉摩擦带电。经摩擦后的铁粉带正电，碳粉带负电，铁粉被碳粉包围，而吸附了碳粉的铁粉又被永久磁铁吸附，形成一层铁粉和碳粉混合物，形如磁刷。 当光导鼓表面从磁刷下经过时，碳粉因带负电而被吸到硒鼓表面上，在光导鼓上形成可见的碳粉图像。 (4)转印系统 转印系统的作用是将光导鼓上的碳粉图像转印到普通纸上。转印系统主要由感光鼓和静电棒组成。当带正电的碳粉随着感光鼓转到打印纸附近时，在纸的后面安装有静电棒，静电棒的电压高达5001000V，静电吸引力使打印纸紧贴在光导板上，同时带负电荷的碳粉被吸附到纸的表面