黑白数码复印机原理草拟0511

,黑白数码低速机原理,复印机系统本部售后服务推进部,目录,原理图,2.充电,3.曝光,4.显影,5.转印,6.分离,7.清洁,8.消电,9.定影,10.纸路,数码复印机原理,成像过程,1、充电：通过电晕放电方式使感光鼓表面带有一定的负电荷；,2、曝光：通过激光照射，在感光鼓的表面形成静电潜像；,3、显影：通过吸引墨粉，使感光鼓表面的静电潜像形成可视的墨粉图像；,4、转印：把感光鼓表面可视的墨粉图像转印到纸张上；分离：将紧贴在感光鼓表面的纸张剥落下来；,5、清洁：清除感光鼓表面的残留墨粉；,采用的是间接式静电复印法（卡尔逊静电复印法）。其复印循环由充电、曝光、显影、转印、清洁5个基本步骤构成。,充电,充电过程及栅网的作用：控制鼓表面电位当光鼓表面电位低于栅极电压时，主电极带电电荷通过栅网到达光鼓表面对其进行充电，当鼓表面电压与删极电压相同时，主电极带电电荷流经栅网的电极至高压组件栅极电压输出电路。使光鼓表面电压与栅网电压保持一致，所以光鼓最终充电电位多少取决于施加在栅网上的电压。,高压基板,栅网,感光鼓,感光鼓表面涂有叫做光导体或光半导体的物质。有机光导体光敏特性:见光为导体,不见光为绝缘体,感光鼓,感光鼓结构,感光鼓分为三层：1、OPC层要和墨粉、刮刀接触，所以该涂层首先需要耐磨；2、发生层是整个光鼓的心脏，平时是绝缘体，见光后又必须是导体，分为CTL层，主要传导电荷；CGL层主要是其一迅速与接地导通；其二产生的电荷通过CTL的传导，快速与表面的电荷中和；3、铝层激发正电荷。,激光束,锯齿状针尖放电,充电工作流程,工作指示图,从充电的工作原理，可以看到：1、主充电极起产生电荷的作用。2、栅极起控制光鼓表面电位的作用。改变栅极电压就会使充电后光鼓表面电位随着改变。这两点对充电部分的故障分析非常重要。,充电成像过程电位图,墨粉排斥电位,曝光,夏普商贸（中国）有限公司,在此借用模拟机的结构,曝光,曝光,夏普商贸（中国）有限公司,光学腔结构（如：AR-4818S）,扫描盒结构（如：AR-A208）,目前夏普低速机的构成方式有两种：扫描盒结构（如：AR-A208）/光学腔结构（如：AR-4818S）。,光学部分为光学腔结构:,夏普商贸（中国）有限公司,光学部分扫描盒的驱动,曝光灯：采用的是氙气灯.特点：光线均匀、温度低、寿命长。驱动电压1.5KV。,1、光学部分驱动电机通过传送皮带，滑轮和钢索牵引曝光灯组件和2/3反光镜组件。2、根据来自扫描控制板的控制信号在曝光灯变压电路中产生曝光灯驱动电压，从而点亮曝光灯。,夏普商贸（中国）有限公司,曝光灯,反光镜片：,为了防止光的折射等引起的不良，各镜片的涂层位于镜片的正面（家中的镜子涂层处于反面），安装时请注意方向。,夏普商贸（中国）有限公司,反光镜片,CCD读取为单线扫描读取，故被称为线图像传感器，CCD的每一个像素相当于一个光电二极管，由数千个的排列组成CCD器件，传送出奇偶的图像信息.,CCD及图像处理：,夏普商贸（中国）有限公司,CCD介绍,夏普商贸（中国）有限公司,数据传输过程,如图所示：1、复印灯及反光板为原稿提供均匀的照明。2、原稿图像通过第一镜片、2/3镜片组件、及镜头成像于CCD上。由CCD将其转换为电信号。3、CCD将电信号传送至主控板(MCU),由主控板进行图像处理。,CCD组件,复印灯组件,2/3M组件,MCU,电信号,白电平校正：,白电平校正用于校正光学系统的光量误差和CCD元素的灵敏度误差，所以将从读取了基准白板的CCD输出的电压水平作为白电平的基准。,夏普商贸（中国）有限公司,白电平校正,黑电平校正：,黑电平基本上被输出的应该是0，但是从CCD可以完成一定量的输出。为了校正此现象，就将曝光灯未亮时读取的作为黑电平的基准。,实际输出电压在考虑了上述白水平与黑水平的基础上，进行256层次的浓度表现。,夏普商贸（中国）有限公司,黑电平校正,变倍原理,夏普商贸（中国）有限公司,曝光灯方向是(主扫描方向)；曝光灯移动的方向是(副扫描方向).,副扫描方向的缩放扫描速度实现。主扫描方向的缩放是由图像处理技术(软件)来执行。,曝光,夏普商贸（中国）有限公司,复印机基础,在感光鼓表面形成与原稿相对应的静电潜像,夏普商贸（中国）有限公司,曝光示意图,如图所示：有光照的区域，由于放电，感光鼓表面的电荷消失；无光照的区域，感光鼓表面的电位依然保持。,曝光成像过程电位图,墨粉排斥电位,感光鼓具有光感度、电荷保持性、残留电位等重要特性。,因此，在维修保养时，应注意：1、禁止把感光鼓暴露在阳光或日光灯下。2、严禁用有机溶剂擦拭感光鼓的表面，以免引起感光鼓特性的变化，导致复印的画质不良。3、禁止直接用手接触感光鼓表面。4、禁止划擦、撞击感光鼓表面.5、长时间的使用后感光鼓的特性也会有所变化，所以要按照维修手册中的规定进行定期的保养与更换。,这种特性会随着一定条件的改变而变化。如：长时间受光照射后，会表现出光感度下降、残留电位上升等。此称为光疲劳。,感光鼓的重要特性及相关注意点,1、主控板（MCU）控制激光发生器（LD）的发光。2、激光发生器(LD)发射的激光束经平行透镜投射于多面镜上。3、多面镜高速转动，将激光束扫射至感光鼓轴向的不同位置。（如下图）4、因多面镜是匀速旋转的，如将其反射的激光束直接照射于感光鼓，在相同时间内，激光在感光鼓上的间距将是不均匀的。因此，在多面镜之后加入了f透镜，对其进行矫正，使光鼓上的间距均匀。,激光组件内部工作概述,曝光,显影,夏普商贸（中国）有限公司,复印机基础,显影将感光鼓上的静电潜像转化为可见的墨粉像,单组份与双组份显影,显影过程中如果仅有墨粉一种工质参与的称为单组份显影。除墨粉外还需要另一种工质辅助的称为双组份显影，增加的工质称为载体（或显影剂），载体在复印过程中一般不会消耗，但性能不断下降。,墨粉构成,墨粉构成1、树脂：主要成像物质，构成碳粉主体组成部分、带电剂：控制碳粉的带电量，使碳粉带电均匀负电,载体组成1、磁性铁化合物：提供磁力，可以携带碳粉吸附在磁辊上2、带电剂：控制载体的带电量，使载体带电均匀正电,知识点：,显影,显影原理,显影原理：1、将载体和墨粉通过搅拌辊进行充分搅拌，由于墨粉和载体相互摩擦，使得墨粉带上负电，载体带正电。2、带负电的光鼓表面的非图像区域排斥墨粉;另一方面，没有负电荷的光鼓表面（曝光部分的图像区域）在显影偏压（DC400V）形成的电场的作用下排斥带负电的墨粉，从而在感光鼓表面形成可视的墨粉图像。,显影偏压作用,提供一个墨粉排斥电位，使印件黑区显影；平衡显影辊与感光鼓的电位差，防止载体泄露,墨粉排斥电位,1、排斥墨粉,2、吸附载体,显影偏压,成像过程中有四个对象,同性相斥,四个对象中墨粉与有图像区的的排斥力最小,所以墨粉被排斥到有图像区.,-400v,显影偏压(DB),感光鼓,（N）（S）永久磁铁（配置在3个位置）,N,N,S,磁辊（MG辊）,-400V8V,内层固定,外层转动,显影原理图示：,1、图像区域（开始显影时）,显影过程图示1：,显影过程图示1：,2、图像区域（完成显影时）,显影过程图示2：,3、非图像区域,显影过程图示3：,4、从电位图上看一下充电、曝光到显影的情况：,光鼓表面电位,残留电位（约-50到-100V）,充电,曝光,显影,显影过程图示4：,显影器由MG辊、DV刮刀及搅拌器、ATC传感器等机构组成：,a、MG辊：其外层可转动。载体、墨粉被吸附在MG辊上外层的转动形成刷子状的磁穗；内层（磁极部分）不转动，保持磁极的稳定。显影的位置就是设计在MG辊磁性最强的位置，称为MG辊的主极；在主极的对面，设计有磁性最弱的位置。此位置不能吸引载体，载体到达此处即掉落到搅拌仓内，重新被搅拌，带上新的墨粉。,c、搅拌器：其作用是充分混合载体与墨粉，由搅拌动作发生摩擦带电，使载体带正电荷，墨粉带负电荷；,d、在MG辊的附近装有一ATC传感器，检测墨粉与载体的比例。（T/D比）,b、DV刮刀：用于控制磁穗的高度。DV刀片与MG辊的间隙称之为刀片间隙（DG）；,显影器（DV）的具体结构,主极,载体落入搅拌仓，重新搅拌,显影仓组件,显影器（DV）的实物照片,DV结构,机器加粉示意图,载体调整的顺序：,具体操作方法如下；,1）在电源关闭的情况下打开前盖板；,2）取出显影仓并装入显影剂；,3）打开机器的电源（由于盖板在打开状态，机器不会加入墨粉）；,4）安装显影仓（已装入显影剂）；,5）进入模拟代码Sim25-02；,6）关闭前盖板；,7）按开始键执行。,注意事项：在载体调整过程中，请勿中途退出仿真状态或切断电源。,载体调整：,1.,2.,3.,4.,载体正确安装的图示：,思考与讨论,1/复印品浅淡或底灰发生的原因?,2/漏载体发生的原因?,3/数码低速机显影偏压为-400V左右,如果显影偏压绝对值过高或过低,会造成什么现象?,故障案例,漏载体现象有三种：1/开机马上泄漏，一般为显影仓故障或高压偏差较大2/输出5万张左右在以下图示位置漏载体3/AR-163N复印机(老机型),每张输出，纸张上都有少量载体，象撒胡椒粉一样,比较均匀分布,测量显影偏压-380V左右,显影偏压调到-400V漏载体未再现,显影偏压调到-400以下(绝对值400V),漏载体未再现,但出现底灰.从维修结果看,显影偏压的作用:排斥墨粉吸附载体,图示位置:1/确定高压正常2/确定显影仓正常3/鼓组件更换(可能是DSD问题)4/右门更换(可能转印接触不良),转印,夏普商贸（中国）有限公司,复印机基础,将感光鼓上的墨粉像转化为可见的墨粉像,夏普商贸（中国）有限公司,电晕转印示意图,转印,转印后的光鼓表面电位情况：,时间,显影偏压,0V,-600V,栅极电压,排斥墨粉电位,光鼓表面电位,残留电位（约-50到-100V）,充电,曝光,显影,转印,非图像区域,图像区域,转印后感光鼓表面电位,分离,夏普商贸（中国）有限公司,复印机基础,使纸张克服感光鼓对纸张的静电力，从感光鼓上剥离下来,夏普商贸（中国）有限公司,分离的种类,夏普商贸（中国）有限公司,夏普商贸（中国）有限公司,分离,在上面的转印过程中，复印纸背面带上了正电荷。由于静电的吸附作用，复印纸紧紧的贴在感光鼓上。分离就是将紧贴在感光鼓表面的复印纸从感光鼓上剥离下来的过程。,AR3818采用的分离方式：,a、电晕分离：通过交流电晕放电，减弱复印纸背面的静电，使感光鼓与复印纸间的静电吸附力减弱，从而起到分离的效果；,b、分离爪分离：在感光鼓的前侧有分离爪机构，如图所示，分离爪在重力的作用下紧靠在感光鼓的表面，复印纸的前端通过时被分离开来；,分离爪,分离,清洁,夏普商贸（中国）有限公司,复印机基础,消除感光鼓表面残余墨粉，为下一个复印周期做准备,夏普商贸（中国）有限公司,清洁,清洁机构：,采用刀片清洁法，将有弹性的橡胶刀片刃口紧靠着感光鼓，随着感光鼓的旋转，将感光鼓表面的残留墨粉清扫下来，同时通过回收机构将废墨粉回收到废粉仓。,清洁是通过橡胶刀片来实现的，其与光鼓摩擦力太大会引起刀片反转，损伤光鼓。因此，要保持刀片与光鼓间适当的润滑。新光鼓的表面会涂有一层滑石粉，起到润滑作用。在使用一段时间后，墨粉会起到润滑作用。在清洁后应在光鼓表面涂上适量的墨粉，来防止问题的发生。,清洁机构示意图,消电,夏普商贸（中国）有限公司,复印机基础,与高速机有专门的消电机构不同，低速机的消电是指一个复印作业结束后，由LSU对感光鼓表面进行照射，以消除光鼓表面残余电荷,夏普商贸（中国）有限公司,定影,夏普商贸（中国）有限公司,复印机基础,将转印以后纸张上的墨粉像固化在纸张上的过程成为定影，目前大多采用热压定影方式进行；,夏普商贸（中国）有限公司,定着组件,定影部分,定影：通过加热加压，使在转印部分被附着在纸上的墨粉熔化后固定在纸张纤维中。,定影器基本结构及主要器件示意图,热敏电阻,热敏电阻：与热辊接触，热敏电阻是根据温度变化其电阻值也发生变化的部件；夏普复合机使用负温度特性的热敏电阻；即：温度越高，阻值越小。,紧贴热辊表面,该区域紧贴热辊表面,恒温器,检测辊上温度，从而控制加热灯使辊的温度保持在规定水平。达到指定温度时，内部的接点断开，从而切断电路；当温度降低时，接点恢复到原来的位置，接通电路。,恒温器,回复按钮,图1,图2,恒温器,加热辊,加热辊：将墨粉融化。多数机型采用硬质辊，为了使墨粉定影良好和纸张顺利分离，加热辊表面附着有特氟龙涂层。加压辊：加压辊采用硅胶辊，有以下原因和用途：纸张是向上分离的。由于定影辊很硬，致使压力辊被扭曲，从而将纸张向上分离。可以增加挤压力，从而增加对纸张的热容量。用柔韧性强的辊压纸，墨粉定影是就不会变形。,分离爪和压力解除器,上、下分离爪：剥离纸张，防止与纸张粘连。压力解除器：工作状态时，加热辊和加压辊两者间的压力很大，当纸张卡在定影部时，需扳下压力解除杆，使加热辊、加压辊上下分开，便于取出卡住的纸张。,a.可以改变纸张进入定影器的位置、角度；b.引导纸张顺利地进入定影器；,R,F,导纸板紧固螺钉,可调整,导纸板,定影灯,注意：不要用手直接接触灯管表面，因为油脂粘在灯管上会产生反射，破坏卤钨还原反应形成的条件，从而导致定影灯寿命变短。,提供热量来源（多采用卤素灯）。,定影控制动作原理简述,定影灯控制电路概要：定影灯的加热动作受热敏电阻控制，定影灯控制电路检测热辊表面温度并将其转换成电压值，转化的电压输入到CPU模拟信号输入引脚上。当来自主控板上的HLOUT信号触发时，控制器在HLOUT信号的作用下接通或关闭加热灯，实现定影灯控制。,定影灯控制,定影器热敏电阻连接之主板端,定影灯交流控制连接端,控制动作将来自热敏电阻端电压的变化，转变为CPU控制信号，以实现电源负载开关的控制。,热敏电阻的温度检测将温度高、低变化感知为其端电压的变化，当温度高的时候，电阻值小，当温度低的时候，电阻值大。,以4系列机器结构,定影灯开关控制,CN101“15p”HLOUT触发信号端,定影器联接配线,定影部的保护机制,热敏电阻断开：保护电路对热敏电阻输出进行基准比较，并通过THOPEN信号的输出进行判断，当其输出为低时，该电压通过CPU时，机器显示故障”H2”。高温保护:加热辊温度过高，而热敏电阻、MCU等未能正确检测或控制时，限温器主动动作，切断电路。因限温器由双金属片组成，只要温度达到一定高度，双金属片会变形，而自动切断电路，无需受MCU的控制，因此更安全有效。,不同纸型、待机方式下的控制情况：,自我保护诊断：热敏电阻检测到加热辊表面温度过高，会出现高温故障；热敏电阻检测到加热辊表面温度过低，会出现低温故障；热敏电阻的接线断开，出现断线故障；常见定影部分故障代码：H200热敏电阻断开H300定影高温检测故障H400定影低温检测故障,出现以上故障时，机器出现H类故障代码。机器被锁定，用户通过开关机等无法解除，以保证安全。维修人员在排除了故障原因后，需用专用代码解除锁定。,定影保护和出现的相关故障代码,特别注意事项：,定影部温度较高，如处理不当，可能引起定影辊融化等严重问题。,日常保养注意事项：,1、接地良好性的确保；2、线束的正确处理，特别是对连接加热灯的线束，应注意防止损伤、夹线等；3、热敏电阻有正反面，安装时要注意方向；4、热敏电阻应与加热辊表面紧密接触；5、拆卸过程中注意防止烫伤；6、严禁图方便，将限温器短接。,因定影组件的供给电源属于初级回路，通有220V交流电，因此还需注意电气方面的安全。,定影部分小结：,定影部分的修理、保养过程，必须注意相关的安全事项。定影部分的原理并不复杂，但因其长期处于高温状态，问题相对较多，需要注意定期进行日常保养:定期清理清洁毛毡、热敏电阻等处堆积的纸粉。定期清洁加热辊、加压辊检查轴承部的油脂情况等详细情况，请按照维修手册进行。,纸路,夏普商贸（中国）有限公司,复印机基础,将纸张按照既定路径从供纸部送到转印部/定影部，然后排纸,夏普商贸（中国）有限公司,纸路结构,夏普商贸（中国）有限公司,1、拾纸轮；2、手送输送辊；3、手送拾纸轮；4、纸盒输送辊；5、双面传送辊；6、双面从动辊；7、废粉传送辊；8、纸轮传送辊；9、排纸辊,纸路传感器（图MX-M180D）,1、排纸传感器/排纸侧（POD1）；2、第2纸盒检测开关（CSD2）；3、旁路纸盘传感器（MPED）；4、第2纸盘门打开/关闭（DRS2）；5、第2纸盘门通过传感器（PPD2）；6、第2纸盘纸空传感器（CSS2）；7、纸张进入传感器（PIN）；8、纸盘纸空传感器（CSS1）；9、排纸传感器/DUP侧（PDPX）；10、纸盘满传感器（TRAY-D）,夏普商贸（中国）有限公司,纸盒给纸过程,夏普商贸（中国）有限公司,纸盒推进时，纸盒回转板锁定扣被解除，回转板在弹簧推动下抬起，纸盒检知传感器和纸张有无传感器检测。,提升,搓纸,送纸,搓纸辊回转,根据MCU给纸信号，控制离合器松开，搓纸辊开始回转，与纸张压着，形成一定的压力。,搓纸辊表面有条纹，以增加搓纸时的摩擦力，在其转动下将纸张送出。两侧的纸盒爪（38系列机型）或纸盒阻尼片（48系列及以后机型）防止多张送纸。,半月辊将纸张送到对位辊后，对位辊带动纸张继续前进,纸盒给纸过程,AR3818系列纸盒结构,夏普商贸（中国）有限公司,AR3818在纸盒的边缘设置两个有一定角度的金属片爪。它有一定的活动性，其角度的设定保证单张纸能够脱离，又防止多张纸同时输送。,纸盒给纸过程,夏普商贸（中国）有限公司,AR4818/1808/2008/2308系列纸盒结构,阻尼贴片,搓纸辊,搓纸辊,阻尼贴片,1、与3818系列及以前机型相比4818机型及以后机型取消了纸盒爪，而采用阻尼片来防双张（阻尼片作用将在旁路送纸中详细介绍2、搓纸辊由半圆辊换成圆辊（具体结构见左图）当纸盒推入机器内时，纸张回转板锁扣打开，纸张回转板下方弹簧把纸张回转板顶起使得纸张与搓纸轮接触，进行送纸。,弹簧离合器,夏普商贸（中国）有限公司,给纸辊、搬送辊等的旋转、停止的控制一般使用离合器实现。弹簧离合器即为其中的一种。这种离合器在不锁住外壳时，弹簧抱紧离合器两侧，齿轮转动时即带动轴一起同速转动，而锁住外壳时，弹簧松开，则齿轮单独旋转而轴不转。这就起到了分离和接合的功能。,注意点：它的内部是由弹簧套在一个分成两段的芯上组成的，因为弹簧离合器的外圈弹簧是整根的，而内圈芯分两半，两半的间隙过大会导致弹簧收紧时卡进内圈芯的间隙中，这样，弹簧被锁死，就无法与轴分离了。随着长期使用，零部件磨损，此间隙可能会增大而产生故障，维修时应加以注意。弹簧离合器内部应充分润滑，否则可能出现异常音等现象。,离合器,PS辊,夏普商贸（中国）有限公司,PS辊又叫对位辊、阻力辊。PS辊除了搬送纸张外，主要完成的是与光鼓同步的任务。我们知道，在搓纸辊搓纸过程中，难免与纸张间有轻微的打滑，如果直接送往光鼓处，会造成纸张上的图像有前有后，不稳定。这就需要PS辊进行矫正。纸张送到PS辊的时候，PS辊是停转的，纸张由导板导向PS辊，并弯曲变形。等待光鼓转到合适的位置，MCU发出信号，PS辊开始转动，将纸张输送过去。这样只要控制PS辊开始转动的时间，就能实现与光鼓的同步。PS辊停转等待的时间可作一些微调（阻力量调整：Sim51-2）。此数值过小可能会导致图像前端定位不稳定、卡纸等现象；数值过大也可能造成卡纸或折纸等现象。,排纸机构,夏普商贸（中国）有限公司,排纸时要考虑纸张排出的整齐性。由于排纸时，只有一个排纸辊支撑纸张，如果排纸辊也用普通的圆柱形辊，纸张会因为自重垂下卷曲。为了让纸张挺起来，落下时平整的落下，需让纸张在轴向略微弯曲。故此，排纸辊的形状比较特别。另外，存放出纸的面也是倾斜的，这也是为了排纸的整齐。排纸机构上还装有除电刷等。,旁路送纸,夏普商贸（中国）有限公司,1、接收到送纸信号后，离合器控制拾纸辊落下。2、拾纸辊转动，带动纸张前行。3、送纸辊将纸张继续向前输送。,阻尼贴片,送纸辊,辅助辊,拾纸辊,阻尼贴片的作用,夏普商贸（中国）有限公司,阻尼贴片是用来防止多张送纸的：1、当1张纸张送到阻尼贴片部时，其对纸张产生摩擦力，但此摩擦力小于送纸辊对纸张的摩擦力，因此纸张仍被前送。