激光打印原理

文/ 发布于2018-07-03 浏览次数:551

  激光打印原理

  在介召打印原理之前必须针对一些物理现像去讨论,首先要谈的就是电,整个镭射打印原理其实就是静电现象,我们在小学自然课里都做过一个实验,将塑料梳子放在腋下磨擦,然后吸起桌上的碎纸片,这就是打印的原理,梳子提供一个电场,碎纸片经由电场感应后带电物质,这个带电物质在电场里受到了电场的电力,及本身的重力,当电力大于重力时纸片就被吸引上来了

  1.静电原理

  任何物质都是由原子构成的原子内是由带正电的质子,带负电的电子,及不带电的中子构成的(质子及中子构成原子核).原子不带电是由于质子与电子数目相同,如图一所示,因此随着不同原子量的增加越外圈轨道的电子所受到的束缚能变越低越有可能受到外界能量的激发而脱离原子,而让整个原子的电平衡失去而成为带正电,也有可能接收到外界游离的电子而让原子带负电

  2.产生静电的原因

  两物相互摩擦时,其中一定会有一物体顷向于带正电我们称之为甲物另一物体倾向于带负电我们称之为乙物,甲物的部分电子会移至乙物,则失去电子的甲物带正电,得到电子的乙物带负电。.经摩擦而被带走的电子,在物体中仍是被束缚在原子内,不能自由地在原子之间移动,因未这两个物体都是绝缘体电子无法流动,因此称这些电子或电荷为静电。

  1个电子的电量(e),称为基本电荷。1 e = -1.6 x 10-19 庫倫,静电力:电荷间的作用力,又称为库仑作用力。带同性电的物体相互排斥.带异性电的物体相互吸引。正电荷在电场受到的力与电场方向相同,负电荷在电场受到的力与电场方向相反

  3.墨粉的特性

  墨粉的运动就是静电在电场中的关系,墨粉的主要成分是树脂(resin),主成分是PET,PET就是我们日常生活上常用到的宝特瓶材质,PET是结晶性树脂,该树脂特性的玻璃转化温度在165度C,结晶温度在120到220度间,吸湿性强,由于该材料的绝缘特性好因此常作为电气制品,打印墨粉采用PET的原因在于底下几项特色,

  1.材料透明度好,添加染剂后能表现出正确颜色

  墨粉熔化后必须能忠实的把颜色表现出来,因此如果高分子材料要是存在色差的话那打印出来便会有偏差,这点尤其是彩色墨粉更加重要,彩色墨粉的四个颜色由于各家配方不同,添加的比例各有不同,这些比例会影响色差,高分子的透明度非常重要,如果不能忠实表现原比例言色的话,在各批次生产的墨粉便存在言色差异的问题

  2.PET是结晶性高分子材料适合昨为墨粉热固着特性需求

  墨粉在储藏运输过程中会有高温达到摄氏50度的环境,在这种情况下一般塑料粉末由其是5靘颗粒细度的状况很容易软化,墨粉一旦软化容易产生结块现象,这种结块影响打印品质非常严重,甚至于会损坏打印机,为了解决这个问题PET的温度特性恰好符合这个要求,PET的玻璃转化温度高可以确保夏天在运输仓储环境下墨粉表面不会软化,而熔点又不会很高能够让打印稿很快的完成热固着这点在高速打印机上尤其重要

  3.绝佳的绝缘特性

  绝缘性好能够确保墨粉电性不容易消散,墨粉在磨擦起电下电性必须保持稳定,墨粉在这么微细的状况下很容易跟环境传递电荷,越好的绝缘性能够确保电性的稳定,衡量墨粉电性的两个参数一个是Q/M(单位重量墨粉带电量比)及Q/D(墨粉电量及粒径比)

  4.墨粉带电的原理

  静电的发生原因主要来自于不同的物体表面接触磨擦,其间所产生之静电荷量多寡在于二者材质之本质,有的材质在磨擦时会产生大量之电荷,有的却不易产生。而物体所带之静电荷极性,亦需视二者磨擦材质之相对性而有不同当两个不同材质表面接触时,它们之间的电荷就会发生重新排列,此时就会发生电子交换。一个表面将给出自己的电子,那么它的电荷平衡被打破,处于正电状态,另物质表面处于负电。如图1所示,要想了解材料的电荷特性,你就必须要考虑材料在摩擦电荷序表中的排位,在摩擦电荷序表中的相对位置决定了材料之间接触和分离时产生的电性。在这个磨擦电荷序表中间间隔愈远的材料,它们之间摩擦产生之静电数量也就愈多,而二者所带电荷之电性则以其电荷序表中位置来决定。例如橡胶和纸接触或摩擦,在表中纸排列顺序在橡胶的上方,纸就带正电而橡胶则带负电。

  在墨粉卡匣内墨粉被许多机构搅拌着藉由磨擦,电位差的方式不断的被"充电"最后到了显像滚轮,墨粉的静电会被调整到适当的强度,首先墨粉在卡匣内被搅拌棒翻绞,接着到了供粉滚轮(supply roller),SR是由高分子海绵构成的,发泡体会将墨粉自粉仓里吸附起来就像海棉在水桶里挤压后吸水一般,然后供粉滚轮将墨粉在与显像滚轮接触的另外一侧释放出,墨粉便会沿着显像滚轮的表面吸附着一起滚到刮刀然后磨擦,有些SR设计成抗静电材质的,因此藉由SR的电压,墨粉初次被"充电",接着到了刮刀(Doctor Blade),刮刀的功能除了将墨粉在显像滚轮上刮出固定厚度的粉尘之外,他还兼具让墨粉磨擦带电功能,因此刮刀材质设计跟墨粉的功函数必须有固定比例这种设计确保墨粉磨擦带的静电压能"正常",因此如果刮刀的材质不对导致功函数差距不对,这样墨粉就会在打印当中产生错误的行为,例如墨粉在图表的位置大约在18左右,原厂设计的刮刀材质在表里的位置在10左右,但是如果采用了不对的材质功函数位置在11左右,那这样墨粉的带电将会明显的不足,如此整个打印当中就会出现许多不良,

  除了刮刀的材质之外,刮刀的压力也决定磨擦电量的大小,因此加大刮刀压力会提高墨粉带电量,但是过大的压力却会让墨粉Q/M无法提高因为最佳的墨粉磨擦起电方式是滚动, 适当的刮刀压力墨粉是滚动太小的压力墨粉是滑动如果刮刀压力过大会让大部分墨粉无法通过,並且墨粉是被压在显像滚轮的表面带出来的而且在周期性的磨擦下,墨粉颗粒会遭到破坏,助电剂(CCA)及助流剂会因为挤压而"嵌入"到墨粉里, 接着将整体的墨粉特性改变掉,许多耐久打印测试中说明,打印品质劣化除了墨粉颗粒粒径变化外墨粉破坏与添加物改变也占有很重要因素

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