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[摘 要]本文分别从结构设计、电路设计和软件设计等方面介绍了激光打印设备双色打印技术，并通过实例说明了应用该技术的产品的基本结构组成，电路和软件设计思路和基本工作原理。
[关键词]激光打印；双色打印；红黑打印；转印；
中图分类号：TP24 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2019）01-0303-01
引言
随着信息化建设不断推进，党政机关和军队的日常办公效率也在要求进一步提高，其中打印正式下发的红头文件和绿头文件就是提高效率的手段之一。原来这类文件都是靠集中印刷形成的，市面上的彩色打印机可以打印这类文件，但是彩色打印机所打印出来的“红色”和“绿色”并不符合国家对这两种颜色的要求，再者彩色打印机的耗材成本比较高，一次需要更换四个硒鼓。为了解决上述问题，本文介绍了一种双色打印技术，既能解决打印副本颜色稳定的问题，又可以降低耗材的使用成本，符合当前党政机关和军队的日常办公需要，而且该技术可以广泛地应用到大多数激光打印设备，例如打印机、复印机和传真机等。
1 主要组成简述
双色激光打印设备的打印单元主要由三部分组成，即两个单光束激光扫描器、两个不同颜色的硒鼓和两个一样的转印辊机构。其实，双色激光打印设备的打印单元就是两个单色打印单元的叠加，其优点是很明显的，零件数量比彩色打印设备的零件数量少，结构简单，生产可操作性强，生产单位制造成本低，用户使用成本也比较低，由于墨粉颜色就是打印副本的颜色，所以只要按照国家标准定制固定颜色的墨粉就可以让打印副本颜色稳定且不存在色差。
下面会以红黑双色激光打印为实例进行详细说明。
2 结构设计
双色激光打印设备的机芯结构主要包括硒鼓抽拉机构、不同颜色的硒鼓、转印机构和激光扫描器单元。其中硒鼓抽拉机构的主要作用是盛放两个硒鼓，使硒鼓上的电连接触点能够与设备中电源板相应的触点联通，用户更换硒鼓时将硒鼓抽拉支架抽出便可更换硒鼓。
硒鼓抽拉机构包括硒鼓抽拉支架组件、硒鼓抽拉支架左侧滑道、硒鼓抽拉支架右侧滑道、电极板组件、硒鼓压块和硒鼓抽拉支架缓冲器。硒鼓抽拉支架组件是盛放硒鼓的，黑色硒鼓和红色硒鼓分别放在硒鼓抽拉支架组件对应的硒鼓槽中并随之一起运动；硒鼓抽拉支架左右侧滑道的作用是给硒鼓抽拉支架组件提供支撑和导向；硒鼓压块共有两个，左侧和右侧各一个，其作用是保证硒鼓在进行打印工作时不发生纵向位移；电极板组件的作用是使硒鼓在进行打印工作时硒鼓电连接触点通过它能够连接到电源板上相应的触点，硒鼓抽拉支架向外抽出时能够使该电连接断开；硒鼓抽拉支架缓冲器的作用是为硒鼓抽拉支架组件的抽拉运动起缓冲作用。
转印辊机构固定在双色激光打印设备主支架对应的槽中，辅助硒鼓在纸张上成像。激光扫描单元安装在抽拉硒鼓机构的上面，与下面的硒鼓一一对应。
激光打印的工作原理可以简述为，在工作过程中，打印控制器将图像数据转换为激光扫描器的激光束信息，通过反射棱镜对感光鼓充电，感光鼓表面就形成了以正电荷表示的与打印图像完全相同的图像信息，然后吸附碳粉盒中的碳粉颗粒，形成了感光鼓表面的碳粉图像。而打印纸在与感光鼓接触前被充电单元充满负电荷，当打印纸走过感光鼓时，由于正负电荷相互吸引，感光鼓的碳粉图像就转印到打印纸上，形成了打印图像。详细的工作原理内容可查阅参考文献[1]和参考文献[2]。
3 电路控制
高压电路中，除了必要的电阻、电容和电感等器件外，还有高压包。两组高压电路独立，其中两个转印电路分别反馈转印电压信号，反馈信号用于对转印电压值进行实时控制。卤素灯开关通过比较器控制，温度过高自动关闭，控制前端具有保护电路（电路中有恒温器），以防止突然死机时，卤素灯持续加热而发生火灾。风扇控制根据实时温度的反馈，可进行半功率和全功率运行。马达驱动器集成6线步进电机的控制电路，操作简便。激光扫描器控制电路采用通用的逻辑器件（主要是与非门逻辑器件）进行逻辑控制。高压控制中的充电电压、显影电压为开关控制，转印电压为脉宽调制（PWM）占空比控制，通过转印电压反馈值进行占空比调节。传感器通过光耦来实现。
4 控制软件
4.1 单色打印过程
打印纸张运动到达黑色打印传感器前，主控芯片多次读取黑色打印的转印辊的反馈电压，确定当前打印所处的环境；当打印纸张到达打印传感器后，来到黑色打印的转印辊上，主控芯片读取黑色打印的转印辊的反馈电压，来决定打印过程中所使用的转印高压，主控芯片控制黑色打印激光扫描器输出黑色打印数据，将黑色打印数据传给黑色硒鼓的感光鼓上形成潜像，再经过显影和转印过程将黑色打印数据以黑色墨粉的形式印在纸张上；当打印纸张离开黑色打印的转印辊时，调整黑色转印电压，当打印纸张吐出时，打印过程结束，关闭黑色打印的充电电压、显影电压和转印电压，停止黑色激光扫描器的运转，停止打印马达及打印机构的运转。红色打印与黑色打印的程序控制过程一样。
4.2 双色打印过程
本实例中黑色硒鼓在前，红色硒鼓在后。打印纸张运动到达黑色打印传感器前，主控芯片多次读取分别用于黑色及红色打印的转印辊的反馈电压，用于确定当前打印所处的环境，当打印纸张到达打印传感器后，来到黑色打印的转印辊上，主控芯片读取黑色打印的转印辊的反馈电压，来决定打印过程中黑色打印使用的转印高压，主控芯片控制黑色打印激光扫描器输出黑色打印数据，将黑色打印数据传给黑色硒鼓的感光鼓上形成潜像，再经过显影和转印过程将黑色打印数据以黑色墨粉的形式印在纸张上；随着打印纸张的运动，當打印纸张到达红色打印传感器后，来到红色打印的转印辊上，主控芯片读取红色打印的转印辊的反馈电压，来决定打印过程中红色打印使用的转印高压，主控芯片控制红色打印激光扫描器输出红色打印数据，将红色打印数据传给红色硒鼓的感光鼓上形成潜像，再经过显影和转印过程将红色打印数据以红色墨粉的形式印在纸张上；当打印纸张离开黑色打印的转印辊时，调整黑色转印电压，离开红色打印的转印辊时，红色转印电压；当打印纸张吐出时，打印过程结束，关闭所有的充电电压、显影电压和转印电压，停止所有激光扫描器的运转，停止打印马达及打印机构的运转。
5 双色打印系统工作原理
在正常的工作环境下，用户输入了打印命令后，纸张从纸仓中出来后就会经过第一个硒鼓和第一个转印辊机构打印第一种颜色，然后再经过第二个硒鼓和第二个转印辊机构打印第二种颜色，最后经过定影完成打印。在打印过程中，首先通过控制程序将数据转变成激光束，激光束从激光扫描器里出来经过平面镜折射后再进入到对应的硒鼓中并射到感光鼓的表面上形成潜像，在转印辊机构的配合下再经过显影和转印过程将打印数据以墨粉的形式印在纸张上，形成打印图像。
当用户需要更换硒鼓时，先将前面板的门打开，抽出硒鼓抽拉支架，此时硒鼓抽拉支架会沿着硒鼓抽拉支架侧滑道向外滑动，接着更换硒鼓，然后再推回硒鼓抽拉支架，最后关上前面板的门，完成硒鼓的更换。
结束语
所有双色激光打印设备都可以参考上面介绍技术特点进行设计，硒鼓颜色可以根据不同设备的用途进行更改。如果需要扩展到三种颜色的打印，就需要增加一个激光扫描器、一个转印辊机构和一个硒鼓，相应的电路中就要增加一组高压电路和光耦传感器，相应的程序控制中就要增加对其它颜色打印的判断以实现不同颜色之间的交叉打印。
参考文献
[1]激光打印机成像转印的工作原理（上）[J]. 吕和胜. 家电检修技术. 2008（04）.
[2]激光打印机成像转印的工作原理（下）[J]. 吕和胜. 家电检修技术. 2008（06）.
[关键词]激光打印；双色打印；红黑打印；转印；
中图分类号：TP24 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2019）01-0303-01
引言
随着信息化建设不断推进，党政机关和军队的日常办公效率也在要求进一步提高，其中打印正式下发的红头文件和绿头文件就是提高效率的手段之一。原来这类文件都是靠集中印刷形成的，市面上的彩色打印机可以打印这类文件，但是彩色打印机所打印出来的“红色”和“绿色”并不符合国家对这两种颜色的要求，再者彩色打印机的耗材成本比较高，一次需要更换四个硒鼓。为了解决上述问题，本文介绍了一种双色打印技术，既能解决打印副本颜色稳定的问题，又可以降低耗材的使用成本，符合当前党政机关和军队的日常办公需要，而且该技术可以广泛地应用到大多数激光打印设备，例如打印机、复印机和传真机等。
1 主要组成简述
双色激光打印设备的打印单元主要由三部分组成，即两个单光束激光扫描器、两个不同颜色的硒鼓和两个一样的转印辊机构。其实，双色激光打印设备的打印单元就是两个单色打印单元的叠加，其优点是很明显的，零件数量比彩色打印设备的零件数量少，结构简单，生产可操作性强，生产单位制造成本低，用户使用成本也比较低，由于墨粉颜色就是打印副本的颜色，所以只要按照国家标准定制固定颜色的墨粉就可以让打印副本颜色稳定且不存在色差。
下面会以红黑双色激光打印为实例进行详细说明。
2 结构设计
双色激光打印设备的机芯结构主要包括硒鼓抽拉机构、不同颜色的硒鼓、转印机构和激光扫描器单元。其中硒鼓抽拉机构的主要作用是盛放两个硒鼓，使硒鼓上的电连接触点能够与设备中电源板相应的触点联通，用户更换硒鼓时将硒鼓抽拉支架抽出便可更换硒鼓。
硒鼓抽拉机构包括硒鼓抽拉支架组件、硒鼓抽拉支架左侧滑道、硒鼓抽拉支架右侧滑道、电极板组件、硒鼓压块和硒鼓抽拉支架缓冲器。硒鼓抽拉支架组件是盛放硒鼓的，黑色硒鼓和红色硒鼓分别放在硒鼓抽拉支架组件对应的硒鼓槽中并随之一起运动；硒鼓抽拉支架左右侧滑道的作用是给硒鼓抽拉支架组件提供支撑和导向；硒鼓压块共有两个，左侧和右侧各一个，其作用是保证硒鼓在进行打印工作时不发生纵向位移；电极板组件的作用是使硒鼓在进行打印工作时硒鼓电连接触点通过它能够连接到电源板上相应的触点，硒鼓抽拉支架向外抽出时能够使该电连接断开；硒鼓抽拉支架缓冲器的作用是为硒鼓抽拉支架组件的抽拉运动起缓冲作用。
转印辊机构固定在双色激光打印设备主支架对应的槽中，辅助硒鼓在纸张上成像。激光扫描单元安装在抽拉硒鼓机构的上面，与下面的硒鼓一一对应。
激光打印的工作原理可以简述为，在工作过程中，打印控制器将图像数据转换为激光扫描器的激光束信息，通过反射棱镜对感光鼓充电，感光鼓表面就形成了以正电荷表示的与打印图像完全相同的图像信息，然后吸附碳粉盒中的碳粉颗粒，形成了感光鼓表面的碳粉图像。而打印纸在与感光鼓接触前被充电单元充满负电荷，当打印纸走过感光鼓时，由于正负电荷相互吸引，感光鼓的碳粉图像就转印到打印纸上，形成了打印图像。详细的工作原理内容可查阅参考文献[1]和参考文献[2]。
3 电路控制
高压电路中，除了必要的电阻、电容和电感等器件外，还有高压包。两组高压电路独立，其中两个转印电路分别反馈转印电压信号，反馈信号用于对转印电压值进行实时控制。卤素灯开关通过比较器控制，温度过高自动关闭，控制前端具有保护电路（电路中有恒温器），以防止突然死机时，卤素灯持续加热而发生火灾。风扇控制根据实时温度的反馈，可进行半功率和全功率运行。马达驱动器集成6线步进电机的控制电路，操作简便。激光扫描器控制电路采用通用的逻辑器件（主要是与非门逻辑器件）进行逻辑控制。高压控制中的充电电压、显影电压为开关控制，转印电压为脉宽调制（PWM）占空比控制，通过转印电压反馈值进行占空比调节。传感器通过光耦来实现。
4 控制软件
4.1 单色打印过程
打印纸张运动到达黑色打印传感器前，主控芯片多次读取黑色打印的转印辊的反馈电压，确定当前打印所处的环境；当打印纸张到达打印传感器后，来到黑色打印的转印辊上，主控芯片读取黑色打印的转印辊的反馈电压，来决定打印过程中所使用的转印高压，主控芯片控制黑色打印激光扫描器输出黑色打印数据，将黑色打印数据传给黑色硒鼓的感光鼓上形成潜像，再经过显影和转印过程将黑色打印数据以黑色墨粉的形式印在纸张上；当打印纸张离开黑色打印的转印辊时，调整黑色转印电压，当打印纸张吐出时，打印过程结束，关闭黑色打印的充电电压、显影电压和转印电压，停止黑色激光扫描器的运转，停止打印马达及打印机构的运转。红色打印与黑色打印的程序控制过程一样。
4.2 双色打印过程
本实例中黑色硒鼓在前，红色硒鼓在后。打印纸张运动到达黑色打印传感器前，主控芯片多次读取分别用于黑色及红色打印的转印辊的反馈电压，用于确定当前打印所处的环境，当打印纸张到达打印传感器后，来到黑色打印的转印辊上，主控芯片读取黑色打印的转印辊的反馈电压，来决定打印过程中黑色打印使用的转印高压，主控芯片控制黑色打印激光扫描器输出黑色打印数据，将黑色打印数据传给黑色硒鼓的感光鼓上形成潜像，再经过显影和转印过程将黑色打印数据以黑色墨粉的形式印在纸张上；随着打印纸张的运动，當打印纸张到达红色打印传感器后，来到红色打印的转印辊上，主控芯片读取红色打印的转印辊的反馈电压，来决定打印过程中红色打印使用的转印高压，主控芯片控制红色打印激光扫描器输出红色打印数据，将红色打印数据传给红色硒鼓的感光鼓上形成潜像，再经过显影和转印过程将红色打印数据以红色墨粉的形式印在纸张上；当打印纸张离开黑色打印的转印辊时，调整黑色转印电压，离开红色打印的转印辊时，红色转印电压；当打印纸张吐出时，打印过程结束，关闭所有的充电电压、显影电压和转印电压，停止所有激光扫描器的运转，停止打印马达及打印机构的运转。
5 双色打印系统工作原理
在正常的工作环境下，用户输入了打印命令后，纸张从纸仓中出来后就会经过第一个硒鼓和第一个转印辊机构打印第一种颜色，然后再经过第二个硒鼓和第二个转印辊机构打印第二种颜色，最后经过定影完成打印。在打印过程中，首先通过控制程序将数据转变成激光束，激光束从激光扫描器里出来经过平面镜折射后再进入到对应的硒鼓中并射到感光鼓的表面上形成潜像，在转印辊机构的配合下再经过显影和转印过程将打印数据以墨粉的形式印在纸张上，形成打印图像。
当用户需要更换硒鼓时，先将前面板的门打开，抽出硒鼓抽拉支架，此时硒鼓抽拉支架会沿着硒鼓抽拉支架侧滑道向外滑动，接着更换硒鼓，然后再推回硒鼓抽拉支架，最后关上前面板的门，完成硒鼓的更换。
结束语
所有双色激光打印设备都可以参考上面介绍技术特点进行设计，硒鼓颜色可以根据不同设备的用途进行更改。如果需要扩展到三种颜色的打印，就需要增加一个激光扫描器、一个转印辊机构和一个硒鼓，相应的电路中就要增加一组高压电路和光耦传感器，相应的程序控制中就要增加对其它颜色打印的判断以实现不同颜色之间的交叉打印。
参考文献
[1]激光打印机成像转印的工作原理（上）[J]. 吕和胜. 家电检修技术. 2008（04）.
[2]激光打印机成像转印的工作原理（下）[J]. 吕和胜. 家电检修技术. 2008（06）.