打印機進紙系統介紹及常見故障類型

摘要：近年來，由于國家信息安全的政策變化，越來越多的國內企業借利好政策進入打印機市場，打印機行業從由國外品牌壟斷逐步轉向群雄逐鹿的局面。由于起步晚，技術積累不足，無論在質量上還是品牌影響力方面，國產品牌打印機還有很長的路要走。本文主要介紹了激光打印機進紙系統的主要組成部分，包括功能定義、系統構成、分離方式。同時也介紹了進紙系統常見的不良現象及紙張質量對進紙系統的影響。

關鍵詞：進紙系統;進紙路徑;紙張分離系統;偏磨損

1.進紙系統介紹

1.1 進紙系統功能定義

Paper Handing System 紙張處理系統，通常稱為進紙系統。

狹義的定義：在預定的時間內，在預定的狀態下將裝載的紙張中的一張正確地運送出去。

廣義的定義：廣義上有以下幾個主要功能及模塊

1）紙張的裝載，主要零部件模塊有Cassette，Bybass Tray

2）每一張紙的分離及運送，主要零部件模塊有Pick Up，Separate，Feed Roller

3）紙張的位置正確校正，主要零部件模塊有Registration

4）紙張的位置狀態檢測，主要零部件模塊有Actuator、Sensor

5）防止紙張在前進中的位置變動及消除噪音，主要零部件模塊有Guide，Paper Path

6）紙張無傾斜裝載，主要零部件模塊有Adjust，Stacker

其他類似的功能：

1）Duplex -雙面打印進紙

2）ADF（Auto Document Feeder） 自動進稿器

3）DADF（Duplex Auto Document Feeder）雙面自動進稿器

4）Finisher： 紙張整理器，包括裝載、整理、打孔、裝訂等功能

1.2 進紙系統基本構成

1.2.1 紙張運送系統的基本Roller構成示例

基本進紙系統由一系列的Roller構成，通常有取紙輥、進紙輥、校正輥、轉印輥、定影輥、排紙輥等組成。

1.2.2 紙張運送系統的路徑示例

整個進紙路徑由一系列的紙倉、輥輪和傳感器組成，完成取紙、送紙、回紙、排紙等功能。

1.3 紙張分離系統種類及構成

1.3.1 紙張分離系統的種類

紙張分離系統常用的有Pad-Friction方式和Retard Roller方式。

Pad-Friction方式結構簡單，成本低，廣泛應用在中低速打印機上。

Retard Roller方式可以很好地控制紙張的重送，多應用在中高速打印機上。

1.3.2 Pad-Friction方式分離系統詳細說明

Pad-Friction Type 受力分析：

1）卷紙力（Pick up Force） – 紙張進入Pad-Friction前

F = （μr - μs） * P

*μr： Pick up Roller和紙張間的摩擦系數; μs：上下兩張紙張之間的摩擦系數

2）Pad-friction 角度紙張的阻力

Rf = f1 * Q * sinθ

*θ： Pad-Friction 角度; f1： Pad-Friction 角度常數（一般紙張換算成1）

3）進紙的條件

μr > μf > μs? ? ? ? *μf： Pad-Friction和紙張間的摩擦系數

1.4 紙張校正系統的類型及說明

常用的紙張校正方式有Gate Loop方式、Roller Loop方式、斜行Roller方式等。

2.進紙系統常見故障及原因

2.1 進紙系統常見故障

2.2 Retard Roller偏磨損不良

2.2.1 定義：

指的是圓形截面的圓柱體Roller發生了不均勻的磨損，發生了D截面或圓錐形的問題。

2.2.2 發生的原理及原因

2.2.3 Retard Roller運轉方向回轉的原理分析

2.2.3.1 Retard Roller 受力分析

2.2.4 不良發生的履歷及分析結果

某產品在特定市場出現偏磨損不良增多，通過回收不良試料及使用紙張、環境進行分析。

① 市場條件下再現性實驗

使用市場發生不良的相同品牌的紙張進行再現性實驗，打印8，000頁后Roller表面污染嚴重。

② 理論分析

<該產品的參數條件>

R = 8 mm ; N = 125gf x 2 ; Tr = 280～360 gf.cm （測定值：348 gf.cm）

μ = 測定值（有紙粉狀態下測定值： 0.6 / 去除紙粉狀態下測定值： 1.43）

<分析結果>

Roller表面紙粉過多導致表面摩擦系數降低， 達到了Ff ≤ Fr? 狀態，導致了Retard Roller不會沿紙張前進的方向回轉，從而發生了打滑，最終發生了偏磨損。

③ Roller表面元素分析確認

使用SEM/EDAX設備對污染嚴重的Roller表面的元素進行了分析，3個不良試料檢測結果顯示都檢測出了鈣、氟元素;沒進行打印的Roller表面沒有檢測出鈣、氟元素。鈣是紙張制造過程中的添加劑的成分。

④ 結論

實驗結果表明鈣、氟等紙粉污染更容易使得Roller表面的摩擦系數降低;紙粉多且表面粗糙的紙張容易發生Roller偏磨損的不良。

3.結束語

激光打印機是技術門檻比較高的產品，國產品牌想要走得更遠需要不斷加大基礎研究及技術的積累，包括對紙張特性的研究，通過分析市場常用品牌紙張的特性，開發設計出能滿足市場大多數品牌紙張的高質量產品。

參考文獻：

[1]打印機核心UNIT-進紙系統 -公司內部資料

[2]韓雪濤 吳瑛 編著《圖解打印機、掃描儀原理與維修》人民郵電出版社 2003.09

作者簡介：孫文虎（1969-），男，漢族，山東威海人，工程碩士，工程師，主要負責打印機技術研究工作。