打印机进纸系统介绍及常见故障类型

摘要：近年来，由于国家信息安全的政策变化，越来越多的国内企业借利好政策进入打印机市场，打印机行业从由国外品牌垄断逐步转向群雄逐鹿的局面。由于起步晚，技术积累不足，无论在质量上还是品牌影响力方面，国产品牌打印机还有很长的路要走。本文主要介绍了激光打印机进纸系统的主要组成部分，包括功能定义、系统构成、分离方式。同时也介绍了进纸系统常见的不良现象及纸张质量对进纸系统的影响。

关键词：进纸系统;进纸路径;纸张分离系统;偏磨损

1.进纸系统介绍

1.1 进纸系统功能定义

Paper Handing System 纸张处理系统，通常称为进纸系统。

狭义的定义：在预定的时间内，在预定的状态下将装载的纸张中的一张正确地运送出去。

广义的定义：广义上有以下几个主要功能及模块

1）纸张的装载，主要零部件模块有Cassette，Bybass Tray

2）每一张纸的分离及运送，主要零部件模块有Pick Up，Separate，Feed Roller

3）纸张的位置正确校正，主要零部件模块有Registration

4）纸张的位置状态检测，主要零部件模块有Actuator、Sensor

5）防止纸张在前进中的位置变动及消除噪音，主要零部件模块有Guide，Paper Path

6）纸张无倾斜装载，主要零部件模块有Adjust，Stacker

其他类似的功能：

1）Duplex -双面打印进纸

2）ADF（Auto Document Feeder） 自动进稿器

3）DADF（Duplex Auto Document Feeder）双面自动进稿器

4）Finisher： 纸张整理器，包括装载、整理、打孔、装订等功能

1.2 进纸系统基本构成

1.2.1 纸张运送系统的基本Roller构成示例

基本进纸系统由一系列的Roller构成，通常有取纸辊、进纸辊、校正辊、转印辊、定影辊、排纸辊等组成。

1.2.2 纸张运送系统的路径示例

整个进纸路径由一系列的纸仓、辊轮和传感器组成，完成取纸、送纸、回纸、排纸等功能。

1.3 纸张分离系统种类及构成

1.3.1 纸张分离系统的种类

纸张分离系统常用的有Pad-Friction方式和Retard Roller方式。

Pad-Friction方式结构简单，成本低，广泛应用在中低速打印机上。

Retard Roller方式可以很好地控制纸张的重送，多应用在中高速打印机上。

1.3.2 Pad-Friction方式分离系统详细说明

Pad-Friction Type 受力分析：

1）卷纸力（Pick up Force） – 纸张进入Pad-Friction前

F = （μr - μs） * P

*μr： Pick up Roller和纸张间的摩擦系数; μs：上下两张纸张之间的摩擦系数

2）Pad-friction 角度纸张的阻力

Rf = f1 * Q * sinθ

*θ： Pad-Friction 角度; f1： Pad-Friction 角度常數（一般纸张换算成1）

3）进纸的条件

μr > μf > μs        *μf： Pad-Friction和纸张间的摩擦系数

1.4 纸张校正系统的类型及说明

常用的纸张校正方式有Gate Loop方式、Roller Loop方式、斜行Roller方式等。

2.进纸系统常见故障及原因

2.1 进纸系统常见故障

2.2 Retard Roller偏磨损不良

2.2.1 定义：

指的是圆形截面的圆柱体Roller发生了不均匀的磨损，发生了D截面或圆锥形的问题。

2.2.2 发生的原理及原因

2.2.3 Retard Roller运转方向回转的原理分析

2.2.3.1 Retard Roller 受力分析

2.2.4 不良发生的履历及分析结果

某产品在特定市场出现偏磨损不良增多，通过回收不良试料及使用纸张、环境进行分析。

① 市场条件下再现性实验

使用市场发生不良的相同品牌的纸张进行再现性实验，打印8，000页后Roller表面污染严重。

② 理论分析

<该产品的参数条件>

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

μ = 测定值（有纸粉状态下测定值： 0.6 / 去除纸粉状态下测定值： 1.43）

<分析结果>

Roller表面纸粉过多导致表面摩擦系数降低， 达到了Ff ≤ Fr  状态，导致了Retard Roller不会沿纸张前进的方向回转，从而发生了打滑，最终发生了偏磨损。

③ Roller表面元素分析确认

使用SEM/EDAX设备对污染严重的Roller表面的元素进行了分析，3个不良试料检测结果显示都检测出了钙、氟元素;没进行打印的Roller表面没有检测出钙、氟元素。钙是纸张制造过程中的添加剂的成分。

④ 结论

实验结果表明钙、氟等纸粉污染更容易使得Roller表面的摩擦系数降低;纸粉多且表面粗糙的纸张容易发生Roller偏磨损的不良。

3.结束语

激光打印机是技术门槛比较高的产品，国产品牌想要走得更远需要不断加大基础研究及技术的积累，包括对纸张特性的研究，通过分析市场常用品牌纸张的特性，开发设计出能满足市场大多数品牌纸张的高质量产品。

参考文献：

[1]打印机核心UNIT-进纸系统 -公司内部资料

[2]韩雪涛 吴瑛 编著《图解打印机、扫描仪原理与维修》人民邮电出版社 2003.09

作者简介：孙文虎（1969-），男，汉族，山东威海人，工程硕士，工程师，主要负责打印机技术研究工作。