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1、激光打印机利用激光扫描成像技术、计算技术、电子照相技术，高质量打印的设备。 所属学科：机械工程（一级学科）；光学仪器（二级学科）；激光器件和激光设备-激光应用（三级学科） 本内容由全国科学技术名词审定委员会审定公布 激光打印机原理图激光打印机脱胎于八十年代末的激光照排技术，流行于九十年代中期。它是将激光扫描技术和电子照相技术相结合的打印输出设备。其基本工作原理是由计算机传来的二进制数据信息，通过视频控制器转换成视频信号，再由视频接口/控制系统把视频信号转换为激光驱动信号，然后由激光扫描系统产生载有字符信息的激光束，最后由电子照相系统使激光束成像并转印到纸上。较其他打印设备，激光打印机有打印速度
2、快、成像质量高等优点；但使用成本相对高昂。目录激光打印机简介 激光打印机基本结构 激光打印机基本原理 激光器的工作 激光打印机感光鼓的工作原理和结构 激光打印机数据转译与传递 激光打印机光栅或点阵潜像的生成 激光打印机的声光调制器 激光打印机的扫描器 同步器 激光打印机的光学系统 激光打印机的电子显像系统 激光打印机的充电 激光打印机的扫描曝光 激光打印机的显影 激光打印机的转印和消电系统 激光打印机的加热定影系统 激光打印机的清洁系统 激光打印机机械传动系统 激光打印机电子控制系统 激光打印机的发展 激光打印机的危害激光打印机简介激光打印机基本结构激光打印机基本原理激光器的工作激光打印机感光
3、鼓的工作原理和结构激光打印机数据转译与传递激光打印机光栅或点阵潜像的生成激光打印机的声光调制器激光打印机的扫描器同步器激光打印机的光学系统激光打印机的电子显像系统激光打印机的充电激光打印机的扫描曝光激光打印机的显影激光打印机的转印和消电系统激光打印机的加热定影系统激光打印机的清洁系统激光打印机机械传动系统激光打印机电子控制系统激光打印机的发展激光打印机的危害展开 编辑本段激光打印机简介激光技术出现于60年代，真正投入实际应用始于70年代初期。最早的激光发射器是充有氦-氖（He-Ne）气体的电子激光管，体积很大，因此在实际应用中受到了很大限制。70年代末期，半导体技术趋向成熟。半导体激光器随之诞
4、生，高灵敏度的感光材1料也不断发现，加上激光控制技术的发展，激光技术迅速成熟，并进入了实际应用领域。以美国、日本为代表的科研人员，在静电复印机的基础上，结合了激光技术与计算机技术，相继研制出半导体激光打印机。这种类型打印机的打印质量好、速度快、无噪音，所以很快得到了广泛应用。 90年代初，美国惠普公司和日本佳能公司生产的激光打印机，打印速度可达到每分钟8页，打印精度为600DPI。其中惠普公司的分辨率增强技术（Resolution Enhancement Techno1ogy）及PCL打印机语言，已成为世界标准。激光打印机按其打印输出速度可分为三类：即低速激光打印机(每分钟输出1030页)；中
5、速激光打印机(每分钟输出40120页)；高速激光打印机(每分钟输出130300页)。现在激光打印机仍以惠普、佳能、爱普生占据主要市场，此外，还有利盟(Lexmark)、施乐、松下、理光等系列。近年来我国的联想公司和方正公司也相继生产出了适用的激光打印机，并也占据了一些市场份额。 编辑本段激光打印机基本结构激光打印机是由激光器、声光调制器、高频驱动、扫描器、同步器及光偏转器等组成，其作用是把接口电路送来的二进制点阵信息调制在激光束上，之后扫描到感光体上。感光体与照相机构组成电子照相转印系统，把射到感光鼓上的图文映像转印到打印纸上，其原理与复印机相同。激光打印机是将激光扫描技术和电子显像技术相结合
6、的非击打输出设备。它的机型不同，打印功能也有区别，但工作原理基本相同，都要经过：充电、曝光、显影、转印、消电 、清洁、定影七道工序，其中有五道工序是围绕感光鼓进行的。当把要打印的文本或图像输入到计算机中，通过计算机软件对其进行预处理。然后由打印机驱动程序转换成打印机可以识别的打印命令（打印机语言）送到高频驱动电路，以控制激光发射器的开与关，形成点阵 激光束，再经扫描转镜对电子显像系统中的感光鼓进行轴向扫描曝光，纵向扫描由感光鼓的自身旋转实现。 编辑本段激光打印机基本原理激光打印机工作过程所需的控制装置和部件的组成、设计结构、控制方法和采用的部件会因厂牌和机型不同而有所差别，如： 对感光鼓充电的
7、极性不同。 感光鼓充电采用的部件不同。有的机型使用电极丝放电方式对感光鼓进行充电，有的机型使用充电胶辊（FCR）对感光鼓进 行充电。 高压转印采用的部件有所不同。 感光鼓曝光的形式不同。有的机型使用扫描镜 直接对感光鼓扫描曝光，有的机型使用扫描后的反射激光束对感光鼓进行曝光。 不过他们的工作原理基本一样。由激光器发射出的激光束，经反射镜射入声光偏转调制器，与此同时，由计算机送来的二进制图文点阵信息，从接口送至字形发生器，形成所需字形的二进制脉冲信息，由同步器产生的信号控制9个高频振荡器，再经频率合成器及功率放大器加至声光调制器上，对由反射 镜射入的激光束进行调制。调制后的光束射入多面转镜，再经
8、广角聚焦镜把光束聚焦后射至光导鼓(硒鼓)表面上，使角速度扫描变成线速度扫描，完成整个扫描过程。 硒鼓表面先由充电极充电，使其获得一定电位，之后经载有图文映像信息的激光束的曝光，便在硒鼓的表面形成静电潜像，经过磁刷显影器显影，潜像即转变成可见的墨粉像，在 经过转印区时，在转印电极的电场作用下，墨粉便转印到普通纸上，最后经预热板及高温热 滚定影，即在纸上熔凝出文字及图像。在打印图文信息前，清洁辊把未转印走的墨粉清除 ，消电灯把鼓上残余电荷清除，再经清洁纸系统作彻底的清洁，即可进入新的一轮工作周期。 编辑本段激光器的工作产生激光的光源，和普通的光源明显不同。如普通白炽灯光源是通过电流加热钨丝的 原子
9、到激发态，处于激发态的原子不断地自发辐射而发光。这种普通的光源具有很大的散射 性和漫射性，不能控制形成集中的光束，也就不能应用于激光打印机。激光打印机所需要的 激光光束必须具有以下特性： 高方向性。发出的光束在一定的距离内没有散射和漫射。 高单色性。纯白光由七色光组成。 高亮度，有利于光束的集中并带有很高的物理能量。 高相干性，容易叠加和分离。 激光器是激光扫描系统的光源，具有方向性好、单色性强、相干性高及能量集中、便于 调制和偏转的特点。 早期生产的激光打印机多采用氦-氖（He-Ne）气体激光器，其波长为6328nm，其特点是 输出功率较高、体积大、是寿命长（一般大于1万小时） 性能可靠，噪
10、音低，输出功率大。但是因为体积太大，现在基本已淘汰。现代激光打印机都 采用半导体激光器，常见的是镓砷-镓铝砷（CaAs-CaAlAs）系列，所发射出的激光束波长一 般为近红外光（780nm），可与感光硒鼓的波长灵敏度特性相匹配。半导体激光器体积 小、成本低，可直接进行内部调制，是轻便型台式激光打印机的光源。 激光扫描是用来产生非常小的高精度光点，用于高质量的文字及图像的印刷，常用的激 光扫描系统工作原理是：在工作物质两端设置两块相互平行的反射镜（栅极），这两块反射 镜之间构成了一个谐振腔。谐振腔的一块反射镜为全反射镜，另一块为半反射镜，当工作物 质受激，原子自发辐射的光子在谐振腔内不断地来回反
11、射，辐射出的光子不断增加。当谐振 腔内叠加的光子增加到一定量时，就会穿透半反射的反射镜面发出一束非常强的光，这就是 激光。这样发出的光束非常集中，几乎没有散射，只要我们利用控制技术将光波波长控制在 700900nm（纳米），这样所产生的激光就可以满足激光打印机感光鼓的曝光需要。 现代所用的半导体激光器，通常采用激光二极管，它的原理与普通的二极管极为相似， 如都有一对PN结，当电压和电流加到激光二极管上时，P型半导体材料中的空穴和N型材料中 的自由电子产生相对运动， PN结处载流子的密度增加非常大，自由电子和空穴重新复合， 因而产生受激辐射，释放出具有激光特性的光子，由激光器谐振腔内的反射镜反射
12、，透过激 光孔和孔内聚焦镜，射出激光束。 从激光的产生可以看出，一条激光束只包括一种主要波长的光线，它是单色的。每一 条光线都沿一个方向传播，以相互叠加的方式结合，我们称之为相干性。这个特性使激 光以一条极细的光束射到一个靶上，而几乎没有散射。而每条激光束就像枪膛里射出的子弹 ，每颗子弹只能在靶上打一个孔。如果要打出一个一字，就要射出很多的子弹，沿一 字方向打出很多的孔，形成一个一字点的横向排列，这就是我们所说的点阵排列 ，是后面要讲点阵图像的技术基础。 激光打印机的图文信息，亦是由点阵组成。印刷质量要求越高，组成一个字符的点阵亦 越多。激光扫描的点阵形成有四种方法。单线扫描：将一行字符的每一
13、行的点阵信息，送至扫描器中进行扫描，称为单线扫描。多线顺序偏转扫描：高频信号发生器依次产生 9个不同的频率，依据布雷格衍射原理，它们在偏转调制器中会产生9条偏转角不同的扫描线 ，接着转镜旋转一个微小角度，扫描出从左至右的点阵信息。由于这种方法只需转镜转过一个微小的角度，它相当于单线扫描方法的1132，即可形成1个字，故又称小光栅扫描。 多线同时偏转扫描：是指在高频驱动电路中同时产生9个不同的频率，经合成后送至偏转 调制器中。多线同时偏转多次扫描：这种方法与多线同时偏转扫描属同一类，只是从1个字 符的形成上有所区别。即在扫描高点阵字符时，一个完整的字符是分成多次扫描完成的。 图形信息的点阵形成与
14、字符的点阵形成基本相似。 编辑本段激光打印机感光鼓的工作原理和结构感光鼓是激光打印机的核心部件。它是一个光敏器件，主要用光导材料制成。它的基本工作原理就是光电转换的过程。它在激光打印机中作为消耗材料使用，而且它的价格也较为昂贵。 光敏半导体有半导体的共性，如受热激发，掺杂后改变电导率等。此外，它还具有其 他半导体不具有的光导电特性。 光敏半导体受光照射后，它的电导率可以上升几个数量级。从能带上讲，它的价带中 的电子吸收了光的能量后，跃入导带，产生电子-空穴对。这种由光照产生的电子-空穴对， 称为光生载流子。光敏半导体内产生的光生载流子增多，它的电导率就上升。这种 受光照射后提高的电导率称为本征
15、光电导率。 实际应用中，光敏半导体材料需经过掺杂后，才能制成激光器使用的半导体材料。所 以除了有本征光电导率外，还必须具有光激发杂质能级上的电子或空穴形成的杂质光电导率 的性质。在有些光敏半导体中，杂质光电导率起主要作用。 光敏半导体受光照射后，会不同程度地改变物体内的载流子迁移率（迁移率是载流 子的迁移速度与外电场的比值）。标志物体的导电能力的电导，等于载流子密度乘以迁 移率。迁移率上升，电导提高，电导率由本征光电导率、杂质光电导率和迁移率的值共同决 定，只是在某种条件下便以其中的某种因素为主罢了。 实际应用的各种光导体对光的敏感程度都不一样。光导体的电导率与它对光的敏感程 度成正比。所以光感对光导体的导电性影响很大。光导体对光的光感度是不一样的。某一种光导体，只对某一区域光谱的光的光感度高， 离开了这一区域，则可能丧失光感度。 光敏半导体在与它适用的光波长范围内，会对光形成一个吸收峰值。在这个峰值范围 内光电导效果最佳。它还与光的照度有关系。照度越高，产生的载流子越多，光电导率就越 高。然而每种光导体的特性各异，所以在相同条件下，达到相同的光电导率指标所需要的照 度是不同的。 目前感光鼓常用的光导材料有硫化镉（CdS）、硒-砷(Se-A
