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激光打印机原理与耗材技术解析
一．激光打印机工作原理
无论是黑白饥荒打印机还是彩色激光打印机，其基本工作原理是相同的，他们都采用了类似复印机的静电照相技术，将打印机内容转变为感光鼓上的以像素点为单位的点阵位图图像，再转印到打印机纸上形成打印内容。与复印唯一不同的是光源，复印机采用的是普通白色光源，而激光打印机则采用的是激光束。
在工作过程中计算机先把需要的数据（打印控制器中光栅位图图像数据）转换为激光扫描器的激光束信息，通过反射棱镜对感光鼓照射，此时感光鼓在充电时它的鼓体表面（现在感光鼓表面涂层用的材料一般为TefLon-----聚四氟乙烯）充满了正电荷。
激光器射出的激光抵消了鼓体表面图像部分以外的正电荷，感光鼓体表面形成了以正电荷表示的与打印图像完全相同的图像信息。这时显影仓已经工作，磁棒上的碳粉颗粒带上了负电荷，随着感光鼓的转动正负电子相依的时候就把碳粉颗粒吸附到感光鼓体上（正负相吸），形成了感光鼓表面的碳粉图像。而打印纸在与干皇姑接触前就被一充电单元充满负电荷，而所带电压高于感光鼓上的，当打印纸走过感光鼓时，由于正负电荷互相吸引，感光鼓的碳粉图像就转印到打印纸上。经过热转印单元（定影过程的加热加压）使碳粉颗粒完全与纸张纤维吸附，形成了打印图像。
二．激光打印机工作过程解析
第一阶段数据交换系统
1．打印机控制器：
在激光打印机能够工作之前，它需要获得页面数据并计算机如何将这些数据列印到纸
面上。这个工作由打印机控制器完成。打印机控制器是激光打印机的主要板载计算机。它通过某个通信端口（如：USB端口）与主机进行交谈。在打印作业开始时，激光打印机会与肌注一起确定数据的交换方式。控制器可能必须定期启动和停止主机，以便处理它已经接收到的信息。
2.打印机的接口和数据传输模式：
接口类型也就是指打印机与计算机之间采用的接口类型，通过这项指标也可以简介反映出打印机输出的速度快慢。目前市场上打印机产品的主要类型包括常见的并行接口、USB 接口以及网络接口。
2.1 并行接口：
并行接口又简称为“并口”，是一种增强了的双向并行传输接口。有点是不需要在PC 中用其他的卡，无限连接数码（只要你有足够的端口），设备的安装及使用容易。
2.2 USB接口：
USB 的全称是Universal Serial Bus 通用串行总线，USB支持插拔，也就是我们说的即插即用。使用USB 为打印机应用带来的变化则是速度的大幅度提升，USB 接口提供的连接速度比并口速度提高达到10倍以上，在这个速度之下打印文件传输时间大大缩减。目前绝大多数的桌面型激光打印机基本都配置了USB 接口。
3. 图像处理器：
在构造出数据之后，控制器就开始生成整个页面。它会设置文本边距，排列单词并放置所有图像。在页面排列完毕之后，光栅图像处理器会获取页面数据，既可以一次获取整个页面，也可以一部分一部分的获取，然后将页面分割成由微小点组成的阵列。正如我们将在下一节中看到的，打印机要求页面必须采用此格式，以便激光器能够将其写到感光鼓上。
4.激光器组件：
由于打印机的激光系统负责面的绘制工作，因此它——或激光扫描组件——必须做到非常的精准。传统的激光扫描组件包括：激光器，一面可移动的镜子，一组透镜。激光器接收页面数据——组成文本和图像的小点——一次接收一个水平行。
激光组件只在一个平面上沿水平方向移动。在每次进行水平扫描之后，打印机会将感光鼓移动的一个刻度，以便激光器组件可以绘制下一行。
激光打印机的工作方式有些类似与影印机，但在某些方面存在显著差异。最显而易见的差异是图像的来源：影印机通过图像发射的光线来扫描图像，二激光打印机则以数字格式接收图像数据。
第二阶段：激光扫描系统
激光扫描系统主要由激光器、反射镜、多面转镜、广角聚焦镜、同步器和声光偏转调制器等组成。
1.激光器
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、便于调制和偏转得点。常用的激光器有氦—氖气体激光器和半导体激光器。
2.声光偏转调制器：
激光调制器的工作原理是利用声光效应产生衍射光栅，当激光束照射到超声媒质（如晶体、玻璃）中时，激光束即产生衍射，衍射光强度及方向会随超声波的频率及强度而变化，即所谓的声光效应。
3.激光扫描器
调制后的激光束要完成横向和纵向扫描，才能在感光硒鼓上产生完整的文字与图像，纵向运动是依靠感光硒鼓的旋转来完成的，而扫描器的横向运动则由扫描器来完成。4.光路系统
光路系统的作用是使扫描器产生的扫描光束集成规定的大小，并在感光鼓上机型匀速
直线运动，光路系统根据透镜处于扫描器的前后位置不同，分为物镜前型和物镜后型两种形式。但物镜后型在扫描较大图形时失真严重，故大多数激光打印机采用物镜前型光路系统，由多个透镜组合在一起构成广角聚焦镜光路系统。
第三阶段：电子成相显影系统
激光打印机是精密的机械系统，它利用光、电、热的物理、化学原理通过相互作用输出文字或图像，这些复杂的过程都由一个电子控制系统来实现，称为电子显像系统。静电成像的理论是美国人卡尔逊首先提出的，因此也称为卡尔逊法，或故称为放电成像法。基本过程可分为：充电、曝光、显影、转印、定影、清洁、消电7个步骤，其中5个步骤是围绕电子显影系统进行的。由于电子现象系统所采用显影剂的不同（磁性显影剂和非磁性显影剂），我们就把大致可以把电子显影系统分为磁性显影和非磁性显影系统两种。
1. 充电：
充电:
恒定的电流通过充电辊PCR
(Primary Charge Roller) 给感光
鼓OPC表面均匀充上负电荷
消电:
充电辊PCR同样将感光鼓表面残
留电荷清除.
充电既是对感光鼓进行充电，对感光鼓表面施加一层均匀的负电荷，使得感光鼓表面产生一层均匀的负电势层并维持这个常数电势。感光鼓表面光导体材料在不见光的情况下为绝缘体，呈中性状态，不带有任何电荷。要实现在光导体表面的静电潜像，首先必须要在光导体表面进行充电。激光打印机对感光鼓充电的方法，因机型不同才采用的具体充电方法也有不同。
2.曝光成像：
感光:
激光束照射到感光鼓的部份会
产生放电现象,在鼓面上出现潜
在的图像.
在
扫描曝光就像我们用笔在纸上写字一样，扫描曝光的工具是有激光束在感光鼓上进行“书写”曝光，这幅图画或文字是不可见的，这就是我们所说的“静电潜像”。感光鼓在被充电后，当激光束中有光部分照到其表面的某个区域时，称为曝光。经曝光后的地方电阻率明显降低，表面的电荷与界面的电荷便中和消失。同时有由于光导体不在见光情况下良好的绝缘性能，未经曝光的表面电荷仍保持不变，即形成一层静电潜像。扫描曝光就是利用感光鼓表面光导材料的光敏性质。当光导体受到激光束扫描照射后，被光照的部分与感光鼓导电层通使电荷消失，没有被光照射的不跟仍保持，这样就形成一副电位差的图像，也可以理解为对感光鼓的“消电”过程。消电过程，光导体表面的电位是在变化的，这个电位变化对打印质量影响很大。如残余电位过高，将会出现打印“底灰”现象。
3.显影
显影:
从潜在图像到形成真正图像.
碳粉被磁芯吸附在磁辊上，doctor blade与磁辊/碳粉
相互摩擦使碳粉充上负电荷.感光鼓面上正电荷的部分
会将充上负电荷的墨粉吸附过去,在鼓面上形成图像.
磁辊中心有磁芯
把光导体表面形成的“静电潜像”，经过“显影”显示出碳粉图像，这个过程称之为“电子显影”。显影工作是由显影器完成。其作用是将静电潜像变成图像。显影是利用物质间电荷同性相排斥、异性相吸的原理完成的。粉仓中的搅拌器，是时碳粉摩擦带电。当碳粉在粉仓内被搅拌器搅拌均匀后，碳粉在磁辊磁场的作用下被永久磁芯吸附到了磁棍滚筒的表面，由于磁辊面向刮板前端产生一个集中磁场，所以该集中磁场将显影剂集中到这个部分。集中磁场的显影剂因为与刮板的结合力很强。因此基本不发生移动。这样
伴随着显影滚筒的转动，刮板以及磁辊套筒之间的摩擦，碳粉表面带上了负的静电。由于形成静电潜像的感光鼓上明部的电位被曝光中和，暗部仍带有负电，则通过显像滚筒施加负的显影偏压，显影滚筒上的带有负电位的碳粉就会在显影带跳向感光鼓。跳跃的碳粉附着在形成静电潜像的感光鼓表面的眀部。此时附着的碳粉量，和对比电位成比例。另外，感光鼓表面的暗部，因为有一次充电的电位，所以带有负电位的碳粉会被排斥，不附着。通过这些过程，在感光鼓上形成可视图像。在磁辊套筒上面还加有以个交流偏置电压，着个交流偏置电压加会降低碳粉同磁辊的吸引力，并增强碳粉同感光鼓表面非曝光区域的排斥作用。从而该交流偏置电压很好的改善了打印黑度和清晰度、分辨率的问题。
4.转印
转印:
在感光鼓面上形成的图像转移到纸张上.
转印辊充上正电荷,在纸张下面将碳粉吸附
到纸上.
用高压静电将感光鼓表面的“碳粉图像”转印到普通纸张上，这个过程称为“转印”。当带负电的碳粉随着感光鼓转到打印纸附近时，在纸的后面放置的电极放正电，由于电压高达500—1000V，静电吸引力便使纸紧贴在光导板上，带负电荷的碳粉即被吸附到纸张的表面上了。由于这种专业方式与纸的绝缘程度有关，当纸张因天气而受潮时，碳粉将因纸张表面的漏电而不能完全及紧密的吸附在上面，而导致打印质量不良，如图像缺陷，字符空心等异常问题。
5. 加热定影
定影:
通过高温使碳粉融化并固定在纸上. 定影
组件是由上方的加热辊和下方的压力辊组
成的.
将吸附在纸上的碳粉图像，利用加压热熔的方法，使溶化的碳粉侵入打印纸中，形成固定图像的过程，称为“定影”。吸附在纸上的碳粉，是由热性的树脂及碳粉混炼而成的微小颗粒，当吸附由碳粉的纸经过两个较高而间隙又不大的金属滚筒之间夹缝时，碳粉中的树脂溶化而与碳粉一起被紧紧地压附在纸张上，从而形成永久的图像，同时也完成了激光打印机的整个过程。
6.清洁
清洁：
WB将感光鼓OPC 表面清除干净.
清洁挡片将剩余碳粉收集到废粉仓The recovery
blade防止剩余碳粉漏出来.
清洁系统主要就是把感光鼓表面没有完全转移的“残余碳粉”清除干净，使下一个打印周期有一个洁净的感光鼓。理论上讲“碳粉图像”应该完全被转印，但是很难做到。激光打印机在打印的过程中，经过充电、曝光、显影、转印、定影、清洁、消电几道功勋，由于电位迁移，加上光导体“光衰”的影响，“碳粉图像”不可能完全转移到打印纸上，那么残留在感光鼓表面碳粉的多少，直接影响到打印质量的好坏。如果感光鼓表面上的残留碳粉不能彻底的清除干净，就会带入下一个打印周期，破坏新生成的“碳粉图像”所以要对感光鼓表面进行彻底的清洁。这就需要一个感光鼓清洁器。
激光打印机有两种清洁的方法：橡胶刮板清洁与毛刷清洁。它们的作用都是对感光鼓表面进行清洁。
非磁性显影电子显像系统工作方式：
三星和兄弟黑白激光打印机大多采用了非磁性的显影方式。所不同的是三星大都采用了负电性碳粉，而兄弟采用了正电性碳粉。非磁性显影系统同磁性显影电子显像系统相
比主要的差别就体现在显影碳粉的供应方式上面。其余均相同，此处仅对此说明。该类粉盒的显影碳粉使有显影辊与供粉辊共同配合完成。
二、激光打印耗材——硒鼓
1. 激光碳粉盒的组成
激光碳粉盒为打印机的消耗品，是激光打印的主要成像部件。现以三星1710碳粉盒为例来进行讲解。此粉盒主要由8大部件组成：包括感光鼓，充电辊，显影辊，供粉辊，控制刮刀，清洁刮刀，碳粉和塑胶件。其功能主要如下表：
2. 硒鼓分类
（a）按组合方式分
碳粉盒可以分为一体化碳粉盒，二体化碳粉盒和三体化碳粉盒。其中一体化碳粉盒就是指光导鼓（感光鼓）、显影辊以及碳粉存储仓为一体的碳粉盒。大部分HP的黑白碳粉盒属于这一类。二体化碳粉盒是指碳粉盒分为两个独立的部分，一部分为光导鼓，另一部分部分为显影辊与碳粉存储仓。该类碳粉盒有EPSON 6200L,联想M9100 等等。三体化碳粉盒指碳粉盒分为三个独立的部分；光导鼓、显影辊、碳粉存储仓。通常有的厂家也称其为鼓粉分离技术。
（b）按使用的碳粉类型分
碳粉盒可以分为磁性单组碳粉盒、非磁性单组碳粉盒和双组碳粉盒。对于磁性单组分碳粉盒，它的显影器是采用磁辊同粉仓的配合来给光导鼓进行供粉。非磁性单组分碳粉盒的显影器是靠显影辊、供粉辊和粉仓刮板三者配合给光导鼓进行供粉。双组粉碳粉盒其显影器仍是靠磁辊同粉仓刮板的配合来对光导鼓进行供粉。
通过上述三种分类，我们就可以得出碳粉盒所存在的一些共性和差异、显影器和碳粉存储仓，所说的差异就是指碳粉盒由于其采用的显影剂不同，其显影器的构成具备了较大的差异。
3.打印过程中各部件所起的作用
三、激光打印机硒鼓易损部件
1.光导鼓（感光鼓）
a、光导鼓的工作原理
光导鼓是一个光敏器件，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。
b、光导鼓的分类
目前市场上光导鼓产品有三种，即硒鼓及硒合金鼓，a-硅鼓，硫化镉鼓、有机鼓（OPC）因为硒鼓制作成本高，硒及金属属于稀有金属材料，在加上硒砷毒性较大二污染环境等因素，逐步退出静电成像材料主流市场。而a-硅鼓由于制造工艺复杂，成本极高，价格昂贵。由于高效环保的有机信息电子材料OPC光导鼓具有成本低，原材料来源随地可得，可灵活的制造，可实现大规模连续生产，OPC鼓已占有了全部光导鼓的98％以上。
c、OPC的构成及组成。
OPC鼓是由铝管涂覆有机化学（即光敏材料）构成的。有机化学物质最主要的是两层，一层是电荷生成层（CGL），一层是电荷传输层（CTL）一般还会在有机光导材料外面再涂覆一层材料，起耐磨性。
感光鼓的结构分成涂布与基材，基材是由金属构成的。现在都是由铝来当基材，基材部分接地以引导电子能迅速消散掉，涂布层可概括分成：保护层、电性层、防放射层。
2. 显影辊
a、显影辊的作用
就是讲碳粉从存储仓中输送到光导鼓上面，从而达到图像的显现。
b、显影辊的类型
目前市场上面所存在的显影辊主要由两种，一种是由在金属套筒上面涂层制成的显影辊，另一种是橡胶辊（也称胶辊、皮辊）。对于在金属上面涂层的显影辊大部分为磁性辊，而橡胶辊大部分则用于非磁性显影剂的情况。
c、磁辊的组成及生产品质所导致的问题
作为显影辊它的作用由两个：一个是吸附碳粉颗粒。另一个就是充电碳粉颗粒。
c1 磁辊涂层表面粗糙度直接影响碳粉所能获得的充电程度。
c2 光滑程度较低的涂层会使得小个碳粉粒子机械的粘附在套筒上面而导致图像黑度的降低。
c3 涂层中碳黑的导电特性由助于充电过盛的小个碳粉例子能够将过多的电荷导入，导致黑度不匀（鬼影）的根源之一。
d、磁辊在使用中注意事项：
第一、不要使用任何类型的清洁剂处理套筒。
第二、不要用手接触套筒表面，手上的油污、汗液会引起音频缺陷。
第三、不要试图抛光磁辊表面，并尽量不要用棉布清洁磁辊表面，这样做会降低其表面纹理。
第四、不要采用堆叠的方法存储磁辊，磁力的吸引可能引起碰撞从而弄伤涂层。
3、充电辊
a、充电辊分类
在目前市场上激光打印机的充电方式由两种形式：一种是电晕充电方式，一种是使用充电辊的充电方式。即充电装置分为电晕充电器盒充电辊。
b、与充电辊不良相关的打印缺陷
b1)、针孔效应
如果感光鼓的绝缘层某处由一小针孔，那么在给OPC充电的时候，小孔轴向的一跳线上的电荷可能通过针孔到导电层到电极而泄露。OPC无法有效充电，在打印上变现为一条黑线。
b2)、充电电压绝对值过低
充电电压绝对值过低，是OPC不能够得到有效的充电，形成的潜像与北京反差太小，造成诋毁严重或者中间色调的图像失真。
b3)、充电辊结构不均匀
充电辊结构不均匀，造成充电辊沿轴向各部分的体积电阻率不同，从而造成充电电压在各个部分由差别，造成图像密度不均匀。
b4)、OPC污染
充电辊在使用过程中电压达到最小，性能不稳定，放置一段时间，胶料内随环境变化而发生了化学发应，导致OPC表面有污染线。
4、清洁刮板
橡胶清洁刮板是由金属基架及聚氨脂片制作，有一个平直的刀刃且具有耐磨性和柔韧性。刀刃与感光鼓表面形成一个剪切角并有一定压力。当感光鼓载着残留在表面的墨粉旋转时，残留墨粉被清洁刮板刮入废粉收集仓内。与刮板相对的位置上还有一个止回片，以放置清洁后废粉的飞出。（测试样张有不规律的小碳粉点，有可能是止回片变形或者未粘接牢固）。由于橡胶刮板始终与感光鼓剪切面并具有一定压力，会造成感光鼓表面的磨损，在刮板刃部涂有润滑粉。
清洁刮板作用：把感光鼓表面没有完全转移的“残余墨粉”清除干净，使下一个打印周期是个洁净的感光鼓。如果清洁刮板刀刃有损伤，残留在感光鼓表面的墨粉则不能清洁干净，导致下一个周期的图像重叠而产生不良的打印效果。
5、出粉刀
出粉刀（DB又叫做控制片）的机构
a、由金属基架及聚氨脂片构成；
a1) 与MR（磁辊）摩擦使碳粉颗粒带电；
a2) 控制磁辊套筒表面碳粉层厚度，令碳粉均匀转出。
b、出粉刀（DB）使用中注意事项
b1) 在生产操作中注意其表层不得随意用化学溶剂处理；
b2) 金属基架尽量不与水接触，防止其生锈
b3) 聚氨脂片在使用中不可以用手接触或油污粘在表面；
b4) 出粉刀不得有缺口或杂质粘附，这会使打印图像中出现竖条；
b5) 如出粉刀上得聚氨脂片老化、粘有杂物或变形会直接导致打印品质。
6、碳粉
碳粉，也叫墨粉，使用于静电成像得粉状墨汁，其颗粒大小在5—12微米，带正电荷或负电荷。
碳粉分单组份和双组份，有磁性和非磁性。复印机所用碳粉为双组份，其中含有载体。激光打印机碳粉为单组份碳粉，不含载体，激光打印机碳粉分磁性碳粉和非磁性碳粉两种。磁性碳粉用于跳动式显影，非磁性碳粉用于接触式显影。磁性碳粉对应的是磁辊，非磁性对应的是显影辊。
a、碳粉的鉴定
决定一种型号的碳粉中和品质考虑以下六个因素：黑度、灰度、非分率、分辨率、定着度、鬼影。
黑度
黑度值的计算是黑度值测试器先发射一定数量强光束，照射到待测图形，在反射回黑度值测试器，计算其被吸收的光束，再通过固定的计算程式得出的值。
底灰
底灰值是用黑度测试器测试打印样张中没有字样的空白处的黑度值。它与打印纸的白的程度也有关系，即同一种碳粉在不同的打印纸上的底灰值也不一定一样。在一般情况下，OEM 碳粉的底灰值约为0.05—0.06，大于0.06时，目测的结果就会感觉打印样张有点脏，影响底灰值的主要原因和碳粉的导电特性（简称电性）及碳粉的颗粒大小有关。每种型号的打印机要求的碳粉点电性一般是不一样，这也是我们强调专用粉专用的一个原因。
废粉率
废粉率是指一定量的碳粉在正常的打印中产生的废粉所占比例。
三星系列打印机碳粉的废粉率在5％~7％之间时属于正常范围。其它品牌打印机一般
高些，6％~10％之间。废粉率也直接影响到一定量的碳粉打印页数（页产量）。
分辨率
分辨率是指每英寸所能打印的点（DPI）。碳粉颗粒的粗细会直接影响到分辨率。我们可以打印一些壁画较多的小字来目测其是否模糊，来判断其分辨率的高与低。也可以观察线条是否有毛边，汉字在拐角处是否断角及是否有空心字发虚等显像评估。
定着度
定着度指的是附着在纸张表面的碳粉溶化后渗透到纸纤维的能力。熔点是影响碳粉定着度的一个重要因素。
（1）熔点过高时，当附有碳粉颗粒的纸张经过定影组件，未能充分溶化渗透到纸纤维时，已从定影组件通过。
（2）但是熔点过低，碳粉的稳定性又会变得很差。我们多说得定影不牢。一般来说，定着度较差得碳粉所打印的文字表面会很粗糙。严格测试时，可以一用机械工业部标准中的办法，采用耐磨测试仪器进行测试。
鬼影和重影
鬼影的形成：是因为感光表面的文字图形形成的不等位电荷区在完成一次成像后，仍残留可导致成潜像的电荷区，在下一次成像中，仍可见其潜像的现象。鬼影现象和重影现象相似，但又有部分区别。重影现象一般是由于及其的故障现象引起，如定影组件中的上辊氟层被破坏引起沾粉，从而导致重影。另外，打印截止也会影响鬼影出现，像硫酸纸比普通纸更容易出现鬼影现象，刚打印过的纸也会比未使用过的打印纸容易出现鬼影现象。
b、碳粉使用注意事项：
（1）使用环境：温度10~35℃，湿度20~80％
（2）打印介质：不可使用破皱、潮湿、变形和超厚的纸张。太厚太硬的纸张会很快磨损感光鼓，导致打印质量下降，甚至造成不能修复的损坏。
（3）碳粉达标指数：黑度≥1.3
（高质量复印稿黑度：1.2—1.4，国际黑度为1.0）底灰≤0.9
页耗粉量≤60mg 颗粒度6—8um
四、印品质量（打印测试样稿及测试页）及名词解释
1、印品质量应符合下表所规定的要求。
印品考核项目及技术指标
2、名词解释
（1）墨粉卡盒组件——是由光导体单元、显影单元、墨粉输送单元等三个单元或前两个单元组成的成像部件。
激光器激励原理 —固体激光器 1311310黄汉青 1311343张旭日辅导老师：
摘要：固体激光器目前是用最广泛的激光器之一，它有着一些非常突出的优点。介绍固体激光器的工作原理及应用，更能够加深对其的了解。本论文先从基本原理和结构介绍固体激光器，接着介绍一些典型的固体激光器，最后介绍其在军事国防、工业技术、医疗美容等三个方面的应用及未来的发展方向。 关键词：固体激光器基本原理基本结构应用 1引用 世界上第一台激光器—红宝石激光器（固体激光器）于1960年7月诞生了，距今已有整整五十年了。在这五十年时间里固体激光的发展与应用研究有了极大的飞跃，并且对人类社会产生了巨大的影响。 固体激光器从其诞生开始至今，一直是备受关注。其输出能量大，峰值功率高，结构紧凑牢固耐用，因此在各方面都得到了广泛的用途，其价值不言而喻。正是由于这些突出的特点，其在工业、国防、医疗、科研等方面得到了广泛的应用，给我们的现实生活带了许多便利。 未来的固体激光器将朝着以下几个方向发展： a)高功率及高能量 b)超短脉冲激光 c)高便携性 d)低成本高质量 现在，激光应用已经遍及光学、医学、原子能、天文、地理、海洋等领域，它标志着新技术革命的发展。诚然，如果将激光发展的历史与电子学及航空发展的历史相比，你不得不意识到现在还是激光发展的早期阶段，更令人激动的美好前景将要来到。 2激光与激光器
2.1激光 2.1.1激光（LASER） 激光的英文名——LASER，是英语词组Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation（受激辐射的光放大）的缩写[1]。2.1.2产生激光的条件 产生激光有三个必要的条件[2]： 1)有提供放大作用的增益介质作为激光工作物质，其激活粒子（原子、分子或离子）有适合于产生受激辐射的能级结构； 2)有外界激励源，将下能级的粒子抽运到上能级，使激光上下能级之间产生粒子数反转； 3)有光学谐振腔，增长激活介质的工作长度，控制光束的传播方向，选择被放大的受激辐射光频率以提高单色性。 3固体激光器 3.1工作原理和基本结构 在固体激光器中，由泵浦系统辐射的光能，经过聚焦腔，使在固体工作物质中的激活粒子能够有效的吸收光能，让工作物质中形成粒子数反转，通过谐振腔，从而输出激光。 如图1所示,固体激光器的基本结构（有部分结构没有画出）。固体激光器主要由工作物质、泵浦系统、聚光系统、光学谐振腔及冷却与滤光系统等五个部分组成[4]。
激光打印机硒鼓的工作原理及过程 硒鼓是激光打印机定影成像系统的重要核心部件，主要由感光鼓、充电辊、显影装置、粉仓和清洁装置构成。位于硒鼓中的一些易损耗、退化的零部件需要我们不断补充更新，从而构成我们今天所说的硒鼓再生，所以了解其工作原理及过程具有重要意义和实用价值。我们先着重介绍它的一些重要的零部件：感光鼓、充电辊和磁辊。 感光鼓的示意图如下，主要由铝芯和感光层构成。 充电辊由三层组成，由里到外分别为铁芯、绝缘层和导电橡胶层。其中OEM的绝缘层一般较有弹性，是为便于给感光鼓充分的充电，而一般的非OEM产品的弹性就会差些。最易磨损是导电橡胶层，而这层也是最重要的。磁辊是显影装置中最重要的部件，一般由磁芯、铝套和一些塑料件组成，其中铝套较易受损，也需常更换。 本文档为网上收集，若侵犯了您的利益，请联系(QQ：253169161)，我将立即核对删除。
定影成像工作一般需七个步骤：清洁、充电、曝光、显影、转印、分离和定影，而其中前6步骤都需硒鼓的运转来完成。其大致流程图如下： 下面我们以HP6L硒鼓为例，着重介绍其工作过程。我们先看一下硒鼓的主要零部件的侧面示意图： 1．清洁清洁工作主要有刮板来完成。刮板紧贴在感光鼓表面，随时都可以把感光鼓表面残余的碳粉剔掉，并收集在废粉仓里。当打印机在马达旋转的时侯，硒鼓的相关部件也开始转动，这时硒鼓的清洁工作便完成了。硒鼓一般有两块刮板，一块用来剔除感光鼓表面残余的碳粉，另一块用来剔除磁辊表面过多的碳粉。因此，刮板的好坏会直接影响打印本文档为网上收集，若侵犯了您的利益，请联系(QQ：253169161)，我将立即核对删除。
效果和感光鼓、磁辊的使用寿命。一般情况下，当我们目测到刮板上的橡胶有点发黄时，我们就应该更换，因为这时的橡胶已开始老化。用这种老化的刮板势必会减短感光鼓和磁辊的寿命。
目录 摘要 (1) 关键词 (1) Abstract (1) Keywords (1) 1引言 (2) 2激光 (2) 2.1激光产生的三个条件 (3) 2.2激光的特点 (3) 2.3激光器 (3) 3 CO2激光器的原理 (5) 3.1 CO2激光器的基本结构 (5) 3.2 CO2激光器基本工作原理 (7) 3.3 CO2激光器的优缺点 (8) 4 CO2激光器的应用 (9) 4.1军事上的应用 (9) 4.2医疗上的应用 (10) 4.3工业上的应用 (12) 5 CO2激光器的研究现状与发展前景 (14) 5.1 CO2激光器的研究现状 (14) 5.2 CO2激光器的发展前景 (15) 6 结束语 (17) 参考文献 (19) 致谢 (20)
摘要：本文从引言出发介绍了CO2激光技术的基本情况，简单介绍了激光和激光器的一些特点，重点介绍了气体激光器中的CO2激光器的相关应用，目前CO2激光器是用最广泛的激光器之一，它有着一些非常突出的高功率、高质量等优点。论文首先介绍了应用型CO2激光器的基本结构和工作原理，着重介绍了应用型CO2激光器在军事、医疗和工业三个主要领域的应用，最后介绍应用型CO2激光器的研究前景和现状。通过这些介绍使得人们能够加深对CO2激光器的了解和认识。 关键词: CO2激光器；基本原理；基本结构；应用； Abstract: This departure from the introduction of CO2 laser technology, introduced the basic situation, briefly introduced some of the characteristics of laser and laser to highlight the CO 2gas laser in laser-related applications, the current CO 2 laser was one of the most extensive laser, it had some very prominent high-power, high quality and so on. Paper introduced the application of CO 2 laser-type basic structure and working principle, focusing on the application type CO 2 laser in the military, medical and industrial application of the three main areas, Finally, applied research prospects for CO 2 laser and status. Through these presentations allowed people to deepen their knowledge and understanding of CO s lasers. Keywords:CO2Laser Basic Principle Basic Structure Application
半导体激光器工作原理及主要参数 OFweek激光网讯：半导体激光器又称为激光二极管（LD，Laser Diode），是采用半导体材料作为工作物质而产生受激发射的一类激光器。常用材料有砷化镓（GaAs）、硫化镉（CdS）、磷化铟（InP）、硫化锌（ZnS）。激励方式有电注入、电子束激励和光泵浦激励三种形式。半导体激光器件，一般可分为同质结、单异质结、双异质结。同质结激光器和单异质结激光器室温时多为脉冲器件，而双异质结激光器室温时可实现连续工作。半导体激光器的优点在于体积小、重量轻、运转可靠、能耗低、效率高、寿命长、高速调制，因此半导体激光器在激光通信、光存储、光陀螺、激光打印、激光医疗、激光测距、激光雷达、自动控制、检测仪器等领域得到了广泛的应用。 半导体激光器工作原理是：通过一定的激励方式，在半导体物质的能带（导带与价带）之间，或者半导体物质的能带与杂质（受主或施主）能级之间，实现非平衡载流子的粒子数反转，当处于粒子数反转状态的大量电子与空穴复合时便产生受激发射作用。半导体激光器的激励方式主要有三种：电注入式、电子束激励式和光泵浦激励式。电注入式半导体激光器一般是由GaAS（砷化镓）、InAS（砷化铟）、Insb（锑化铟）等材料制成的半导体面结型二极管，沿正向偏压注入电流进行激励，在结平面区域产生受激发射。电子束激励式半导体激光器一般用N型或者P型半导体单晶（PbS、CdS、ZhO等）作为工作物质，通过由外 部注入高能电子束进行激励。光泵浦激励式半导体激光器一般用N型或P型半导体单晶（GaAS、InAs、InSb等）作为工作物质，以其它激光器发出的激光作光泵激励。 目前在半导体激光器件中，性能较好、应用较广的是：具有双异质结构的电注入式GaAs 二极管半导体激光器。 半导体光电器件的工作波长与半导体材料的种类有关。半导体材料中存在着导带和价带，导带上面可以让电子自由运动，而价带下面可以让空穴自由运动，导带和价带之间隔着一条禁带，当电子吸收了光的能量从价带跳跃到导带中去时就把光的能量变成了电，而带有电能的电子从导带跳回价带，又可以把电的能量变成光，这时材料禁带的宽度就决定了光电器件的工作波长。 小功率半导体激光器（信息型激光器），主要用于信息技术领域，例如用于光纤通信及光交换系统的分布反馈和动态单模激光器（DFB-LD）、窄线宽可调谐激光器、用于光盘等信息处理领域的可见光波长激光器（405nm、532nm、635nm、650nm、670nm）。这些 器件的特征是：单频窄线宽、高速率、可调谐、短波长、光电单片集成化等。 大功率半导体激光器（功率型激光器），主要用于泵浦源、激光加工系统、印刷行业、生物医疗等领域。 半导体激光器主要参数： 波长nm：激光器工作波长，例如405nm、532nm、635nm、650nm、670nm、690nm、780nm、810nm、860nm、980nm。 阈值电流Ith：激光二极管开始产生激光振荡的电流，对小功率激光器而言其值约在数 十毫安。
几种常用激光器的概述 一、CO2激光器 1、背景 气体激光技术自61年问世以来，发展极为迅速，受到许多国家的极大重视。特别是近两年，以二氧化碳为主体工作物质的分子气体激光器的进展更为神速，已成为气体激光器中最有发展前途的器件。 二氧化碳分子气体激光器不仅工作波长(10.6微米)在大气“窗口”，而且它正向连续波大功率和高效率器件迈进。1961年，Pola-nyi指出了分子的受激振动能级之间获得粒子反转的可能性。在1964年1月美国贝尔电话实验室的C.K.N.Pate 研制出第一支二氧化碳分子气体激光器，输出功率仅为1毫瓦，其效率为0.01%。不到两年，现在该类器件的连续波输出功率高达1200瓦，其效率为17 %，电源激励脉冲输出功率为825瓦，采用Q开关技术已获得50千瓦的脉冲功率输出。最近，有人认为，进一步提高现有的工艺水平，近期可以达到几千瓦的连续波功率输出和30~40% 的效率。 2、工作原理 CO2激光器中，主要的工作物质由CO?，氮气，氦气三种气体组成。其中CO?是产生激光辐射的气体、氮气及氦气为辅助性气体。加入其中的氦，可以加速010能级热弛预过程，因此有利于激光能级100及020的抽空。氮气加入主要在CO?激光器中起能量传递作用，为CO?激光上能级粒子数的积累与大功率高效率的激光输出起到强有力的作用。CO?分子激光跃迁能级图CO?激光器的激发条件：放电管中，通常输入几十mA或几百mA的直流电流。放电时，放电管中的混合气体内的氮分子由于受到电子的撞击而被激发起来。这时受到激发的氮分子便和CO?分子发生碰撞，N2分子把自己的能量传递给CO2分子，CO?分子从低能级跃迁到高能级上形成粒子数反转发出激光。 3、特点 二氧化碳分子气体激光器不但具有一般气体激光器的高度相干性和频率稳定性的特点,而且还具有另外三个独有的特点： （1）工作波长处于大气“窗口”，可用于多路远距离通讯和红外雷达。 （2）大功率和高效率( 目前，氩离子激光器最高连续波输出功率为100瓦，其效率为0.17 %，原子激光器的连续波输出功率一般为毫瓦极,其效率约为0.1%，而二氧化碳分子激光器连续波输出功率高达1200瓦,其效率为17%）。 （3）结构简单，使用一般工业气体，操作简单，价格低廉。由此可见,随着研究工作的进展、新技术的使用，输出功率和效率会不断提高,寿命也会不断增长,将会出现一系列新颖的应用。例如大气和宇宙通讯、相干探测和导航、超外
过转印和定影后的感光鼓表面依然带有静电荷，为进行下一周期的均匀充电，充电辊负责将残余的静电消除，实际上是由交流激光打印机的工作原理 激光打印机工作原理主要分为七大步骤： 充电暴光显影转印定影清洁消电 1.充电：打印机通过充电辊多感光鼓表面充上一层均匀的负 电荷-600V左右。 2.暴光：携带文字和图象信息的激光束照射在感光鼓表面， 接受激光照射的部位变导体，静电荷消失，未经激光照射的地方保持原来的电荷，这样鼓表面就形成了静电潜像。 3.显影：摩擦带电的碳粉在电场力的作用下被吸附到感光鼓 表面静电潜像处形成不牢固的文字和图像（MR、作用后的碳粉发生跳动被带静电潜像的OPC吸附。） 4.转印：机器转印辊充有300V正电压，打印介质在感光鼓 与转运辊之间传动，感光鼓表面由碳粉形成的文字和信息在电场力的作用下转印到打印介质上（此时文字和图象仍不牢固） 5.定影：携带文字和图象的打印介质经过高温且有一定压力 的定影组件时，碳粉被熔化、压印到打印介质上。） 6.清洁：经转印和定影后，在OPC表面残留的小量碳粉在清 洁刮刀的作用下被收集到废粉仓内。 7.消电：经AC1700V和直流DC-560V加在充电辊上，消电和
充电同时进行。 碳粉盒各种易耗件作用 DB:1.磁套表面的涂层与碳粉颗粒及出粉刀上的聚氨脂片互相摩擦，使碳粉带上静电； 2．控制磁辊套表面碳粉层厚度，令碳粉均匀转出 WB:与OPC摩擦，清洁OPC表面没有完全转印到纸上残余的碳粉颗粒。 MR:1.通过内部磁心将芬仓中碳粉吸向磁辊套表面； 2.通过磁套表面的涂层与碳粉颗粒及出粉刀上的聚氨脂片互相摩擦，使碳粉带上静电； 3.磁套通过交流电压及支流电压，使得带电碳粉在磁套与OPC表面之间“跳动”从而使OPC表面的“静电潜像”吸附到碳粉。 OPC:1.OPC表面能被充上均匀电荷，经激光扫描后，涂层中的电子传导层电阻发生变化，从而在其表面形成静电潜像。 2.OPC静电潜像部分会吸附MR表面的碳粉。 3.OPC静电潜像部分表面的碳粉会转移到纸张表面。PCR:1.通过电离空气分子产生电荷，消除OPC表面上残余电荷。 2.通过电离空气分子产生电荷，给OPC表面充上均匀电 荷。 产品测试环境、工作环境、存储运输环境要求
深圳市齐心文具股份有限公司 激光打印机原理与耗材技术解析 一．激光打印机工作原理 无论是黑白饥荒打印机还是彩色激光打印机，其基本工作原理是相同的，他们都采用了类似复印机的静电照相技术，将打印机内容转变为感光鼓上的以像素点为单位的点阵位图图像，再转印到打印机纸上形成打印内容。与复印唯一不同的是光源，复印机采用的是普通白色光源，而激光打印机则采用的是激光束。 在工作过程中计算机先把需要的数据（打印控制器中光栅位图图像数据）转换为激光扫描器的激光束信息，通过反射棱镜对感光鼓照射，此时感光鼓在充电时它的鼓体表面（现在感光鼓表面涂层用的材料一般为TefLon-----聚四氟乙烯）充满了正电荷。 激光器射出的激光抵消了鼓体表面图像部分以外的正电荷，感光鼓体表面形成了以正电荷表示的与打印图像完全相同的图像信息。这时显影仓已经工作，磁棒上的碳粉颗粒带上了负电荷，随着感光鼓的转动正负电子相依的时候就把碳粉颗粒吸附到感光鼓体上（正负相吸），形成了感光鼓表面的碳粉图像。而打印纸在与干皇姑接触前就被一充电单元充满负电荷，而所带电压高于感光鼓上的，当打印纸走过感光鼓时，由于正负电荷互相吸引，感光鼓的碳粉图像就转印到打印纸上。经过热转印单元（定影过程的加热加压）使碳粉颗粒完全与纸张纤维吸附，形成了打印图像。 二．激光打印机工作过程解析 第一阶段数据交换系统 1．打印机控制器： 在激光打印机能够工作之前，它需要获得页面数据并计算机如何将这些数据列印到纸
面上。这个工作由打印机控制器完成。打印机控制器是激光打印机的主要板载计算机。它通过某个通信端口（如：USB端口）与主机进行交谈。在打印作业开始时，激光打印机会与肌注一起确定数据的交换方式。控制器可能必须定期启动和停止主机，以便处理它已经接收到的信息。 2.打印机的接口和数据传输模式： 接口类型也就是指打印机与计算机之间采用的接口类型，通过这项指标也可以简介反映出打印机输出的速度快慢。目前市场上打印机产品的主要类型包括常见的并行接口、USB 接口以及网络接口。 2.1 并行接口： 并行接口又简称为“并口”，是一种增强了的双向并行传输接口。有点是不需要在PC 中用其他的卡，无限连接数码（只要你有足够的端口），设备的安装及使用容易。 2.2 USB接口： USB 的全称是Universal Serial Bus 通用串行总线，USB支持插拔，也就是我们说的即插即用。使用USB 为打印机应用带来的变化则是速度的大幅度提升，USB 接口提供的连接速度比并口速度提高达到10倍以上，在这个速度之下打印文件传输时间大大缩减。目前绝大多数的桌面型激光打印机基本都配置了USB 接口。 3. 图像处理器： 在构造出数据之后，控制器就开始生成整个页面。它会设置文本边距，排列单词并放置所有图像。在页面排列完毕之后，光栅图像处理器会获取页面数据，既可以一次获取整个页面，也可以一部分一部分的获取，然后将页面分割成由微小点组成的阵列。正如我们将在下一节中看到的，打印机要求页面必须采用此格式，以便激光器能够将其写到感光鼓上。 4.激光器组件：
作者：非成败 作品编号：92032155GZ5702241547853215475102 时间：2020.12.13 几种常用激光器的概述 一、CO2激光器 1、背景 气体激光技术自61年问世以来，发展极为迅速，受到许多国家的极大重视。特别是近两年，以二氧化碳为主体工作物质的分子气体激光器的进展更为神速，已成为气体激光器中最有发展前途的器件。 二氧化碳分子气体激光器不仅工作波长(10.6微米)在大气“窗口”，而且它正向连续波大功率和高效率器件迈进。1961年，Pola-nyi指出了分子的受激振动能级之间获得粒子反转的可能性。在1964年1月美国贝尔电话实验室的C.K.N.Pate 研制出第一支二氧化碳分子气体激光器，输出功率仅为1毫瓦，其效率为0.01%。不到两年，现在该类器件的连续波输出功率高达1200瓦，其效率为17 %，电源激励脉冲输出功率为825瓦，采用Q开关技术已获得50千瓦的脉冲功率输出。最近，有人认为，进一步提高现有的工艺水平，近期可以达到几千瓦的连续波功率输出和30~40% 的效率。 2、工作原理 CO2激光器中，主要的工作物质由CO?，氮气，氦气三种气体组成。其中CO?是产生激光辐射的气体、氮气及氦气为辅助性气体。加入其中的氦，可以加速010能级热弛预过程，因此有利于激光能级100及020的抽空。氮气加入主要在CO?激光器中起能量传递作用，为CO?激光上能级粒子数的积累与大功率高效率的激光输出起到强有力的作用。CO?分子激光跃迁能级图CO?激光器的激发条件：放电管中，通常输入几十mA或几百mA的直流电流。放电时，放电管中的混合气体内的氮分子由于受到电子的撞击而被激发起来。这时受到激发的氮分子便和CO?分子发生碰撞，N2分子把自己的能量传递给CO2分子，CO?分子从低能级跃迁到高能级上形成粒子数反转发出激光。 3、特点 二氧化碳分子气体激光器不但具有一般气体激光器的高度相干性和频率稳定性的特点,而且还具有另外三个独有的特点： （1）工作波长处于大气“窗口”，可用于多路远距离通讯和红外雷达。 （2）大功率和高效率( 目前，氩离子激光器最高连续波输出功率为100瓦，
【使用技巧】初学者必看一同了解激光打印机工作原理 通常，用户们只知道激光打印机打印速度快、打印质量好等优点，但了解其工作原理的又有多少人呢?然而，清楚打印机的工作原理对于对打印机进行日常维护，从而增加机器的工作质量和寿命等都是十分重要的。通常，激光打印机可分成6大系统，分别是供电系统(Power System)、直流控制系统(DC controller System)、接口系统(Formatter System)、激光扫描系统(Laser/Scanner System)、成像系统(Image Formation System)以及搓纸系统(Pick-up/Feed System)，其中最重要的就是成像系统，下面我们分别对六大系统进行简单的阐述：一、供电系统(Power System) 坐享当今电气时代，似乎凡是机器都需要用到电，因此可以说每一台机器都必然有一个供电系统(只不过是轻重大小之分)，对用电较为讲究的激光打印机更不例外。激光打印机的供电系统是其它五个系统的能源基础，其性能发挥的优劣直接影响着另外五个系统。一般，激光打印机的供电系统又分为三种，分别是高压、低压、直流，高压电一般作用于是成像系统，利用较高的电压才可以使激光器工作运行。低压主要用来驱动各个引擎马达，电压大小可根据需要而定，如声名显赫的HP 6L系列激打，就有5V和12V两种。而直流电则是用于驱动DC板上的传感器、控制芯片以及CPU等。三种电压相互隔离，各司其主，但又相互影响，共同缔造一个稳定的供电系统。 二、直流控制系统(DC controller System) 直流控制系统主要用来协调和控制打印机的各系统之间的工作，如数据接收、扫描单元的控制、传感器的测试，以及各种直流电的监控和分配等，它的电路构成比其它五个系统都要复杂，其中包含有许多电子的专业知识，包括放大、反馈等电路，因此笔者还是建议电子课程考试不及格的用户还是少动它为妙。 三、接口系统(Formatter System) 当计算机向打印机发出打印命令后，打印机不会直接响应而去打印文件，而是首先需要把打印命令“翻译”过来，然后再根据得到的真实命令开展工作。在这一“翻译”岗位上工作的的就是接口系统，它是打印机与计算机之间的“桥梁”，负责把计算机传送过来的数据“翻译”成为打印机能够识别的语言。接口系统一般也包括有三个小部分，分别为接口电路、CPU、BIOS电路。接口电路由能够产生稳压电流的芯片组成，用来保护和驱动其它芯片。CPU是打印机主板的核心部件，在其中的作用是充当“翻译”的角色。BIOS电路是对打印机自身而言，它包括了打印机本身的一些程序配置以厂家的相关信息。在这三个部分中，接口电路是我们经常接触的，对接口系统的维修也似乎仅局限于此。 四、激光扫描系统(Laser/Scanner System)
激光器的原理及分类 一、基础原理 量子理论认为，所有物质都是由各种微观”粒子”组成,如分子,原子,质子,中子,电子等。在微观世界里,各种粒子都有其固有的能级结构。当一个粒子从高能级掉到低能级时，根据能量守恒定律，它要把两个能级相差部分的能量释放出来，通常这个能量以光和热两种形式释放出来。 二、自发辐射、受激辐射 1、自发辐射 普通常见光源的发光（如电灯、火焰、太阳等地发光）是由于物质在受到外来能量（如光能、电能、热能等）作用时，原子中的电子就会吸收外来能量而从低能级跃迁到高能级，即原子被激发。激发的过程是一个“受激吸收”过程。但是处在高能级（E2)的电子寿命很短（一般为10－8～10－9秒），在没有外界作用下会自发地向低能级（E1）跃迁，跃迁时将产生光（电磁波）辐射。辐射光子能量=E2-E1。过程各自独立、互补关联，所有辐射的光在发射方向上是无规律的
射向四面八方，并且频率不同、偏振状态和相位不同。 2、受激辐射 在原子中也存在这样一些特定高能级，一旦电子被激发到这个高能级之上，却由于不满足跃迁的条件，发生跃迁的几率很低，电子能够在高能级上的时间很长，就所谓的亚稳定状态。但在能在外界光场的照射下发生往下跃迁，并且向下跃迁时释放出一个与射入光场相同的光子，在同一个方向、有同一个波长。这就是受激辐射，激光正是利用这一原理激发出来。 二、粒子数反转 通过受激辐射出来的光子，不仅可以引起其他粒子受激辐射，也可以引起受激吸收。只有在处于高能级的原子数量大于处于低能级原子数时，所产生的受激辐射才能大于受激吸收。但是在自然条件下，原子都是都处于稳定的基态，只能通过技术手段将大量的原子都调整到高能级的状态，才能有多余的辐射向外产生。这个技术叫粒子数反转。
激光打印机基本理论知识 尽管喷墨打印机的技术已经发展到相当成熟，但其固有的一些特征使其仍然具有某些不足，特别是打印速度和打印质量还是比不上激光打印机。这里我们有必要来谈谈激光打印机，激光打印机是一种高速度、高精度、低噪音的非击打式打印机，它是激光扫描技术与电子照相技术相结合的产物。激光打印机具有最高的打印质量和最快的打印速度，可以输出漂亮的文稿，也可以输出直接用于印刷制版的透明胶片，尽管其购置费用和消耗品费用都比较高，但是由于其出色的打印效果，现在正在不断普及之中。 一、激光打印机的组成 激光打印机由激光扫描系统，电子照相系统和控制系统三大部分组成，其中激光扫描系统包括激光器、偏转调制器、扫描器和光路系统。它的作用是利用激光束的扫描形成静电潜像。电子照相系统由光导鼓、高压发生器、显影定影装置和输纸机构组成。其作用是将静电潜像变成可见的输出。 激光打印机的印刷原理类似于静电复印，所不同的是静电复印是采用对原稿进行可见光扫描形成潜像，而激光打印机是用计算机输出的信息经过调制后的激光束扫描形成潜像。 二、激光打印机的工作原理 1、基本原理 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。 激光打印机内部有一个叫光敏旋转的硒鼓的关键部件，当激光照到光敏旋转硒鼓上时，被照到的感光区域可产生静电，能吸起碳粉等细小的物质。激光打印机的工作步骤如下：
CO2 激光器基本原理 CO2 激光器基本原理、机构介绍 CO2激光器效率高，不造成工作介质损害，发射出10.6μm波长的不可见激光，是一种比较理想的激光器。按气体的工作形式可分封闭式及循环式，按激励方式分电激励，化学激励，热激励，光激励与核激励等。在医疗中使用的CO2 激光器几乎百分之百是电激励。 CO2激光器的工作原理：与其它分子激光器一样，CO2激光器工作原理其受激发射过程也较复杂。分子有三种不同的运动，即分子里电子的运动，其运动决定了分子的电子能态；二是分子里的原子振动，即分子里原子围绕其平衡位置不停地作周期性振动——并决定于分子的振动能态；三是分子转动，即分子为一整体在空间连续地旋转，分子的这种运动决定了分子的转动能态。分子运动极其复杂，因而能级也很复杂。 CO2分子为线性对称分子，两个氧原子分别在碳原子的两侧，所表示的是原子的平衡位置。分子里的各原子始终运动着，要绕其平衡位置不停地振动。根据分子振动理论，CO2有三种不同的振动方式：①二个氧原子沿分子轴，向相反方向振动，即两个氧在振动中同时达到振动的最大值和平衡值，而此时分子中的碳原子静止不动，因而其振动被叫做对称振动。②两个氧原子在垂直于分子轴的方向振动，且振动方向相同，而碳原子则向相反的方向垂直于分子轴振动。由于三个原子的振动是同步的，又称为变形振动。③三个原子沿对称轴振动，其中碳原子的振动方向与两个氧原子相反，又叫反对称振动能。在这三种不同的振动方式中，确定了有不同组别的能级。 CO2激光的激发过程：CO2激光器中，主要的工作物质由CO2，氮气，氦气三种气体组成。其中CO2是产生激光辐射的气体、氮气及氦气为辅助性气体。加入其中的氦，可以加速010能级热弛预过程，因此有利于激光能级100及020 的抽空。氮气加入主要在CO2激光器中起能量传递作用，为CO2激光上能级粒子数的积累与大功率高效率的激光输出起到强有力的作用。 CO2分子激光跃迁能级图 CO2激光器的激发条件：放电管中，通常输入几十mA或几百mA的直流电流。放电时，放电管中的混合气体内的氮分子由于受到电子的撞击而被激发起来。这
激光打印机工作原理及故障维修大全 激光打印机一般分成6大系统： 1、Power System(供电系统) 2、DC controller System(直流控制系统) 3、formatter System(接口系统) 4、Laser/Scanner System(激光扫描系统) 5、Image formation System (成像系统) 6、Pick-up/Feed System(搓纸系统)。下面将对这6大系统分别进行阐述。KN[Oed 一、Power System（供电系统）Mu0!,K 供电系统作用于其它5个系统，根据需要，输入的交流电被调控为高压、低压、直流电。高压电一般作用于成像系统，许多型号的打印机都单独的高压板，像HP4、HP4V、方正文杰作280、ＸeroxP8E、Canon BX/BX2等。但随着集成化的增、高，很多打印机的高压板、电源板以及DC控制板被集成在一起。像HP5L/6L，HP4L/4P、HP5P/6P、HP4000、HP5000等。低压电主要用来驱动各个引擎马达，其电压根据需要而定，像HP5L/6L主要有5V、12V电压，而HP5000主要有3.4\/、5V、24V电压。直流电主要用来驱动DC板上的各种型号的传感器、控制芯片以及CPU等。
编号 赣南师范学院学士学位论文固体激光器原理及应用 教学学院物理与电子信息学院 届别 2010届 专业电子科学与技术 学号 060803013 姓名丁志鹏 指导老师邹万芳 完成日期 2010.5.10
目录 摘要 (1) 关键词 (1) Abstract (1) Key words (1) 1引用 (2) 2激光与激光器 (2) 2.1激光 (2) 2.2激光器 (3) 3固体激光器 (4) 3.1工作原理和基本结构 (4) 3.2典型的固体激光器 (8) 3.3典型固体激光器的比较 (11) 3.4固体激光器的优缺点 (12) 4固体激光器的应用 (13) 4.1军事国防 (13) 4.2工业制造 (15) 4.3医疗美容 (17) 5结束语 (17) 参考文献 (19)
摘要：固体激光器目前是用最广泛的激光器之一，它有着一些非常突出的优点。介绍固体激光器的工作原理及应用，更能够加深对其的了解。本论文先从基本原理和结构介绍固体激光器，接着介绍一些典型的固体激光器，最后介绍其在军事国防、工业技术、医疗美容等三个方面的应用及未来的发展方向。 关键词：固体激光器基本原理基本结构应用 Abstract:Solid-state laser is currently one of the most extensive laser,it has some very obvious advantages.The working principle of solid-state lasers and applications were described in the paper and it can enhance the understanding.In this paper, starting with the basic principles and structure of the introduced solid-state laser,and then some typical solid-state lasers and a presentation on its military defense,industrial technology,medical and cosmetic applications in three areas and future development direction were introduced. Key words:Solid-state Laser Basic Principle Basic Structure Application
激光打印机原理 1．激光打印机概述 无论是黑白激光打印机还是彩色激光打印机，其基本工作原理是相同的，它们都采用了类似复印机的静电照相技术，将打印内容转变为感光鼓上的以像素点为单位的点阵位图图像，再转印到打印纸上形成打印内容。与复印机惟一不同的是光源，复印机采用的是普通白色光源，而激光打印机则采用的是激光束。 在激光打印机中，打印控制器的作用是与计算机通过接口或网络进行通讯，接收计算机发送的控制和打印信息，同时向计算机传送打印机的状态。打印引擎在打印控制器的控制下将接收到的打印内容转印到打印纸上。因此打印控制器和打印引擎的性能和质量影响了整个打印机的性能和质量，这也是目前市场上采用相同引擎的激光打印机产品出现性能差异的重要原因。 所有的打印控制器都是一台功能完整的计算机，它基本都包括了通讯接口、处理器、内存和控制接口4大基本功能模块，一些高端机型还配置了硬盘等大容量存储器。通讯接口负责与计算机进行数据通讯；内存用以存储接收到的打印信息和解释生成的位图图像信息；控制接口负责引擎中的激光扫描器、电机等部件的控制和打印机面板的输入输出信息控制; 而处理器是控制器的核心，所有的数据通讯、图像解释和引擎控制工作都由处理器完成。 由于各打印机采用的控制方式和控制语言不同，对打印控制器的配置和性能要求也不同，如采用PCL和PostScript 语言的打印机，由于计算机和打印机之间采用了标准的页面描述语言进行打印信息的传送，在打印机中要将接收到的来自计算机的使用标准语言描述的打印信息解释成打印引擎可以接收的光栅位图图像信息，打印控制器的性能和内存大小直接会对整个打印机的性能产生影响，因此这样的打印机对打印控制器中的处理器的速度和内存大小要求非常高。 而GDI打印机与采用页面描述语言的打印机有所不同，其在打印过程中，在计算机中完成打印内容到光栅位图图像信息的解释并直接传送到打印机中，因此打印机中的打印控制器主要是存储接收到的光栅位图图像，并控制打印引擎完成打印。由于不需要承担复杂的图像解释工作，GDI打印机对打印控制器的性能要求相对比较低。 2．黑白激光打印机的结构
几种常用激光器的概述 一、CO 激光器 2 1、背景 气体激光技术自61年问世以来，发展极为迅速，受到许多国家的极大重视。特别是近两年，以二氧化碳为主体工作物质的分子气体激光器的进展更为神速，已成为气体激光器中最有发展前途的器件。 二氧化碳分子气体激光器不仅工作波长(10.6微米)在大气“窗口”，而且它正向连续波大功率和高效率器件迈进。1961年，Pola-nyi指出了分子的受激振动能级之间获得粒子反转的可能性。在1964年1月美国贝尔电话实验室的C.K.N.Pate研制出第一支二氧化碳分子气体激光器，输出功率仅为1毫瓦，其效率为0.01%。不到两年，现在该类器件的连续波输出功率高达1200瓦，其效率为17 %，电源激励脉冲输出功率为825瓦，采用Q开关技术已获得50千瓦的脉冲功率输出。最近，有人认为，进一步提高现有的工艺水平，近期可以达到几千瓦的连续波功率输出和30~40% 的效率。 2、工作原理 CO2激光器中，主要的工作物质由CO?，氮气，氦气三种气体组成。其中CO?是产生激光辐射的气体、氮气及氦气为辅助性气体。加入其中的氦，可以加速010能级热弛预过程，因此有利于激光能级100及020的抽空。氮气加入主要在CO?激光器中起能量传递作用，为CO?激光上能级粒子数的积累与大功率高效率的激光输出起到强有力的作用。CO?分子激光跃迁能级图CO?激光器的激发条件：放电管中，通常输入几十mA或几百mA的直流电流。放电时，放电管中的混合气体内的氮分子由于受到电子的撞击而被激发起来。这时受到激
发的氮分子便和CO?分子发生碰撞，N2分子把自己的能量传递给CO2分子，CO?分子从低能级跃迁到高能级上形成粒子数反转发出激光。 3、特点 二氧化碳分子气体激光器不但具有一般气体激光器的高度相干性和频率稳定性的特点,而且还具有另外三个独有的特点： （1）工作波长处于大气“窗口”，可用于多路远距离通讯和红外雷达。 （2）大功率和高效率( 目前，氩离子激光器最高连续波输出功率为100瓦，其效率为0.17 %，原子激光器的连续波输出功率一般为毫瓦极,其效率约为0.1%，而二氧化碳分子激光器连续波输出功率高达1200瓦,其效率为17%）。 （3）结构简单，使用一般工业气体，操作简单，价格低廉。由此可见,随着研究工作的进展、新技术的使用，输出功率和效率会不断提高,寿命也会不断增长,将会出现一系列新颖的应用。例如大气和宇宙通讯、相干探测和导航、超外差技术和红外技术等。 4、应用 二氧化碳分子激光器以其独有的特点获得广泛的应用，现就某些方面的应用介绍如下： 1、热效应的应用 可以毫不困难地把激光器的射束直径聚成100微米。在此情况下。300瓦的功率就相当于107瓦/厘米2数量级的能量密度，此值已超过太阳光的能量密度，能达到极高的温度。例如Garver公司研制的800 瓦二氧化碳激光器在2秒钟之内就能烧穿4寸厚的耐火砖。因而，可以想象这些分子激光器可以用于解决高温材料的焊接、融熔和钻孔。例如6200型二氧化碳激光器连续波输出10瓦，可用
第一章激光打印机工作原理 1、激光打印机的工作原理 激光打印机的工作原理是通过ROS发射激光扫描在带有负电荷的DRUM 表面，形成不可视的静电潜像，吸附碳粉形成图像、文字，经过加热加压的方式将其熔着的过程。如下图所示：从步骤1至步骤5及步骤7在DRUM 表面重复进行操作，此时用纸按步骤4至步骤6通过。
工作原理的概要图 MARIO/HOTARU概要图
MAX概要图 HAKUBA 概要图
SIMBA概要图
1.2工作原理的说明 1、带电 这个步骤是使DRUM表面带上均匀的负电荷 EP Cartridge内部的BCR（Bias Charge Roll）产生电荷。BCR是有导 电性的材料构成，装配时与DRUM接触，高压电源板（HVPS）供电给BCR， BCR与DRUM的微小间隙进行放电，放电的电压是负直流电压（DC）与交 流电压（AC）相叠加的电压组成。负直流电压约为-330V，交流电压约 为1.6~2.0KV P-P。 BCR和DRUM表面的交流放电将前一个打印周期残留电荷消除，再次加负 的直流电压到BCR上，使DRUM带上均匀的负电荷。 DRUM表面是用光电导体（Photoconductive Layer ）材料锘锶合金做成 的，DRUM内侧部分是用导电体（Conductive Layer）材料做成的。
2、露光 这个步骤是ROS发射激光束（LASER BEAM）在带负电荷的DRUM表面进行形成不可视的静电潜像 激光束（LASER BEAM）是由ROS内的激光二极管发射出来，通过ROS内POLY MIRROR的回转固定向DRUM表面进行扫描 激光束（LASER BEAM）是根制PRINTER DIODE 信号来调整的。如：画像点黑时，DIODE信号ON；无画像时，DIODE信号OFF。 DRUM表面被激光束照射后，光电导层的内部产生电子空穴（导电体激励电子，在价电子带上生成空穴）。导电体表面的引力使电子向内部运动，空穴则向光电导层表面移动，外表面的负电荷与空穴结合从而使光电导层表面的负电荷减少。从而使DRUM表面负电荷减少（电位上升）的部分形成不可视的静电潜像。
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生，高灵敏度的感光材料也不断发现，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600DP1。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10～30页)；中速激光打印机(每分钟输出40～120页)；高速激光打印机(每分钟输出130～300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。 鉴于激光打印机如今使用非常广泛，但多数用户对于维修及故障排除都不太在行，为使许多同行能更好地了解和使用激光打印机，本人在多年使用中觉得，对于充分了解激光打印机的性质、结构及工作原理等的了解，对于排除激光打印机的故障是有很大帮助的。因此，就将激光打印机的结构、原理等总结如下，供同行们参考。 一、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。 感光鼓是一个光敏器件，有受光导通的特性。表面的光导涂层在扫描曝光前，由充电辊充上均匀电荷。当激光束以点阵形式扫射到感光鼓上时，被扫描的点因曝光而导通，电荷由导电基对地迅速释放。没有曝光的点仍然维持原有电荷，这样在感光鼓表面就形成了一幅电位差潜像（静电潜像），当带有静电潜像的感光鼓旋转到载有墨粉磁辊的位置时，带相反电荷的墨粉被吸附到感光鼓表面形成了墨粉图像。 当载有墨粉图像的感光鼓继续旋转，到达图像转移装置时，一张打印纸也同时被送到感光鼓与图像转移装置的中间，此时图像转移装置在打印纸背面施放一个强电压，将感光鼓上的墨粉像吸引到打印纸上，再将载有墨粉图像的打印纸上送入高温定影装置加温、加压热熔，墨粉熔化后浸入到打印纸中，最后输出的就是打印好的文本或图像。 二、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： ①对感光鼓充电的极性不同。 ②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。 ③高压转印采用的部件有所不同。 ④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。 三、工作过程 1.激光器的工作原理和结构 我们通常把发光的物体叫做光源，如太阳、电灯、燃烧的蜡烛等。光具有能量，它可以使物体变热，使照相底片感光，这就是能的转换现象。光能含在光束中，光束射入人的眼睛，才引起人的视觉，所以我们能够看到光源发射的光。那幺我们为什幺还能看到不发光的物体呢？是因为光源发射的光照射到它们，不发光的物体受光后，向四面八方漫反射的光射入了我们的眼睛，所以我们也能看到不发光的物体。 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：