激光打印机工作原理

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感光鼓暴光的形式不同。有的机型使用扫描镜 直接对感光鼓扫描暴光， 有的机型使

用扫描后的反射激光束对感光鼓进行暴光。

无非，它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

暴光，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象。在打印图文信息后，清洁辊把未转印走的墨粉清除 ，

消电灯把鼓上残存电荷清除，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。

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：

①高方向性。发出的光束在一定的距离内没有散射和漫射。

②高单色性。纯白光由七色光组成。

③高亮度，有利于光束的集中并带有很高的物理能量。

④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 632 ．8nm，其特点是 输出功率较高、体积大、是寿

命长(普通大于 1 万小时)性能可靠，噪音低，输出功率大。但是因为体积太大，基本已

淘汰。激光打印机都 采用半导体激光器，常见的是镓砷-镓铝砷(GaAs-GaAlAs)系列，

所发射出的激光束波长普通为近红外光 (λ=780 纳米)，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象的印刷，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

射镜之间构成为了一个谐振腔。 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 700~900nm (纳米)，这样所产生的激光就可以满足激光打印机感光鼓的暴光

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其相似，

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，于是产生受激辐射，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，

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，就要射出不少的子弹，沿“一”字方

向打出不少的孔，形成一个“一”字点的横向罗列，这就是我们所说的“点阵罗列” ，是后面要

讲“点阵图象”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：高频信号发生器挨次产生 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， 接着转镜旋转一个弱小角度， 扫描出从左至右的点阵信息。 由于这种方法只需转镜转过

一个弱小的角度，它相当于单线扫描方法的 1/132，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字符的点阵形成基本相似。

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