发布时间：2026-09-19 22:38:53 点击量：
激光技术出现于60年代,线年代初期。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。
（ResolutionEnhancementTechnology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
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。
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
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齓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。
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：
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。
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。
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。那么我们为什么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。
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：
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。
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。
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。 那么我们为什 么还能 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。
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 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-As。有机光导材料（opc等 几种。制作感光鼓用的光导材料，应具备以下特性：
耐磨性好。光导体表面要有一定的硬度，要能承受显影转印和清洁过程中的 机械 磨损。如果感光鼓（ 光导体被磨损或划伤，将导致打印质量的下降或破坏感光 鼓,磨损严 重时只 有报废。在实际的工作中，因磨损、划伤而报废的感光鼓最多。 现在一种新型的 长寿命的陶 瓷感光鼓（a-Si已经得到了应用，可打印30万张以上。
温度稳定性好。光导体的性能容易受温度的影响， 所以,在激光打印机性能 中特 别强调使用环境要有合适的温度与湿度， 否则会影响打印质量。
光电导性好。光电导性是感光鼓的重要指标， 它直接影响到打印质量的好 坏。因 为感 光鼓连续工作在充电、 放电的循环过程中， 要求充电时电位上升快， 表 面饱和电 位比应用电 位要高;否则,初始电位上不去 也将影响打印质量。充电后的 感光鼓暗衰减要 小， 否则保持不往表面电位， 不能形成必要的电位差潜像。感光鼓 曝光后放电要快， 即 光衰迅速。放电越彻底越好。因为剩余电位的多少， 既影响潜 像的反差， 又会带来打印 品的底灰。
耐疲劳。感光鼓在使用的过程中，打印机要对其进行反复充电 ，因而要具有 良好 的耐 疲劳性能,在规定的寿命时间内，打印质量不能因连续使用而下降。 感光 鼓的光导特 性稳定性要好，应满足连续使用的要求。
激光打印机使用的感光鼓，一般为三层结构。第一层是铝合金圆筒(导电层，第 二 层是在圆筒表面上采用真空蒸镀的方法，镀上一层光导体材料(光导层，第三层是 在光导 材 料的外面再镀一层绝缘材料 ( 绝缘层。有的感光鼓为了更好地释放电荷 ， 在光导层与 铝合 金导电层中间，加镀一层超导材料，以使电荷更迅速地释放。
感光鼓表面的绝缘层，一是为提高耐磨性能，增加使用寿命；二是为光导层提供保 护， 防止光导体的磨损，保持光导体的光电导特性。
导电层铝合金筒与激光打印机的地线相连，使曝光后的电位迅速释放。它是一 个精度 非 常高的圆筒, 在运转的过程中，能保持匀速运转及保持均匀电荷。
(1数据转译:要打印完整的文字、图像，除激光打印机本身的功能外，还必须通过计 算机把要打印内容，即文字或图像用文字处理软件或图形处理软件，编辑成具有一 定格式 的计算机语言。其描述的内容都是由计算机编辑软件决定 ，与激光打印机没 有任何关系。 当我们选定了打印机命令,并按下确定打印按钮后，计算机把编辑好 的数据通过打印机接口 传 送给打印机，由打印机驱动程序把打印的内容进行解释 ， 并转换成打印机可以识别的 语言(也叫打印机语言，由打印机按照自己的语言打印 出已经编辑好的文字或图像。
不同型号的激光打印机，打印语言不同，所使用的驱动程序也不同。 当然也有 可兼 容的打印机驱动程序。现在生产的激光打印机，普遍采用标准打印语言PCL5或PCL6语 言。
(2 数据传送:打印机与计算机之间的通讯传送端口有很多种， 比较常见的是串 口 或并口 。EPP/ECP (E nhan cedParallelPort /Exte ndedCapabilitiesP o称为增强 型/扩 展型并口。’串口由于速度较慢，一般很少采用。其他如SCSI接口，因速度快，大都用 在较高档的 打印机上。还有的打印机采用视频接口 (VDO 方式与计算机 通讯,通讯方式与
其他接口 不同，它传送的不是数据，而是激光束流，速度更快。它的 数据是由另外一块 视频转换卡来完成，但因它与计算机共亨内存，要求计算机有 足够的缓存空间。一般印刷 排版行业采用 此种接口的打印机较多。 有的高档打印 机带有多种接口，可同时接多台计 算机。 现在生产的 很多打印机配备速度更快的 USB 接口。
当打印控制器从计算机接收数据之后，打印机一般采取两种工作方式：一种是把 数据 直接送给解释器执行打印，称为段工作方式，这种方式工作的打印机不需要 很多的缓存 和内 存,普通型的打印机多采用此种工作方式。 另一种是把传输的数据
存储在打印机内部的硬盘 中,待使用时可随时打印出来 也称为池工作方式很多 高档打印 机使用这种工作方式。 它的优点是当许多用户共享一台打印机时，可同时
发出打印命令而不必等待，并可节省数据 通讯传输的等待时间，但其价格也较贵。
激光打印机打印出的文字或图像，如果在放大镜下观察，就会发现文字或图像是 由很 多的白点和黑点组成（也叫点阵图形，与普通的点阵式打印效果相似。前者是 通过控制激 光 束的开与关实现点阵排列 ， 而后者则是通过打印针击打来实现点阵排 列。
光栅图像是一种视频数字图像，需要打印机中的光栅转换器把视频数据进行光 栅化处 理，转换成打印机使用的点阵图像打印，所谓光栅图像是由独立的点所组成 的图像。如报 纸 上印的或电视屏幕上显示的图像就是光栅图像。
激光打印机的点阵排列是由二进制数据组成的方阵控制，每个点对应一个二进 制数位 由运算控制器控制激光器向感光鼓表面射出一束激光 ，称为曝光,被曝光 的点称为像素 点。要打印一个文字或一幅图像，需要很多的像素点组成。 因此，单位面积内像素点的 数目 越多,打印的分辨率就越高。 如果一个激光扫描装 置,沿感光鼓轴向水平表面，射出 每英寸 300 个点，并且感光鼓由主电机带动按照 1/300 分匀速旋转，那么，激光打印机就 能以每 平方英寸 300 300DPI 的分辨率打印出 文字或图像。现在，高档的激光打印机的输 出精度可以达到2400DPI。由像素点形成点阵图像，还要经过声光调制器高频驱动器、 扫描器同步 器和光学系统共同完 成。
大家知道,电视机接收到的图像和声音是由电视台将声光信号调制为电信号发 射出来 的。电视机接收到电信号再经过解调，还原成图像和声音。 激光打印机激 光器射出的光 束也 载有数据信息，这些信息的转换过程也类似于电视机信息传递过 程。只是此过程是 由声光调 制器转换的。声光调制器的调制频率可达 30MHz 左 右，特性稳定，因此大多数的激光打印 机都采用这种调制器。声光调制器的工作原理 是 利用声光效应所产生的布雷格衍射的特点，实现对激光束传播方向的控制。 激光
束欲完成图文信息的映像任务，必须用图文信息进行调制，恰如电视台将图像及声 音信号 调制到无线电波上去，方能在电视机中解调出图像与声音 信号一样。声光调 制器的工作 原理，是利用声光效应产生布雷格衍射，若在玻璃及晶体等超 声媒质中 产生超声波，便 将引起周期性的折射率变化，而成为相位型衍射栅，光栅常数等于超 声波波长，当激光束 射到超声媒质中时，激光束即产生衍射，衍射光的强度及方向会 随超声波的频率及强度而 变化，即为声光效应。
当向玻璃或晶体发射超声波而产生反射，由入射角折射的光线传播而形成相位 变化的 衍 射光栅, 光栅常数等于超声波的波长 入 如果激光束射入超声媒体中，激 光束就会产生 衍射，衍射光的强度和方向随超声波的频率和强度的变化而变化，这就 是声光效应。根据 波干涉的加强条件，入射光和衍射光的方向满足布雷格方程：
式中：9 入射光与超声波面的夹角；光在介质中的波长；9 衍射光与超声波面 的夹角； A :超声波波长；9布雷格角；f:超声波频率。9B很小时,sin 9 B勺则方程可简化为：9 i= 9 d= 9 B=N当衍，射光和入射光的夹角为a时，则：a = 9 i+ 9 d=2 9 B=x f/v 式中a为偏转角，它与超声波的频率成正比。改变超声波频率f,就可以改变偏转角 a 从而达 到控制激光束方向的目的。
激光打印机打印出的文字或图像，如果在放大镜下观察，就会发现文字或图像是 由很 多的白点和黑点组成(也叫点阵图形，与普通的点阵式打印效果相似。前者是 通过控制激 光
光栅图像是一种视频数字图像，需要打印机中的光栅转换器把视频数据进行光 栅化处 理，转换成打印机使用的点阵图像打印，所谓光栅图像是由独立的点所组成 的图像。如报 纸 上印的或电视屏幕上显示的图像就是光栅图像。
激光打印机的点阵排列是由二进制数据组成的方阵控制，每个点对应一个二进 制数位 由运算控制器控制激光器向感光鼓表面射出一束激光 ，称为曝光,被曝光 的点称为像素 点。要打印一个文字或一幅图像，需要很多的像素点组成。 因此，单位面积内像素点的 数目 越多,打印的分辨率就越高。 如果一个激光扫描装 置,沿感光鼓轴向水平表面，射出 每英寸 300个点，并且感光鼓由主电机带动按照1/300分匀速旋转，那么，激光打印机就 能以每平方英寸300 300DPI的分辨率打印出文字或图像。现在，高档的激光打印机的输 出精度可以达到2400DPI。由像素点形成点阵图像，还要经过声光调制器高频驱动器、 扫描器同步 器和光学系统共同完
大家知道,电视机接收到的图像和声音是由电视台将声光信号调制为电信号发 射出来 的。电视机接收到电信号再经过解调， 还原成图像和声音。 激光打印机激 光器射出的光 束也 载有数据信息， 这些信息的转换过程也类似于电视机信息传递过 程。只是此过程是 由声光调 制器转换的。声光调制器的调制频率可达 30MHz 左 右， 特性稳定， 因此大多 数的激光打印 机都采用这种调制器。声光调制器的工作原理
是利用声光效应所产生的布雷格衍射的特点， 实现对激光束传播方向的控制。 激光
束欲完成图文信息的映像任务， 必须用图文信息进行调 制， 恰如电视台将图像及声 音信 号调制到无线电波上去， 方能在电视机中解调出图像与声音 信号一样。声光调 制器的工
作原理，是利用声光效应产生布雷格衍射，若在玻璃及晶体等超 声媒质中 产生超声波， 便将引起周期性的折射率变化，而成为相位型衍射栅，光栅常数等于超 声波波长，当激光 束射到超声媒质中时，激光束即产生衍射，衍射光的强度及方向会 随超声波的频率及强度 而变化，即为声光效应。
当向玻璃或晶体发射超声波而产生反射，由入射角折射的光线传播而形成相位 变化的衍 射光栅,光栅常数等于超声波的波长 入 如果激光束射入超声媒体中，激
光束就会产生衍射，衍射光的强度和方向随超声波的频率和强度的变化而变化，这就 是声 光效应。根据波干涉的加强条件，入射光和衍射光的方向满足布雷格方程：
式中：9 入射光与超声波面的夹角；光在介质中的波长；9 衍射光与超声波面 的夹角； A :超声波波长；9布雷格角；f:超声波频率。9B很小时,sin 9 B勺则方程可简化为：9 i= 9 d= 9 B=N当衍，射光和入射光的夹角为a时，则：a = 9 i+ 9 d=2 9 B=X f/v式中a为偏 转角，它与超声波的频率成正比。改变超声波频率 f,就可以改变偏转角
为使扫描器反射产生的激光束， 聚集形成规定大小的光点， 消除光束传播过程中 的 漫射,需要用一组光学透镜对光束进行调制， 提高扫描精度。它包括： 弧面透镜、 球面透 镜、反射镜。这组透镜只有将激光束校正失线 %。才能满足激光成
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 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 显像系统进行的。
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，必须在光导体表面进行充电，使之荷电。 只有这样， 当激光束扫描到光导体上时，光导体被曝光的点导通，形成光束点阵。点 阵电荷与基体导 通形成电位差潜像，当感光鼓旋转到与显影磁辊相切位置时，把磁 辊上载有与光导体表 面电荷属 性相反的墨粉吸引到感光鼓表面，从而在感光鼓上显 现出墨粉图像。
欲使感光鼓能按照图文信息吸附上碳粉，应先对硒鼓进行充电，充电电极是一根 与感 光鼓轴平行的钨丝，其上带有5~7kV的直流高压，当硒鼓表面与钨丝非常接近时周围的 空 气被电离产生电晕放电， 使感光鼓带上了电荷。 电压的正负由钨丝所 带的电压决定， 若光导材料为硒碲合金时， 则充正电， 感光鼓旋转一周后使整个表面 均被充电。
激光打印机对感光鼓充电的方法， 因机型不同而采用的具体充电方法也有不同， 但充 电原理基本一致， 都是采用直流高压的电晕放电对感光鼓表面充电。
早期生产的激光打印机采用电极丝及栅网复合的结构充电的较多， 现在新型激 光打印 机 大部分采用充电胶辊 （FCR 对感光鼓充电。当高压发生器送到电极丝一个 高压电后， 电极 丝与栅网之间形成一个强电场， 并释放出电晕。使电极丝与感光鼓 之间的空气发生 电离， 空气离子向感光鼓表面迁移， 使光导体（感光鼓表面充满电 荷。这种方法能使光导 体（感光鼓表面荷电均匀， 但同时也产生大量的负离子（臭 氧。臭氧聚集到一定量时， 对 人体是有害的。如佳能早期产品LBP-SX、ST型,惠普公司的早期产品HP2、3和日本生产 的松下KX6500,联想LJ6L、LJ6P等机型 均采用此方法充电。
现代生产的激光打印机大部分都采用充电辊充电， 由于采用接触式充电方式， 不 需要 很高的充电电压， 且没有臭氧产生， 但由于电离尘的积存， 增加了对感光鼓的磨 损， 也 会有充 电不均匀的现象。
