光電技術(shù)論文

1、光電技術(shù)論文學(xué) 院： 機 械 工 程 學(xué) 院 專 業(yè)： 機械設(shè)計制造及其自動化 班 級： 機 自 114 學(xué) 號： 1108030399 學(xué)生姓名： 文濤 2014年5月4日光電技術(shù)論文摘要 激光打印機是光電技術(shù)和電子照相技術(shù)結(jié)合的一種印字機器，它綜合利用了激光器、光束調(diào)制和偏轉(zhuǎn)、精密光學(xué)機械和計算機處理技術(shù)，是非常有代表性的光電子儀器。目前激光打印已和計算機一起成為人們生活中必不可少的產(chǎn)品。它有以下特點：一、像素密度高，印字清晰，分別率比機械點陣式高近百倍。二、打印速度快，比普通打印機快630倍。三、工作無沖擊，打印噪音小。關(guān)鍵詞：激光打印機、光電技術(shù)、電子照相技術(shù)、光電子儀器【1】目錄.3

2、第一節(jié)、緒論.4 1.1、光機電系統(tǒng)發(fā)展及現(xiàn)狀 4 1.2、光機電系統(tǒng)發(fā)展趨勢.5第二章、激光打印機的介紹.7 2.1、激光打印機的發(fā)展史 7 2.2、激光打印機的工作原理.8 2.3、光學(xué)系統(tǒng).9 2.4、顯象系統(tǒng).9第三章、激光打印機的工作.10 3.1、激光打印機的工作條件.103.2、激光打印機的工作范圍.103.3、激光打印機的工作過程.11第四章、光學(xué)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)分析.12第五章、光學(xué)技術(shù)課程心得.13參考文獻.14第一章、緒論1.1、光機電系統(tǒng)發(fā)展及現(xiàn)狀 從2O世紀90年代開始，光機電一體化技術(shù)引導(dǎo)著一場新的變革，光機電一體化是由光學(xué)、微電子、信息和機械及其他相關(guān)技術(shù)交叉與融合而構(gòu)成

3、的綜合性高新技術(shù)，是諸多高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)和高新技術(shù)裝備的基礎(chǔ)。光機電一體化技術(shù)的特征是在機電一體化概念的基礎(chǔ)上強調(diào)了光、光電子、激光和光纖通訊等技術(shù)的作用，屬于21世紀應(yīng)Hj領(lǐng)域更為寬闊的機電一體化技術(shù)。光電子技術(shù)是在20世紀6O年代激光器問世之后，電子技術(shù)與瓜果女子技術(shù)的自然結(jié)合與擴展，它不僅拓展了傳統(tǒng)電子技術(shù)的功能，并使之有更強的適應(yīng)性。目前，信息的探測、傳輸、存儲、顯示、運算和處理已由光子和電子共同參與來完成。光通信、光存儲和光電顯示技術(shù)的興起希I它們在近20年來的飛速發(fā)展，已使人們認識到光電子學(xué)技術(shù)的重要性和它廣闊的發(fā)展前景，并且成為光電子領(lǐng)域的支柱產(chǎn)業(yè)。光電子科學(xué)技術(shù)和產(chǎn)業(yè)在促進國家經(jīng)濟

4、和科學(xué)持續(xù)發(fā)展中起著巨大的作用，當(dāng)今：業(yè)化的世界各國無不把發(fā)展光電子技術(shù)列為國家高技術(shù)重點發(fā)展目標。美國政府已將光子學(xué)確定為國家發(fā)展的重點，認為光子學(xué)對國家安全與經(jīng)濟競爭有著深遠的意義和潛力，并把光子學(xué)列為當(dāng)前2O項關(guān)鍵技術(shù)之一。德國政府已確定光子學(xué)是2l世界初對保持德國在國際市場上先進地位至關(guān)重要的九大關(guān)鍵技術(shù)之一。日本早在1980年，就成立了日本光產(chǎn)業(yè)技術(shù)振興協(xié)會，1981年通產(chǎn)省就雄心勃勃地聯(lián)合l3家大公司投入13大公司投入13億美元組建了光子技術(shù)研究所，日本科技廳也一再把量子波光技術(shù)列為重大項目，予以支持。澳大利亞集團10個重要單位的力量成立了瓜果女子聯(lián)合研究中心，重點開拓信心技術(shù)和新

5、產(chǎn)品。l986年我國啟動的863計劃中，將光電子器件及其集成技術(shù)列為信息領(lǐng)域的三大主題之一，光機電一體化技術(shù)也別列為國家十五高新技術(shù)重點扶持項目。我國光電子產(chǎn)業(yè)總產(chǎn)值已由1995年的10多億美元發(fā)展到2001年的1o0億美元。 1.2、光機電系統(tǒng)發(fā)展趨勢 光機電一體化是集機械、微電子、光學(xué)、控制、計算機、信息處理等多學(xué)科的交叉融合，其發(fā)展和進步有賴于相關(guān)技術(shù)發(fā)展和進步。其主要發(fā)展方向有數(shù)字化、智能化、模塊化、網(wǎng)絡(luò)化、人格化、微型化、集成化、帶源化和綠色化：1數(shù)字化微處理器和微控制器的發(fā)展奠定了單機數(shù)字化的基礎(chǔ)，如不斷發(fā)展的數(shù)控機床和機器人，而計算機網(wǎng)絡(luò)的迅速崛起，為數(shù)字化制造鋪平了道路，如計算

6、機集成制造。數(shù)字化要求光機電一體化產(chǎn)品的軟件具有高可靠性和可維護性以及自診斷能力，其人機界面對用戶更加友好，易于使用，并且用戶能根據(jù)需要參與改進。2智能化賦予光機電產(chǎn)品一定的智能，使它具有人的判斷推理，邏輯思考，自主決策能力。例如在CNC數(shù)控機床上增加了人一機對話功能，使之了智能IO通道和智能工藝數(shù)據(jù)庫，給使用、操作和維護帶來了極大的方便。隨著人工智能技術(shù)、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)及光纖技術(shù)等領(lǐng)域取得的巨大進步，為光機電一體化技術(shù)開辟了發(fā)展的廣闊天地。大量的智能化光機電一體化產(chǎn)品不斷涌現(xiàn)。現(xiàn)在， 模糊控制技術(shù)已經(jīng)相當(dāng)普遍，甚至還出現(xiàn)了混沌控制的產(chǎn)品。3模塊化由于光機電一體化產(chǎn)品種類和生產(chǎn)廠家繁多，研制和開

7、發(fā)具有標準機械接口、l電氣接口、動力接口、環(huán)境接口的光機電一體化產(chǎn)品單元是一項十分復(fù)雜但又是非常重要的事。如研制集減速、智能調(diào)速、電機于一體的動力單元，具有視覺、圖像處理、識別和測距等功能的控制單元，以及各種能完成典型操作的機械裝置。這樣可利用標準單元迅速開發(fā)出新產(chǎn)品。同時也可以擴大生產(chǎn)規(guī)模，這需要制定各項標準。一邊各部件、單元的匹配和接口。光機電一體化產(chǎn)品模塊化的發(fā)展促進了新產(chǎn)品的開發(fā)，品種不斷增多，花樣不斷翻新，縮短了開發(fā)周期。以驅(qū)動為核心的驅(qū)動模塊單元，一伺服為核心的運動控制模塊單元，以兩根單線把各功能單元連接起來的總線或現(xiàn)場總線等，已形成了標準化的產(chǎn)品。【2】 第二章、激光打印機的介紹

8、2.1、激光打印機的發(fā)展史 激光技術(shù)出現(xiàn)于60年代， 真正投入實際應(yīng)用始于70年代初期。最早的激光發(fā)射器是充有氦-氖（He-Ne）氣體的電子激光管，體積很大，因此在實際應(yīng)用中受到了很大限制。70年代末期，半導(dǎo)體技術(shù)趨向成熟。半導(dǎo)體激光器隨之誕生，高靈敏度的感光材料也不斷發(fā)現(xiàn)，加上激光控制技術(shù)的發(fā)展，激光技術(shù)迅速成熟，并進入了實際應(yīng)用領(lǐng)域。以美國、日本為代表的科研人員，在靜電復(fù)印機的基礎(chǔ)上，結(jié)合了激光技術(shù)與計算機技術(shù)，相繼研制出半導(dǎo)體激光打印機。這種類型打印機的打印質(zhì)量好、速度快、無噪音，所以很快得到了廣泛應(yīng)用。激光打印機脫胎于80年代末的激光照排技術(shù)，流行于90年代中期。它是將激光掃描技術(shù)和電

9、子照相技術(shù)相結(jié)合的打印輸出設(shè)備。其基本工作原理是由計算機傳來的二進制數(shù)據(jù)信息，通過視頻控制器轉(zhuǎn)換成視頻信號，再由視頻接口/控制系統(tǒng)把視頻信號轉(zhuǎn)換為激光驅(qū)動信號，然后由激光掃描系統(tǒng)產(chǎn)生載有字符信息的激光束，最后由電子照相系統(tǒng)使激光束成像并轉(zhuǎn)印到紙上。較其他打印設(shè)備，激光打印機有打印速度快、成像質(zhì)量高等優(yōu)點；但使用成本相對高昂。2.2、激光打印機的工作原理 由激光器發(fā)射出的激光束，經(jīng)反射鏡射入聲光偏轉(zhuǎn)調(diào)制器，與此同時，由計算機送來的二進制圖文點陣信息，從接口送至字形發(fā)生器，形成所需字形的二進制脈沖信息，由同步器產(chǎn)生的信號控制9個高頻振蕩器，再經(jīng)頻率合成器及功率放大器加至聲光調(diào)制器上，對由反射鏡射入

10、的激光束進行調(diào)制。調(diào)制后的光束射入多面轉(zhuǎn)鏡，再經(jīng)廣角聚焦鏡把光束聚焦后射至光導(dǎo)鼓（硒鼓）表面上，使角速度掃描變成線速度掃描，完成整個掃描過程。硒鼓表面先由充電極充電，使其獲得一定電位，之后經(jīng)載有圖文映像信息的激光束的曝光，便在硒鼓的表面形成靜電潛像，經(jīng)過磁刷顯影器顯影，潛像即轉(zhuǎn)變成可見的墨粉像，在經(jīng)過轉(zhuǎn)印區(qū)時，在轉(zhuǎn)印電極的電場作用下，墨粉便轉(zhuǎn)印到普通紙上，最后經(jīng)預(yù)熱板及高溫?zé)釢L定影，即在紙上熔凝出文字及圖像。在打印圖文信息后，清潔輥把未轉(zhuǎn)印走的墨粉清除 ，消電燈把鼓上殘余電荷清除，再經(jīng)清潔紙系統(tǒng)作徹底的清潔，即可進入新的一輪工作周期。2.3、光學(xué)系統(tǒng) 為使掃描器反射產(chǎn)生的激光束，聚集形成規(guī)定大

11、小的光點，消除光束傳播過程中的漫射，需要用一組光學(xué)透鏡對光束進行調(diào)制，提高掃描精度。它包括：弧面透鏡、球面透鏡、反射鏡。這組透鏡只有將激光束校正失真度為01，才能滿足激光成像的技術(shù)要求。2.4、顯像系統(tǒng) 激光打印機是精密的機械系統(tǒng)，它利用光、電、熱的物理、化學(xué)原理通過相互作用輸出文字或圖像，這些復(fù)雜的過程都由一個電子控制系統(tǒng)來實現(xiàn)，稱為電子顯像系統(tǒng)?！办o電成像”的理論是美國人卡爾遜首先提出的，因此也稱為卡爾遜法?；蚍Q為放電成像法?；具^程可分為充電、曝光、顯影、轉(zhuǎn)印、定影、清潔、消電7個步驟，其中5個步驟是圍繞電子顯像系統(tǒng)進行的?！?】第三章、激光打印機的工作 3.1、激光打印機的工作條件 感

12、光鼓充電采用的部件不同，有的機型使用電極絲放電方式對感光鼓進行充電，有的機型使用充電膠輥(FCR)對感光鼓進行充電。感光鼓曝光的形式不同，有的機型使用掃描鏡 直接對感光鼓掃描曝光，有的機型使用掃描后的反射激光束對感光鼓進行曝光。【4】3.2、激光打印機的工作范圍產(chǎn)生激光的光源，和普通的光源明顯不同。如普通白熾燈光源是通過電流加熱鎢絲的原子到激發(fā)態(tài)，處于激發(fā)態(tài)的原子不斷地自發(fā)輻射而發(fā)光。這種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，也就不能應(yīng)用于激光打印機。激光打印機所需要的激光光束必須具有以下特性：高方向性。發(fā)出的光束在一定的距離內(nèi)沒有散射和漫射。 高單色性。純白光由七色光

13、組成。高亮度，有利于光束的集中。3.3、激光打印機的工作過程 開始時，硒鼓的所有部分都帶有通過充電電暈線施加的正電荷，該電暈線是一段有電流通過的電線。（一些打印機使用充電輥而不是電暈線，但是它們的原理是相同的。）在硒鼓旋轉(zhuǎn)時，打印機會放出微弱的激光束通過硒鼓的表面，將某些點處的電荷釋放掉。這樣，激光就以電荷圖案的形式“繪制”出了要打印的字母和圖像一幅靜電圖像。此外，系統(tǒng)還可以以相反的形式工作即在負電荷背景上繪制一幅正電荷圖像。在圖案完成后，打印機在硒鼓上涂抹帶有正電荷的墨粉一種極其微細的黑色粉末。由于它帶有正電荷，所以墨粉會粘附在硒鼓上帶有負電荷的區(qū)域，而不會粘在帶有正電荷的“背景”上。這有點

14、像在一個蘇打水罐上用膠水寫字，然后再把該罐子在面粉中滾一下：面粉只會粘在罐子上涂有膠水的部分，因此最終會看到用面粉書寫的一條信息。 在粘上粉末圖案之后，硒鼓會在紙上滾過，紙沿著下方的一條皮帶進行運動。在紙運動到硒鼓的下方之前，會通過轉(zhuǎn)印電暈線（充電輥）帶上負電荷。此電荷的強度大于靜電圖像的負電荷，所以墨粉會被印到紙上。由于紙的運動速度與硒鼓相同，所以紙上會印有完全相同的圖像圖案。為了將紙與硒鼓分離開，在墨粉轉(zhuǎn)移到紙上后，會通過分離電暈線對紙立即進行放電第四章、光學(xué)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)分析光打印機是由激光器、聲光調(diào)制器、高頻驅(qū)動、掃描器、同步器及光偏轉(zhuǎn)器等組成，其作用是把接口電路送來的二進制點陣信息調(diào)制在激

15、光束上，之后掃描到感光體上。感光體與照相機構(gòu)組成電子照相轉(zhuǎn)印系統(tǒng)，把射到感光鼓上的圖文映像轉(zhuǎn)印到打印紙上，其原理與復(fù)印機相同。激光打印機是將激光掃描技術(shù)和電子顯像技術(shù)相結(jié)合的非擊打輸出設(shè)備。它的機型不同，打印功能也有區(qū)別，但工作原理基本相同，都要經(jīng)過：充電、曝光、顯影、轉(zhuǎn)印、消電、清潔、定影七道工序，其中有五道工序是圍繞感光鼓進行的。當(dāng)把要打印的文本或圖像輸入到計算機中，通過計算機軟件對其進行預(yù)處理。然后由打印機驅(qū)動程序轉(zhuǎn)換成打印機可以識別的打印命令（打印機語言）送到高頻驅(qū)動電路，以控制激光發(fā)射器的開與關(guān)，形成點陣激光束，再經(jīng)掃描轉(zhuǎn)鏡對電子顯像系統(tǒng)中的感光鼓進行軸向掃描曝光，縱向掃描由感光鼓的

16、自身旋轉(zhuǎn)實現(xiàn)。 感光鼓是一個光敏器件，有受光導(dǎo)通的特性。表面的光導(dǎo)涂層在掃描曝光前，由充電輥充上均勻電荷。當(dāng)激光束以點陣形式掃射到感光鼓上時，被掃描的點因曝光而導(dǎo)通，電荷由導(dǎo)電基對地迅速釋放。沒有曝光的點仍然維持原有電荷，這樣在感光鼓表面就形成了一幅電位差潛像（靜電潛像），當(dāng)帶有靜電潛像的感光齓載有墨粉圖像的感光鼓繼續(xù)旋轉(zhuǎn)，到達圖像轉(zhuǎn)移裝置時，一張打印紙也同時被送到感光鼓與圖像轉(zhuǎn)移裝置的中間，此時圖像轉(zhuǎn)移裝置在打印紙背面施放一個強電壓，將感光鼓上的墨粉像吸引到打印紙上，再將載有墨粉圖像的打印紙上送入高溫定影裝置加溫、加壓熱熔，墨粉熔化后浸入到打印紙中，最后輸出的就是打印好的文本或圖像。【5】第

17、五章、光學(xué)技術(shù)課程心得時光如逝，歲月如流，一轉(zhuǎn)眼的時光，光電技術(shù)這門課程的學(xué)習(xí)生活已經(jīng)結(jié)束了,在這短短的幾個星期里面,老師讓我從什么都不了解的文盲慢慢認識了什么是光電技術(shù)，我也談?wù)劦脑龠@幾個星期以來的感想： 這幾個星期中，.在老師講解下和同學(xué)們幫助下，通過自身不斷努力，各方面均取得一定的進步。但是一些東西還是太抽象不能懂，老師跟我們說條件有限，有些實驗是無法完成的，所以只能靠我們以后自己在生活中慢慢理解。 在同學(xué)之間的互相學(xué)習(xí)中，體會到了知識就是人的力量源泉，沒有專業(yè)知識、專業(yè)技巧，什么成功都不會與你相約，只有真正的掌握了解所學(xué)的東西才能便于日后面對社會的種種問題。對于現(xiàn)金社會，我要不斷的充實自己，完善自己，使自己能夠成為適應(yīng)這個社會的專業(yè)人才， 將來如果社會給我機會的時候，我就能以我的所學(xué)完完全全的融會到往后的工作當(dāng)中去， 所以現(xiàn)在