专利名称：一种激光打印机的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及信息产业的打印技术，具体地说是可以实现无耗材的一种激光打印机。
背景技术：
打印机作为极其重要的计算机外部输出设备，随着信息产业的迅猛发展和家用电脑的普及，它已被越来越广泛地得到应用。传统打印机基本分为针式打印机、喷墨打印机、激光打印机和热转换类打印机四类。这些传统意义上的打印机，都需要昂贵的打印辅材，如色带、墨盒、墨粉或色蜡等，作为打印在打印纸上的显示介质，需要打印针、硒鼓等昂贵的设备作为消耗材料，既提高了打印成本，也不便于打印机的维护。
实用新型内容本实用新型的目的在于提供一种无耗材的打印设备，彻底降低打印机的生产成本和用户的使用成本，基本做到免维护打印，有利于打印机的进一步普及，发挥信息产业更大的社会效益和经济效益。
为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是具有壳体、激光扫描成像系统、机械传动系统以及传感器和控制系统，其中机械传动系统中，主动导纸辊上方平行设有一第一压纸辊，主动导纸辊与第一压纸辊之间以直线相接；从动导纸辊与平行设置于其上方的第二压纸辊也以直线相接，且这两条直线相互平行，两平行直线所在平面为打印区域，与激光扫描成像系统输出的激光束方向垂直；激光扫描成像系统中的激光输出元件组沿激光束输出方向直接安装在该打印区域的前方；所述激光输出元件组可为折射镜和第一反光镜，折射镜和第一反光镜与激光束方向垂直安装，其光学中心在激光束输出方向上依次排列；所述激光输出元件组可为在激光束输出方向上依次设置的聚焦透镜和第二反光镜，由聚焦透镜的光学中心到第二反光镜上的激光束入射点、再由该入射点到打印区域所在平面的距离为该聚焦透镜的焦距长度；所述激光输出元件组可为一聚焦透镜，该聚焦透镜沿激光输出方向到打印区域所在平面的距离为该聚焦透镜的焦距长度；所述打印区域使用的打印介质可为普通打印纸，也可为浸附颗粒细小、黑度容易提高的专用打印纸。
本实用新型具有以下优点1.本实用新型降低了生产厂家的设备制造成本和用户的设备使用成本。本实用新型比通用激光打印机省略了许多贵重的设备，如墨盒、硒鼓和显影轧辊等昂贵的消耗材料，而且不需使用常规耗材，显著降低了制造成本和使用成本。
2.本实用新型保持了通用激光打印机的高清晰度、打印速度快和噪音低等特性。本实用新型依旧可以达到普通激光打印机精度10-3mm数量级，比一般针式打印机(数量级为10-1mm)提高100倍，比喷墨打印机(数量级为10-2mm)提高10倍。
3.本实用新型的文字或图像与介质结合好。普通打印机都是通过显影介质(墨水和墨粉)粘附在纸张或其他介质上，在受潮或腐蚀环境下容易模糊，而本实用新型的文字或图像是直接在介质的表面产生不可逆的氧化反应，一方面氧化深度浅，不影响纸张的柔韧性和强度，另一方面，其与打印纸张的直接结合度是无可比拟的。
4.本实用新型采用两组压纸辊和导纸辊夹持纸张，纸张打印区域上下形成空气对流，有利于散热，且不至于灼烧其他元器件。
图1为本实用新型结构示意图；图2为本实用新型激光扫描成像系统一个实施例的结构示意图；图3为本实用新型传感器和控制系统的控制框图；图4为本实用新型基本工作原理框图。
具体实施方式
如图1～图2所示，为本实用新型结构示意图，具有壳体1、激光扫描成像系统2、机械传动系统3以及传感器和控制系统4，其中机械传动系统3中，主动导纸辊14上方平行设有一第一压纸辊13，主动导纸辊14与第一压纸辊13之间以直线相接；从动导纸辊16与平行设置于其上方的第二压纸辊17也以直线相接，且这两条直线相互平行，两平行直线所在平面为打印区域26，与激光扫描成像系统2输出的激光束方向垂直；激光扫描成像系统2中的激光输出元件组25沿激光束输出方向直接安装在该打印区域26的前方；所述激光输出元件组25可为折射镜251和第一反光镜252，折射镜251和第一反光镜252与激光束方向垂直安装，其光学中心在激光束输出方向上依次排列；所述激光输出元件组25可为在激光束输出方向上依次设置的聚焦透镜253和第二反光镜254，由聚焦透镜253的光学中心到第二反光镜254上的激光束入射点、再由该入射点到打印区域26所在平面的距离为该聚焦透镜253的焦距长度；所述激光输出元件组25可为一聚焦透镜253，该聚焦透镜253沿激光输出方向到打印区域26所在平面的距离为该聚焦透镜253的焦距长度；所述打印区域使用的打印介质可为普通打印纸，也可为浸附颗粒细小、黑度容易提高的专用打印纸。
实施例1如上述结构，壳体1是用来作为各部件安装固定的基座，一方面起支撑作用，保证个部件之间的安装精度和强度，另一方面起保护作用，避免灰尘等外来干扰，影响激光打印机的正常运作，同时保证激光不致外泄，避免对人体的伤害。
激光扫描成像系统2如图2所示，本实施例中，激光输出元件组25由折射镜251和第一反光镜252构成，其作用是反射掉激光束中少量的干扰成份，使激光束发生偏转，使激光束的扫描范围概括打印区域的宽度；其中激光器21主要用于产生激光光源，激光器发出的光具有方向性好、亮度高、相干性好等特点，能量集中。本实施例中采用半导体激光器，具有体积小，成本低、便于调制和偏转等特点。
声光调制器22主要用于调制打印信息。声光调制器将高频发生器传来的二进制脉冲信号转化为超声波，通过超声波对激光的衍射特性调制成相应的激光束。激光经过衍射光栅生成0阶衍射光和1阶衍射光，0阶衍射光不发生偏转，1阶衍射光将发生偏转。不同频率通过声光调制器的偏转角不同，可以形成多束激光束。
多棱扫描镜23由扫描电机驱动旋转，激光照射在多棱镜面上(本实施例中多棱扫描镜采用六面棱镜)，在镜面旋转的同时，每个镜面分别完成一次对激光的反射，形成一个横向扫描，所以多棱扫描镜具有扫描效率高的特点，能显著提高打印速度。
同步器24的作用是通过同步传感器接收0阶衍射光，将该检测信号输入控制系统中的CPU，CPU经处理后，发出同步指令，控制高频信号发生器的启停，以保证扫描间距的一致性，消除由于多棱扫描镜旋转和机械振动产生的扫描误差，保持扫描的纵向间距和字符轨迹的均匀。
机械传动系统主要负责在控制系统的控制下，完成打印纸张的自动传送工作，保持走纸的平稳性和连续性，同时实现字符的纵向扫描。如图1所示，在走纸电机11的驱动下，安装于该走纸电机11输出端的输纸辊12开始转动，向走纸槽15输送纸张，进入在第一压纸辊13、主动导纸辊14、第二压纸辊17和从动导纸辊16的夹持作用下形成的打印区域26。
如图3所示，传感器和控制系统4中，传感器主要用于检测打印机各部件的工作状态，并传输给控制系统，实现自动安全可靠地打印。本实用新型实施例采用光电传感器来实现对打印纸缺纸控制、送纸和出纸控制、光源检测、边距检测，以及激光安全控制等，并采用按钮开关、发光二极管来实现人工操作控制和显示；控制系统实质就是一台功能强大的单片机系统，包含四大功能模块，即微处理器CPU、随机存储器RAM、只读存储器ROM及I/O接口，其控制框图如附图4所示。微处理器CPU作为控制核心，激发激光光源并调制光束，负责I/O接口电路与计算机间的信息交换控制任务，接收操作面板和传感器发送的控制信息，控制走纸驱动和扫描驱动等操作。
本实用新型的基本工作原理框图如图4所示，打印机接收到计算机发送的打印指令后，通过缓存接收计算机的数字信息，经过数据转换将数字信息转换为打印机能够识别的打印信息，经过前制放大后驱动高频震荡器，激光器21发出光束，并驱动声光调制器22进行调制。利用0阶衍射光不发生偏转的特性，控制系统中的单片机通过同步传感器输入的检测信号控制同步器24和高频信号的启停，从而实现同步，消除扫描误差；利用1阶衍射光记录打印数据信息，通过多棱扫描器23的旋转和机械传动系统3中导纸辊的转动，完成横向和纵向扫描。直接利用激光极好的方向性和能量集中的热效应，在打印纸或其他打印介质表面，通过介质吸收到达激光器的能量，在介质表面的微小区域(微米级)产生不可逆的化学氧化，形成氧化黑斑，其颜色或纹理与未照射区域区别开来，根据点阵组字或点阵组图的原理，将电信号转化为文字图像，影印在打印介质(本实施例中为普通打印纸)上，从而实现点阵组字或点阵组图。
实施例2如图1所示，与实施例1的不同之处在于激光输出元件组25为一组光学透镜，在激光束输出方向上依次设置的聚焦透镜253和第二反光镜254，由聚焦透镜253的光学中心到第二反光镜254上的激光束入射点、再由该入射点到打印区域26所在平面的距离为该聚焦透镜253的焦距长度主要作用是对激光束进行聚焦，消除光在传播过程中漫反射，以形成标准的光束，提高光束的精度，最后直接照射在打印介质上(本实施例中打印介质为普通打印纸)，对打印纸形成激光化学氧化。
实施例3与实施例1和实施例2的不同之处在于激光输出元件组25为一聚焦透镜253，该聚焦透镜253沿激光输出方向到打印区域26所在平面的距离为该聚焦透镜253的焦距长度，由其输出的激光束直接作用于打印介质上(本实施例中打印介质为普通打印纸)，打印区域26所在平面与聚焦透镜253输出的激光束方向垂直。
权利要求1.一种激光打印机，具有壳体(1)、激光扫描成像系统(2)、机械传动系统(3)以及传感器和控制系统(4)，其特征在于机械传动系统(3)中，主动导纸辊(14)上方平行设有一第一压纸辊(13)，主动导纸辊(14)与第一压纸辊(13)之间以直线相接；从动导纸辊(16)与平行设置于其上方的第二压纸辊(17)也以直线相接，且这两条直线相互平行，两平行直线所在平面为打印区域(26)，与激光扫描成像系统(2)输出的激光束方向垂直；激光扫描成像系统(2)中的激光输出元件组(25)沿激光束输出方向直接安装在该打印区域(26)的前方。
2.按权利要求1所述的一种激光打印机，其特征在于所述激光输出元件组(25)可为折射镜(251)和反光镜(252)，折射镜(251)和反光镜(252)与激光束方向垂直安装，其光学中心在激光束输出方向上依次排列。
3.按权利要求1所述的一种激光打印机，其特征在于所述激光输出元件组(25)可为在激光束输出方向上依次设置的聚焦透镜(253)和反光镜(254)，由聚焦透镜(253)的光学中心到反光镜(254)入射点、再由该入射点到打印区域(26)所在平面的距离为该聚焦透镜(253)的焦距长度。
4.按权利要求1所述的一种激光打印机，其特征在于所述激光输出元件组(25)可为一聚焦透镜(253)，该聚焦透镜(253)沿激光输出方向到打印区域(26)所在平面的距离为该聚焦透镜(253)的焦距长度。
5.按权利要求1所述的一种激光打印机，其特征在于所述打印区域(26)使用的打印介质可为普通打印纸，也可为浸附颗粒细小、黑度容易提高的专用打印纸。
专利摘要本实用新型公开一种激光打印机，具有壳体、激光扫描成像系统、机械传动系统以及传感器和控制系统，其中机械传动系统中，主动导纸辊上方平行设有一第一压纸辊，主动导纸辊与第一压纸辊之间以直线相接；从动导纸辊与平行设置于其上方的第二压纸辊也以直线相接，且这两条直线相互平行，两平行直线所在平面为打印区域，与激光扫描成像系统输出的激光束方向垂直；激光扫描成像系统中的激光输出元件组沿激光束输出方向直接安装在该打印区域的前方。本实用新型具有不需使用常规耗材，降低制造成本和使用成本、高清晰度、打印速度快和噪音低等特性。
文档编号G03G15/00GK2697692SQ20042003140
公开日2005年5月4日 申请日期2004年4月30日 优先权日2004年4月30日
发明者曾学义, 赵琦 申请人:曾学义