光電技術(shù)論文

1、光電技術(shù)論文學(xué) 院： 機(jī) 械 工 程 學(xué) 院 專 業(yè)： 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化 班 級(jí)： 機(jī) 自 114 學(xué) 號(hào)： 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(jī)是光電技術(shù)和電子照相技術(shù)結(jié)合的一種印字機(jī)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(jī)械和計(jì)算機(jī)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(jì)算機(jī)一起成為人們生活中必不可少的產(chǎn)品。它有以下特點(diǎn)：一、像素密度高，印字清晰，分別率比機(jī)械點(diǎn)陣式高近百倍。二、打印速度快，比普通打印機(jī)快630倍。三、工作無(wú)沖擊，打印噪音小。關(guān)鍵詞：激光打印機(jī)、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(jī)電系統(tǒng)發(fā)展及現(xiàn)狀 4 1.2、光機(jī)電系統(tǒng)發(fā)展趨勢(shì).5第二章、激光打印機(jī)的介紹.7 2.1、激光打印機(jī)的發(fā)展史 7 2.2、激光打印機(jī)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(jī)的工作.10 3.1、激光打印機(jī)的工作條件.103.2、激光打印機(jī)的工作范圍.103.3、激光打印機(jī)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(xiàn).14第一章、緒論1.1、光機(jī)電系統(tǒng)發(fā)展及現(xiàn)狀 從2O世紀(jì)90年代開始，光機(jī)電一體化技術(shù)引導(dǎo)著一場(chǎng)新的變革，光機(jī)電一體化是由光學(xué)、微電子、信息和機(jī)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(jī)電一體化技術(shù)的特征是在機(jī)電一體化概念的基礎(chǔ)上強(qiáng)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(jì)應(yīng)Hj領(lǐng)域更為寬闊的機(jī)電一體化技術(shù)。光電子技術(shù)是在20世紀(jì)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(kuò)展，它不僅拓展了傳統(tǒng)電子技術(shù)的功能，并使之有更強(qiáng)的適應(yīng)性。目前，信息的探測(cè)、傳輸、存儲(chǔ)、顯示、運(yùn)算和處理已由光子和電子共同參與來完成。光通信、光存儲(chǔ)和光電顯示技術(shù)的興起希I它們?cè)诮?0年來的飛速發(fā)展，已使人們認(rèn)識(shí)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(jìn)國(guó)家經(jīng)濟(jì)

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(guó)無(wú)不把發(fā)展光電子技術(shù)列為國(guó)家高技術(shù)重點(diǎn)發(fā)展目標(biāo)。美國(guó)政府已將光子學(xué)確定為國(guó)家發(fā)展的重點(diǎn)，認(rèn)為光子學(xué)對(duì)國(guó)家安全與經(jīng)濟(jì)競(jìng)爭(zhēng)有著深遠(yuǎn)的意義和潛力，并把光子學(xué)列為當(dāng)前2O項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)之一。德國(guó)政府已確定光子學(xué)是2l世界初對(duì)保持德國(guó)在國(guó)際市場(chǎng)上先進(jìn)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(huì)，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(xiàng)目，予以支持。澳大利亞集團(tuán)10個(gè)重要單位的力量成立了瓜果女子聯(lián)合研究中心，重點(diǎn)開拓信心技術(shù)和新

5、產(chǎn)品。l986年我國(guó)啟動(dòng)的863計(jì)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(jī)電一體化技術(shù)也別列為國(guó)家十五高新技術(shù)重點(diǎn)扶持項(xiàng)目。我國(guó)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(jī)電系統(tǒng)發(fā)展趨勢(shì) 光機(jī)電一體化是集機(jī)械、微電子、光學(xué)、控制、計(jì)算機(jī)、信息處理等多學(xué)科的交叉融合，其發(fā)展和進(jìn)步有賴于相關(guān)技術(shù)發(fā)展和進(jìn)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(jī)數(shù)字化的基礎(chǔ)，如不斷發(fā)展的數(shù)控機(jī)床和機(jī)器人，而計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的迅速崛起，為數(shù)字化制造鋪平了道路，如計(jì)算

6、機(jī)集成制造。數(shù)字化要求光機(jī)電一體化產(chǎn)品的軟件具有高可靠性和可維護(hù)性以及自診斷能力，其人機(jī)界面對(duì)用戶更加友好，易于使用，并且用戶能根據(jù)需要參與改進(jìn)。2智能化賦予光機(jī)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(jī)床上增加了人一機(jī)對(duì)話功能，使之了智能IO通道和智能工藝數(shù)據(jù)庫(kù)，給使用、操作和維護(hù)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(jìn)步，為光機(jī)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(jī)電一體化產(chǎn)品不斷涌現(xiàn)?，F(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(jī)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(biāo)準(zhǔn)機(jī)械接口、l電氣接口、動(dòng)力接口、環(huán)境接口的光機(jī)電一體化產(chǎn)品單元是一項(xiàng)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(jī)于一體的動(dòng)力單元，具有視覺、圖像處理、識(shí)別和測(cè)距等功能的控制單元，以及各種能完成典型操作的機(jī)械裝置。這樣可利用標(biāo)準(zhǔn)單元迅速開發(fā)出新產(chǎn)品。同時(shí)也可以擴(kuò)大生產(chǎn)規(guī)模，這需要制定各項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)。一邊各部件、單元的匹配和接口。光機(jī)電一體化產(chǎn)品模塊化的發(fā)展促進(jìn)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(dòng)為核心的驅(qū)動(dòng)模塊單元，一伺服為核心的運(yùn)動(dòng)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(chǎng)總線等，已形成了標(biāo)準(zhǔn)化的產(chǎn)品。【2】 第二章、激光打印機(jī)的介紹

8、2.1、激光打印機(jī)的發(fā)展史 激光技術(shù)出現(xiàn)于60年代， 真正投入實(shí)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(shí)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(jìn)入了實(shí)際應(yīng)用領(lǐng)域。以美國(guó)、日本為代表的科研人員，在靜電復(fù)印機(jī)的基礎(chǔ)上，結(jié)合了激光技術(shù)與計(jì)算機(jī)技術(shù)，相繼研制出半導(dǎo)體激光打印機(jī)。這種類型打印機(jī)的打印質(zhì)量好、速度快、無(wú)噪音，所以很快得到了廣泛應(yīng)用。激光打印機(jī)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(jì)算機(jī)傳來的二進(jìn)制數(shù)據(jù)信息，通過視頻控制器轉(zhuǎn)換成視頻信號(hào)，再由視頻接口/控制系統(tǒng)把視頻信號(hào)轉(zhuǎn)換為激光驅(qū)動(dòng)信號(hào)，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(jī)有打印速度快、成像質(zhì)量高等優(yōu)點(diǎn)；但使用成本相對(duì)高昂。2.2、激光打印機(jī)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(shí)，由計(jì)算機(jī)送來的二進(jìn)制圖文點(diǎn)陣信息，從接口送至字形發(fā)生器，形成所需字形的二進(jìn)制脈沖信息，由同步器產(chǎn)生的信號(hào)控制9個(gè)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(duì)由反射鏡射入

10、的激光束進(jìn)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(gè)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(shí)，在轉(zhuǎn)印電極的電場(chǎng)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(jìn)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(diǎn)，消除光束傳播過程中的漫射，需要用一組光學(xué)透鏡對(duì)光束進(jìn)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(jī)是精密的機(jī)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(gè)電子控制系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)，稱為電子顯像系統(tǒng)。“靜電成像”的理論是美國(guó)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(gè)步驟，其中5個(gè)步驟是圍繞電子顯像系統(tǒng)進(jìn)行的?！?】第三章、激光打印機(jī)的工作 3.1、激光打印機(jī)的工作條件 感

12、光鼓充電采用的部件不同，有的機(jī)型使用電極絲放電方式對(duì)感光鼓進(jìn)行充電，有的機(jī)型使用充電膠輥(FCR)對(duì)感光鼓進(jìn)行充電。感光鼓曝光的形式不同，有的機(jī)型使用掃描鏡 直接對(duì)感光鼓掃描曝光，有的機(jī)型使用掃描后的反射激光束對(duì)感光鼓進(jìn)行曝光?！?】3.2、激光打印機(jī)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(jī)。激光打印機(jī)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(jī)的工作過程 開始時(shí)，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(jī)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(shí)，打印機(jī)會(huì)放出微弱的激光束通過硒鼓的表面，將某些點(diǎn)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(fù)電荷背景上繪制一幅正電荷圖像。在圖案完成后，打印機(jī)在硒鼓上涂抹帶有正電荷的墨粉一種極其微細(xì)的黑色粉末。由于它帶有正電荷，所以墨粉會(huì)粘附在硒鼓上帶有負(fù)電荷的區(qū)域，而不會(huì)粘在帶有正電荷的“背景”上。這有點(diǎn)

14、像在一個(gè)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(huì)粘在罐子上涂有膠水的部分，因此最終會(huì)看到用面粉書寫的一條信息。 在粘上粉末圖案之后，硒鼓會(huì)在紙上滾過，紙沿著下方的一條皮帶進(jìn)行運(yùn)動(dòng)。在紙運(yùn)動(dòng)到硒鼓的下方之前，會(huì)通過轉(zhuǎn)印電暈線（充電輥）帶上負(fù)電荷。此電荷的強(qiáng)度大于靜電圖像的負(fù)電荷，所以墨粉會(huì)被印到紙上。由于紙的運(yùn)動(dòng)速度與硒鼓相同，所以紙上會(huì)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(huì)通過分離電暈線對(duì)紙立即進(jìn)行放電第四章、光學(xué)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)分析光打印機(jī)是由激光器、聲光調(diào)制器、高頻驅(qū)動(dòng)、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(jìn)制點(diǎn)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(jī)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(jī)相同。激光打印機(jī)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(jī)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(jìn)行的。當(dāng)把要打印的文本或圖像輸入到計(jì)算機(jī)中，通過計(jì)算機(jī)軟件對(duì)其進(jìn)行預(yù)處理。然后由打印機(jī)驅(qū)動(dòng)程序轉(zhuǎn)換成打印機(jī)可以識(shí)別的打印命令（打印機(jī)語(yǔ)言）送到高頻驅(qū)動(dòng)電路，以控制激光發(fā)射器的開與關(guān)，形成點(diǎn)陣激光束，再經(jīng)掃描轉(zhuǎn)鏡對(duì)電子顯像系統(tǒng)中的感光鼓進(jìn)行軸向掃描曝光，縱向掃描由感光鼓的

16、自身旋轉(zhuǎn)實(shí)現(xiàn)。 感光鼓是一個(gè)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(diǎn)陣形式掃射到感光鼓上時(shí)，被掃描的點(diǎn)因曝光而導(dǎo)通，電荷由導(dǎo)電基對(duì)地迅速釋放。沒有曝光的點(diǎn)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(dá)圖像轉(zhuǎn)移裝置時(shí)，一張打印紙也同時(shí)被送到感光鼓與圖像轉(zhuǎn)移裝置的中間，此時(shí)圖像轉(zhuǎn)移裝置在打印紙背面施放一個(gè)強(qiáng)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?！?】第

17、五章、光學(xué)技術(shù)課程心得時(shí)光如逝，歲月如流，一轉(zhuǎn)眼的時(shí)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(gè)星期里面,老師讓我從什么都不了解的文盲慢慢認(rèn)識(shí)了什么是光電技術(shù)，我也談?wù)劦脑龠@幾個(gè)星期以來的感想： 這幾個(gè)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(jìn)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(shí)驗(yàn)是無(wú)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(huì)到了知識(shí)就是人的力量源泉，沒有專業(yè)知識(shí)、專業(yè)技巧，什么成功都不會(huì)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(duì)社會(huì)的種種問題。對(duì)于現(xiàn)金社會(huì)，我要不斷的充實(shí)自己，完善自己，使自己能夠成為適應(yīng)這個(gè)社會(huì)的專業(yè)人才， 將來如果社會(huì)給我機(jī)會(huì)的時(shí)候，我就能以我的所學(xué)完完全全的融會(huì)到往后的工作當(dāng)中去， 所以現(xiàn)在