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來源：互聯網

激光打印機是將激光掃描技術和電子照相技術結合的打印輸出設備，最早是在20世紀60年代末由Xerox公司發明的。

激光打印機的整個打印過程可以分為控制器處理階段、墨影及轉印階段。主要是將電子照相技術、激光掃描技術融合其中，將所有打印的內容利用設備轉換成各種圖像。同時，圖像通常是以像素點作為基本單元，并且利用激光打印機顯現在打印紙上。

激光打印機廣泛應用在政府、金融、家庭、交通、電信、醫藥、教育等方面的日常辦公中。2016-2021年期間全國打印機市場規模由276.5億元增長至352.1億元，期間打印機市場規模增量為75.6億元。

發展歷史

激光打印機的誕生

激光技術出現于60年代，真正投入實際應用始于70年代初期。最早的激光發射器是充有氦-氖（He-Ne）氣體的電子激光管，體積很大，因此在實際應用中受到了很大限制。1969年，美國研究人員Gary Starkweather在施樂公司（Xerox）工作期間，首次提出了使用激光技術進行打印的想法，發明了激光掃描成像鼓并轉印紙張的技術。

在1971年至1972年期間，Starkweather成功地開發出了世界上第一臺激光打印機，稱為"EARS"（Ethernet,Alto Research character generator,Scanned laser output terminal）。這臺打印機使用激光束掃描來創建一個靜電荷圖案，然后通過粉末墨粒將圖案轉移到紙上，最終形成打印輸出。

1977年施樂PaloAlto研究中心就研發出了第一臺激光打印機Xerox9700。它是一臺半人高的大型生產設備，打印精度已經達到了300dpi（現在普遍是600dpi或1200dpi），打印速度每分鐘高達120頁。這個型號在之后的十年中廣泛用于信用卡賬單、銀行單據、公用事業賬單的打印，直到1997年才停產。

激光打印機的商用化

1976年IBM為計算中心、數據中心設計了商用激光打印機IBM3800，打印速度達每分鐘215頁，售價30萬美元，價格頗高。1979年佳能推出了第一款臺式激光打印機LBP-10，尺寸更小、售價更便宜，對企業而言更實惠且負擔得起；其尺寸與電烤箱相似，直到今天佳能激光打印機仍然沿用LBP的名稱（LaserBeamPrinter激光束打印機）。

后來佳能研發了大幅度改進的激光打印引擎哦CX，而蘋果公司和惠普正是與佳能合作，在CX引擎的基礎上研發出了各自的小型桌面激光打印機。

1981年，XeroxStar8010成為第一款面向辦公室應用的激光打印機；1984年，惠普推出了第一臺大眾化的小型激光打印機LaserJet，而蘋果很快也推出了自己的激光打印機LaserWriter。惠普激光打印后來居上，在激光打印機屆占有一席之地；而蘋果激光打印機采用PostScript頁面描述語言，則統一了計算機字體和圖像打印出來的形式，同樣成為激光打印機中的典型案例。1990年惠普推出第一臺一千美元以內的激光打印機LaserJetIIP，后來打印機價格一路下降，直到每臺只要六七百元人民幣，激光打印機才走進了千家萬戶。

激光打印機的進一步發展

2002年，黑白激光打印機呈繁榮盛世，彩色激光打印機開始迅速發展。

2003年，隨著UV噴墨技術的不斷發展，第一臺商用UV平板噴墨打印機問世，標志著UV平板噴墨的正式起步。

2003下半年，彩色商用辦公理念的推出，成為了大陸打印機市場的一個顯著的亮點，2005年，彩色激打引領彩色商務時代的到來。

2013年，北美地區的3D打印處于市場領先地位，并占總銷售額的43.9%。其次是歐洲，排在第二位。

2018年以來，中國的DLP 3D打印機進入快速增長期，許多公司都已經推出了DLP 3D打印機產品。

工作原理

激光打印機的工作流程主要包括頁面轉換、充電、曝光、顯影、轉印、定影等。主要分為三個階段，即數據交換階段、激光掃描階段和電子成像顯影階段。

它的原理是為控制激光束在打印機的硒鼓上沿軸進行掃描，根據點陣組字的原理，使硒[xī]鼓表面感光，構成負電荷陰影，當硒鼓表面經過帶正電的碳粉時，感光部分就吸附上碳粉，然后將碳粉轉印到紙上，紙上的碳粉經加熱熔化后就形成永久的字符和圖形。

首先，激光發射器發射激光照射棱柱形反射鏡上，隨著反射鏡轉動，光線從硒鼓的一端到另一端依次掃過，硒鼓轉動，掃描又在接下來的一行進行。其次，感光硒鼓充電，激光束曝光，由于感光鼓表面是光敏材料，因此，經過激光照射的部位電勢將迅速降，形成靜電潛像，最后，將墨粉像轉印到紙張上，經高溫定影后，在紙張上顯示出相應的文字和圖案，因此，剛剛打印出的紙張都帶有一定溫度。完成整個打印過程后，打印機清潔輥[gǔn]會自動將廢粉清除、通過消電燈也會把硒鼓電荷消除，為下一次打印做好準備。

黑白激光打印機原理

激光打印機的核心技術是電子成像技術，這種技術融合了彩像學與電子學的原理和技術以生成圖像，其核心部件是一個可以感光的硒鼓。硒鼓轉動的同時，另一組傳動系統將打印紙送進來，經過一組電極，打印紙帶上了與硒鼓表面極性相同但強得多的電荷，隨后紙張經過帶有墨粉的硒鼓，硒鼓表面的墨粉被吸引到打印紙上，圖像就在紙張表面形成了。此時，墨粉和打印紙僅僅是靠電荷的引力結合在一起，在打印紙被送出打印機之前，需要經過高溫加熱，塑料質的墨粉被熔化，在冷卻過程中固著在紙張表面。

彩色激光打印機原理

彩色激光打印機的成像原理和黑白激光打印機是相似的，都是利用激光掃描。彩色激光打印機與黑白激光打印機最大的區別是在引擎結構上，在硒鼓上形成電荷潛影，然后吸附墨粉，再將墨粉轉印到打印紙上，只不過黑白激光打印機只有一種黑色墨粉，而彩色激光打印機要使用黃、紅、青、黑四種顏色的墨粉。

彩色打印機打印時，將由電腦輸出我們需要打印的圖案，通過打印語言轉換成電信號指令給打印機，CR/DR/SR/T1/T2等相應的橡膠輥將通過打印機的高壓板施加高壓，當打印機接收到指令后，LSU（Laser Scan Unit）進行發光，OPC發光形成潛像。

首先將黃色碳粉的圖案轉到OPC表面，然后OPC表面的圖案轉寫到ITB上，此時OPC表面未轉寫的Yellow碳粉將被OPC上的刮刀清理干凈。ITB上的圖案持續保持在ITB上。以上的顯像過程將重復進行，將Magenta、Cyan、黑色的碳粉依次轉寫到ITB上。當四種顏色的碳粉圖案都轉寫完成后，ITB圖1上的圖案再轉寫到紙張上。這時ITB上的刮刀動作將ITB上殘余廢碳粉清理掉，準備下一個圖案的打印；紙張通過Fuser加熱單元后碳粉融化進入紙張內部，實現彩色打印過程。

結構

激光打印機包括電路系統、傳感器系統、激光掃描系統、成像轉印系統和機械傳動系統等，產品結構包含激光器、高頻驅動、同步器、聲光調制器以及掃描器和光偏轉器等。

激光掃描系統

激光掃描系統有激光器、同步器以及掃描轉鏡等。

激光器

激光器內部包含反光鏡、圓柱透鏡、圖像透鏡、調節器和六棱旋轉鏡。產生激光的光源，和普通的光源不同。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，也就不能應用于激光打印機，如普通白熾燈光源是通過電流加熱鎢絲的原子到激發態，處于激發態的原子不斷地自發輻射而發光。激光器發出的光具有方向性好（發出的光束在一定距離內沒有散射和漫射）、單色性強（純白光由七色光組成）、亮度高（有利于光束的集中并帶有很高的物理能量）、高相干性（容易疊加和分離）等特點。

激光器的主要工作是發射出激光束，經反射鏡射入聲光偏轉調制器，然后計算機將圖文點陣信息轉化成二進制計算機語言，通過接口發送至字形發生器，形成所需字形的二進制脈沖信息，由信號控制器經頻率整合、放大加載到聲光調制，對激光束進行調制。調制后的光束經鏡面反射、聚焦后把光束射至感光鼓表面上，使角速度掃描變成線速度掃描，完成整個掃描過程。

掃描器

掃描器根據工作方式的不同可以分為電光式、聲光式以及轉鏡式等幾種類型。

經光調制器調制后的激光束如果要在感光鼓上形成文字或圖像，激光束需要完成橫向和縱向的掃描移動。通常激光器都是采用固定式設計，而依靠感光鼓的旋轉來實現縱向掃描。在橫向掃描方面，目前采用最多的是轉鏡式掃描，即采用多棱掃描鏡，一般有二面鏡、四面鏡和六面鏡三種。掃描鏡由掃描電機驅動旋轉，在旋轉的同時完成橫向掃描。這種方式具有掃描角度大、分辨率高、光能損耗小、結構簡單等優點。因此被廣泛用于激光打印機中。

同步器

同步器的作用就是通過同步傳感器發出的同步信號來控制高頻信號發生器的啟停，以保證掃描間距的一致性，最終消除誤差。

成像轉印系統

誠像轉印系統主要由感光鼓、顯影輥、轉印裝置、定影器等構成

感光鼓

感光鼓為激光打印機的最核心的部件，又叫硒鼓，由接地金屬筒、光導層和透明絕緣保護層組成，光導層在受到光照前是絕緣體，呈中性狀態，不帶有任何電荷，經過光照后會變成導體，這種光導特性是激光打印機工作的核心原理，是實現數字信號轉化為可見圖像的基礎。

充電輥給感光鼓充電使感光鼓上產生電荷，然后激光發射器發出激光對感光鼓的光導層進行曝光，被激光照射到的部分光導層變成導體，這部分的電荷與接地金屬筒導通消失，沒有被照射到的地方電荷依然存在，這時感光鼓上的電荷分布就形成了靜電潛像。墨粉在墨倉中摩擦后會帶上電荷，顯影輥將墨倉里的墨粉吸附在表面，顯影輥和感光鼓接觸時，墨粉被吸附到了感光鼓上有電荷的地方，感光鼓表面就形成了墨粉構成的圖像。

定影器

定影是指通過高溫高壓把已經轉寫到紙張上的碳粉內的沒藥樹融化，并使之滲入紙中的過程。定影裝置是激光打印機的關鍵零部件，其性能的優劣將直接影響打印機的能耗和打印品質。在高溫高壓環境中，將碳粉熔化使其滲入到紙張纖維內，從而實現定影。

機械傳動系統

機械傳動系統主要由傳動齒輪，光電感應器等部分組成

光電感應器

光電傳感器由發光二極管和光敏二極管組成，通過其光電感應特性來判定是否導通，從而通知邏輯控制電路發送指令以實現打印機的控制。如打印紙傳感器、送紙傳感器以及出紙傳感器等都屬于此類傳感器。

主要分類

激光打印機的分類方式有以下幾種。

按照打印速度分類

按原理以及色彩分類

按照激光打印機的工作原理，激光打印機可分為黑白激光打印機和彩色激光打印機兩種，并且擁有多功能和單功能。黑白激光打印機能進行單色打印，而彩色激光打印機能實現彩色和黑白兩種打印模式。

按用途分類

按用途分類，激光打印機可分為如下幾種。

優缺點

優點

高密度

激光打印機的打印分辨率最低為300dpi(ldpi就是指每1英寸的面積上只有1個打印點)，還有400dpi、600dpi、800dpi、1200dpi，甚至更高，達到了照相機的水平。

高速

激光打印機的打印速度最低為4ppm(即每分鐘4頁紙)，一般為12ppm、16ppm，有些工作組用激光打印機的打印速度可以達到24ppm。

噪音低

激光打印機在運行期間所產生的聲音較低，通常在53db以下，所以非常適合辦公場所使用，不會給日常工作帶來干擾。

處理能力強

激光打印機的控制器中有CPU，有內存，控制器則相當于計算機的主板，所以它可以進行復雜的文字處理、圖像處理、圖形處理，這是針式打印機與噴墨打印機所不能完成的，也是頁式打印機與行式打印機的區別。

缺點

打印清晰度弱

激光打印機的分辨率上限只有1200dpi，無法用于打印高質量的圖片。

適用紙張單一

激光打印機的適用紙張比較狹窄，只能使用普通的打印紙。、

耗材多

激光打印機均存在預熱時間，功能越多、打印速度越快則預熱時間越長，通常有10s-60s不等的預熱時間，預熱、加溫加壓進行打印，這也是激光打印機能耗較高的原因。

環境問題

激光打印機在使用過程中會產生一定量的臭氧、粉塵，導致環境污染，對人體也有一定影響。

常見品牌

發展前景

中國打印機主要運用于政府、金融、家庭、交通、電信、醫藥、教育等方面，隨著下游領域對打印需求加大，近年來中國打印機市場規模整體呈增長態勢。2016-2021年期間全國打印機市場規模由276.5億元增長至352.1億元。隨著中國居民收入水平增長以及消費不斷升級，社會對打印機的消費需求將持續增長，激光打印機的市場規模也將有望繼續擴張。隨著激光打印機產品性價比不斷提升，用戶的購買需求逐漸由單功能產品向多功能一體化產品轉移。市場趨勢倒逼企業加快激光打印機產品向多功能一體化方向發展，未來多功能一體化激光打印機將成為消費者購買打印設備時地首要選擇。

參考資料 >

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產業聚焦！中國激光打印機行業全景速覽：向多功能一體化方向發展.智妍咨詢.2023-06-22

打印機一百問激光打印機是如何誕生的.百家號.2023-06-18

UV打印機是什么時候興起的.籽麟網機械.2023-08-09

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激光打印機的組成.西域.2023-08-06

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