CN110153562B - 一种激光成像装置及激光打印方法 - Google Patents

一种激光成像装置及激光打印方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种激光成像装置，包括主控制单元、与主控制单元通信连接的上位机以及与主控制单元连接的激光扫描组件，所述激光扫描组件设有用于发射带有打印信息的激光器、位于激光器出射方向的多棱镜以及位于多棱镜反射方向的凹透镜，凹透镜的折射方向设有用于输送纸张的纸张传动机构，激光器发射激光光束，所述激光光束经由多棱镜反射分散成多束激光、并该多束激光经过凹透镜后平行聚焦在纸张传动机构上，无须采用墨粉，直接利用激光在纸张上烧灼使纤维碳化实现激光打印，使用环保且功耗小；一种激光打印方法，其包括上述激光成像装置，且将需打印的图文信息快速高效地转化为能够被激光成像装置识别的点阵像素图像信息、并传送给激光成像装置。

Description

一种激光成像装置及激光打印方法
技术领域
本发明涉及打印机技术领域，特别是涉及一种激光成像装置及激光打印方法。
背景技术
近年来，打印机日渐广泛地应用于人们的生活，先后出现不同功能的打印机，如：针式打印机、喷墨打印机、激光打印机、多功能打印机、照片打印机等。不同功能的打印机为不同需求行业和不同需求人群提供了极大的便利，其中，激光打印机是将激光束扫描技术和电子照相技术相结合的一种打印输出设备，基本工作原理是由电脑传来的信息经过转换后变成二进制数据，再经转换器转换成视频信号，再由视频接口/控制系统把视频信号转换为激光驱动信号，然后由激光扫描系统产生载有字符信息的激光束，最后是由电子照相系统使激光束成像并转印到纸上，简而言之就是通过激光将文档和数字化图形快速“投影”到一个感光表面(感光鼓)，被激光投影到的位置会发生电子放电现象，带电的墨粉通过静电吸附作用，转印在纸张上从而完成打印，但现有的激光打印机还是需要采用墨粉，墨粉在使用和生产的过程中对人体和健康有害，不利于环保，且还需经常更换硒鼓。
发明内容
为解决上述问题，本发明提供一种激光成像装置及激光打印方法，其无须采用墨粉，直接利用激光在纸张上烧灼使纤维碳化以实现激光打印，使用环保且功耗小。
为解决上述目的，本发明采用的如下技术方案。
一种激光成像装置，包括主控制单元、与主控制单元通信连接的上位机以及与主控制单元连接的激光扫描组件，其特征在于：所述激光扫描组件设有用于发射带有打印信息的激光器、位于激光器出射方向的多棱镜以及位于多棱镜反射方向的凹透镜，凹透镜的折射方向设有用于输送纸张的纸张传动机构，主控制单元与激光器连接以控制激光器发射带有打印信息的激光光束，所述激光光束经由多棱镜反射分散成多束激光、并该多束激光经过凹透镜后平行聚焦在纸张传动机构上。
进一步地，本位于凹透镜折射方向还设有凸透镜，所述多束激光经过凹透镜后平行聚焦在凸透镜上、并所述多束激光经过凸透镜后射在纸张传动机构上。
进一步地，还包括水冷散热组件，水冷散热组件设有冷水管、与冷水管连通的蓄水盒以及装设于冷水管的流量泵，所述冷水管绕设于激光器外。
进一步地，激光器的中心波长设置为1090nm～1550nm。
进一步地，纸张传动机构设有输送平台，所述输送平台两端设有第一轧辊组和第二轧辊组，第一轧辊组和第二轧辊组均设有呈上下两侧设置的轧辊。
一种激光打印方法，包括上述激光成像装置结构和上位机，所述激光打印方法包括如下步骤：
S1，打印数据格式转换，上位机将打印数据转换成图形信息格式并对该图形信息进行灰度预处理；
S2，上位机对经过灰度预处理的图形信息进行分析处理并获取图像中像素点的灰度值；
S3，上位机对获取到的图像中像素点的灰度值与预设的阀值矩阵中相应位置处的阀值进行大小对照，根据对比结果确定相同位置处的图像的像素值，将图像的像素值转化为打印图像信息；
S4，上位机发送打印图像信息给激光成像装置，根据打印图像信息，激光成像装置的主控制单元控制激光器发射激光光束，所述激光光束经由多棱镜反射分散成多束激光、并该多束激光经过凹透镜后平行聚焦在纸张传动机构上；
S5，完成打印后，纸张传动机构的第一轧辊组和第二轧辊组启动以输出已完成打印的纸张。
优选地，在S3步骤中，确定相同位置处的图像的像素值的步骤应用到的算法如下：
Figure GDA0002797316600000031
其中，T为阀值矩阵，％为两数取余，m、n是阀值矩阵的大小，i％m和j％n分别表示当前像素点在阀值中所处位置的坐标，1表示非打印点，0表示打印点。
优选地，在步骤S4中，激光扫描组件还包括凸透镜，所述多束激光经过凹透镜后平行聚焦在凸透镜上、并所述多束激光经过凸透镜后射在纸张传动机构上。
优选地，激光器的中心波长设置为1090nm～1550nm。
本发明的有益效果如下：
与现有的激光打印机相比，本发明的激光成像装置无须采用墨粉，抛弃传统使用寿命有限的硒鼓结构，直接利用激光在纸张上烧灼使纤维碳化以实现激光打印，使用环保且功耗小，实际使用时，多棱镜使用六面棱镜，多棱镜启动转动，所述激光光束经由多棱镜反射分散成多束激光、并该多束激光经过凹透镜后平行聚焦在纸张传动机构上，由此，多束激光在纸张传动机构上的纸张位置根据需要打印的像素点汇聚成多个点阵光点，瞬间产生的高温卓灼烧纸张表面至色变，完成打印动作，，使用更为环保，功耗更小；本发明的激光打印方法，采用上述结构的激光成像装置，且采用激光打印方法能够将需打印的图文信息快速高效地转化为能够被激光成像装置识别的点阵像素图像信息、并传送给激光成像装置，主控制单元控制激光器发射出激光光束、并依次经过多棱镜和凹透镜之后，在纸张传动机构上的纸张位置根据需要打印的像素点汇聚成多个点阵光点，瞬间产生的高温可灼烧纸张表面至色变，完成打印。
附图说明
图1为本发明的激光成像装置的实施例一的结构示意图；
图2为本发明的激光成像装置的实施例二的结构示意图；
图3为本发明的激光打印方法的方法流程图。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明作进一步的说明。
图1示出的是本发明的激光成像装置的实施例一。一种激光成像装置，包括主控制单元1、与主控制单元1通信连接的上位机2以及与主控制单元1连接的激光扫描组件，所述激光扫描组件设有用于发射带有打印信息的激光器3、位于激光器3出射方向的多棱镜4以及位于多棱镜4反射方向的凹透镜5，凹透镜5的折射方向设有用于输送纸张的纸张传动机构7，主控制单元1与激光器3连接以控制激光器3发射带有打印信息的激光光束，所述激光光束经由多棱镜4折射分散成多束激光、并该多束激光经过凹透镜5后平行聚焦在纸张传动机构7上。
与现有的激光打印机相比，本无须采用墨粉，抛弃传统使用寿命有限的硒鼓结构，直接利用激光在纸张上烧灼使纤维碳化以实现激光打印，使用环保且功耗小，实际使用时，多棱镜4使用六面棱镜，多棱镜4启动转动，所述激光光束经由多棱镜4折射分散成多束激光、并该多束激光经过凹透镜5后平行聚焦在纸张传动机构7上，由此多束激光在纸张传动机构7上的纸张位置根据需要打印的像素点汇聚成多个点阵光点，瞬间产生的高温可灼烧纸张表面至色变，完成打印，使用更为环保，功耗更小。
本实施例一还包括水冷散热组件，水冷散热组件设有冷水管、与冷水管连通的蓄水盒以及装设于冷水管的流量泵，所述冷水管绕设于激光器3外，能够快速冷却激光器3，保持性能稳定，与现有的散热风扇相比，本实施例一采用的水冷散热组件散热速度更快，整体体积可设计得更小。本实施例一的激光器3的中心波长设置为1090nm～1550nm，激光灼烧的使用性能更好，打印效果更为显著。
图1示出，本实施例一的纸张传动机构7设有输送平台71，所述输送平台71两端设有第一轧辊组72和第二轧辊组73，第一轧辊组72和第二轧辊组73均设有呈上下两侧设置的轧辊，输送稳定性高，在纸张输入输送平台71的打印位置时，先经过第一轧辊组72上下两侧的轧辊压平整，有利于提升打印效果。
图2示出的是本发明的激光成像装置的实施例二。一种激光成像装置，包括主控制单元1、与主控制单元1通信连接的上位机2以及与主控制单元1连接的激光扫描组件，所述激光扫描组件设有用于发射带有打印信息的激光器3、位于激光器3出射方向的多棱镜4、位于多棱镜4反射方向的凹透镜5和位于凹透镜5折射方向还设有凸透镜6，凹透镜5的折射方向设有用于输送纸张的纸张传动机构7，主控制单元1与激光器3连接以控制激光器3发射带有打印信息的激光光束，所述激光光束经由多棱镜4发射分散成多束激光，所述多束激光经过凹透镜5后平行聚焦在凸透镜6上、并所述多束激光经过凸透镜6后射在纸张传动机构7上，凸透镜6起到规则发散作用，适用打印纸张规格较大的情况，实施例二还包括水冷散热组件，水冷散热组件设有冷水管、与冷水管连通的蓄水盒以及装设于冷水管的流量泵，所述冷水管绕设于激光器3外，激光器3的中心波长设置为1090nm～1550nm，纸张传动机构7设有输送平台71，所述输送平台71两端设有第一轧辊组72和第二轧辊组73，第一轧辊组72和第二轧辊组73均设有呈上下两侧设置的轧辊。
图3示出的是本发明的激光打印方法的方法流程图。所述激光打印方法包括如下步骤：
S1，打印数据格式转换，上位机2将打印数据转换成图形信息格式并对该图形信息进行灰度预处理；
S2，上位机2对经过灰度预处理的图形信息进行分析处理并获取图像中像素点的灰度值；
S3，上位机2对获取到的图像中像素点的灰度值与预设的阀值矩阵中相应位置处的阀值进行大小对照，根据对比结果确定相同位置处的图像的像素值，将图像的像素值转化为打印图像信息；
S4，上位机2发送打印图像信息给激光成像装置，根据打印图像信息，激光成像装置的主控制单元1控制激光器3发射激光光束，所述激光光束经由多棱镜4反射分散成多束激光、并该多束激光经过凹透镜5后平行聚焦在纸张传动机构7上；
S5，完成打印后，纸张传动机构7的第一轧辊组72和第二轧辊组73启动以输出已完成打印的纸张。
通过上述方法，上位机2能够将需打印的图文信息快速高效地转化为能够被激光成像装置识别的点阵像素图像信息、并传送给激光成像装置，主控制单元1控制激光器3发射出激光光束、并依次经过多棱镜4和凹透镜5之后，在纸张传动机构7上的纸张位置根据需要打印的像素点汇聚成多个点阵光点，瞬间产生的高温可灼烧纸张表面至色变，完成打印，使用更为环保，功耗更小。
优选地，在S3步骤中，确定相同位置处的图像的像素值的步骤应用到的算法如下：
Figure GDA0002797316600000061
其中，T为阀值矩阵，％为两数取余，m、n是阀值矩阵的大小，i％m和j％n分别表示当前像素点在阀值中所处位置的坐标，1表示非打印点，0表示打印点，通过对获取到的图像中像素点的灰度值与预设的阀值矩阵中相应位置处的阀值进行大小对照，快速高效地获取相同位置处的图像的像素值以及打印位置点，实际形成的过程如下：
Figure GDA0002797316600000062
在其他优选的实施例中，在步骤S4中，激光扫描组件还可包括凸透镜6，所述多束激光经过凹透镜5后平行聚焦在凸透镜6上、并所述多束激光经过凸透镜6后射在纸张传动机构7上，可适用打印纸张规格较大的情况。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (5)

1.一种激光打印方法，其特征在于，包含激光成像装置，所述激光成像装置包括主控制单元、与主控制单元通信连接的上位机以及与主控制单元连接的激光扫描组件，所述激光扫描组件设有用于发射带有打印信息的激光器、位于激光器出射方向的多棱镜以及位于多棱镜反射方向的凹透镜，凹透镜的折射方向设有用于输送纸张的纸张传动机构，主控制单元与激光器连接以控制激光器发射带有打印信息的激光光束，所述激光光束经由多棱镜反射分散成多束激光、并该多束激光经过凹透镜后平行聚焦在纸张传动机构上；
运用于所述激光成像装置的激光打印方法包括如下步骤：
S1，打印数据格式转换，上位机将打印数据转换成图形信息格式并对该图形信息进行灰度预处理；
S2，上位机对经过灰度预处理的图形信息进行分析处理并获取图像中像素点的灰度值；
S3，上位机对获取到的图像中像素点的灰度值与预设的阈 值矩阵中相应位置处的阈值进行大小对照，根据对比结果确定相同位置处的图像的像素值，将图像的像素值转化为打印图像信息；
确定相同位置处的图像的像素值的步骤应用到的算法如下：
Figure FDA0002797316590000011
其中，T为阈 值矩阵，％为两数取余，m、n是阈 值矩阵的大小，i％m和j％n分别表示当前像素点在阈 值中所处位置的坐标，1表示非打印点，0表示打印点；
S4，上位机发送打印图像信息给激光成像装置，根据打印图像信息，激光成像装置的主控制单元控制激光器发射激光光束，所述激光光束经由多棱镜反射分散成多束激光、并该多束激光经过凹透镜后平行聚焦在纸张传动机构上；
S5，完成打印后，纸张传动机构的第一轧辊组和第二轧辊组启动以输出已完成打印的纸张。
2.根据权利要求1的所述的一种激光打印方法，其特征在于，在步骤S4中，激光扫描组件还包括凸透镜，所述多束激光经过凹透镜后平行聚焦在凸透镜上、并所述多束激光经过凸透镜后射在纸张传动机构上。
3.根据权利要求1的所述的一种激光打印方法，其特征在于，激光器的中心波长设置为1090nm～1550nm。
4.根据权利要求1所述的一种激光打印方法，其特征在于：激光成像装置还包括水冷散热组件，水冷散热组件设有冷水管、与冷水管连通的蓄水盒以及装设于冷水管的流量泵，所述冷水管绕设于激光器外。
5.根据权利要求1所述的一种激光打印方法，其特征在于：纸张传动机构设有输送平台，所述输送平台两端设有第一轧辊组和第二轧辊组，第一轧辊组和第二轧辊组均设有呈上下两侧设置的轧辊。
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