說(shuō)到打印復(fù)印,對(duì)中國(guó)用戶來(lái)說(shuō)并不陌生。很多人會(huì)想當(dāng)然的認(rèn)為商用打印就是激光打印,然而并不是這樣。這里面的技術(shù)變革值得我們探究,從復(fù)印機(jī)到今天的激光打印機(jī)、彩色激光打印機(jī)經(jīng)歷了哪些歷程?
激光打印技術(shù)的起源
復(fù)印機(jī)誕生的很早,最初用的是光化學(xué)反應(yīng)。再到后來(lái)用的光電系統(tǒng)成像,但是要說(shuō)明的是,這個(gè)過(guò)程是沒(méi)有計(jì)算參與的,而且只能單功能復(fù)印。當(dāng)時(shí)的復(fù)印機(jī)只有感光鼓這個(gè)部件上和今天的打印機(jī)差不多。
施樂(lè)的914復(fù)印機(jī),注意,只能復(fù)印
復(fù)印的過(guò)程其實(shí)就是讓感光鼓充電之后曝光,然后形成電荷在感光鼓上的圖樣、附著碳粉、加熱定影。到了1969年,施樂(lè)的研發(fā)人員GaryStarkweather突發(fā)奇想,能不能用當(dāng)時(shí)剛量產(chǎn)不久的激光器直接在感光鼓上繪制圖形?
體積巨大的早期激光打印機(jī)
到了1971年,Gary去了施樂(lè)在PalaAuto的研發(fā)中心,開(kāi)始專門研究用激光在感光鼓上直接成像的技術(shù)。到了1972年Gary與施樂(lè)的兩位同事,在一臺(tái)施樂(lè)復(fù)印機(jī)的基礎(chǔ)之上加了控制系統(tǒng)和字符生成器,構(gòu)成了施樂(lè)的第一臺(tái)激光打印機(jī)9700。不過(guò)歷時(shí)第一臺(tái)卻被IBM3800搶走了,導(dǎo)致施樂(lè)損失了不少市場(chǎng)。
1974年Saxton在NewYork雜志的廣告
但是說(shuō)到專利,在美國(guó)專利局能檢索到的最早的名為“LaserPrintingSystem”(US3751587A)的專利,卻是一個(gè)名為SaxonIndInc的公司,Saxon復(fù)印機(jī)由于沒(méi)有進(jìn)入過(guò)中國(guó)市場(chǎng),所以并不為中國(guó)用戶所知,七八十年代當(dāng)年這個(gè)公司在美國(guó)的復(fù)印機(jī)市場(chǎng)相當(dāng)有實(shí)力,并且有不少獨(dú)有的專利??萍计髽I(yè)幾十年即滄海桑田,這個(gè)在佛羅里達(dá)州的企業(yè)現(xiàn)在已經(jīng)是施樂(lè)的一部分了。
小型化——佳能不朽的經(jīng)典
施樂(lè)也好、IBM也罷,這些早期的激光打印機(jī)速度非??欤ㄔ诮裉煲彩巧a(chǎn)級(jí)產(chǎn)品的速度),但是問(wèn)題在于,它們太大了。而且對(duì)于企業(yè)來(lái)說(shuō),不僅僅是不一定有地方安放,也用不著這么快。
XeroxStar8100還是太大,而且要17000美元
有需求就有創(chuàng)新的動(dòng)力。施樂(lè)很快在1981年推出了XeroxStar8100激光打印機(jī),它適合辦公室使用,但是……價(jià)格實(shí)在太貴,在那個(gè)年月要價(jià)17000美元,放到今天起碼是要翻翻的,這就是雖然更小,但是企業(yè)無(wú)福消受。
佳能CX引擎的一部分示意圖,PIC:printerworks.com
佳能看到了機(jī)會(huì)。在1980年代早期,為了打開(kāi)美國(guó)市場(chǎng),佳能推出了一個(gè)純粹的打印引擎——CanonCXOEM。這個(gè)產(chǎn)品不包含耗材及柵格化、驅(qū)動(dòng)這些電路,預(yù)留了一個(gè)37針的接口,任何企業(yè)都可以買這個(gè)引擎貼自己的標(biāo),最重要的是佳能的這個(gè)引擎本身同過(guò)新申請(qǐng)的專利實(shí)現(xiàn)了小型化,成品打印機(jī)可以放在桌子上使用!小型化的引擎不含碳粉的OEM價(jià)格僅為1000美元!當(dāng)時(shí)購(gòu)買這個(gè)引擎生產(chǎn)打印機(jī)的非常多,很多都已經(jīng)淹沒(méi)在歷史里面,但是有兩個(gè)企業(yè),最終成就了霸業(yè)。
成就霸業(yè)的惠普與蘋果
前文我們說(shuō)了,佳能提供的CX機(jī)芯只要1000美元,但是這個(gè)機(jī)芯連電源都不提供,加上PCB控制、計(jì)算定影的電路,要比純機(jī)芯的成本貴出一大截。當(dāng)時(shí)有兩個(gè)公司成就霸業(yè),第一個(gè)要說(shuō)的就是蘋果。
蘋果的LaserWriter
蘋果當(dāng)時(shí)用CX機(jī)芯開(kāi)發(fā)出來(lái)的打印機(jī)叫做LaserWriter,這個(gè)名字和今天蘋果喜歡叫Apple+X或是i+X的命名方式區(qū)別極大。蘋果的產(chǎn)品自然只能在當(dāng)時(shí)的Macintoshi系統(tǒng)上用。蘋果給AppleWriter做了一個(gè)極其關(guān)鍵的優(yōu)化:Gamma值。蘋果顯示器的Gamma是1.8(不同于windows系統(tǒng)的2.2),這個(gè)打印機(jī)也是,所以相當(dāng)于有了一個(gè)免費(fèi)的“輸出匹配管理”,這對(duì)于出版來(lái)說(shuō)極其重要。
惠普的LaserJet
另外一個(gè)成就霸業(yè)的就是惠普。當(dāng)時(shí)惠普也給CX引擎開(kāi)發(fā)了驅(qū)動(dòng)電路,并命名為L(zhǎng)aserJet?;萜盏腖aserJet是世界上第一臺(tái)能放到桌面打印的激光打印機(jī),并且使用的是單頁(yè)紙(IBM3800這種大機(jī)器用連續(xù)紙),一舉奠定了惠普在桌面打印領(lǐng)域的霸主地位。其實(shí)蘋果只是發(fā)布時(shí)間稍晚,都是同一年-1984年。
CX引擎蘋果LaserWriter的控制電路
同樣佳能CX引擎,惠普的控制電路
1985年,蘋果為L(zhǎng)aserWriter配置了Postscript打印語(yǔ)言,使用三階貝塞爾曲線繪制字體,奠定了蘋果在出版領(lǐng)域的霸主地位??梢哉f(shuō)在iPod發(fā)布之前比較黯淡的日子里,蘋果基本就是靠出版領(lǐng)域生存,和今天的市值地球第一完全不是一碼事。而惠普則為自己的打印機(jī)推出了獨(dú)有的PCL語(yǔ)言,這也成為今天惠普激打產(chǎn)品質(zhì)量卓越的看家本領(lǐng)。
彩色激光打印的開(kāi)端
最早推出面向桌面的彩色激光打印機(jī),其實(shí)還是蘋果,這臺(tái)產(chǎn)品名字叫做ColorLaserPrinter12/600PS,當(dāng)時(shí)要價(jià)7000美元,時(shí)間是1995年??梢哉f(shuō)桌面的彩色激光打印到現(xiàn)在的時(shí)間也不過(guò)20年,甚至比我們使用移動(dòng)通信的時(shí)間還要短。
最早的彩色激光打印機(jī)-蘋果的LaserWriter12/600PS
蘋果的第一臺(tái)彩色激光打印機(jī)也是使用佳能的引擎。之前我們介紹過(guò),當(dāng)時(shí)內(nèi)存昂貴,最開(kāi)始的激光打印機(jī)只有1M內(nèi)存,剛剛好在有四邊留白的情況下能夠裝下一個(gè)光柵化之后的300dpi精度A4頁(yè)面。蘋果的這款A(yù)4激光打印機(jī),由于使用了600dpi精度,所以具有12MB的打印內(nèi)存,這應(yīng)該是優(yōu)化之后的結(jié)果,因?yàn)镃MYK每個(gè)顏色均分只有3MB內(nèi)存。
泰克采用了噴蠟的技術(shù)
早期推出彩色激光打印機(jī)的還有泰克(后來(lái)被施樂(lè)收購(gòu))、OMS等品牌,但是打印引擎的核心卻是日本企業(yè)為主。除了蘋果、惠普這兩大佳能引擎用戶,施樂(lè)等品牌使用的是日立、松下(Mitsushita)的引擎、美國(guó)本土的引擎只有泰克自己的,并且是噴蠟的固體墨水技術(shù)產(chǎn)品。
硅油增亮
今天我們的彩色激光打印機(jī)都是碳粉打印,靠的是定影器的熱能來(lái)升華碳粉的蠟質(zhì)。不過(guò)前面說(shuō)的打印技術(shù)里面,有相當(dāng)多的彩色激光打印使用的是我們今天看不到的產(chǎn)品:硅油定影。
合適的打印碳粉用的蠟并不是那么容易得到
如果你手邊有彩色激光打印機(jī),可以看到蠟質(zhì)的打印效果
蠟質(zhì)說(shuō)起來(lái)簡(jiǎn)單,就是石油的長(zhǎng)鏈烴餾分,但如果要達(dá)到人們?cè)O(shè)想的性能,要么能夠分餾出恰好合適的物質(zhì),要買就需要各種催化重整成需要的材料。打印用的我們今天都是使用200度左右會(huì)升華的蠟質(zhì)輔助定影,原廠拼命的降低定影溫度來(lái)進(jìn)行利潤(rùn)保護(hù),因?yàn)闇囟仍降偷南炠|(zhì)材料越難找到,一不小心就會(huì)侵犯專利,而且這些專利基本都不在打印設(shè)備掌握,都是石化相關(guān)的能源企業(yè)為主,授權(quán)給打印設(shè)備企業(yè)制造碳粉的時(shí)候使用。
大量使用的定影硅油,1000ml大約能用2萬(wàn)頁(yè)
使用蠟質(zhì)碳粉打印之后,會(huì)發(fā)現(xiàn)紙面上有一層反光層,這就是蠟質(zhì),用來(lái)提升打印的表現(xiàn)。我們普通打印紙都是沒(méi)有表面涂層的,直接把碳粉打印到紙面上并不好看,必須增加光澤提升視覺(jué)感受。在激光打印的早期,人們使用的辦法就來(lái)自彩色復(fù)印機(jī),使用的是硅油。硅油一旦涂抹到紙張上,就會(huì)浸泡、滲入,造成整張紙都有油亮的光澤。
硅油定影的產(chǎn)品筆者本人在2003年前后,還測(cè)試過(guò),當(dāng)時(shí)是某品牌貼牌的,速度很慢,關(guān)鍵是和當(dāng)時(shí)已有的碳粉蠟質(zhì)對(duì)比之下,硅油彩色激光打印顯得非常的油膩,效果并不怎么樣,被蠟質(zhì)碳粉淘汰也就在情理之中了。
激光還是LED?
如果熟悉激光打印的原理,繪制到激光打印機(jī)內(nèi)部,有個(gè)多邊鏡,它的作用就是在通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)來(lái)改變激光的角度,這樣激光光束就能照射到感光鼓的所有區(qū)域來(lái)進(jìn)行放電顯影。多一個(gè)能轉(zhuǎn)的零件,在早期不是特別成熟的時(shí)候,會(huì)提高故障率。
激光打印與LED打印的不同
中村修二因?yàn)樗{(lán)光LED獲得了諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)
到了九十年代中期,當(dāng)時(shí)恰好是中村修二發(fā)明了高效率的藍(lán)色發(fā)光二極管的時(shí)代,日亞化學(xué)靠這個(gè)專利賺的盆滿缽滿。通過(guò)陣列式的LED,也可以在感光鼓上去掉電荷。而行列的LED器件體積要比激光器小、成本也更低,OKI、施樂(lè)都采用了這一技術(shù)。
LED打印機(jī)與生俱來(lái)就小巧
早期的LED在高精度打印的時(shí)候容易暴露問(wèn)題
但是LED不是沒(méi)有自己的問(wèn)題。早期的LED的問(wèn)題不少,首先是LED本身的精度不高,最高只有600dpi;并且LED打印邊緣會(huì)出現(xiàn)鋸齒、彩色打印會(huì)出現(xiàn)顏色錯(cuò)誤,變成了雙刃劍:選擇小巧安靜,就要接受LED打印的低質(zhì)量,要買就去忍受激光打印的大體積、高噪音。
加了一層濾鏡提高光點(diǎn)精度
當(dāng)然這種問(wèn)題難不倒打印企業(yè)。比如施樂(lè)與日本電器硝子(NipponElectronicGlass)合作進(jìn)行了技術(shù)改良,合作推出了全新的Hi-Q打印曝光頭,提供了和激光技術(shù)一樣的畫(huà)質(zhì),最早應(yīng)用在施樂(lè)的大型機(jī)器上,現(xiàn)在已經(jīng)普及到了小型化的打印機(jī)。
濾鏡改善了打印質(zhì)量
激光打印技術(shù),在打印精度提高到1200dpi之后基本就停止研發(fā)了,因?yàn)楦叩木纫膊痪邆鋵?shí)際上的意義,目前也找不到比含蠟碳粉更好的定影方式,所以今天的彩色激光打印都是圍繞使用體驗(yàn)、解決方案等方向入手研發(fā)。