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从无到有 打印机发展史记录普及历程

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摘要:从无到有 打印机发展史记录普及历程
互联网络的飞速发展,有人预言无纸时代即将来临,打印机的末日已到。然而全球纸张消费量每年以成倍的速度在增长,打印机的销量以平均接近8%的速度在增加。这一切都预示着打印机不但不会消失,而且会发展的越来越快,应用的领域越来越宽广。从1885年全球第一台打印机的出现,到后来各种各样的针式打印机、喷墨打印机和激光打印机,它们在不同的年代各领风骚,今天让我们寻觅历史的足迹,回顾打印机的光辉历史,同时对打印机未来的发展作出简单分析。

一、喷墨打印机

喷墨打印机基本的工作原理都是先产生小墨滴,再利用喷墨头把细小的墨滴导引到设定的位置上,墨滴越小,打印的图片就越清晰。基本原理看起来很简单,但操作起来就没那么简单了,正如微积分原理也并不复杂,复杂的是如何运用一样。下面介绍喷墨打印机几次技术突破具有历史意义的纪事。

时间 事件纪要

1976年 全球第一台喷墨打印机诞生

1976年 压电式墨点控制技术问世

1979年 Bubble Jet气泡式喷墨技术问世

1980年8月 Canon公司第一次将其气泡式喷墨技术应用到其喷墨打印机Y-80,从此开始了喷墨打印机的历史。

1991年 第一台彩色喷墨打印机、大幅面打印机出现

1994年 微压电打印技术问世

1996年 Lexmark利用EXCIMER氩(ARGON)/氟(FLUMRINE)雷射切割技术推出全世界第一台1200*1200dpi超高分辨率彩色喷墨打印机Lexmark CJ7000

1998年 全球第一款同时具有1440dpi的最高分辨率和六色打印功能的彩色喷墨打印机EPSON Stylus Photo 700问世

1998年 全球首款7色照片打印机Canon BJC-7100诞生

1999年 第一台不使用计算机可打A4照片的彩色喷墨打印机Epson IP-100问世

2000年 第一款支持自动双面打印的彩色喷墨打印机HP DJ970Cxi推出

2003年 全球第一款应用八色墨水技术的数码照片打印机HP Photosmart 7960问世

2005年 全球首款9色照片打印机HP Photosmart 8758诞生

2006年 基于触摸屏控制的HP Photosmart D7368照片喷墨打印机推出

2007年 Epson及HP推出C110、Officejet Pro 5300,使喷墨打印机商务应用得到质的提升

2009年 Brother公司推出全球首款A3幅面喷墨一体机MFC-6490CW

2010年 HP云打印策略发布,同步推出基于云打印技术(HP ePrint)的三大系列10款产品

2011年 联想发布了基于光墨打印技术的RJ600N,基于Memjet技术的联想RJ600N实现了激光打印机才能达到的打印速度,能为用户提供60ppm的黑白彩色同速打印

 
联想RJ600N打印头

1976年,第一台喷墨打印机诞生

喷墨打印技术早在1960年就有人提出,但过了16年第一部商业化喷墨打印机才诞生在IBM,原始的IBM4640采用欧洲瑞典路德工业技术学院的教授Hertz和他的同僚所开发,称之为连续式喷墨技术。所谓连续式喷墨,是无论印纹或非印纹,都以连续的方式产生墨滴,再将非印纹的墨滴回收或分散。但此技术几乎是用滴的方式将墨点印到纸上,效果之差可以想象,因此在现实中毫无实用价值。

1976年,压电式墨点控制技术问世

与IBM4640同年,西门子科技的三位先驱研究者Zoltan、Kyser和Sear在同年研发发展成功压电式墨点控制技术(EPSON技术的前身),并将其成本运用在Seimens Pt-80上,此款打印机在1978年量产销售,成为世界上第一部具有商业价值的喷墨打印机。

1979年,Bubble Jet气泡式喷墨技术问世

日本佳能的研究员成功地研究出Bubble Jet气泡式喷墨技术,此技术利用加热组件在喷头中将墨水瞬间加热产生气泡形成压力,从而墨水自喷嘴喷出接着再利用墨水本身的物理性质冷却热点使气泡消褪,藉此达到控制墨点进出与大小之双重目的。这里引用公司的一个小故事,1977年7月的一天,东京目黑区的Canon产品技术研究所的第22研究室的远藤一部,在实验室进行实验时,偶然将加热的烙铁放在注射针的附件上时,从注射针上迅速飞出了墨水。受此启发,2年后发明了气泡式喷墨技术。

与此同时,惠普也发明了与之本质相同的技术,HP和Canon都有约而的地宣称是自己的研究人员率先发明了喷墨打印技术,以此建立自己在喷墨打印领域的地位。不过“气泡”这一概念已被佳能抢去,惠普只好将此命名为Thermal lnk-Jet。

1980年8月,Canon公司第一次将其气泡喷墨技术应用到其喷墨打印机Y-80,从此开始了喷墨打印机的历史。

1991年,第一台彩色喷墨打印机、大幅面打印机出现

惠普HP DeskJet 500C是全球第一台彩色喷墨打印机,1994年6月,国内才出现经本土改造过的产品HP DeskJet 525Q,HP DesjgnJet是惠普公司首次将其热喷墨打印技术应用到大幅面打印机中,推出的世界上第一台单色大幅面喷墨打印机。彩色喷墨打印机、大幅面打印的出现都是喷墨打印机史上最重要的里程碑。

1994年,微压电打印技术问世

早在上个世纪的70年代,爱普生就开始了压电技术的研究,历经将近20年,终于成功地将微压电打印技术应用于打印机领域,实现了产品化。微电压技术的基本原理是将许多微小的压电陶瓷放置到喷墨打印机的打印头喷嘴附近,利用墨水在电压作用下会发生形变的原理,使喷嘴中的墨汁喷出,在输出介质表面形成图案。此后,爱普生的智能墨滴变换技术、自然色彩还原技术、超精微墨滴技术等;佳能的专业照片优化技术、四重色控制术等;惠普的富丽图分层技术、智能色彩增强技术等。均进一步提升了喷墨打印机的技术含量。

2011年 联想光墨打印机RJ600N推出

联想RJ600N光墨打印机应用的Memjet技术是对喷墨打印的一种扩展。何谓Memjet?Memjet中的Mem是指微型芯片技术系统,而Jet是指一个类似喷墨的打印技术。这项技术已经在一个名不见经传的澳大利亚公司Silverbrook Research研究了10余年。联想应用Memjet技术成功推出商业化机型RJ600N光墨打印机,实现了60ppm具有里程碑意义上的喷墨打印速度的突破。

联想RJ600N彩色打印机喷墨头采用微电机系统(MEMS)技术,最小部件的尺寸只有几微米。A4幅面的打印头阵列安装了11个微芯片,每个微芯片上有6400个喷墨头,总共有70400个喷墨头,实现与A4幅面同宽的全幅打印,这也就是说技术带来的打印方式无须像市场上大多数喷墨打印机一样需要打印头左右移动,所以才实现了打印速度上的优势提升。

二、激光打印机

激光打印机概述、基本结构

激光打印机是由激光器、声光调制器、高清驱动、扫描器、同步器及光偏转器等组成,其作用是把接口电路送来的二进制点阵信息调制在激光束上,之后扫描到感光体上,感光体与照相机构组成电子照相转印系统,把射到感光鼓上的图文映像转印到打印纸上,其原理与复印机相同。激光打印机是将激光扫描技术和电子显像技术相结合的非击打输出设备。它的机型不同,打印功能也有区别,但工作原理基本相同,都要经过:充电、曝光、显影、转印、消电、清洁、定影七道工序,其中有五道工序是围绕感光鼓进行的。当把要打印的文本或图像输入到计算机中,通过计算机软件对其进行预处理。然后由打印机驱动程序转换成打印机可以识别的打印命令(打印机语言)送到高频驱动电路,以控制激光发射器的开与关,形成点阵激光束,再经扫描转镜对电子显像系统中的感光鼓进行轴向扫描曝光,纵向扫描由感光鼓的自身旋转实现。

感光鼓是一个光敏器件,有受光导通的特性,表面的光导涂层在扫描曝光前,由充电辊充上均匀电荷,当激光束以点阵形式扫射到感光鼓上时,被扫描的点因曝光而导通,电荷由导电基对地迅速释放。没有曝光的点仍然维持原有电荷,这样在感光鼓表面就形成了一幅电位差潜像(静电潜像),当带有静电潜像的感光鼓旋转到载有墨粉磁辊的位置时,带相反电荷的墨粉被吸附到感光鼓表面形成了墨粉图像。

当载有墨粉的图像的感光鼓继续旋转,到达图像转移装置时,一张打印纸也同时被送到感光鼓与图像转移装置的中间,此时图像转移装置在打印纸背面施放一个强电压,将感光鼓上的墨粉像吸引到打印纸上,再将载有墨粉图像的打印纸上送入高温定影装置加温、加压热熔,墨粉熔化后浸入到打印纸中,最后输出的就是打印好的文本或图像。

时间 事件纪要

1977年 Xerox公司9700电子印刷系统面市。

1977年 第一台将激光技术和电子照相技术相结合的商业化激光打印机IBM3800现世。

1984年 惠普发布其首款 HP LaserJet Classic,发起了桌面激光打印机革命。

1986年 惠普推出世界上第一台双纸盒桌面激光打印机,HP LaserJet 500 plus。

1987年 惠普推出第一款大量销售的激光打印机HP LaserJet Ⅱ,售价2495美元。

1991年 HP公司展示了世界上第一台局域网打印机LaserJet ⅢSi,开始了网络打印的历史。

1993年 世界上第一台中文激光打印机联想LJ3A联想中文激光打印机LJ3A正式推向市场。

1997年 HP LaserJet 6L亮相中国市场,宣告中国激光打印普及时代的到来。

1998年 惠普推出了HP Color LaserJet 4500和8500,世界上第一批支持自动双面打印的彩色激光打印机。

2001年 HP LaserJet 1000上市,取代LaserJet 6L,之后LaserJet 1020系列机型上市,激光打印机千元激战正式开始。

2005年 DELL 1100黑白激光打印机上市,成为首款价格突破千元销售的机型,售价仅为999元。至此激光打印机开始全面普及。

2010年 奔图激光打印机作为中国第一台有自主核心技术的激光打印机问世。

 

 
首款突破千元销售的激光打印机DELL 1100

激光打印机类型

激光打印机又可以分为黑白激光打印机和彩色激光打印机两大类。

从应用角度激光打印机又大体分为个人家用激打,中小企业激打和高端商用激打,个人家用激打侧重于价格低廉,对输出质量及速度没有过高要求的产品。中小企业激打则侧重于打印质量、网络打印、双面打印,当然价格也是不可忽略的一点。高端商用激光侧重于输出速度和输出质量,这一类的产品一般用于专业输出的打印部门。

激光打印机的发展

激光打印机是60年代末Xerox公司发明的,采用的是电子照相(Electro-photo-graphy)技术,该技术利用激光束扫描光鼓,通过控制激光束的开与关使感光鼓吸与不吸墨粉,光鼓再把吸附的墨粉转印到纸上面形成打印结果。激光打印机的整个打印过程可以分控制器处理阶段、墨影及转印阶段。

与针式打印机和喷墨打印机相比,激光打印机有非常明显的优点。

(1)高密度。激光打印机的打印分辨率最低为300dpi、还有400dpi、600dpi、800dpi、1200dpi以及2400dpi和4800dpi等高分辨率。

(2)高速度。激光打印机的打印速度最低为4ppm,而目前市场上服务于中小型企业的机型均能提供20ppm左右的打印速度,而一些中端机型就已经能达到30ppm以上的速度。

(3)噪音低。一般在53dB以下,非常适合在安静的办公场所使用。

(4)处理能力强。激光打印机的控制器中有CPU,有内存,控制器相当于计算机的主板,所以它可以进行复杂的文字处理,图像处理,图形处理,这是针式打印机与喷墨打印机所不能完成的,也是页式打印机与行式打印机的区别。激光打印机发明很早,但真正普及和推广是80年代初开始的,到90年代后期逐渐走向民用,而跨越世纪之后更开始走向了普及,发展趋势包括以下几方面。

(1)价格大幅度下降

最初的激光打印机是奢侈品,多数人可望不可即。80年代初,佳能公司将台式激光打印机商品化,并形成批量、价格大幅度下降,由此,激光打印机才逐步开始推广,其普及和推广反过来又促进了价格的下降,其发展速度之快,在计算机及其外设产品中是不多见的。1997年初,惠普推出了至今为止最为成功的激光打印机HP LaserJet 6L,并使激光打印机价格成功降入4000元以内。到了2005年,DELL 1100黑白激光打印机上市,售价仅为999元,激光打印机正式走入普及应用。

(2)机芯性能大幅度提高

作为激光打印机关键部件的机芯,包含了机械、光电一体化等技术,近年来这些技术的进步促进了机芯性能的提高。前两年,普及型激光打印机机芯一般是600dpi,现在机芯一般都是240000dpi,甚至更高;速度也从4ppm、8ppm发展到了16ppm、24ppm;幅面也不单只是A4,还能打印B4、A3幅面。

(3)控制技术日益完善

控制器是激光打印机的灵魂,它直接影响打印机的性能,它的进步和完善有多方面的体现:首先控制器使用的处理(CPU)已从单一的Motorola68000发展到现在的RISC芯片,如Intel的i960、AMD的29000等,其处理能力大为加强;其次,激光打印机页面描述语言(PDL)已形成工业标准,PostScript成为高档激光打印机的标准语言;HPPCL语言成为中低档激光打印机的事实标准。现在的激光打印机要么拥有其中一种语言的仿真,要么两者均有;再次,分辨率增强技术(RET,又称为平滑技术)和内存增强技术(MET,又称为内存压缩技术)等新技术不断出现,并且被越来越多的厂商所掌握。

打印机未来发展前景

一直以来,激光打印机在打印机主要应用的商业用途方面,具备明显的优势。它主要表现在打印负荷和稳定性、速度与质量、整体成本投入等方面,而在喷墨打印机发展道路上,商用喷墨打印机的出现,在一定程度上弥补了其与激光打印机之间存在的以上诸多差距,在如今市场上,已经形成了二大类打印产品的对峙。

在激光打印机方面,黑白打印机型已经普及,就在前不久,三星ML-1666更是跌破了700元,让我们想到了十年前喷墨打印机在市场上的表现。但是相比,彩色激光打印机相对还是具备较高的成本,虽然2011年惠普与佳能,还有富士施乐等公司都有做过努力,但是尚离普及还要有一段路要走,可不可否认的是,彩色激光打印机的普及也将是不可阻挡的。

 

惠普云打印

在喷墨打印机方面笔者看好惠普的云打印应用,特别是当其为惠普商用喷墨打印机标配这一功能时,这种异地可调用的打印方式,将我们传送纸制文件更加便携,在某些条件下,它完全可以代替传真机的工作。不过这一云打印目前仅限开发者自己,也就是惠普自己应用,能不能放开标准与其它束缚,形成喷墨普及,也很大程度的决定着它的未来发展,同时包括用户的应用。

同时爱普生在喷墨打印领域做出的贡献也功不可没,原装墨仓技术的诞生,增重了其喷墨打印机对峙激光在决定用户应用时的砝码,它极大程度的降低了用户的使用成本,受此影响,其它喷墨厂商不约而同的降低了耗材使用成本,喷墨打印机“耗财”之说正逐渐离我们远去。

在总体的打印机发展上看,无论是激光还是喷墨,现有技术的难以逾越,更多的表现在了硬件指标连年提高之上,因为即要做出升级,就要有这样的无奈。到是的据表明,它们在智能化方面连年得到提高,脱机打印、无线打印、包括云打印,以及具备的各种可存储、可管理性,都使我们可以更加方便的去应用,而在此的进一步提升,也将是今后打印机。

而我们说到这,当然仅限传统意义上的打印机,是这些将要表达的文字或图形跃然纸上的东西,但是打印机又决非仅限于此,科学家们用打印机培养干细胞不再是新闻,而一种新型打印机的出现,更将是改变现有生产力的里程碑式的开始,那就将是3D打印机。不过它已经脱离了以纸制媒介为最终体现方式的打印机发展,并不应在本次的探讨范围之内。

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