更小的艺术：桌面激光打印的技术变革

说到打印复印，对中国用户来说并不陌生。很多人会想当然的认为商用打印就是激光打印，然而并不是这样。这里面的技术变革值得我们探究，从复印机到今天的激光打印机、彩色激光打印机经历了哪些历程？

更小的艺术：桌面激光打印的技术变革

激光打印技术的起源

复印机诞生的很早，最初用的是光化学反应。再到后来用的光电系统成像，但是要说明的是，这个过程是没有计算参与的，而且只能单功能复印。当时的复印机只有感光鼓这个部件上和今天的打印机差不多。

施乐的914复印机，注意，只能复印

复印的过程其实就是让感光鼓充电之后曝光，然后形成电荷在感光鼓上的图样、附着碳粉、加热定影。到了1969年，施乐的研发人员GaryStarkweather突发奇想，能不能用当时刚量产不久的激光器直接在感光鼓上绘制图形？

体积巨大的早期激光打印机

到了1971年，Gary去了施乐在PalaAuto的研发中心，开始专门研究用激光在感光鼓上直接成像的技术。到了1972年Gary与施乐的两位同事，在一台施乐复印机的基础之上加了控制系统和字符生成器，构成了施乐的第一台激光打印机9700。不过历时第一台却被IBM3800抢走了，导致施乐损失了不少市场。

1974年Saxton在NewYork杂志的广告

但是说到专利，在美国专利局能检索到的最早的名为“LaserPrintingSystem”（US3751587A）的专利，却是一个名为SaxonIndInc的公司，Saxon复印机由于没有进入过中国市场，所以并不为中国用户所知，七八十年代当年这个公司在美国的复印机市场相当有实力，并且有不少独有的专利。科技企业几十年即沧海桑田，这个在佛罗里达州的企业现在已经是施乐的一部分了。

小型化——佳能不朽的经典

施乐也好、IBM也罢，这些早期的激光打印机速度非常快（在今天也是生产级产品的速度），但是问题在于，它们太大了。而且对于企业来说，不仅仅是不一定有地方安放，也用不着这么快。

XeroxStar8100还是太大，而且要17000美元

有需求就有创新的动力。施乐很快在1981年推出了XeroxStar8100激光打印机，它适合办公室使用，但是……价格实在太贵，在那个年月要价17000美元，放到今天起码是要翻翻的，这就是虽然更小，但是企业无福消受。

佳能CX引擎的一部分示意图，PIC：printerworks．com

佳能看到了机会。在1980年代早期，为了打开美国市场，佳能推出了一个纯粹的打印引擎——CanonCXOEM。这个产品不包含耗材及栅格化、驱动这些电路，预留了一个37针的接口，任何企业都可以买这个引擎贴自己的标，最重要的是佳能的这个引擎本身同过新申请的专利实现了小型化，成品打印机可以放在桌子上使用！小型化的引擎不含碳粉的OEM价格仅为1000美元！当时购买这个引擎生产打印机的非常多，很多都已经淹没在历史里面，但是有两个企业，最终成就了霸业。

成就霸业的惠普与苹果

前文我们说了，佳能提供的CX机芯只要1000美元，但是这个机芯连电源都不提供，加上PCB控制、计算定影的电路，要比纯机芯的成本贵出一大截。当时有两个公司成就霸业，第一个要说的就是苹果。

苹果的LaserWriter

苹果当时用CX机芯开发出来的打印机叫做LaserWriter，这个名字和今天苹果喜欢叫Apple＋X或是i＋X的命名方式区别极大。苹果的产品自然只能在当时的Macintoshi系统上用。苹果给AppleWriter做了一个极其关键的优化：Gamma值。苹果显示器的Gamma是1．8（不同于windows系统的2．2），这个打印机也是，所以相当于有了一个免费的“输出匹配管理”，这对于出版来说极其重要。

惠普的LaserJet

另外一个成就霸业的就是惠普。当时惠普也给CX引擎开发了驱动电路，并命名为LaserJet。惠普的LaserJet是世界上第一台能放到桌面打印的激光打印机，并且使用的是单页纸（IBM3800这种大机器用连续纸），一举奠定了惠普在桌面打印领域的霸主地位。其实苹果只是发布时间稍晚，都是同一年－1984年。

CX引擎苹果LaserWriter的控制电路

同样佳能CX引擎，惠普的控制电路

1985年，苹果为LaserWriter配置了Postscript打印语言，使用三阶贝塞尔曲线绘制字体，奠定了苹果在出版领域的霸主地位。可以说在iPod发布之前比较黯淡的日子里，苹果基本就是靠出版领域生存，和今天的市值地球第一完全不是一码事。而惠普则为自己的打印机推出了独有的PCL语言，这也成为今天惠普激打产品质量卓越的看家本领。

彩色激光打印的开端

最早推出面向桌面的彩色激光打印机，其实还是苹果，这台产品名字叫做ColorLaserPrinter12／600PS，当时要价7000美元，时间是1995年。可以说桌面的彩色激光打印到现在的时间也不过20年，甚至比我们使用移动通信的时间还要短。

最早的彩色激光打印机－苹果的LaserWriter12／600PS

苹果的第一台彩色激光打印机也是使用佳能的引擎。之前我们介绍过，当时内存昂贵，最开始的激光打印机只有1M内存，刚刚好在有四边留白的情况下能够装下一个光栅化之后的300dpi精度A4页面。苹果的这款A4激光打印机，由于使用了600dpi精度，所以具有12MB的打印内存，这应该是优化之后的结果，因为CMYK每个颜色均分只有3MB内存。

泰克采用了喷蜡的技术

早期推出彩色激光打印机的还有泰克（后来被施乐收购）、OMS等品牌，但是打印引擎的核心却是日本企业为主。除了苹果、惠普这两大佳能引擎用户，施乐等品牌使用的是日立、松下（Mitsushita）的引擎、美国本土的引擎只有泰克自己的，并且是喷蜡的固体墨水技术产品。

硅油增亮

今天我们的彩色激光打印机都是碳粉打印，靠的是定影器的热能来升华碳粉的蜡质。不过前面说的打印技术里面，有相当多的彩色激光打印使用的是我们今天看不到的产品：硅油定影。

合适的打印碳粉用的蜡并不是那么容易得到

如果你手边有彩色激光打印机，可以看到蜡质的打印效果

蜡质说起来简单，就是石油的长链烃馏分，但如果要达到人们设想的性能，要么能够分馏出恰好合适的物质，要买就需要各种催化重整成需要的材料。打印用的我们今天都是使用200度左右会升华的蜡质辅助定影，原厂拼命的降低定影温度来进行利润保护，因为温度越低的蜡质材料越难找到，一不小心就会侵犯专利，而且这些专利基本都不在打印设备掌握，都是石化相关的能源企业为主，授权给打印设备企业制造碳粉的时候使用。

大量使用的定影硅油，1000ml大约能用2万页

使用蜡质碳粉打印之后，会发现纸面上有一层反光层，这就是蜡质，用来提升打印的表现。我们普通打印纸都是没有表面涂层的，直接把碳粉打印到纸面上并不好看，必须增加光泽提升视觉感受。在激光打印的早期，人们使用的办法就来自彩色复印机，使用的是硅油。硅油一旦涂抹到纸张上，就会浸泡、渗入，造成整张纸都有油亮的光泽。

硅油定影的产品笔者本人在2003年前后，还测试过，当时是某品牌贴牌的，速度很慢，关键是和当时已有的碳粉蜡质对比之下，硅油彩色激光打印显得非常的油腻，效果并不怎么样，被蜡质碳粉淘汰也就在情理之中了。

激光还是LED？

如果熟悉激光打印的原理，绘制到激光打印机内部，有个多边镜，它的作用就是在通过转动来改变激光的角度，这样激光光束就能照射到感光鼓的所有区域来进行放电显影。多一个能转的零件，在早期不是特别成熟的时候，会提高故障率。

激光打印与LED打印的不同

中村修二因为蓝光LED获得了诺贝尔物理学奖

到了九十年代中期，当时恰好是中村修二发明了高效率的蓝色发光二极管的时代，日亚化学靠这个专利赚的盆满钵满。通过阵列式的LED，也可以在感光鼓上去掉电荷。而行列的LED器件体积要比激光器小、成本也更低，OKI、施乐都采用了这一技术。

LED打印机与生俱来就小巧

早期的LED在高精度打印的时候容易暴露问题

但是LED不是没有自己的问题。早期的LED的问题不少，首先是LED本身的精度不高，最高只有600dpi；并且LED打印边缘会出现锯齿、彩色打印会出现颜色错误，变成了双刃剑：选择小巧安静，就要接受LED打印的低质量，要买就去忍受激光打印的大体积、高噪音。

加了一层滤镜提高光点精度

当然这种问题难不倒打印企业。比如施乐与日本电器硝子（NipponElectronicGlass）合作进行了技术改良，合作推出了全新的Hi－Q打印曝光头，提供了和激光技术一样的画质，最早应用在施乐的大型机器上，现在已经普及到了小型化的打印机。

滤镜改善了打印质量

激光打印技术，在打印精度提高到1200dpi之后基本就停止研发了，因为更高的精度也不具备实际上的意义，目前也找不到比含蜡碳粉更好的定影方式，所以今天的彩色激光打印都是围绕使用体验、解决方案等方向入手研发。

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