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盘点商用激光打印机的发展之路

2008-06-10 14:53
华静一
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    传统彩色激光打印机的局限

    多数彩色激光打印机在打印单色文档上性能接近于黑白激光打印机,但是用户一旦增加颜色,即使是简单的彩色文本,彩色打印机就如同踩了刹车,打印速度只有原来的四分之一或更低。这种速度的下降是一项只适合于单色(即黑色)的打印技术所造成的必然结果。——无论采用何种打印技术,彩色图像一般都由青、洋红、黄、黑四原色构成。为了使激光打印进入彩色领域,工程技术人员被迫利用青色、洋红和黄色覆盖黑色墨粉,而这一过程造成打印机以四个打印周期进行打印,被称为“四次成像”打印技术。打印机必须在整个过程中重复四次,每次换一种原色墨粉,过程中的每一次都必须近乎完美地与前面打印结果对齐,这就是尽管普通彩色激光打印机能够以黑白方式的速度达到16ppm-20ppm,而在以全彩色方式打印时最高速度只有4ppm-5ppm的原因。

    普通激光打印技术回顾

    施乐公司与其他厂商联合开发了静电复印技术,即当前几乎所有桌面激光打印机和黑白复印机中采用的技术。静电复印技术使用光电导体(一种光敏鼓或光敏条),光电导体首先充电,然后有选择地进行曝光,曝光引起光电导体放电。墨粉被吸附到光电导体充电区域上,然后再转印到纸上形成图像。这种打印过程就叫静电复印技术。

    最早的技术是利用一组透镜将原始纸质文档的图像聚焦到光电导体上,这种方式在模拟复印机中得到应用。但是,它显然不适于打印机,因为打印机所使用的原始文档是数字式而非物理的纸张。70年代,施乐公司发明了激光打印机,在激光打印机中,旋转的多面体透镜反射高速脉冲激光束,在运动中将它聚焦到光电导体的表面上,大多数桌面激光打印机和数字复印机都使用这种激光子系统来形成图像。

    80年代,一些公司开始采用LED阵列来代替激光子系统。LED阵列利用半导体技术构成一个较宽的数字控制的发光元件的直线阵列,今天的LED阵列在每英寸上可以具有1200个发光元件,每个元件都是数字控制的。LED阵列被安装在离光电导体非常近的位置上,从而消除了对复杂透镜固定镜片和旋转的需要(这些器件是造成机械故障的最常见的原因)。由于光射程非常短,因此不再需要激光(激光可以照射很长的距离而不出现扩散)。

    1991年泰克(Tektronix)公司(后来其彩色打印部门被施乐公司收购)首次成功地实现了固态喷蜡技术的商品化,推出了Phaser III打印机。这种打印机采用了专用打印头。打印头往复运动将蜡滴直接喷射到纸张上,与彩色喷墨打印机非常像。在室温下彩色蜡块是固态的,并在工作温度约为摄氏140度的打印头中融化。与彩色喷墨打印机所使用的打印墨水相比,固态喷蜡成本低廉、持久性好、防水性强,并可以在各类纸张上(包括廉价的再生纸)打印出鲜艳的色彩,是专为商用办公市场定制的打印技术。

    “一次成像”打印技术的出现

    一种使彩色打印过程并行完成的新型彩色打印方式正在迅速崛起,这种技术使打印机能够以接近于黑白打印的速度打印彩色,通常被称为“一次成像”打印。由于打印机械可以并行而非顺序地打印四原色,因而它们大大超过了一般彩色激光打印机的水平,显示出卓越的彩色打印速度。

    富士施乐是“一次成像”打印技术的领导厂商,推出了多款先进的生产型打印机和复印机,如DocuColor 40、DocuColor 60和DocuColor 100打印系统,这几种打印机每分钟打印彩色的速度分别达到惊人的40ppm、80ppm和100ppm,售价在50,000到300,000美元之间,显然超出了一般办公室的使用范围。但是,随着小型化以及发光二极管(LED)阵列技术和固态油墨技术的进步,不久“一次成像”打印技术将以更为大众化的价格,普遍出现在激光级彩色商用打印机中。“一次成像”彩色打印机具有四个独立的光电导体元件,每个元件负责打印一种颜色,同时它还必须有四个激光或LED成像系统,每个成像系统对应一个光电导体元件。

    这些额外部件的出现增加了打印机的成本,然而由于四个光电导体中的每一个光电导体在本质上是完全相同的,因此制造量增加了三倍,从而也从某种程度上降低了单位成本。此外,它们打印彩色页的工作循环也减少了四分之三,从而进一步降低了机械部件磨损所必须付出的费用。在不久的将来,“一次成像”彩色打印机的额外费用,将减少到多数考虑购买彩色激光打印机的客户愿意采用“一次成像”技术的程度,即四倍的彩色打印速度完全抵消了略微增加的购买成本。

 无论是基于激光还是基于LED,“一次成像”彩色技术的最大挑战之一是热融技术,热融是将墨粉融化到媒介上产生持久的图像的过程,许多色彩是由一层以上的墨粉构成的,因此需要更多的时间来取得持久的热融图像。对于“一次成像”打印机来说,热融器是制约彩色打印速度的另一个因素,因此在“一次成像”打印机上,单色打印速度仍然比彩色打印快一些。

    1995年,泰克公司推出了一款独特的“一次成像”固态喷蜡打印机。在这种打印机中,融化的蜡滴没有被直接喷涂到纸张上,而是被喷涂到旋转的鼓轮上,图像形成后再被一次转印和固定到纸张上,这种打印过程将静电复印技术的图像转印过程与热融过程合并为一步。“一次成像”固态喷蜡打印技术简单而可靠,它不受纸张和湿度条件影响,非常适于彩色打印,并可以在各类纸张或胶片上打印出艳丽的色彩。具有讽刺意味的是,随着“一次成像”固态喷蜡技术的进步、每一代产品的推出,固态蜡块变得更像“墨粉”的同时,为了提高可靠性,简化静电复印的过程,彩色墨粉由于添加了蜡和其它材料而变得更像蜡滴。

    激光级商用彩色打印技术展望

    对于“一次成像”技术来说,LED成像具有本身固有的优势,但迄今为止只取得了有限的成功。从光源到光电导体距离很短的光路,使得可以更容易地实现紧凑的打印机设计。由于不需要旋转反射镜组件,因此基于LED技术的打印机设计比基于激光的设计更小、更简单,利用LED技术,四色图像的电子配准可以比激光系统更容易实现。LED技术的最大的挑战之一是发光原件的一致性,也就是说使几千个LED中的每一个二极管发出同样密度的光线,缺少一致性会造成图像(尤其是浅色图像)看起来不真实。但是,最近LED打印头制造工艺的改进已经解决了一致性问题,富士施乐的产品已经可以采用“一次成像”LED技术,打印出足以与平版印刷质量相媲美的印刷品,并使通过更低成本实现高质量的打印成为可能,最近推出的Fuji Xerox Phaser 1235就是这种技术的典型代表。另一方面,激光技术也没有停步不前,施乐Palo Alto 研究中心 (PARC)的试验室,最近展示了生产具有几百个激光发光二极管的单芯片的可能性。此外,一些富士施乐的高端产品,已经成功地实现了“一次成像”打印机中激光成像的商品化。

    固态喷蜡技术在不断进步,与静电复印技术相比,它在总体构造的简单性和打印成本上具有其固有的优势。来自富士施乐的Fuji Xerox Phaser 850固态喷蜡打印机,是目前市场上最畅销的激光级商用彩色打印机之一,作为一种较新的技术,在未来具有更高打印速度和更低运行成本的巨大潜力。

    到目前为止,人们普遍预测基于LED技术和激光的“一次成像”彩色打印机将共同存在,并与固态喷蜡彩色打印机开展竞争。目前尚不清楚谁将最终“取胜”,但是对于需要快速、高质量彩色打印的企业客户来说,竞争只会增加可供使用的产品的数量。但是,显然“一次成像”技术(不管是激光、LED或固态喷蜡),将在未来推动办公室文档迁移到彩色的过程中发挥重要作用。

(编辑:文静)

声明: 本文由入驻维科号的作者撰写,观点仅代表作者本人,不代表OFweek立场。如有侵权或其他问题,请联系举报。

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