現在不論在家裡、辦公室還是商場、酒店、機場、飯店、超市,打印機都已經非常普遍地存在了。除了打印普通的文檔、照片之外,出租車小票、用餐明細、超市購物小票、飛機票火車票等等很多日常紙質票據,其實都是打印機的功勞。這篇文章我們就來盤點一下打印技術發展歷史上的高光時刻。


打印機發展史的高光時刻

●激光打印 後來者居上

激光打印是現在辦公室裡最常用的打印技術之一,它藉助電子照相原理利用激光掃描感光鼓特定區域形成靜電影像,吸附帶電荷的墨粉之後再轉印到紙張上。激光打印技術起源於美國硅谷,在1969年阿姆斯特朗登月成功人類第一次站在月球上,與此同時在硅谷也有眾多對生活影響深遠的技術發明誕生,激光打印就是其中之一。


打印機發展史的高光時刻

Xerox 9700激光打印機 從右側主機的前臉能看出施樂打印產品的影子

1969年施樂在紐約研究院的研究員Gary.Starkweather發明了激光掃描成像鼓並轉印紙張的技術,在此基礎上1977年施樂PaloAlto研究中心就研發出了第一臺激光打印機Xerox 9700。它可能與我們想象中差別很大,是一臺半人高的大型生產設備,打印精度已經達到了300dpi(現在普遍是600dpi或1200dpi),打印速度每分鐘高達120頁。這個型號在之後的十年中廣泛用於信用卡賬單、銀行單據、公用事業賬單的打印,直到1997年才停產。Starkweather 也因為這項發明,入選美國發明家名人堂。

打印機發展史的高光時刻

IBM 3800同樣是大型激光打印設備

1976年IBM為計算中心、數據中心設計了商用激光打印機IBM 3800,打印速度高達每分鐘215頁,售價30萬美元,極其昂貴。1979年佳能推出了第一款臺式激光打印機LBP-10,尺寸更小、售價更便宜,對企業而言更實惠且負擔得起;目測它的大小和電烤箱差不多,直到今天佳能激光打印機仍然沿用LBP的名稱(LaserBeam Printer激光束打印機)。


打印機發展史的高光時刻

佳能LBP-10已經小了很多 也仍然有電烤箱一般的尺寸

後來佳能研發了大幅度改進的激光打印引擎CX,而蘋果和惠普公司正是與佳能合作,在CX引擎的基礎上研發出了各自的小型桌面激光打印機。

1981年,Xerox Star 8010成為第一款面向辦公室應用的激光打印機;1984年,惠普推出了第一臺大眾化的小型激光打印機LaserJet,而蘋果很快也推出了自己的激光打印機LaserWriter。惠普激光打印後來居上,現在多年穩坐桌面激光打印市場的頭把交椅;而蘋果激光打印機採用PostScript頁面描述語言,則統一了計算機字體和圖像打印出來的形式,同樣功不可沒。

打印機發展史的高光時刻

全球首款面向大眾消費者的小型激光打印機 惠普LaserJet


打印機發展史的高光時刻

蘋果初代激光打印機Apple LaserWriter

在當時即使是一臺桌面激光打印機也要數千美元,1990年惠普推出第一臺一千美元以內的激光打印機LaserJet IIP,後來打印機價格一路下降,現在便宜的只要六七百元人民幣,激光打印機才走進了千家萬戶。

●噴墨打印 更便宜的選擇

噴墨打印則是另一種打印技術,將墨水噴射在紙張上形成文字或圖像。在20世紀六十年代,斯坦福大學教授發明連續噴墨技術,利用電場分離墨滴,使帶電的液滴分離並回收而不帶電的液滴下落形成圖案;1976年IBM推出第一款噴墨打印機IBM 4640,用來打印磁帶這類硬存儲外圍設備的文字內容,但打印效果並不好。


打印機發展史的高光時刻

美國《發明與技術》雜誌2001年刊載的關於噴墨打印精度的文章

1977年,西門子推出了按需噴墨DoD技術的打印機PT-80,他看起來像是計算機和滾筒打印機的組合體,大大提升了打印質量,但隨之而來的還有很容易堵頭的弊端。1979年佳能發明了氣泡噴射打印技術(BubbleJet),利用加熱產生的氣泡擠出墨滴噴射,與此同時,惠普也發明了類似的打印技術,並命名為熱發泡噴墨打印(Thermal InkJet)。

打印機發展史的高光時刻

西門子噴墨打印機PT-80


打印機發展史的高光時刻

佳能首款噴墨打印機BJ-80


1984年,惠普推出了ThinkJet桌面噴墨打印機,1985年佳能推出了BJ-80桌面噴墨打印機。並不像現在普遍的噴墨就是彩色打印的情況,當時的噴墨打印機只有黑白噴墨技術,直到1991年惠普推出彩色墨盒的DeskJet 500C,彩色噴墨打印才逐漸普及了起來。

打印機發展史的高光時刻

惠普首款彩色噴墨打印機DeskJet 500C

早在20世紀70年代,愛普生就開始了壓電技術的研究,直到20多年後的1994年,愛普生才將它商業化,發明出微壓電打印技術(MicroPiezo)。不同於熱發泡,愛普生微壓電不加熱而是利用壓電陶瓷的電壓敏感原理,電壓變化時壓電陶瓷發生微小形變,擠壓墨滴噴出。


打印機發展史的高光時刻

佳能氣泡噴射打印原理


打印機發展史的高光時刻

惠普熱發泡噴墨打印原理


打印機發展史的高光時刻

愛普生微壓電噴墨打印原理


此後二十多年時間裡,愛普生、佳能、惠普就在噴墨打印領域展開了漫長而激烈的競爭,彩色打印、照片打印、影像輸出,六色、八色、十二色,精彩紛呈也給消費者帶來了驚豔的噴墨打印機產品。另外噴墨打印領域還有利盟的短暫身影主要用於商用,在2012年全線停產並出售業務,現在利盟噴墨已經不復存在了。

一直以來噴墨打印都是作為激光打印的備選選項,我們聽說過噴墨”媲美激光“的品質,是因為在辦公領域噴墨機更便宜、成本更低廉。不止噴墨、激光技術內的品牌有競爭,不同技術類型之間也存在競爭,對消費者來說技術沒有優劣,便宜、好用、高質量的打印機才是理想選擇。

●針式打印 不老常青樹

針式打印機也叫作點陣式打印機,增值稅發票、出租車小票這類打印時發出“滋滋滋”的聲音,我們就能斷定它是點陣式打印機。

點陣式打印的原理最早要追溯到1925年,德國發明家魯道夫.赫爾Rudolf Hell博士發明了一種點陣式文本傳真的解析方式Hellschreiber。簡單來說,數字、字母、符號都可以在方格紙上點陣化,再用無線電以A1、B3、C1的編碼格式將點陣序列做遠距離傳輸,接收方記錄並打印小方格,收到點陣式的字母。1929年魯道夫.赫爾為Hellschreiber申請了專利。此後的演進是點陣式打字機和點陣式傳真機,將字母編碼併發送,或收到無線電再解碼同時記錄文字。


打印機發展史的高光時刻

Hellschreiber點陣式文本編碼


打印機發展史的高光時刻

魯道夫.赫爾Rudolf Hell博士與點陣式發報機

點陣式打印機不再應用於通訊,始於1968年日本衝電氣公司(OKI)研發的第一臺串行接觸式點陣(SIDM)打印機OKI Wiredot,它在政府、科研、教育等行業收穫了大量訂單,用來記錄文字信息。


打印機發展史的高光時刻

OKI Wiredot打印機

接下來是1970年美國數字設備公司DEC的點陣式打印機LA 30,以及Centronics公司的點陣式打印機Centronics 101;在此期間日本Brother 兄弟株式會社還與Centronics合作貼牌生產點陣式打印機,使用Centronics的核心打印頭技術。另外Centronics公司還與IBM合作研發了並行打印機接口,這種接口後來作為通用接口出現在很多打印機產品和IBM 個人電腦產品上。


打印機發展史的高光時刻

DEC LA 30打印機


打印機發展史的高光時刻

老式打印機上常見的並行接口

1980年愛普生推出MX-80針式打印機,這臺小型化的九針打印機支持雙向打印,精度高而且打印速度也更快,在日本成為廣受歡迎的通用型打印機,一度佔據了日本60%的市場份額。MX-80標誌著愛普生開始成為全球重要的打印機制造商之一。很多我們熟悉的品牌有過針式打印機產品,IBM、東芝、松下、富士通、NEC等等。到二十世紀九十年代,針式打印機速度慢、噪音大的缺點由於激光和噴墨打印機的大量出現而日益顯現,於是逐漸退出了通用打印機的舞臺,由後兩者取代。


打印機發展史的高光時刻

愛普生MX-80針式打印機

現在,針式打印機主要用在發票、單據打印上,字符打印和多聯複寫能力使它在行業專用中仍有一席之地,是打印機中的常青樹。

●百花齊放的打印技術

打字機的英文名字是“Typewriter”,打印機的英文名字是“Printer”,從打字機到打印機,產品的進化也經歷過很模糊的階段。但正像從計算器到計算機的變化,生產工具從手工向數字化演進,工作效率也不斷提升。


打印機發展史的高光時刻

打字機作為生產工具早已淘汰 一些愛好者喜歡收藏這些老物件兒

打印機進化的歷史上出現過很多介於打字機和打印機之間的產品。菊花輪打印機,把字母塊排列成一個圓圈,藉助墨塊在紙張上印出字母。


打印機發展史的高光時刻

菊花輪打印機的核心部件 名字很形象

IBM的字母球打印機,把字母印模拼成一個球面,最快打印速度可以達到每秒鐘15.5個字符。作為對比現在的80列平推針式打印機,每秒鐘可以打印數百個字符。


打印機發展史的高光時刻

IBM字母球打印機的核心部件

行式打印機,一次可以打印一整行字符,典型的就是滾筒行式打印機。它更高效,但由於要覆蓋紙張寬度,並且一圈印模包含全部的字母、數字及標點,因此尺寸不能太小。


打印機發展史的高光時刻

滾筒行式打印機的核心部件

繪圖儀,依靠電機和皮帶控制繪圖模塊,在紙張上畫圖。早期面向簡單的設計圖稿,蘋果就推出過一款繪圖儀打印設備。現在的繪圖儀通常是噴墨或固體噴墨技術,算一種大幅面打印機,完全今非昔比了。


打印機發展史的高光時刻

蘋果唯一有過的一款繪圖儀

寫在最後:打印機作為輸出文字、圖像的生產力工具,它的變化演進歷史折射出人們工作方式和生產效率的變化。有人需要更高效地輸出文字,有人不斷研究數字化輸出的工具,儘管打印機現在並不起眼甚至不為人所關注,仔細一想沒有打印機的世界是不可想象的。坐出租車、吃飯、開網店、坐火車飛機、買房子、旅遊都有打印機的幫忙,辦公室更是必不可少。

不過未來更智能的工作和生活方式正在繼續改變人們的生活,無紙化、數字化、虛擬化的那一天到來的時候,恐怕就是“打印機”這個字眼與“打字機”一樣成為歷史的那一天。

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