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百年沧桑 复印机发展简史小探

  【IT168 办公视点】在街边的小店里,大公司的角落里,复印机作为一种现代化办公设备的代表,时时刻刻伴随着我们工作地各个步骤,而有多少人想过,这个笨重而又灵巧的大家伙的发展已经走过了百年岁月。而这百年之中,它的发展又经历了哪些阶段呢?今天,我们将对这一历史进行一次认真的梳理,为大家呈现一个清晰地脉络,了解这段科学的发展史。

  正名和影响

  我们现在常用的复印机,是一种可以讲文件以及影响快速并且廉价的印制在纸张上的机器,这种设备被人们广泛的应用在办公、文教以及需要进行文件重复拷贝的场合,由于它保持了高速的文件复制速度和文件完美的重复性,收到各种类型人群的广泛喜爱。

  现代化的复印机最初被工业化并推向市场,进入人们的视野,是施乐公司在1960年完成的,随后的20年间,现代复印机逐渐取代了碳纸复印技术等其他复印机技术,成为主流文件复制技术,曾经叫嚣于数码化时代初期被提倡的无纸办公室无法实现,正是拜复印机所赐。

  注:20世纪初,文件图纸的复印主要用蓝图法和重氮法。重氮法较蓝图法方便、迅速,得到广泛的应用。后来又出现了染料转印、银盐扩散转印和热敏复印等多种复印方式。

  前期的的发展

  1800年,英国伯明翰的詹姆斯·瓦特发明了文字复制机,这种被称之为letter copying machine就是今天我们看到的复印机的最初形态,它具备了现代复印机的基本功能:复制、出纸。

 

卡尔森和他发明的复印装置

  而真正的可以称之为复印机的发明人则应该是美国人车仕达·卡尔森(Chester Carlson),他是一名专利律师。我们现在可以称他为发明家,因为他发明了复印机。卡尔森在纽约的做关于专利的工作,办公室中的工作通常需要复制大量的重要文件,卡尔森的身体不好,他认为这种单调的复制文件的工作严重扼杀了脑力劳动者的大脑灵活性,这促使他在家中进行关于影像传导的实验,并且向着简单的制作复印文本的方向努力。

  1938年,卡尔森将一块涂有硫磺的锌板用棉布在暗室中摩擦,使之带电,然后在上面覆盖以带有图像的透明原稿,曝光之后撒上石松粉末即显示出原稿图像,他使用硫磺掩盖的芯片制作出了首份复印文字文字“10-22-38 Astoria”,这是静电复印的原始方式。 卡尔森在家中厨房里进行的影像实验取得成功后,这个过程技术被申请专利也获得了成功。

  实验成功之后,卡尔森十分高兴,决定将这项发明专利出手给一些公司进行复制类型产品的研发,但是由于这个处理过程非常粗糙不够成熟,没有公司愿意投资吸纳这个专利。人们认为,大量的复制工作使用碳纸或者瓦特发明的复制机就足够了,计算机还没有发展成型,所以电子类型的复印机产品并不被人们所重视。在1939年和1944年间,卡尔森被包括IBM和通用电气在内的20多家大公司拒绝,大家都认为这个技术没有任何应用前景——IBM的这次决策与拒绝比尔·盖茨异曲同工。

  时间来到1944年,事情终于有了转机,一个位于俄亥俄州哥伦布的非盈利组织Battelle与卡尔森签订合同来完善他的这个粗糙的工艺过程。在随后的五年时间里,这个机构进行了许多实验不断改进这项技术,这期间的1947年,一家位于纽约的制售相知的小公司Haloid开始和Battelle接触,以获得授权来开发销售基于这项技术的复印机产品,于是卡尔森意识到,“事情正在起变化”!

  大规模应用的开始

  Haloid非常聪明,大概他懂得孔子“名不正则言不顺”的道理。最开始,这个复印过程技术被称之为“电子照相”技术,但是由于这个词过于复杂,且没有太好的可记忆性,于是他们开始着手给这个技术改名字。卡尔森和Haloid非常严谨的咨询了俄亥俄州立大学经典语言教授之后,决定将这个技术过程的名字改为“Xerograhpy”而不是“卡尔森静电复印术”或者诸如“人猿珠穆朗玛峰复印法”之类的名字。“Xerograhpy”是由希腊语中的“干写”一词派生而来的,Haloid决定将新的复印机取名为“施乐”,在1948年,施乐成为注册商标并沿用至今。

施乐商标图案的演进

  1949年,施乐公司开发了第一个称为型号A的静电图像复印机。施乐公司取得了如此大的成功以至于复印技术被大众称为“Xeroxing”,施乐公司积极应对以防止“xerox”成为一个通用商标,甚至“Xerox”在一些字典中作为复印的同义词出现,这导致施乐公司发出信函和广告要求他们更改这些条目,并且要求人们不要这样使用“Xerox”。

  但是,不仅仅在北美地区出现了这种情况,在不列颠群岛“photocopying”远比“Xeroxing”使用更为普遍,这或许是由于在复印技术开始流行之后来自日本和欧洲制造商的复印机数量远远超过施乐公司的产品。在一些语言中使用混合词汇,如在波兰语中广泛地使用kserokopia(“xerocopy”),尽管施乐公司商标的复印机所占市场份额已经很小了。

  施乐公司产品的出现,导致了复印机设备的大规模应用,卡尔森经典复印技术的工业化使用,标志着电子输出技术开始走向了成熟,技术的进步也带来了彩色复印机和静电复印技术在20世纪七八十年代的长足发展。

  卡尔森经典复印技术的基本过程

 

  1. 充电: 一条高压导线把圆柱形复印鼓表面上充满负性静电电荷叫做电缆线corona wire 或充电辊charge roller。 复印鼓用光电导材料(例如硒)涂制成 .当暴露点燃光导体会变成传导体。

  2.曝光:曝光灯照射了原稿,把原稿的白色区域光线反射到复印鼓表面上,该区域被照射下(原稿的白色区域) 变成导电,因此电荷接到地线排走,不被照射下(原稿的黑色区域)仍然带负电荷.结果在复印鼓的表面上有一个潜伏性的影像。

  3.显影 :碳粉是正电荷.当它应用到滚筒显影,它被吸引而且附着于负电荷 (黑色区域),正如纸用静电附着于一个供玩耍的气球上。

  4.转印:因比一个复印鼓较高的负电荷,在复印鼓的表面上产生的碳粉影像转印到纸上。

  5.定影:,由高温高压滚轴.把碳粉熔化并黏贴文件上。

  6.清洁: 用清洁刀片把复印鼓碳粉清走。

  彩色和数字复印技术的出现

  早在二十世纪无年代,彩色墨粉就已经出现了,但是知道1968年3M公司发布第一款Clor-in-Color复印机时,彩色复印机才真正开始上市成为商业产品进行运作,这款复印机使用的是一种染料升华工艺,而不是通常所说的静电工艺,第一款采用并改进了卡尔森静电复印技术的复印机使佳能公司在1973年发布的。

彩色硒鼓粉盒

  彩色复印机的出现,使得在当时情况下伪钞的制造变得十分容易,因此各国政府都担忧这将会对金融市场造成比较大的混乱,然而随着印钞技术的进步,各种各样高超的防伪技术加入到钞票中来,使得钞票的制造更加困难,这些问题也就逐渐淡出了政府关注的视线。

  数字复印机是何时出现的,各家众说纷纭,现在也没有一个可靠地定论,我们就姑且不提这个问题,大约在20世纪九十年代出现了数字复印机,它和我们传统意义上的模拟复印机有什么不同呢?

  数字复印机是通过激光扫描、数字化图像处理技术成像的,它既是一台复印设备,又可作为输入/输出设备与计算机以及其它办公自动化(OA)设备联机使用,或成为网络的终端。而我们在本文前面提到的模拟复印机的本质区别工作原理不同。 模拟复印机的工作原理是:通过曝光、扫描将原稿的光学模拟图像通过光学系统直接投射到已被充电的感光鼓上产生静电潜像,再经过显影、转印、定影等步骤,完成复印过程。 数字复印机的工作原理是:首先通过CCD(电荷耦合器件)传感器对通过日暴光、扫描产生的原稿的光学模拟图像信号进行光电转换,然后将经过数字技术处理的图像信号输入到激光调制器,调制后的激光束对被充电的感光鼓进行扫描,在感光鼓上产生有点组成的静电潜像,再经过显影、转印、定影等步骤,完成复印过程。

  电子技术跟着时代在不断发展,日新月异,一日千里,一个小小的硫磺成像的实验,竟然能够带动一次办公革命,成为一个强大办公设备的基本原理,确实令人叹为观止,不知道以后的复印机技术会因为那些小小的物理原理而改变呢?我们还是拭目以待吧。

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