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打印机

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历史回顾

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1938年,切斯特·卡尔森发明了一种干式印刷工艺,称为静电复印,通常被称为“施乐”,这是后来激光打印机基础技术的起源。多年来,似乎没有人对卡尔森的发明感兴趣。从1939年到1944年,卡尔森被超过20家公司拒绝。最终,1947年,发明家设法与一家小型且完全不知名的感光纸公司哈洛伊德(后来更名为施乐)达成协议,给了他们开发静电复印机的权利。1959年,卡尔森发明静电复印20年后,第一台施乐914办公复印机面世。

1953年,雷明顿-兰德开发了第一台高速打印机。

据施乐称,第一台名为EARS的激光打印机于1969年开始在施乐帕洛阿尔托研究中心开发,并于1971年11月完成。施乐工程师加里·斯塔克韦瑟借鉴了施乐复印机技术,添加了一束激光,最终研制出激光打印机。

据IBM称,“第一台IBM 3800于1976年安装在威斯康星州密尔沃基的F.W.伍尔沃斯北美数据中心中央会计办公室。” IBM 3800打印系统是业界第一台高速激光打印机。该激光打印机以每分钟超过100张的速度运行。据IBM称,它是第一台将激光技术和静电复印技术相结合的打印机。

1992年,惠普发布了广受欢迎的LaserJet 4,这是第一台分辨率为600 x 600点的激光打印机。

1962年,查克·温斯顿的静电偏转液滴单喷嘴喷墨专利3,060,429获得批准。这款喷墨打印机直到1966年才商业化,当时AT&T的Long Lines Project 176生产并交付了Inktronic 100 WPM TTY打印机。蜡墨需要加热才能达到喷墨的适当粘度。它在纸上打印,但生成的字符位于纸张上。纸张可以加热使蜡墨渗入纸张,使其不可见。如果能想到图形或浮雕字符的概念,这将被认为是早期的3D打印。这项技术测试了盲文字符打印,但蜡太容易从表面分离。

1971年,约翰内斯·F·戈特瓦尔德的液态金属记录仪使用低熔点合金和磁偏转液滴单喷嘴喷墨专利US3596285获得批准。这款喷墨专利从未商业化生产,但它确实证明了真正的金属字符被打印在金属基板上,并掉到桌子上。这是第一次喷射液态金属,它可以被认为是第一个3D金属墨水打印的例子。打印的金属字符旨在用于显示股市数据。这项技术的独特之处在于,字符可以放回加热的墨水储液器中并融化以再次打印。

1972年,史蒂夫·佐尔坦的按需滴落单喷嘴喷墨专利3,683,212获得批准。这允许单滴喷射,而不是早期的连续流喷嘴。这项玻璃喷嘴技术于1979年安装在埃克森办公系统的一台奇普喷墨传真机上,然后激发了Howtek, Inc. 在1986年推出的Pixelmaster全彩热塑性墨水打印机产品中改进的聚四氟乙烯模制喷嘴材料的使用。它在旋转打印头上使用32个单喷嘴,并在标准办公纸张上打印。意外地在纸张上多次打印会生成浮雕字符。这些浮雕印刷字符被戏称为“字母汤”,在埃克森办公系统出现多年。在Howtek, Inc.,另一位发明家艾尔·霍克提出了使用浮雕印刷技术的理念,并导致了Richard R. Helinski 1992年专利US5136515A“通过颗粒沉积建造三维物体的 方法和手段”,但没有产生3D专利理念。一家名为C.A.D.-Cast, Inc. 的公司更名为新罕布什尔州的视觉冲击公司,成立于1989年,以展示“雕塑家”理念,但于1995年解散。3dinkjetmuseum.com 上有一个关于这项3D打印技术的视频。Helinski专利最终被授权给Sanders Prototype, Inc.,后来又出售给了3D Systems, Inc. 单喷嘴技术鲜为人知,在当今的3D打印行业中并不为人所熟知。喷墨打印有着悠久的历史,这里可以讨论一些争议。

打印技术

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打印机通常按其采用的底层打印技术进行分类;多年来,已经开发出许多这样的技术。

打印引擎的选择对打印机适合什么样的工作有很大影响,因为不同的技术能够实现不同的图像/文本质量、打印速度、低成本、噪音水平;此外,某些技术不适合某些类型的物理介质(例如复写纸幻灯片)。

打印技术的另一个经常被忽视的方面是抗修改性:来自喷墨打印头或织物色带的液体墨水会被纸张纤维吸收,因此用液体墨水打印的文档升华打印机比用墨粉或固体墨水打印的文档更难以修改,因为墨粉或固体墨水不会渗入纸张表面。

支票应使用液体墨水或在带有墨粉锚定的专用“支票纸”上打印。[1] 出于类似的原因,IBM Selectric 打字机的碳带贴有标签,警告不要使用它们打印可转让票据(如支票)。但是,支票的机器可读部分必须使用MICR墨粉或墨水打印。银行和其他清算所使用依赖于这些特殊打印字符的磁通量的自动化设备来正常运行。

打印速度是指打印文档所需的时间。它通常以每分钟打印的页数 (ppm) 为单位衡量。影响打印时间长短的因素有很多。一些因素包括选择的打印分辨率和打印的内容。例如,打印彩色文档比打印黑白页面需要更长的时间。此外,打印图像比只打印包含文字的文档需要更长的时间。普通打印机的打印速度约为每分钟15到35页,复印机的打印速度约为每分钟40到100页。在选择打印机时,您确实需要考虑打印速度,因为您需要一台适合您使用的打印机。例如,对于企业来说,您需要快速的打印速度,但对于个人使用来说,则取决于您自己的需求。

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选择正确的“纸张”

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使用与您所用打印机类型相匹配的纸张非常重要。如果您使用的是激光打印机,您需要使用被称为激光纸的纸张,这样您就可以从您的打印机获得最好的质量。有效利用墨粉。同样,如果您使用的是喷墨打印机,您需要使用喷墨打印纸。这种纸张经过处理,使墨水能够留在表面,这样您的墨水应该比您只使用普通复印纸时使用时间更长。使用大幅面打印机时,请确保选择适合您所使用纸张的正确纸张设置。这将使您在打印时获得最佳质量,并更有效地使用墨水。

针式打印机

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针式打印机,也称为点阵打印机,通过位于打印元件中的多个针来形成每个字符的点阵。现在通常用它来打印多层表格(如复写纸)和地址标签。这些类型的打印机中的牵引机构和齿轮机构比激光打印机和喷墨打印机能够更好地处理较厚的介质。

针式打印机使用一列或两列点阵锤在纸张上移动。锤子击打色带进入纸张,使墨水沉积,类似于打字机。打印机中的锤子越多,生成的图像分辨率越高。尽管那些希望获得除文本之外任何分辨率的人最好使用其他类型的打印机,因为针式打印机可能与喷墨或激光打印机一样昂贵,但功能并不那么强大。另一个很大的缺点是针式打印机的噪音输出。

由于喷墨打印机和激光打印机的打印速度都很快,因此打印速度以 ppm(每分钟页数)为单位,通常在规格中注明。针式打印机的不同之处在于打印机的速度本身以 cps(每秒字符数)为单位,根据所需的分辨率在 50 到 500 cps 之间变化。针式打印机每分钟可以打印几页,但无法与喷墨和激光打印机可以打印的页数相提并论。

喷墨打印机

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  • 墨水

喷墨打印机中使用的墨水可能是液体或固体形式。最常见的墨水装在小型墨盒中,与您的打印机兼容。但是墨盒确实有所不同,具体取决于您的打印机,制造商会指定您的打印机的品牌,并继续解释购买新墨盒的原因。但并非所有墨盒都需要丢弃,随着全球越来越多的喷墨打印机被购买,人们正在转向更便宜的墨水填充方式。通过可填充墨盒,甚至在某些情况下,永久安装墨盒。这些新的墨水填充技术已被证明比购买全新的墨盒更便宜,并且可以提供相同的打印质量。尽管在某些情况下,制造商对此提出了警告,因为这可能会使您的保修失效。固体墨水必须熔化才能达到液体状态。蜡是 1960 年代中期 AT&T、Teletype, Corp. 制造的 Inktronic 打印机中的首选墨水。一种由铋、锡、铅和镉或铟组成的金属合金墨水后来在 1971 年 AT&T、Teletype 的 Liquid Metal Recorder 中使用。热熔墨水用于 Howtek, Inc Pixelmaster,并在 1980 年代中期在普通纸张上生产了第一批彩色图像和文本。这种相同的固体热塑性墨水成为 1994 年由 Sanders Prototype, Inc. 制造的第一台生产型 3D 喷墨打印机 Modelmaker 6 Pro 的墨水,通过混合黄色和青色墨水来生产流行的绿色 3D 颜色。这款 3D 喷墨打印机还使用蜡墨水作为其 3D 模型的易于移除的支撑结构。

  • 打印

喷墨打印机的工作原理是打印机将数十万个墨水滴喷到您的纸张上或 3D 模型中,最终形成高质量的图像或高精度的模型。每个墨滴来自一个喷嘴(打印机可以包含从一个到数百个喷嘴),然后喷到页面或模型上。该系统早期的一个缺点是,墨水在文档送出时仍然是湿的,如果立即接触,墨水就会弄脏图像。更快的干燥墨水和快速冷却的固体墨水依赖于时间延迟来解决这个问题。

  • 质量和正确的喷墨打印机

喷墨打印机是质量的基本标准,具体取决于喷墨打印机的类型以及您将使用打印机进行的用途。如果打印机用于办公使用,那么多功能打印机能够扫描和传真,这将产生良好的打印质量。但如果您是摄影师并打印高质量照片,那么快照打印机更实用,因为它专门设计用于打印高质量照片,并具有良好的色彩饱和度。为了获得与打印图形或高质量文本相关的最佳质量,激光打印机是最佳选择。但是,激光打印机不包含喷墨技术,价格更贵。

喷墨打印机在 1990 年代由珠宝制造商使用的 3D 打印机中流行起来,因为蜡雕刻师很难找到或有时不可靠,并且无法产生设计的精确复制品。可以精确放置的测量尺寸的墨滴能够精确打印每个 3D 模型,并且可以进行熔模铸造,其价格非常合理。3D 喷墨技术消除了蜡雕刻师,使珠宝业务自动化,并且适合小型夫妻店。业主经营者只需要学习 CAD,因为完成的 3D 模型完全适合熔模铸造的工作流程。3D 喷墨打印机并不总是可靠,但可以由无法没有它的店主维修。客户可以在某些情况下看到蜡模型并请求设计更改,然后再将成品模型铸造,并在模型中放置宝石。成品珠宝的价格使珠宝商能够拥有 3D 打印机并获得丰厚的利润。

激光打印机

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激光打印机是一种计算机打印机,可以快速在普通纸张上生成高质量的文本和图形;与其他类型的打印机(如冲击式打印机)相比。第一台激光打印机被称为 EARS,由 Xerox 开发,于 1971 年 11 月完成。激光打印机可以混合文本和图形,包括不同的字体、字符大小和图像。激光打印机使用滚筒和激光技术:激光将形状和字母射到滚筒上,从激光产生的这些图像中,滚筒知道在哪里拾取黑色粉末,也称为墨粉。激光产生的光暂时改变了滚筒的电荷。激光打印机使用墨粉而不是液体墨水。滚筒拾取粉末后,以粉末形式涂抹在纸张上。激光打印的最后一步是对纸张施加热量和压力。通过加热纸张,粉末熔化成墨水,在纸张上留下激光映射出的永久印记。激光打印机相对于喷墨打印机的优点包括:打印速度更快、没有污点、更高的分辨率和更低的成本。激光打印机的分辨率从 300dpi 到 1200dpi 不等,这使得分辨率成为激光打印机的主要优势之一。低成本仅适用于单色激光打印机,即只使用黑色墨粉的打印机,但当购买具有多种墨粉能力的激光打印机时,成本往往会大幅度上涨。就图形和激光喷墨打印机而言,质量很好,但打印机所需的内存很大,如果没有高内存打印机,图形质量就会下降。激光打印机的速度范围为每分钟 4-20 页,平均为每分钟 6 页。

激光打印机有许多不同的组件,因此纸张卡纸成为一个巨大的问题。打印机内的计算机通过一系列屏幕告诉您纸张卡纸的位置,或者墨粉是否不足。它还可以告诉您哪种颜色墨粉不足,纸张是否不足,以及是否需要进行维护。您可以通过打印机的计算机报告问题。

大多数激光打印机使用高质量的略微厚重的纸张,以产生高质量的打印效果。打印机现在可以打孔、三折和装订。打印机配有扫描仪。您可以选择扫描到桌面或电子邮件地址。

3D 打印机

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与在纸上打印的普通 2D 打印机不同,3D 打印机使用熔化的塑料或其他材料在一层一层地打印 CAD 设计的 3D 模型的切片或横截面。这个过程会不断添加材料,直到形成 3D 模型。这个过程也称为增材制造。有许多技术可以生产 3D 模型。其中一项技术是“熔融沉积成型 (FDM)”。这种类型的 3D 打印通常用于开发新产品的原型或创建建筑愿景的 3D 版本。与切割板材并将其粘合在一起以制作小型建筑模型相比,这个过程非常容易。更先进的 3D 打印机能够使用不同的颜色和材料,并且尺寸更大。有些只能打印单色,因此需要对输出进行上色。由于单个模型是分层打印的,因此该过程对于批量生产来说还不够快。但是它非常先进,如果您需要一个具有互锁部件的输出,并且希望它能正常工作,它就可以打印出来。例如,可以使用扳手进行紧固。下面提供了一个链接,可以了解 3D 打印机正在制作此类扳手的过程和输出。 http://www.youtube.com/watch?v=WmDz7Q9_h6c

Objet Eden 260V

紫外线打印机

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Xerox 正在研发一种无墨打印机,它将使用一种特殊的可重复使用纸张,该纸张涂有几微米厚的对 紫外线 光敏感的化学物质。打印机将使用特殊的紫外线灯条,可以书写和擦除纸张。截至 2007 年初,这项技术仍在开发中,打印页面上的文字在褪色之前只能保存 16-24 小时。[2]

条形码标签和邮票打印机 -

条形码打印机使企业和其他组织能够在价格标签、运单和其他文件中打印定制条形码,以用于识别或定价目的。大多数条形码打印机可以打印各种条形码标准的标签,例如嵌入标签中的 RFID 标签。还有其他类型的标签,例如信封、包裹、文件文件夹使用普通标签打印机,这些打印机可以从个人电脑打印。还有一种类型的打印机可以用于邮票打印机,可以打印电子邮票,也称为电子邮票。电子邮票是有效的邮票,可以在通过互联网或从供应商的电子邮票服务购买邮票配额后打印出来。您可以从配额中扣除邮票价值,以便打印电子邮票。有些电子邮票允许将邮票直接打印在使用激光或喷墨打印机的运单和信封上。

照片打印机

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照片打印机是专为打印照片而设计的彩色打印机。照片打印机允许您将相机直接连接到打印机,以便您可以直接从相机打印;无需下载!使用照片打印机仍然可以进行必要的更改。选择照片尺寸、编辑和裁剪只是一些仍然可以进行的更改。通过家里的照片打印机打印照片可以为您节省很多钱。

连接到照片打印机的相机

照片打印机意味着您终于可以制作出真正的照片质量,您可以放心地打印宝贵的回忆。您无法区分其输出与通过传统工艺从胶片打印的照片。照片打印机主要分为三类:喷墨照片打印机、专用照片打印机和专业照片打印机。

  • 喷墨照片打印机

这些打印机至少提供一项照片功能,但也可以用作多功能打印机。它们可以从商业应用程序中以相当高的质量进行打印,尽管通常速度很慢。如果您想要一台单一的、多功能的打印机,那么请考虑这一类。如果您想再买一台专门用于打印照片的打印机,也应该考虑这一类。

  • 专用照片打印机

这些打印机通常仅限于在专用纸张(通常是光面纸)上打印。它们可能也只打印在相对较小的纸张尺寸上,通常是 4 x 6 英寸。迄今为止,您可以找到喷墨和热升华两种类型的打印机。

  • 专业照片打印机

这些打印机也可能专用照片打印机,但其主要特点是它们至少提供宽幅尺寸输出(11 x 17 英寸)。有些可以打印比这更大的照片。

参考文献

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  1. 弗兰克·阿巴内尔 (2007). "防止支票欺诈" (PDF). abagnale.com. 检索于 2007-06-27.
  2. Xerox 无墨打印机 - TFOT
华夏公益教科书