闪光定影技术期待“绽放”
外设天下
前不久富士施乐发布了一款超高速激光打印机——X650CF,这款超高速激光打印机也称连续数码印刷系统,其打印输出速度最高达到了每分钟300英尺(即每分钟91.44米)。要达到这个惊人的速度,除了强劲的打印引擎之外,最新采用的闪光定影技术也功不可没。什么是闪光定影,它与传统的定影技术有什么不同,而闪光定影技术的出现,会对未来的打印机市场造成什么影响呢?

传统定影的工作原理与缺点
我们先来说说定影的作用。采用激光或LED成像的激光打印机或输出设备,在打印纸通过硒鼓部分成像后,碳粉只是吸附在纸张的表面,在这种情况下,纸张上的碳粉只要轻轻一擦就会被擦掉。要想办法让碳粉在纸张上“固定”下来,这样打印稿才有实用性,这一过程就叫定影。
传统的定影方式主要是热定影(图1),即将成像后的打印纸送入两根相向旋转并有一定压力的定影辊组中,依靠加热定影辊产生高温,将打印纸上的碳粉熔化,在压力的作用下,熔解后的碳粉渗入打印纸纤维中,从而完成定影过程。由于热定影方式比较简单可靠,因此在激打的发展过程中,虽然对定影辊的材质有过一些改进,如由早期的铝辊发展到现在的膜式定影,但定影原理基本上没有太大的改变。

随着激光打印机的发展,热定影方式的弊端开始显现出来。首先,定影组件寿命有限,由于定影辊直接与打印纸进行接触,这样在长期使用中,定影辊必然会受到磨损,而且一旦有异物进入定影部分,将直接导致定影组件损坏,尤其是现在激光打印机普遍使用的定影膜,虽然能大大提高热效率、缩短首页输出时间,但软膜式结构导致其强度比较低,很容易被异物损坏。即使正常使用,定影膜的寿命一般也不会超过20万页的打印量,这对打印量很大的用户来说,使用成本是比较高的。
其次,热定影结构限制了激打速度的提高。随着打印速度的提高,打印纸在定影部分停留的时间将大大缩短,这样只能靠提高定影辊的温度才能保证碳粉及时熔解。显然,定影辊的温度是不能无限提高的,否则会加快定影组件的老化速度,而且一旦出现卡纸,还会引起打印纸燃烧。第三,热定影对打印介质的适应性差,由于高温的存在,一些耐热性能较差的打印介质是无法用激打来进行打印的。同时,对于一些强度较差的打印纸,高温还容易使打印纸吸附在定影辊上,造成卡纸等故障。第四,热定影在一定程度上会影响文稿的打印质量和打印介质的保存时间。由于定影过程中需要对打印介质进行加热,这容易使打印纸发脆、老化,甚至造成打印纸出现轻微卷曲和褶皱,这对打印效果要求较为苛刻的场合来说,是难以接受的。
闪光定影的原理与优势
传统热定影方式存在的问题,限制了激光打印机在高端领域的应用,特别是在追求高输出速度的连续印刷行业,热定影方式限制了输出速度的提高。正是这个原因,才催生了闪光定影技术,闪光定影的核心元件是一个高亮度、高强度的氙气灯,它每秒可产生2000次高亮度闪光,产生的光线通过反射镜反射后,投射到尚未定影的稿件上,稿件上的碳粉在吸收光能量后,产生热量并熔解,从而完成定影过程(图2)。

从表面上看,闪光定影的原理并不复杂,似乎也算不上什么巨大的革新。但它却有效地解决了传统热定影技术的种种弊端。由于定影组件未与打印纸发生任何物理上的接触,这不仅降低了定影组件的故障率,还延长了寿命,使得定影组件的寿命主要取决于闪光灯管的寿命,不再因为与纸张接触和磨损缩短寿命。而闪光定影还是一种智能化的定影技术,大家知道,我们所用的打印介质,一般都是白色或透明的,它们基本上是不吸收光辐射产生热量的,而只有附着在打印纸上的碳粉,才容易吸收光辐射而产生热量。这样在提高定影功率与定影速度时,不会对外围部件和打印介质产生大的影响,这就使得机器的定影速度能够得到较大幅度的提高。
另外,闪光定影实现了“冷定影”过程,即在定影过程中,打印介质基本保持在常温状态下,这样不仅提高了打印介质的适应性(一些耐热性较差的打印介质也能快速完成打印定影过程),不会因打印介质过热产生打印稿起皱、卷曲等现象,还提高了打印质量。同时,采用闪光定影的输出设备还有相当好的可调节性,它可以根据打印内容和打印介质的不同,随时智能调节闪光灯的闪光频率,这样既节省了能源,还可使设备的定影效果达到最佳状态。
对闪光定影的疑虑
虽然采用闪光定影的打印机具有许多优点,但笔者还是有一些疑虑:首先是闪光灯的发光效率、散热与寿命问题。大家知道,现有光源的发光效率是比较低的,加上光线反射和泄漏时的损耗,要完成定影过程,闪光灯就需要有较大的功率,随之带来的是散热以及闪光灯自身寿命的问题。其次,当使用深色打印介质或打印较浅的图稿时,闪光定影组件能否正常工作。
前面我们已经说过,闪光定影技术是依靠碳粉吸收光辐射的能量来完成定影过程的,一旦使用了深色打印介质,光能量可能被打印介质吸收,这不仅容易使打印介质发热,还可能使碳粉无法吸收足够的光能量,难以完成定影过程。而浅色调图稿的定影也存在类似问题,尤其是当打印对比度较高的图稿时,浅色调部分能否吸收足够的光能量完成定影,而深色部分是否会出现过定影而影响打印质量,这些都值得怀疑。
闪光定影的未来
闪光定影技术的出现,的确是定影技术的进步,也代表着未来激光输出设备的一个发展方向。但在短期内,它还不太可能在普通桌面激光打印机上大量应用,在现阶段,制约普通激打输出速度的主要因素仍然是打印引擎,在这种情况下引入闪光定影技术,对于提高激打的整体性能帮助并不大。而且在普通激打上引入闪光定影技术,必然会大大提高激光打印机的价格。目前激打厂商竞争激烈,谁也不敢贸然放弃成熟且足以应付现阶段需求的热定影技术,转而采用技术和成本都更高的闪光定影技术。
当然,也不能说闪光定影技术全无用武之地,除了在追求高速的数码印刷设备上能够大展拳脚之外,高端激打也是其主攻领域,毕竟高端激打的打印引擎已经足够强劲,引入闪光定影技术对其性能提高大有帮助,加上高端用户对打印稳定性与打印质量的要求很高,而对价格不太敏感,这都给闪光定影技术以用武之地。而待它在高端市场站稳脚跟,技术进一步成熟,成本得到有效控制后,闪光定影技术才会向普及型激打市场发动进攻。因此,未来闪光定影技术走的可能是“由上到下,由高端向低端”的普及之路。