十三物什之六:打印机——打印机的前世今生
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1870年左右发明出来的电传打字机不算是真正的打印机,真正的打印机出自施乐公司。1969年,施乐公司的研发工程师加里·斯塔克维瑟接到了任务,尝试为计算机开发合适的打印机,1971年,第一台可以使用的激光打印机问世。

电传打字机问世
打字机能够让人们无需经过太多的训练就可以写出清晰易读的文字,并且速度往往会比手写要快得多。这样的优势让打字机很快成为办公桌上的必备工具,而当电报和打字机结合起来的时候,人们就拥有了当时最有效的远程文字传输工具——电传打字机。
电传打字机包含编码和译码模块,能够让人们直接发送和接收文字而无需去记忆困难的文字编码。电传打字机把那些复杂的操作隐藏在机械零件之中。
但无论是打字机还是电传打字机,都有着同样的问题:它们的最小处理单位是字符,对图形来说,打字机完全无能为力。这是因为,打字机和电传打字机的印刷部分是一个一个的字模。而我们都知道,人们所需要的并不只是文字而已。如果要让机器能够打印出任意图像,则需要把能够印刷的最小单位变得更小,例如变成以微小的圆点为基础,用这些点来拼凑出各种各样的图形——就像我们在显示器上所做的那样。
这就是点阵式打印机的基本概念。虽然早在18世纪就有人提出了这种概念,但是那个时代并没有制造这种打印机的精密技术。
但在20世纪,人们发现了可以把已经画好的图像大量复制——切斯特·卡尔森在1938年发明了静电复印技术,并在1942年申请了专利。1948年,获得了这项技术的施乐公司开始开发静电复印机,它比当时其他的复制技术都好,当然,也贵得多。施乐公司曾想把这种技术卖给IBM,但IBM并不感兴趣,所以施乐公司只好自己经营。1959年,施乐公司终于开发出了适合商用的静电复印机Xerox 914,并以此为基础,迅速发展成世界500强企业之一。
当年的施乐静电复印机十分笨重,长宽高都超过一米,重量接近三百公斤。它的核心部件和今天的复印机并无不同:一个能够旋转的硒鼓,以及一组透镜和一个墨粉盒。
从复印到打印
复印机之所以使用硒鼓,是因为硒的光电特性:它在受到光照时会变成很好的导体,而在暗处则能够长久地保留表面的电荷。在复印开始之前,硒鼓的表面需要均匀地布上一层电荷,而要复印的材料经过光照和透镜投射到硒鼓表面时,亮度较高的空白部分会让硒鼓相应位置的电荷消失,只留下亮度较低部分——也就是文字或者图像所在的位置。带着电荷的硒鼓在经过墨粉盒的时候会吸引极性相反的墨粉,再把这些墨粉压在带电的复印纸上。最后对复印纸加热,让墨粉熔化渗入纸张,一次复印即告完成。
说来有些复杂,但是对于复印机来说,这些过程会在硒鼓旋转一周的时间里完成。它的速度和精确性让施乐复印机成了办公室的必备工具,而这种以电荷作为图像最小构成单位的设想,也让更精确、更完美的打印机成为可能。
1969年,施乐公司的研发工程师加里·斯塔克维瑟接到了任务,开始尝试为计算机开发合适的打印机。他计划借鉴静电复印机的原理,把计算机输出的信号转化成光束,再用这些光束带走硒鼓上的多余电荷。其后的部分,就和静电复印机的工作方式一样了。
加里选择的产生光束的组件,是还只有十年历史的激光。他设计出了一组精巧的透镜,让激光能够精准地照射到硒鼓上的指定位置,这一过程只花了一两个星期;但是开发出合适的软件,把计算机输出的数据转化成激光信号的过程,却花了三个月。1971年,第一台可以使用的激光打印机问世。
几乎是在他发明激光打印机的同时,机械点阵式打印机也有了商用产品。数字设备公司(DEC)推出了它的第一款点阵式打印机产品LA30,每秒钟能够打印出30个字符。虽然它只能打印大写字母,但是对于当时来说,已经是个了不起的进步。
一场战争即将开始,而这次战争双方的主力,甚至还没有上场。
(作者简介:猛犸科技作者,宅属性。关注信息技术及其给生活带来的影响,为多家科技、新闻媒体撰稿)