前不久筆者本人給中關村在線打印獲得年度產品獎的獎狀,在打印的過程中,定影出現過問題。而之前筆者另外一次打印體驗中,也有失敗的例子,兩次都是彩色激光打印,因此想在這裏與大家一起探討這個問題。
什麽是定影?
考慮到這篇文章的讀者對激光打印可能還不了解,這裏簡單說一下激光打印的原理。激光打印是打印機得到光柵化之後的圖像,然後給感光鼓充靜電。通過激光、LED等技術有選擇的去掉電荷,在感光鼓上留下有圖像的電荷,這樣當感光鼓轉動,接觸碳粉倉的時候,有靜電的部分就會吸附碳粉。
激光打印定影的原理圖:紙張載著碳粉,通過壓力輥和加熱的定影器,碳粉受熱升華後成像

筆者評測過程中拆下來某品牌彩色激光打印機的定影器
碳粉與靜電,會轉移到紙張上麵,這時候的紙張上有碳粉形成文字圖像,但是用手如果觸摸,會發現碳粉會粘到手上。在這個顯影的工序之後,要涉及非常重要的一道工序:定影。這個工序裏麵,紙張通過加熱到一定溫度的定影器,這會讓碳粉中的蠟質受熱升華,碳粉中的另外一部分成分色料就會伴隨升華滲透進入紙張的纖維,進而形成牢固的文字和圖形。
很多人可能會問,我的激光打印機用了這麽多年也沒事兒啊?怎麽你們就爛事兒那麽多?這事兒且聽我慢慢說給你。
彩色打印定影難
一般來說,說從未出過問題的,基本都沒有嚐試過厚紙彩色激光打印,這是一種非常容易出問題的流程。因為這個流程過程是左右互搏的。
定影器是功耗最大的單元,要加熱碳粉與紙張
要讓碳粉升華,顯然需要紙張在通過的時候獲得足夠的熱能。如果一分鍾30頁的激光打印機,這個過程其實不到2秒。但是問題也在這裏:如果是厚紙,上麵有四種顏色的碳粉,顯然需要更多的熱能才能定影牢固,因為把厚紙加熱到薄紙一樣的溫度顯然需要的熱能不一樣,而紙張本身並非熱的優良導體,可能會升溫不夠。
某彩色激光打印機的定影器表麵溫度高達195攝氏度,斷電冷卻需要20分鍾
但問題是,打印企業往往把設備設置的很保守,這樣就會產生定影不牢的問題。用戶如果想牢固的定影,就要選擇高質量模式打印,這樣帶來的問題是打印速度會低一點。那麽很多會想,如果把定影器的功率提高、表麵溫度提高,這樣不就解決這個問題了嗎?這裏的方案是定影器溫度更高。
銅版紙表麵光澤是因為有塗層
這樣顯然能解決厚的粗麵紙彩色激光打印定影的問題。但是這是完美的方案嗎?顯然不是。因為另外一種紙,銅版紙,就不喜歡高溫。銅版紙表麵有塗層,在造紙的時候被光輥壓出了光澤,這樣打印、尤其是印刷的效果更好。但問題是,這個塗層本身並不耐高溫,塗層有些材料的化學性質會在200攝氏度以內發生變化,紙張受潮也可能定影的時候水份蒸發產生氣泡,導致塗層脫落,進而“糊”在定影器上,邏輯上這需要定影器溫度更低。
僅僅等待定影器自然冷卻清理就要二十分鍾,就打印企業本身而言,顯然也不喜歡這種故障產生的維護,因此很多企業的打印機是寧可定影失敗,也不願意定影溫度過高,這樣會減少太多不必要的麻煩。說厚銅版紙就是彩色激光打印定影的噩夢也沒錯。但是我們製作賀卡、封皮等等很多時候,又都需要這種高質量的厚紙進行打印。一頭要更高的溫度、更大的熱能,另一方麵又要求更低的溫度,顯然這是一個事情的兩個方向,很難兩全其美。
怎麽解決問題?
因為筆者定影失敗、塗層脫落的現象都遇到過,因此我認為目前是沒有太好的方案的。要解決這個問題,筆者從現在的應用的技術來看,不在定影器本身。因為調節定影器這種電熱設備的功率與表麵溫度,這種技術已經成熟的不能再成熟了。
碳粉材料是突破的關鍵
這個問題的核心是:能不能降低碳粉對定影溫度的要求?這是解決問題的核心。這涉及到的是碳粉的材料。材料問題從來都是科學領域的難題。第一,可能未必有合適的材料,比如電池就是這樣,幾十年了容量也就那樣,手機一天一充;如果有,但成本太貴,這也是有可能的,比如新材料可能需要支付昂貴的專利成本;再有就是合適的材料也有,但是極有可能並不適合今天的碳粉製作工藝。今天高級碳粉都是水裏聚合生成的……這些都是今天彩色激光打印沒有徹底解決問題的原因。
惠普的碳粉可以用更低的溫度實現定影,這是惠普目前一直重點宣傳的技術核心
如果進一步的思考,低溫定影的碳粉需要的能量不大,那麽就需要紙張通過的速度比較快才行,如果慢了會讓紙張吸收過多的熱能,因此如果有低溫定影碳粉,可以在更低的溫度升華,那麽這種產品的打印速度會比較快。最近我們隻看到惠普采用的新碳粉有更低的定影溫度,而且以彩色激光打印機為主。
還有商業上的考慮
為什麽?這要從商業上考慮。就激光打印產品耗材本身並不便宜,用得起彩色激光打印機的,都是“不差錢”的企業或是機關單位,它們通常隻用原廠耗材。而事實上,彩色激光打印利潤豐厚,這一點從各個企業的財報和研究機構的統計數據上都有明確的指示。下麵這張圖是我們用熱成像儀實測的惠普新碳粉的出紙口溫度,可以看到最高隻有80多攝氏度,而黑白打印機出紙口溫度高達150攝氏度!
超低的定影溫度也可以理解為企業的技術保護:杜絕第三方耗材
為什麽還要考慮黑白打印?因為黑白激打價格便宜能走量,一個型號一年幾萬台的銷量,帶動的是銷售額的提高,可這些低端用戶喜歡追求低成本用第三方耗材,法律上也不允許打印企業的機器拒絕第三方耗材。第三方耗材拚的是價格,怎麽可能用低定影溫度的高檔碳粉?更何況兼容第三方耗材很差的激光打印機一定銷量可憐,這是業內的潛規則,大家都心知肚明。因此黑白激光打印機定影溫度一直不低,但是彩色激光打印不一樣,要用低溫定影設置技術壁壘。
一旦上升到材料難題,比如化學材料,解決時間和難度都變得難以預知
看似簡單的定影問題,但是就筆者本人的眼界,單純考慮技術因素,想到最後還是材料問題,進而演變成了科學界的難題,我們看到了惠普的嚐試,如果長時間驗證惠普的新碳粉方案有效,那麽其它企業也會跟進,進而帶動問題在全行業的解決。