雷射印表机

**雷射印表機**（英語：laser printer）是一種常見的在普通紙張上快速印製高品質文本與圖形的印表機。與影印機一樣，雷射印表機也是採用靜電複印的方式，但是與模擬的影印機不同的是其圖像直接通過雷射光束在印表機光鼓上進行掃描生成。

## 綜述

與其它類型印表機相比，雷射印表機有很多突出的優點。與擊打式印表機不同，雷射印表機可以列印文本與圖形混合的內容，包括不同的字形與字符大小以及半色調圖像。雷射印表機使用黑色或者彩色的粉末狀色粉，而不是使用液體墨水。熱敏印表機印表機結果的紙如果靠近熱源的話，就會變髒，而雷射印表機不需要特殊的紙張。與噴墨印表機相比，雷射印表機的優點印製成本較低，並且雷射印表機一次就可以印製整頁的圖像，而不像噴墨印表機那樣通常每次只能印製很窄的一條，因此雷射印表機列印速度更快。但是，雷射印表機通常是生成柵格圖像，除非是用非常高的解析度，很難生成如照片這樣連續色調的高質量圖像。

最慢的雷射印表機的列印速度大致為 4 PPM（頁／分鐘，**P**ages **P**er **M**inute），並且價格較低。但是，受許多因素的影響，印表機的速度可能會大不一樣，這些因素之一就包括待處理的任務中圖形的數量。最快的印表機列印速度可達 200 PPM 單色文檔，即每小時可以列印 12,000 頁。最快的彩色雷射印表機速度可達 100 PPM，每小時可以列印 6000 頁。高速的雷射印表機通常用於印製大量郵寄的個人文檔資料，如信用卡或者帳單等，並且在一些商業應用領域與平版印刷進行競爭。

這項技術的使用成本取決於紙張成本、更換色粉、光鼓、加熱定影機構以及走紙機構等耗材的費用。通常使用軟塑料光鼓的雷射印表機在需要更換光鼓的時候就會發現其成本非常高昂。

雙面印表機可以將紙張費用降為一半，並且可以減少文件的尺寸與重量。以前只有高端的印表機才有雙面列印功能，如今中檔的辦公用印表機也開始普及雙面列印功能，但是仍然有許多印表機並沒有雙面列印的功能。由於走紙機構較為複雜，雙面列印可能會降低列印速度。

## 歷史

第一款雷射印表機是全錄公司的研究人員 Gary Starkweather 於 1971 年通過修改一台全錄複印機而製造出來。最終雷射印表機為施樂公司帶來了數十億美元的業務。

第一款雷射印表機的商業產品是 IBM 於 1976 年推出的用於列印發票或者郵址的 IBM 3800 型雷射印表機。在技術文檔上它經常被冠以「占據了整個房間」的描述，以表示它是後來大家熟悉的用於個人電腦的印表機的原型。儘管它比較龐大，但它是一款用於全新領域的設計。直到如今，仍有許多 3800 在使用。

第一款用於單個電腦的雷射印表機是施樂公司於 1981 年推出的 Xerox Star 8010。儘管它有許多創新，但由於售價高達 $17,000，所以只有少數一些實驗室與機構購買了這款產品。隨著個人電腦變得更為普及，第一款面向大眾市場的雷射印表機 HP Laserjet 8ppm 於 1984 年面世，它使用了佳能公司開發的硬體機構，惠普公司開發了控制軟體。很快許多其它雷射印表機廠商如 Brother Industries、IBM 等緊隨 HP Laserjet 相繼推出了各自的雷射印表機產品。

但是，最為顯著的是隨著 1985 年蘋果電腦公司用於 Apple Macintosh 的 LaserWriter 以及 Aldus PageMaker 軟體的推出帶來的桌面出版的普及。使用這些產品，普通用戶就可以製作以前只有經過專業排版才能完成的文檔。

同大多數電子產品一樣，雷射印表機的價格也在大幅度地下降。1985 年，HP LaserJet 售價為 $2995.00，重達 71 英磅（32.21 公斤）。帶有更強大處理器以及 Postscript 頁面描述語言的 Apple LaserWriter 重達 70 英磅（31.75 公斤），售價為 $7000.00。（生產 Laserwriter 的工廠中的廠規禁止任何人獨自抬起印表機）。如今，類似的有更大內存、更快列印速度以及雙面列印能力的雷射印表機大約售價為 $300.00。最簡單的雷射印表機售價低於 $100.00，但是實用性較差。

## 工作原理

通常雷射印表機的工作過程分為六步：

* 充電：電暈線圈（舊式印表機）或者主充電轉軸將靜電投射到光感受器上，這個光感受器通常是旋轉的光鼓或者光帶，它能夠保持所得到的靜電直到特定波長的電磁輻射將它清除。
* 曝光：光柵圖像處理器（RIP）晶片將圖像轉換為可以掃描到光鼓的合適柵格圖像。雷射經過一個由透鏡及反射鏡組成的系統運動鏡面從而投射到光鼓上。由於雷射是高精度的連續光照，所以選用雷射（目前常用的是雷射二極體）。光鼓上被雷射照射到的地方靜電就被釋放，這樣就在光鼓上形成了一個隱藏的光電圖像。
* 顯影：然後帶有隱藏圖像的光鼓經過由非常微小的塑料粉末與黑色碳粉或者其它彩色載體組成的色粉。這些帶電的色粉通過靜電就被吸引到雷射所繪的隱藏圖像處。
* 轉印：光鼓壓過或者卷過紙張就把圖像轉印過去。高端機器在紙的背面使用帶有正電的轉印轉子將色粉從光鼓吸引到紙上。
* 定影：紙張經過有較高溫度（200 攝氏度）、較大壓力的定影熔化裝置，塑料色粉就固定到紙上。
* 清潔：當列印過程結束時，一個電中性的橡膠刀片從光鼓上清除多餘的色粉到垃圾庫中，放電燈將光鼓上的剩餘電荷清除。

不同的印表機實現這些步驟的方法也有所不同。一些雷射印表機實際上使用一排的發光二極體在光鼓上操作。色粉是蠟質的或者塑料的，這樣就可以使紙張通過定影機構時，色粉成分能夠熔化。紙張可能用相反的電荷充電，也可能不進行充電。定影熔化器可以是紅外箱、加熱過的加壓滾輪或者是一些高速、昂貴印表機所用的氙氣燈。印表機初始加電的_熱_過程是定影熔化部分的重要過程。許多印表機有色粉節約模式或者經濟模式，它以較低對比度為代價可以實現較大幅度的節約。彩色雷射印表機在三個不同的步驟或者通道分別列印彩色（通常是青色、黃色、洋紅色三種顏色，但是也有例外）。

除了這些組成部分之外，通常的維護過程是要清理機械機構，以及清理或者替換送紙輥筒。這個輥筒有一個很厚的橡膠敷層，使用時間一長可能會有灰塵或者紙張碎屑在上面影響齒輪工作。通常可以用非棉濕抹布進行清理，另外還有一些化學的方法可以幫助恢復橡膠的抓紙力。

## 密碼標記

先進的彩色印表機通過列印難於察覺的柵格點用於識別目的。這些點大約是 0.1 毫米大小的黃色點，每個柵格是 1 毫米。據稱這是美國政府與印表機廠商之間的一項協議以用於追蹤偽鈔的製造。

在每頁列印結果中的這些點中都帶有列印日期、時間、二進位編碼的十進位印表機序列號或其他代碼，這樣製造商就可以根據列印結果去識別購買的地點，甚至是購買者。而企業、政府及軍方等單位也可在機密文件或資料遭列印外流時，依此追查文件從哪部印表機列印，進而查出列印者。有人擔心這會威脅到使用這些印表機的隱私權及匿名權。

## 參見

* 菊輪印表機
* 點陣式印表機
* 噴墨印表機
* LED 印表機
* 熱敏印表機
* 染料升華印表機
* Steganography

## 外部連結

* "雷射印表機是如何工作的"
* 雷射 (目前在微軟公司)
* Is Your Printer Spying On You? （頁面存檔備份，存於網際網路檔案館） (by EFF)
* Detailed description, modelling and simulation of the electrophotographic print process（technical; 7.2MB）
* Xerographic Color Technology （頁面存檔備份，存於網際網路檔案館）(pdf), Katun (supplier of OEM-compatible imaging supplies, photoreceptors, and parts), July 1999
* Laser Printer info （頁面存檔備份，存於網際網路檔案館）