1.6.3. Друкуючі пристрої

Хоча розмови про "без паперову" технології ведуться вже досить давно, нормальну роботу з комп'ютером поки ще важко уявити без використання друкуючого пристрою. Не будемо, навіть коротко, викладати історію його розвитку. Обмежимося констатацією того факту, що на сьогодні весь безмежний світ принтерів розділився на кілька стійких груп, кожна з який відрізняється способом перенесення інформації на папір.

1.6.3.1. Матричні принтери

У послідовних матричних друкувальних пристроях вертикальний ряд голок (чи 2 ряди), чи молоточків, забиває барвник із стрічки на папір, формуючи послідовно символ за символом. Голчасті мають прийнятну якість друку, невисоку ціну видаткових матеріалів і паперу, та й самих пристроїв. Для цих принтерів звичайно можливе використання як форматного, так і рулонного паперу. Головка принтера може бути оснащена 9, 18 чи 24 голками. Принцип дії матричного принтера подано на рис. 1.3.

Існують моделі принтерів як із широкою (А3 ), так і з вузькою (А4) кареткою. Висока якість друку досягається в режимах NLQ для 9-голчастих (майже машинописне) і LQ - для 24-голчастих принтерів. Швидкість друку для продуктивних моделей може складати до 380 знаків на секунду. Більш високу продуктивність забезпечують порядкові (посторінкові) матричні принтери. Замість маленьких точечно-матричних головок вони використовують довгі масиви з великою кількістю голок, при цьому досягається швидкість порядку 1500 рядків на хвилину. Матричні ударні друкувальні пристрої створюють багато шуму, а це, звичайно, помітний фактор при виборі принтера.

1.6.3.2. Струминні принтери

Методу струминного друку вже майже сто років. Поява нових друкуючих головок стає передумовою для подальшого застосування струминних принтерів.

Хоча лорд Рейли, лауреат нобелівської премії по фізиці, зробив свої фундаментальні відкриття в області розпаду струменів рідини й формування крапель ще в позаминулому столітті, датою народження технології струминного друку можна вважати тільки 1948 рік. Саме тоді шведська фірма Siemens Elema подала патентну заявку на пристрій, що працює як гальванометр, але обладнаний не вимірювальною стрілкою, а розпилювачем, за допомогою якого реєструвалися результати вимірів.

І навіть тепер, більше як піввіку по тому, ця геніально проста система друку застосовується, наприклад, у медичних приладах. Правда, рідинний осцилограф здатний друкувати лише криві, а не тексти й графіки. Ця ефективна схема була удосконалена, і з'явився новий струминний принтер, що функціонує за принципом безупинного розпилення барвника під високим тиском.

Розроблювачі методу струминного друку мали вирішити дві проблеми. По-перше, струмінь барвника мав розпадатися на мікроскопічні крапельки визначеного розміру, і, по-друге, велика частина капель взагалі не повинна попадати на папір. Якщо, наприклад, роздруковується текст, то площа покритих барвником ділянок складає всього 2-5 відсотків загальної площі поверхні.

Розроблювачі скористалися закономірністю, виявленою лордом Ревли: струмінь рідини прагне розпастися на окремі краплі. Потрібно тільки ледве підправити випадковий процес розпадання струменя, накладаючи за допомогою п'єзоелектричного перетворювача на струмінь барвника, що викидається під високим тиском (до 90 бар), високочастотні коливання тиску.

Таким чином може викидатися до мільйона крапель за секунду. Їхні розміри залежать від геометричної форми сопіл-розпилювачів діаметром всього лише трохи більше мікрона, а швидкість, із якою краплі долітають до папера, досягає 40 м/с. Йдеться про струминні принтери, що працюють по вищезгаданих принципах безупинного розпилення барвника під високим тиском.

Ці принтери здатні маркувати і наносити коди практично на будь які поверхні та предмети. Вони здатні розпилювати переважну більшість видів рідин: чорнило, лак, олії і навіть клеючі речовини і смоли.

Завдяки високій швидкості польоту краплі допускається використовувати поверхні із значними нерівностями і, у залежності від вимог до якості друку, розміщувати їх на відстані 1-2 дюйма від сопла-розпилювача. Є можливість наносити маркування, наприклад, дані про термін придатності товару, на картонні коробки, пляшки, консервні банки і т.п.. Цю технологію друку неважко розпізнати по крапках, що здаються нерівномірними і як би обтріпаними.

Дизайнерам і працівникам друкарень струминні принтери слугують зовсім для інших цілей, а саме для найбільш точного попереднього відтворення видань, що потім будуть запущені в масовий друк. За допомогою цього методу можна роздрукувати чудові фото реалістичні зображення в півтонах і з високою розрізнюючою здатністю, і навіть на великому форматі.

З початку 70-х років надзвичайно активізувалася дослідницька діяльність, спрямована на подолання недоліків, властивих системам друку під високим тиском. Першим рішення, знайденим фахівцями, були головки з п'єзоелектричними перетворювачами, що випускають окремі краплі барвника по команді. Так народилася ідея про струминний друк з дозованим розпиленням барвника.

Аналогічно термодруку, технологія струминного друку пройшла довгий шлях удосконалення, причому з більш ніж успішними результатами. За 15 років розрізнююча здатність струминних принтерів виросла майже в 10 разів (до 720 крапок на дюйм), що призвело до їх масового застосування. Сьогодні вона вже сягає 5000. Досягнули також і вдалого компромісу між вимогами до чорнила не засихати в соплах друкуючої головки і досить швидко сохнути на папері, не змазуючись при цьому. Значно покращилися і експлуатаційні властивості струминних апаратів, вони стали більш невибагливі до паперу.

У струминних друкувальних пристроях паралельного друку механізм подачі і протягування паперу близький до інших груп. Однак у них застосовується принципово інша друкуюча головка. Вона являє собою набір сопів (до 256), із якими з'єднані ємності для чорнила із керуючими механізмами (як правило, п'єзоелектричного типу). Вимоги до фарб (чорнил) дуже суперечливі і високі, тому склад їх постійно удосконалюється. Якість зображення значно залежить від типу папера (плівки), тому для найбільш відповідальних робіт рекомендуються спеціальні їх типи, що мають властивості швидкого всмоктування чорнил (extra-adsorbent paper) без їхнього прояву на просвіт.

Перший вдалий монохромний струминний принтер Thinkjet фірми Hewlett-Packard переборов основну масу технологічних проблем і забезпечив, при високій якості друку і розрізнюючій здатності, друк близький до друку голчастих друкувальних пристроїв та швидкість друку до 150 символів за хвилину. У порівнянні з основними конкурентами тих років - голчастими друкувальними пристроями, різко знизився рівень шуму під час друку. Сучасні струминні принтери для масового застосування, як правило, забезпечують розрізнюючу здатність на рівні 300-360 чи 300х600 крапок на дюйм, можуть друкувати із задовільною якістю на звичайному папері і з високою якістю ( що наближається до друку на лазерному принтері) - на спеціальному папері. Типова швидкодія при друкуванні текстів складає 50-160 знаків за хвилину, а графіки - 0.5-4 м за хвилину.

Найбільш поширені струминні друкувальні пристрої фірм Hewlett-Packard, Apple, Brother, Lexmark, Texas Instruments та CalComp. Питома вартість друку струминних принтерів складає близько 5 центів на лист формату А4, а ціна самих принтерів є середньою між цінами на матричні і лазерні принтери. Фактично, маючи ціну на 150-200 доларів нижче, ніж у лазерних апаратів, і якість, що наближається до них, сімейство струминних принтерів стійко збільшує свою частку на ринку, чому сприяє і їхня активна реклама. Струминні принтери практично безшумні і дуже універсальні (особливо апарати з опцією кольорового друку), ціна їх постійно знижується, а якість друку поліпшується.