Июль03

Эволюция идеи и технологии печати. Часть вторая.

Матричные, лазерные и светодиодные технологии печати

Эволюция идеи и технологии печати. Часть вторая.

В прошлый раз мы рассмотрели историю печати с древнейших времен до изобретения первого принтера. Она была полна тайн и весьма неоднозначна. Сегодня же мы поговорим об истории персональной печати, развитие которой началось в середине ХХ века.

Первые реальные принтеры

Развитие первых принтеров в 40-50 годах было связано с эволюцией печатающей машинки. В СССР и США предпринимались множественные попытки автоматизировать процесс набора символов, отпечатывающих на бумаге определенные символы через пропитанную чернилами ленту. В нашей стране подобные разработки назывались АЦПУ (автоматизированные цифровые печатающие устройства), а в Америке их просто называли Printer – что значит «печатающий». Позже появились барабанные и лепестковые принтеры, использующие идеи Чарльза Бэбиджа, о которых мы говорили в прошлой статье, могли наносить различные символы через ту же красящую ленту.

Печать того времени не идет ни в какое сравнение по качеству и быстроте с современной. Одна из первых подобных "машин" была создана для компьютера Univac в 1953 году в недрах корпорации Remington-Rand, это был первый в мире высокоскоростной принтер. Впрочем, высокоскоростным он был, конечно, в понимании того времени – печатающее устройство могло печатать за минуту 600 строк по 120 символов в каждой.

Матричные принтеры

Впервые идея матричной печати была реализована в 1964 году фирмой Seiko Epson Corporation. Инженеры компании сконструировали уникальный по тем временам механизм, который постоянно отпечатывал точное время – работал в качестве часов. В отличие от лепестковых и барабанных принтеров, изображение формировалось из точек, наносимых на бумагу иглами через черную или цветную ленту. Эволюция данной разработки привела к появлению настоящих матричных принтеров.

Основные конструктивные элементы матричного принтера — печатающая головка (каретка), которая двигается вдоль строки и наносит символы ударами иголок через ленту, пропитанную чернилами. Отсюда и появилось название "матричный принтер". Все возможные символы складывались из разрешения матрицы, образуемой расположением игл, которых первое время было совсем немного – например, 9, 24, 35 и так далее. Ударное движение иглы запускалось электромагнитом, расположенным в барабане. Более подробно о технологии матричной печати мы расскажем в следующих статьях.

Однако, именно принтер DEC LA36 стал фактически символом печатающей техники, завоевав в своем время признание общественности. Разработчики исправили основные ошибки и недоработки, а также увеличили длину строки до 132 символов различного регистра. В результате, для печати годилась стандартная перфорированная бумага. Каретку приводил в движение более мощный сервопривод с электромотором, оптическим датчиком положения и тахометром. Все это сделало принтер более удобным и надежным.

Еще одна интересная техническая особенность LA36 – не принимая от компьютера больше 30 символов в секунду, он печатал вдвое быстрее. Дело в том, что при возврате каретки следующая пачка символов попадала в буфер. Поэтому, при печати новой строки, принтер наверстывал упущенное со скоростью 60 символов в секунду. LA36 задал "моду" на звуки печати разные по тону – в быстром и обычном режиме. Его головка двигалась в одну сторону с одной скоростью, а в другую – с большей вдвое, создавая своеобразный офисный шумовой фон. Самой популярной и покупаемой моделью, вплоть до 90-х годов, был Epson MX-80, сочетающий в себе относительную доступность и хорошие для того времени параметры производительности. Технология матричной печати долгое время доминировала на рынке, но в последние годы, благодаря развитию таких направлений как струйная и лазерная печать, а также их разновидности, уступила им основную нишу и ушла в тень специализированных решений.

Струйная печать

Если начать с самого начала, то можно считать моментом зарождения струйной печати 1833 год, когда Феликс Саварт обнаружил и констатировал однотипность образования капель жидкости, выпускаемой через узкое отверстие. Математическое описание этого явления было проведено в 1878 году лордом Рейли (который впоследствии получил Нобелевскую премию). Но только в 1951 году компания Siemens запатентовала работающее устройство, способное разделять струю на однотипные капли. Это изобретение привело к созданию мингографа, одного из первых коммерческих самописцев, используемых для регистрации значений напряжения.

Говоря о струйной печати нельзя забывать и о таком подходе как drop-on-demand. Сегодня уже не многие помнят об этом, но у первых струйных принтеров была серьезная проблема с отводом капель, которые не должны были попасть на бумагу. Суть метода drop-on-demand заключается в том, то устройство выпускает капли чернил только при необходимости. Первые разработки в этой области были применены в устройстве последовательной печати символов Siemens PT-80 в 1977 году, а также в принтере компании Silonics, появившемся годом позже. Эти принтеры использовали прообраз пьезоэлектрической печати, когда чернильные капли выходили наружу под действием волны давления, создаваемой механическим движением пьезокерамического элемента.

В 1979 году специалисты компании Canon изобрели метод печати по технологии drop-on-demand, в соответствии с которой капли выпускались наружу на поверхности небольшого нагревателя, расположенного рядом с соплом, и регулировались при помощи конденсации туманообразных скоплений красителя. В Canon эту технологию назвали "пузырьковая печать".

В 1980 году компания Hewlett-Packard независимо разработала схожую технологию, получившую название термическая струйная печать, и уже в 1984 году на рынке появилось решение ThinkJet — первый коммерчески успешный и относительно недорогой струйный принтер, обеспечивающий хорошее качество и разрешение печати.

Струйные технологии развиваются и по сей день, обеспечивая многоцветную печать, печать на больших форматах, они позволяют использовать как растворимые, так и пигментные красители (когда минимальные частицы краски проникают через сопла и оседают на бумаге). Современные струйные принтеры, можно сказать, находятся в состоянии прогресса и активно борются за свое место под солнцем. Усовершенствование скорости печати и устойчивости красителей к воздействиям времени, влаги и трению, а также снижение стоимости отпечатка, сделали их серьезным конкурентом для лазерных и светодиодных принтеров.

Лазерные принтеры

Пальма первенства в производстве лазерных принтеров принадлежит компании XEROX. Именно ее сотрудники в 1969 году сообразили, что технологию копировальных устройств можно применить и в принтерах. Таким образом, фотобарабан заряжается отрицательно, а луч лазера снимает определенную часть заряда, проходя по фотобарабану, именно там, где должны быть напечатаны пиксели. Тонер лазерного принтера может быть изготовлен из различных материалов: металлической стружки, смол, угольной пыли и т.д. В любом случае он также заряжен отрицательно и потому прилипает именно в том месте, где проходящий лазер придаст барабану положительный потенциал. Барабан переносит электронное изображение на бумагу, к которой притянутся частицы тонера. В конце концов бумага попадает в печку, и тонер под действием нагревательного вала плавится, закрепляясь на бумаге. Более подробно о технологии лазерной и светодиодной печати мы расскажем в следующих статьях.

Еще в 1971 году появляется первый прототип лазерного принтера, но только в 1977 году фирма XEROX выпустила устройство Xerox 9700 Electronic Printing System. В 1981 году Xerox продолжает свои разработки и выпускает компьютер STAR 8010. Вместе с ним продаются графический и текстовый редакторы, программа для комбинирования текстов и графики и, естественно, лазерный принтер. Стоимость такого оборудования составляла в то время 17 000 долларов.

Следующий важный этап истории лазерных принтеров приходится на 1984 год. Тогда компания Hewlett-Packard начала выпускать серию доступных принтеров LaserJet, которые обеспечивали прекрасное, на тот момент, разрешение 300 dpi. В 1992 году HP выпускает свой принтер LaserJet 4, стоимостью немного меньше $1000 и разрешением 600 dpi. Можно сказать, что этот момент и стал переломным - лазерные принтеры стали приобретать популярность и завоевывать рынок офисной печати.

Светодиодные принтеры

Светодиодные принтеры по праву считаются более технологичными, чем лазерные. В них, вместо лазера, используется длинная линейка со светодиодами, которые выборочно вспыхивают для создания электронного рисунка на барабане. Таким образом, данная технология является более экономичной и позволяет добиться большей скорости печати при прочих равных условиях (конструкция печатающего механизма, скорость интерфейса, используемый ЦП и т.д.). Первый светодиодный принтер был выпущен компанией OKI лишь в 1987 году, а спустя 10 лет, в 1998 году компания разработала первый цветной светодиодный принтер.

В нашей стране светодиодные принтеры появились в 1996 году с открытием регионального представительства OKI. В 1999 году светодиодные принтеры в Россию начинают поставлять Panasonic и Kyocera.

История светодиодных принтеров в России тесно связана с бюджетной и домашней моделью OkiPage 4W, которая позиционировалась в нашей стране как базовая модель для офиса. OkiPage 4W оказывается значительно дешевле своих лазерных аналогов, и его продажи в бизнес-сегменте стартуют очень бодро. Однако, рассчитанные на домашние объемы печати (2500 страниц в месяц), быстро выходят из строя, как из-за превышения нагрузки, так и из-за некачественных заправочных материалов. Считается, что именно из-за этой ситуации светодиодная печать до сих пор не столь популярна в России.

Впрочем, в настоящее время светодиодные принтеры продолжают активное развитие, предлагая достойную альтернативу классическим лазерным моделям. В ассортименте производителей имеются как стандартные цветные и черно-белые, так и широкоформатные светодиодные принтеры.

Сегодня технологии печати все еще продолжают развиваться и совершенствоваться. Например, в следующих статьях мы расскажем об интересном УФ-светодиодном принтере с твердыми чернилами. Инновации позволяют активно развиваться широкоформатным принтерам, печатающим на холсте, полиэтилене или других материалах. А также уже более 10 лет существуют 3D-принтеры, которые позволяют печатать различные объекты из полимеров или, например, шоколада. Они, бесспорно, заслуживают отдельного разговора.

Источник