7.2.2. Принтеры

Принтеры - это наиболее распространённые периферийные устройства, используемые для вывода различной информации. Кроме того, принтеры можно отнести и к наиболее динамично развивающемуся виду периферийных устройств: постоянно развиваются и совершенствуются технологии печати, появляются новые типы расходных материалов.

Для классификации принтеров по группам и типам используется несколько базовых признаков.

В зависимости от временной последовательности формирования элементов изображения на носителе все многообразие печатающих устройств можно разделить на три основные группы:

- последовательные;

-строчные;

-страничные.

В устройствах, относящихся к первой группе, элементы изображения (точки, пятна, символы) наносятся последовательно (один за другим). В строчных принтерах изображение формируется построчно. И наконец, в страничных устройствах на носителе сразу формируется изображение целой страницы.

В зависимости от принципа работы печатающего механизма в каждой из перечисленных групп можно выделить:

- устройства ударного действия;

- устройства безударного действия.

В принтерах, оснащенных механизмом ударного действия, элементы или отдельные символы изображения формируются путём физического воздействия рельефной формы (массива игл, литеры и т. п.) через красящую ленту на поверхность носителя. При использовании многослойной бумаги с копировальным слоем такие устройства позволяют одновременно печатать несколько копий документа. Кроме того, принтеры ударного действия помимо видимого изображения формируют на носителе характерный микрорельеф. В качестве наиболее известного примера устройств, оснащенных печатающим механизмом ударного действия, можно привести матричные принтеры.

В лазерных, струйных и термических принтерах используются механизмы безударного действия.

В зависимости от цветности получаемого изображения принтеры можно разделить:

- монохромные;

- многоцветные;

- полноцветные.

Монохромные модели принтеров позволяют формировать изображение, состоящее из элементов только одного цвета.

Многоцветные принтеры могут формировать элементы изображения нескольких цветов, но при этом не позволяют получать промежуточные оттенки путём смешения этих цветов.

В полноцветных принтерах (далее в большинстве случаев мы будем называть их просто цветными) изображение также формируется из элементов нескольких базовых цветов (обычно от 4 до 9). Но в отличие от многоцветных принтеров полноцветные модели позволяют воспроизводить широкий спектр различных оттенков путем смешивания (тем или иным способом) используемых красителей в различных пропорциях.

Деление принтеров по признаку цветности является довольно условным. Дело в том, что у целого ряда моделей печатающих устройств способность воспроизводить монохромные, многоцветные либо полноцветные изображения может зависеть не от особенностей конструкции печатающего механизма, а от типа установленных в данный момент расходных материалов.

Например, если в матричный принтер установить кассету с черной или синей лентой, то он будет монохромным устройством. Однако если в тот же самый принтер установить кассету с двухцветной лентой (например, красно-черной), то он станет двухцветным. С другой стороны, можно привести и противоположный пример: при помощи монохромного лазерного принтера напечатать цветной документ принципиально невозможно.

В зависимости от последовательности нанесения цветовых составляющих изображения многоцветные и полноцветные принтеры подразделяются на:

- однопроходные

- многопроходные.

В однопроходных устройствах элементы изображения всех используемых цветов наносятся за один прием.

В многопроходных принтерах цветовые слои изображения наносятся последовательно, один за другим.

Ниже мы рассмотрим принцип действия и основные особенности наиболее распространенных печатающих устройств.

В зависимости от источника формирования образа отпечатка на поверхности принтеры подразделяются на:

- лазерные;

- струйные;

- термические;

- термосублимационные;

- твёрдочернильные.

Лазерные принтеры

Первая настольная модель монохромного лазерного принтера, предназначенного для подключения непосредственно к персональному компьютеру, была выпущена компанией HP в 1984 году. В лазерных принтерах используется электрографическая технология печати, схожая с используемой в аналоговых копировальных аппаратах.

Частным случаем лазерных принтеров являются светодиодные печатающие устройства, разработанные японской компанией OKI.

В лазерных принтерах для формирования образа отпечатка на поверхности фотобарабана (устранения электростатического заряда на тех участках, где не должно быть тонера) используется проецируемый через систему развертки луч лазера. В светодиодных моделях эту функцию выполняет неподвижный массив светодиодов, ширина которого соответствует максимальной ширине используемых носителей. За счёт более простой конструкции светодиодные принтеры отличаются более высокой надёжностью и низкой себестоимостью по сравнению с лазерными.

Кроме того, использование построчного (а не последовательного, как у лазерных моделей) метода формирования образа отпечатка на фотобарабане позволяет достичь более высокой производительности. Вместе с тем, по качеству получаемых отпечатков светодиодные модели (особенно цветные) пока не могут на равных конкурировать с лазерными.

В настоящее время выпускаются как монохромные, так и цветные модели лазерных и светодиодных принтеров. В цветных моделях изображение формируется из четырёх основных цветов модели CMYK (голубого, пурпурного, жёлтого и чёрного). Цветные модели могут быть как однопроходными, так и многопроходными. Основным недостатком многопроходных принтеров является низкая скорость печати цветных документов. С другой стороны, многопроходную модель можно приобрести по более низкой цене, чем однопроходную.

В настоящее время в однопроходных цветных лазерных и светодиодных принтерах наибольшее распространение получили печатающие механизмы так называемой тандемной конструкции. Четыре фотобарабана, расположенных в одну линию друг за другом, последовательно переносят образы цветовых слоев на специальный ремень (transfer belt), формируя на нём полноцветное изображение, которое затем переносится на бумагу.

В ряде моделей цветных лазерных принтеров Minolta-QMS и Epson используется иная конструкция, главным отличием которой от тандемной схемы является отсутствие ремня переноса изображения. Вместо него используется трёхуровневая система промежуточных барабанов, взаимодействующих по схеме 4-2-1. Такой подход позволяет обеспечить высокую точность совмещения цветовых слоёв изображения (за счёт механической синхронизации барабанов) и к тому же сделать принтер более компактным.

Основные характеристики лазерных принтеров:

- разрешающая способность;

- максимальная скорость печати;

- время выхода первой страницы;

- спектр поддерживаемых носителей;

- максимальная месячная нагрузка и общий ресурс.

Одной из основных характеристик, указываемых в спецификации принтера, является разрешающая способность. Как правило, величина разрешающей способности измеряется в количестве точек на один дюйм (dots per inch, dpi). В настоящее время разрешающая способность большинства монохромных моделей начального уровня составляет 600 dpi. У более дорогих моделей величина разрешающей способности может составлять 1200 dpi.

У современных моделей цветных лазерных принтеров величина разрешающей способности обычно составляет 1200 dpi. Впрочем, до сих пор выпускаются недорогие модели, имеющие разрешающую способность 600 dpi.

Максимальная скорость печати, обычно измеряемая в количестве выводимых принтером страниц в минуту (стр/мин). Как правило, скорость печати указывается для страниц формата А4.

Самые недорогие монохромные модели обычно обеспечивают производительность на уровне 8-12 стр/мин. В сегменте более дорогих моделей класса SOHO представлены устройства со скоростью печати 12-20 стр/мин. Производительность мощных сетевых принтеров может достигать 40-50 стр/мин.

У многих моделей цветных лазерных принтеров скорость вывода документов в цветном и монохромном режимах может отличаться. В случае многопроходных устройств эта разница оказывается весьма существенной: скорость печати цветных документов обычно в 4-5 раз ниже, чем монохромных.

Многопроходные модели цветных лазерных принтеров начального уровня позволяют печатать от 16 до 20 стр/мин в монохромном и 4-5 стр/мин в цветном режиме. Самые недорогие представители однопроходных цветных лазерных принтеров позволяют печатать от 12 до 16 стр/мин как в монохромном, так и цветном режиме. Высокопроизводительные сетевые принтеры позволяют печатать цветные документы со скоростью более 30 стр/мин.

Не менее важной с точки зрения эксплуатации характеристикой принтера является время выхода первой страницы. Большинству моделей лазерных принтеров для выхода на рабочий режим требуется определенное время. У современных настольных моделей монохромных лазерных принтеров время выхода первой страницы обычно составляет 10-15 с. Цветным принтерам обычно требуется больше времени для того, чтобы завершить цикл печати первой страницы.

Важной характеристикой принтера является спектр поддерживаемых носителей. В документации принтера обычно указываются максимальный и минимальный форматы, а также максимальная и минимальная плотность (или толщина) поддерживаемых носителей. Кроме того, приводятся сведения о типах и марках специфических носителей (конвертов, прозрачных пленок, наклеек), которые можно использовать для печати на данном устройстве. Во многих принтерах загрузка носителей большой плотности допускается только по одному листу из лотка ручной подачи.

Важные эксплуатационные показатели принтера – это максимальная месячная нагрузка и общий ресурс. Одно из наиболее важных отличий между моделями персонального и корпоративного уровня заключается как раз в возможности последних выдерживать значительно более высокие нагрузки, хотя максимальная скорость печати и функциональная оснащенность этих аппаратов может быть практически одинаковой.

Для подключения к ПК в большинстве монохромных лазерных принтеров начального уровня используется интерфейс USB. В некоторых моделях предусмотрен также двунаправленный параллельный IEEE-1394.

Принтеры, рассчитанные на подключение к локальной сети, могут быть оснащены встроенным либо внешним принт-сервером. Эти устройства позволяют подключить принтер к проводной (Ethernet 10/100 Мбит/с) либо беспроводной (IEEE-802.Ub/g) локальной сети.

Все большее распространение среди лазерных моделей начального уровня (как монохромных, так и цветных) получают так называемые GDI-принтеры. Благодаря тому, что все процедуры по подготовке образа печатаемой страницы возложены на программное обеспечение, такие устройства не нуждаются в использовании мощных специализированных процессоров (им необходим лишь контроллер).

Во многих моделях лазерных принтеров со средней и высокой производительностью предусмотрена возможность расширения объёма оперативной памяти (ОЗУ), а также установки и подключения ряда опциональных модулей:

- дополнительных лотков для автоматической и ручной подачи носителей;

- устройства автоматической двусторонней печати (если оно не входит в стандартную комплектацию);

- встроенного жёсткого диска;

- дополнительных интерфейсов;

- принт-сервера;

- различных устройств финишной обработки (сортировщиков, брошюровщиков, степлера и т. д.).

Расходные материалы

В большинстве моделей лазерных принтеров начального уровня используются интегрированные тонер- картриджи. Замена всех расходных материалов и изнашивающихся частей механизма принтера в этом случае производится в один приём, путём изъятия израсходованного картриджа и установки вместо него нового.

Интегрированный тонер-картридж обычно включает в себя ёмкость с тонером, бункер для сбора отработанного тонера и модуль фотобарабана. Ресурс тонер - картриджей для моделей данной категории обычно составляет от 2 до 6 тыс. страниц.

В некоторых моделях начального уровня ёмкость с тонером и модуль фотобарабана заменяются независимо друг от друга. Фотобарабан в таких устройствах обычно имеет ресурс порядка 15-30 тыс. страниц и, соответственно, заменяется значительно реже, чем ёмкости с тонером.

С точки зрения конечного пользователя обе эти схемы в настоящее время являются более-менее равноценными. Во всяком случае, совокупные затраты на печать (разумеется, при использовании оригинальных расходных материалов) для принтеров с сопоставимыми характеристиками получаются примерно одинаковыми.

В цветных лазерных принтерах используется четыре тонер- картриджа, соответствующих используемым базовым цветам. Как правило, ресурс черного картриджа в 1,5-2 больше, чем каждого из цветных.

В высокопроизводительных принтерах расходные материалы и изнашивающиеся узлы можно заменять независимо друг от друга. При больших объёмах печати такой подход позволяет снизить затраты на печать и обслуживание принтера.

Струйные принтеры

На сегодняшний день струйные принтеры являются наиболее популярными и доступными печатающими устройствами для домашнего использования. Кроме того, это самая недорогая категория печатающих устройств, позволяющих выводить цветные изображения.

В струйных принтерах изображение формируется посредством наносимых на бумагу микроскопических капель жидких чернил. В настоящее время в струйных принтерах применяется два основных типа чернил: на основе водорастворимых красителей и на основе пигментных красителей.

Чернила наносятся на бумагу через специальные отверстия малого диаметра (дюзы), имеющиеся в печатающей головке.

В современных моделях струйных принтеров применяются печатающие головки, имеющие по несколько сотен дюз для подачи чернил каждого из используемых цветов. Изображение в струйных принтерах наносится последовательно при движении печатающей головки параллельно поверхности носителя. За один проход печатающая головка формирует небольшой горизонтальный участок изображения, после чего носитель смещается на некоторое расстояние; этот цикл повторяется снова до тех пор, пока не будет напечатан нижний край изображения.

Чернила устанавливаются в принтер в специальной ёмкости - картридже. В большинстве недорогих моделей струйных принтеров картриджи устанавливаются в подвижную каретку печатающего механизма и в процессе печати перемещаются вместе с печатающей головкой.

Основные технологии печати струйных принтеров

В зависимости от метода, используемого для формирования капли, различают две основные разновидности струйной печати:

- термическая;

- пьезоэлектрическая.

В случае термической струйной печати выброс капли из дюзы печатающей головки происходит за счет быстрого нагрева чернил. В канале, по которому подаются чернила, находится малогабаритный термоэлемент (терморезистор). При включении термоэлемента находящиеся рядом с ним чернила под действием высокой температуры мгновенно вскипают, образуя газовый пузырь. Высокое давление, создаваемое газом, в буквальном смысле выстреливает порцию чернил через дюзу печатающей головки.

В пьезоэлектрической печатающей головке формирование капель производится при помощи пьезоэлемента. При подаче управляющего импульса пьезоэлемент изменяет свою форму, уменьшая площадь сечения канала. Циклически изгибающийся и возвращающийся в исходное положение пьезоэлемент работает наподобие насоса, выталкивая дозированные капли чернил через дюзу печатающей головки.

Преимуществом термической технологии является относительно низкая стоимость изготовления печатающей головки. Однако под воздействием огромного количества циклов нагрева материал, из которого изготавливается пластина с дюзами печатающей головки, постепенно разрушается, и как следствие, изменяется форма дюз. Кроме того, в процессе эксплуатации на поверхности термоэлементов образуется нагар, из-за чего изменяются заданные разработчиками параметры нагрева чернил. В конечном итоге это приводит к нарушению формы и направления движения капель и, как следствие, к снижению качества печати. Именно поэтому печатающие головки практически в подавляющем большинстве моделей струйных принтеров, использующих термическую технологию, сделаны сменными.

Пьезоэлектрическая печатающая головка обладает значительно большим ресурсом и способна без замены работать на протяжении всего срока эксплуатации принтера. Соответственно, принтеры, в которых используется пьезоэлектрическая технология печати, оснащаются несменными печатающими головками. Дополнительным преимуществом пьезоэлектрической технологии является возможность управления размером наносимых на поверхность бумаги капель. Изменяя длительность и амплитуду управляющего импульса, подаваемого на пьезоэлемент, контроллер принтера может изменять размер выстреливаемой из дюзы капли. Конечно, у пьезоэлектрической технологии есть и свои недостатки: например, если капиллярные каналы такой печатающей головки вследствие попадания в них пузырьков воздуха или посторонних частиц засорятся, то ремонт принтера обойдется в весьма внушительную сумму.

Струйные принтеры на базе различных видов струйной термической технологии в настоящее время выпускают компании HP, Canon и Lexmark. Кроме того, некоторые крупные производители ПК и периферийного оборудования поставляют OEM-модели перечисленных компаний под своими торговыми марками (например, Dell и Samsung активно сотрудничают с Lexmark). Пьезоэлектрическая технология печати используется во всех моделях струйных принтеров Epson.

История развития цветных принтеров

Ещё несколько лет тому назад можно было найти модели струйных принтеров, которые в зависимости от типа установленного в них картриджа могли работать либо как монохромные, либо как цветные устройства. Все ныне выпускаемые струйные принтеры являются цветными.

Первые модели цветных струйных принтеров были четырёхкрасочными: для воспроизведения всего многообразия оттенков использовались чернила голубого, пурпурного, желтого и черного цветов (CMYK). Наиболее распространенным решением стало сочетание цветных чернил на основе водорастворимого красителя с черными чернилами на пигментной основе. Однако оно имеет один существенный недостаток: при печати полноцветных изображений используются только цветные чернила (CMY), что во многих случаях не позволяет достичь адекватных оригиналу насыщенности и контрастности.

В конце 90-х годов в сегменте струйных принтеров сформировался подкласс фотопринтеров. В отличие от универсальных струйных принтеров, в фотопринтерах стали применять шестикрасочную схему, в которой используются чернила голубого, пурпурного, желтого, светло-голубого, светло-пурпурного и черного цветов (CcMmYK). В составе шестикрасочной схемы обычно используются черные чернила на основе водорастворимого красителя, что позволяет значительно улучшить качество фотоизображений. Определенным недочетом такого решения является недостаточно высокое качество печати черного текста: свойства черных чернил на основе водорастворимого красителя не позволяют получить на отпечатках глубокий черный цвет, сравнимый с тем, который достигается при использовании пигментных чернил.

Исключение составляют отдельные виды специализированных струйных принтером, которые применяются, например, в POS-терминалах и кассовых аппаратах.

Для того чтобы обойти это ограничение, во многих моделях струйных принтеров HP и Lexmark предусмотрена возможность изменения конфигурации печатающих картриджей в зависимости от текущих задач. Устанавливая черный и цветной картриджи, можно использовать четырехцветную систему печати для печати текста и бизнес-документов, а сочетание цветного и фотокартриджа позволяет осуществлять печать фотографий в шесть красок.

На протяжении нескольких лет шестикрасочная схема оставалась стандартом де-факто для струйных фотопринтеров непрофессионального класса. Однако развитие технологий струйной печати продолжалось, и в 2003 году появились фотопринтеры с иными цветовыми раскладками.

Во второй половине 2003 года компания Hewlett-Packard представила новую эволюцию своей технологии фотореалистичной печати - HP PhotoREt Pro. Одно из наиболее важных отличий от предыдущей эволюции (HP PhotoREt IV) заключалось в использовании чернил не шести, а восьми цветов: к «классическому» набору были добавлены два оттенка нейтрально-серого (серый и светло-серый). Использование нейтрально-серых чернил позволило добиться идеального баланса по серому во всем диапазоне оттенков, что особенно важно при печати монохромных изображений. Что касается цветных изображений, то благодаря применению дополнительных чернил был расширен цветовой охват (до 79,2 млн оттенков) и достигнута большая точность воспроизведения тональных переходов в близких по цвету оттенках.

Если в предыдущих поколениях системы HP PhotoREt для воспроизведения средних и темных тонов использовались чернила всех триадных цветов (CMY), то в HP PhotoREt Pro более темные оттенки формируются путём добавления точек нейтрально-серого цвета. Первым принтером, в котором была использована система HP PhotoREt Pro, стал выпущенный в 2003 году HP Photosmart 7960.

В середине 2003 года компания Epson внедрила в ряде моделей недорогих струйных принтеров Stylus с четырехкрасочной системой печати чернилами DURABrite. Отличительной особенностью этого решения является использование пигментных чернил для всех четырёх цветов. Использование пигментных чернил позволило улучшить качество отпечатков на обычной бумаге и, что также немаловажно, обеспечить высокую стойкость изображения к воздействию влаги.

В начале 2004 года компания Canon представила восьмикрасочную систему печати ChromaPLUS, дополнив традиционный шестицветный «набор» чернилами красного и зеленого цвета. Система ChromaPLUS используется, в частности, в принтере PIXMA iP8500. Кроме того, в некоторых принтерах Canon (например, в модели i990) была применена упрощенная версия ChromaPLUS (без зеленых чернил).

Для улучшения качества печати фотографий в недорогих моделях струйных принтеров Canon разработала и внедрила пятикрасочную систему ContrastPLUS. В отличие от ранее применяемой четырехкрасочной системы с тремя цветными чернилами на основе водорастворимого красителя и черными пигментными чернилами, ContrastPLUS предусматривает использование дополнительных черных чернил на основе водорастворимого красителя. Черные пигментные чернила голубому, пурпурному, светло-пурпурному, желтому, серому, светло-серому и черному был добавлен еще и синий цвет. Согласно проведенным сотрудниками HP измерениям, это позволило на 25% увеличить насыщенность участков изображения, закрашенных данным цветом. Первым принтером, в котором была реализована девятикрасочная система печати, стал HP Photosmart 8753.

Разновидности струйных картриджей

В современных струйных принтерах используется довольно много различных по конструкции картриджей.

Как уже было сказано выше, в моделях Epson, построенных на базе пьезоэлектрической технологии, устанавливается несменная печатающая головка. Картриджи для таких принтеров фактически представляют собой пластиковые резервуары, наполненные чернилами. В некоторых моделях используется система из двух картриджей черного и цветного. Цветной картридж в данном случае является совмещенным, то есть в его корпусе объединены резервуары с чернилами трех или пяти цветов (соответственно для четырёх- или шестикрасочной системы печати).

В настоящее время в большинстве выпускаемых Epson струйных принтеров и МФУ используется система раздельных картриджей. В этом случае количество устанавливаемых в принтер картриджей соответствует количеству цветов используемых в принтере чернил (4, 6 или 8).

Для семейства компактных фотопринтеров PictureMate выпускается интегрированный картридж, в корпусе которого объединены резервуары с чернилами шести цветов. В отличие от многих других струйных принтеров Epson, в моделях семейства PictureMate картридж устанавливается стационарно и не перемещается вместе с головкой в процессе печати.

В большинстве моделей струйных принтеров HP используются картриджи, в корпусе которых объединены два функциональных компонента: резервуар с чернилами и печатающая головка. Таким образом, при замене картриджа меняется и изношенная печатающая головка.

В топовых моделях струйных принтеров семейства HP Photosmart предусмотрена установка трёх картриджей. В портативных моделях принтеров HP Photosmart формата 10х15 и 13х18 см устанавливается только один картридж (цветной).

В конце 2005 года HP представила новую технологическую платформу для создания струйных фотопринтеров – это масштабируемая технология печати (SPT- Scalable Printing Technology).

Одна из особенностей SPT – это оригинальная система рециркуляции чернил. Сменные картриджи с чернилами устанавливаются в принтере стационарно и не перемещаются в процессе печати. В корпусе печатающей головки предусмотрено шесть (по числу используемых цветов) резервуаров для чернил. В процессе печати подача чернил в секции печатающей головки производится из этих резервуаров. Когда чернила в одном из резервуаров заканчиваются, принтер автоматически паркует головку к заправочному узлу; оставшиеся во всех резервуарах головки чернила откачиваются специальной помпой обратно в картриджи, после чего все резервуары наполняются равным количеством чернил.

В большинстве струйных принтеров Lexmark используются картриджи, в корпусе которых объединены резервуар с чернилами и печатающая головка. В принтере устанавливается два картриджа: чёрный и цветной (с чернилами голубого, пурпурного и жёлтого цветов). Во многих моделях принтеров вместо черного можно установить трёхцветный фотокартридж (с чернилами светло-голубого, светло-пурпурного и чёрного цветов) для печати в шесть красок.

В 2005 году Lexmark выпустила недорогие модели струйных принтеров, в которых используется всего один картридж, содержащий чернила голубого, пурпурного, жёлтого и чёрного цветов.

В большей части струйных принтеров Canon используется съёмная печатающая головка и система раздельных чернильниц для каждого из используемых цветов, Чернильницы, представляющие собой резервуары с чернилами, устанавливаются в печатающую головку.

В моделях начального уровня и портативных струйных принтерах Canon используются две чернильницы, одна из которых содержит чернила черного цвета, а другая - голубого, пурпурного и желтого цветов.

Бесполезные характеристики

Возможно, многие читатели будут разочарованы, но сопоставить технические характеристики современных струйных принтеров с какими-либо понятными ориентирами из реальной жизни практически невозможно. Взять хотя бы такой параметр, как разрешающая способность.

Производители струйных принтеров указывают в спецификациях своих изделий разрешающую способность, равную нескольким тысячам dpi. Но если внимательнее вчитаться в описание технических характеристик, нетрудно заметить, что в данном случае речь идет о так называемом адаптивном (или оптимизированном) разрешении. На самом деле разница между адаптивным и реальным (физическим) разрешением огромна.

Изначально значение разрешающей способности было напрямую связано с минимальным размером точки, наносимой на поверхность бумаги. Например, величина разрешающей способности в 300 dpi показывает, что минимальный диаметр точки, которую принтер позволяет наносить на поверхность носителя, составляет 1/300 дюйма. Иначе говоря, используя принтер с разрешающей способностью 300 dpi, можно напечатать линию толщиной в 1/300 дюйма (0,24 пункта).

Достигнув разрешающей способности порядка 600-720 dpi, производители струйных принтеров столкнулись с серьезной проблемой: уменьшить размеры пятна, образующегося при попадании капли чернил на поверхность бумаги, стало уже практически невозможно. Кроме того, размер пятна, образующегося при нанесении капли чернил одного и того же объема, может варьироваться в довольно широких пределах в зависимости от типа используемого носителя. При этом возможности печатающего механизма струйного принтера позволяют позиционировать наносимую на бумагу каплю чернил с точностью, в несколько раз превышающую физический размер пятна, образующегося в результате попадания этой капли на поверхность бумаги. Этим и воспользовались производители: в характеристиках струйных принтеров физическое разрешение заменили адаптивным, которое в числовом выражении в несколько раз больше.

К настоящему времени уже достигнуты значения адаптивного разрешения в 4800x1200 (HP, Canon) и 5760x1440 dpi (Epson). Однако после такой подмены данная величина полностью утратила прежний практический смысл, ведь принтер с адаптивным разрешением в 4800 dpi даже теоретически не способен напечатать линию толщиной в 1/4800 дюйма. Более того, если говорить о технологиях многослойной струйной печати (таких как HP PhotoREt), то физическая разрешающая способность как таковая вообще превращается в довольно абстрактное понятие.

Термические принтеры

История термических (direct thermal) печатающих устройств насчитывает не одно десятилетие. На протяжении уже более 20 лет они используются в факсимильных аппаратах, а в последние годы наметилась тенденция к расширению сферы их применения. В настоящее время термические печатающие узлы все чаще используются в контрольно-кассовых машинах и POS-терминалах, постепенно вытесняя из них более сложные (и менее надежные) матричные и барабанные механизмы.

Принцип работы термического печатающего механизма довольно прост. Для печати используется специальная бумага, темнеющая под воздействием тепла (для изменения цвета её необходимо нагреть до 150-200 °С). Изображение на бумаге формируется линейкой термоэлементов, расположенной перпендикулярно направлению перемещения бумаги. При подаче напряжения на термоэлемент происходит нагрев соответствующего участка носителя, который под воздействием тепла темнеет. Протягивая бумагу вдоль линейки термоэлементов, принтер построчно выводит изображение.

Благодаря чрезвычайно простой конструкции, высокой надежности и отсутствию необходимости в регулярном техническом обслуживании, термопринтеры отличаются рекордно низким уровнем эксплуатационных затрат. Кроме того, для эксплуатации термопринтера требуется всего один вид расходных материалов - это термобумага, причём для печати можно использовать как листовые, так и рулонные носители. И еще один важный момент: изображение на термобумаге устойчиво к воздействию влаги.

Из недостатков термопринтеров стоит отметить относительно низкую по современным меркам разрешающую способность (порядка 200 dpi) и невысокую скорость печати. Кроме того, термопринтеры позволяют получать только монохромные изображения1 и обладают весьма ограниченными возможностями по воспроизведению полутонов.

Таким образом, сфера применения термических принтеров ограничивается выводом текстовой и несложной графической информации. Если говорить о применении данной технологии в сфере ПК, то в настоящее время термические печатающие механизмы используются в презентационном оборудовании (например, в копи-досках), а также в некоторых моделях портативных принтеров, предназначенных для эксплуатации совместно с ноутбуками и КПК.

Высокая надёжность и неприхотливость печатающих механизмов термических принтеров в сочетании с низкой стоимостью отпечатков делают эти устройства идеальными для эксплуатации в мобильных условиях. В настоящее время компании Citizen и Brother выпускают компактные модели термических принтеров небольшого формата, ориентированные на использование с портативными и карманными ПК.

Термосублимационные принтеры

Наиболее многочисленную подгруппу термопринтеров составляют модели, использующие различные технологии термовоскового переноса и возгонки твердого красителя (сублимации). Подобные устройства обычно оснащены подвижной печатающей головкой с термоэлементами (в этом случае изображение наносится последовательными проходами, как в струйных принтерах), но встречаются и модели, имеющие неподвижную линейку термоэлементов.

Расходные материалы представляют собой твердые красители (на восковой, полимерной или гибридной основе), нанесенные тонким слоем на гибкую и устойчивую к нагреву ленту-подложку. Восковая основа имеет более низкую температуру плавления по сравнению с полимерной, что позволяет использовать термоэлементы меньшей мощности. Однако при этом полимерная основа позволяет получать более долговечные и устойчивые к выцветанию изображения. В зависимости от используемого способа переноса красителя с подложки на печатный носитель различают две основные разновидности термопечати.

Термовосковой перенос (Wax Thermal Transfer)

В данном случае используется краситель на восковой основе, имеющий относительно низкую температуру плавления. Печатающая головка в процессе печати прижимает ленту с красителем непосредственно к поверхности бумаги. При нагреве термоэлемента печатающей головки находящийся в непосредственной близости от него участок красителя расплавляется и перетекает с ленты-подложки на поверхность бумаги, формируя элемент изображения (точку). Расплавленный краситель проникает в структуру бумаги и, остывая, прочно фиксируется на ее поверхности. Определенной издержкой данной технологии является сильный электростатический заряд, скапливающийся на поверхности запечатываемого носителя вследствие его трения о ленту-подложку. В некоторых принтерах используются специальные приспособления для снятия статического заряда с отпечатанных листов.

Сублимация (Dye Sublimation)

Использование метода сублимации подразумевает нагрев до гораздо большей температуры, что позволяет возгонять краситель, то есть переводить его из твердого состояния непосредственно в газообразное, минуя фазу жидкости. Облачко возогнанного красителя проникает в структуру носителя (обычно для печати используются специальные орта бумаги с глянцевым покрытием) и, охлаждаясь, застывает в его верхних слоях.

Важным отличием сублимационной технологии от термовоскового переноса является возможность дозировать количество переносимого на тот или иной участок носителя красителя путем изменения тепловой мощности, выделяемой соответствующим термоэлементом печатающей головки. Благодаря этому сублимационная технология позволяет формировать полутоновое изображение без растра, как на фотокарточках, полученных химическим способом.

Помимо двух описанных выше существуют также гибридные технологии (в частности, Wax Thermal Hybrid Sublimation), сочетающие элементы как термовоскового переноса, так и сублимации.

Следует отметить, что некоторые модели термопринтеров (например, выпускаемые компанией ALPS) в зависимости от выбранных пользователем настроек позволяют использовать при печати как технологию термовоскового переноса, так и метод сублимации.

На базе технологий термовоскового переноса и сублимации можно создавать как монохромные, так и цветные принтеры. В случае цветной печати используются три (CMY) или четыре (CMYK) красителя, а печать выполняется в несколько проходов, каждый цветовой слой запечатывается отдельно.

Некоторые модели принтеров рассматриваемого типа позволяют применять красители дополнительных цветов (зеленого, синего и т. д.), в том числе металликов (бронзового, серебряного и т. д.). Кроме того, в ряде термопринтеров предусмотрена возможность покрытия изображения бесцветным слоем полимера для лучшей защиты от выцветания и внешних механических воздействий, а также для получения эффекта лакировки.

Основные достоинства термосублимационных принтеров - это высокая точность цветопередачи и стойкость получаемых изображений к выцветанию и воздействию влаги. Кроме того, сублимационная технология позволяет получать высококачественные полутоновые изображения без растра, что с лихвой компенсирует относительно невысокую (разумеется, по современным меркам) разрешающую способность таких принтеров.

Из недостатков можно отметить довольно низкую (вследствие использования многопроходной печати) производительность, а также высокий уровень затрат на расходные материалы (что характерно для сублимационной печати), и как следствие, дороговизну отпечатков.

Еще пять-шесть лет тому назад в линейках некоторых производителей (Citizen, ALPS и ряда других) были представлены как стационарные, так и портативные модели универсальных цветных принтеров, использующих технологию термовоскового переноса. Однако по мере развития технологий цветной лазерной печати эти устройства были вытеснены с массового рынка и в настоящее время их выпуск прекращён.

В последние годы все более широкое распространение получают термосублимационные фотопринтеры небольшого формата (как правило, 10x15 см).

Существует и целый сегмент рынка печатающих устройств, где термосублимационные модели занимают очень прочные позиции. Речь идет о специализированных принтерах, предназначенных для печати на CD- и DVD-дисках. Такие устройства, ориентированные главным образом для профессионального применения, выпускают компании Primera и Rimage. В отличие от струйных моделей, позволяющих печатать только на дисках со специальным покрытием, термосублимационные принтеры можно использовать для печати на поверхности любых CD- и DVD-носителей, в том числе изготовленных промышленным способом.

Твёрдочернильные принтеры

До появления на рынке армады доступных цветных лазерных принтеров одними из основных претендентов на роль цветного офисного принтера являлись твёрдочернильные (Solid Ink) модели, история которых насчитывает уже почти два десятилетия. Пионером этого направления стала компания Tektronix. Несколько лет тому назад активы этой компании приобрела Xerox. Развитие этой оригинальной технологии продолжается, появляются новые модели твёрдочернильных принтеров, но уже под маркой Xerox.

В твёрдочернильных принтерах используются красители, сформованные в виде брикетов. В процессе печати чернила расплавляются и в жидком виде поступают в печатающую головку, по принципу действия схожую с применяемой в пьезоэлектрических струйных принтерах.

Правда, в отличие от струйных принтеров, в твёрдочернильных устройствах используется неподвижная печатающая головка, ширина которой равна максимальной ширине запечатываемой области. Жидкие чернила через сопла печатающей головки наносятся на металлический барабан, изображение с которого затем переносится на бумагу.

Брикеты красителей, внешне напоминающие куски мыла замысловатой формы, загружаются в лотки-накопители принтера через специальные отверстия. Благодаря тому, что брикеты чернил каждого из используемых цветов имеют уникальную форму (повторяющую профиль загрузочного отверстия соответствующего лотка-накопителя), вставить брикет в «чужой» лоток невозможно. В отличие от лазерных принтеров, для замены расходных материалов в которых требуется останавливать процесс печати (а иногда и отключать питание аппарата), твердо-чернильные устройства можно легко заправлять «на ходу», устанавливая новые брикеты в лотки-накопители по мере необходимости.

Как и цветные лазерные принтеры, современные твёрдочернильные модели предназначены главным образом для печати цветных документов в офисе. Одним из наиболее важных достоинств твёрдочернильных принтеров по сравнению с лазерными является меньшее количество необходимых расходных материалов, более низкая совокупная стоимость владения и как результат, меньшие затраты на получение отпечатков.

Отпечатки твёрдочернильных принтеров обладают высокой стойкостью к выцветанию и воздействию влаги. Твёрдочернильная технология позволяет печатать на широком спектре носителей (обычной и фактурной бумаге, конвертах, тонком картоне, прозрачных пленках и т. д.); при этом качество получаемых изображений практически не зависит от сорта применяемой бумаги. Стоит также отметить, что расходные материалы для твёрдочернильных принтеров отличаются высокой экологичностью в широком смысле этого слова, их невозможно пролить (как чернила) или просыпать (как тонер).

Примеры современных принтеров.

В категории цветных принтеров HP выпустила три новых устройства: HP Color LaserJet CP1215, HP Color LaserJet CP1515n и HP Color LaserJet CP1518ni. Все новинки этого года отличаются от своих предшественников горизонтальным расположением приемного лотка, что позволило сделать устройства более компактными.

Характеристики следующие:

- скорость печати: 12 черно-белых страниц в минуту, 8 цветных страниц в минуту;

- уровень шума: 49 дБ ;

- объём стандартного лотка: 150 страниц.

Монохромные лазерные принтеры для рабочих групп HP LaserJet P4014.

HP LaserJet P4014 - это принтеры для рабочих групп численностью 5-10 человек, рассчитанные на нагрузку 175 тысяч страниц в месяц. Скорость печати устройства - 43 страницы в минуту. Существует две модификации: P4014 и P4014n. Базовая модель оборудована памятью объемом 96 МБ, стандартным лотком на 600 листов. Сетевая версия помимо Ethernet-адаптера отличается также увеличенным до 128 МБ объёмом памяти.

Струйный принтер Epson R1800

Это типичный офисный принтер.

Струйный фотопринтер HP Photosmart 375 и 385

Принтер прекрасно печатает фотографии, в том числе, напрямую с камеры, а благодаря чернилам Ultra Chrome Hi-Gloss. Кроме того, продаются наборы для печати – картридж + 100 листов фотобумаги.

Твёрдочернильный принтер Xerox Phaser 8500

Принтеры Phaser 8500, Phaser 8550 - твёрдочернильные цветные принтеры, имеют характеристики, не имеющие себе равных, такие как самая высокая скорость печати 36 страниц в минуту 350 и скорость выхода первого отпечатка 5 секунд.

Phaser 8500 и Phaser 8550 – это сетевые цветные принтеры.

Благодаря технологии печати твёрдыми чернилами, высокое качество изображений достигается на широком спектре материалов разных типов, плотности и формата. Поддерживается режим дуплексной печати, лотки большого объёма (до 1675 листов) и максимальный объём печати до 85 тыс. страниц в месяц.

Термосублимационные фотопринтеры SPP-2020 и SPP Samsung

Этот принтер обладает миниатюрными размерами, печатает стандартную фотографию 10x15 см за 1 минуту. Есть возможность печати с PictBridge-совместимых фотокамер, а также с устройств, снабжённых беспроводной связью Bluetooth (в данном случае необходимо докупить Bluetooth-модуль для принтера).

Расходные материалы для этих принтеров - наборы, состоящие из специальной бумаги и картриджа.. А значит, качественная домашняя печать станет доступной всем без исключения. И во многом благодаря Samsung.

Термический мини-принтер ZINK

Этот миниатюрный принтер, который вполне поместится в карман средних размеров, способен, как уверяют его создатели, печатать любые изображения без единой капли чернил.

Впрочем,слово «печать» в данном случае не очень уместно. Дело в том, что изображение формируется на специальной фотобумаге размером 5 х 7,6 см, состоящей из нескольких слоёв и подвергающейся термической обработке. В зависимости от того, с какой температурой и давлением «печатающая» головка принтера воздействует на каждую точку, на поверхности бумаги проявляется пиксель того или иного цвета. По схожей схеме функционировали и знаменитые фотоаппараты Polaroid, однако в их случае качество снимков оставляло желать много лучшего. Разработчики из ZINK, в свою очередь, говорят о высоком качестве получаемых при помощи их принтера фотографий.