История печати: матричные, струйные, лазерные и светодиодные технологии (Часть 2)

    В прошлый раз мы рассмотрели историю печати с древнейших времен до изобретения первого принтера. Она была полна тайн и весьма неоднозначна, что вы, дорогие хаброчеловеки, любезно отметили в своих комментариях. Сегодня же мы говорим об истории персональной печати, развитие которых началось в середине ХХ века.

    Часть 1. История печати: эволюция идей и технологий
    Часть 2. История печати: матричные, струйные, лазерные и светодиодные технологии

    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. Так, 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, которые использовали идеи Чарльза Бэбиджа, о которых мы говорили в прошлой статье, и 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». Ведь 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 мы рассмотрели механизм в статье, непосредственно посвященной матричной технологии.

    Одним из первых серийных матричных принтеров был LA30 от компании DEC (Digital Equipment Corporation). Данное устройство было способно печатать только заглавные буквы размером 5 на 7 точек со скоростью 30 символов в секунду на бумаге специального размера. Печатающая головка этого принтера управлялась шаговым двигателем, а бумага протягивалась приводом с храповым механизмом – не очень надежным и шумным. Любопытно, что LA30 имел как последовательный, так и параллельный интерфейс.



    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 разнотоновые звуки печати – в быстром и обычном режиме. Ведь его головка двигалась в одну сторону с одной скоростью, а в другую – с вдвое большей, создавая своеобразней офисный шумовой фон.
    Но 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 премии). 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 много кто помнит 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 которым 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 сегодня 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 пройдет 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 мы уже рассказывали о технологии в предыдущих статьях.

    Еще в 1971 году появляется первый прототип лазерного принтера, однако 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, а так же 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 и 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, так же 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.

    Сублимационная печать
    По просьбам трудящихся мы скажем несколько слов про такие технологии как термосублимационная печать и Micro Dry. Они появились относительно позднее, чем лазерная и струйная печать, и, быть может, поэтому они пока не заняли значительного места на рынке.

    Первооткрывателем сублимационной технологии считается француз Ноэль де Плассе. В 1957 году Ноэль де Плассе обнаружил, что некоторые красители способны сублимировать, то есть переходить из твёрдого состояния в газообразное, минуя жидкое. Однако в 60е его открытие не повлияло на печать, хотя через 20 лет с распространением персональных компьютеров и развитии технологий его идеи стали вновь актуальны. В 1985 году начали применять термосублимационную печать на практики, активно используя фото-принтерами компании Kodak для непосредственной печати с камер, а также компанией Mitsubishi Electric. Впрочем, сфера применения данной технологии весьма ограничена, так как для печати требуется специальная термобумага, а скорость переноса рисунка оказывается достаточно низкой, ведь краситель каждого цвета наносится на бумагу по очереди.

    В 1996 году была разработана технология печати Micro Dry, которая в основном используется в принтерах Citizen. Ее суть состоит в том, чтобы наносить твердый краситель прямо на носитель. Это обеспечивает возможность печати с одинаковым качеством на любой бумаге, в том числе красителями класса «металлик». Принтеры могут печатать с разрешением до 600х600 в цвете, но стоимость отпечатка пока остается достаточно высокой.



    Заключение
    Вот мы кратко поговорили об истории развития печати, однако не стоит забывать, что сегодня продолжают разрабатываться новые технологии. Например, недавно мы рассказывали 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.
    NBZ Computers
    16.77
    Company
    Share post

    Comments 12

      0
      Лорд Рэлей обижается на искажение своей фамилии
        0
        Рэлей звучит конечно поинтереснее, тем не менее, это не так важно. Допускается оба прочтения на русском, википедия — поддерживает
          0
          Просто никогда не слышал такую форму. Рэлеевское рассеивание итд — вполне знакомо
        +3
        закину свои 5 копеек
        несколько лет назад работал на оборонном заводе, там как раз недавно (на то время) избавились от е-эсок (у них были клоны под названием Наири)
        так там до сих пор используется ЦПУ (цифробуквенное печатающе устройство) в паре с брендовым HP на 386 процессоре
        их там стоит, прикрученных к полу, штук 10, на запчасти в основном
        сломанный

        рабочий

        фанаты наири


          +2
          Наири не клон ЕС. Наири-4 мог работать в режиме эмуляции PDP-11.
            0
            Тогда действительно «THE BEST COMP»
            З.Ы. Ностальгия по БК-0010 — тоже чем-то PDP-11.
          +1
          Лет 18 назад обслуживал чудо принтер — АЦПУ на системе ЕС. Принцип действия, крутится барабан и группа молоточков печатает строку. Скорость на то время была бешеной.

          Красящая лента от этого чуда была с ширину листа и длиной несколько метров. Приходила всегда жирной. Краска с неё капала. Приходилось каждую партию разматывать по полу и промакивать бумагой. Жесть. Руки всегда были черные по локоть. Каждый день в обед приходилось регулировать силу ударов молоточков.

          Когда нас пригласили на презентацию в фирму Ксерокс, они объявили что у них самые быстрые принтеры в мере. Мы поведали менеджерам о нашем чуде печати. Узнав скорость печати АЦПУ, они сказали что такого принтера не может существовать в природе. (хотя понимаю, сравнение не корректное. Лазерная печать в сравнении с печатающей машинкой)

          Сколько самиздатовских книжек было распечатано на этом АЦПУ — тьма. Возможно они еще трудятся. Когда ЕС списали их подключили к персоналкам.
            0
            Да, да. Скорость у таких принтеров действительно большая. В 1996-97 годах, учась на кафедре радиоэлектроники, лабораторные по информатике проходил в комнате с СМ-1420. В центре стоял описанный выше принтер, в него заправлялась перфорированная широкоформатная бумага, он включался, с шумом реактивного двигателя раскручивал барабан и за секунды «выплевывал» страницы ГРАФОРовского текста.
            Заправка бумаги, скорость, шум, — все это действовало магически :) Впечатление производил неизгладимое!
            0
            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.

            Скорее, не поэтому. В России планируемое из-за раздельной схемы (тонер отдельно, барабан отдельно) снижение эксплуатационных расходов обернулось их повышением. Мало кто станет после десятка смен туб с тонером покупать барабан за деньги, за которые можно купить новый принтер домашнего класса (тем более сейчас, когда цены на лазерники невысоки, плюс есть копеечные картриджи от Cactus). В профессиональной технике под очень большие объёмы это ещё что-то экономит. Но на малых нагрузках (и на аппараты под оные) лично у меня не получилось. Стали брать самсунги.
              0
              С интересом прочитал статью, но автор ни слова не упомянул о принтерах с технологией Micro Dry и буквально в двух словах о сублимационных принтерах. Возможно это экзотика, но это тоже часть истории.
                0
                cawaleb, Спасибо большое за комментарий! Мы дополним статью и обязательно сделаем еще отдельную, посвященную технологии сублимационных принтеров.
                  0
                  Впрочем, высокоскоростным он был, конечно, в понимании того времени – печатающее устройство могло печатать за минуту 600 строк по 120 символов в каждой.

                  10 строк в секунду? Строка это один проход каретки, или работа одной иголки?

                  Only users with full accounts can post comments. Log in, please.