Categories: Статті233 words1.9 min read

Історія принтерів

АВТОР

Lazerprint

ДАТА

4 Липня, 2022

КАТЕГОРІЯ
ПОДІЛИТИСЬ

Історія принтерів

Історія принтерів почалася з того самого моменту, як печерна людина намалював шматочком вугілля мамонта на стіні свого помешкання. Але так далеко ми не будемо заглядати.

Перший принтер (якщо це можна назвати принтером) був створений разом з першим «комп’ютером» (якщо це можна назвати комп’ютером). Два в одному: ). Прадідусь цих девайсів з’явився в далекому 1834 році (а розробки почалися аж у 1822 році). Його винахідником став відомий Чарльз Беббідж. Винайдений ним пристрій отримало назву Difference Engine (Різницева машина). Воно призначалося для використання в навігації, проектуванні, банківській справі. Це був справжній механічний комп’ютер, здатний автоматично друкувати! На жаль, в той час працююча модель так і не була збудована, вона побачила світло 150 років потому. Співробітники Лондонського Музею Науки, під керівництвом його директора Дорона Суода, за кресленнями автора зібрали пристрій, що складається з більш ніж 8000 деталей вагою 5 тонн. Difference Engine могла вирішувати найпростіші рівняння і роздруковувати результати на папері.

Пелюсткові принтери

З появою першого електронного комп’ютера в 50-х роках минулого століття виникла необхідність зберігати отримані результати обчислень. Для цього спеціально навчені люди сиділи за друкарськими машинками і друкували одержувану інформацію. Звичайно, через деякий час людям прийшла ідея підключити друкарські машинки до комп’ютера. І в 1953 році корпорація Remington-Rand створила перше друкуючий пристрій для комп’ютера UNIVAC (Universal Automatic Computer), що отримало назву UNIPRINTER. Він друкував 600 рядків у хвилину (за 130 символів на рядок).

Перший механічний принтер

Цей монстр сильно нагадував друкарську машинку і мав схожий з нею принцип роботи. При натисканні на будь-яку клавішу, металева «кісточка» з буквою б’є по паперу через фарбувальну стрічку, таким чином залишаючи на ній свій відбиток. Принцип роботи перших принтерів був точно такий же, тільки на кнопочки натискати не треба було. Основним елементом принтера був диск у вигляді ромашки, на кінці «пелюсток», якого, були нанесені символи. Диск обертався навколо своєї осі паралельно папері. Ударний механізм бив по пелюстці, який, у свою чергу, бив по папері і залишав на ній через фарбувальну стрічку відбиток. Замінивши диск з символами, можна було отримати інший шрифт, а вставивши стрічку іншого, не чорного, кольору, отримати «кольоровий» відбиток. З-за такої конструкції подібні пристрої отримали назву «пелюсткові принтери».

Reynold B. Johnson тим часом зайнявся створенням друкованою матриці для принтера IBM. І в 1954 році, а потім і в 1955, блакитний гігант по черзі представляє дві моделі принтерів, що друкують 1000 рядків у хвилину (по 100 знаків на рядку). Але обидві моделі виявилися ненадійними і не отримали поширення.

Трохи пізніше, у жовтні 1959 року, світу був представлений принтер IBM 1403. Це пристрій було частиною комплексу Data Processing System. IBM 1403 був самим швидкодіючим на той час принтером, як заявляла сама IBM, їх девайс друкував в чотири рази швидше конкурентів, і мав неперевершену якість друку. Механізм друку дещо відрізнявся від інших моделей принтерів, хоча тут точно так само був набір символів, нанесених на папір через стрічку. У IBM 1403 всі символи розташовувалися в один ряд, і кожен мав свій ударний механізм. Принтер міг друкувати до 1400 рядків у хвилину по 132 знака на рядок (це приблизно 23 сторінки в хвилину! 3 секунди на сторінку!!!). Як розповідають інженери, що працювали з цією технікою, коли починали роздруковувати результати чергових обчислень, вся підлога за кілька хвилин покривався щільним шаром паперу, буквально вылетавшей з принтера на величезній швидкості. Цікавою особливістю девайса є те, що при друку різних символів принтер видавав звуки різної тональності. Інженери розважалися тим, що, підбираючи і розкриваючи певні поєднання букв, змушували принтер грати «музику», якщо це можна так назвати.

Інженерам вдалося домогтися відносної надійності і швидкості своїх пристроїв, але у них залишилися головні недоліки: пелюсткові принтери не могли друкувати графіком, видавали сильний шум при роботі, і надійність, як і раніше залишала бажати кращого.

До речі, а в Радянському Союзі замість слова «принтер» використовувалося назву АЦПУ (алфавітно-цифровий друкуючий пристрій). В даний час подібні принтери ніде не використовуються.

Матричні принтери

Матричні принтери (Dot Matrix Printer) є логічним продовженням пелюсткових пристроїв. У них використовується схожий принцип друку. Проте символи формуються з набору точок. «Будь-який символ і будь-яке зображення можна сформувати з точок», — головний принцип матричних (та й всіх інших) принтерів. Матричні принтери мають друковану головку, в якій розміщений набір голочок. Голочки, як і букви в пелюсткових принтерах, ударяють по паперу через фарбувальну стрічку, таким чином точок формується зображення.

Автором першого матричного принтера стала корпорація Seiko Epson, розробила в 1964 році принтерный механізм, що друкує точний час. Однак найбільшим виробником подібних принтерів у 70-х роках стала корпорація Centronics Data Computer. У 1970 році вони розробили матричний принтер, який отримав назву Model 101. Для друку в ньому використовувався набір з 7 голок (кожен символ мав розмір 5х7 точок, тому принтери і стали називатися матричні), і він умів друкувати зі швидкістю 165 символів в хвилину. Вартість такої іграшки становила 2,995 вічнозелених. Потім в 1977 році була створена модель Micro-1 (240 символів в хвилину і ціною $595). А рік потому Epson представила принтер TX-80, який мав величезний успіх (в основному завдяки корпорації IBM, яка налагодила випуск і продаж цієї моделі по OEM-ліцензії).

Тим часом технології не стояли на місці, стали з’являтися принтери з 9, 12, 14, 18 і 24 голками. Всі ці модифікації робилися для підвищення якості друку. Так з’явилися поняття: LQ (Letter Quality — високу якість) і NLQ (Near Letter Quality — середня якість). А в кінці 70-х з’явилися перші кольорові (!) матричні принтери. У них використовувалося 4 кольорових друкувальних стрічки для відтворення різних кольорів. Але такі принтери не отримали поширення.

Першим по-справжньому домашнім матричним принтером став принтер ImageWriter від фірми C. Itoh Electronics, розроблений ще в 1976 році, але надійшов у продаж разом з комп’ютерами Apple в 1983 році за ціною $675. У той же час до існуючим виробникам принтерів приєдналися такі монстри як NEC, Oki data і TEC.

До наших часів технологія дійшла майже не змінившись. Ти кожен день стикаєшся з нею, коли тобі в магазині друкують касовий чек. Вся справа в тому, що печатка на матричному принтері дуже дешева, тому не поспішає покидати нас.

Струменеві принтери

Матричні принтери це звичайно добре, але друк на них відбувається дуже голосно, а результат не дуже якісний. Всім хотілося мати принтер, який друкував би тихо і якісно, і при цьому був би досить дешевим. Принцип роботи струминного принтера так само старий, як і «принтер» Чарльза Беббіджа. Ще в XIX столітті лауреат Нобелівської премії з фізики, лорд Рейлі вивчав розпад струменя рідини і формування крапель. Але реалізована ця технологія була лише в 1948 році, в лабораторіях компанії Siemens.

Всього існує три методу друку, що використовуються в струменевих принтерах: п’єзоелектричний метод (використовується компаніями Epson і Brother), метод газових бульбашок (Canon) і метод drop-on-demand (Hewlett-Packard). У всіх пристроях використовується резервуар з фарбою, на дні якої є невеликий отвір (сопло).

При п’єзоелектричному методі друку в сопло встановлений плоский п’єзокристал, зв’язаний з діафрагмою. Коли на п’єзокристал подається струм, він вигинається і тисне на діафрагму. Таким чином формується крапелька, яка виштовхується на папір. Такий собі маленький насос.

У методі газових бульбашок (назва технології BubbleJet) п’єзокристал не потрібен — замість нього використовується нагрівальний елемент, який розігріває чорнило в соплі до температури 300-500 градусів, в результаті чого утворюються бульбашки газу, що виштовхують фарбу на папір.

Метод drop-on-demand схожий на метод газових бульбашок — там також використовується нагрівальний елемент. Тільки температура нагріву дещо нижче, і на папір потрапляє не крапля, а бульбашка пара.

Але повернемося до історії. Першим був придуманий п’єзоелектричний метод друку. Однак далі теорії справа довго не йшло. Лише на початку 70-х років з’явилися перші реально працюючі системи струминного друку. А в 1976 році IBM представила перший струменевий принтер — Model 6640, встановив нові стандарти друку. Рік потому Siemens представила струменевий принтер для персональних комп’ютерів. А в 1978 році Canon оголосила про розробку технології BubbleJet. Трохи пізніше Hewlett-Packard заявляє про свій метод друку — drop-on-demand. Але технологія HP була реалізована в принтері тільки в 1984 році, коли компанія представила пристрої серії ThinkJet, які швидко завоювали ринок.

У той же час Epson продовжувала розвивати технологію п’єзоелектричної друку, і в 1985 році представила принтер SQ-870/1170, в якому використовувалися п’єзоелектричні пластини. А два роки потому компанія Dataproducts випустила принтер з використанням пластинчастого пьезопреобразователя. Саме ця технологія використовується у всіх принтерах Epson Stylus (з 1994 року).

Потім, на початку 90-х років, Hewlett-Packard отримала патент на кольоровий струминний друк. Вони придумали змішувати три кольори (блакитний (cyan), пурпурний (magenta) та жовтий (yellow) ) один з одним, таким чином отримуючи будь-який відтінок. Але поряд з персональними комп’ютерами першими з’явилися струменеві принтери серії Stylus Color, від Epson.

Лазерні принтери

Якщо заглянути в минуле, то технологія лазерного друку з’явилася раніше, ніж матричні принтери. У 1938 році Chester Carlson винайшов метод друку, що отримав назву электрография. Цей принцип використовується у всіх сучасних лазерних принтерах, а полягає він в наступному: на алюмінієву трубку (фотобарабан), покриту світлочутливим шаром, наноситься негативний статичний заряд. Після цього промінь лазера проходить по фотобарабану, і в тому місці, де потрібно щось надрукувати, знімає частину заряду. Після чого на фотобарабан наноситься тонер (це сухі чорнило, що складаються із суміші смол, полімерів, металевої стружки, вугільного пилу та іншої хімії), що також має негативний заряд, і тому прилипає до барабану в тих місцях, де пройшов лазер і зняв заряд. Далі все просто: барабан прокочується по папері (має позитивний заряд) і залишає на ній весь тонер, після чого папір потрапляє в піч, де під впливом високої температури тонер міцно припікається до паперу. Для друку кольорового зображення всі кольори на барабан наносяться по черзі, або друк відбувається в 4 проходу (для друку чорного, блакитного, пурпурного і жовтого кольорів). Подібний метод друку використовується в копіювальних апаратах і деяких факсах.

Схожа система використовується в світлодіодних принтерах, однак у них замість лазера використовується нерухома рядок зі світлодіодами — LED-технологія друку (Light Emitting Diode).

А сам лазерний принтер з’явився так: якийсь Гері Старквеатер (Gary Starkweather), співробітник фірми Xerox, придумав використовувати технологію копіювального пристрою для створення принтера. Так почалася розробка першого лазерного принтера на початку 1969 року. А побачив світ він у листопаді 1971 року. Називався девайс EARS, але далі лабораторії не вийшов. Якщо вірити документам, то перший офіційний лазерний принтер називався Xerox 9700 Electronic Printing System, і був вийшов у 1977 році. У той же час IBM запевняє, що в 1976 році їх лазерний принтер IBM 3800 вже щосили друкував у Північноамериканському Дата Центрі F. W. Woolworth.

Пізніше, у травні 1981 року, Xerox представила комп’ютер Star 8010, до складу якого входили самі останні розробки, такі як WYSIWYG-редактор, графічний редактор, редактор для комбінування тексту та графіки і, звичайно, лазерний принтер. Все це задоволення коштувало всього 17000 доларів. Це було щось на зразок домашньої друкарні.

Трьома роками пізніше Hewlett-Packard випускає принтер LaserJet, з роздільною здатністю 300 dpi і ціною в $3.500. У той же рік Apple поставляє дослідні зразки свого принтера LaserWriter таким компаніям, як Lotus Development, Microsoft і Aldus. І в 1985 і 1986 роках з’являються Apple LaserWriter і LaserWriter Plus відповідно. А в 1990 році принтери Hewlett-Packard LaserJet IIP вперше стали коштувати дешевше 1000 доларів. І в серії LaserJet III стала використовуватися технологія поліпшеного розширення (RET — Resolution Enhancement Technology). А ще два роки тому та ж HP починає продажі по-справжньому народного лазерного принтера LaserJet 4, який крім невисокої ціни мав дозвіл 600 dpi. Але в той же рік компанія Lexmark посунула HP на ринку лазерних принтерів, випустивши пристрої серії Optra з роздільною здатністю 1200 dpi.

Кольорові лазерні принтери з’явилися тільки в 1993 році. Компанія QMS представила принтер ColorScript Laser 1000, всього за 12,499 баксів. Два роки потому Apple випускає свій кольоровий лазерний принтер Color Laser Printer 12/600PS всього за $7,000.

Лазерні принтери зараз помітно подешевшали. Вони набирають все більшу популярність…

Еволюція інтерфейсу

З появою персональних комп’ютерів для принтерів був виділений спеціальний порт: LPT. Оскільки перші принтери не вміли друкувати графіком, а друкували тільки текст (і друкували вони його порядково), то і порт отримав назву Line PrinTer.

LPT-порт є паралельним портом, має 8-бітну шину даних, 5-бітну шину сигналів стану і 4-бітну шину керуючих сигналів. Його розробник — фірма Centronics Data Computer. З моменту своєї появи і до наших днів порт зазнав лише дві зміни.

Перший, оригінальний, протокол LPT-порту був SPP (Standart Paralell Port). Це був односторонній протокол, що дозволяє виводити інформацію на принтер. По шині даних принтера передавалася інформація для друку, по шині сигналів принтер повідомляв про свій стан (готовий до роботи, немає паперу тощо ). При цьому швидкість передачі інформації до принтера становила всього 40-50 Кб/с. Коли придумали перші сканери, їх почали підключати до LPT, фішка була в тому, що відскановане зображення передавалося в комп’ютер по шині сигналів, зі швидкістю всього 20 Кб/с.

Потім з’явилася поліпшена версія цього протоколу EPP (Enhanced Parallel Port). Вона була розроблена компаніями Intel, Xircom і Zenith Data Systems. Порт став двонаправленим, а це значить, принтер теж отримав можливість передавати більше інформації комп’ютера. Крім того, зросла швидкість обміну до 2 Мб/с. Це дало можливість підключати через порт зовнішні приводи CD-ROM, жорсткі диски та інші пристрої.

Але і цього виробникам принтерів здалося мало. Тоді компаніями Hewlett-Packard і Microsoft був запропонований протокол ECP (Extended Capability Port). Основною відмінністю від попередника було наявність апаратного стиску даних, наявність буфера і можливість роботи в режимі DMA (прямого доступу до пам’яті), все це дозволило істотно підвищити продуктивність порту.

З появою інтерфейсу USB принтери почали «переповзати» на нього. USB набагато швидше LPT, простіше підключення та налаштування. Всі сучасні принтери підключаються до комп’ютера через USB.

Принтери сьогодні

Технології друку, придумані в минулому столітті, сильно не змінилися. Так, техпроцес вдосконалюється, збільшується кількість точок на дюйм, поліпшується якість і швидкість друку. Але ніяких суттєвих змін у світі принтерів не відбувається.

Тривимірний принтер

Остання революція у пресі сталася у 80-х роках, коли був придуманий тривимірний принтер. Перші тривимірні принтери були схожі на верстати, які виточували з шматка дерева або пластмаси річ потрібної форми, але потім з’явилися «справжні» 3D-принтери. Такі принтери шар за шаром (шар може бути завтовшки до 16 мікрон) створюють об’ємні об’єкти, наносячи полімер на потрібні місця.

Ще статті