Печать занимает важное место в жизни современного общества. Каждый день
человечество наносит на бумагу и иные материалы огромное количество
информации. Однако процесс совершенствования технологий переноса изображений и
текста на физические носители занимал значительное время и прошёл через
множество этапов развития.
Если рассматривать этот процесс с современной точки зрения, можно отметить, что первоначальные методы переноса информации на носитель были далёки от совершенства. Долгое время люди создавали записи, выбивая изображения и символы на камнях. Такие надписи были долговечными, но имели ограниченную ёмкость и зачастую были сложны для понимания современным читателем.
История поиска материалов для переноса информации
Одним из первых значимых шагов в развитии технологий записи информации стало изобретение папируса в Древнем Египте. Позже в городе Пергама была разработана технология выделки кожи для создания пергамента — материала, на который можно было наносить чернила. Оба эти материала отличались высокой трудоёмкостью в производстве и не подходили для массового воспроизведения книг или других больших текстовых массивов.
Настоящим прорывом стало изобретение бумаги в древнем Китае. Для её изготовления использовались волокна бамбука и шелковицы. Технология была достаточно простой: волокна варили в горячей воде, измельчали, после чего из полученной жидкой массы формировали листы бумаги. Примечательно, что основы этого метода актуальны и в современной бумажной промышленности.
Историки не пришли к единому мнению относительно того, кто именно впервые задумался о механизации процесса копирования информации с уже готовых носителей на другие поверхности. Некоторые исследователи предполагают, что жители Полинезии могли наблюдать за насекомыми, которые создавали отверстия в растениях, и использовали подобный принцип для переноса изображений с банановых листьев на другие материалы с помощью красителей.
Тем не менее, ключевое изобретение в области печати относится к XV веку, когда немецкий ювелир Иоганн Гутенберг разработал метод использования наборных литер. Он предложил отливать зеркальные формы букв из свинца, которые затем наносили отпечатки на бумагу. В качестве обволакивающего материала первоначально использовался картон, а позднее резина, которая оставалась важным элементом в печати на протяжении длительного времени.
Первая отпечатанная книга — Библия — была сожжена в Кёльне, поскольку воспринималась как угроза доходам монастырских переписчиков. Несмотря на это, Гутенбергу удалось сохранить свою деятельность и продолжить развитие технологии.
Печатные машинки как этап развития печати
Через два столетия возникла необходимость более гибкого подхода к набору текста, что привело к уменьшению размера трафарета до одной буквы — это стало прообразом печатной машинки. В 1714 году Генри Милл получил патент на изобретение печатной машинки, однако изображений его устройства не сохранилось.
Принцип работы печатных машинок базировался на наборе металлических молоточков с выгравированными буквами и цифрами. При нажатии клавиши соответствующий молоточек ударял по бумаге через красящую ленту. Некоторые модели предусматривали использование разноцветных лент для выделения заглавных букв или создания цветного текста — идея, которая впоследствии нашла отражение в современных цветных принтерах.
Ключевые изобретения XIX века
Первая популярная печатная машинка была создана в начале XIX века. Итальянский изобретатель Терри Пеллегрино в 1808 году разработал пишущий аппарат для графини Каролины Фантони де Фивизоно.
В 1863 году американцы Кристофер Лехтем Шоулз и Самуэль Суле, работавшие в типографии, создали устройство для ускоренной нумерации страниц, что стало основой для разработки удобной печатной машинки, способной эффективно набирать текст.
Они получили патент на свое изобретение в 1868 году. Первая версия механической печатной машинки представляла собой устройство с двумя рядами клавиш, расположенных в алфавитном порядке от A до Z, но только в строчном регистре. Цифровых клавиш тогда не было. Кроме того, при быстром последовательном нажатии соседних букв молоточки с литерами часто заклинивали, что приводило к задержкам в работе. Для продолжения печати приходилось вручную устранять застревания механизма.
Для решения проблемы «заклинивания» молоточков Кристофер Шоулз разработал новую раскладку клавиатуры, известную сегодня как QWERTY. Она основывалась на анализе частотности сочетаний букв в английском языке и предусматривала размещение наиболее часто используемых букв на максимальном удалении друг от друга. Это позволяло значительно уменьшить число механических конфликтов при наборе текста.
В 1895 году была выпущена классическая печатная машинка Underwood, которая получила широкое распространение в начале XX века. Ее конструкция и расположение клавиш стали эталоном для многих производителей пишущих машинок того времени.
Кириллическая раскладка клавиатуры ЙЦУКЕН также была разработана в Америке в конце XIX века. Первоначально на русскоязычных пишущих машинках использовалась раскладка ЙIУКЕН. Современный вариант ЙЦУКЕН сформировался после реформы русского языка, в ходе которой из алфавита были исключены буквы «ять» и «I». Хотя пишущие машинки ушли в прошлое, их дизайн и технические решения послужили основой для дальнейшего развития технологий печати.
Первый принтер — техническая новинка
Первый проект принтера был разработан Чарльзом Бебиджем, известным также как создатель знаменитой вычислительной машины. Однако его аппарат под названием Difference Engine так и не был построен при жизни изобретателя. Лишь спустя более 150 лет по его чертежам в Лондонском музее науки была восстановлена эта сложная машина. Весомый аппарат весил около 2,5 тонн и состоял из примерно 4000 деталей. Конструкция представляла собой усложненную версию пишущей машинки, а на сборку устройства ушло около десяти лет.
Современные принтеры
Настоящие промышленные и бытовые принтеры появились в середине XX века, после создания первых электронных вычислительных машин. Их разработка велась как в США, так и в СССР. История развития принтеров XX века заслуживает отдельного подробного рассмотрения, которое будет представлено в дальнейшем материале.
В завершение предлагаем посмотреть на одну из необычных моделей пишущих машинок:
История первых принтеров
Развитие первых устройств для печати в 1940–1950-х годах было тесно связано с усовершенствованием печатающих машинок. В СССР и США предпринимались многочисленные попытки автоматизировать процесс набора текста, при котором символы наносились на бумагу через чернильную ленту. В нашей стране такие разработки получили название АЦПУ — автоматизированные цифровые печатающие устройства, а в США их обозначали как Printer, что в переводе означает «печатающее устройство». Позже были созданы барабанные и лепестковые принтеры, в которых использовались идеи Чарльза Бэбиджа, упомянутого в предыдущей статье. Эти устройства наносили символы на бумагу посредством красящей ленты.
Качество и скорость печати того периода существенно уступали современным технологиям. Одним из первых подобных устройств стал принтер для компьютера Univac, созданный в 1953 году компанией Remington-Rand. Это был первый в мире высокоскоростной принтер, который, в контексте своего времени, мог печатать до 600 строк в минуту, по 120 символов в каждой.
Матричные принтеры
Идея матричной печати впервые была реализована в 1964 году инженерами компании Seiko Epson Corporation. Они разработали уникальный на тот момент механизм, который непрерывно отображал текущее время и функционировал как часы. В отличие от лепестковых и барабанных моделей, в матричных принтерах изображение формировалось из точек, которые наносились на бумагу посредством игл, ударяющих через чернильную ленту, как в монохромном, так и в цветном вариантах. Эта технология легла в основу дальнейшего развития матричных принтеров.
Основным элементом матричного принтера является печатающая головка (каретка), которая перемещается вдоль строки и наносит символы ударами иголок через пропитанную чернилами ленту. Отсюда и происходит название «матричный принтер», так как каждый символ формируется из расположенных в матрице игл. Первые модели имели небольшое количество игл — от 9 до 35. Механизм удара иглы приводился в действие электромагнитом, установленным в барабане. Более детально этот принцип рассмотрен в специальной статье, посвященной матричной технологии.
Одним из первых серийных матричных принтеров стал LA30 от компании Digital Equipment Corporation (DEC). Этот аппарат печатал только заглавные буквы размером 5×7 точек со скоростью 30 символов в секунду на бумаге специального формата. Печатающая головка приводилась в движение шаговым двигателем, а бумага протягивалась с помощью приводного механизма с храповым колесом, который отличался невысокой надежностью и создавал значительный шум. Принтер имел как последовательный, так и параллельный интерфейс.
Принтер DEC LA36 стал одним из наиболее известных представителей печатающих устройств своего времени. В этой модели были устранены недостатки предыдущей версии, а длина строки была увеличена до 132 символов с поддержкой заглавных и строчных букв. Для печати использовалась стандартная перфорированная бумага. Каретка приводилась в движение сервоприводом с электромотором, оснащённым оптическим датчиком положения и тахометром, что значительно повысило надёжность и удобство работы принтера.
Особенностью LA36 являлась способность печатать со скоростью до 60 символов в секунду при возврате каретки, несмотря на ограничение 30 символов в секунду при приёме данных от компьютера. Это стало возможным благодаря буферу, в который загружалась следующая партия символов во время движения каретки назад. Принтер создавал характерный звуковой фон, отличающийся в зависимости от направления и скорости движения головки.
В последующие годы технология матричной печати доминировала на рынке печатающих устройств. Однако с развитием альтернативных технологий, таких как струйная и лазерная печать, матричные принтеры уступили основное место и остались преимущественно в узкоспециализированных областях.
Струйная печать
Истоки струйной печати восходят к 1833 году, когда Феликс Саварт выявил закономерность формирования капель жидкости при прохождении через узкое сопло. Математическое описание этого процесса было разработано в 1878 году лордом Рейли, который позже был удостоен Нобелевской премии. Однако практическая реализация устройства, способного разделять струю на равномерные капли, была запатентована компанией Siemens только в 1951 году. Это изобретение послужило основой для создания мингографа — одного из первых коммерческих самописцев, предназначенных для регистрации изменений напряжения.
В контексте струйной печати важно упомянуть технологию drop-on-demand. Она решала проблему отвода ненужных капель чернил, которые не должны были попадать на носитель. Метод drop-on-demand предполагает, что капли выпускаются только при необходимости, что существенно повышает точность печати. Первые устройства с использованием этого принципа появились в 1977 году на базе принтера Siemens PT-80, а в 1978 году аналогичные разработки внедрила компания Silonics. Эти принтеры применяли принцип пьезоэлектрической печати: капли чернил формировались под воздействием давления, создаваемого механическим движением пьезокерамического элемента.
В 1979 году компания Canon разработала технологию drop-on-demand с использованием нагревательного элемента, расположенного рядом с соплом. Капли чернил формировались благодаря воздействию тепла, что вызвало образование пузырьков пара, контролировавшихся конденсацией. Эта технология получила название «пузырьковая печать».
Параллельно в 1980 году компания Hewlett-Packard разработала аналогичный способ — термическую струйную печать. В 1984 году HP представила первый коммерчески успешный струйный принтер ThinkJet, который отличался доступной ценой и высоким качеством печати. Современные струйные технологии продолжают развиваться, обеспечивая многоцветную печать и поддержку больших форматов. Используются как растворимые, так и пигментные красители, последние характеризуются частицами краски, способными проникать глубже в структуру бумаги, что улучшает долговечность и устойчивость изображения.
Современные струйные принтеры находятся в стадии постоянного усовершенствования, направленного на повышение скорости печати, стойкости красок к внешним воздействиям, таким как влага и трение, а также снижение себестоимости отпечатка, что делает их значимыми конкурентами лазерных и светодиодных принтеров.
Лазерные принтеры
Лазерная печать была впервые применена компанией Xerox, сотрудники которой в 1969 году поняли возможность использования технологии копирования для создания принтеров. Принцип работы заключается в зарядке фотобарабана отрицательным потенциалом и локальном изменении заряда с помощью лазерного луча, который "рисует" изображение, формируя области с уменьшенным зарядом. Заряженный отрицательно тонер, состоящий из различных материалов — металлической стружки, смол или угольной пыли, — прилипает к участкам фотобарабана с положительным потенциалом. Затем изображение переносится на бумагу, после чего бумага проходит через термозакрепляющее устройство, где тонер плавится и фиксируется на поверхности. П
ервый прототип лазерного принтера был представлен в 1971 году, а в 1977 году Xerox выпустила устройство Xerox 9700 Electronic Printing System. В 1981 году Xerox выпустила компьютер STAR 8010, который поставлялся с графическим и текстовым редакторами, программами для компоновки текстов и графики, а также лазерным принтером. Стоимость комплекта в то время составляла около 17 000 долларов.
Ключевой этап в развитии лазерных принтеров наступил в 1984 году, когда Hewlett-Packard начала выпускать серию доступных устройств LaserJet с разрешением 300 dpi. В 1992 году HP представила модель LaserJet 4 с разрешением 600 dpi и стоимостью менее 1000 долларов. Этот момент можно считать поворотным в истории лазерной печати — устройства получили широкое распространение и прочно заняли позиции на рынке офисной техники.
Светодиодные принтеры
Светодиодные принтеры считаются более современными и технологичными по сравнению с лазерными устройствами. Вместо классического лазера в них используется длинная линейка светодиодов, которые выборочно активируются для формирования электронного изображения на фотобарабане. Такая технология обеспечивает более высокую экономичность и позволяет достичь увеличенной скорости печати при прочих равных условиях, включая конструкцию печатающего механизма, скорость интерфейса и характеристики процессора.
Первый светодиодный принтер был выпущен компанией OKI в 1987 году, а в 1998 году той же компанией был представлен первый цветной светодиодный принтер.
В России светодиодные принтеры появились в 1996 году с открытием регионального представительства компании OKI. Позже, в 1999 году, на российский рынок начали поступать модели от Panasonic и Kyocera. История развития светодиодных принтеров в России тесно связана с бюджетной и домашней моделью OkiPage 4W, которая на отечественном рынке позиционировалась как базовое офисное решение. Эта модель оказалась значительно доступнее по цене по сравнению с лазерными аналогами, что обеспечило ей быстрый рост продаж в бизнес-сегменте. Однако из-за того, что принтер был рассчитан на объем печати около 2500 страниц в месяц, при превышении этой нагрузки и использовании некачественных расходных материалов он быстро выходил из строя. Считается, что именно эти факторы ограничили широкое распространение светодиодных принтеров в России.
В настоящее время технология светодиодной печати продолжает активно развиваться, предлагая надежную альтернативу классическим лазерным устройствам. В ассортименте ведущих производителей представлены как черно-белые и цветные модели стандартного формата, так и широкоформатные светодиодные принтеры.
Сублимационная печать
Технологии термосублимационной печати и Micro Dry появились позже по сравнению с лазерной и струйной печатью и пока не получили широкого распространения на рынке. Французский исследователь Ноэль де Плассе считается первооткрывателем сублимационной печати.
В 1957 году он обнаружил, что некоторые красители способны переходить из твердого состояния в газообразное, минуя жидкую фазу — процесс, известный как сублимация. Однако в 1960-х годах это открытие не нашло применения в печатных технологиях. Лишь в 1980-х, с развитием персональных компьютеров и цифровых технологий, термосублимационная печать начала внедряться на практике.
С 1985 года компании Kodak и Mitsubishi Electric активно применяли этот метод в фотопринтерах, позволяющих печатать напрямую с цифровых камер. Несмотря на высокое качество изображений, применение термосублимационной печати ограничено из-за необходимости использования специальной термобумаги и сравнительно низкой скорости печати, связанной с последовательным нанесением красителей каждого цвета.
В 1996 году была разработана технология Micro Dry, применяемая преимущественно в принтерах Citizen. Эта технология предполагает нанесение твердого красителя непосредственно на носитель, что обеспечивает возможность печати высокого качества на различных типах бумаги, включая материалы с эффектом «металлик». Принтеры с Micro Dry способны печатать цветные изображения с разрешением до 600×600 dpi, однако стоимость таких отпечатков остается относительно высокой.
Заключение
История развития печатных технологий демонстрирует постоянный процесс инноваций и совершенствования. Современные разработки включают в себя, например, УФ-светодиодные принтеры с твердыми чернилами, которые позволяют печатать на различных материалах, таких как холст и полиэтилен. Также существуют технологии широкоформатной печати, применяемые для изготовления наружной рекламы и интерьерных решений. Помимо этого, уже более десяти лет активно развивается направление 3D-печати, которое позволяет создавать объекты из полимеров, металлов и даже пищевых материалов, таких как шоколад. Эти технологии открывают новые возможности и требуют отдельного подробного рассмотрения.
Если рассматривать этот процесс с современной точки зрения, можно отметить, что первоначальные методы переноса информации на носитель были далёки от совершенства. Долгое время люди создавали записи, выбивая изображения и символы на камнях. Такие надписи были долговечными, но имели ограниченную ёмкость и зачастую были сложны для понимания современным читателем.
История поиска материалов для переноса информации
Одним из первых значимых шагов в развитии технологий записи информации стало изобретение папируса в Древнем Египте. Позже в городе Пергама была разработана технология выделки кожи для создания пергамента — материала, на который можно было наносить чернила. Оба эти материала отличались высокой трудоёмкостью в производстве и не подходили для массового воспроизведения книг или других больших текстовых массивов.
Настоящим прорывом стало изобретение бумаги в древнем Китае. Для её изготовления использовались волокна бамбука и шелковицы. Технология была достаточно простой: волокна варили в горячей воде, измельчали, после чего из полученной жидкой массы формировали листы бумаги. Примечательно, что основы этого метода актуальны и в современной бумажной промышленности.
Процесс изготовления бумаги в Древнем Китае
Развитие идеи переноса изображений: офсетная печатьИсторики не пришли к единому мнению относительно того, кто именно впервые задумался о механизации процесса копирования информации с уже готовых носителей на другие поверхности. Некоторые исследователи предполагают, что жители Полинезии могли наблюдать за насекомыми, которые создавали отверстия в растениях, и использовали подобный принцип для переноса изображений с банановых листьев на другие материалы с помощью красителей.
Тем не менее, ключевое изобретение в области печати относится к XV веку, когда немецкий ювелир Иоганн Гутенберг разработал метод использования наборных литер. Он предложил отливать зеркальные формы букв из свинца, которые затем наносили отпечатки на бумагу. В качестве обволакивающего материала первоначально использовался картон, а позднее резина, которая оставалась важным элементом в печати на протяжении длительного времени.
Первая отпечатанная книга — Библия — была сожжена в Кёльне, поскольку воспринималась как угроза доходам монастырских переписчиков. Несмотря на это, Гутенбергу удалось сохранить свою деятельность и продолжить развитие технологии.
Печатные машинки как этап развития печати
Через два столетия возникла необходимость более гибкого подхода к набору текста, что привело к уменьшению размера трафарета до одной буквы — это стало прообразом печатной машинки. В 1714 году Генри Милл получил патент на изобретение печатной машинки, однако изображений его устройства не сохранилось.
Принцип работы печатных машинок базировался на наборе металлических молоточков с выгравированными буквами и цифрами. При нажатии клавиши соответствующий молоточек ударял по бумаге через красящую ленту. Некоторые модели предусматривали использование разноцветных лент для выделения заглавных букв или создания цветного текста — идея, которая впоследствии нашла отражение в современных цветных принтерах.
Ключевые изобретения XIX века
Первая популярная печатная машинка была создана в начале XIX века. Итальянский изобретатель Терри Пеллегрино в 1808 году разработал пишущий аппарат для графини Каролины Фантони де Фивизоно.
В 1863 году американцы Кристофер Лехтем Шоулз и Самуэль Суле, работавшие в типографии, создали устройство для ускоренной нумерации страниц, что стало основой для разработки удобной печатной машинки, способной эффективно набирать текст.
Они получили патент на свое изобретение в 1868 году. Первая версия механической печатной машинки представляла собой устройство с двумя рядами клавиш, расположенных в алфавитном порядке от A до Z, но только в строчном регистре. Цифровых клавиш тогда не было. Кроме того, при быстром последовательном нажатии соседних букв молоточки с литерами часто заклинивали, что приводило к задержкам в работе. Для продолжения печати приходилось вручную устранять застревания механизма.
Для решения проблемы «заклинивания» молоточков Кристофер Шоулз разработал новую раскладку клавиатуры, известную сегодня как QWERTY. Она основывалась на анализе частотности сочетаний букв в английском языке и предусматривала размещение наиболее часто используемых букв на максимальном удалении друг от друга. Это позволяло значительно уменьшить число механических конфликтов при наборе текста.
В 1895 году была выпущена классическая печатная машинка Underwood, которая получила широкое распространение в начале XX века. Ее конструкция и расположение клавиш стали эталоном для многих производителей пишущих машинок того времени.
Кириллическая раскладка клавиатуры ЙЦУКЕН также была разработана в Америке в конце XIX века. Первоначально на русскоязычных пишущих машинках использовалась раскладка ЙIУКЕН. Современный вариант ЙЦУКЕН сформировался после реформы русского языка, в ходе которой из алфавита были исключены буквы «ять» и «I». Хотя пишущие машинки ушли в прошлое, их дизайн и технические решения послужили основой для дальнейшего развития технологий печати.
Первый принтер — техническая новинка
Первый проект принтера был разработан Чарльзом Бебиджем, известным также как создатель знаменитой вычислительной машины. Однако его аппарат под названием Difference Engine так и не был построен при жизни изобретателя. Лишь спустя более 150 лет по его чертежам в Лондонском музее науки была восстановлена эта сложная машина. Весомый аппарат весил около 2,5 тонн и состоял из примерно 4000 деталей. Конструкция представляла собой усложненную версию пишущей машинки, а на сборку устройства ушло около десяти лет.
Современные принтеры
Настоящие промышленные и бытовые принтеры появились в середине XX века, после создания первых электронных вычислительных машин. Их разработка велась как в США, так и в СССР. История развития принтеров XX века заслуживает отдельного подробного рассмотрения, которое будет представлено в дальнейшем материале.
В завершение предлагаем посмотреть на одну из необычных моделей пишущих машинок:
История первых принтеров
Развитие первых устройств для печати в 1940–1950-х годах было тесно связано с усовершенствованием печатающих машинок. В СССР и США предпринимались многочисленные попытки автоматизировать процесс набора текста, при котором символы наносились на бумагу через чернильную ленту. В нашей стране такие разработки получили название АЦПУ — автоматизированные цифровые печатающие устройства, а в США их обозначали как Printer, что в переводе означает «печатающее устройство». Позже были созданы барабанные и лепестковые принтеры, в которых использовались идеи Чарльза Бэбиджа, упомянутого в предыдущей статье. Эти устройства наносили символы на бумагу посредством красящей ленты.
Качество и скорость печати того периода существенно уступали современным технологиям. Одним из первых подобных устройств стал принтер для компьютера Univac, созданный в 1953 году компанией Remington-Rand. Это был первый в мире высокоскоростной принтер, который, в контексте своего времени, мог печатать до 600 строк в минуту, по 120 символов в каждой.
Матричные принтеры
Идея матричной печати впервые была реализована в 1964 году инженерами компании Seiko Epson Corporation. Они разработали уникальный на тот момент механизм, который непрерывно отображал текущее время и функционировал как часы. В отличие от лепестковых и барабанных моделей, в матричных принтерах изображение формировалось из точек, которые наносились на бумагу посредством игл, ударяющих через чернильную ленту, как в монохромном, так и в цветном вариантах. Эта технология легла в основу дальнейшего развития матричных принтеров.
Основным элементом матричного принтера является печатающая головка (каретка), которая перемещается вдоль строки и наносит символы ударами иголок через пропитанную чернилами ленту. Отсюда и происходит название «матричный принтер», так как каждый символ формируется из расположенных в матрице игл. Первые модели имели небольшое количество игл — от 9 до 35. Механизм удара иглы приводился в действие электромагнитом, установленным в барабане. Более детально этот принцип рассмотрен в специальной статье, посвященной матричной технологии.
Одним из первых серийных матричных принтеров стал LA30 от компании Digital Equipment Corporation (DEC). Этот аппарат печатал только заглавные буквы размером 5×7 точек со скоростью 30 символов в секунду на бумаге специального формата. Печатающая головка приводилась в движение шаговым двигателем, а бумага протягивалась с помощью приводного механизма с храповым колесом, который отличался невысокой надежностью и создавал значительный шум. Принтер имел как последовательный, так и параллельный интерфейс.
Принтер DEC LA36 стал одним из наиболее известных представителей печатающих устройств своего времени. В этой модели были устранены недостатки предыдущей версии, а длина строки была увеличена до 132 символов с поддержкой заглавных и строчных букв. Для печати использовалась стандартная перфорированная бумага. Каретка приводилась в движение сервоприводом с электромотором, оснащённым оптическим датчиком положения и тахометром, что значительно повысило надёжность и удобство работы принтера.
Особенностью LA36 являлась способность печатать со скоростью до 60 символов в секунду при возврате каретки, несмотря на ограничение 30 символов в секунду при приёме данных от компьютера. Это стало возможным благодаря буферу, в который загружалась следующая партия символов во время движения каретки назад. Принтер создавал характерный звуковой фон, отличающийся в зависимости от направления и скорости движения головки.
В последующие годы технология матричной печати доминировала на рынке печатающих устройств. Однако с развитием альтернативных технологий, таких как струйная и лазерная печать, матричные принтеры уступили основное место и остались преимущественно в узкоспециализированных областях.
Струйная печать
Истоки струйной печати восходят к 1833 году, когда Феликс Саварт выявил закономерность формирования капель жидкости при прохождении через узкое сопло. Математическое описание этого процесса было разработано в 1878 году лордом Рейли, который позже был удостоен Нобелевской премии. Однако практическая реализация устройства, способного разделять струю на равномерные капли, была запатентована компанией Siemens только в 1951 году. Это изобретение послужило основой для создания мингографа — одного из первых коммерческих самописцев, предназначенных для регистрации изменений напряжения.
В контексте струйной печати важно упомянуть технологию drop-on-demand. Она решала проблему отвода ненужных капель чернил, которые не должны были попадать на носитель. Метод drop-on-demand предполагает, что капли выпускаются только при необходимости, что существенно повышает точность печати. Первые устройства с использованием этого принципа появились в 1977 году на базе принтера Siemens PT-80, а в 1978 году аналогичные разработки внедрила компания Silonics. Эти принтеры применяли принцип пьезоэлектрической печати: капли чернил формировались под воздействием давления, создаваемого механическим движением пьезокерамического элемента.
В 1979 году компания Canon разработала технологию drop-on-demand с использованием нагревательного элемента, расположенного рядом с соплом. Капли чернил формировались благодаря воздействию тепла, что вызвало образование пузырьков пара, контролировавшихся конденсацией. Эта технология получила название «пузырьковая печать».
Параллельно в 1980 году компания Hewlett-Packard разработала аналогичный способ — термическую струйную печать. В 1984 году HP представила первый коммерчески успешный струйный принтер ThinkJet, который отличался доступной ценой и высоким качеством печати. Современные струйные технологии продолжают развиваться, обеспечивая многоцветную печать и поддержку больших форматов. Используются как растворимые, так и пигментные красители, последние характеризуются частицами краски, способными проникать глубже в структуру бумаги, что улучшает долговечность и устойчивость изображения.
Современные струйные принтеры находятся в стадии постоянного усовершенствования, направленного на повышение скорости печати, стойкости красок к внешним воздействиям, таким как влага и трение, а также снижение себестоимости отпечатка, что делает их значимыми конкурентами лазерных и светодиодных принтеров.
Лазерные принтеры
Лазерная печать была впервые применена компанией Xerox, сотрудники которой в 1969 году поняли возможность использования технологии копирования для создания принтеров. Принцип работы заключается в зарядке фотобарабана отрицательным потенциалом и локальном изменении заряда с помощью лазерного луча, который "рисует" изображение, формируя области с уменьшенным зарядом. Заряженный отрицательно тонер, состоящий из различных материалов — металлической стружки, смол или угольной пыли, — прилипает к участкам фотобарабана с положительным потенциалом. Затем изображение переносится на бумагу, после чего бумага проходит через термозакрепляющее устройство, где тонер плавится и фиксируется на поверхности. П
ервый прототип лазерного принтера был представлен в 1971 году, а в 1977 году Xerox выпустила устройство Xerox 9700 Electronic Printing System. В 1981 году Xerox выпустила компьютер STAR 8010, который поставлялся с графическим и текстовым редакторами, программами для компоновки текстов и графики, а также лазерным принтером. Стоимость комплекта в то время составляла около 17 000 долларов.
Ключевой этап в развитии лазерных принтеров наступил в 1984 году, когда Hewlett-Packard начала выпускать серию доступных устройств LaserJet с разрешением 300 dpi. В 1992 году HP представила модель LaserJet 4 с разрешением 600 dpi и стоимостью менее 1000 долларов. Этот момент можно считать поворотным в истории лазерной печати — устройства получили широкое распространение и прочно заняли позиции на рынке офисной техники.
Светодиодные принтеры
Светодиодные принтеры считаются более современными и технологичными по сравнению с лазерными устройствами. Вместо классического лазера в них используется длинная линейка светодиодов, которые выборочно активируются для формирования электронного изображения на фотобарабане. Такая технология обеспечивает более высокую экономичность и позволяет достичь увеличенной скорости печати при прочих равных условиях, включая конструкцию печатающего механизма, скорость интерфейса и характеристики процессора.
Первый светодиодный принтер был выпущен компанией OKI в 1987 году, а в 1998 году той же компанией был представлен первый цветной светодиодный принтер.
В России светодиодные принтеры появились в 1996 году с открытием регионального представительства компании OKI. Позже, в 1999 году, на российский рынок начали поступать модели от Panasonic и Kyocera. История развития светодиодных принтеров в России тесно связана с бюджетной и домашней моделью OkiPage 4W, которая на отечественном рынке позиционировалась как базовое офисное решение. Эта модель оказалась значительно доступнее по цене по сравнению с лазерными аналогами, что обеспечило ей быстрый рост продаж в бизнес-сегменте. Однако из-за того, что принтер был рассчитан на объем печати около 2500 страниц в месяц, при превышении этой нагрузки и использовании некачественных расходных материалов он быстро выходил из строя. Считается, что именно эти факторы ограничили широкое распространение светодиодных принтеров в России.
В настоящее время технология светодиодной печати продолжает активно развиваться, предлагая надежную альтернативу классическим лазерным устройствам. В ассортименте ведущих производителей представлены как черно-белые и цветные модели стандартного формата, так и широкоформатные светодиодные принтеры.
Сублимационная печать
Технологии термосублимационной печати и Micro Dry появились позже по сравнению с лазерной и струйной печатью и пока не получили широкого распространения на рынке. Французский исследователь Ноэль де Плассе считается первооткрывателем сублимационной печати.
В 1957 году он обнаружил, что некоторые красители способны переходить из твердого состояния в газообразное, минуя жидкую фазу — процесс, известный как сублимация. Однако в 1960-х годах это открытие не нашло применения в печатных технологиях. Лишь в 1980-х, с развитием персональных компьютеров и цифровых технологий, термосублимационная печать начала внедряться на практике.
С 1985 года компании Kodak и Mitsubishi Electric активно применяли этот метод в фотопринтерах, позволяющих печатать напрямую с цифровых камер. Несмотря на высокое качество изображений, применение термосублимационной печати ограничено из-за необходимости использования специальной термобумаги и сравнительно низкой скорости печати, связанной с последовательным нанесением красителей каждого цвета.
В 1996 году была разработана технология Micro Dry, применяемая преимущественно в принтерах Citizen. Эта технология предполагает нанесение твердого красителя непосредственно на носитель, что обеспечивает возможность печати высокого качества на различных типах бумаги, включая материалы с эффектом «металлик». Принтеры с Micro Dry способны печатать цветные изображения с разрешением до 600×600 dpi, однако стоимость таких отпечатков остается относительно высокой.
Заключение
История развития печатных технологий демонстрирует постоянный процесс инноваций и совершенствования. Современные разработки включают в себя, например, УФ-светодиодные принтеры с твердыми чернилами, которые позволяют печатать на различных материалах, таких как холст и полиэтилен. Также существуют технологии широкоформатной печати, применяемые для изготовления наружной рекламы и интерьерных решений. Помимо этого, уже более десяти лет активно развивается направление 3D-печати, которое позволяет создавать объекты из полимеров, металлов и даже пищевых материалов, таких как шоколад. Эти технологии открывают новые возможности и требуют отдельного подробного рассмотрения.