Sadržaj 1. 2. 3. 4.
Uvod Štampači Matrični štampači Ink-jet štampači 4.1. Termički 4.2. Vibracioni (Piezoelektrični) 4.3. Kontinuinirani 4.4. Tehnološka ograničenja 5. Laserski štampači Delovi štampača 5.1. Princip rada 6. Ploteri 7. Termalni štampači 8. Zaključak
2 3 4 6 7 8 9 9 10 10 12 15 16 17
1
1. Uvod Prvi štampač promovisan je davne 1938. godine i delo je Čester Karlsona o kome smo u više navrata pričali tokom opisa pojedinih laserskih mašina. Njegovu osnovu činio je proces suve štampe nazvan elektrofotografija, u svetu štampe poznatiji pod nazivom Zeroks (Xerox). Nakon toga razvijen je i prvi brzi printer (1953 godine), koji se koristio na UNIVAC računaru (-ima). Međutim, ključna revolucija se dogodila tek sa pojavom lasera koje Slika 1. Chester F. Carlson, preuzeto: je potpisao Xerox i koji su zvanično promovisani krajem benchmark.rs šezdesetih godina prošlog veka. Nakon toga usledilo je lansiranje komercijalnih modela baziranih na pomenutom principu štampe. U tom periodu razvoja lasera uključio se još jedan veliki igrač - IBM, koji je do početka 90-ih godina bio vodeći proizvođača tehnoloških rešenja, od kojih pojedina i dan danas susrećemo u velikom broju laserskih printera. Paralelno sa IBM-om još jedan veliki gigant je krenuo u snažan prodor na svetsko tržište. Verovatno pogođate, u pitanju je HP. Tada je ovaj proizvođač lansirao legendarni LaserJet 4, koji je veoma brzo ušao u masovnu upotrebu. Smatra se da su se od tada pojavili i prvi kućni štampači, čija je osnova upravo bio pomenuti model. I u svetu inkjet printera, stvar je bila poprilično ista. Daleke 1976. godine izmišljen je prvi mlazni štampač, ali je tek 1988. godine HP uspeo da ga spusti u mase. Takozvani DeskJet se pojavio u radnjama tadašnje nazovimo IT opreme po ceni od 1000$. U poređenju na to vreme, danas imamo situaciju da za nešto više od 40 eura sebi možemo priuštiti veoma kvalitetan mlazni printer sa višestruko boljim performansama. Tok razvoja i upotrebe inkjet štamača je naviše napredovao u proteklih par decenija, pogotovo po pitanju kvaliteta štampe i brzine formiranja otiska. Još sredinom 70-tih velike kompanije Slika 2. David Packard, su uvidele potencijal koji nudi kapljica i sve preuzeto: .benchmark.rs svoje snage usmerile ka unapređenju postojećih rešenja. Cilj je bio napraviti jeftin štampač koji daje dobar kvalitet otiska i postiže ogromne radne brzine. Zanimljivo je da se na domaćem tržištu prvi komercijalno dostupan model pojavio 1994. godine - radilo se o Epson StylusColor štampaču, koji je tada privukao ogromnu pažnju i definitivno inkjet štampu doveo i na ove prostore. Početkom ovog veka javila se i prva Slika 3. William Hewlett , klasifikacija mlaznjaka o kojoj će više priče biti u jednom od preuzeto: sledećih editorijala. benchmark.rs
2. Štampači 2
Pad cena štampača je doveo do toga da svaka kuća koja ima računar, ima i štampač. Postoje razni modeli. Vecina ljudi danas ih deli na crno-bele i štampače u boji. Po načinu rada, štampači se dele u tri vrste: 1. 2. 3.
Matrični Ink-Jet Laserski
Matrični štampači (poznatiji kao iglični) polaku nestaju. Oni rade po proncipu iglica, koji preko trake ostavljaju otisak na papiru. Spori su i veoma bučni, ali su robusni i dugovečni, pa su se zato održali do današnjeg dana. Ink-Jet štampači- su najzastupljeniji u domaćinstvima zbog svoje niske cene. Njihova cena nije bez razloga tako niska. Danasnji Ink-et štampači nisu predviđeni za konstantnu upotrebu, prvenstveno zbog malog kapaciteta kertridža sa mastilom, ali i zbog nežnog mehanizma koji ih pokreće. Tu veliku ulogu igra i cena samih kertridža, koja često prelazi cenu samog štampača. Otisci koje prave su kvalitetni za kućnu upotrebu, ali nisu dovoljno dobri za profesionalnu upotrebu. Laserski štampači su skuplji od Ink Jet štampača. Ali imaju mnogo bolji kvalitet otisaka, vecu brzinu štampanja, duži radni vek i toneri sa bojom im traju duže. Oni su više za profesionalnu upotrebu. Foto Stampači su nešto najnovije na tržistu. U pitanju su Ink jet štampači sa foto kertridžom , koji mogu da štampaju fotografije direktno sa fotografskih aparata ili sa memorijskih kartica. To su korisne spravice, ali još uvek skupo rešenje u odnosu na izradu fotografija u fotografskoj radnji. Što se tiče nekih poznatih firmi kod nas su najzastupljenije HP, EPSON, CANON, LEXMARK. Što se kvaliteta tiče razlike međju njima su sitne. Svaka od njih ima svoje prednosti i mane.
3. Matrični štampači 3
Osamdesetih godina prošlog veka matrični štampači su predstavljali revoluciju tehnike kancelarijskog i kućnog štampanja. I pored ekspresnog razvoja laserskih ink-jet štampača i njihove brzine i savršenosti, matrični štampači su ostali nezamenljivi u nekim delatnostima. Pored toga, ni cena više nije na strani matričnih štampača, pa se danas za cenu jednog matričnog može kupiti nekoliko ink-jet ili jedan kvalitetni laserski štampač. Ali u bankarstvu, finansijama, računovodstvu, farmaciji i drugim sličnim delatnostima, matrični štampači su osnova kancelarijskog poslovanja, odnosno svuda gde je potrebna brza, jeftina i pouzdana štampa. Kvalitet štampe nikada nije bio impresivan, ali kada su se cena i trajnost uzimali u obzir, ovi štampači su dugo predstavljali najbolji izbor. Ni sama pojava inkjet i laserskih štampača pre desetak godina nije ih mnogo ugrozila, ali veliko omasovljenje i pojeftinjenje ove dve tehnologije u poslednjih nekoliko godina – jeste. Razlozi su očigledni: iglična tehnologija davno je dostigla maksimum i poslednjih nekoliko godina nimalo ne napreduje. S druge strane, inkjet i laserski štampači napreduju svakim danom sve više, pa danas njihov kvalitet i brzina štampe daleko prevazilazi matrične štampače. Zanimljivo je da su linijski matrični štampači u mogućnosti da odštampaju preko 2000 linija teksta u minuti. Epson i Okidata su najveći proizvođači kompjuterskih matričnih štampača. Epson je najveći proizvođač matričnih štampača, sa širokom ponudom jeftinih, brzih, pouzdanih i trajnih uređaja. Ova vrsta štampe i dalje ima svoju primenu, naročito kada su u pitanju niski troškovi štampe, velika brzina ili štampanje više istovetnih kopija, na višeslojnom papiru. Matrični štampač proizvodi Slika 4. Izvor: Yourdictionary.com otisak udarajući iglicama u mastiljavu traku postavljenu između glave i papira oni formiraju sliku pomoću kolone od 9, 18 ili 24 iglice koje udaraju u traku sa mastilom kako bi na papiru ostavile otisak. Slova se, dakle, sastoje od tačkica pa njihova čitljivost uvek teži da bude neprijatno slaba što je računarskoj obradi teksta donelo slabu reputaciju - i dalje ćete na tržištu naći knjige koje su pripremane na matričnom štampaču što sa estetske strane deluje izrazito loše. Tačkasta struktura slova se, naravno, manje primećuje ako su tačke gušće raspoređene što znači da štampači koji imaju više iglica nude kvalitetniji ispis.Veoma su spori i bučni, ali su robustni i 4
dugovečni, pa su se zato i održali do današnjih dana. Pošto se za pravljenje ostiska koriste iglice, pomoću ovih štampača mogu se lako štampati i tekst i grafika, ali je kvalitet otiska relativno loš. Pošto udarni štampači zapravo udaraju u papir, danas se najviše koriste za brzo štampanje dokumenata sa više listova. Deo matričnog štampača u kome se nalaze iglice i koji je odgovoran za otisak zove se glava štampača. Glava štampača je pokretna i kreće se vodoravno sa jednog kraja papira na drugi. Glava se sastoji od iglica debljine od 0.18 mm do 0.36 mm smeštenih u telo glave. Iglice su poređane u uspravni red gusto jedna iznad druge, a usmerene su normalno na površinu papira. Prolaze kroz vođice koje ih usmeravaju, a mogu se pokretati prema papiru i nazad. Svaka od iglica povezana je sa jednim pogonskim elektromagnetom koji pod delovanjem električnog impulsa može tu iglicu pomerati. Iglice su međusobno nezavisne odnosno mogu se pomerati svaka za sebe. Delovanjem elektromagneta iglice se velikom brzinom kreću prema papiru.
Slika 5. Izvor: TalkTalk ENCYCLOPAEDIA, Yourdictionary.com
Broj iglica u glavi određuje maksimalni broj tačaka koje glava može otisnuti u jednom položaju. Proticanjem struje kroz elektromagnete glave struja greje glavu, a to grejanje pri dugotrajnom neprekidnom radu štampača može biti znatno. Vrhovi iglica se nakon velikog broja otisaka zatupljuju i oštećuju, pa je tada kvalitet ispisa slab i potrebno je zameniti glavu. Štampači koji imaju 9-pinsku glavu su, u globalu, jeftini, brzi, jednostavni za upotrebu, jeftini za održavanje i veoma široko rasprostranjeni. Korisniku je ostavljena mogućnost da uspori ispis na nekih dvadesetak znakova u sekundi poboljšavajući otisak svaki se red ispisuje po dva puta uz mikroskopsko pomeranje papira pa se stiče utisak da 5
je matrica tačaka koja određuje svaki znak bitno povećana (npr. 24*16). Na ovaj način nastaje takozvani NLQ ili Near Letter Quality (blisko pisaćoj mašini) ispis. Jedna od karakteristika koje su učinile matrične štampače popularnima je grafika i računarska slika se sastoji od tačkica što znači da je možete preneti na papir! Rezultati ovakvih primena nisu, na žalost, baš idealni. Veće zatamnjene površine nisu ravnomerne, traka se prebrzo troši a glava sa iglicama postepeno propada. Traka natopljena bojom (ribbon), preko koje iglice ostvaruju vidljiv ispis na papiru, potrošni je deo štampača i treba je menjati nakon određenog broja ispisa. Mnogo češća primena grafike je definisanje karaktera - svakome su potrebna naša latinična slova a ponekome i specijalni simboli koje proizvođači nisu uvrstili u set znakova. Zato svi matrični štampači poseduju kontrolne kodove kojima se menja oblik nekih znakova prema potrebama korisnika. Promena, naravno, traje samo dok je štampač uključen. Prvi 24-pinski štampači su nastali mnogo godina posle 9-pinskih, kada je minijaturizacija komponenti omogućila da se 24 iglice stave na prostor koji je nekada zauzimalo njih 9. Glava 24-pinskog štampača ima 24 iglice ali su one raspoređene u dve veoma bliske kolone od po 12 iglica. Desna kolona je malo smaknuta u odnosu na levu što znači da su iglice raspoređene u cik-cak. Rastojanje između pina 1 i pina 24 je jednako rastojanju između prvog i devetog pina na starim modelima što znači da je veličina slova jednaka; bitno su povećane rezolucija, kvalitet otiska, brzina ali na žalost i cena. Matrični štampači su svoj razvoj uglavnom završili kada su dobili glavu s dvadeset četiri iglice, a poboljšanja su bila softverske prirode i u brzini rada. Matrični štampači se koriste u slučajevima kada je bitan veliki radni vek sa minimalnim troškovima eksploatacije, po kvalitetu štampe zaostaju za ostalim vrstama štampača, mada u slučajevima u kojima se koriste to nije toliko bitno. Cena je slična kao cena laserskih štampača, s’tim da je cena zamene ribona (trake) gotovo simbolična. Matrični štampač pripada grupi štampača koji otisak ostvaruje udarcem. Buka koju pritom proizvodi matrični štampač, nikako nije zanemarljiva i u prostoriji u kojoj se nalazi može ozbiljno ometati rad.
4. Ink-jet štampači Po svom načinu rada, ink-džet (ink-jet) štampači najviše podsećaju na plotere. Sistem valjaka pomera papir po uzdužnoj osi, dok se glava kreće po poprečnoj. Glavna razlika je što inkjet štampači ne koriste pero za ostavljanje traga na papiru, već za to koriste glave koje papir precizno „bombarduju” kapljicama mastila (zbog čega su dobili nadimak „pljuckavci”). Kapljice boje veoma su male zapremine, kod modernih vrhunskih štampača svega nekoliko pikolitara (milijarditih delova mililitra). Ovakav način rada 6
omogućio je korišćenje više mastila odjednom, kao i nisku cenu proizvodnje, što je za posledicu imalo spuštanje kolor štampe u krugove običnih korisnika. Za tipičan inkjet štampač možemo reći da se sastoji iz sledećih delova: napajanje, skladište za papir, sistem za uvlačenje papira, interfejs, kontrolna kola, sklop glave i kertridž. Uloga napajanja je jasna. Isto možemo reći i za skladište papira i sistem za njegovo uvlačenje, koji su zaduženi za ravnomerno pomeranje papira po uzdužnoj osi. Ovakav sklop štampača sastoji se iz preciznog koračnog motora koji preko zupčanika pokreće sistem valjaka. Upravljanje radom štampača je posao kontrolnog kola, koje putem interfejsa za povezivanje sa računarom dobija instrukcije o radu i podatke koje treba odštampati. Kontrolno kolo štampaču daje potpunu autonomiju da izvede mehanički deo štampanja. Glava štampača se pomera pomoću preciznog koračnog motora i zupčastog kaiša. Kako bi se njena pozicija stabilizovala, glava klizi po metalnoj šipki. Po načinu formiranja kapljica, tri su osnovne vrste inkjet štampača: termički (BubbleJet), vibracioni (piezoelektrični) i kontinualni.
4.1. Termički Najpopularniji i najjeftiniji princip je termički, koji su izmislili Canonovi inženjeri 1977. godine. Glava ovakvih štampača sastoji se od matrice mlaznica u kojima su smešteni električni grejači (slika 6). Grejač zagrevanjem mastila u mlaznici formira mehur koji svojim širenjem iz mlaznice prosto katapultira kapljicu. Nakon toga grejač se gasi a mehur smanjuje, što usled kapilarnog efekta dovodi do ponovnog punjenja mlaznice mastilom. Zbog formiranja mehura, štampače koji koriste ovaj metod rada Canon je nazvao BubbleJet. Tipična glava BubbleJet štampača sadrži više stotina, pa i hiljada mlaznica koje mogu da ispuste mastilo istovremeno.Odštmpana Od poznatih proizvođača, ovu tehnologiju koriste Canon, Hewlett-Packard i Lexmark i ona je najčešće u upotrebi kod najjeftinijih, kućnih štampača. Glavna ograničenja BubbleJet štampača su mogućnost korišćenja isključivo mastila rastvorljivih u vodi.
7
Slika 6: Izvor: Findpassword.net
4.2. Vibracioni (Piezoelektrični) Drugi princip je vibracioni, izmislio ga je Epson i najčešće se koristi kada su u pitanju štampači namenjeni profesionalnoj upotrebi. Na kraju svake mlaznice u glavi Gornja vibracionog štampača nalazi se Piezo element, debljine oko 1μm piezoelektrični element koji je povezan na izvor električnog Donja napona. Osnovna osobina Vibraciona piezoelektričnih kristala jeste da se pločica, debljine oko promenom njihove zapremine na krajevima kristala javlja električni napon, ali i da električni napon na Rezervoar mastila krajevima kristala izaziva promenu Mlaznica njihove zapremine. Uloga piezoelektričnog elementa jeste da Slika 7. Izvor: global.epson.com pod dejstvom napona poveća svoju zapreminu i time potisne kapljicu mastila iz mlaznice. Po nestanku napona, kristal se vraća u prvobitno stanje i mlaznica se usled kapilarnog efekta ponovo puni mastilom. Glave vibracionih štampača nešto su skuplje u odnosu na glave BubbleJet štampača, ali nude par posebnih pogodnosti – mogu koristiti više vrsta mastila, izdržljivije su i ekonomičnije koriste mastilo. 4.3. Kontinuinirani 8
Inkjet štampači sa kontinualnim mlazom predstavljaju najstariji vid ovakvih štampača. Njihova primena je ograničena, ali je njihov princip rada vredan pomena. Naime, mastilo se pod visokim pritiskom kroz mikroskopsku mlaznicu raspršava u kapljice. Piezoelektrični kristal, koji se ponaša kao izvor ultrazvuka, izaziva formiranje kapljica u pravilnim vremenskim intervalima. Mlaz kapljica potom prolazi kroz promenljivo električno polje koje ih po potrebi naelektriše. Naelektrisane kapljice posle toga prolaze kroz drugo električno polje, koje im u zavisnosti od njihovog naelektrisanja menja putanju i usmerava ih na različite delove podloge za štampanje. Ovaj sistem štampanja otporan je na začepljenja, može da koristi izuzetno agresivna mastila, pruža veliku brzinu štampanja i omogućava štednju mastila jer svaka nenaelektrisana kapljica može da se reciklira.
4.4. Tehnološka ograničenja Ako je niska cena glavni adut inkjet štampača, njihove najveće mane su cena u eksploataciji, kao i relativno kratak radni vek. Dok je cena štampača u eksploataciji velika prvenstveno zbog cene mastila, drugi problem daleko je ozbiljniji. Naime, pošto se glave štampača sastoje iz velikog broja mikroskopskih mlaznica kroz koje mastilo ne teče stalno, dešava se da se pojedine mlaznice zapuše usled sušenja mastila. Kako bi se ovo izbeglo, gotovo svi inkjet štampači poseduju neku vrstu zaštitnog sistema i sistema za čišćenje. Kada se glava ne koristi, naslonjena je na gumenu podlogu koja treba da zapuši mlaznice i spreči sušenje mastila. Drugi vidovi prevencije i sanacije zapušavanja su redovno „produvavanje” mlaznica specijalnim rastvaračem, kao i kompresovanim vazduhom. Ovo je dovelo do nekoliko filozofija izrade inkjet štampača. Neki štampači imaju fiksnu glavu, kod nekih je glava smeštena u kertridž i menja se zajedno sa njim, a neki štampači imaju i posebne izmenljive glave. U štampače sa fiksnom glavom najčešće spadaju piezoelektrični štampači, pre svega zbog cene glave, ali i zbog činjenice da fiksna glava omogućava veću preciznost u štampi, što ovaj sistem čini čestim u industrijskoj primeni. Izmenljive glave najčešće imaju BubbleJet štampači, iako ovakav način rada povećava cenu potrošnog materijala. Niska cena izrade glave ovaj metod ipak čini isplativim, jer se u slučaju začepljenja mlaznica ne mora baciti ceo štampač. Osnovna mana ovakvih štampača je mala preciznost glave. Srednje rešenje ujedno je i najređe. Kod nekih štampača, glava i kertridž su nezavisni i mogu se menjati po potrebi. Potrošni materijal je jeftin, ali je preciznost glave mala. 9
5. Laserski štampači Potomci najobičnije mašine za fotokopiranje predstavljaju najčešće štampače u kancelarijskom okruženju, a često se sreću i u domovima običnih korisnika. Osnovna prednost laserskih i LED štampača (zbirno – elektrofotografskih, EF štampača) u odnosu na njihove inkjet i matrične srodnike jeste brzina. Dok najjeftiniji kućni štampači mogu bez problema da štampaju 14–20 strana u minutu, profesionalni uređaji mogu da postignu brzine i više od 200 strana u minutu. Međutim, brzina nije sve – elektrofotografski štampači takođe su i pouzdaniji, jeftiniji u eksploataciji, daju bolji kvalitet otiska i spadaju u „svaštojede” pošto mogu da štampaju na širokom spektru podloga. Kombinovano, ove osobine čine ih idealnim rešenjem za jeftino štampanje velike količine teksta i grafike, kao i za primenu kriptografskih metoda potvrde autentičnosti preko žigova i elektronskih potpisa štampanog materijala. Veća pouzdanost i brzina EF štampača u odnosu na njihove mastiljave srodnike potiču pre svega od jednostavnosti mehanizma štampanja. Gotovo čitav mehanizam prosečnog EF štampača sastoji se iz valjaka između kojih prolazi papir. Tu pre svega izdvajamo štampajući valjak, elektrišući valjak i valjak za fiksiranje. Uz njih ide i nekoliko pomoćnih valjaka koji služe za vođenje papira i regulaciju pritiska drugih valjaka na papir. Kod laserskih štampača raspoznaje se i sistem otklona laserskog zraka (rotirajuće ogledalo). 5.1.
Delovi štampača
Na osnovu prethodnog teksta jasno je da su laserski štampači uređaji koji se sastoje iz većeg broja složenih komponenti koje, jedna za drugom, učestvuju u stvaranju konačnog štampanog materijala. Kako bi samo objašnjenje interesantnih procesa koji se pri tome događaju bilo jasnije prvo će biti navedeni i opisani svi bitni podsklopovi. RIP ili "raster image procesor" je "mozak" svakog štampača i često je hardverski kvalitetniji od procesora samog računara. Kod velikih sistema za digitalnu štampu to je posebna računarska jedinica koja u zavisnosti od kvaliteta implementiranog softvera može da košta i preko 20000 EUR. Ipak, kada govorimo o kućnim i kancelarijskim uređajima podrazumeva se da je RIP sastavni deo štampača koji dobijene podatke za štampu obrađuje i pretvara u matricu sitnih tačaka pogodnu za iščitavanje od strane kontrolnog sklopa laserske jedinice štampača. 10
OPC bubanj (eng. "OPC drum") je komponenta valjkastog oblika presvučena tankim organskim optički elektroaktivnim slojem (OPC-"organic photoconductivity") koji ima osobinu da se odgovarajućim svetlosnim pobudama može lokalno nalektrisati pozitivnim ili negativnim naelektrisanjem. Uz njega se, na starijim modelima, u svrhu početnog naelektrisanja uvek pojavljuje i korona ("corona wire"), dok je na novijim modelima štampača ulogu prednaelektrisanja OPC bubnja preuzeo PCR valjak (PCR – "primary charge roller"). Prilikom procesa štampanja OPC bubanj rotira oko svoje uzdužne ose i tačke na njegovoj površini prvo prolaze pored korone ili PCR valjka koji ih (uobičajeno) naelektrišu pozitivnim naelektrisanjem. Nakon toga ovako pripremljenu površinu obasjava precizno kontrolisan laserski svetlosni snop koji se usmerava tačno u one tačke koje je neophodno negativno naelektrisati da bi se konačno na pozitivnoj pozadini dobila negativnim naelektrisanjima formirana slika dokumenta koji treba odštampati. Laserska jedinica sa rotacionim ogledalom je sklop zadužen za stvaranje laserskog snopa i njegovo usmeravanje u željenu tačku. Sam laserski izvor generalno nije teško proizvesti ali je zato sistem kojim se laserski snop prelama i veoma definisano usmerava ka površini OPC bubnja najkomplikovanija i najskuplja hardverska komponenta u štampaču. To postaje još jasnije nakon spoznaje da se od tog sistema, pri rezoluciji štampanja od 1200 dpi, očekuje da pomoću jednog laserskog zraka može definisati do 500 tačaka po 1 dužnom cm, i to sve brzinama koje ponekad zahtevaju da se obasjava i do 8 miliona tačaka u sekundi. Ovakva vratolomija se postiže jednim rotacionim Slika 8. Izvor: howstuffworks.com ogledalom čije pokretanje umnogome podseća na rad rotacionih kugli u disko klubovima, pri čemu je optičko-mehanički sistem primenjen u laserskom štampaču neuporedivo manji, brži i inteligentniji. Neki proizvođači problem kompleksnosti laserske jedinice rešavaju upotrebom LED nizova koji po celoj širini štampanog materijala imaju gusto raspoređene diode (za 1200 dpi to bi značilo upotrebu 500 dioda po 1 cm dužine). Uprkos velikom broju 11
potrebnih dioda ovo je znatno jeftinije i jednostavnije rešenje koje je, usled fiksne rezolucije štampe, trenutno inferiorno u odnosu na rešenje sa laserskom jedinicom. Skladište za toner prah u sebi sadrži određenu (uvek previše malu) količinu tonera koji konačno i formira otisak na papiru. Ovaj prah je mešavina izuzetno sitnih čestica odgovarajućeg pigmenta i plastike i pri tome je pozitivno naelektrisan. Sklop za ujednačeno raspoređivanje toner praha pred njegovo nanošenje na OPC u srpskom jeziku zove se, naravno, diveloper jedinica ("developer unit"). Sastoji se od metalnog valjka, manje količine negativno naelektrisanih magnetnih čestica ("developer") i gumenog brisača ("doctor blade"). Osnovna uloga ovog dela je da pomoću negativno naelektrisanih magnetnih čestica, kao posrednika, metalni valjak presvuče tankom slojem toner praha čija se debljina reguliše gumenim brisačem montiranim na veoma maloj udaljenosti od površine samog valjka. Fjuzer ("fuser") je još jedan deo teško prevodivog imena koji se sastoji od dva paralelna, blisko postavljena valjka presvučena teflonom. Svrha ovog sklopa je da kao poslednja karika u lancu štampanja zagrevanjem izvrši topljenje plastične komponente toner praha čime se taj prah konačno vezuje Slika 9. Izvor: howstuffworks.com (fiksira) za papirnu podlogu. Temperature koje se tada postižu ponekad premašuju i 200 ºC i jedino što sprečava papir da se tom prilikom ne zapali je relativno velika brzina prolaza stranice između vrelih valjaka. Posledica ovog postupka je da je tek odštampan dokument uvek vruć.
Princip rada snova celog postupka laserskog štampanja počiva na statičkom elektricitetu i njegovoj osobini privlačenja ili odbijanja čestica u zavisnosti da li su naelektrisane električnim nabojima istog ili suprotnog znaka. Tehnika se naziva kserografija (od grčkih reči kseros – suvo i grafos – pisanje), a takođe je poznata i pod imenom elektrofotografija. Tehnologija je izuzetno stara, izmislio ju je Čester Karlson (Chester Carlson) davne 1938, a prvi put je uspešno implementirana u automatsku mašinu 1971. godine u razvojnoj laboratoriji kompanije Xerox. U varijanti namenjenoj EF štampačima, ova tehnologija štampanja sastoji se iz sedam koraka. Prvi korak je rasterizacija (slika 10). Format u kojem računar šalje podatke može biti HP-ov PCL (Page Control Language), Adobeov PS (PostScript), kao i običan tekst. Uloga jezika kao što su PCL i PS jeste da računar putem niza komandi predstavi štampaču sliku koju treba da odštampa. Ovo je neophodno kako bi se izvršilo prilagođavanje slike procesu štampanja jer štampač mora na osnovu zadatih parametara O
12
rada sam da uveliča sliku i razmesti njene elemente. Ovi su jezici, takođe, omogućili i veću slobodu pri štampanju teksta, jer uz pojavu TrueType i drugih vektorskih formata fontova tekst može da se štampa u proizvoljnim veličinama, bez promene kvaliteta. Ovako dobijena stranica predaje se na obradu rasterskom procesoru (Raster Image Processor, RIP) koji vektorski zapis slike pretvara u bitove rasterske slike koje smešta u memoriju štampača. Pošto EF štampači spadaju u tzv. stranične štampače, cela stranica mora najpre da se smesti u memoriju kako bi štampanje moglo da počne. Sledeći korak je naelektrisavanje valjka za štampanje (slika 10). Valjak za štampanje izrađen je od fotoosetljivog materijala koji je u stanju da zadrži naelektrisanje dok je u mraku. Naelektrisavanje valjka nekada se vršilo koronom uz pomoć provodnika pod velikim naponom koji izaziva jonizovanje vazduha, pa samim tim i pojavu slobodnih elektrona. Moderni štampači umesto žice koriste poseban valjak kako bi bolje iskoristili produkte jonizacije i samim tim smanjili potrošnju električne energije, kao i emisiju ozona koja spada u negativne karakteristike EF štampača. Sledeći korak je ispisivanje. Naelektrisani valjak se selektivno osvetljava izvorom svetlosti. Osvetljavaju se samo delovi valjka koji pripadaju belinama na papiru, time se sa ovih delova valjka uklanja naelektrisanje. Laserski štampači za proces ispisivanja koriste lasersku diodu čiji se snop Slika 10. Izvor: howstuffworks.com moduliše binarnom predstavom rasterske slike iz memorije štampača. Putem posebnog rotirajućeg ogledala, laserski snop se projektuje po uzdužnoj osi valjka i tako formira pojedinačne linije slike, dok se za obezbeđivanje linearnosti koristi posebno sočivo. Alternativa laseru su LED štampači, koji za ispisivanje koriste matricu svetlosnih dioda. Ovaj sistem je jeftiniji, ali ima nižu rezoluciju. Ovako pripremljen valjak spreman je za razvijanje slike. Razvijanje se sastoji u prenosu tonera na 13
štampajući valjak. Za ovo se koristi poseban tonerski valjak koji zahvata prah iz tonerske kasete i daje mu naelektrisanje suprotno naele-ktrisanju štampajućeg valjka. Sa tonerskog valjka, usled različitog pola naelektrisanja, toner ravnomerno prelazi na štampajući valjak. Kako bi razvijanje bilo efikasnije, prah u tonerskoj kaseti ne sadrži samo toner („čađ” kod crno-belih štampača), jer on nema pogodna električna svojstva. Kako bi naelektrisavanje tonera bilo pouzdanije, on se vezuje za čestice smole (obično kalofonijuma, mada se koriste i plastične mase sličnih osobina) koje se mogu dovoljno jako naelektrisati. Nakon razvijanja, odvija se proces transfera. Valjak sa tonerom prelazi preko papira koji je ranije naelektrisan istom vrstom naelektrisanja kao i štampajući valjak, ali većeg intenziteta, i na njemu ostavlja toner. Kod većine štampača, za potrebe transfera se pored štampajućeg valjka koristi još jedan valjak da bi se pritisnuo papir. Štampajući valjak se potom razelektriše, što sa njega ujedno uklanja zaostali toner (koji se reciklira), Slika 11. Izvor: howstuffworks.com čime valjak postaje spreman za ponovno naelektrisavanje. Nakon transfera, na red dolazi i poslednji korak – fiksiranje. Prah nanesen u prethodnom koraku nije postojan i lako se skida sa papira, zbog toga ga je potrebno fiksirati za papir. Ovaj postupak se u principu svodi na peglanje. Papir sa tonerom prolazi između još jednog para valjaka. Gornji valjak, koji je presvučen teflonom, u sebi ima grejač i zatapa smolu zajedno sa tonerom u papir. Snagom grejača moguće je upravljati, kako bi se štedela električna energija. U podešavanjima HP štampača opcija za to ima naziv Econo mode i njeno uključivanje rezultuje nižim kontrastom slike. Naravno, kao i kod svih tehnologija, izvedba samih uređaja podložna je velikom broju varijacija u cilju ostvarivanja većeg kvaliteta, brzine ili niže cene. Prva varijacija koju je omogućila elektrofotografija jeste paralelno odvijanje pojedinih koraka. Pošto je mali deo površine štampajućeg valjka u kontaktu sa papirom, moguće je u isto vreme obavljati gotovo sve korake ovog procesa na različitim delovima valjka. Rezultat ovakvog pristupa je velika brzina štampanja, ali i male dimenzije uređaja. Kod jeftinijih EF štampača uobičajena pojava je da štampajući valjak bude smešten u samoj tonerskoj kaseti, pošto i sam predstavlja potrošnu robu. Ovo toner kasete čini izuzetno pogodnim za recikliranje jer je pored dopune praha moguće po potrebi menjati i sam valjak. Međutim, najbitnija varijacija svakako je laserski štampač u boji. Ovi štampači koriste tehniku ofset štampe i zapravo predstavljaju kombinaciju četiri mehanizma od kojih svaki štampa jednu boju (CMYK sistem). Kako bi se boje što bolje uklopile („upasovale”), umesto štampajućeg valjka često se koristi kaiš na koji se precizno nanose 14
toneri svih komponenata boje, a on potom zajedno sa papirom prolazi između posebnih valjaka za transfer.
6. Ploteri Ploter je uređaj za izradu crteža velikog formata. Ploteri sa perom crtaju pomerajući pero preko povšine papira. To znači da su ograničeni na ispisivanje linija a ne rasterskih grafika kao što je to slučaj sa štampačima. Ploteri sa perom mogu crtati složene crteže, uključujući i tekst, ali to radeo veoma sporo zbog mehaničkog pomeranja pera. Ne mogu stvoriti velike pune površine već mogu iscrtati više linija veoma blizu jedna drugoj i na taj način popuniti veću površinu. Prvi ploteri su radili tako što bi se papir postavio na valjak koji bi ga pomerao po Y osi, dok bi se pero pomeralo po X osi. Kasnije su se pojavili ploteri kod kojih je papir bio fiksiran dok bi se pero kretalo po X i Y osi. Ovaj princip nije zaživeo jer je bio potreban ogroman prostor za smeštanje tih uređaja, jer je postolje za papir moralo biti iste veličine kao i papir. Ploteri sa perom su potisnuti iz upotrebe pojavom inkjet štampača velikog formata, koji se danas nazivaju ploterima. Njihova velika prednost je to što nisu ograničeni na linije, već bez problema mogu štampati rasterske fotografije. Brzina štampe veoma je velika u odnosu na plotere sa perom. Kvalitet je daleko bolji nego ranije a kolor štampa je uprošćena i uobičajena, jer se ne mora menjati pero za svaku pojedinačnu boju. Sistem štampe je veoma sličan ranijim ploterima, inkjet glava se pomera po X osi dok se papir pomera po Y osi. Jedino ograničenje u veličini papira odnosi se na širinu koja zavisi od širine samog plotera. Dužina papira, teoretski, može biti beskonačna.
7. Termalni štampači
Slika 12. Izvor: ppscad.co.uk 15
Termalni štampač proizvodi sliku selektivno zagrevajući specijalni, termohromatski papir (ili termički papir) koji pocrni pri zagrevanju. Glava termalnog štampača ima matricu čiji se delovi mogu nezavisno zagrevati. Rezolucija ovih glava može biti i do 400DPI (dots per inch). Najčešće su crno beli, ali postoje i dvobojni koji najčešće ispisuju crni u crvenu boju. Dve različite boje se postižu tako što se papir greje na dve različite temperature, jedna za crnu a druga za crvenu boju. Za štampu u dve boje potreban je i specijalan papir sposoban da proizvede dve različite boje. Najčešće se primenjuju u fiskalnim štampačima, bankomatima, medicinskim uređajima. Veoma su tihi i dosta brzi, nemaju nikakvo održavanje jer nemaju mastilo.
Slika 13. Izvor: myposprinter.com
8. Zaključak
Neverovatan napredak je zabeležen poslednjih godina u oblasti razvoja štampača i samog procesa štampe, što je prvenstveno rezultat ogromne potraženje za svim vrstama printera. Najdalje su otišli mlazni štampači, koji u biti imaju i najviše prostora za usavšavanje. Na prvom mestu odlikuje ih mogućnost korišćenja više različitih kertriža i laka manipulacija softverskim rešenjima. Pored pomenutih, ključ njihovog napredka leži i u rezoluciji koja se iz godine u godinu povećava, pa tako već sada imamo printere A4 formata koji koriste rezolucije od preko 5000 dpi. S druge strane, važno je napomenuti da su oni za razliku od drugih rešenja znatno jednostavniji za rukovanje - poseduju displeje, jednostavne kontrolne panele i po dimenzijama su jako skromni. Isto tako, prostor za razvoj novih patenata je kod njih mnogo veći u poređenju sa laserskim jedinicama. 16
E sada ono ključno pitanje - Kuda idu dalje mlazni printeri? Prema procenama velikih svetskih stručnjaka, inkjet štampači će i dalje ostati dominantni kada je kućna primena i štampanje fotografija u pitanju. Relativno jeftina cena njihove ekspolatacije i sve povoljniji otisak koji nude sigurno će ih još duži vremenski period održati na poziciji gde se sada nalaze. Njihov dalji napredak zavisi će na prvom mestu od potreba potrošača, a kao što smo konstatovali prostora ima više nego dovoljno. Naša mišljenja su da će se pored konstantnog povećanja rezulucije, veliki napredak kod njih odigrati i na polju brzine štampe, kao i na samim prenosnim mehanizmima, koji u velikoj meri znaju da budu njihov kamen spoticanja. Doći će i do još veće podele među njima, naročito kod foto-inkjet modela, koji su zabeležili rekord po prodaji u protekloj godini. Mnogi analitičari tvrde a će nakon više od 40 godina razvoja, laserska štampa doživeti procvat u smislu prihvatanja od najšireg kruga potrošača. Iako mnogima ovo zvuči malo čudno, to je ipak istina. Zašto? Primetno je neverovatno pojeftinjenje laserskih mašina, kao što je MF (Multi-Funkcionalna) jedinica zasnovana na kolor laser otisku, koja se krajnjim kupcima nudi po ceni od nešto preko 15.000 dinara. To sve jasno govori i ide u prilog laserima, ali kao što smo rekli njihova jedina boljka je manipulacija štampom po CMYK modelu, koja bi tek u nekom doglednom (daljem) vremenskom periodu mogla da se promeni. Dok se to ne dogodi, ovaj vid štampe će i dalje biti nezamenljiv za preduzeća i pojedince sa povećanim dnevnim i mesečnim obimom tekstualne i grafičke štampe. Laseri svakako imaju veliki prostor za unapređenje, pogotovo na polju povećanja brzine i produkcije, pa u kraćem vremenskom periodu očekujemo rapidan napredak na tim poljima. Štampaće se bukvalno u okviru jedne sekunde, a broj materijalizovanih otisaka bi mogao biti udvostručen. Nakon ovog prvog kraćeg pripovedanja o printerima i njihovom razvoju i istorijatu ujedno smo sasvim sigurni što se tiče sadašnjosti i budućnosti - došlo je vreme brze i jeftine štampe.
9. Literatura [1] [2] [3] [4] [5] [6] [7] [8] [9] [10]
http://www.benchmark.rs http://computer.yourdictionary.com http://www.talktalk.co.uk http://findpassword.net http://www.inkjet-cartridge-source.com http://duraklin.com http://global.epson.com http://computer.howstuffworks.com http://ppscad.co.uk http://www.myposprinter.com
17
