Vývoj tlačiarní
Tlačiareň je výstupné zariadenie prioritne pripojiteľné k počítaču, určené na tlač predovšetkým papierových dokumentov. Niektoré novšie tlačiarne sú tiež schopné samostatnej činnosti bez pripojenia počítača (priamou tlačou z pamäťových kariet, usb kľúčov alebo priamo z fotoaparátu). Niektoré tlačiarne sú spojené so scannerom alebo faxom. Preto poznáme tlačiarne s označením 3v1 (tlačiareň, kopírka a scanner) alebo 4v1 (tlačiareň, kopírka, scanner a fax). Špecifickým druhom tlačiarní sú tzv. 3D tlačiarne, ktoré nevytvárajú plošný obraz, ale produkujú priestorové "výtlačky".
Typy tlačiarní.
1. Ďalekopis
Historicky prvým druhom tlačiarne ktorá bola pripojená k počítaču bol ďalekopis (resp. jeho „tlačiaca“ časť), čo je vlastne upravený písací stroj s elektricky ovládanými typovými pákami.
Ďalekopisný stroj alebo ďalekopis je zariadenie s klávesnicou, ktoré sa najmä do 90. rokov 20. storočia používalo na prenos textu bežnými telekomunikačnými vedeniami. Ďalekopis má formu elektrického písacieho stroja - obsahoval bežnú klávesnicu, na ktorej sa písal odosielaný text, a prijímaný text bol automaticky písaný na papier pomocou elektricky poháňaných typových pák. Krátky text prenesený ďalekopisom a doručený miestnou poštovou službou sa nazýval ďalekopis alebo telegram a používal sa okrem oznamovania súrnych správ aj na blahoželania k výročiam a pod.
2. Tlačiareň s typovým kolesom, guľovou hlavou
U týchto tlačiarní bola sústava typových pák nahradená kolesom resp. guľou so vzorom písmen po obvode či povrchu; alebo na výstupkoch rovnobežných s plochou kolesa (v tvare lupienkov kvetu. Zjednodušila sa tým mechanika stroja, keď koleso sa na aktuálne písmeno natáčalo jednoduchým elektromotorom.
3. Bubnové a reťazové tlačiarne
Tieto tlačiarne tlačili v jednom pracovnom cykle celý riadok znakov naraz (obvykle 80 až 132 stĺpcov) a dosahovali extrémne rýchlosti tlače (niekoľko desiatok strán za minútu). Kurióznym problémom, ktorý sa pri týchto tlačiarňach riešil, bol statický elektrický náboj, ktorý vznikal na rýchlo sa pohybujúcom papieri. Tieto tlačiarne boli tiež mimoriadne hlučné.
Bubnová tlačiareň mala sadu znakov (takú, že sa v sade vyskytovali všetky písmená abecedy a používanejšie písmená sa vyskytovali viackrát) usporiadané v kružniciach na povrchu bubna rotujúceho okolo horizontálnej osi. Reťazová tlačiareň mala podobnú sadu znakov na horizontálne sa pohybujúcej „reťazi“ z kovových segmentov obsahujúcich vždy niekoľko písmen. Oproti bubnu/reťazi sa vertikálne pohyboval textilný farbiaci pás šírky celého riadku a pás papiera rovnakej šírky. Za papierom bol oproti bubnu/pásu rad elektromagneticky ovládaných kovových „kladiviek“. V okamihu, keď sa na niektorej pozícii ocitlo správne písmeno, kladivko „udrelo“ a tým sa písmeno otlačilo na papier.
Výstup z týchto tlačiarní bol typický „rozskákanosťou“ písmen, a obvykle aj absenciou diakritiky.
4. Rastrové tlačiarne
Rastrové tlačiarne tlačia sústavu bodiek, ktoré tvoria výsledný tlačený obraz. Znaky (text) aj vektorová grafika sú tlačené po prevedení do rastrovej podoby (podobne ako u zobrazovacích jednotkách).
Niektoré rastrové tlačiarne (ihličkové, atramentové a niektoré termálne) tlačia na zvisle sa pohybujúci papier vodorovne sa pohybujúcou tlačovou hlavou, ktorá tlačí naraz niekoľko bodov umiestnených zvisle – obvykle sa tak dá vytlačiť jeden celý riadok textu pri jednom prechode hlavy. Iné tlačiarne (laserové a termálne) tlačia celý riadok bodiek naraz, t. j. tlačová hlava (ak je použitá – výnimka sú laserové tlačiarne) je široká a nepohyblivá.
Základné rozlíšenie („hustota“ tlače) je daná vzdialenosťou tlačiacich elementov na tlačovej hlave (resp. vzdialenosťou súčasne tlačených bodov) a krokom posuvu papiera. U niektorých tlačiarní je možnosť dosiahnuť moduláciou intenzity tlače bodov umiestnených na rozhraní čiernej a bielej plochy optický jav, keď tlačený objekt vyzerá akoby bol vytlačený tlačiarňou s väčším rozlíšením (podobný efekt ako pri renderingu farebných obrázkov). Niekedy sa podobná technika (v extrémnom prevedení spolu s napr. tlačením len vonkajších obrysov znakov a iných vypĺňaných plôch) využíva na úsporu farby/atramentu/toneru pri tlači, napr. pre predbežnú verziu dokumentu.
5. Ihličková tlačiareň
Ihličková tlačiareň tlačí pomocou súboru pohyblivých tenkých drôtov (ihličky), ktoré sú vysúvané elektromagnetom a otlačením cez farbiacu pásku vytvárajú body na. „Ihličky“ sú obvykle usporiadané zvisle a spolu s príslušnými elektromagnetmi tvoria tlačovú hlavu, ktorá je remeňovým mechanizmom posúvaná vodorovne pozdĺž papiera. Obvyklý počet ihličiek v hlave je 9 alebo 24 (čím viac ihličiek tým je väčšia hustota tlače). V minulosti sa vyskytovali aj netypické tlačiarne s jedinou ihličkou (kvôli cene, rýchlosť tlače bola pomalá); a so skupinou ihličiek usporiadaných do obdĺžnika (typicky 5x7), čo umožňovalo tlačiť celý znak naraz.
Nevýhodou ihličkových tlačiarní je relatívne malá rýchlosť a najmä vysoká hlučnosť. Pri opotrebovanej alebo vyschnutej farbiacej páske je aj zlá čitateľnosť.
Naopak, výhodou je pri použití kopírovacieho papiera príp. samokopírovacieho papiera možnosť tlačiť viacero kópií naraz resp. tlač do utajenej obálky. Výhodou sú tiež pomerne malé náklady na tlač, pomerne nízka cena tlačiarne, ustálená technológia (bez životnosť ovplyvňujúcich zjednodušení kvôli cenovým vojnám, a tiež sa nevyskytujú obchodné metódy ako je vynucovaný servis).
Aj keď sa v súčasnosti už ihličkové tlačiarne nepoužívajú pre bežné kancelárske aplikácie, stále majú svoje miesto najmä tam, kde je potrebné tlačiť viacero kópií naraz. Jednou z typických aplikácií je použitie v tlačiarňach registračných pokladní.
6. Atramentová tlačiareň
Atramentová tlačiareň niekedy nazývaná aj bublinková tlačiareň tlačí vystrekovaním kvapôčok tekutého atramentu, ktoré vytvárajú body na papieri. Atrament je vystrekovaný cez trysky prudkým ohriatím odporovým telieskom v malej komôrke, alebo ultrazvukom. Trysky sú usporiadané zvisle na tlačovej hlave, ktorá sa pohybuje vodorovne oproti zvisle posúvanému papieru. Tlačová hlava u termálne vystreľovaného atramentu býva obvykle integrovaná s nádržkou atramentu a menia sa spoločne, u ultrazvukových hláv býva hlava súčasťou tlačiarne a nádržka je oddelená. V atramnetových tlačiarňach sa používajú atramentové cartridge (kazety).
Atrament do nádržky je obvykle možné doplniť, tomuto sa však výrobcovia často bránia, keďže predaj náhradných hláv resp. nádržiek tvorí značnú časť ich zisku. Nádržka atramentu často obsahuje savý materiál (špongiu) a sústavou kapilárnych kanálikov je odvetrávaná kvôli vyrovnávaniu tlaku v nádržke s atmosférickým tlakom pri ubúdaní atramentu.
Po vytlačení určitého množstva stránok, pri ukončení tlače („vypnutí tlačiarne“) príp. prerušení tlače na dlhšiu dobu tlačiareň vykonáva čistiaci cyklus, keď po vysunutí hlavy do zvláštnej polohy najprv odstráni časť atramentu do zberača odpadového atramentu (obvykle spodné dno tlačiarne, obsahuje často savú hmotu (špongiu)) a potom trysky hlavy otrie, resp. pri ukončení tlače ich uzavrie (aby nedošlo k vyschnutiu), gumovým prípravkom.
Nevýhodou atramentových tlačiarní sú pomerne vysoké náklady na tlač a možnosť zaschnutia trysiek, ak sa dlhšiu dobu nepoužívajú. V dnešnej dobe trysky už tak nezaschýnajú ako kedysi. Dôvodom sú nové technológie a kvalitnejší a novší atrament.
Výhodou atramentových tlačiarní je nízka cena tlačiarne (aj keď mnohokrát skreslená taktikou vynucujúcou použitie pôvodných náplní, v ktorých je skrytá značná časť ceny samotnej tlačiarne), malé rozmery a hmotnosť, pomerne vysoké rozlíšenie.
Obvykle sa atramentové tlačiarne používajú na kancelársku tlač tam, kde sa tlačí malé množstvo dokumentov, príp. ako prenosná tlačiareň.
7. Potláčacia tlačiareň
Zvláštnym druhom atramentovej tlačiarne je trysková potláčacia tlačiareň.
Hlava tlačiarne je tvorená jedinou tryskou, ktorá však nie je v kontakte s potláčanou plochou a je od nej vzdialená aj niekoľko centimetrov. Tryska je kovová a je spojená so zdrojom vysokého napätia, takže kvapôčky atramentu vyletujúce z trysky sú elektricky nabité. Za tryskou nasledujú platne elektrostatického vychyľovania, ktoré vychyľujú kvapky v jednom smere v rozsahu niekoľkých bodov, pričom potláčaný materiál sa pohybuje druhým smerom. Takto je možné vytvoriť jeden riadok textu aj na nerovinných povrchoch. Kvapky sú obvykle väčšie, ako pri bežných atramentových tlačiarňach a tlačený text je len v hrubom rastri. Hlavným uplatnením tohoto spôsobu tlače je tlačenie dátumu a času výroby na výrobných linkách priebežne na každý kus výrobku – napr. v potravinárstve a pod.
8. Laserová tlačiareň
Laserová tlačiareň tvorí obraz vo forme elektrického náboja selektívnym vybíjaním pomocou modulovaného, rotujúcim či kmitajúcim zrkadlom rozmetaného laserového lúča premietaného na nabitý polovodičový valec. Tento obraz je prenesený pomocou čiastočiek pevného farbiva – toneru – na papier, kde je toner „zapečený“. V laserových tlačiarňach sa používajú laserové kazety (cartridge) napĺnené tonerovým prachom (tonerom).
Laserové tlačiarne sa vyznačujú vysokou rýchlosťou, výbornou kvalitou tlače a vysokou životnosťou so stredne vysokými nákladmi na tlač. Väčšinu nákladov tvorí toner, ktorý sa v niektorých druhoch tlačiarní vymieňa spolu s valcom v jednom puzdre, v iných druhoch je valec súčasťou tlačiarne a toner sa do tlačiarne dopĺňa (dosýpa).
Farebné laserové tlačiarne tvoria farebný obraz z troch alebo štyroch farebných tonerov postupným prechodom papiera viacerými samostatnými sústavami, alebo postupným prechodom cez jednu sústavu používajúcu v každom prechode iný toner. Cena farebnej tlače je však pomerne vysoká a kvalita je o niečo nižšia než u špeciálnych farebných atramentových tlačiarní.
Pri LED tlačiarňach je laser a rozmietacia sústava nahradená lineárnym poľom LED. Výhodou je o niečo vyššia rýchlosť tlače; potenciálne nižšia cena sa vďaka výraznej redukcii cien laserov v poslednej dobe neuplatňuje.
Výhodou laserových tlačiarní je rýchla a tichá tlač pri výbornej kvalite tlače (vysoké rozlíšenie).
Nevýhodou je pomerne vysoká cena tlačiarne. U modelov s „dosypaním“ toneru je výhoda nízkej ceny toneru vyvážená nižšou životnosťou danou opotrebením prakticky nevymeniteľného valca.
Laserové tlačiarne sú dnes najrozšírenejšie tlačiarne v kanceláriách so stredným a vysokým počtom tlačených strán.
9. Termálna tlačiareň
Termálna tlačiareň tlačí lokálnym zahriatím papiera potiahnutého špeciálnou látkou, ktorá vplyvom zahriatia zmení farbu (obvykle sčernie).
Základným konštrukčným prvkom je tlačiaca hlava, ktorá je tvorená radom odporových teliesok rozmerov jedného tlačeného bodu v celej šírke tlače. Priechodom prúdu sa odporové teliesko zahreje a prenesie teplo na papier. Hlava je nepohyblivá, a tlačí sa celý riadok naraz. Papier (obvykle vo forme pásu – rolky) je po vytlačení riadku posúvaný o jeden tlačený bod pomocou gumového valca poháňaného krokovým motorom.
Pri použití zvláštneho papiera je možné riadením tepelnej energie vydanej na jeden bod dosiahnuť dvojfarebnú tlač – pri menšej energii je bod farebný (modrý, zelený alebo červený), pri dodaní ďalšej energie bod sčernie.
Výhodou termálnych tlačiarní je nízka cena tlačiarne; tichá prevádzka; vďaka minimálnemu počtu pohyblivých dielov vysoká spoľahlivosť a nízke nároky na údržbu; žiadny spotrebný materiál (okrem papiera); malé rozmery.
Nevýhodou je potreba použiť špeciálny papier z čoho vyplývajú vyššie prevádzkové náklady; nemožnosť farebnej tlače; a najmä obmedzená životnosť tlače, ktorá navyše rýchlo degraduje vplyvom zvýšenej teploty a za prítomnosti rôznych chemikálií.
Termálne tlačiarne sa používajú najmä v registračných pokladniach a vo faxových prístrojoch.
10. Termotransferová a sublimačná tlačiareň
Termotransferová aj sublimačná tlačiareň pracuje na základe prenosu farby z nosiča farby (pásky) na potláčaný predmet vplyvom lokálneho zahriatia nosiča farby. U termotransferovej tlačiarne sa takto oddelí farba (obvykle s obsahom vosku) a mechanicky sa prenesie na potláčaný predmet. U sublimačnej tlačiarne farba zahriatím sublimuje (odparí sa) a následne kondenzuje (vyzráža sa) na potlačovanom predmete. Konštrukčne sú tieto tlačiarne podobné termálnym tlačiarňam, keďže ich základom je tiež tlačová hlava obsahujúca rad odporových elementov a motorický posuv potláčaného média (prípadne aj hlavy). U sublimačných tlačiarní je možná aj farebná tlač s použitím špeciálnej pásky obsahujúcej všetky základné farby.Výhodou týchto tlačiarní je kontrastná, kvalitná a trvanlivá tlač. Sublimačná tlačiareň je tiež schopná potláčať rôzne materiály napr. textil. Kvôli pomerne vysokej cene spotrebného materiálu – farbiacej pásky – sa tieto tlačiarne používajú len v špeciálnych aplikáciách. Typické použitie termotransferovej tlačiarne je napr. tlač popisovacích štítkov.
