Термопринтеры: есть еще порох в пороховницах

Сергей Асмаков

Термические принтеры

Термосублимационные принтеры

Твердочернильные принтеры

Мобильные термические принтерыCitizen PD-22 и PD-04

Мобильный термический принтерBrother m-PRINT

CD/DVD-принтер Primera Signature Z1

Термосублимационные фотопринтеры Canon CP-220 и CP-330

Цветной твердочернильный принтер Xerox Phaser 8400

В настоящее время самую большую часть парка эксплуатируемых печатающих устройств составляют струйные, лазерные и матричные модели, но сегодняшний обзор мы посвятим рассмотрению довольно значительной по составу и весьма разнообразной группы термопринтеров.

Термические принтеры

стория термических (direct thermal) печатающих устройств насчитывает не одно десятилетие. На протяжении уже многих лет они используются в факсимильных аппаратах, а в последние годы наметилась тенденция к расширению сферы их применения. Так, в настоящее время термические печатающие узлы все чаще используются в контрольно-кассовых машинах, постепенно вытесняя из них более сложные и капризные матричные и барабанные механизмы.

Принцип работы термического печатающего механизма довольно прост. Для печати используется специальная бумага, темнеющая под воздействием тепла (для изменения цвета ее необходимо нагреть до 150-200 °С). Изображение на бумаге формируется линейкой термоэлементов, расположенной перпендикулярно направлению протяжки бумаги. При подаче напряжения на термоэлемент происходит нагрев соответствующего участка носителя, который под воздействием тепла темнеет. Протягивая бумагу вдоль линейки термоэлементов, принтер построчно выводит изображение.

Благодаря чрезвычайно простой конструкции, высокой надежности и отсутствию необходимости в регулярном техническом обслуживании, термопринтеры отличаются очень низким уровнем эксплуатационных затрат. Кроме того, для эксплуатации термопринтера требуется всего один вид расходных материалов — термобумага, причем для печати можно использовать как листовые, так и рулонные носители. И еще один важный момент: изображение на термобумаге устойчиво к воздействию влаги.

Из недостатков термопринтеров стоит отметить относительно низкую по современным меркам разрешающую способность (порядка 200 dpi) и небольшую скорость печати. Кроме того, термопринтеры позволяют получать только монохромные изображения и обладают весьма ограниченными возможностями по воспроизведению полутонов.

Таким образом, сфера применения термических принтеров ограничивается выводом текстовой и несложной графической информации. Если говорить о применении данной технологии в сфере ПК, то в настоящее время термические печатающие механизмы используются в презентационном оборудовании (в частности, в ряде моделей выпускаемых компанией Panasonic копи-досок серии Panaboard), а также в некоторых портативных принтерах, предназначенных для эксплуатации совместно с ноутбуками и КПК. Высокая надежность и неприхотливость печатающих механизмов термических принтеров и низкая стоимость отпечатков делают эти устройства идеальными для эксплуатации в полевых условиях. В настоящее время компании Citizen и Brother выпускают компактные модели термических принтеров небольшого формата для мобильного использования (подробнее об этих моделях см. во врезках).

Термосублимационные принтеры

аиболее многочисленную подгруппу термопринтеров составляют модели, использующие различные технологии термовоскового переноса и возгонки твердого красителя (сублимации). Подобные устройства обычно оснащены подвижной печатающей головкой с термоэлементами (в этом случае изображение наносится последовательными проходами, как в струйных принтерах), но встречаются и модели, имеющие неподвижную линейку термоэлементов. Расходные материалы представляют собой твердые красители (на восковой, полимерной или гибридной основе), нанесенные тонким слоем на гибкую и устойчивую к нагреву ленту-подложку. Восковая основа имеет более низкую температуру плавления по сравнению с полимерной, что позволяет использовать термоэлементы меньшей мощности. Однако при этом полимерная основа позволяет получать более долговечные и устойчивые к выцветанию изображения. В зависимости от используемого способа переноса красителя с подложки на печатный носитель различают две основные разновидности термопечати.

Кассета с лентой, покрытой слоем желтого красителя. Такие расходные материалы используются в термосублимационных принтерах, оснащенных подвижной печатающей головкой

Термовосковой перенос (Wax Thermal Transfer). В данном случае используется краситель на восковой основе, имеющий относительно низкую температуру плавления. Печатающая головка в процессе печати прижимает ленту с красителем непосредственно к поверхности бумаги. При нагреве термоэлемента печатающей головки находящийся в непосредственной близости от него участок красителя расплавляется и перетекает с ленты-подложки на поверхность бумаги, формируя простейший элемент изображения — точку. Расплавленный краситель проникает в структуру бумаги и в процессе остывания прочно фиксируется на ее поверхности.

Некоторой издержкой данной технологии является сильный электростатический заряд, скапливающийся на поверхности запечатываемого носителя вследствие его трения о ленту-подложку. В ряде принтеров используются даже специальные приспособления для снятия статического заряда с отпечатанных листов.

Сублимация (Dye Sublimation). Использование метода сублимации подразумевает нагрев до гораздо большей температуры, что позволяет возгонять краситель, то есть переводить его из твердого состояния сразу в газообразное, минуя фазу жидкости. Облачко возогнанного красителя проникает в структуру носителя (обычно для печати используются специальные сорта бумаги с глянцевым покрытием) и, охлаждаясь, застывает в его верхних слоях.

Важным отличием сублимационной технологии от термовоскового переноса является возможность дозировать количество переносимого на тот или иной участок носителя красителя путем изменения тепловой мощности, выделяемой соответствующим термоэлементом печатающей головки. Благодаря этому сублимационная технология позволяет формировать полутоновое изображение без растра — как на фотокарточках, полученных химическим способом.

Помимо двух описанных выше существуют также гибридные технологии (в частности, Wax Thermal Hybrid Sublimation), сочетающие элементы как термовоскового переноса, так и сублимации, однако их детальное рассмотрение выходит за рамки данной статьи.

Следует отметить, что некоторые модели термопринтеров (например, выпускаемые компанией ALPS) в зависимости от выбранных пользователем настроек позволяют использовать при печати как технологию термовоскового переноса, так и метод сублимации.

На базе технологий термовоскового переноса и сублимации можно создавать как монохромные, так и цветные принтеры. В случае цветной печати используются три (CMY) или четыре (CMYK) красителя, а печать выполняется в несколько проходов  — каждый цветовой слой запечатывается отдельно.

Некоторые модели принтеров рассматриваемого типа позволяют применять красители дополнительных цветов (зеленого, синего и т.д.) и металликов (бронзового, серебряного и т.д.). Кроме того, в ряде термопринтеров предусмотрена возможность покрытия изображения бесцветным слоем полимера для лучшей защиты от выцветания и внешних механических воздействий, а также для получения эффекта лакировки.

Citizen Printiva 1700 — универсальный цветной термопринтер формата А4 (в настоящее время снят с производства)

Основные достоинства термосублимационных принтеров — высокая точность цветопередачи и стойкость получаемых изображений к выцветанию и воздействию влаги. Кроме того, сублимационная технология позволяет получать высококачественные полутоновые изображения без растра, что с лихвой восполняет относительно невысокую (разумеется, по современным меркам) разрешающую способность таких принтеров.

Из недостатков можно назвать довольно низкую (вследствие использования многопроходной печати) производительность, а также высокий уровень затрат на расходные материалы (что особенно характерно для сублимационной печати) и, как следствие, — дороговизну отпечатков.

Еще пять-шесть лет тому назад в линейках некоторых производителей (Citizen, ALPS и ряда других) были представлены как стационарные, так и портативные модели универсальных цветных принтеров, использующих технологию термовоскового переноса. Однако по мере развития цветной лазерной печати эти устройства были вытеснены с массового рынка, и в настоящее время их выпуск прекращен.

Тем не менее немало подобных принтеров (Citizen Printiva и др.) эксплуатируются и по сей день. Дело в том, что свойства применяемых в них красителей позволяют легко переносить отпечатанные изображения на различные поверхности (текстиль, фарфор, картон и т.п.), в связи с чем термопринтеры являются идеальным оборудованием для изготовления единичных экземпляров и небольших партий рекламной и сувенирной продукции. При этом нельзя не отметить, что изображения, перенесенные с термовосковых отпечатков, обладают значительно более высокой стойкостью к выцветанию и механическим воздействиям по сравнению с отпечатками, изготовленными при помощи струйных принтеров.

Сегодня наиболее распространенными представителями цветных термических печатающих устройств являются сублимационные фотопринтеры, предназначенные для печати фотокарточек с ПК и с цифровых фото- и видеокамер. Подобные устройства выпускают многие известные производители фото- и видеооборудования: Canon, Sony, Panasonic, Olympus и др. Однако в России доля сублимационных фотопринтеров пока ничтожно мала — на рынке персональной фотопечати доминируют более доступные струйные модели. Тем не менее со временем ситуация может измениться: так, на проходившей нынешней весной выставке «Фотофорум 2004» на стенде компании Canon демонстрировались новые модели сублимационных фотопринтеров CP-220 и CP-330 и, судя по всему, японская компания собирается предпринять серьезные усилия по популяризации данных устройств в России.

Существует и такой сегмент рынка печатающих устройств, где термосублимационные модели занимают очень прочные позиции. Речь идет о специализированных принтерах, предназначенных для печати на CD- и DVD-дисках. Такие устройства, ориентированные главным образом на профессиональное применение, выпускают компании Primera и Rimage. В отличие от струйных моделей, позволяющих печатать только на дисках со специальным покрытием, термосублимационные принтеры можно использовать для печати на поверхности любых CD- и DVD-носителей, в том числе изготовленных промышленным способом.

Твердочернильные принтеры

о появления на рынке массы доступных цветных лазерных принтеров среди основных претендентов на роль цветного офисного принтера были твердочернильные (Solid Ink) модели. Пионером этого направления стала компания Tektronix, а история твердочернильных принтеров насчитывает уже почти два десятилетия. Несколько лет тому назад активы этой компании, включая права на все ее разработки и торговую марку Phaser (под которой продавались твердочернильные модели принтеров Tektronix), приобрела Xerox, на это, к счастью, не привело к исчезновению данного вида печатающих устройств: развитие данной оригинальной технологии продолжается, а на рынке периодически появляются новые модели твердочернильных принтеров — уже под маркой Xerox.

Брикеты красителей для твердочернильного принтера

В твердочернильных принтерах используются красители в виде брикетов. В процессе печати чернила расплавляются и в жидком виде поступают в печатающую головку, по принципу действия схожую с применяемой в пьезоэлектрических струйных принтерах. Правда, в отличие от струйных принтеров, в твердочернильных устройствах используется неподвижная печатающая головка, ширина которой соответствует максимальной ширине запечатываемой области. Жидкие чернила через сопла печатающей головки наносятся на металлический барабан, изображение с которого затем переносится на бумагу.

Брикеты красителей, внешне напоминающие куски мыла замысловатой формы, загружаются в лотки-накопители принтера через специальные отверстия. Благодаря тому что брикеты чернил каждого из используемых цветов имеют особую форму, повторяющую профиль загрузочного отверстия соответствующего лотка-накопителя, вставить брикет в другой лоток невозможно. В отличие от лазерных принтеров, для замены расходных материалов в которых требуется останавливать процесс печати (а иногда и отключать аппарат), твердочернильные устройства можно легко заправлять на ходу, устанавливая новые брикеты в лотки-накопители по мере необходимости.

Как и цветные лазерные принтеры, современные твердочернильные модели предназначены главным образом для печати цветных документов в офисе. Наиболее важными достоинствами твердочернильных принтеров по сравнению лазерными являются меньшее количество необходимых расходных материалов, более низкая совокупная стоимость владения и, как результат, меньшая стоимость получаемых отпечатков.

Отпечатки твердочернильных принтеров обладают высокой стойкостью к выцветанию и воздействию влаги. Твердочернильная технология позволяет печатать на широком спектре носителей (на обычной и фактурной бумаге, конвертах, тонком картоне, прозрачных пленках и т.д.); при этом качество получаемых изображений практически не зависит от вида применяемой бумаги. Стоит также отметить, что расходные материалы для твердочернильных принтеров отличаются высокой экологичностью в широком смысле этого слова — их невозможно ни пролить (как чернила), ни просыпать (как тонер).

Еще несколько лет тому назад твердочернильные принтеры заметно проигрывали лазерным моделям по производительности и времени разогрева, а кроме того, требовали довольно частой прочистки дюз печатающей головки. Но сегодня, благодаря совершенствованию твердочернильной технологии и применению новых технических решений, современные модели этих устройств лишены подобных недостатков (см. врезку «Цветной твердочернильный принтер Xerox Phaser 8400»), так что единственный показатель, по которому твердочернильные принтеры сейчас уступают лазерным, — это цена устройства.

КомпьютерПресс 9'2004