Istorijat i razvoj inkjet i laser štampača

Nebojša Rašković

Istorijat i razvoj inkjet i laser štampača
Istorijat
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 je potpisao Xerox i koji su zvanično promovisani krajem 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.

Chester F. Carlson

Electrophotography

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 su uvidele potencijal koji nudi kapljica i sve 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 klasifikacija mlaznjaka o kojoj će više priče biti u jednom od sledećih editorijala.

David Packard

William Hewlett

{pagebreak}
{pagebreak title=”Tehnologije štampe, štampači velikih formata”}
Tehnologije štampe
Radeći dugo na razvoju inkjet tehnologija Canon i HP su rešili ključnu stvar koja je nosila čitavu priču i ponajviše uticala na kvalitet štampe: odnos između boje, glave za štampu i papira. Najteže u celoj priči je bilo izvesti kontrolisan protok mastila kroz glavu do samog papira, a pritom izbeći sušenje mastila na površini glave. Za razliku od tadašnjih IBM-ovih inkjet štampača koji su trošili dosta boje, Canon, HP i Lexmark su prema Siemens-ovom patentu iz 1977. godine razvili takozvanu "drop-on-demand" tehnologiju, koja omogućava da se kapljice mastila bace samo na željenu površinu i to po zahtevu i uz potpunu kontrolu. Takav pristup štampi je imao mnogo više uspeha i doneo je veliku prednost mlaznim printerima, pa je za jako kratko vreme je postao opšte prihvaćen standard i primenljiv u daljem unaprđenju inkjet štampača. Pomenuti proizvođači su svoju tehnologiju bazirali na termalnom principu kako bi boju u vidu spreja izbacivali iz glave za štampu. Nasuprot njima Epson je razvio sopstvenu koju je nazvao piezzo-electric, kako bi postigao istu stvar, samo na malo drugačiji način. Šta to znači u praksi? Bukvalno rečeno, električnim impulsom (stimulacijom) se izazivaju sitne vibracije, koja izbacuju mastilo poput spreja. U zavisnosti od frekvencije impulsa izlazi određena količina boje, koja se ravnomerno raspoređuje na papir. U početku je ovaj proces trošio mnogo boje, ali kako je proizvođač usavršao dolazilo je i do redukcije, čemu se delimično može zahvaliti i povećanom broju otvora. Današnje glave za štampu, mogu imati i po nekoliko hiljada sitnih mlaznica smeštenih na površini od svega 1 kvadratni centimetar. Jedini problem koji je i sada ostao praktično nerešiv kod ovih printera je čuvanje samih glava kada je uređaj u stanju mirovanja, to jest ne štampa. Glave u tom slučaju ne smeju nikako biti direktno izložene kiseoniku, a da pritom ne rade. Usled brzog sušenja boje dizne na glavi ostaju trajno začepljene, što direktno utiče na kvalitet štampe. Stoga je preporučljivo koristiti originalno mastilo, i printer bar s vremena na vreme uključiti kako bi pročistio mlaznice. U zavisnosti od vrste štampača, mastila i glava, taj proces je potrebno ispuniti nekada i jako često (jednom ili par puta u toku nedelje).

Na potpuno drugačijem principu je zasnovana laserska tehnologija štampe. Čitav mehanizam laserskog printera se sastoji iz valjka između kojih prolazi papir. Obično ih je tri komada (štampajući valjak, elektrišući valjak i valjak za fiksiranje) i njih prati još par manjih, koji služe da pravilno vode papir i regulišu pritisak drugih valjaka. Sama štampa se sastoji iz sedam koraka, a prvi se naziva rasterizacija tj. korak u kome računar šalje instrukcije printeru – HP-ov PCL (Page Control Language) ili Adobeov PS (PostScript). Osnovna uloga pomenutih jezika jeste da predstave štampaču šta to korisnik želi da odštampa. Ovo je neophodno kako bi se izvršilo prilagođavanje slike procesu štampanja, jer printer mora na osnovu zadatih instrukcija sam da uveliča sliku i razmesti njene elemente. Pomenuti jezici su 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. Sređena stranica ide dalje na obredu RIP-u (Raster Image Processor) ili rasterskom procesoru, koji poslati zapis pretvara u rasterske bitove i smešta ih u memoriju štampača. Naredni korak je naelektrisanje valjaka, koji se u daljem procesu selektivno osvetljava izvorom svetlosti. Ostaju samo delovi valjka na kojima se ne želi ništa ispisati. Na ovaj način se postiže pravilan raspored praha u poljima gde se vrši nanošenje. Za nanošenje se koristi poseban tonerski valjak koji zahvata prah iz kertridža i daje mu naelektrisanje suprotno naelektrisanju štampajućeg valjka. Sa tonerskog valjka, usled različitog pola naelektrisanja, prah ravnomerno prelazi na štampajući valjak. Kako bi se postigao što bolji kvalitet štampe, proizvođači tonera obično prah mešaju sa nekim od polimerizovanih čestica, kako bi naelektrisanje praha bilo što bolje. Nakon razvijanja obavlja se proces transfera. Valjak sa prahom prelazi preko papira koji je ranije naelektrisan istom vrstom naelektrisanja kao i štampajući valjak, ali samo većeg intenziteta i na njemu ostavlja toner (otisak). Kod većine štampača, za potrebe transfera se pored štampajućeg valjka koristi još jedan valjak da bi se pritisnuo medijum. Valjak za štampanje se potom razelektriše, što sa njega uklanja zaostali toner, čime isti postaje spreman za ponovno naelektrisavanje. Poslednja stavka je fiksiranje, koje u biti treba da veže prah za papir. Ovaj postupak se najčešće obavlja sa dva pomoćna valjka, od kojih je jedan presvučen teflonom i u sebi ima grejače, čija je uloga da toner "zalepe" za medijum na kom se štampa. Važno je napomenuti da je snagom grejača moguće upravljati, kako bi se u određenim situacijama vršila korekacija (ušteda) električne energije.

Štampači velikih formata
Poslednjih 10-15 godina intenzivno se radi na razvoju i unapređenju štampača koji imaju mogućnost da formiraju otisak na velikim i različitim vrstama medijuma. Želja za prenošenjem reklama na ogromne veličine papira oduvek je postojala, a inkjet štampa je jedina nudila povoljne mogućnosti za dobijanje kvalitetnog otiska, što je bilo inicijalna kapisla za vodeće gigante da krenu sa iznalaženjem adekvatnog rešenja. Već nakon kraćeg istraživanja pojavili su se prvi ploteri koji su mogli da crtaju ili štampaju linije u jednoj ili više boja. Iza gotovo svih plotera današnjice (bilo ko da ih proizvodi) stoji ime  Graphtec Cutting Plotter-a. Još od davne 1949. godine Graphtec je razvijao merne instrumente koji su mogli da plotuju (ispisuju) po papiru poput olovke. Od tada i kreće priča sa plotovanjem, ali tek od 1978. počinje se sa ozbiljnijim razvojem inteligentnih plotera. Danas većina vodećih kompanija u ovoj oblasti se suočava sa samo jednim problemom, kako podići kvalitet ispisa na ogromnim formatima. Većina rešenja koja su se nudila s početka ovog veka nisu uspela da postignu odgovarajuće rezultate, ali se situacija drastično promenila sa pojavom novih tehnologija (tu pre svega mislimo na solvenciju). Međutim, ovakva vrsta uređaja interesantna je samo za velika preduzeća i firme koje se bave ispisom na velikim paprima. O sadašnjim trendovima na ovom polju moglo bi se reći mnogo toga, ali ono što je verovatno najinteresantnije za sve nas je činjenica da je došlo vreme kada se kapljica mastila i kod ovih mašina spustila na svega par (3-4 pl) pikolitara, što je poslednjih godina i omogućilo jako kvalitetnu štampu.

{pagebreak}
{pagebreak title=”Mastilo i glave za štampanje, toneri”}
Mastilo i glave za štampanje
Problemi sa kojima su se u početku susretali inkjet štampači bio je izbor mastila, visoka cena glave i mastila i tržište koje nije bilo upućeno u novu tehnologiju. Trajnost mastila na vodenoj bazi i njegova postojanost na spoljašnjim uslovima, pod uticajima vode i sunca je bila toliko niska da je štampa praktično bila neupotrebljiva. Ukoliko bi proizvođači pokušali da stave trajnije mastilo na bazi jakih razređivača u štampač, ili bi se glave zapušile ili bi ih razređivač bukvalno istopio. Razvijajući nove glave i nova mastila, krajem 90-ih godina prošlog veka, dobijena su rešenja u vidu izuzetno skupih mašina sa visokom cenom delova, eksploatacije i sveukupna priča je bila jako skupa. Ulažući milione dolara  u razvoj upravo tehnologije trajnih mastila nastao je takozvani solvent koji je mogao sarađivati sa novim glavama. Kvalitet štampe je bio daleko lošiji nego kod njihove starije braće koji su koristili mastilo na vodenoj bazi.

Konica, Xaar, Epson i ostali lideri u svetu digitalne štampe, mukotrpno su radili na razvoju novih sistema i novih glava koje bi izašle u susret potrebama tržišta. Samo nekoliko godina kasnije zahuktala kolona je stigla sa obiljem rešenja za širi krug korisnika. Glave su štampale sve kvalitetnije, u sve višim rezolucijama, i uskoro dostigle zadovoljavajuće kvalitete. "Jefitini" štampači velikog formata sa dalekog istoka su preplavili tržište početkom 21. veka i postali standardni deo opreme štamparija. Danas je situacija na tržištu mlaznih printera prilično jasna. Vodeći na tom polju su Canon, Epson, HP i Lexmark, koji konstantno razvijaju svoja rešenja, trudeći se pritom da postignu što više rezolucije i što veću brzinu štampe.
Vrste inkjet štampača
Ubrzani razvoj mlaznih printera doveo je do toga da danas u ponudi imamo veliki broj vrsta, ali mi ćemo pažnju skrenuti na dve bitne kategorije: klasični inkjet (čiju osnovu čini vodena baza) i solvent (zasnovani na bazi jačih i agresivnijih razređivača). U svetu takozvanih tradicionalnih inkjet štampača i dalje srećemo ista imena: Canon, Epson, HP i Lexmark, dok se u svetu solventnih štampača gotovo svake godine pojavljuju nova imena, sa novim rešenjima. Inkjet tehnologija je u međuvremenu unapređena do te mere da se o kvalitetu same štampe ne može više raspravljati. Bukvalno rečeno, ne zna se koji je od kojeg bolji, i šta novo ubaciti u čitavu priču. Graphtec i Roland su ponudili tržištu izuzetne inkjet štampače sa ugrađenim katerom, gde su praktično napravili 2 mašine u jednoj, takozvane hibride. Inkjet štampačima je preporučen laminator, mašina koja odštampanu sliku može presvući slojem zaštitne plastike, kako bi produžila vek trajanja same slike i pod težim klimatskim uslovima. U priču su ubačene i pigmentne boje koje imaju i do nekoliko puta trajniji otisak, a u kombinaciji sa foto papirima, kako se proizvođači hvale, slike mogu trajati i do 100 godina. Solventni štampači imaju nekoliko bitnih karakteristika po kojima se mogu razlikovati. To su pre svega vrsta mastila koje koriste, vrsta glave za štampu, rezolucija štampe i krajnja namena. Varijacijama na temu, dobili smo klasičan solvent, mild solvent, eko solvent i sublimatik. Ova podela se najpre odnosi na same boje. Klasičan solvent je ubedljivo najagresivniji i najtrajniji od svih. Njegova agresivnost utiče i na to da se uglavnom moraju koristiti grublje glave, jer je toliko jak da i njih može bukvalno istopiti. Druge mane su mu prejak i neprijatan miris, uz veliku štetnost po zdravlje korisnika (izaziva kancer) uz štetnost i po samu okolinu. Mild solvent je ređe, ali opet bolje rešenje, jer je nešto blaži. Eko solvent, je prvo sledeće rešenje koje nije opasno po korisnika, ali mu je i trajnost na spoljašnjim uslovima skraćena. Sublimatik predstavlja boju za štampu na tekstilu i koristi se u kombinaciji sa termo presom, kako bi se boja pod visokom temperaturom, prebacila kroz nekoliko agregatnih stanja i u vidu jarkih boja zadržala u samoj tkanini.
Toneri – otisak iz praha
Kod laserske štampe priča je tekla u sasvim drugom pravcu, prvenstveno zbog toga što je sam proces štampe drugačiji. Razvoj tonera je imao više svojih faza, a ono što danas možemo da vidimo kod vodećih proizvođača u ovoj oblasti, jesu toneri vrhunskog kvaliteta obogaćeni raznim mineralima i vlaknima, a sve u cilju postizanja što dugotrajnijeg i realističnijeg otiska. Jedini nedostatak komercijalnih kolor lasera današnjice jeste ograničena manipulacija po CMYK modelu štampe, što u velikoj meri koči njihov potencijal u smeru fotografske reprodukcije, gde su inkjet printer prilično daleko otišli jer mogu da koriste i po 9 i 10 kertridža. U osnovi laserskog otiska leži mogućnost ogromne produkcije, pogotovo kada je reč o monohromatskoj štampi. Dok mlaznjaci postižu bolje kolor otiske, laseri imaju brzinu koja ih čini idealnim za primenu u velikim radnim okruženjima. Toneri poslednjih generacija su omogućili i štampu iz jednog prolaza, što je bio jedan od gorućih problema poslednjih desetak godina, jer je dosta smanjivao njihove brzinske mogućnosti.

Pre početka štampanja
Pre nego otpočnete bilo kakvo štampanje, potrebno je ispuniti nekoliko veoma bitnih uslova: stabilne klimatske uslove, kvalitetan materijal (mislimo na izbor papira), kvalitenu boju, odgovarajući softver i naravno poznavanje samog procesa štampe. Iako stvar izgleda jednostavno i veoma prosto, postoji nebrojeno mnogo faktora koji mogu uticati na krajnji kvalitet štampe i naravno samog otiska,pa se tako čitava priča svakodnevno unapređuje. Svake godine na velikim svetskim sajmovima o štampačima i njihovim tehnologijama predstavljaju se nove mašine, koje naravno postavljaju neke nove standarde i nova pravila igre. U toj trci mnogi su ispali iz igre, što su zakonitosti samog tržišta, dok drugi opet opstaju uprkos godinama, unoseći inovacije i zadajući domaći zadatak ostalim konkurentima. Canon, Epson, HP i Lexmark su gotovo progutali svetsko tržište štampača u svakom pogledu i očekuje se njegov veliki udar u narednih par godina.
{pagebreak}
{pagebreak title=”Dalji napredak”}
Dalji napredak
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 proširenja. 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.

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, a autor ovog teksta je nedavno imao priliku da testira MF jedinicu zasnovanu 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, ali o tome više u nekoj od sledećih priča…
 
Autor ovog teksta se zahvaljuje prof.dr. Miodragu Arsiću na velikoj pomoći pri realizaciji ovog teksta