پرینتر های مدرن و به صرفه امروزی، حاصل تلاش و تحولات گسترده ای است که در سال های گذشته توسط دانشمندان و مخترعین به تکامل رسیده است. در بررسی تاریخچه ساخت چاپگر های امروزی، تغییرات و تحولات جالبی به چشم می خورد. فناوری های به کار رفته در ساخت پرینتر، همانند ماوس کامپیوتر، بسیار پیچیده تر و پیشرفته تر از چیزی است که در ظاهر به نظر می رسد.

پیش تر در خصوص تاریخچه صنعت چاپ و تحولات آن در طول تاریخ صحبت کردیم و در این مقاله، قصد داریم پیشینه ساخت این دستگاه کاربردی را بررسی کنیم.

پیدایش دستگاه پرینتر

مخترع و دانشمند انگلیسی، Charles Babbage، طرح دستگاهی مشابه با پرینتر را به همراه اختراع معروف خود، ماشین تفاضلی، تهیه کرده بود که هیچ گاه نمونه کاربردی آن تا 150 سال پس از وی ساخته نشد.

چارز ببیج

یکی دیگر از نمونه های اولیه در تاریخچه ساخت چاپگر ها، دستگاه تلگرافی بود که Syphon Recorder با همکاری Lord Kelvin در سال 1858 اختراع کرد. این دستگاه توانایی تبدیل سیگنال های تلگراف به یک نوع دست خط نامنظم را داشت که با جوهر نوشته می شد و بیشتر شبیه به دستگاه های لرزه نگار بود. هر کدام از حروف، شکل خاصی را بر روی کاغذ ایجاد می کرد که اپراتور تلگراف می توانست پیام آن ها را تبدیل کرده و متوجه شود، حتی اگر در زمان دریافت پیغام، فرد مسئول در نزدیکی دستگاه قرار نداشت.

اختراع-تلگرام

ظهور چاپگرهای مدرن

کامپیوتر های همه کاره در دهه های 1940، 1950و 1960 توسعه یافت. پرینتر های استفاده شده برای این نوع از دستگاه ها، در واقع ماشین های تایپ الکتریکی بود که با عنوان پرینتر های خطی (line printer) شناخته شده و عملکردی مشابه با ماشین تایپ داشت. در این نوع پرینتر ها، نوارهای جوهر بین کاغذ و یک استوانه فلزی قرار می گرفت و یک خط کامل از متن به یک باره چاپ می شد.

پیدایش پرینترهای خطی

نسل بعدی در تاریخچه ساخت چاپگر، پرینتر های ماتریسی بود که با ارتقاء پرینتر های خطی ساخته شد.  شرکت IBM در سال 1957 اولین نوع از این دستگاه را وارد بازار کرد. ساختار این نسل از دستگاه ها نیز مشابه با دستگاه های قبلی بود، چراکه در هر دو مورد با اعمال نیرو به جوهر با یک قطعه فلزی، متن موردنظر بر روی کاغذ نقش می بست. اما در این دستگاه ها به جای استفاده از چکش های ضربه زننده، با اعمال فشار به پین های فلزی کوچک قرار گرفته بر روی لایه جوهر، متن و کلمات ایجاد می شد.

پیدایش پرینتر های ماتریسی

به دلیل عدم استفاده از حروف برجسته، در پرینتر های ماتریسی امکان چاپ تصویر و فونت های مختلف فراهم آمد. همچنین، متن های ایجاد شده تمیزتر و با کیفیت تر از دستگاه نسل قبل بود. با این وجود، در تاریخچه ساخت چاپگر، این دستگاه سرعت پایین تری نسبت به نسل قبلی خود داشت. پرینتر ماتریسی تا 1000 کاراکتر در دقیقه، و پرینتر خطی 1200 خط در دقیقه را می تواند چاپ کند. از دهه 1970 تا 1990، پرینتر ماتریسی اولین انتخاب بسیاری از کسب و کارها و افراد بود.

پرینتر های جوهرافشان

این دسته از پرینترها به عنوان نقطه عطفی در تاریخچه ساخت چاپگر به شمار می آید. در سال 1968 شرکت Shinshu Seiki که بعدا به Epson تغییر نام داد، اولین مینی-پرینتر الکتریکی به نام EP-101 را ساخت. در همین حین، ساخت چاپگرهای جوهرافشان نیز با انجام فعالیت های تحقیق و توسعه ای در شرکت های Canon و HP توسعه یافت و اولین نمونه قابل استفاده توسط کاربران عادی، با عنوان HP DeskJet در سال 1988 با قیمت 1000 دلار به بازار روانه شد.

پیدایش پرینتر جوهر افشان

مبنای عملکردی این نوع دستگاه ها، پخش قطره های بسیار کوچک جوهر از کارتریج های گران قیمت با استفاده از گرما و یا الکتریسیته بود. با ادامه این روند، پرینتر جوهرافشان جای نمونه های ماتریسی را در تاریخچه ساخت چاپگر ها گرفت و پس از سال 2000، پرینتر های با کیفیت جوهر افشان با قیمتی کمتر از 100 دلار در اختیار کاربران قرار گرفت.

پرینتر های لیزری

پرینترهای لیزری، فناوری پیچیده تری را در تاریخچه ساخت چاپگر ها به خود اختصاص داده است. اولین نمونه های کاربردی پرینتر های کامپیوتری غیر تماسی، و یا همان پرینتر لیزری، در دهه 1970 ساخته شد.

دانشمند و مخترع آمریکایی، Gary Starkweather، که در مرکز تحقیقات شرکت Xerox بر روی دستگاه های کپی مطالعه می کرد، در سال 1969 به دنبال استفاده از لیزر برای ترسیم مستقیم تصویر مورد نظر جهت کپی گرفتن بود. او توانست این ایده را در سال 1971 عملی سازد و بر روی یکی از دستگاه های  Xerox 7000 موفق به تولید SLOT (Scanned Laser Output Terminal) شد.

پیدایش پرینتر لیزری

با ادامه مطالعات و همکاری با برخی دانشمندان دیگر، نهایتا پرینتر لیزری Xerox 9700  آماده و به بازار عرضه شد. چند سال بعد، شرکت IBM اولین پرینتر لیزری پرسرعت خود را با نام 3800 Printing System در سال 1976در دفتر حسابداری اصلی مرکز داده های F.W. Woolworth نصب کرد. این دستگاه برای اولین بار در تاریخچه ساخت چاپگر، توانست فناوری لیزر را با عکس برداری الکترونیک (electrophotography) ادغام کند و جایگزین پرینتر های خطی متصل به کامپیوترها شد.

پس از آن با پیشرفت های حاصل شده، شرکت HP در سال 1984 اولین نسل پرینتر های لیزری خود را معرفی کرد. ظهور این نوع دستگاه و معرفی PostScript در محصول شرکت Apple به نام LaserWriter یک سال پس از آن، انقلابی در فناوری های مربوط به چاپ در تاریخچه ساخت چاپگر ایجاد کرد که به Desktop Publishing معروف شد.  همچنین شرکت HP در سال 1992 از دستگاه معروف LaserJet 4 رونمایی کرد که رزولوشن 600*600 نقطه در اینچ را پشتیبانی می کرد.

عملکرد کلی این دستگاه، تاباندن اشعه لیزر به یک استوانه حساس به نور است که متن مورد نظر در آن قرار دارد. سپس ورقه کاغذ از زیر استوانه عبور داده شده و این قطعه، تونر یا جوهر پودری را با الگوهای گرفته شده از لیزر، بر روی کاغذ می ریزد.

تاریخچه پرینتر های سه بعدی (3D Printers)

در بررسی تاریخچه ساخت چاپگر، چاپ سه بعدی تازه ترین فناوری در حال رشد به حساب می آید. در بسیاری از پرینتر های سه بعدی امروزی، از فناوری FDM (Fused Deposition Modeling) که یکی از فرآیند های اکستروژن پلاستیک است استفاده می شود و اولین بار توسط فردی به نام Scott Crump در سال 1988 ثبت اختراع شد. پس از آن، شرکت او به نام Stratasys اولین نمونه پرینتر سه بعدی خود را در سال 1992 مبنی بر تکنولوژی FDM آماده کرد.

پیدایش پرینتر سه بعدی

در سال های بعد شرکت هایی مانند Solidscape نیز در همین زمینه فعالیت شروع به کار و انجام فعالیت های تحقیق و توسعه ای کردند. حق امتیاز FDM در سال 2009 منقضی، و از سال 2010، دروازه ای به سمت دنیای توسعه ای متن باز(open source) در این فناوری در تاریخچه ساخت چاپگر گشوده شد. در سال 2012 شرکت Filabot توانست سیستمی طراحی کند که که امکان استفاده از طیف وسیع تری از مواد پلاستیکی را برای پرینتر های سه بعدی با فناوری FDM یا FFF فراهم آورد. پس از آن، تیم های فعال در این زمینه با مطالعه بر روی پروژه RepRap تا به امروز به گسترش و پیشرفت این دستگاه ها پرداخته اند.

پرینتر سه بعدی رپ راپ

اگرچه هنوز هم در برخی نقاط جهان می توان استفاده از نسل های قدیمی تاریخچه ساخت چاپگر، یعنی پرینترهای ماتریسی را مشاهده کرد، اما امروزه اکثر کاربران خانگی از پرینتر های جوهر افشان، و بسیاری از شرکت ها از دستگاه های لیزری استفاده می کنند. چاپگر لیزری در مقایسه با همتای جوهرافشان خود می تواند حجم بیشتری از اسناد را با سرعت بالاتری چاپ کند، اما به همان میزان به هزینه بالاتری نیز نیاز دارد.

با پیشرفت فناوری های مرتبط و افزایش رقابت بین شرکت های تولید کننده، هر ساله دستگاه های بهینه تر با امکانات بالاتر روانه بازار می شود که دامنه وسیعی از انتخاب های مختلف را در اختیار کاربران خانگی و سازمان ها قرار می دهد. به لطف این تلاش ها، امروزه می توان با هر بودجه ای دستگاهی را متناسب با نیاز مدنظر خریداری و به راحتی در منزل استفاده کرد.