Tulostin (tietotekniikka)

Tulostustekniikan valinnalla on suuri vaikutus tulostimen kustannuksiin ja käyttökustannuksiin, nopeuteen, asiakirjojen laatuun ja pysyvyyteen sekä meluun. Jotkin tulostintekniikat eivät toimi tietyntyyppisillä fyysisillä välineillä, kuten hiilipaperilla tai kalvoilla.

Toinen tulostintekniikkaan liittyvä näkökohta, joka usein unohdetaan, on muokkauskestävyys: nestemäinen muste, esimerkiksi mustesuihkupäästä tai kangasnauhasta peräisin oleva muste, imeytyy paperin kuituihin, joten nestemäisellä musteella tulostettuja asiakirjoja on vaikeampi muuttaa kuin asiakirjoja, jotka on tulostettu väriaineella (tonerilla) tai kiinteällä väriaineella (kiinteällä musteella), sillä nämä väriaineet eivät pääse tunkeutumaan paperin pinnan alle.

Sekit voidaan tulostaa nestemäisellä musteella tai erityiselle sekkipaperille, jossa on tonerikiinnitys, jotta muutokset voidaan havaita. Sekin koneellisesti luettava alaosa on tulostettava MICR-tonerilla tai -musteella. Pankit ja muut selvitysyhteisöt käyttävät automaatiolaitteita, jotka luottavat näiden erityisesti painettujen merkkien magneettivuon toimivuuteen.

Nykyaikainen tulostustekniikkaMuokkaa

Nykyaikaisissa tulostimissa käytetään rutiininomaisesti seuraavia tulostustekniikoita:

Toneripohjaiset tulostimetMuokkaa

Lasertulostin tuottaa nopeasti korkealaatuista tekstiä ja grafiikkaa. Digitaalisten kopiokoneiden ja monitoimitulostimien (MFP) tapaan lasertulostimissa käytetään kserografista tulostusprosessia, mutta ne eroavat analogisista kopiokoneista siinä, että kuva tuotetaan skannaamalla lasersäde suoraan tulostimen valoreseptorin yli.

Toinen toneripohjainen tulostin on LED-tulostin, joka käyttää laserin sijasta LED-joukkoa, joka saa aikaan tonerin kiinnittymisen tulostusrumpuun.

Nestemäiset mustesuihkutulostimetEdit

Nestemäinen mustekasetti Hewlett-Packard HP 845C mustesuihkutulostimeen

HP Deskjet, mustesuihkutulostin

Mustesuihkutulostimet toimivat työntämällä vaihtelevan kokoisia nestemäisiä mustepisaroita lähes minkä tahansa kokoiselle sivulle. Ne ovat yleisin kuluttajien käyttämä tietokonetulostintyyppi.

KiinteämustetulostimetEdit

Kiinteän musteen tulostimet, jotka tunnetaan myös nimellä faasimustekirjoittimet tai kuumasulatemustekirjoittimet, ovat eräänlainen lämpösiirtotulostin, grafiikka-arkkitulostin tai 3D-tulostin . Ne käyttävät kiinteitä tikkuja, värikyniä, helmiä tai rakeisia mustemateriaaleja. Yleiset musteet ovat CMYK-värimusteita, jotka ovat koostumukseltaan samanlaisia kuin kynttilävaha ja jotka sulatetaan ja syötetään pietsokiteellä toimivaan tulostuspäähän. Lämpösiirtotulostuspää suihkuttaa nestemäisen musteen pyörivälle, öljypinnoitetulle rummulle. Tämän jälkeen paperi kulkee tulostusrummun yli, jolloin kuva siirtyy välittömästi sivulle. Kiinteämustatulostimia käytetään yleisimmin värillisinä toimistotulostimina, ja ne ovat erinomaisia tulostettaessa kalvoille ja muille huokosettomille materiaaleille. Kiinteämustetulostimilla voidaan tuottaa erinomaisia tuloksia tekstistä ja kuvista. Jotkin kiinteämustetulostimet ovat kehittyneet 3D-mallien tulostamiseen. Hankinta- ja käyttökustannukset ovat samanlaiset kuin lasertulostimissa. Tekniikan haittapuolia ovat suuri energiankulutus ja pitkä lämpenemisaika kylmästä tilasta. Jotkut käyttäjät valittavat myös siitä, että tulosteisiin on vaikea kirjoittaa, koska vaha hylkii kynien musteet, ja niitä on vaikea syöttää automaattisten asiakirjansyöttölaitteiden läpi, mutta nämä ominaisuudet ovat vähentyneet huomattavasti myöhemmissä malleissa. Tämäntyyppisiä lämpösiirtotulostimia on saatavilla vain yhdeltä valmistajalta, Xeroxilta, ja niitä valmistetaan osana Xerox Phaser -toimistotulostinsarjaa. Aiemmin kiinteämustetulostimia valmisti Tektronix, mutta Tektronix myi tulostusliiketoiminnan Xeroxille vuonna 2001.

VärisublimaatiotulostimetEdit

Purettu värisublimaatiokasetti

Värisublimaatiotulostin (tai värisublimaatiotulostin) on tulostin, joka käyttää tulostusprosessia, jossa väriaine siirretään lämpöä käyttäen väliaineelle, kuten muovikortille, paperille tai kankaalle. Prosessissa levitetään yleensä yksi väri kerrallaan käyttäen nauhaa, jossa on väripaneelit. Dye-sub-tulostimet on tarkoitettu ensisijaisesti korkealaatuisiin värisovelluksiin, kuten värivalokuvaukseen, ja ne soveltuvat huonommin tekstin tulostamiseen. Yksivärisiä lämpökirjoittimia käytetään kassakoneissa, pankkiautomaateissa, bensiiniautomaateissa ja joissakin vanhemmissa edullisissa faksilaitteissa. Värejä voidaan saada aikaan erikoispapereilla ja eri lämpötiloilla ja lämmitysnopeuksilla eri värejä varten; näitä värillisiä arkkeja ei tarvita mustavalkotulostuksessa. Yksi esimerkki on Zink (portmanteau sanoista ”zero ink” eli ”nollamuste”).

Vanhentuneita ja erikoiskäyttöön tarkoitettuja tulostustekniikoitaMuokkaa

Epson MX-80, suosittu pistematriisitulostinmalli, jota käytettiin vuosia

Jatkossa esitetyt tekniikat ovat joko jo vanhentuneita tai ne on rajattu vain erikoissovelluksiin, vaikkakin suurin osa tekniikoistamme on ollut aikanaan laajalti käytössä.

Iskutulostimet Muokkaa

Iskutulostimet perustuvat väkisin tapahtuvaan iskuun musteen siirtämiseksi väliaineelle. Iskutulostimessa käytetään tulostuspäätä, joka joko osuu värinauhan pintaan ja painaa värinauhan paperia vasten (kuten kirjoituskoneessa) tai, harvemmin, osuu paperin takaosaan ja painaa paperin värinauhaa vasten (esimerkiksi IBM 1403). Pistematriisitulostinta lukuun ottamatta kaikki muut paitsi pistematriisitulostimet käyttävät täysin muodostuneita merkkejä, kirjainmuotoja, jotka edustavat kaikkia niitä merkkejä, joita tulostin pystyi tulostamaan. Lisäksi useimmat näistä tulostimista rajoittuivat yksiväriseen tai joskus kaksiväriseen tulostukseen yhdellä kirjasintyypillä kerrallaan, vaikka tekstin lihavointi ja alleviivaus voitiinkin tehdä ”yliviivaamalla” eli tulostamalla kaksi tai useampia painatuksia joko samaan merkkipaikkaan tai hiukan toisistaan poiketen. Iskutulostimia ovat muun muassa kirjoituskoneesta johdetut tulostimet, etäkirjoituskoneesta johdetut tulostimet, sarjakirjoittimet, pistematriisitulostimet ja viivatulostimet. Pistematriisitulostimet ovat edelleen yleisessä käytössä yrityksissä, joissa tulostetaan moniosaisia lomakkeita. Katsaus iskupainatukseen sisältää yksityiskohtaisen kuvauksen monista käytetyistä tekniikoista.

Kirjoituskoneesta johdetut tulostimetMuokkaa

Tyyppipallon tulostuselementti IBM:n Selectric-tyyppisestä tulostimesta

Monet eri tietokonetulostimet olivat yksinkertaisesti tietokoneella ohjattavia versioita olemassa olevista sähkökirjoituskoneista. Friden Flexowriter ja IBM Selectric -pohjaiset tulostimet olivat yleisimpiä esimerkkejä. Flexowriter tulosti tavanomaisella kirjoituspalkkimekanismilla, kun taas Selectric käytti IBM:n tunnettua ”golfball”-tulostusmekanismia. Kummassakin tapauksessa kirjainmuoto osui nauhaan, jota painettiin paperia vasten ja joka tulosti yhden merkin kerrallaan. Selectric-tulostimen (nopeampi näistä kahdesta) maksiminopeus oli 15,5 merkkiä sekunnissa.

Kaukokirjoituskoneesta johdetut tulostimetEdit

Yleinen teletulostin voitiin helposti liittää tietokoneeseen, ja siitä tuli erittäin suosittu lukuun ottamatta IBM:n valmistamia tietokoneita. Joissakin malleissa käytettiin ”kirjoituslaatikkoa”, jota asemoitiin X- ja Y-akselilla mekanismin avulla, ja valittua kirjainmuotoa lyötiin vasaralla. Toisissa taas käytettiin kirjoitussylinteriä samalla tavalla kuin Selectric-kirjoituskoneissa käytettiin kirjoituspalloa. Kummassakin tapauksessa kirjainmuoto osui sitten nauhaan, joka tulosti kirjainmuodon. Useimmat telatulostimet toimivat kymmenen merkin sekuntinopeudella, joskin muutamat saavuttivat 15 CPS:n.

Daisy wheel -tulostimet Muokkaa

”daisy wheel” -tulostuselementti

Daisy wheel -tulostimet toimivat pitkälti samalla tavalla kuin kirjoituskoneet. Vasara iskee terälehdillä varustettua pyörää, ”päivänkakkarapyörää”, jonka jokainen terälehti sisältää kärjessään kirjainmuodon. Kirjainmuoto osuu värinauhaan, jolloin muste laskeutuu sivulle ja tulostaa merkin. Pyörää pyörittämällä voidaan valita eri merkkejä tulostettavaksi. Näitä tulostimia kutsuttiin myös kirjainlaadun tulostimiksi, koska niillä voitiin tuottaa tekstiä, joka oli yhtä selkeää ja terävää kuin kirjoituskoneella. Nopeimmat kirjelaatutulostimet tulostivat 30 merkkiä sekunnissa.

PistematriisitulostimetEdit

Esimerkkituloste 9-napaisesta pistematriisitulostimesta (yksi merkki laajennettuna yksityiskohtien näyttämiseksi)

Käsitettä pistematriisitulostin käytetään iskupainotulostimista, jotka käyttävät pienten nastojen muodostamaa matriisia musteen siirtämiseen sivulle. Pistematriisitulostimien etuna muihin iskutulostimiin verrattuna on se, että niillä voidaan tuottaa tekstin lisäksi graafisia kuvia; teksti on kuitenkin yleensä huonolaatuisempaa kuin iskutulostimissa, joissa käytetään kirjainmuotoja (tyyppiä).

Pistematriisitulostimet voidaan jakaa karkeasti kahteen pääluokkaan:

• Ballistiset lankatulostimet
• Tähtäenergiatulostimet

Pistematriisitulostimet voivat olla joko merkkipohjaisia tai viivapohjaisia (eli yksittäisiä vaakasuuntaisia sarjoja, jotka koostuvat pikseleistä koko sivun pituudelta), ja tämä viittaa tulostuspään konfigurointiin.

1970- ja 80-luvuilla pistematriisitulostimet olivat yksi yleisimmistä tulostintyypeistä, joita käytettiin yleiseen käyttöön, kuten koti- ja pieniin toimistokäyttöön. Tällaisissa tulostimissa oli yleensä joko 9 tai 24 nastaa tulostuspäässä (myös varhaisia 7-nastaisia tulostimia oli olemassa, jotka eivät tulostaneet alaviivoja). Kotitietokoneiden alkuaikoina valmistettiin useita tulostimia monilla tuotemerkeillä, kuten Commodore VIC-1525, joka käytti Seikosha Uni-Hammer -järjestelmää. Siinä käytettiin yhtä solenoidia, jossa oli vino iskuri, joka aktivoitui seitsemän kertaa kutakin seitsemän pystysuoran pikselin saraketta kohti, kun tulostuspää liikkui vakionopeudella. Iskurin kulma kohdistaisi pisteet pystysuoraan, vaikka pää olisi liikkunut yhden pistevälin ajan. Pystysuuntaisen pisteen asentoa ohjattiin paperin takana olevalla synkronoidulla pituussuuntaisella kylkilautasella, joka pyöri nopeasti niin, että kylkilautanen liikkui pystysuunnassa seitsemän pistevälin verran siinä ajassa, joka kului yhden pikselisarakkeen tulostamiseen. 24-nastaisilla tulostuspäätteillä pystyttiin tulostamaan korkeammalla laadulla, ja ne alkoivat tarjota lisää kirjasintyyppejä, ja jotkut toimittajat markkinoivat niitä Near Letter Quality -nimellä. Kun mustesuihkutulostimien hinta laski niin alas, että ne olivat kilpailukykyisiä pistematriisitulostimien kanssa, pistematriisitulostimet alkoivat menettää suosiotaan yleisessä käytössä.

Joitakin pistematriisitulostimia, kuten NEC P6300, voidaan päivittää väritulostusta varten. Tämä saavutetaan käyttämällä nelivärinauhaa, joka on asennettu mekanismiin (toimitetaan päivityssarjassa, joka korvaa vakiomallisen mustan nauhan mekanismin asennuksen jälkeen), joka nostaa ja laskee nauhoja tarpeen mukaan. Värigrafiikka tulostetaan yleensä neljässä vaiheessa vakiotarkkuudella, mikä hidastaa tulostusta huomattavasti. Tämän seurauksena värigrafiikan tulostaminen voi kestää jopa neljä kertaa kauemmin kuin vakiomuotoisen yksivärigrafiikan tulostaminen tai jopa 8-16 kertaa kauemmin suurella resoluutiolla.

Pistematriisitulostimia käytetään edelleen yleisesti halvoissa, heikkolaatuisissa sovelluksissa, kuten kassakoneissa, tai vaativissa, erittäin suurissa volyymisovelluksissa, kuten laskujen tulostamisessa. Iskutulostus, toisin kuin lasertulostus, mahdollistaa tulostuspään paineen kohdistamisen kahden tai useamman lomakkeen pinoon, jolloin voidaan tulostaa moniosaisia asiakirjoja, kuten myyntilaskuja ja luottokorttikuitteja, käyttäen jatkuvaa kirjepaperia hiilettömällä kopiopaperilla. Sillä on myös turvallisuusetuja, sillä väkisin paperimatriisiin painettua mustetta on vaikeampi pyyhkiä näkymättömäksi. Pistematriisitulostimet syrjäyttivät kuittitulostimetkin 1900-luvun lopun jälkeen.

ViivatulostimetMuokkaa

Rivitulostimet tulostavat kokonaisen tekstirivin kerrallaan. Neljä päämallia on olemassa.

Tulostusrumpu rumputulostimesta

• Rumputulostimet, joissa vaakasuoraan asennettu pyörivä rumpu kantaa koko tulostimen merkkivalikoiman toistuvasti jokaiseen tulostettavaan merkkipaikkaan. IBM 1132 -tulostin on esimerkki rumputulostimesta. Rumputulostimia on myös laskukoneissa ja muissa numeerisissa tulostimissa (POS), joiden mitat ovat pienikokoiset, koska niiden on tuettava vain tusinaa merkkiä.

IBM 1403 -rivitulostin

• Ketju- tai junatulostimet, joissa merkkijoukko on järjestetty useaan kertaan toisiinsa sidottuun ketjuun tai sarjaan merkkipaloja vaakasuoraan tulostuslinjan ohi kulkevaan rataan. IBM 1403 on ehkä suosituin, ja sitä on saatavana sekä ketju- että junatulostimena. Nauhatulostin on myöhempi muunnos, jossa merkit on kohokuvioitu joustavaan teräsnauhaan. Digital Equipment Corporationin LP27 on nauhatulostin.
• Pylvästulostimet, joissa merkkijoukko on kiinnitetty kiinteään pylvääseen, joka liikkuu vaakasuunnassa tulostuslinjaa pitkin, kuten IBM 1443.
• Neljäs malli, jota käytettiin lähinnä hyvin varhaisissa tulostimissa, kuten IBM 402:ssa, sisältää itsenäiset kirjasinpalkit, yksi kutakin tulostettavaa kohtaa varten. Kukin palkki sisältää tulostettavan merkistön. Palkit liikkuvat pystysuunnassa tulostettavan merkin asettamiseksi tulostusvasaran eteen.

Kussakin tapauksessa rivin tulostamiseksi tarkasti ajoitetut vasarat iskevät paperin takaosaa vasten juuri sillä hetkellä, kun oikea tulostettava merkki kulkee paperin edessä. Paperi painuu eteenpäin nauhaa vasten, joka sitten painuu merkkimuotoa vasten, ja merkkimuodon jälki tulostuu paperille. Jokaisessa järjestelmässä voi olla pieniä ajoitusongelmia, jotka voivat aiheuttaa pientä epätasapainoa tulostetuissa merkeissä. Rumpu- tai kirjoitinpalkkitulostimissa tämä näkyi pystysuuntaisena vinoutumana, jolloin merkit tulostuivat hieman muun rivin ylä- tai alapuolelle. Ketju- tai palkkitulostimissa väärä suuntaus oli vaakasuora, jolloin tulostetut merkit olivat lähempänä toisiaan tai kauempana toisistaan. Tämä oli ihmisen silmin paljon vähemmän havaittavissa kuin pystysuora vinoutuma, jossa merkit näyttivät pomppivan rivillä ylös ja alas, joten niitä pidettiin laadukkaampana tulosteena.

• Kampatulostimet, joita kutsutaan myös viivamatriisitulostimiksi, edustavat viidettä suurta mallia. Nämä tulostimet ovat pistematriisitulostuksen ja viivatulostuksen risteytys. Näissä tulostimissa vasarakampa tulostaa osan pikselirivistä kerrallaan, esimerkiksi joka kahdeksas pikseli. Kun kampaa siirretään hieman edestakaisin, koko pikselirivi voidaan tulostaa esimerkkiä jatkaen vain kahdeksassa syklissä. Tämän jälkeen paperi etenee ja seuraava pikselirivi tulostetaan. Koska liike on paljon vähäisempää kuin perinteisessä pistematriisitulostimessa, nämä tulostimet ovat erittäin nopeita verrattuna pistematriisitulostimiin, ja ne ovat nopeudeltaan kilpailukykyisiä muodostettujen merkkien rivitulostimien kanssa, mutta pystyvät myös tulostamaan pistematriisigrafiikkaa. Printronix P7000 -sarjan viivamatriisitulostimia valmistetaan edelleen vuonna 2013.

Rivimatriisitulostimet ovat kaikista iskutulostimista nopeimpia, ja niitä käytetään massatulostukseen suurissa tietokonekeskuksissa. Rivitulostin voi tulostaa 1100 riviä minuutissa tai nopeammin, ja se tulostaa usein sivuja nopeammin kuin monet nykyiset lasertulostimet. Toisaalta linjatulostimien mekaaniset komponentit toimivat tiukoilla toleransseilla ja vaativat säännöllistä ennaltaehkäisevää huoltoa (PM), jotta tulostuslaatu olisi huippuluokkaa. Niitä ei käytetä käytännössä koskaan henkilökohtaisten tietokoneiden kanssa, ja ne on nyt korvattu suurnopeuslasertulostimilla. Linjatulostimien perintö elää edelleen monissa käyttöjärjestelmissä, jotka käyttävät tulostimista lyhenteitä ”lp”, ”lpr” tai ”LPT”.

Nestemäinen muste sähköstaattiset tulostimetTiedosto

Nestemäinen muste sähköstaattiset tulostimet käyttävät kemiallista päällystettyä paperia, joka latautuu tulostuspäässä asiakirjan kuvan mukaan. Paperi ohjataan vastakkaisen varauksen omaavan nestemäisen musteen altaan lähelle. Paperin varatut alueet vetävät mustetta puoleensa ja muodostavat näin kuvan. Tämä prosessi on kehitetty sähköstaattisesta kopiointimenetelmästä. Värintoisto on erittäin tarkka, ja koska kuumentamista ei tapahdu, asteikon vääristymät ovat alle ±0,1 %. (Kaikkien lasertulostimien tarkkuus on ±1 %.)

Maailmanlaajuisesti useimmat maanmittaustoimistot käyttivät tätä tulostinta ennen kuin värimustesuihkuplotterit yleistyivät. Nestemusteiset sähköstaattiset tulostimet olivat useimmiten saatavilla 36-54 tuuman (910-1 370 mm) levyisinä ja myös 6-väritulostimina. Niitä käytettiin myös suurten mainostaulujen tulostamiseen. Sen toi ensimmäisenä markkinoille Versatec, jonka Xerox osti myöhemmin. Myös 3M valmisti näitä tulostimia.

PlotteritEdit

Calcomp 565 rumpuplotteri

Kyniin perustuvat plotterit olivat vaihtoehtoinen tulostustekniikka, joka oli aikoinaan yleinen insinööri- ja arkkitehtitoimistoissa. Kynäpohjaiset plotterit luottavat tekstin ja kuvien luomiseksi paperin kosketukseen (mutta eivät sinänsä iskuihin) ja erikoiskyniin, jotka ajetaan mekaanisesti paperin yli. Koska kynät tuottavat jatkuvia viivoja, niillä pystyttiin tuottamaan teknisiä piirustuksia korkeammalla resoluutiolla kuin pistematriisitekniikalla. Joissakin piirtureissa käytettiin rullapaperia, joten tulosteen kokoa oli vain vähän rajoitettu yhdessä ulottuvuudessa. Näillä piirtureilla pystyttiin tuottamaan melko suuria piirustuksia.

Muut tulostimet Muokkaa

Määrä muunlaisia tulostimia on tärkeitä historiallisista syistä tai erikoiskäyttöön.

• Digitaalinen minilabra (valokuvapaperi)
• Elektrolyyttiset tulostimet
• Sparkkitulostin
• Barcode-tulostin useita tekniikoita, mm:
• Billboard / merkki maali spray tulostimet
• Laser syövytys (tuotepakkaukset) teolliset tulostimet
• Microsphere (erikoispaperi)