Stampante
thumbnail|Stampante Laser
La stampante è la periferica di output che trasferisce su carta le informazioni digitali contenute in un computer.
L'operazione comporta perdita di informazioni, in quanto dato un testo o un'immagine stampati è pressoché impossibile ricostruire il file originale con il processo inverso, ovvero la scansione o il riconoscimento ottico dei caratteri OCR.
I parametri che caratterizzano una qualunque stampante sono essenzialmente:
- Interfaccia: il tipo di collegamento al computer, che può essere una porta parallela, seriale, USB ad infrarossi, bluetooth ecc
- Formato carta: la dimensione, lo spessore, il tipo di supporti di stampa che la stampante è in grado di accettare (carta, buste ecc). Il più diffuso è il formato A4, ma alcuni modelli usano formati minori, in genere per le foto, oppure formati superiori, A3, A2 ecc., fino ai rotoli da 92cm.
- Numero di colori primari: ovvero quanti inchiostri sono utilizzati e quindi quanti colori può riprodurre la stampante; le monocromatiche impiegano un solo colore, di solito il nero. Le tricromatiche usano giallo, ciano e magenta per produrre i colori per sintesi sottrattiva, compreso il nero. Le quadricromatiche hanno i tre colori base già detti più il nero, utilizzato per le stampe bianco e nero e per comporre colori scuri più verosimili. Le esacromatiche hanno in più due tinte chiare di ciano e magenta, per rendere meglio le mezzetinte.
- Risoluzione massima: il numero di punti stampabili sulla carta per unità di lunghezza, che può differire tra il senso orizzontale e verticale. Di solito si esprime in punti per pollice lineare, "dot per inch" (DPI). La densità di pixel dell'immagine non corrisponde necessariamente alla densità dei punti di stampa, poiché a ciascun pixel possono corrispondere diversi punti di colore diverso affiancati. Per ragioni di marketing viene spesso indicata la densità di questi ultimi, che è più alta.
- Velocità: il numero di pagine (normalmente A4) che può essere prodotta per unità di tempo, di solito espressa in pagine al minuto. Questo parametro differisce molto a seconda che si stampi un testo bianco e nero oppure una fotografia, ed anche in funzione della qualità e risoluzione impostate.
- Tempo per la prima stampa: il tempo che intercorre tra l'invio dei dati e l'avvio della prima stampa. È un valore poco considerato ma che può arrivare a molte decine di secondi.
- Costo per copia stampata: quando si ha un uso intensivo della macchina, più importante del costo di acquisto è il costo di gestione, dovuto a inchiostri o toner, tamburi, testine, elettricità e quanto altro è necessario per stampare un singolo foglio.
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Tecnologie
Molteplici sono le tecnologie sviluppate per stampare informazioni su carta. Alcune sono state rese obsolete dall'arrivo di altre, ma spesso non del tutto estinte, semplicemente relegate ad applicazioni particolari.
Impatto
Questa tecnologia è strettamente legata alle macchine da scrivere elettriche, da cui sono derivate le prime stampanti. Essenzialmente alcuni punzoni riportano in rilievo la forma del carattere, che per mezzo di un elettromagnete viene battuto sulla carta con l'interposizione di un nastro inchiostrato. I caratteri possono essere portati su leve, sulla superficie di cilindri, sul bordo di un disco (margherita) o su una sfera. I limiti di questo sistema consistono nella limitatezza di ciò che può essere stampato (font fissi, niente grafica) e nella lentezza.
Matrice di aghi
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Una serie di aghi (da 7 a 24 o più) mossi da elettromagneti battono sulla carta attraverso un nastro inchiostrato mentre si spostano lateralmente sul foglio. La sequenza dei colpi è generata da un circuito elettronico per comporre i pixel che costituiscono i caratteri o parte di una immagine. La stampa può avvenire in entrambi i sensi di spostamento del carrello, con una aumento della velocità complessiva (stampa bidirezionale). Alcuni modelli di stampanti ad aghi possono riprodurre il colore, impiegando oltre al nero anche tre nastri con i colori fondamentali giallo, magenta e ciano. Questa tecnologia di stampa è ancora richiesta in alcuni settori poiché permette di imprimere anche i moduli copiativi a più fogli.
Getto di inchiostro
È la tecnologia che ha avuto il maggiore successo presso l'utenza privata ed i piccoli uffici, principalmente a causa del basso costo di produzione, della silenziosità e buona resa dei colori. Una schiera di centinaia microscopici ugelli spruzzano minuscole gocce o bolle di inchiostro a base di acqua sulla carta durante lo spostamento del carrello. Il movimento dell'inchiostro è ottenuto per mezzo di due distinte tecnologie:
- pompe piezoelettriche che comprimono il liquido in una minuscola camera,
- resistenze elettriche che scaldano bruscamente il fluido facendolo schizzare dall'ugello.
Entrambi veri prodigi di microfluidodimanica sono realizzate con tecnologie di fotoincisione simili a quelle per la produzione di massa dei circuiti integrati, che consentono costi per quantità molto contenuti. La risoluzione e la qualità di stampa di queste testine raggiunge livelli paragonabili alla fotografia tradizionale, ma solamente utilizzando carta la cui superfice sia stata opportunamente trattata per ricevere l'inchiostro. Il problema più grave di questa tecnica è l'essiccamento dell'inchiostro nelle testine, che è frequente causa di malfunzionamenti. Un altro svantaggio è dato dall'elevato costo per copia stampata se confrontato con le altre tecnologie.
Getto di cera
Tecnologia simile alla precedente, ma che offre anche su carta comune immagini dall'aspetto fotografico, grazie alla lucidità della cera. L'impiego di queste stampanti è ormai estremamente limitato a causa della loro complessità e ai tempi di utilizzo elevati dovuti alla necessità di mantenere costantemente fusa la cera.
Laser
Questa tecnologia deriva direttamente dalla xerografia comunemente implementata nelle fotocopiatrici analogiche.
In sintesi, un raggio laser infrarosso viene modulato secondo la sequenza di pixel che deve essere impressa sul foglio. Viene poi deflesso da uno specchio rotante su un tamburo fotosensibile elettrizzato che si scarica dove colpito dalla luce. L'elettricità statica attira una fine polvere di materiali sintetici e pigmenti, il toner, che viene trasferito sulla carta (sviluppo). Il foglio passa poi sotto un rullo riscaldato che fonde il toner facendolo aderire alla carta (fissaggio). Per ottenere la stampa a colori si impiegano quattro toner: nero, ciano, magenta e giallo, trasferiti da un unico tamburo oppure da quattro distinti.
Per semplificare la gestione, nelle stampanti laser moderne il toner e il tamburo fotosensibile sono incluse in una cartuccia usa e getta (o meglio, rigenerabile). Il costo più elevato di queste stampanti è ampiamente compensato da un minore costo per copia, una maggiore velocità di stampa e maggiore affidabilità nel tempo dovuta all'assenza di inchiostri liquidi.
LED
Tecnologia molto simile alla precedente, impiega al posto del laser una barra di LED disposti per tutta la larghezza di una pagina e in numero uguale al numero di pixel da stampare. Consente una risoluzione massima inferiore al laser.
Carta termica
Impiega un rotolo di carta speciale, trattata chimicamente in modo da annerirsi se scaldata. Una testina larga quanto la pagina, costituita da una schiera di resistenze elettriche che si scaldano per effetto Joule, impressiona l'immagine sul foglio mentre questo vi scorre sotto. Era impiegata nei primi apparecchi telefax, ma i documenti stampati tendevano ad ingiallire e diventare illeggibili in breve tempo. La tecnica è largamente impiegata nelle stampanti di registratori di cassa, bilance, parchimetri ecc.
Trasferimento termico
Questa tecnologia deriva direttamente dalla precedente, ma invece di impiegare carta speciale, utilizza una pellicola di plastica rivestita da un pigmento che viene trasferito su carta comune dal calore. Esistono anche modelli a colori, impieganti quattro pellicole con i colori fondamentali. Non offrono però risoluzioni molto elevate.
Braille
Queste macchine non impiegano inchiostri ma imprimono nella carta i simboli caratteristici dell'alfabeto Braille per non vedenti. Dispongono di una serie di punzoni mossi da elettromagneti che perforano o imbutiscono la carta.
Storia
L'impiego delle stampanti risale agli albori dell'informatica, in quanto bisogna ricordare che l'utilizzo del monitor per l'output dei dati è una invenzione relativamente recente. I primi computer restituivano i dati per messo di spie luminose, nastri perforati e stampe su carta. In realtà anche prima dell'era dei computer, già a metà '800 erano disponibili stampanti per imprimere su carta i segnali in Codice Morse del telegrafo. Tutte le stampanti sviluppate fino agli anni '80 utilizzavano la tecnologia ad impatto, già sviluppata per le macchine da scrivere; i primi sistemi di videoscrittura erano praticamente costituiti da una stampate abbinata ad un computer dedicato.
L'introduzione della tecnologia a matrice di aghi avvenne nel 1970 ad opera di Centronics, nome legato allo standard della porta parallela. Il numero limitato di aghi nei primi modelli produceva caratteri poco definiti e sbiaditi.
L'introduzione della matrice a 24 aghi con il modello Epson MX-80 segnò una svolta nella qualità, che divenne comparabile con la tecnologia ad impatto tradizionale, ma con in più la possibilità della stampa grafica.
Nel 1971 la Casio inizia lo sviluppo della tecnologia a getto di inchiostro piezoelettrica. Il primo modello commerciale di stampante inkjet fu disponibile solamente nel 1984: la serie Thinkpad dalla Hewlett Packard.
Questa svolta fu possibile grazie allo sviluppo della tecnologia termica a partire dal 1979 dalla stessa HP. Dopo tre anni usci il primo modello a colori: la paintjet.
La tecnologia laser fu sviluppata inizialmente da Xerox Corporation nel 1971. Le prime macchine erano estremamente costose, complesse ed ingombranti. La prima stampante laser commerciale da tavolo fu resa disponibile da Canon nel 1982: la LBP-10.
Importante fu anche lo sviluppo degli standard di comunicazione con il computer. Alcuni modelli di stampanti di successo hanno dato origine a standard de facto, le così dette emulazioni. Una stampante poteva accettare i comandi destinati al modello standard emulato ed era in questo modo compatibile con il software esistente. Alcuni esempi di emulazioni sono: IBM Proprinter, Epson ESC P/2, HP Laserjet.
Altrettanto importante è stata l'ideazione dei linguaggi standard per la descrizione della pagina, indipendenti dal modello di stampante: i più diffusi sono il Postscript di Adobe Systems (1976) ed il PCL di Hewlett Packard.
In pratica le applicazioni codificano nel linguaggio specifico le pagine da stampare, senza doversi preoccupare di quale dispositivo di output è utilizzato, il codice è poi interpretato dal microprocessore della stampante, dai driver software, oppure da programmi di visualizzazione/conversione.
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