ThinkJet¶

ThinkJet — это технология струйной печати, разработанная компанией Hewlett-Packard (HP) в начале 1980-х годов, в которой для выброса капель чернил используется термическое расширение жидкости. Данный метод, также известный как пузырьковая струйная печать (bubble-jet), стал одной из первых коммерчески успешных реализаций струйной печати и заложил основу для массового рынка персональных принтеров. Название «ThinkJet» происходит от сочетания слов «think» (думать) и «jet» (струя), подчёркивая интеллектуальный характер устройства.

¶История

¶Разработка

В середине 1970-х годов инженеры Hewlett-Packard начали исследования альтернативных методов печати, способных заменить дорогие и шумные матричные принтеры. Ключевым прорывом стало открытие термического принципа: при быстром нагреве чернил в микроскопической камере образуется пузырёк пара, который выталкивает каплю через сопло. Этот эффект, названный «термическим инжектором», был впервые предложен инженером HP Джоном Вайтом в 1979 году.

Первая рабочая модель принтера ThinkJet была представлена в 1984 году. Устройство отличалось компактностью (размером с книгу), низким энергопотреблением и возможностью печати на обычной бумаге. В отличие от конкурентов, использовавших пьезоэлектрические головки (например, Epson), HP сделала ставку на дешевизну производства за счёт интеграции нагревательных элементов непосредственно в печатающую головку.

¶Коммерческий запуск

Принтер HP ThinkJet (модель HP 2225A) поступил в продажу в 1984 году по цене около 495 долларов США. Он поддерживал разрешение 96×96 точек на дюйм (dpi) и печатал со скоростью до 150 знаков в секунду. Чернила поставлялись в сменных картриджах, каждый из которых содержал около 4 мл жидкости и позволял напечатать примерно 500 страниц текста.

Несмотря на ограниченное разрешение и склонность к засыханию сопел, ThinkJet быстро завоевал популярность среди пользователей домашних компьютеров, таких как IBM PC и Apple II. К 1986 году HP продала более 1 миллиона единиц, что сделало ThinkJet одним из самых успешных продуктов компании того времени.

¶Эволюция

Технология ThinkJet была усовершенствована в последующих моделях:

• HP DeskJet (1988) — первый струйный принтер с разрешением 300 dpi, ставший стандартом для офисной печати.
• HP PaintJet (1987) — цветной вариант ThinkJet, использовавший четыре картриджа (CMYK) для печати графики.
• HP LaserJet (1984) — хотя формально это лазерный принтер, его технология тонера была адаптирована из исследований, начатых при создании ThinkJet.

К середине 1990-х годов термическая струйная печать стала доминирующей технологией в сегменте недорогих принтеров, вытеснив матричные и пьезоэлектрические устройства.

¶Принцип работы

¶Термический инжектор

Основой ThinkJet является печатающая головка, состоящая из массива микроскопических камер с соплами. Каждая камера содержит нагревательный элемент (обычно из тантала или нитрида кремния). При подаче электрического импульса длительностью 2–3 микросекунды элемент нагревается до температуры около 300 °C, что вызывает мгновенное испарение тонкого слоя чернил. Образовавшийся пузырёк пара (объёмом около 10 пиколитров) выталкивает каплю чернил со скоростью 10–15 м/с. После выброса пузырёк схлопывается, и камера заполняется новой порцией чернил за счёт капиллярного эффекта.

Цикл «нагрев-выброс-схлопывание» занимает менее 50 микросекунд, что позволяет достигать частоты выброса до 20 кГц на одно сопло. В первых моделях ThinkJet использовалось 12 сопел, расположенных в линию.

¶Чернила

Для ThinkJet были разработаны специальные водорастворимые чернила на основе красителей (а не пигментов). Они обладали низкой вязкостью (около 1–2 сП) и высокой температурой кипения, чтобы избежать преждевременного испарения. Основным недостатком таких чернил была их склонность к растеканию по бумаге, что ограничивало чёткость печати.

¶Конструкция картриджа

Картридж ThinkJet представлял собой одноразовый блок, объединяющий резервуар для чернил и печатающую головку. Это упрощало замену, но увеличивало стоимость расходных материалов. В более поздних моделях (например, HP DeskJet 500) головка стала отдельной деталью, а картриджи — сменными контейнерами.

¶Характеристики

¶Параметры первых моделей

¶Преимущества

• Низкая стоимость — принтер был доступен для массового потребителя.
• Бесшумность — работа почти без звука, в отличие от матричных принтеров.
• Компактность — устройство помещалось на рабочем столе.
• Простота обслуживания — замена картриджа занимала несколько секунд.

¶Недостатки

• Низкое разрешение — 96 dpi было недостаточно для качественной печати графики.
• Растекание чернил — на обычной бумаге края символов были размытыми.
• Засыхание сопел — при простое более 2–3 дней чернила могли засохнуть, требуя очистки.
• Ограниченная цветопередача — монохромная печать (чёрный цвет).

¶Применение

¶Домашняя печать

ThinkJet стал первым струйным принтером, ориентированным на домашних пользователей. Он использовался для печати текстовых документов, простых графиков и писем. Благодаря низкой цене, он вытеснил матричные принтеры из сегмента персональных компьютеров.

¶Образовательные учреждения

В школах и университетах ThinkJet применялся для распечатки учебных материалов, тестов и расписаний. Компактность и бесшумность делали его удобным для библиотек и компьютерных классов.

¶Малый бизнес

Небольшие офисы использовали ThinkJet для печати счетов, накладных и деловой корреспонденции. Однако для больших объёмов печати (более 1000 страниц в месяц) он был менее эффективен из-за низкой скорости и дорогих картриджей.

¶Влияние на индустрию

Технология ThinkJet произвела революцию в струйной печати. Она продемонстрировала, что термический метод может быть дешёвым и надёжным, что стимулировало развитие конкурентных решений от Canon (технология Bubble Jet, 1985) и других производителей. К началу 1990-х годов термическая струйная печать стала стандартом для недорогих принтеров, а к 2000-м годам — для цветной печати.

Однако у технологии были и ограничения. Высокая температура нагрева приводила к постепенному износу нагревательных элементов (средний ресурс головки — 10–20 тысяч страниц). Кроме того, водорастворимые чернила были чувствительны к влаге, что снижало долговечность отпечатков.

¶Интересные факты

• Название «ThinkJet» было выбрано в рамках маркетинговой кампании HP, подчёркивающей интеллектуальный подход к решению задач.
• Первый прототип ThinkJet был создан за 6 месяцев и стоил около 100 000 долларов.
• В 1985 году принтер ThinkJet получил награду «Product of the Year» от журнала PC Magazine.
• Технология термической струйной печати, разработанная для ThinkJet, позднее была использована в медицинских устройствах (например, для дозирования лекарств) и в 3D-печати.

¶Источники

• Hewlett-Packard Journal, Vol. 36, No. 5, May 1985 — «The ThinkJet Printer: A New Technology for Low-Cost Printing».
• Джон Вайт, «Thermal Ink-Jet Printing: A Historical Perspective», Journal of Imaging Science and Technology, 1998.
• Р. Л. Уилсон, «The History of the Hewlett-Packard Company», 1995.
• Документация HP ThinkJet 2225A (руководство пользователя, 1984).