Na rynku drukarek powszechnego użytku można od kilku lat zaobserwować dość istotne zmiany. Wszechobecne do niedawna drukarki igłowo-matrycowe ustępują pola drukarkom laserowym i atramentowym.

Zgodnie z zaobserwowanymi tendencjami przewiduje się, że do roku 1997 właśnie drukarki atramentowe zdobędą niemal połowę całego rynku urządzeń drukujących. Jest to tym bardziej prawdopodobne, że pojawiło się sporo modeli drukarek atramentowych drukujących w kolorze. Należy przypuszczać, że w najbliższej przyszłości urządzenia takie wyprą drukarki monochromatyczne, podobnie jak kiedyś telewizja kolorowa wyparła telewizję czarno-białą.

Można już śmiało mówić o nowym standardzie relatywnie taniej (w porównaniu np. z drukarkami termotransferowymi czy kolorowymi laserowymi) atramentowej drukarki kolorowej, oferującej wielobarwne wydruki o dobrej jakości porównywalnej z uzyskiwaną przy wykorzystaniu techniki termotransferowej. Korzystając z drukarki, która kosztuje nie więcej niż 400 USD i ze specjalnie nabłyszczanych papierów (koszt takiego arkusza jest o kilka centów wyższy niż zwykłego papieru dla kserokopiarki) można sporządzić wydruk o jakości zbliżonej do uzyskiwanych z kolorowej drukarki laserowej za ok.10 tys. USD.

Bąbelki kontra piezoelektryki

Pierwsze drukarki atramentowe pojawiły się w 1960 r. Były one jednak dość drogie i skomplikowane.

Technologię bubblejet, stosowaną z pewnymi modyfikacjami do dzisiaj, opracowano w roku 1970 w laboratoriach firmy Canon. Opierało się ono na zastosowaniu wypływu porcji atramentu w formie "kropelki na życzenie" z cienkiej rurki (dyszy). Podobno sama idea powstała na skutek przypadku, kiedy to do rozgrzanego żelaza dotknięto pełną atramentu igłą od strzykawki. W wyniku tego atrament dość szybko wytrysnął z igły i tak oto narodziła się technologia bubblejet (jak chce Canon) czy thermal jet (jak nazywa ją Hewlett-Packard).

Nową metodę udoskonalali dwaj wielcy konkurenci drukarek - Canon i Hewlett-Packard. Opracowane przez te firmy technologie druku atramentowego działają na podobnej zasadzie. W głowicy drukarki umieszczony jest miniaturowy rezystor, tuż przy dyszy z atramentem. Atrament jest cieczą - stąd też jego lepkość przeciwdziała wypływowi z ujścia dyszy. Jest ona cieńsza od włosa ludzkiego (ma średnicę 0,03 mm).

Gdy kontroler drukarki zdecyduje, że należy odpalić kroplę tuszu, za pomocą impulsu prądowego rozgrzewa rezystor. Wydzielane ciepło ogrzewa otaczający rezystor atrament - aż do zagotowania. Raptownie wrząca ciecz tworzy w atramencie pęcherzyk pary (bubble). Powoduje on wypchnięcie porcji atramentu na zewnątrz dyszy - na papier. Gdy przepływ prądu przez rezystor ustaje - atrament się chłodzi, pęcherzyki pary znikają, a atrament ze zbiorniczka (cartridge'a) uzupełnia zawartość dyszy i głowica jest gotowa do następnego strzału.

Proces taki odbywa się tysiące razy w czasie jednej sekundy. W wypadku głowic drukujących firmy Hewlett-Packard każdy z rezystorów nagrzewa się do temperatury ok. 330 C zaś "kropelka" atramentu jest wystrzeliwana z prędkością ok. 700 km/h.

Głowica składa się z wielu dysz (dla urządzeń HP np. 50), z których każda pracuje w sposób niezależny od innych.

Innym sposobem wypływu atramentu z dyszy w formie kropelki, jest technologia piezoelektryczna, stosowana głównie przez firmę Epson. Efekt piezoelektryczny jest chyba najczęściej wykorzystywany w popularnych "zapalarkach" płomienia w kuchenkach gazowych. Naciśnięcie przycisku zapalarki wywołuje pojawienie się iskry, od której zapala się gaz.

Urządzenia te wykorzystują materiały krystaliczne zwane piezoelektrykami, które generują napięcie elektryczne, gdy pod wpływem siły mechanicznej kryształ zostanie zdeformowany. Efekt jest odwracalny - tzn. przyłożenie napięcia powoduje odkształcenie się materiału piezoelektrycznego.

Aby można było skorzystać z tego zjawiska inżynierowie od Epsona umieścili w dyszy zamiast rezystora dysk-membranę z materiału piezoelektrycznego. Po przyłożeniu napięcia dysk się wybrzusza i następuje "wypchnięcie" przez dyszę porcji atramentu. Takie głowice są dość kosztowne - konieczność przykładania stosunkowo wysokich napięć do piezoelektrycznej membrany wywołuje problemy natury konstrukcyjnej.

Głowice piezoelektryczne w porównaniu do głowic typu bubblejet, są nieco szybsze w działaniu. Wynika to stąd, że do pompowania kropli atramentu nie stosowane są cykle termiczne ogrzewanie - ochładzanie, które ograniczają częstotliwość wystrzeliwane kropelki barwnika - procesy termiczne (zależnie od masy podgrzewanych i chłodzonych elementów) wymagają pewnego czasu na powrót do stanu gotowości do następnego cyklu. Stąd też najwyższe częstotliwości jakie stosowane są przez drukarki bubblejet to 5-6 kHz. Tymczasem piezoelektryczne urządzenia firmy Epson już dzisiaj pracują z częstotliwościami do 7,2 kHz. Epson uważa, że wkrótce będzie mógł oferować głowice pracujące z częstotliwością do 20 kHz.ro