Drukarki atramentowe mają ponad trzydziestoletnią historię. W tym czasie wielu producentów opracowało własne sposoby przenoszenia kropelek atramentu na papier.

Pierwsza drukarka atramentowa pojawiła się na rynku w 1960 r. Działała na zasadzie ciągłego wypływu atramentu z cienkiej rurki. Sposób ten był idealny do rysowania ciągłych linii (podobnie mogłyby być rysowane przebiegi na ekranie oscylografu), jednak przy przejściu do następnej linii należało strumień skierować do "bocznego" ujścia, które kierowało atrament do systemu filtrów i z powrotem do zbiorniczka. Przyjęta zasada działania spowodowała, że konstrukcja głowicy drukującej była skomplikowana i kosztowna.

Technologia termiczna

Rozwiązanie stosowane 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 przypadkowo, kiedy to rozgrzane żelazo dotknięto pełną atramentu igłę od strzykawki. W wyniku tego zdarzenia atrament wytrysnął z igły i tak oto narodziła się technologia bubblejet (jak chce Canon) czy thermal jet (jak nazywa ją 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. Ma ono średnicę 0,03 mm - jest więc cieńsze od włosa ludzkiego.

Gdy kontroler drukarki zdecyduje, że należy wystrzelić kroplę tuszu na zewnątrz dyszy, za pomocą impulsu prądowego rozgrzewa rezystor. Wydzielane ciepło ogrzewa, aż do zagotowania, atrament otaczający rezystor. Raptownie wrząca ciecz tworzy w atramencie pęcherzyk pary (bubble). Wypycha porcję atramentu na zewnątrz dyszy na papier. W następnej chwili przepływ prądu przez rezystor ustaje - atrament się chłodzi, pęcherzyki z pary znikają, atrament ze zbiorniczka uzupełnia w dyszy straty spowodowane przez wystrzał kropli, a głowica jest gotowa do następnego strzału.

Proces odbywa się tysiące razy w czasie sekundy. W przypadku głowic drukujących firmy Hewlett-Packard każdy z rezystorów w ciągu mikrosekund nagrzewa się do temperatury 500 ĄC, kropelka atramentu zaś jest wystrzeliwana z prędkością kilkudziesięciu metrów na sekundę. Powstała po erupcji atramentu próżnia zasysa kolejną porcję atramentu.

Jedna głowica może składać się z kilkuset dysz, z których każda pracuje niezależnie od innych.

Technologia piezoelektryczna

Inną metodę oferującą wypływ atramentu z dyszy w formie "kropelki na życzenie" jest technologia piezoelektryczna, stosowana głównie przez firmę Epson.

Inżynierowie Epsona umieścili w dyszy zamiast rezystora dysk z materiału piezoelektrycznego. Po przyłożeniu do niego napięcia dysk się wybrzusza - tak że następuje "wypchnięcie" przez dyszę porcji atramentu.

Głowice piezoelektryczne w porównaniu do głowic typu bubblejet mają dwie istotne zalety - są szybsze i stosują tańszy atrament. Wynika to stąd, że do pompowania kropli atramentu nie są stosowane cykle termiczne ogrzewanie-ochładzanie. Cykle te ograniczają częstotliwość z jaką są 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 kilka kHz. Tymczasem piezoelektryczne urządzenia Epsona już dzisiaj pracują z wyższymi częstotliwościami.