Như vậy, trước hết máy in sẽ không làm được gì cả nếu không có một máy tính chủ (host computer) cung cấp dữ liệu in và các tín hiệu điều khiển; phải thiết lập một đường dây trao đổi thông tin giữa máy tính và máy in. Để có thể làm việc với một máy tính bất kỳ, máy in phải tương thích với nhiều giao diện trao đổi thông tin chuẩn đã được xây dựng trước. Máy in phải có khả năng in trên nhiều loại giấy khác nhau, nhiều kích cỡ giấy khác nhau, dễ tìm trên thị trường. Nó phải in được tất cả các loại ký tự với nhiều kiểu và kích cỡ khác nhau, kể cả đồ họa. Nó phải trao đổi, xử lý và in ra các thông tin với tốc độ nhanh, độ tin cậy cao, và thời gian liên tục. Cuối cùng máy in phải dễ dàng sử dụng, các tính năng phong phú, và dễ tìm các vật liệu thay thế như mực, ruy băng v.v...
Các đặc tính và thông số kỹ thuật
Tùy theo sở thích của từng hãng sản xuất và công nghệ in khác nhau mà các thông số kỹ thuật của máy in cũng được liệt kê theo những khuôn chuẩn khác nhau. Bỏ qua những khác biệt này, thông thường một máy in được đánh giá theo các thông số: yêu cầu về điện tiêu thụ, giao diện, sự tương thích, khả năng in, các đặc tính in, độ tin cậy và tuổi thọ danh định, điều kiện môi trường xung quanh, và cuối cùng hình dáng kích thước trọng lượng máy.
Nguồn điện tiêu thuï
Cũng như các thiết bị điện tử khác, máy in cần tiêu thụ năng lượng điện để làm việc. Điện áp, tần số và công suất là các thông số điển hình về điện. Phổ biến hiện nay có hai hệ điện: 105 đến 130 Vac tần số 60Hz (Mỹ, Nhật v.v...) và 210 đến 240 Vac tần số 50Hz (châu Âu, Việt Nam v.v...). Máy in ở nước ta đều nhập từ nước ngoài nên khi mua máy phải chọn loại có điện áp làm việc thích hợp, hoặc loại có thể chạy với cả hai mức điện áp nhờ một chuyển mạch đổi hệ thống điện.
Công suất điện tiêu thụ khi in thường khoảng 60 - 70W đối với máy in kim và trên 200W đối với máy in laser. Cơ quan bảo vệ môi trường của Mỹ (Environmental Protection Agency) đưa ra tiêu chuẩn cấp dấu sao về tiết kiệm năng lượng là chỉ được tiêu thụ dưới 45W khi máy không in. Loại máy in này được gọi là Energy-Star-compliant printer.
Sự tương thích về giao tiếp
Máy in là một thiết bị ngoại vi, nghĩa là nó sẽ không làm được gì cả nếu không trao đổi thông tin (giao tiếp) với máy tính. Đường dây trao đổi thông tin có thể thiết lập bằng nhiều cách khác nhau, nhưng có ba kỹ thuật giao tiếp đã trở thành chuẩn hóa: RS-232, Centronics, và IEEE 1248. Những chuẩn giao tiếp này được thể hiện trên các đầu nối và dây cáp liên kết máy tính với máy in.
* RS-232 là chuẩn giao tiếp nối tiếp của Hiệp Hội Công Nghiệp Điện Tử Mỹ (EIA), trong đó những bit song song của máy tính được chuyển đổi thành một dãy bit đơn cái-này-sau-cái-kia để có thể truyền giữa máy tính và máy in bằng một ghép nối hai dây dẫn. Giao diện nối tiếp được gọi là "không đồng bộ" vì nó không phụ thuộc vào tín hiệu đồng bộ, mà mỗi byte dữ liệu được gắn thêm vào các xung đánh dấu (gọi là bit khởi đầu và bit kết thúc) để cách biệt chúng.
Giao tiếp nối tiếp vẫn còn được dùng trong truyền thông nối tiếp như các modem và các mạng số đơn giản, cần truyền xa bằng cáp điện thoại hai sợi. Còn đối với chúng ta thì không nên dùng loại máy in nối tiếp (serial printer) vì khó lắp đặt và cài đặt cấu hình hơn; vả lại hiện nay cũng không còn máy in nối tiếp cho ta mua dùng.
* Centronics là chuẩn giao tiếp song song với đầu nối 25 chân, chỉ được dùng cho các máy in, trong đó các bit của một byte dữ liệu được truyền đồng thời cái-này-cạnh-cái-kia trên cáp nối nhiều sợi giữa máy tính và máy in. Nhờ truyền đồng thời nên tốc độ truyền dữ liệu của giao tiếp song song nhanh hơn, đồng thời phần cứng cũng đơn giản hơn vì không cần mạch chuyển đổi tín hiệu ở lối ra và lối vào. Đây là một chuẩn được dùng trong thực tế, chứ không được công nhận bởi các tổ chức định chuẩn như IEEE, EIA hoặc CCITT. Tuy vậy, Centronics là một hãng chế tạo máy in nổi tiếng trước đây, nên chuẩn Centronics vẫn được sử dụng phổ biến trong các máy in.
Vì Centronics là loại chuẩn liên lạc song song một chiều, chiều ngược từ máy in về máy tính rất bị hạn chế, nên bị xem là lỗi thời đối với những người dùng yêu cầu phải có nhiều thông tin về các trạng thái máy in của họ, như trong ghép mạng chẳng hạn.
* IEEE-1284 là chuẩn giao tiếp song song hai chiều (bidirectional parallel interface) tiên tiến dùng cho máy in và các thiết bị khác. Liên lạc hai chiều là một yêu cầu của máy in cao cấp, cho phép máy in gởi các thông báo ngược lại cho máy tính chủ để báo về các trạng thái của nó như đang in, đang chờ, hết mực, kẹt giấy hoặc hết giấy v.v... Liên lạc hai chiều rất cần cho các máy in laser của nhóm làm việc (work group) và các máy in lớn (departmental laser printer), đã được ghép nối vào mạng hoặc được đặt trong các văn phòng lớn. Không có khả năng liên lạc hai chiều ta sẽ không thể biết tài liệu của mình đã được in chưa, trừ phi đến tận nơi để xem. Ngoài ra, tốc độ truyền dữ liệu đến máy in của giao tiếp 1284 nhanh hơn gấp 10 lần so với Centronics. Hiện nay đã có nhiều hãng thông báo máy in của họ phù hợp tiêu chuẩn IEEE-1284, và hy vọng nó sẽ thay thế cho giao tiếp Centronics trong vài năm tới.
* Gần đây hãng Microsoft có đưa ra một số công nghệ mới. Microsoft AtWork là một tập các tiêu chuẩn dùng trong việc điều khiển của máy tính đối với nhóm thiết bị văn phòng gồm máy điện thoại, máy in, máy fax, và máy photocopy. Một phiên bản rút gọn của Microsoft AtWork chỉ dùng cho việc điều khiển máy in và máy fax đã được bao gồm trong Windows 95.
Giao tiếp thiết bị đồ họa (Graphical Device Interface - GDI) là một giao tiếp riêng cho loại máy in làm việc với các ứng dụng Microsoft Windows (còn gọi là máy in Windows). Máy in GDI không có mạch xử lý hình ảnh mành (raster image processor) để giải mã các tín hiệu in chuyển đến; việc xử lý này xảy ra trong máy tính, ở đó tín hiệu in Windows được chuyển đổi thành dạng ánh xạ bit (bit-mapped) rồi gởi cho máy in. Máy in GDI in được mọi cái mà Windows có thể hiển thị, và giá rẻ hơn so với máy in cần mạch tạo mành để in trang, nhưng chúng không thể hoạt động với các phông Postscript (trừ trường hợp hiển thị với Adobe Type Manager).
Ngoài ra, máy in GDI không thể in từ DOS và không thể dùng trong mạng máy tính.
GDI tốt hay xấu? Nó trút gánh nặng công việc cho CPU của máy tính và có thể sẽ không được hỗ trợ đầy đủ trong các phiên bản sau này của Microsoft Windows. Hãng Microsoft đang cố thuyết phục các hãng sản xuất máy in sử dụng công nghệ máy in AtWork của họ thay cho GDI; công nghệ AtWork này thực hiện một số công việc xử lý ở đoạn cuối của Windows, nhưng máy in phải thực hiện những phần khác.
Khả năng in
Khả năng in thực chất là một tập hợp các thông số liên quan đến các thao tác cơ học của máy in. Các thông số mà ta phải làm quen là cpl, cps, chiều in, cỡ chấm và cung ứng giấy.
* Số ký tự trên mỗi dòng (characters per line - cpl) là số ký tự có thể tạo được trên một dòng nằm ngang của văn bản. Ta có thể chọn nhiều cách khác nhau cho thông số này. Chẳng hạn chọn loại 10 cpl máy sẽ tạo ra 80 ký tự trên một dòng ngang dài 20 cm. Còn ở mức đặt 15 cpl thì có 120 ký tự có thể in được cùng trên chiều ngang 20 cm đó, dĩ nhiên ký tự sẽ nhỏ hơn. Kích thước ký tự càng lớn thì cpl càng nhỏ.
Người ta còn dùng thuật ngữ mật độ ký tự (character pitch) để chỉ khái niệm cpl này.
* Số ký tự trong một giây (characters per second - cps) cho biết máy in của ta tạo ra được một ký tự đầy đủ nhanh hay chậm. Cps liên quan mật thiết với cpl. Các ký tự nhỏ hơn, bao gồm ít chấm hơn, sẽ có tốc độ cps lớn hơn vì in nhanh hơn. Các ký tự lớn (hoặc các ký tự chất lượng cao yêu cầu nét liền), cps sẽ nhỏ hơn.
* Chiều in (print direction) là thông số mà không phải bất cứ hãng nào cũng đưa ra đối với máy in của mình, nhất là các máy in tĩnh điện. Chiều in cho biết cách chuyển động của đầu in (carriage) trong quá trình in. Thông thường các máy in văn bản ở chế độ chuyển động hai chiều. Đầu in chạy và in từ trái sang phải theo một dòng, giấy lại được đùn lên dòng khác, rồi đầu in lại chạy và in từ phải sang trái thuộc dòng đó, giấy lại được đùn dòng và đầu in lại in v.v... Kiểu in một chiều thường dùng trong các ứng dụng in tính toán nhiều như các biểu đồ. Trong kiểu này đầu in chỉ in theo một chiều còn khi chạy ngược thì không in, giống như thao tác đánh máy chữ. In hai chiều có tốc độ in nhanh hơn.
* Cỡ chấm (dot configuration) là thông số thực chất cho biết kích thước vật lý của mỗi chấm in trên giấy. Nó cũng được coi như mật độ chấm (dot pitch), độ phân giải (resolution).
Theo tập quán, độ phân giải thường được đặc trưng bằng số chấm mỗi inch (dot per inch - dpi). Đây là thông số cho biết số lượng điểm rời rạc cao nhất mà máy in có thể đặt vào trong một inch chiều dài của đường kẻ ngang trên trang in. Các máy in cấp thấp có khả năng in 300 dpi, máy in laser tốt có thể in 600 dpi, còn máy in chuyên dụng tốt nhất có thể in 1200 dpi. Độ phân giải của máy in, một cách đầy đủ nhất, phải được biểu diễn bằng số lượng chấm theo chiều đứng và số lượng chấm theo chiều ngang. Ví dụ máy in 300 x 600 có thể in 300 dpi theo chiều ngang và 600 dpi chiều đứng.
Khi có tính đến hiệu quả của các biện pháp nâng cao độ phân giải (resolution enhancement), người ta hay dùng khái niệm độ phân giải hiệu dụng (effective resolution). Ví dụ, có một số máy in 600 dpi được quảng cáo có độ phân giải hiệu dụng 1200 dpi (thực ra kết quả in không thể bằng máy in loại 1200 dpi thực sự). Biện pháp nâng cao hay được dùng là làm trơn (smoothing) các mép răng cưa của hình vẽ hoặc phông chữ bằng cách thay đổi kích thước chấm, đặt thêm các chấm nhỏ hơn giữa hai chấm lớn, hoặc in lại lần thứ hai sau khi đã dịch giấy đi một chút. Các biện pháp này sẽ gây tác dụng bất lợi cho hình đen trắng có thang màu xám biến đổi điều hòa như các bức ảnh chụp được quét vào máy tính chẳng hạn.
* Sự cung ứng giấy (paper feed) là phương pháp được dùng để vận chuyển giấy qua máy in. Cung ứng ma sát (friction feed) phù hợp với việc in từng tờ có kích thước và trọng lượng chuẩn. Tờ giấy sau khi đi vào hệ cơ khí vận chuyển, được các trục quay ngược ép đẩy từ từ theo chiều tiến mong muốn giữa khe ma sát của các trục. Cung ứng kéo (tractor feed) dùng trong tường hợp giấy in có hai hàng lỗ cách đều ở hai bên mép và là một cuộn dài. Giấy được cài vào hai bánh răng của trục kéo, đúng vào các lỗ, để khi trục quay, giấy được kéo qua máy. Phương pháp này thường được dùng trong in ấn khối lượng lớn.
Trang giấy in thường có hai cỡ theo tiêu chuẩn qui định của Viện Tiêu Chuẩn Quốc Gia Mỹ (ANSI): cỡ A 210x297mm và cỡ B 297x420mm.
* Số trang in mỗi phút (pages per minute - ppm). Đây là thông số cho biết số lượng trang mà một máy in có nhãn hiệu và thuộc chủng loại nhất định có thể in ra được trong thời gian một phút. Thông số này thường không chính xác và hay bị lợi dụng. Các hãng chế tạo máy in đều đưa ra con số thống kê này, và trong mọi trường hợp chỉ áp dụng đối với loại trang in văn bản bình thường, không chứa phông chữ khác với phông đã cài sẵn, và không có hình vẽ, cho nên thường cao hơn thực tế.
Đặc tính in
Đặc tính in xác định các hình ảnh in sẽ xuất hiện như thế nào, chúng được tạo ra hoặc các ký tự được máy in biểu thị ra sao. Phông in, phần mềm mô phỏng, và bộ mã ký tự là ba đặc tính chủ yếu mà các ta cần nắm vững.
* Phông in (font) là một kiểu dáng với những đặc điểm nhất định nhìn thấy được, làm cho nó phân biệt với các kiểu dáng khác. Trong ấn loát, phông là một bộ ký tự hoàn chỉnh thuộc một cỡ theo cùng một kiểu chữ (type face).
Phông có các thuộc tính sau đây:
- Bước. Trong bước tỉ lệ (proportional spacing), ký tự gầy như chữ "l" chiếm độ rộng bé hơn so với ký tự mập như chữ "m". Trong bước đơn (monospacing) các ký tự gầy cũng như béo đều có độ rộng như nhau.
- Pitch. Trong phông chữ đơn cách (monospaced font) con số này (được biểu diễn theo cpi) tương đương với các tiêu chuẩn Pica (10 cpi) hoặc Elite (12 cpi) của máy đánh chữ.
- Cỡ point (point size). Chiều cao ký tự đo bằng đơn vị point máy in (1/72 inch).
- Dáng (style). Đây là các tùy chọn bao gồm chữ đứng (normal) và các dáng đặc biệt như xiên (italic), gạch dưới (underline), đậm (bold), cũng như các độ rộng (kéo dãn hay co hẹp), các hiệu ứng đặc biệt như chữ viền và chữ bóng.
- Trọng lượng nét (stroke weight). Độ đậm nhạt của các nét tạo nên ký tự.
- Kiểu chữ (type face). Kiểu đã được đặt tên riêng của tất cả các ký tự trong phông (như kiểu Garamond hay kiểu Times Roman). Người ta hay lẫn lộn giữa hai thuật ngữ font và type face.
- Định hướng (orientation). Chiều hướng mà phông chữ được in trên trang giấy: phông chữ ngang (landscape font) được in dọc theo suốt chiều dài trang (chiều 27,5 của loại giấy cỡ 21x27,5cm), còn phông chữ khung ảnh (portrait font) thì in ngang theo chiều hẹp trang giấy (chiều 21cm).
Phần lớn các máy in thương mại đều có khả năng in theo ít nhất hai phông, trong đó một phông là dạng phác thảo đơn giản, còn phông kia là dạng chữ phức tạp hơn. Thông thường, phông chữ được lưu trên ổ đĩa máy tính, và được tải xuống máy in khi cần thiết. Đó là phông tải xuống (downloadable font), nó làm mất thời gian vì phải chờ đợi chuyển tải mặc dù phong phú chủng loại hơn (đồng nghĩa với soft font). Phông lưu trú hoặc phông cài sẵn (resident font hoặc built-in font) thì được nạp sẵn trên bộ nhớ riêng trong máy in, nên có khả năng in nhanh, nhưng không được phong phú chủng loại lắm do hạn chế của kích thước ROM. Để khắc phục khuyết điểm này, người ta dùng phông cartridge (cartridge font). Đây là phông chữ được nạp trong một cartridge (hộp) các bộ nhớ ROM. Cartridge này hoạt động nhanh hơn và phong phú về chủng loại hơn, vì có thể tháo lắp thay đổi khi cần thiết.
Trong hoạt động máy tính người ta dùng công nghệ phông ánh xạ bit (bit-mapped font). Công nghệ này lưu phông chữ dưới dạng một tập ký tự hoàn chỉnh theo một cỡ nhất định, mỗi ký tự được tạo nên bởi một ma trận gồm nhiều chấm. Phông ánh xạ bit được in nhanh nhưng không thể co dãn kích thước mà không gây méo dạng răng cưa (aliasing), đồng thời tốn không gian nhớ cả trên đĩa máy tính lẫn trong bộ nhớ máy in.
Một công nghệ khác là phông co dãn (scalable font). Đây là loại phông được lưu trữ dưới dạng các biểu thức toán mô tả cách thức chính xác mà máy in sẽ phải dùng để tạo nên từng ký tự trên trang in. Phông này có thể co dãn kích thước mà không bị méo dạng.
* Phần mềm: Mọi máy in đều dùng phần mềm riêng, được nạp trong bộ nhớ vĩnh cửu (ROM) của nó. Phần mềm này xác định sự tạo thành phông (sắp xếp các chấm) và kích thước ký tự, nhận biết và trả lời các mã điều khiển hoặc bảng điều khiển và nhiều cái khác nữa. Ngôn ngữ phần mềm này chỉ cho máy in phải thao tác, trao đổi thông tin và phản ứng với các sự cố như thế nào.
Phần lớn các ngôn ngữ đó đã được các hãng sản xuất máy in hàng đầu như Hewlett-Packard, IBM, và Epson xây dựng nên đầu tiên. Các hãng khác muốn máy in của mình hoạt động tương thích, thì phải viết phần mềm riêng cài sẵn để mô phỏng theo một hoặc nhiều ngôn ngữ chuẩn sẵn có. Ví dụ, máy in Panasonic có phần mềm mô phỏng theo máy in Epson LQ 2500. Điều này có nghĩa là dù máy Panasonic khác với máy Epson về vật lý và điện, nó vẫn phản ứng như Epson khi nối với một máy tính chủ. Các ngôn ngữ máy in điển hình là LaserJet+, IBM ProPrinter X24, và đặc biệt là PostScript.
PostScript là một loại ngôn ngữ mô tả trang (page description language - PDL) do hãng Adobe Systems xây dựng; nó định nghĩa một cách chính xác các phần tử văn bản khác, theo vị trí hoặc theo toán học, thay vì dưới dạng hình ánh xạ bit. Phông chữ PostScript được định nghĩa bằng các biểu thức toán mà khi được giải mã sẽ có thể co dãn kích thước với sự cân đối không thay đổi. Trong quá trình in, máy tính phải gởi một tập tin mô tả trang PostScript cho máy in PostScript là loại máy in có trang bị riêng một bộ xử lý. Bộ xử lý của máy in sẽ giải mã tập tin này, chuyển nó thành hình ánh xạ bit rồi cho máy in ra. Ưu điểm chủ yếu của PostScript là có tính độc lập thiết bị (device independence), không bị trói buộc vào các khả năng in của một loại máy cụ thể. Ta có thể in tập tin đúng quy cách PostScript trên máy laser 300 dpi bình thường hoặc trên máy typesetting machine chuyên dụng với độ phân giải đến 1200 dpi. Các thiết bị PostScript luôn luôn in các tập tin PostScript với độ phân giải cao nhất có thể có. Nhược điểm là PostScript đòi hỏi phải in trên máy in tương thích rất đắt tiền.
Hãng Microsoft và Apple Computer đã hợp tác xây dựng và công bố một công nghệ phông co dãn khác để thay thế cho công nghệ PostScript đắt tiền, đó là TrueType. Phông TrueType có thể hiển thị trên màn hình, và kết quả in ra đúng như những gì đã hiển thị (WYSIWYG). Phông TrueType là một sự lựa chọn tuyệt diệu đối với hầu hết tất cả người sử dụng.
Trong khi đó, Hewlett-Packard vẫn trung thành với loại ngôn ngữ điều khiển máy in (pointer control language - PCL) của mình xây dựng từ 1981. Khác với ngôn ngữ mô tả trang PDL, ngôn ngữ PCL là một tập hợp các ký tự điều khiển và các chuỗi mã thoát, được thiết kế để kiểm soát tất cả các khả năng của máy in LaserJet, bao gồm cả việc chọn phông. Các phiên bản của PCL là:
- PCL3 dùng cho máy in LaserJet nguyên thủy, hạn chế người dùng trong các phông cartridge.
- PCL4 được sử dụng rộng rãi nhất trong PCL, điều hành máy in HP LaserJet Series II và các loại khác, dùng khả năng mô phỏng để nhận biết các lệnh. PCL4 cho phép người dùng đưa nhiều phông chữ vào cùng một trang và dùng các phông tải xuống.
- PCL5 ra đời năm 1990 cùng với loại máy in HP LaserJet Series III, đáp ứng các đòi hỏi của ấn loát văn phòng cơ bản trong các văn phòng hiện đại. PCL5 cho phép sử dụng đồ họa vectơ (vector graphics) và phông co dãn.
- PCL5e được đưa ra cùng với máy in loại HP LaserJet Series IV, tập hợp được nhiều tính năng tiên tiến, trong đó có liên lạc hai chiều, và nén dữ liệu để nâng cao tốc độ truyền dữ liệu từ máy tính đến máy in.
* Tập mã ký tự. Khi một mã ký tự được gửi đến máy in thì nó đã được xử lý và phân phối dưới dạng một chữ cái hoặc ký hiệu. Tuy nhiên do độ rộng của mã không đủ để tạo ra mọi dạng có thể có của chữ cái hoặc ký hiệu (như các ký tự đặc biệt của tiếng nước ngoài chẳng hạn), nên người ta phải nhóm các ký tự lại thành các tập ký tự (character set) mà máy in có thể hiểu và chuyển đổi. Ví dụ tập ký tự Anh khác tập ký tự Việt, và cũng khác tập ký tự Slave. Một tập ký tự chuẩn bao gồm 128 mã chuẩn của ASCII, trong đó có 26 chữ hoa, 26 chữ thường, 10 chữ số, các ký hiệu, các ký hiệu pha tạp đồ thị, và các mã điều khiển.
Độ tin cậy và tuổi thọ danh định
Thông số về độ tin cậy và tuổi thọ cho biết khoảng thời gian mà máy in còn có thể hoạt động đúng theo các chỉ tiêu chất lượng danh định, thường được biểu thị theo số trang in, theo thời gian, hoặc theo số lượng ký tự in. Ví dụ, một đầu in kim tiêu chuẩn có tuổi thọ in hơn 100 triệu ký tự. Máy in tĩnh điện chất lượng cao có tuổi thọ phục vụ hơn 300.000 trang in. Ta cũng có những thông tin tương tự qua thông số thời gian trung bình giữa các lần hỏng (MTBF). Tuổi thọ của ruy băng, cartridge mực và cartridge điện quang thường được biểu thị bằng số lượng trang in hoặc số lượng ký tự in.
Có một thông số vừa biểu hiện khả năng máy in, vừa biểu hiện độ tin cậy trong công tác là lượng in hàng tháng (monthly duty cycle). Đây là số lượng trang in trung bình mà một máy in được thiết kế để có thể sản xuất ra hàng tháng. Loại máy in cao cấp hoạt động nặng departmental laser printer (như QWS3225 chẳng hạn) được tính toán để in đến 200.000 trang mỗi tháng.
Các thông số về vật lý
Là các thông số về môi trường cho biết những điều kiện vật lý phù hợp để máy in hoạt động được bình thường.
Nhiệt độ bảo quản (storage temperature) và nhiệt độ làm việc (operation temperature) là hai điều kiện thường hay xét đến của môi trường chung quanh. Một máy in tiêu chuẩn có thể bảo quản ở nhiệt độ từ 0oF đến 100oF, nhưng nó chỉ có thể làm việc tốt trong khoảng từ 50oF đến 90oF (tính trung bình). Theo quy tắc chung, khi lấy máy mới từ thùng ra, hãy để trong điều kiện nhiệt độ và độ ẩm thực tế của phòng khoảng vài giờ rồi hãy sử dụng. Độ ẩm tương đối (relative moisture) thường cho phép từ 10% đến 90% trong quá trình bảo quản, nhưng chỉ giới hạn trong khoảng từ 30% đến 80% khi làm việc. Chú ý, các giới hạn độ ẩm này là các giá trị không ngưng tụ, nghĩa là hơi nước không được đọng lại thành dạng lỏng. Nước có trong máy in sẽ làm hỏng mô tơ và các mạch điện tử.
Ngoài ra, các hãng sản xuất cũng đưa ra các thông số hạn chế va đập và rung động đối với máy in. Đó là các thông số biểu thị mức chịu đựng sự rung xóc máy mà không xảy ra hư hỏng. Các giới hạn này thường được biểu thị bằng lực tác động.
Cuối cùng, các thông số của máy còn bao gồm kích thước (ba chiều), trọng lượng và mức độ gây ồn (dexiben âm thanh - dBA). Đối với kích thước máy, ta cần chú ý hình chân đế (footprint) là tích số của chiều dài và chiều rộng, vì đây là khoảng diện tích mà máy in sẽ chiếm chỗ trên giá máy hoặc trên mặt bàn của ta.
Các công nghệ in
Có bốn công nghệ in đang được sử dụng; đó là in gõ, in nhiệt, in phun, và in điện quang.
Công nghệ in gõ
Đây là công nghệ in cũ nhất, đơn giản nhất và có lẽ là kiểu in đáng tin cậy nhất đã được sáng chế từ trước đến nay. Máy in gõ (impact printer) dùng các con chữ đúc bằng kim loại gõ vào mặt giấy qua một tờ giấy than hoặc băng mực. Hình ký tự sẽ được in lên giấy. Thực chất nguyên lý in này cũng giống như máy đánh chữ, đó là một "máy đánh chữ tự động".
Xưa nhất của kiểu in gõ là máy in bánh xe hoa cúc (daisy wheel printer). Trong máy in này, các con chữ được gắn trên các cánh tay xòe tròn xung quanh trục như cánh của một bông cúc. Trục quay tròn để đặt con chữ cần in vào đúng vị trí, và một chiếc búa nhỏ sẽ gõ vào nó để in lên giấy. Phông chữ của kiểu in này rất nghèo nàn, muốn đổi kiểu chữ phải thay bánh xe khác, tốc độ in cũng rất chậm, và không có khả năng in đồ họa. Ưu điểm duy nhất của nó là ký tự rõ nét, trung thực như "chữ thật". Loại máy in này hiện nay không còn dùng nữa.
Một kiểu in gõ khác là máy in ma trận chấm (dot matrix printer), còn gọi là máy in kim. Máy in này tạo nên ký tự bằng cách gõ búa lên một tập hợp theo mẫu chọn sẵn gồm các đầu kim nằm đối diện với băng mực. Đầu nhọn của mỗi kim tạo nên một chấm, và tập hợp các chấm này tạo nên một ký tự. Các máy in kim kiểu cũ dùng tập hợp 9 kim, nhưng các kiểu máy mới có khả năng in gần giống chữ thật (near-letter-quality printing) thì dùng 18 đến 24 kim. Hầu như bị loại khỏi thị trường bởi máy in phun, các máy in kim chỉ còn được sử dụng ở những nơi mà chỉ có công nghệ in gõ mới có khả năng in: nhân bản bằng giấy than. Cho dù là máy in kim tốt nhất, khi in ra, các nét ký tự cũng có khoảng hở giữa các chấm rất dễ thấy nên chữ khó đọc. Máy in kim có khả năng in đồ họa, nhưng đầu in bị nóng vì một vài kim phải làm việc lâu.
Cũng như các máy in gõ khác, máy in kim tạo tiếng ồn lớn, nhất là những nơi có nhiều máy cùng hoạt động. Người ta đã chế tạo vỏ bọc kín bằng nhựa để làm giảm độ ồn nhưng không thể triệt tiêu hoàn toàn.
Công nghệ in nhiệt
Máy in nhiệt loại bỏ hoàn toàn thao tác gõ bằng cách sử dụng nhiệt để tạo ra ký tự và hình đồ họa lên loại giấy đặc biệt nhậy cảm với nhiệt. Thay cho ma trận các đầu kim trong máy in kim, đầu in nhiệt sử dụng một ma trận các phần tử điện trở nhỏ gọi là các kim nhiệt (dot heater). Các xung điện từ mạch kích thích của máy in sẽ làm cho các kim nhiệt nóng lên và nguội đi rất nhanh, trong khi đầu in di chuyển ngang qua mặt giấy. Nhiệt của kim làm biến màu các điểm tương ứng trên mặt giấy, tạo nên các hình ký tự, thường có màu xanh hoặc đen trên nền trắng.
Máy in nhiệt không ồn và tốc độ tương đối nhanh, chạy ít tốn điện, nên rất phù hợp với các loại máy tính xách tay chạy pin. Nhược điểm của công nghệ in này là phải dùng giấy nhiệt (thermal paper) là loại dễ bị phai màu.
Để khắc phục nhược điểm phai màu của giấy nhiệt, người ta dùng máy in truyền mực bằng nhiệt (thermal fusion printer). Đây là loại máy in dùng mực nhậy cảm với nhiệt để truyền mực từ băng vào giấy, tạo nên một bản in chất lượng tốt trên giấy bình thường. Đầu in trong loại máy này cũng là một ma trận các kim nhiệt, được nung nóng nhanh bằng các xung tín hiệu thích hợp của mạch điện tử trong máy. Công nghệ in nung chảy mực vào giấy cũng được dùng phổ biến trong máy in xách tay chạy pin và tiêu thụ ít điện.
Công nghệ in phun mực
Máy in phun mực (inkjet printer) là loại máy in không gõ, đồng thời đầu in cũng không tiếp xúc với mặt giấy; nó tạo hình chữ trên giấy bằng cách phun các giọt mực nhỏ. Giống như máy in kim, máy in phun cũng dùng một ma trận các phần tử in - ở đây là các vòi nhỏ phun ra các giọt mực li ti khi có lệnh điều khiển của các mạch điện tử trong máy in. Máy in phun có tốc độ in nhanh, không ồn, chữ in ra hầu như không thể phân biệt được với máy in laser về độ sắc nét và nét liên tục.
Trong hầu hết các máy in phun hiện nay, thiết bị phun đều dùng tinh thể áp điện. Tinh thể này sẽ dao động cơ học với tần số cố định khi có điện áp điều khiển tác dụng vào. Khi đặt trong kênh dẫn mực, tinh thể dao động này có tác dụng như một cái bơm, đẩy mực ra khỏi vòi phun lúc dãn ra và hút mực khác vào khi co lại.
Trong loại máy in phun bong bóng (bubble-jet printer), người ta dùng một phần tử nung nóng thay cho tinh thể áp điện. Khi có điện áp điều khiển tác dụng vào, nó sẽ nung nóng mực và tạo ra một bong bóng to dần lên. Khi bong bóng vỡ, một giọt mực sẽ thoát ra khỏi vòi phun.
Bơm tinh thể có thể đóng mở với tốc độ 5KHz, nghĩa là có thể bơm 5000 chấm mỗi giây cho nên tốc độ in nhanh hơn. Còn bơm bong bóng cũng là loại làm việc nhanh nhưng bị hạn chế bởi tốc độ đóng mở dưới 1000 chấm mỗi giây. Lý do là vì phần tử nung phải có thời gian nguội, nếu không mực sẽ bị quá khô và vón cục lại trong kênh. Tuy nhiên, bơm bong bóng chỉ yêu cầu điện áp điều khiển thấp (24 đến 50V), trong khi bơm áp điện thường phải kích bằng điện áp cao hơn (70 đến 200 V).
Công nghệ in phun theo ma trận chấm là một phương pháp có thể sử dụng cho các bề mặt và các loại giấy khác nhau vì in không tiếp xúc. Tốc độ in có thể cạnh tranh với bất kỳ máy in kim nào, mà hoạt động lại không gây ồn. Các lỗ phun và kênh dẫn mực rất nhỏ nên độ nét của các chấm khá tốt. Đầu in phun không dùng các bộ phận cơ học nên có độ tin cậy cao và tuổi thọ dài. Một vài loại đầu in áp điện có thể in được đến một nghìn tỷ chấm.
Tuy nhiên, đầu in phun là một dụng cụ nguyên thể, chỉ cần một cái bơm mực bị hỏng là phải thay toàn bộ đầu in. Bản thân mực cũng gây phiền phức: đầu in bị gẫy hoặc cartridge mực bị rò rỉ có thể làm vấy bẩn mực lỏng không tẩy sạch được ở bất kỳ chỗ nào. Lau chùi bảo dưỡng máy có thể rất vất vả. Máy in phun giá rẻ hơn máy in laser, nhưng chi phí hoạt động của nó, hiện nay, cao gần gấp đôi máy in laser (0,05 USD mỗi trang in so với 0,03 USD của máy laser).
Công nghệ in tĩnh điện
Công nghệ in tĩnh điện (electrostatic - ES) là phương pháp in tạo hình ký tự bằng cách tạo ra điện tích tĩnh điện trên một trống quay, áp mực bột toner lên các chỗ đã tích điện, và làm chảy mực lên giấy nhờ quá trình nung nóng, tương tự như trong máy photocopy. Đó là một quá trình tương tác phức tạp và tinh vi của ánh sáng, điện tích tĩnh điện, hóa chất, áp suất nén và nhiệt độ. Như vậy in tĩnh điện không phải bằng một đầu in, mà bằng một quá trình. Quá trình in tĩnh điện được thực hiện trong hệ thống tạo hình (image formation system - IFS), còn gọi là động cơ in (print engine), như sau:
- Xóa trống: trước khi bắt đầu chu trình in mới, trống nhậy quang phải được gạt bỏ các hạt mực còn bám trên đó, đồng thời xóa sạch các điện tích tĩnh điện để trống trở thành trung hòa.
- Nạp điện: Thực hiện nạp điện lên bề mặt trống bằng sợi dây corona sơ cấp mang điện áp âm rất lớn (thường là 5000V) đặt gần sát trống. Điện áp này ion hóa mọi phân tử khí chung quanh sợi dây, nên các điện tích âm sẽ chạy vào mặt trống. Trống bây giờ sẵn sàng ghi nhận hình ảnh mới.
- Ghi hình: Máy in giải mã tín hiệu theo từng dòng từ máy tính đưa sang, và xây dựng hình bản đồ bit của trang in. Sau đó máy in dùng chùm tia sáng để ghi hình bản đồ này lên mặt trống. Bộ phận chủ chốt của quá trình này là một hệ thống quang học phức tạp, bao gồm các tấm gương phản chiếu và các thấu kính chuyển động để hội tụ chùm tia sáng chính xác lên điểm định trước trên mặt trống. Điểm được chiếu sáng sẽ bị phóng điện xuống mức rất thấp (khoảng 100V), còn chỗ không chiếu sáng sẽ giữ nguyên điện tích sẵn có, do đó trên mặt trống hình thành một hình ảnh ẩn của trang in biểu hiện bởi các điện tích tĩnh điện. Giả sử hệ thống ghi hình ẩn này tạo được 300 chấm trên mỗi inch theo chiều ngang trống, và trống quay theo từng nấc (ứng với từng dòng) cách nhau 1/300 inch, thì máy sẽ tạo ra được một bức ảnh có độ phân giải 300x300 dpi.
Xưa nay, tia laser thường được dùng phổ biến để ghi hình ẩn trong các máy in tĩnh điện, đó là máy in laser. Trong một số kiểu máy in mới, người ta đã thay nguồn tia laser bằng một thanh gồm nhiều LED hoặc dãy cửa đóng mở nguồn sáng đèn huỳnh quang bằng tinh thể lỏng để chiếu sáng vào mặt trống. Đó là máy in diode phát quang (light-emitting diode printer) và máy in cửa trập tinh thể lỏng (liquid crystal shutter printer).
- Hiện hình: Để biến ảnh ẩn thành ảnh nhìn thấy được trước khi in lên giấy, người ta dùng mực toner. Đó là một chất bột rất mịn gồm plastic trộn với các chất hữu cơ khác bao quanh các hạt mạt sắt. Bột toner được phun lên mặt trống đang quay và sẽ bị hút bám vào nơi nào đã được chiếu sáng và nhiễm điện tích âm. Phương pháp phổ biến này là kỹ thuật ghi đen (black-write technique) vì toner chỉ bám vào những điểm nào có tia laser chiếu. Còn kỹ thuật ghi trắng (white-write technique) thì mực toner sẽ bám vào những nơi không bị chiếu sáng. Phương pháp này tạo ra các hình đen hơn và dày hơn.
- Truyền ảnh sang giấy: Cơ cấu đẩy giấy đưa một tờ giấy ngang qua dây corona truyền mực (transfer corona wire), dây này sẽ nạp vào giấy một lượng điện tích dương mạnh và chính điện tích này hút dính các hạt toner vào giấy khi giấy được đẩy tiếp lướt qua mặt trống. Bây giờ trên mặt giấy đã có hình cần in do các hạt mực toner tạo thành.
- Nung chảy: Toner chỉ bám lên giấy bằng sự hấp dẫn và lực hút tĩnh điện rất yếu. Mực phải được cố định (nung chảy) lên mặt giấy. Sự nung chảy này được thực hiện bằng một hệ thống ép nhiệt của hai trục lăn quay ngược chiều, trong đó một trục (loại không dính) được nung nóng lên đến 180oC. Toner nóng chảy được ép chặt vào giấy tạo nên trang in.
Có nhiều hãng chế tạo máy in nhưng họ đều mua hệ thống tạo hình (IFS) của một số ít hãng chuyên sản xuất cơ cấu này, trong đó Canon, Ricoh, Toshiba và Casio là đáng chú ý hơn cả. Tuổi thọ trung bình của IFS là 300.000 bản in nhưng thay đổi từ 180.000 đến 600.000 bản tùy hãng sản xuất. Để tiện thay thế trong quá trình sử dụng, một số bộ phận trong IFS (như các bình chứa toner, trục quay để phun toner, sợi corona sơ cấp, trống nhậy quang và các thanh gạt mực) được đặt chung trong một hộp được gọi là cartridge máy in. Một cartridge tiêu chuẩn có thể in được từ 200 đến 5.000 bản in, đồng thời mực toner do có các vật liệu hữu cơ nên cũng chỉ sử dụng được trong thời hạn 6 tháng.
Máy in tĩnh điện có tốc độ in nhanh (10 trang/phút với văn bản in lặp lại), độ phân giải của hình là cao nhất, và không gây ồn. Tuy nhiên, vì phải lập bản đồ bit của cả trang nên bộ giải mã và xử lý (bộ xử lý hình ảnh mành - RIP) cho các tín hiệu đầu vào là một mạch phức tạp và đắt tiền, đồng thời máy in phải có riêng một bộ nhớ đủ lớn để lưu giữ hết một trang văn bản và đồ họa (nhiều chương trình ứng dụng đòi hỏi đến 2MB). Cuối cùng máy in tĩnh điện yêu cầu phải được bảo dưỡng định kỳ, đó là một quy trình phức tạp và tốn kém hơn so với các loại máy in khác.
Công nghệ in màu
Máy in màu thực chất là máy in đơn sắc, nhưng hộp mực có ba hoặc bốn màu cơ bản để in lần lượt từng màu lên giấy. Trên mặt giấy các màu cơ bản này sẽ hòa quyện vào nhau theo các độ đậm nhạt khác nhau để tạo nên nhiều màu sắc phong phú.
Có nhiều kiểu hòa màu (color model) khác nhau. Kiểu RGB tương tự như trong màn hình máy TV màu, dùng tỉ lệ pha trộn giữa đỏ, lục, và xanh lam để tạo nên các màu sắc. Kiểu HSB thì xác định các màu bằng cách làm phù hợp ba thông số màu cơ bản là sắc màu (hue), lượng màu (saturation), và độ sáng (brightness). Kiểu CMYK lại sử dụng tỉ lệ pha trộn của xanh đậm (cyan), đỏ tươi (magenta), vàng (yellow), và đen (black) để tạo nên tất cả các màu.
Hầu hết các máy in màu đều là loại có màu phụ thuộc thiết bị (device-dependent color), nghĩa là các đặc trưng màu (độ sáng, sắc, và lượng) hoàn toàn phụ thuộc vào cách diễn đạt riêng của các mạch phần cứng và không thể dễ dàng so sánh hoặc làm phù hợp với màu do máy khác tạo ra. Màu đỏ của máy in này có thể không giống với màu đỏ của máy in khác.
Hiện nay, hệ thống hợp màu Pantone (Pantone color matching system) là một hệ thống màu không phụ thuộc thiết bị. Trong hệ này, người thiết kế có thể chọn một màu mẫu từ sổ tay kỹ thuật, xác định màu đó trong phần mềm đang sử dụng, rồi in màu đó ra bằng một máy in đã được định chuẩn phù hợp với hệ Pantone. Kiểu hòa màu CMYK có khả năng hỗ trợ cho hệ Pantone. Ưu điểm của việc dùng hệ này là ta được bảo đảm màu in ra sẽ đúng như ý muốn.
Nói chung, công nghệ in laser hay công nghệ in phun đều có thể in màu. Máy laser có thể in màu trên giấy thông thường với chi phí in tương đối rẻ. Trong quá trình in màu, một tờ giấy được in bốn lần đơn sắc (như đã trình bày trên), mỗi lần với một màu mực khác nhau. Dĩ nhiên, in màu nào vào điểm nào, mật độ các chấm mau thưa ra sao, đều do phần mềm quy định.
Trong cuộc thử nghiệm máy in để tìm ra "Top Ten", do tạp chí US PC World tổ chức vào tháng 4/1996, thì máy in màu đầu bảng lại là máy in phun HP DeskJet 850C. Hiện nay công nghệ in phun màu đã kết hợp được tốc độ nhanh, in đẹp và kết quả in trên giấy thường là xuất sắc. Các kiểu in phun giá rẻ chỉ có thể in ba màu (xanh đậm, đỏ tươi, và vàng). Còn các máy in phun đắt tiền có chất lượng hơn hẳn, là loại máy CMYX nhưng vẫn có thể in đen trắng, đồng thời màu sắc phong phú hơn và màu đen thì đậm hơn. Khi tăng độ phân giải lên cao nhất và dùng giấy phủ (coated paper) đặc biệt, ta có thể in được những hình ảnh tuyệt vời gần như ảnh chụp.
Máy in truyền màu sáp nhiệt (thermal wax transfer printer) là một loại máy in màu cao cấp hoạt động theo cách tập trung nhiệt lên một tấm giấy sáp chứa nhiều màu có kích thước bằng trang in. Khi nguồn nhiệt được tiêu tụ thành một điểm rất nhỏ nung nóng các màu này, chúng sẽ chảy ra và truyền lên mặt giấy hoặc phim trong đặt bên dưới. Khác với máy in thăng hoa, máy in loại này không thể thay đổi cường độ màu của các điểm được in. Khi nhìn gần, các hình có màu sáng chói đó sẽ biến thành những mảng màu gồm các chấm nhỏ li ti rời rạc, không bão hòa khắp mặt giấy, và không gây cảm giác như ảnh chụp thật. Máy in này yêu cầu chi phí cho mỗi trang in với mức có thể chấp nhận được (0,4 USD là phổ biến).
Máy in thăng hoa màu (thermal dye sublimation printer) là loại máy in màu cao cấp nhất dùng cách hấp thụ một nguồn nhiệt (có thể thay đổi nhiệt độ một cách chính xác) lên một tấm màu có kích thước bằng trang giấy. Khi các phần tử màu nóng lên, chúng sẽ bốc hơi từ băng nhuộm màu và khuếch tán vào mặt giấy có phủ một chất đặc biệt, tạo nên các khu vực màu có sắc thái khác nhau phù hợp với cường độ nung nóng. Hình in đạt độ phân giải 300 dpi, nhưng độ phân giải hiệu dụng cao hơn nhiều, đồng thời cũng đạt được hiệu quả giống ảnh chụp vì các màu đều đậm và bão hòa hoàn toàn trên giấy. Công nghệ in này vượt quá khả năng sử dụng đối với những người dùng máy PC trung bình vì giá máy in rất đắt (không dưới 10.000 USD). Nhược điểm chủ yếu của nó là in chậm (15 phút/trang), đồng thời chi phí cho một trang in cũng đắt (4 USD/trang).
Tuy có nhiều loại máy in nhưng hiện nay ở nước ta đang dùng phổ biến ba loại: in kim, in phun và in laser. Những người mua máy in có xu hướng chia thành hai phái: một số cần tốc độ nhanh và kết quả đen trắng sắc nét, số khác lại thiên về màu sắc. Nếu cần bản in chất lượng chuyên nghiệp cho các báo cáo, bảng tính, thư từ, ta sẽ hài lòng với máy in laser cá nhân. Nhưng nếu phải in những tác phẩm nghệ thuật với màu sắc sống động, hay muốn điểm xuyết màu sắc cho bản trình bày của mình, thì cần tìm đến các máy in phun màu. Cũng có nhiều người muốn có một máy in có thể in được cả đen trắng và màu.