Принтеры.

Принтер — устройство для вывода текстовой или графической информации на различные твердые носители. Сущест­вует несколько типов принтеров: матричные, струйные, лазерные, твердочернильные, термосублимационные и т. д.

Принтеры бывают 2-х основных типов – ударного (матричные) и безударного (все остальные) действия.

В матричных принтерах (dot matrix printer) изображение форми­руется несколькими иголками, расположенными в головке принтера. Иголки, расположенные внутри головки, обычно акти­визируются электромагнитным методом. Каждая ударная иголка приводится в движение независимым электромеханическим преоб­разователем на основе соленоида. Головка двигается по горизон­тальной направляющей и управляется шаговым двигателем. Обычно печать выполняется как при прямом, так и при обратном проходе печатающей головки. Бумага продвигается с помощью вала, а между бумагой и головкой принтера располагается красящая лента. У большинства моделей принтеров красящая лента заключена в специальный пластмассовый корпус, называемый картриджем. Картриджи различаются по величине и форме для различных моделей. Красящая лента находится внутри корпуса картриджа в виде бесконечной ленты Мебиуса.

Струйные принтеры. Главным элементом струйного принтера является печатающая головка, состоящая из сопел, к ко­торым подводятся чернила. Число сопел находится в диапазоне от 16 до 64, а иногда доходит до нескольких сотен.

Чернила подаются к соплам за счет капиллярных свойств и удерживаются от вытекания за счет сил поверхностного натяжения жидкости. В головку встроен специальный механизм, позволяющий выбрасывать из сопла микроскопическую капельку чернил. Печа­тающая головка при печати перемещается поступательно слева на­право, отпечатав строку, передвигается вниз по листу. Работают эти принтеры практически бесшумно. В зависимости от устройства это­го механизма различают принадлежность принтера к тому или ино­му классу.

Струйные принтеры подразделяются на устройства непрерывно­го (continuous drop) и дискретного (drop on demand) действия. Ввиду менее высокой цены более распространенными являются принтеры второго типа, в свою очередь, подразделяющиеся на следующие ос­новные:

• пьезоэлектрические (piezo-ink) — Epson, Brother;

• пузырьковые (bubble-jet) — Hewlett-Packard, Canon, Lexmark.
Пьезоэлектрическая технология дешева, отличается надежностью (так как не используется высокая температура). Этот способ управ­ления менее инерционен, чем нагрев, что позволяет повысить ско­рость печати.

Для реализации пьезоэлектрического метода в каждое сопло ус­тановлен пьезокристалл, связанный с диафрагмой. Под воздействи­ем электрического заряда происходит деформация пьезоэлемента. При печати находящийся в трубке пьезоэлемент, сжимая и разжи­мая трубку, наполняет капиллярную систему чернилами. Чернила, которые отжимаются назад, перетекают обратно в резервуар, а чер­нила, которые выдавились наружу, образуют на бумаге точки.

Пузырьковая технология связана с высокой температурой. При высокой температуре нагреватель со временем покрывается слоем нагара, поэтому в принтерах, использующих эту технологию, печа­тающая головка довольно часто выходит из строя. В таких случаях она вместе с резервуаром для чернил образует конструктивный еди­ный узел. Достоинством этого типа принтеров является высокая долговечность (исключая печатающие головки, которые изнашиваются очень быстро и заменяются вместе со сменой чернильного картриджа), а недостатком — недостаточная резкость получаемых отпечатков.

Метод газовых пузырей базируется на термической технологии. Каждое сопло оборудовано нагревательным элементом, который при пропускании через него тока, за несколько микросекунд нагре­вается до температуры около 500 ° С. Возникающие при резком на­гревании газовые пузыри стараются вытолкнуть через выходное от­верстие сопла порцию (каплю) жидких чернил, которые переносят­ся на бумагу. При отключении тока нагревательный элемент остывает, паровой пузырь уменьшается, и через входное отверстие поступает новая порция чернил.

Цветные принтеры:

Печать цветных изображений на струйных принтерах происхо­дит путем смешения четырех основных цветов — голубого, пурпур­ного, желтого и черного. Эти цвета часто называют базовыми триадными цветами, а в полиграфии это называется цветовой моделью CMYK (от английских названий цветов Cyan, Magenta, Yellow, blacK). В дорогих моделях принтеров используются дополнительные два цвета — либо светло-голубой и светло-пурпурный, либо оранже­вый и зеленый (такие модели называют также фотопринтерами: они отличаются повышенным качеством цветопередачи. Хороший струйный фотопринтер на сегодняшний день обеспечивает вполне приемлемую альтернативу дорогим цветным лазерным устройствам.

Принтеры с твердыми чернилами.

В этих принтерах содержится 4 твердых блока специальных восковых чернил, которые затем расплавляются. Перед началом печати должно пройти 10 минут (время, необходи- мое для того, чтобы расплавить чернила). Горячие чернила выпрыскиваются на бумагу, где они затвердевают и закрепляются после прохождения листа между двумя валиками.

Сублимационные принтеры.

Под сублимацией понимается переход твердых веществ в газообразные без прохождения через стадию жидкости. Таким материалом является, например, сухой лед (замороженный углекислый газ). В принтере, работающем на основе процесса сублимации, контейнер с красителями CYMK двигается над термической печатающей головкой, которая содержит тысячи программируемых нагревательных элементов. Красители мгновенно испаряются и впитываются специальной бумагой. Каждый нагревательный элемент может производить 256 различных температур. Чем выше температура, тем больше красителя осаждается и тем интенсивнее получается цвет. В отличие от всех других цветных принтеров, данный принтер способен воспроизводить цвета практически сплошного спектра, поэтому процедура обработки полутонов не нужна.

Фотоэлектронные печатающие устройства.

Фото­электронные способы печати основаны на освещении заряженной светочувствительной поверхности промежуточного носителя и фор­мировании на ней изображения в виде электростатического релье­фа, притягивающего частицы красителя, которые далее переносятся на бумагу.

Для освещения поверхности промежуточного носителя используют:

• в лазерных принтерах — полупроводниковый лазер;

• в светодиодных — светодиодную матрицу;

• в принтерах с жидкокристаллическим затвором — люминесцентную лампу.

Светодиодные принтеры, или LED-принтеры (Light Emitting Diode), основаны на том же принципе действия, что и лазерные. Кон­структивным различием является то, что барабан освещается не лу­чом лазера, развертка которого обеспечивается с помощью механиче­ски управляемых зеркал, а неподвижной диодной строкой, состоящей из 2500 светодиодов, которая описывает не каждую точку, а целую строку. На основе этой технологии работают принтеры фирмы OKI.

В принтерах с жидкокристаллическим затвором в качестве ис­точника света служит люминесцентная лампа. Свет лампы экспони­руется через жидкокристаллический затвор, своеобразный прерыва­тель света, управляемый от компьютера. Скорость печати такого принтера ограничена скоростью срабатывания жидкокристалличе­ского затвора и не превышает 9 листов в секунду.

Лазерные принтеры обеспечивают более высокое качество, чем струйные принтеры. Наиболее известными фирмами-разработчика­ми лазерных принтеров являются Hewlett-Packard, Lexmark, Epson, Canon, Toshiba, Ricoh.

Принцип действия лазерного принтера основан на методе сухо­го электростатического переноса изображения, изобретенном Ч. Ф. Карлсоном в 1939 г. и реализуемом также в копировальных аппаратах.

Основным элементом конструкции лазерного принтера является вращающийся барабан, служащий промежуточным носите­лем, с помощью которого производится перенос изображения на бумагу. Барабан представляет собой цилиндр, покрытый тонкой пленкой светопроводящего полупроводника.

Рис. 2.45. Лазерный принтер:

а — общий вид; б — схема принтера: / — процессор; 2 —лазер; 3 — механиз «зарядки» бумаги; 4— барабан-девелопер; 5— механизм нагрева бумаги; о лезвие; 7 — фотобарабан

Обычно в качестве такого полупроводника используется оксид цинка или селен. По по­верхности барабана равномерно распределяется статический заряд. Это обеспечивается с помощью тонкой проволоки или сетки, назы­ваемой коронирующим проводом. На этот провод подается высокое напряжение, вызывающее возникновение вокруг него светящейся ионизированной области, называемой короной.

Лазер, управляемый микроконтроллером, генерирует тонкий световой луч, отражающийся от вращающегося зеркала. Развертка изображения происходит так же, как и в телевизионном кинескопе: движение луча по строке и кадру. С помощью вращающегося зерка­ла луч скользит вдоль цилиндра, причем его яркость меняется скач­ком: от полного света до полной темноты, и также скачкообразно (по точкам) заряжается цилиндр. Этот луч, приходя на барабан, из­меняет его электрический заряд в точке прикосновения. Размер за­ряженной площади точки зависит от фокусировки луча лазера. Фо­кусируется луч с помощью объектива. Признаком хорошей фокуси­ровки считают наличие четких кромок и углов на изображении. Для некоторых типов принтеров в процессе подзарядки потенциал по­верхности барабана уменьшается от 900 до 200 вольт. Таким обра­зом, на барабане, промежуточном носителе, возникает скрытая ко­пия изображения в виде электростатического рельефа.

На следующем этапе на фотонаборный барабан наносится то­нер – краска, представляющая собой мельчайшие частицы. Под действием статического заряда эти частицы легко притягиваются к поверхности барабана в точках, подвергшихся экспозиции, и фор­мируют изображение уже в виде рельефа красителя.

Бумага втягивается из подающего лотка и с помощью системы валиков перемещается к барабану. Перед самым барабаном бумаге сообщается статический заряд. Затем бумага соприкасается с бара­баном и притягивает благодаря своему заряду частички тонера, на­несенные ранее на барабан.

Для фиксации тонера бумага вновь заряжается и пропускается между двумя роликами с температурой около 180 " С. После оконча­ния процесса печати барабан полностью разряжается, очищается от прилипших лишних частиц, тем самым готовясь для нового процес­са печати. Лазерный принтер является постраничным, т. е. форми­рует для печати полную страницу.