Реферат: Принтеры

  Liquid ink-jet.

 Струйная технология печати явля­ется на сегодняшний день самой распространенной для реализации цветных устройств. Струйные чер­нильные принтеры подразделяют­ся на устройства непрерывного (continuous drop, continuous jet) и дискретного (drop-on-demand) дей­ствия. Последние опять же делят­ся на две категории: с нагревани­ем чернил («пузырьковая» техноло­гия bubble-jet или thermal ink-jet) и основанные на действии пьеза- эффекта (piezo).

В простейшем случае принцип действия устройства по технологии continuous jet основан на том, что струя чернил, постоянно испуска­емая из сопла печатающей голов­ки, направляется либо на бумагу (для нанесения изображения), либо в специальный приемник, откудачернила снова попадают в общий резервуар. В рабочую камеру чер­нила подаются микронасосом, а элементом, задающим их движение, является, как правило, пьезодатчик. Описанный выше принцип дейст­вия печатающего устройства ис­пользует сегодня очень небольшое количество принтеров. Производ­ством цветных принтеров, исполь­зующих данную технологию, зани­мается, например, фирма Iris Gra­phics.

последний    за несколько микросекунд нагревается до темпе­ратуры около 500 градусов и отда­ет выделяемое тепло непосредствен­но окружающим его чернилам. При резком нагревании образуется чер­нильный паровой пузырь, который старается вытолкнуть через выход­ное отверстие сопла каплю жидких чернил. Поскольку при отключении тока тонкопленочный резистор так­же быстро остывает, паровой пу­зырь, уменьшаясь в размерах, «под­сасывает» через входное отверстие сопла новую порцию чернил, ко­торые занимают место «выстреленной» капли. Цветные принтеры от фирм Canon и Hewlett-Packard ис­пользуют именно эту технологию.

Как уже было сказано, второй метод для управления соплом ос­нован на действии диафрагмы, со­единенной с пьезоэлектрическим элементом. Как известно, обратный  пьезоэффект заключается в дефор­мации пьезокристалла под воздей­ствием электрического поля. Изме­нение размеров пьезоэлемента, рас­положенного сбоку выходного от­верстия сопла и связанного с диа­фрагмой, приводит к выбрасыванию капли и приливу через входное от­верстие новой порции чернил. По­добные устройства выпускаются компаниями Epson, Brother, Data-products и Tektronix. Кстати заме­тим, что фирмой Epson предложен новый тип многослойной пьезоэлек­трической головки, которая устра­няет «сателлиты» - маленькие ка­пельки, сопровождающие основную каплю. Четкость в этом случае по­вышается в основном для монохром­ных изображений.

Заметим, что сопла (канальные отверстия) на печатающей головке струйных принтеров, через которые разбрызгиваются чернила, соответ­ствуют «ударным» иглам матричных принтеров. Поскольку размер каж­дого сопла существенно меньше диаметра иглы (тоньше человечес­кого волоса), а количество сопел может быть больше, то получаемое изображение теоретически должно быть в этом случае четче. К сожа­лению, это не всегда так, и очень многое зависит от качества исполь­зуемой бумаги. Дело в том, что чер­нила имеют свойства просачиваться (куда не надо), растекаться и сме­шиваться до высыхания. Это при­водит к снижению яркости, а так­же к изменению цветности изобра­жения.

Для того чтобы преодолеть все эти неприятности, используются самые различные подходы. Напри­мер, химики фирмы DuPont разра­ботали для принтеров компании Hewlett-Packard специальные пиг­ментные чернила (правда, тоже не без недостатков). А вот чтобы из­бежать смешивания чернил, в мо­дели принтера IBM Color JetPrinter PS4079 фирмы Lexmark предус­мотрены паузы между проходами для нанесения первичных цветов. Упоминавшаяся чуть выше компа­ния Hewlett-Packard для той же цели (высыхание чернил) использует подогрев носителя, то есть бумаги. Такой метод борьбы со смешива­нием чернил реализован в моделях HP PaintJet XL300 и DeskJet 1200С.

Устройства дискретного действия (drop-on-demand) достаточно дешевы (от 500 долларов и выше) и также позволяют получать широкую гам­му цветов, однако требуют, как пра­вило, специальной бумаги.

Thermal wax transfer.

Принцип работы принтера с термопереносом состоит в том, что термопластичное красящее вещес­тво, нанесенное на тонкой подложке, попадает на бумагу именно в том месте, где нагревательными элемен­тами (аналогами сопел и игл) пе­чатающей головки обеспечивается должная температура (около 70-80 градусов). Конструктивно такой способ печати достаточно прост, к тому же он обеспечивает практичес­ки бесшумную работу. Для нанесе­ния цветного изображения требу­ется, разумеется, три или четыре прохода: по одному для первичных цветов и один в случае использо­вания отдельного черного цвета, что соответственно увеличивает время печати. Принтеры, использующие данную технологию, обычно требу­ют специальной бумаги. Стоимость выведенной страницы с изображе­нием, как правило, дороже, чем для струйных принтеров. Для данных устройств также характерна неболь­шая скорость печати (1-2 страни­цы в минуту). Тем не менее, прин­теры с термопереносом - достаточ­но надежные устройства, которые не требуют сложного обслуживания и могут воспроизводить цветное изображение (до 16,7 миллионов цветов) как на пленке, так и на бу­маге, с разрешающей способностью 200-300 dpi (точек на дюйм). Сто­имость подобных устройств может составлять от 1 до 10 тысяч долла­ров.

Dye sublimation.

Еще один класс цветных печатаю­щих устройств - так называемые принтеры с термосублимацией. Эта технология наиболее близка к тех­нологии термопереноса, только эле­менты печатающей головки нагре­ваются в данном случае уже до тем­пературы около 400 градусов. Хотя, возможно, термин «термосублимация» не очень удачен, но он достаточно четко поясняет, каким образом красящему веществу пере­дается необходимая порция энер­гии сублимации. Напомним, что под сублимацией понимают пере­ход вещества из твердого состояния  в газообразное минуя стадию жид­кости (например, кристаллы йода сублимируют при нагревании). Та­ким образом, порция красителя сублимирует с подложки и осажда­ется на бумаге или ином носителе. В принтерах с термосублимацией красителя имеется возможность точ­ного определения необходимого количества красителя, переносимого на бумагу (например. 19% суаn, 65% magenta, 34% yellow). Комбинацией цветов красителей можно подобрать практически любую цветовую па­литру.

Данная технология использует­ся только для цветной печати, а реализующие ее устройства обыч­но относятся к классу «high end». К их основным преимуществам от­носится практически фотографичес­кое качество получаемого изобра­жения и широкая гамма оттенков цветов без использования растрирования. Основным ограничением применения данных принтеров яв­ляется высокая стоимость каждой копии изображения (более долла­ра за страницу).

 Phase change ink-jet.

 Принтеры, использующие данную технологию, называются также принтерами с твердым красителем. Принцип работы таких устройств примерно следующий. Восковые стерженьки для каждого первичного  цвета красителя постепенно рас­плавляются специальным нагрева­тельным элементом при температу­ре около 90 градусов и попадают в отдельные резервуары.

 phase change ink-jet, работают с любой бумагой. Качество цветов получается просто превосходное, к тому же допустима и двусторонняя печать. Стоимость одной копии весьма невысока, как впрочем и скорость печати (около 2 страниц в минуту).

Colour laser.

В лазерных принтерах используется электрографический принцип со­здания изображения - примерно такой же, как и в копировальных машинах. Наиболее важными час­тями лазерного принтера можно считать фотопроводящий барабан (или ленту), полупроводниковый лазер и прецизионную оптико-ме­ханическую систему, перемещаю­щую луч. Лазер формирует электронное изображение на светочувствительной фотопримной ленте последовательно для каждого цвета тонера (CMYK). То есть принтер, работающий в монохромном режиме со скоростью 8стр/мин, в цветном режиме обеспечит только  2 стр/мин. Когда изображение на фоточувствательной ленте полностью построено, подаваемый лист заряжается таким образом, чтобы тонер с барабана притягивался к бумаге. После этого изображение закрепляется на ней за счет нагрева частиц тонера до температуры плавления. Окончательную фиксацию изображения осуществляют специальные валики, прижимающие расплавленный тонер к бумаге.

          Технологически данный процесс осуществляется весьма не просто, поэтому цены на цветные лазерные принтеры до недавнего времени составляли несколько десятков тысяч долларов.

          Некоторые характеристики ряда моделей цветных принтеров, выпускаемых фирмой Tektronix, приведены в таблице (1).

Таблица (1)

Рассмотрим  как  работают чернильные струйные принтеры (Ink let). Семейство подобных принтеров постоянно пополняется новыми моделя­ми таких известных фирм, как Hewlett- Packard, Brother International, Eastman Kodak, Canon, StarMicronics и т.д. Помимо настольных струйных принтеров большим успехом пользуются и аналогичные портативные модели. О некоторых из таких устройств, предлагаемых на российском рынке, мы планируем рассказать более подробно. В этой небольшой супатье изложены некотдрые принципы работы струйных чернильных принтеров.

2.2. Струйные принтеры.

Несмотря на то что принтеры могут казаться пользо­вателю устройствами, на первый взгляд, достаточно прозаическими, рассказ о них может быть не только очень длинным, но и интересным. В данном случае мы не будем "растекаться мыслью по древу", а начнем, пожалуй, с классификации подобных устройств.

Как известно, все печатающие устройства можно подразделить на последовательные, строчные и стра­ничные. Принадлежность принтера к той или иной из перечисленных групп зависит от того, формирует он на бумаге символ за символом или сразу всю строку, а то и целую страницу. Например, все без исключения ла­зерные принтеры можно отнести к группе страничных печатающих устройств, а вот более привычные матрич­ные Epson'ы, Microlin’ы и т.п. - к группе последова­тельных.

Кстати, несколько слов по поводу матричных прин­теров. Как известно, идея подобных печатающих уст­ройств заключается в том, что все мыслимые (и немыс­лимые) знаки воспроизводятся ими из набора отдель­ных точек, наносимых на бумагу тем или иным спосо­бом. Кроме этого, не следует забывать, что все печа­тающие устройства (за исключением, пожалуй, стра­ничных) могут быть "ударными" (impact) и "безудар­ными" (non-impact). Большинство принтеров, работающих (и продаваемых) сейчас с IBM РС-совместимыми компьютерами, могут быть причислены к группе после­довательных, "ударных" и матричных печатающих уст­ройств: вертикальный ряд (или два ряда) игл вколачи­вает краситель с ленты прямо в бумагу, формируя пос­ледовательно символ за символом. Такое засилье "игольчатых" вполне объясняется приемлемым качест­вом их печати и невысокой ценой сменного красителя (ленты).

Рассматриваемые ниже струйные чернильные прин­теры относятся к классу последовательных, матричных, но "безударных" печатающих устройств. Здесь следует еще раз оговориться, так как, вообще говоря, существу­ют также чернильные строчные и чернильные странич­ные принтеры, также относящиеся к классу "безудар­ных" устройств. В этой статье они не рассматривают­ся.

Обычно "безударными" принтерами называются та­кие устройства, у которых носитель печатаемой инфор­мации не касается бумаги. Не требуется, конечно, по­яснять, что "безударные" печатающие устройства рабо­тают практически бесшумно. Если продолжить уточне­ние признаков принадлежности печатающих устройств к отдельным группам, можно сказать, что последова­тельные "безударные" матричные струйные чернильные принтеры в свою очередь подразделяются на уст­ройства непрерывного (Continuous drop. Continuous jet). н дискретного (D*olmln-demand) действия. Последние в своей работе опять же могут использовать либо "пу­зырьковую" технологию (Bubble-Jet), либо пьезоэффект. Подобная (правда, увы, неполная) классифика­ция печатающих устройств полностью соответствует классификации фирмы Mannesmann Tally, хорошо из­вестной своими принтерами.

Устройства непрерывного действия.

 диаметра иглы (тоньше че­ловеческого волоса), а количество сопел может быть больше, то получаемое изображение (теоретически) должно быть в этом случае четче. К сожалению, это не всегда так, и очень многое зависит от качества исполь­зуемой бумаги (все-таки чернила!).

 бумагу (для нанесения изображе­ния), либо в специальный приемник, откуда чернила снова попадают в общий резервуар. В рабочую камеру чернила подаются микронасосом, а элементом, задаю­щим их движение, является, как правило, пьезодатчик.

Для того чтобы направить струю чернил в определен­ные места на бумаге (или в приемник), необходимы отклоняющие электроды. Разумеется, что струя чернил должна электризоваться, предварительно пройдя через заряжающие электроды. Описанный выше принцип действия печатающего устройства использует сегодня очень небольшое количество принтеров. Самыми рас­пространенными являются более прогрессивные техно­логии.

Устройства дискретного действия.

Итак, большинство современных чернильных прин­теров используют технологию Drop-on-demand, которая основана на дискретном выпрыскивании капель чернил на бумагу из сопел печатающей головки. В настоящее время на практике для нанесения чернил на бумагу наиболее широко используется два дискретных метода. Различают так называемые Bubble-Jet-nphhtepbl и принтеры, использующие для управления соплом пье-зозлемент. Надо сказать, что при технической реализа­ции оба этих метода практически эквивалентны, как по затратам, так и по качеству получаемого изображе­ния.

Copyright © 2012 г.
При использовании материалов - ссылка на сайт обязательна.