? ПРИНТЕР @

Конструкции принтеров отличаются большим разнообразием. Для переноса текста и изображе­ний на бумагу используются самые различные фи­зические принципы. Классификация принтеров по принципу действия показана на рисунке.

 Непосредственными предшественниками матрич­ных принтеров были так называемые шрифтовые принтеры, принцип действия которых аналогичен работе пишущей машинки.

Основным элементом шрифтового принтера был диск в виде «ромашки», на концах лепестков кото­рого выштампованы символы. Диск вращался вок­руг своей оси перпендикулярно бумаге; между ним и бумагой находилась красящая лента. В соответ­ствующий момент ударный механизм бил по кон­цу лепестка, и в результате на бумаге получался оттиск нужного символа. Меняя диски, можно было изменять печатаемые символы и шрифт.

Достоинство этого принтера в том, что он дает очень чистое и качественное изображение симво­лов. Но зато ничего, кроме символов, жестко задан­ных типовым диском, напечатать не удастся. Так­же ничего не получится, если вы захотите выде­лить часть текста каким-либо другим шрифтом (только если остановить принтер и заменить диск, что, конечно же, очень неудобно). Скорость печати этих принтеров невелика (до 40 знаков в секунду).

В последние годы шрифтовые принтеры уже окончательно вытеснены матричными. Печатаю­щая головка матричного принтера выполнена в виде набора 9-24 иголок из вольфрама или сверх­твердого сплава, расположенных в один-два верти­кальных ряда или в шахматном порядке. При го­ризонтальном перемещении печатающей головки иголки ударяют по красящей ленте, оставляя на бумаге след.

В рекламных проспектах скоростью печати назы­вают число страниц, печатаемых в минуту.

 

Хранение чернил осуществляется двумя мето­дами:

головка принтера является составной частью патрона с чернилами, замена патрона с чернилами одновременно связана с заменой головки (принте­ры Hewlett-Packard DeskJet);

используется отдельный сменный резервуар, который через систему капилляров обеспечивает чернилами головку принтера (принтеры Epson Stylus).

Фирмы-изготовители реализуют различные спо­собы нанесения чернил на бумагу:

«пьезоэлектрический метод;

«метод газовых пузырей;

«метод drop-on-demand.

При использовании пьезоэлектрического мето­да в каждое сопло устанавливается плоский пьезо-элемент, связанный с диафрагмой. Как известно, под воздействием электрического поля 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, оставляют на бумаге точку. Подоб­ные устройства выпускают компании Epson, Brother и др.

Метод газовых пузырей основан на нагревании чернил и больше известен под названием bubble-jet (инжектируемые пузырьки). При использовании этого метода каждое сопло оборудовано нагрева­тельным элементом, который при пропускании че­рез него тока за несколько микросекунд нагревает­ся до температуры около 350-500 "С. Возникающие при резком нагревании газовые пузыри (bubbles) стараются вытолкнуть через выходное отверстие сопла необходимую 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. Подоб­ную технологию использует фирма Canon.

Благодаря тому, что в механизмах печати, реа­лизованных с использованием метода газовых пу­зырей, меньше конструктивных элементов, такие принтеры надежней в работе и срок их эксплуата­ции более продолжителен. Кроме того, использова­ние этой технологии позволяет добиться наиболее высокой разрешающей способности принтеров. Обладая высоким качеством при прорисовке ли­ний, данный метод имеет недостаток при печати областей сплошного заполнения: они получаются несколько расплывчатыми.  Применение метода газовых пузырей целесообразно при печати графи­ков, гистограмм и т. п., тогда как печать полутоно­вых графических изображений получается более качественной при использовании метода drop-on-demand.

Метод drop-on-demand разработан фирмой Hewlett-Packard. Так же, как в методе газовых пу­зырей, здесь для подачи чернил из резервуара, на бумагу используется нагревательный элемент. Од­нако способ нанесения чернил на бумагу несколь­ко другой. Технология drop-on-demand обеспечи­вает наиболее быстрый впрыск чернил, что позво­ляет существенно повысить качество и скорость печати. Цветовое представление изображения в этом случае более контрастно.

Способность струйных принтеров создавать цвет­ное изображение привела к их широкому распространению. Цветная печать с помощью игольчатых принтеров не дает желаемого качества. Использо­вание для этой цели других типов принтеров, ла­зерных или термических, многим обычным пользо­вателям не по карману. Использование же чернил различного цвета является недорогой, но все же качественной альтернативой.

Обычно цветное изображение формируется при печати наложением друг на друга изображений трех основных типографских цветов: голубого (cyan), пурпурного (magenta) и желтого (yellow). Хотя теоретически наложение этих трех цветов 100% насыщенности должно в итоге давать черный цвет, на практике в большинстве случаев получается се­рый или коричневый. Потому в качестве четверто­го основного цвета добавляют еще и черный (black). Такую цветовую модель, как уже отмечалось, назы­вают CMYK.

По этой причине в новых моделях струйных принтеров применяется не три, а четыре цветных емкости для создания цвета (дополнительная ем­кость с чернилами черного цвета). Благодаря это­му появилась возможность широкого использова­ния таких принтеров для обычной печати текстов и черно-белых графических изображений с одно­временной экономией цветных чернил.

Преимуществами струйных принтеров являются:

    высокоскоростная печать

    бесшумность работы

возможность качественной многоцветной печати.

К лазерным принтерам относятся собственно лазерные и светодиодные (LED, Light Emitting Diode) принтеры. Выпускались и другие принтеры (ионные, с жидкокристаллическим затвором), но они не получили широкого распространения.

В лазерных принтерах изображение формиру­ется на поверхности специального барабана, покрытого слоем фотопроводящего материала. Изобра­жение, которое должно быть напечатано, перено­сится на заряженную поверхность фотобарабана с помощью сфокусированного луча лазера (или све­тодиодной матрицы). Фотобарабан представляет со­бой металлический цилиндр, покрытый тонкой пленкой из фотопроводящего полупроводника. По поверхности барабана равномерно распределяется статический заряд.

Лазер, управляемый микроконтроллером, гене­рирует тонкий световой луч, который, отражаясь от вращающегося зеркала, попадает на фотобара­бан. Точки, которые на бумаге должны получиться темными, разряжаются светом лазерного луча. Заряды на освещенных точках поверхности бараба­на нейтрализуются благодаря его фотопроводящим свойствам, и на его поверхности формируется скры­тое электростатическое изображение. Далее на раз­ряженные участки поверхности барабана наносит­ся специальный красящий порошок (тонер), кото­рый затем контактным способом переносится на бумагу и закрепляется путем нагревания.

При печати на цветном лазерном принтере ис­пользуются две технологии. В соответствии с пер­вой, широко используемой до недавнего времени, на фотобарабане последовательно для каждого отдель­ного цвета (Cyan, Magenta, Yellow, Black) формиро­валось соответствующее изображение, и лист печа­тался за четыре прохода, что, естественно, сказыва­лось на скорости и качестве печати. В современ­ных моделях в результате четырех последователь­ных прогонов на фотобарабан наносится тонер каж­дого из четырех цветов. Затем при соприкоснове­нии бумаги с барабаном на нее наносятся все че­тыре краски одновременно, образуя нужные цвето­вые сочетания на отпечатке. В результате достигается более ровная передача цветовых оттенков - почти такая же, как при печати на цветных прин­терах с термопрессом красителя. Однако из-за вы­сокой стоимости цветные лазерные принтеры пока не получили широкого распространения.

В светодиодном принтере для засвечивания ба­рабана вместо лазерного луча, управляемого с по­мощью системы зеркал, используется неподвижная светодиодная строка (линейка), состоящая пример­но из 2500 светодиодов, которая формирует не каж­дую точку изображения, а целую строку.

Теоретически, светодиодная технология более надежна, поскольку является более простой: в све­тодиодном принтере отсутствует сложная оп­тико-механическая система.

Кроме того, принтеры со светодиодной панелью более компактны. Благодаря компактности свето­диодную технологию часто используют в ксерографических цифровых плоттерах.

Однако на практике большинство производите­лей предпочитают лазерную технологию. Кроме того, лазерные принтеры работают быстрее, в то время как светодиодные более дешевы.

Технология термических принтеров основана на использовании механизма печати факсимильных аппаратов. Фактически, большинство термических принтеров работают как факсимильные аппараты.

Печатающая головка термического принтера конструктивно похожа на аналогичный узел мат­ричного принтера. Для таких принтеров необхо­дима бумага со специальным термочувствитель­ным покрытием. Управляемые электрическим током иголки нагревают бумагу, оставляя при этом отметки. Недостатком принтера является недоста­точно высокая скорость печатания и необходимость использования специальной бумаги. Они получи­ли ограниченное распространение.

Термокопировальные принтеры также снабже­ны тепловыделяющей печатающей головкой, но вместо специальной термореактивной бумаги ис­пользуется обыкновенная печатная бумага и спе­циальная копировальная лента из полиэфирной пленки с нанесенной на нее плавящейся от нагрева краской. Теплота, передающаяся от иголок печа­тающей головки, расплавляет краску и наносит ее на бумагу.

Технология прямого переноса нашла широкое распространение в проектно-конструкторских и научно-исследовательских подразделениях множе­ства организаций. Эта технология обеспечивает очень четкую прорисовку линий и тоновых изоб­ражений и заслужила высокую оценку при оформ­лении проектно-конструкторской документации зданий, стадионов, дорог и т. п. Технология нашла широкое применение в широкоформатных графо­построителях, позволяющих печатать изображения шириной 900 мм. Особым доверием проектных и исследовательских организаций пользуются графо­построители серии CalComp DramngMaster Plus. Однако лишь в нескольких моделях принтеров ис­пользуется подобная технология. Более того, про­изводители термических принтеров все больше склоняются к использованию технологии струйной печати, оправдывая свое решение значительным снижением себестоимости печати, а также более заманчивыми производственными перспективами. Для получения цветного изображения с каче­ством, близким к фотографическому, или для изго­товления допечатных цветных проб используют сублимационные и термовосковые принтеры, или, как их еще называют, цветные принтеры высокого класса. Имеются принтеры, которые совмещают в себе технологию сублимационной и термовосковой печати. Такие принтеры позволяют печатать на одном устройстве как черновые, так и чистовые оттиски.

Общим для сублимационной и термовосковой технологий является нагрев красителя и перенос его на бумагу (пленку) в жидкой или газообразной фазе. Многоцветный краситель, как правило, нане­сен на тонкую лавсановую пленку толщиной 5 мкм. Пленка перемещается с помощью лентопротяжно­го механизма, который конструктивно похож на аналогичный узел игольчатого принтера. Матри­ца нагревательных элементов за 3-4 прохода фор­мирует цветное изображение.

Отличие термовосковой печати от сублимацион­ной заключается в том, что в первом случае плен­ка покрыта воскоподобной мастикой, а во втором - специальным красителем.

Термовосковые принтеры переносят краситель, растворенный в воске, на бумагу, нагревая ленту с цветным воском. Как правило, для подобных прин­теров необходима бумага со специальным покры­тием. Термовосковые принтеры обычно использу­ются для красочной печати деловой графики.

При сублимационной печати осуществляется перевод красителя в газообразное состояние путем нагрева ленты. Этот газ затем поглощается полистирольным покрытием специальной бумаги. Диф­фузионный перенос красителя обеспечивает полу­чение высококачественного цветного изображения без видимых тональных переходов.

Впервые сублимационная технология была ус­пешно реализована фирмой Tektronix в принтерах серии Phaser. Будучи одной из самых прогрессив­ных технологий в мире цветной печати, цветная сублимационная технология является идеальным средством обеспечения фотографического качества изображения.

Ученые используют такие принтеры при решении задач спектрального анализа. В некоторых странах сублимационные принтеры используют для анализа почв в сельскохозяйственных целях.