Периферийные устройства ПК

Струйные принтеры

В печатающей головке струйного  принтера вместо иголок имеются тонкие трубочки - сопла, через которые на бумагу выбрасываются мельчайшие капельки чернил. Матрица печатающей головки содержит от 12 до 64 сопел. 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 (все-таки, чернила!).

По способу выбрасывания чернил струйные принтеры делятся на:

• Принтеры непрерывного распыления красителя или печати под высоким давлением (каплеструйные);
• Принтеры с дозированным распылением красителя (струйные - «древние»);
• Принтеры, основанные на дискретном впрыскивании капель чернил на бумагу из сопел печатающей головки (струйные - «современные»).

Принтерам непрерывного распыления красителя уже почти шестьдесят лет. Хотя лорд Рейли, лауреат Нобелевской премии по физике, сделал свои фундаментальные открытия в области распада струй жидкости и формирования капель еще в прошлом веке, датой рождения технологии струйной печати можно считать только 1948 год. Именно тогда шведская фирма Siemens Elema подала патентную заявку на устройство, работающее как гальванометр, но оборудованное не измерительной стрелкой, а распылителем, с помощью которого регистрировались результаты измерений.

И даже теперь, спустя больше полувека, эта гениально простая  система печати применяется, например, в медицинских приборах. Правда, жидкостный осциллограф способен печатать лишь кривые, а не тексты и графики. Эта эффективная схема была усовершенствована, и появился струйный принтер, функционирующий по принципу непрерывного распыления красителя или печати под высоким давлением.

Разработчикам метода струйной печати предстояло решить две проблемы. Во-первых, струя красителя должна была распадаться на микроскопические капельки определенного размера, и, во-вторых, большая часть капель вообще не должна попадать на бумагу. (Если, например, распечатывается текст, то площадь покрытых красителем участков составляет всего 2-5 % общей поверхности.)

Разработчики воспользовались  закономерностью, выявленной лордом Рейли: струя жидкости стремится распасться на отдельные капли. Нужно только чуть подправить случайный процесс распадения струи, накладывая с помощью пьезоэлектрического преобразования на струю красителя, выбрасываемую под высоким давлением (до 90 бар), высокочастотные колебания давления. Таким способом может выбрасываться до миллиона капель в секунду. Их размеры зависят от геометрической формы сопел-распылителей и составляют всего лишь несколько микрон, а скорость, с которой они долетают до бумаги, достигает 40 м/с.

Принцип работы каплеструйных принтеров похож на принцип работы электронно-лучевой трубки. В таких принтерах краска наливается в специальный сосуд, имеющий в дне настолько маленькое отверстие (это отверстие называется форсунка), что в нормальных условиях краска из сосуда не вытекает. Однако при кратковременной подаче разности потенциалов между форсункой и бумагой краска начинает вытекать небольшими каплями, которые затем ускоряются в электрическом поле, отклоняются на определенный угол системой отклоняющих пластин и попадают на бумагу, оставляя на ней след. Изображение на листе бумаги, так же как и у матричных принтеров, формируется из точек, но за счет того, что точка у каплеструйного принтера намного меньше, чем у матричного, изображение на листе - бумаги получается лучшего качества.

Высокая скорость печати таких  принтеров определяется тем, что  нет необходимости перемещать громоздкие печатающие головки.

Достоинство таких принтеров  заключается в том, что при  использовании нескольких сосудов  с разными красками можно получить цветное изображение.

И сегодня существуют принтеры, работающие по вышеназванным принципам непрерывного распыления красителя или печати под высоким давлением, Однако эти принтеры не нашли широкого применения для печати документов и их можно встретить лишь где-нибудь на производстве.

Эти принтеры способны маркировать  и наносить коды практически на все  поверхности и предметы. Они в состоянии распылять подавляющее большинство видов жидкостей: чернила, лак, масла и даже клеящие вещества и смолы.

Благодаря высокой скорости полета капель допускается использовать поверхности с сильными неровностями и в зависимости от требований к качеству печати размещать их на расстоянии 1-2 см от сопла-распылителя. В результате можно наносить маркировку, например данные о сроке годности товара, на картонные коробки, бутылки, консервные банки, яйца или кабели. Эту технологию печати нетрудно узнать по точкам, кажущимся неравномерными и как бы обтрепанными.

С начала 70-х годов необычайно активизировалась исследовательская  деятельность, направленная на создание систем без недостатков, свойственных системам печати под высоким давлением. Первое решение, найденное специалистами - печатающие головки с пьезоэлектрическими преобразователями, испускающие по запросу отдельные капли красителя. Так родилась идея о струйной печати с дозированным распылением красителя.

В таких принтерах есть головка, нижняя часть которой находится  на небольшом расстоянии (около 1 мм и даже меньше) от листа бумаги. В нижней части головки на небольшом расстоянии друг от друга находятся несколько форсунок (иногда до нескольких сотен и даже тысяч), объединенных в прямоугольную матрицу. Внутри корпуса, чуть выше этих форсунок находятся микроскопические резисторы (каждый над определенной форсункой). Сосуд с краской, нагревательные резисторы и форсунки зачастую объединяются в один блок (картридж).

Струя чернил, постоянно  испускаемая из сопла печатающей головки, направляется либо на 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 струйных принтеров (обычно года выпуска - до 1996).

Большинство современных  чернильных принтеров используют технологию, основанную на дискретном (прирывистом) впрыскивании 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 принтеры с ПГ, в каждом сопле которой находится маленький нагревательный элемент, и принтеры, использующие для управления соплом пьезоэлемент.

Пъезоэффект заключается в деформации пьезок-ристалла под воздействием электрического поля. Изменение размеров пьезоэлемента, расположенного сбоку входного отверстия сопла, приводит к выбрасыванию капли и приливу через входное отверстие новой порции чернил.

Нагревательный элемент (обычно это тонкопленочный резистор) может находиться либо в непосредственной близости с самим соплом, либо на стороне входного канала сопла. При пропускании тока через тонкопленочный резистор, 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 необходимую порцию (каплю) жидких чернил. Поскольку при отключении тока тонкопленочный резистор так же быстро остывает, паровой пузырь, уменьшаясь в размерах, «подсасывает» через входное отверстие сопла новую порцию чернил, которые занимают место «выстреленной» капли.

Надо сказать, что при  технической реализации оба этих метода практически эквивалентны, как  по затратам, так и по качеству получаемого  изображения. То есть современный пользователь, приобретая струйный принтер, даже не определит, каким элементом, нагревательным или пьезо, управляется печатающая головка его устройства.

Достоинства современных  струйных принтеров:

• • Цена на эти принтеры падает буквально на глазах.
• • Возможность качественной цветной печати.
• • Высокая скорость в режиме черновой, печати;
• •  Бесшумность работы.

Но есть у этих принтеров  и недостатки:

• Высокая стоимость расходных материалов. Цена картриджа составляет примерно ¹/₄ часть от стоимости самого принтера;
• Качественная печать страницы текста занимает приблизительно минуту, а цветной картинки и того больше;
• Бумага для распечатки должна быть определенной плотности: (от 60 до 135 г/м²), чтобы не расплывались чернила. Если вы случайно капнете на напечатанный текст водой, образуется безобразная клякса, чернила «поплывут»;
• При долгой «непечати» на струйном принтере существует опасность засыхания чернил в соплах.

Этот недостаток часто  «лечится» народным способом: нужно  осторожно снять с принтера засохший картридж и поставить его нижней частью (соплами) в теплую мыльную  воду (например, в блюдце) минут на 10. Затем аккуратно насухо протереть сопла, поставить картридж на место в принтер, программно выполнить операцию «прочистка сопел картриджа», и принтер опять заработает нормально.

На сегодняшний день, существует масса сервисных центров по заправке картриджей для струйных принтеров. Это стоит гораздо дешевле покупки нового картриджа, однако, возьмите себе за правило один картридж заправлять не более двух раз и только в крупных сервисных центрах, а не кустарными методами с помощью непонятно каких чернил и шприца. В противном случае вы рискуете более серьезной поломкой принтера, да и сопла могут засохнуть так, что вы их уже не «отмочите». И помните, что заправленный картридж требует еще более частой печати, чем новый, причем с каждой заправкой быстрота засыхания чернил в соплах увеличивается.

 

 

 

 

 

 

 

Таблица характеристик некоторых  видов струйных принтеров 

 

Параметры	Canon BJC-70	HP DeskJet 6600C	HP DeskJet 1600CM	Epson Stylus Color
Число сопел (моно-хромных/цветных)	64/64	48/48	300/416	64/48
Максимальное разрешение, dpi	360х360	600х600	600х600	720х720
Память (стандартная/максимальная)	0,035/0,035	0,512/0,512	6/70	--
Скорость печати в черновом режиме, стр/мин.	4	4	9	8
Скорость печати в режиме улучшенного качества, стр/мин.	--	1 (ч/б) 3 (цв)	8	--

 

Лазерные принтеры

Данный тип появился чуть более десяти лет тому назад. Из всех современных типов принтеров он наиболее перспективен, т.к. обеспечивает высокую скорость вывода как графической, так и текстовой информации (десятки и сотни страниц формата А4 в минуту), имеет высокую разрешающую способность (от 1200 и более точек на дюйм) и может использоваться для цветной печати.

 

 

 

Устроен такой принтер  следующим образом.

Бумага, проходя через  принтер, электризуется при помощи лазера или блока светодиодов  в тех местах, где должно быть изображение. Затем на бумагу наносится порошкообразная краска (ее называют тонером), которая прилипает к наэлектризованным участкам бумаги. Прилипшая краска впекается в бумагу при помощи специальной, очень мощной лампы.

Если последовательно  применить несколько таких операций электризации впекания, но разными  красками, то в итоге получится  цветное изображение.

Когда лазер строит изображение  на светочувствительном барабане, он делает это построчно. Каждая строка - это поворот барабана на 1/300 дюйма (и сдвиг бумаги на то же расстояние). Это вертикальная ось листа. Лазерный луч, подобно лучу электронов в телевизионной трубке, сканирует эту строку, зажигаясь и выключаясь в соответствии с управляющими сигналами контроллера печати. Эти световые импульсы и строят изображение на барабане. В обычном лазерном принтере каждый поворот барабана составляет 1/300 дюйма (имеется в виду линейное перемещение поверхности), что соответствует одной строке. В каждой строке на каждый дюйм приходится 300 точек. Таким образом, и получается «лазерное» разрешение в 300x300 dpi.

Существуют две различные  технологии печати:

RET (Resolution Enhancement Technology - технология  улучшенного разрешения)

TR (Turbo Res Enhanced - повышенная  технология разрешения).

По технологии RET работают лазерные принтеры фирмы Hewlett-Packard (HP), которые  держат мировую пальму первенства по выпуску принтеров для Домашнего  и офисного применения. Эта технология основана на изменении размера точек, которые принтер ставит на бумагу, без фактического изменения разрешения. При этом с помощью модуляции лазерного луча в процессе построения изображения удается дозировано удалять заряд с барабана - в результате изменяется размер участка, к которому прилипает тонер. Это позволяет, например, заострить углы засечек у букв и избежать скапливания тонера в местах пересечения линий. Наклонные линии также становятся более гладкими. Фирма уверяет, что эффект от использования RET аналогичен повышению разрешающей способности примерно в полтора раза.