Контрольная работа: Принтер как устройство вывода. Виды принтеров

Некоторые модели 24-игольчатых матричных принтеров обладают возможностью цветной печати за счет использования многоцветной красящей ленты, при этом микропроцессор принтера формирует сигналы для управления иглами печатающей головки принтера в соответствии с таблицей цветности. Достигаемое при этом качество цветной печати значительно уступает качеству печати струйного принтера, но является вполне приемлемым для печати деловой графики (таблиц, диаграмм и так далее).

К числу несомненных преимуществ матричных принтеров относится возможность печати одновременно нескольких копий документа с использованием копировальной бумаги. Существуют специальные матричные принтеры для одновременной печати пяти и более экземпляров, которые предназначены для эксплуатации в промышленных условиях и могут печатать на карточках, сберегательных книжках и других носителях из плотного материала. Кроме того, многие матричные принтеры оборудованы стандартными направляющими для обеспечения печати в рулоне и механизмом автоматической подачи бумаги, с помощью которого принтер самостоятельно заправляет новый лист.

Достоинствами матричных принтеров являются:

дешевизна расходных материалов;

долговечность работы;

низкая себестоимость печати;

относительная дешевизна матричных принтеров формата А3

Матричные принтеры обеспечивают скорость печати до 400 знаков в секунду, обладают разрешением 360 х 360 точек на дюйм, оборудованы оперативной памятью небольшого объема - порядка 64 - 128 Кбайт.

Существенным недостатком матричных принтеров является шум, который достигает 58 дБ. Для устранения этого недостатка в отдельных моделях предусмотрен так называемый тихий режим, однако такое понижение шума приводит к снижению скорости печати в два раза. Другое направление борьбы с шумом матричных принтеров связано с использованием специальных звуконепроницаемых кожухов.

2. 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 достигает 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, перемещается вниз по листу. Работают эти принтеры практически бесшумно. В зависимости от устройства этого механизма различают принадлежность принтера к тому или иному классу.

Лорд Рейли, лауреат Нобелевсокй премии по физике, сделал свои фундаментальные открытия в области распада струй жидкости и формирования капель еще в XIX веке, однако датой рождения технологии струйной печати можно считать только 1948 год, когда шведская фирма SiemensElema запатентовала заявку на устройство, работающее как гальванометр, но оборудованное не измерительной стрелкой, а распылителем, с помощью которого регистрировались результаты измерений. Разработчики воспользовались закономерностью, выявленной лордом Рейли: струя жидкости стремится распасться на отдельные капли. Нужно откорректировать случайный процесс распада, накладывая с помощью пьезоэлектрического преобразования высокочастотные колебания на струю красителя, выбрасываемую под высоким давлением. Таким способом может выбрасываться до 10⁶ капель в секунду, размеры которых зависят от формы распылителей, а скорость достигает 40 м/с. 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, Куринные яйца или кабели. Эту технологию печати нетрудно узнать по точкам, кажущимся неравномерными и как бы обтрепанными.

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

пьезоэлектрические (piezo-ink) - Epson, Brother;

пузырьковые (bubble-jet) - Hewlett-Packard, Canon, Lexmark

Каждый из этих двух способов по-своему привлекателен, однако каждый из них не лишен недостатков.

Пьезоэлектрическая технология дешева, отличается надежностью, так как не используется высокая температура. Этот способ менее инерционен, чем нагрев, что позволяет повысить скорость печати.

Пузырьковая (термическая) 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 долговечность, исключая печатающие головки, которые быстро изнашиваются и заменяются вместе со сменой чернильного картриджа, а недостатком - низкая резкость получаемых отпечатков.

2.1 Печатающие устройства с пьезоэлектрическими исполнительными механизмами

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. Первые заявки на регистрацию изобретения систем струйной печати с исполнительными пьезоэлектрическими механизмами были поданы в 1970 и 1971 годах.

Пьезоэлектрические трубки . В 1977 году был продемонстрирован первый струйный принтер с дозированным выбросом красителя. Он был оснащен двенадцатью соплами-распылителями и печатал почти бесшумно со скоростью 270 знаков в секунду. В принтере в качестве электромеханического преобразователя использовалась пьезоэлектрическая трубка, помещенная в канал литой пластмассы. Все каналы заканчиваются пластиной с калиброванными отверстиями для распыления, расположенной на передней стороне устройства. Передача электроэнергии и красителя производится посредством колебаний давления распространяющихся в канале в соответствии с законами акустики.

Пьезопластины. В начале 1985 года компания Epson представила первый из своих пьезопланарных струйных принтеров. Вместо пьезоэлектрических трубочек, как у Siemens, в печатающих головках, выполненных из структурированных стеклянных пластинок, укреплены небольшие пьезопластинки. Если к ним приложить электрическое напряжение, их диаметр чуть-чуть изменится, но и этого будет достаточно, чтобы они согнулись вместе с пассивной стеклянной многослойной подложкой подобно биметаллической пластине, что приведет к возникновению в канале избыточного давления, и красители выталкиваются тем же способом, что и в головках с пьезотрубками. В 1987 году был предложен другой принцип использования пьезоэлектриков для струйной печати, основанный на применении пластинчатого пьезопреобразователя. Пластинчатые пьезопреобразователи сочетают в себе преимущества как плоских, так и трубчатых систем - высокую частоту распыления и компактную конструкцию.

2.2 Печатающие устройства с термографическими исполнительными механизмами

Метод газовых пузырей базируется на термической технологии. Каждое сопло оборудовано нагревательным элементом, который при пропускании через него тока за несколько микросекунд нагревается до температуры 500 ⁰ С. Возникающие при резком нагревании газовые пузыри выталкивают 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.

Первый струйно-пузырьковый термопринтер компании Hewlett-Packard вышел в 1985 году. Метод пузырьково-струйной печати за несколько лет получил широкое распространение. Если пьезоэлектрические печатающие механизмы приходилось с большим или меньшим трудом собирать из множества отдельных деталей, то пузырьково-струйные печатающие головки, представляющие собой кристаллы на кремневых подложках, изготавливались по тонкослойной технологии сотнями.

2.3 Цветные струйные принтеры

Цветные струйные принтеры имеют более высокое качество печати по сравнению с игольчатыми цветными принтерами и меньшую стоимость по сравнению с лазерными. Цветное изображение получается за счет использования, то есть наложения друг на друга, четырех основных цветов. Уровень шума струйных принтеров значительно ниже, чем у игольчатых, поскольку его источником является только двигатель, управляющий перемещением печатающей головки. При черновой печати скорость струйного принтера значительно выше, чем у игольчатого, при печати с качеством LQ скорость составляет 3 - 4 (до 10) страницы в минуту. Качество печати зависит от количества сопел в печатающей головке - чем их больше, тем выше качество. Большое значение имеет качество и толщина бумаги. Основной недостаток струйного принтера - возможность засыхания чернил внутри сопла, что приводит к необходимости замены печатающей головки.

Печать цветных изображений на струйных принтерах происходит путем смешения четырех основных цветов - голубого, пурпурного, желтого и черного. Эти цвета часто называют базовыми триадными, а в полиграфии это называется цветовой моделью CMYK (от англ. названий - Cyan, Magenta, Yellow, black). В дорогих моделях принтеров используются дополнительно два цвета - либо светло-голубой и светло-пурпурный, либо оранжевый и зеленый. Такие модели называют фотопринтерами и отличаются повышенным качеством цветопередачи. Хороший струйный фотопринтер представляет собой приемлемую альтернативу дорогим цветным лазерным устройствам.

3. 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

3.1 Лазерные принтеры

Эти устройства обеспечивают более высокое качество, чем струйные принтеры. Принцип действия лазерного принтера основан на методе сухого электростатического переноса изображения, предложенном Ч.Ф. Карлсоном в 1939 году.