8.4 Принтеры

Обработанная на компьютере информация часто должны быть представлена в «документированном» виде на бумаге или ином подобном носителе. Для этого служат принтеры, называемые также печатающими устройствами. Основными требованиями, предъявляемыми к современным принтерам, являются: высокое качество печати, возможность использования различных шрифтов, возможность печати графики, получения многоцветных изображений и нескольких копий, высокое быстродействие и низкая стоимость. Указанные требования могут противоречить друг другу, что приводит к большому разнообразию конструкций.

Все принтеры принято классифицировать: по способу регистрации изображения (лазерные, струйные, ударные и т.д.), по способу формирования изображения (знакопечатающие и матричные), по числу одновременно формируемых символов (последовательные, построчные и страничные), а также в соответствии с размерами бумаги, на которой формируется изображение.

В настоящее время наибольшее распространение получили лазерные и струйные принтеры. Из-за шумности, недостаточно высокого быстродействия и невысокой надежности пользовавшиеся широким спросом матричные и знакопечатающие принтеры ударного типа уходят в прошлое. Принтеры, основанные на термографическом принципе формирования изображения, находят применение при печати чеков, билетов и т.п. В них используется специальная термобумага, меняющая цвет при тепловом воздействии на нее.

Рассмотрим принципы лазерной и струйной печати. Лазерные печатающие устройства обладают высокой скоростью печати, достигающей 20-25 страниц в минуту, и обеспечивают высокое разрешение в 1200 точка/дюйм и выше. Обычно лазерные принтеры предназначаются для рабочих групп, но существуют модели и для индивидуального пользования. Если первые лазерные устройства обеспечивали исключительно монохромную печать, то в настоящее время существуют устройства, позволяющие получать цветные отпечатки. Лазерный способ регистрации изображения основан на явлении местного разрушения электростатического заряда, созданного в слое полупроводникового материала, под действием света.

Структура одного из первых лазерных принтеров показана на рисунке 8.х,а. Вращающийся барабан 4, покрытый слоем фотопроводника, заряжается вследствие образования на его поверхности слоя положительных ионов под действием ионизатора 6. Ионизатор заряжает всю поверхность барабана. При попадании на эту поверхность луча света 7 происходит «точечное» разрушение заряда. Таким образом, если избирательно осветить поверхность барабана, то на ней можно создать «скрытое электростатическое» изображение, формируемое лазерным лучом и модулируемого модулятором 9. Перемещение луча по поверхности барабана осуществляется многогранным зеркалом 4. Скрытое электростатическое изображение проявляется путем осаждения на положительно заряженные участки поверхности отрицательно заряженных частиц красителя 1. Затем проявленное изображение переносится на бумагу 2, где краситель фиксируется путем термосилового закрепления 3. Поверхность барабана очищается 5 для печати следующей страницы.

Рисунок 8.х Структура лазерного принтера: а – формирование видимого изображения с помощью лазерного луча; б – формирование видимого изображения газоразрядной лампой

Однако в настоящее время более широкое распространение получил способ формирования скрытого изображения на поверхности барабана с помощью газоразрядной лампы. Этот способ показан на рисунке 8.х,б. Свет от такой газоразрядной лампы 1 расщепляется на отдельные лучи с помощью системы оптоволоконных световодов 2 и каждый луч модулируется индивидуальным ЖК затвором. Совокупность таких затворов выполнена в виде единой панели 3. Затем оптическая фокусирующая матрица 4 формирует отдельные пучки света, образуя горизонтальные ряд точек строки изображения. Развертка по вертикали создается вращением барабана. Все остальные действия по переносу изображения на бумагу, закреплению изображения и подготовке поверхности барабана для печати следующей страницы выполняются так же, как описано выше. Для получения цветного отпечатка процедура печати выполняется трижды; при этом используются три красителя красного, зеленого и синего цветов. В последних моделях цветных лазерных принтеров все три красителя наносят за один оборот барабана, что значительно повышает скорость цветной печати.

Струйные принтеры обладают значительно меньшим быстродействием, но качество цветной печати у них очень высокое. Так разрешение современных струйных принтеров составляет порядка 4800х1200 точка/дюйм, а время получения одного отпечатка – около 30 с. Обычно такие принтеры позволяют печатать как на стандартных листах бумаги формата А4, так и на формате 10х15 см, характерном для фотоснимков. Высокое качество печати и такой формат привели к тому, что струйные принтеры часто называют фотопринтерами. Печать производится посредством специальных сопел, «выбрасывающих» капли красителя размером около 2-3 пикалитров. Количество сопел может достигать 512 на каждый цвет и в конечном итоге определяет качество получаемого отпечатка. Сопло показано на рисунке 8.х. Выброс струи производится в момент, когда сопло 2 находится напротив печатаемой точки изображения. Импульсное давление в сопле создается пьезоэлектрическим элементом 1, а жидкий краситель может поступать из специального резервуара или представлять собой твердый краситель, размягчаемый под действием тока. Перемещение сопла или наличие нескольких сопел позволяет синтезировать контур в виде мозаики отдельных точек. Кроме того, наличие нескольких сопел дает возможность получать многоцветные изображения.

Рисунок 8.х Устройство сопла струйного принтера

Струйный метод печати используют не только в принтерах, но и в специальных широкоформатных устройствах регистрации графической информации для получения различных плакатов, рекламы и т.п.