9. Лазерные принтеры (устройство)

Как работает лазерный принтер?

Технология лазерной печати основывается на статическом электричестве, благодаря которому притягиваются элементы с противоположными зарядами. Лазерный принтер использует эффект притягивания объектов с противоположными зарядами в качестве своеобразного «клея», имеющего временное действие.

В печатающем устройстве основной частью является фоторецептор. Как правило, это вращающийся цилиндр из фотопроводящего материала, который разряжается фотонами.

Сначала цилиндр (барабан) с помощью провода коронирования заряжается положительным электрическим зарядом и по мере вращения он облучается лазером. Лазер в свою очередь разряжает нужные точки на барабане, благодаря чему и вырисовывается сетка из изображений или необходимых букв на твердом носителе.

По завершении формирования сетки цилиндр покрывается тонером для лазерного принтера, который имеет положительный заряд и прилипает только к разряженным областям барабана.

Когда процесс нанесения тонера окончен барабан прокатывается по листку бумаги, который протягивается в принтере и несет на себе отрицательный электрический заряд, который он получает от другого провода коронирования.

Заряд листка бумаги превосходит отрицательный электрический заряд сетки и благодаря этому тонер притягивается к бумаге и таким образом формируется изображение или текст, в зависимости от задачи.

Сразу после прилипания тонера к бумаге и формирования нужного изображения, чтобы бумага не прилипала к печатающему барабану она попадает под действие третьего провода коронирования. Далее листок бумаги проходит через так называемый термофиксатор («печка»), который представляет собой несколько разогретых до нужной температуры роликов.

При прохождении бумаги через печку тонер плавится и впечатывается в волокна листка бумаги. Это последний процесс, после прохождения через термофиксатор бумага выходит на лоток принтера.

Когда бумага уже прошла процесс печати, барабан проходит под яркой лампой, которая разряжает его для полного удаления с поверхности электростатической сетки, затем барабан получает новый заряд от провода коронирования и процесс печати возобновляется уже на другом листе бумаги с другой задачей.

9. Струйные принтеры (устройство)

Струйный принтер является дальнейшим развитием идеи матричного принтера, поэтому в его конструкции сохранены многие из элементов предшественника.

Главным элементом струйного принтера является печатающая головка. Печатающая головка состоит из большого количества сопел, к которым подводятся чернила. 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. В зависимости от устройства этого механизма различают принадлежность принтера к тому или иному классу.

В струйных принтерах используется один из двух методов выбрасывания чернильных капель:

Пьезоэлектрический (Epson);

Метод газовых пузырьков (Canon, НР). (термический принцип)

В основе пьезоэлектрической технологии лежит способность пьезоэлемента деформироваться под воздействием электрического поля. В каждое сопло печатающей головки встроена плоская мембрана, изготовленная из пьезокристалла. Под воздействием электрического импульса мембрана деформируется, а создаваемое при этом давление выбрасывает из сопла микроскопическую каплю чернил.

В основе метода газовых пузырьков лежит быстрое нагревание небольшого объема до температуры кипения. Скорость нагрева столь велика, что она подобна взрывному процессу. Образующийся при этом пар выбрасывает из сопла микроскопическую каплю чернил. Для реализации этого метода в каждое сопло встраивается микроскопический нагревательный элемент.

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

Пьезоэлектрическая технология наиболее дешевая, отличается более высокой надежностью (т. к. не используется высокая температура). Этот способ управления менее инерционен, чем нагрев, что позволяет повысить скорость печати.

Пузырьковая 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.

9. Как 3

10. Жесткие диски ( устройство )

Винчестер содержит один или несколько дисков (platters), которые смонтированиы на шпинделе, приводимом в движение специальным двигателем. Скорость вращения двигателя для обычных моделей винчестера составляет около 3600 об/мин.. В современных моделлях винчестеров скорость вращения дисков достигает 4500, 5400 и даже 7200 об/мин.. Сами диски представляют собой алюминиевые или керамические пластины, обработанные с высокой точностью, на которые нанесено специальное магнитное покрытие. Такие диски могут вмещать объем информации эквивалентный емкости сотен (а иногда тысяч) гибких дисков. Емкость первых (теперь уже древних) винчестеров составляла 16 Кбайт, емкость современных винчестеров колеблется от 3,2 до 70 Гбайт.

Считывание информации с жестких дисков и запись информации на них происходит при помощи специальных магнитных головок записи-чтения, которые являются наиболее важной частью любого винчестера. Располагаются головки на специальном позиционере головок (head actuator), который напоминает рычаг звукоснимателя проигрывателя грампластинок. В первых моделях винчестеров позиционер головок перемещался с помощью шагового двигателя. В настоящее время для перемещения позиционера головок используются линейные двигатели типа "voice coil", иначе называемые соленоидными. К их преимуществам можно отнести высокую скорость перемещения, нечувствительность к изменениям температуры окружающей среды и положению привода. Кроме того, использование соленоидных двигателей дает возможность автоматической парковки головок записи-чтения при отключении питания винчестера. Необходимо отметить, что головки записи-чтения "летят" на расстоянии доли микрона (обычно около 0,13 мкм) от поверхности дисков, совершенно их не касаясь.

Информация записывается на специальные магнитные дорожки жесткого диска, которые представляют собой концентрические окружности. Совокупность таких дорожек , расположенных друг над другом на всей рабочей поверхности дисков, называют цилиндром. Все цилиндры разбиты на дуги - так называемые сектора. Сектор является одной из основных единиц записи информации на жесткий диск. Для того чтобы получить на магнитном носителе структуру диска, включающую в себя дорожки. цилиндры и сектора, над ним должна быть выполнена операция, называемая физическим (или низкоуровневым) форматированием (physical, или low-lewel, formatting). В ходе выполнения этой операции контроллер записывает на носитель служебную информацию, которая определяет разметку цилиндров диска на сектора и нумерует их. К форматированию низкого уровня относится также маркировка дефектных секторов для исключения обращения к ним в процессе эксплуатации диска.

Принцип работы жестких дисков похож на работу магнитофонов. Рабочая поверхность диска движется относительно считывающей головки (например, в виде катушки индуктивности с зазором в магнитопроводе). При подаче переменного электрического тока (при записи) на катушку головки, возникающее переменное магнитное поле из зазора головки воздействует на ферромагнетик поверхности диска и изменяет направление вектора доменов в зависимости от величины сигнала. При считывании перемещение доменов у зазора головки приводит к изменению магнитного потока в магнитопроводе головки, что приводит к возникновению переменного электрического сигнала в катушке из-за эффекта электромагнитной индукции.

В последнее время для считывания применяют магниторезистивный эффект и используют в дисках магниторезистивные головки. В них, изменение магнитного поля приводит к изменению сопротивления, в зависимости от изменения напряженности магнитного поля. Подобные головки позволяют увеличить вероятность достоверности считывания информации (особенно при больших плотностях записи информации).