2. Матричные принтеры
В матричных принтерах (dotmatrixprinter) изображение формируется иголками, расположенными в головке принтера, и активизируется электромагнитным методом. Каждая ударная иголка приводится в движение независимым электромеханическим преобразователем на основе соленоида. Головка двигается по горизонтальной направляющей и управляется шаговым двигателем. Печать выполняется как при прямом, так и при обратном проходе печатающей головки. Бумага продвигается с помощью вала, а между бумагой и головкой принтера располагается красящая лента. У большинства моделей принтеров красящая лента заключена в специальный пластмассовый корпус, называемый картриджем, который различается по величине и форме для различных моделей. Красящая лента находится внутри корпуса картриджа в виде бесконечной ленты Мебиуса.
Качество печати матричных принтеров определяется количеством иголок в печатающей головке. В головке 9-игольчатого принтера находятся 9 иголок, которые располагаются вертикально в один ряд. Диаметр одной иголки около 0,2 мм. Благодаря горизонтальному движению головки принтера и активизации отдельных иголок напечатанный знак образует как бы матрицу, причем отдельные буквы, цифры и знаки "заложены" внутри принтера в виде бинарных кодов. Для улучшения качества печати каждая строка пропечатывается два раза, при этом увеличивается время процесса печати и имеется возможность смещения при втором проходе отдельных точек, составляющих знаки. Качество печати 9-игольчатых принтеров оставляет желать лучшего, но для распознавания букв этого достаточно. Дальнейшим развитием 9-игольчатого принтера являлся 18-игольчатый, который имел два ряда по девять иголок. В 24-игольчатом принтере, ставшим современным стандартом матричных принтеров, иголки располагаются в два ряда по двенадцать штук так, что они в соседних рядах сдвинуты по вертикали. За счет этого точки при печати изображений перекрываются. В 24-игольчатых принтерах имеется возможность перемещения головки дважды по одной и той же строке, что обеспечивает печать на уровне машинописного качества LQ (LetterQuality).
Разновидностью принтеров ударного действия является строчный принтер, у которого печатающая головка выполнена в виде планки, укомплектованной иголками по всей длине. Таким образом, при печати изображения матрица, соответствующая строке, полностью переносится на бумагу. За счет того, что строка печатается целиком за один раз, такие принтеры обеспечивают скорость печати до 20 страниц в минуту.
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.
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.
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.
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.
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
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.
Основным элементом конструкции лазерного принтера является вращающийся барабан, служащий промежуточным носителем, с помощью которого производится перенос изображения на бумагу. Принтер является постраничным, так как формирует для печати полную страницу. Барабан представляет собой цилиндр, покрытый тонкой пленкой светопроводящего полупроводника (оксид цинка или селен). По поверхности барабана равномерно распределяется статический заряд, что обеспечивается с помощью тонкой проволоки или сетки, называемой коронирующим проводом. На этот провод подается высокое напряжение, вызывающее возникновение вокруг него светящейся ионизированной области, называемой короной. Лазер, управляемый микроконтроллером, генерирует тонкий световой луч, отражающийся от вращающегося зеркала. Развертка изображения происходит так же, как и в телевизионном кинескопе: движение луча по строке и кадру. С помощью вращающегося зеркала луч скользит вдоль барабана и изменяет его электрический заряд в точках падения. Размер заряженной точки зависит от фокусировки луча лазера с помощью объектива. Таким образом, на барабане, промежуточном носителе, возникает скрытая копия изображения в виде электростатического рельефа.