Матричные принтеры. Последовательные ударные матричные печатающие устройства (impact dot matrix) имеют вертикальный ряд (или два ряда) игл, которые, перемещаясь под действием индивидуальных соленоидов, переносят краситель с ленты прямо на бумагу, формируя последовательно символ за символом по матричному принципу (рис. 3.26). Скорость печати матричных принтеров в значительной степени зависит от требуемого качества печати. Матричные принтеры печатают изображение со скоростью 100 и более ударов секунду, но скорость печати существенно снижается на изображениях с высоким разрешением. Существуют два режима печати: «черновой» (Draft) и «качественный» (NLQ). В черновом режиме большинство принтеров поддерживают разрешение 120 х 72 dpi, в режиме качественной печати – 240 х 144 dpi. Все матричные принтеры позволяют печатать графику, но скорость печати при этом заметно снижается и может доходить до 2-4 минут на страницу (в зависимости от площади заполнения листа). Более высокую производительность обеспечивают построчные (постраничные) матричные принтеры. Вместо маленьких точечно-матричных головок они используют длинные массивы с большим количеством игл, при этом достигается скорость печати порядка 1500 строк в минуту. Часто матричные принтеры комплектуются набором шрифтов, которые хранятся в ОЗУ. При печати принтеры, использующие подобную технологию, производят значительный шум.
Рис. 3.27. Принцип работы матричного принтера
Матричные принтеры долго служат и дешево обходятся в эксплуатации, но для вывода графики не подходят, так как имеют низкое качество и скорость печати. Стоимость изготовления копии самая низкая из всех способов печати. Способны печатать на различной бумаге любого качества.
129
Работают только с одним цветом (определяется цветом красящей ленты). В настоящее время почти не употребляются.
Струйные чернильные принтеры (liquid ink jet) относятся, как прави-
ло, к классу последовательных матричных безударных печатающих устройств. Такие принтеры, в свою очередь, подразделяются на устройства не-
прерывного (continuous drop, continuous jet) и дискретного (drop-on-demand)
действия. Последние в своей работе могут использовать либо «пузырьковую» технологию (bubble-jet, или thermal ink-jet), либо пьезоэффект (рiezо ink-jet). Струйный (рiezо ink-jet) принтер формирует изображение путем направленного нанесения чернил, распыляемых с помощью пьезоэлектрических кристаллов из маленьких сопел, выполненных в виде матрицы (рис. 3.28). Пузырьковый (bubble-jet) принтер представляет разновидность струйного принтера, в котором для распыления чернил из форсунки используются нагревательные элементы (рис. 3.29). У подобных устройств печатающая головка, так же как и у ударных матричных принтеров, движется только в горизонтальной плоскости, а бумага подается вертикально. При этом она не касается бумаги. Сопла (канальные отверстия) на печатающей головке, через которые разбрызгиваются чернила, соответствуют «ударным» иглам. Количество сопел у разных моделей принтеров, как правило, может варьироваться от 12 до 64 на один цвет. Поскольку размер каждого сопла существенно меньше диаметра иглы (тоньше человеческого волоса), а количество сопел может быть больше, то получаемое изображение в этом случае четче (если чернила не расплываются на бумаге).
Рис. 3.28. Принцип действия струйных принтеров, использующих пьезоэффект
130
Рис. 3.29. Принцип действия струйных принтеров, использующих «пузырьковую» технологию
Для возможности цветной печати струйные принтеры комплектуются дополнительными печатающими головками (по количеству используемых цветов – от трех до семи). Все цветные печатающие устройства связаны с определенной моделью цветообразования. Различные цвета отпечатка получаются путем смешения чернил разных цветов. В большинстве случаев это модель RGB (Red-Green-Blue – красный-зеленый-голубой) или модель
CMYK (Cyan-Magenta-Yellow-Black – голубой-сиреневый-желтый-черный).
Максимальная разрешающая способность печати достигает значения 1440 точек на дюйм (на специальной фотобумаге), что позволяет подобным печатающим устройствам достигать фотографического качества цветной печати, не уступающего качеству процесса «С – 41» фирмы «Kodak».
Чернила у струйных принтеров располагаются в специальных сменных картриджах. Существуют системы с картриджами, объединенными с печатающим узлом и раздельными. В первом случае предполагается многократная заправка картриджей чернилами, во втором – сами чернильные картриджи являются расходным материалом и подлежат замене при израсходовании чернил.
Струйные принтеры чрезвычайно капризны в эксплуатации за счет применения специальных чернил высокого качества (мелкодисперсионных). Одним из основных эксплуатационных требований является использование только «фирменных» чернил или чернильных картриджей. При этом замена картриджа или заправка должна быть произведена за 20–30 минут. В противном случае чернила в печатающем узле могут засохнуть, что приведет к выходу из строя принтера. Ремонт в этом случае нецелесо-
131
образен ввиду высокой стоимости печатающего узла головки. При использовании конструкции с объединенным блоком печатающего узла и картриджа замене подлежит весь блок, что по стоимости приблизительно равно стоимости нового принтера. Подсыхают чернила и при долгом хранении принтера без эксплуатации. Для устранения этого недостатка рекомендуется периодическая печать (один, два отпечатка в месяц), для чего во всех струйных принтерах существует встроенный тест и сервисная программа очистки печатающей головки.
Сами струйные принтеры относительно дешевы, но достаточно велика стоимость расходных материалов (чернил). Из-за этого стоимость отпечатка самая дорогая из всех применяемых технологий печати. Со временем у многих типов принтеров краски на бумаге могут выцветать.
Кроме высокого качества печати достоинством струйных принтеров является малый шум и возможность печати на бумаге любого качества. При правильной регулярной эксплуатации такие печатающие устройства очень долговечны. В настоящее время струйные принтеры являются наиболее дешевым средством для цветной печати.
Лазерные принтеры. В лазерных принтерах используется электрографический принцип создания изображения. Этот процесс включает в себя создание образа электростатического потенциала в слое полупроводника с последующей его визуализацией за счет частиц мелкоизмельченного пластика – тонера, наносимого на бумагу. Создание образа печати происходит за счет размагничивания в необходимых местах предварительно статически заряженного вала лучом света, генерируемого полупроводниковым лазером. За счет системы управления лазером создается дискретный световой луч, который попадает на вращающийся многогранный зеркальный барабан, а затем через систему зеркал – на светочувствительный барабан. Вращающаяся грань зеркала отклоняет луч, формируя тем самым одну строку изображения. Многократное повторение этой операции приводит к созданию на валу невидимого образа. На заряженный таким образом светочувствительный барабан при помощи магнитного вала наносится тонер, создавая зеркальное отображение будущего отпечатка. Статически заряженная бумага через направляющие ролики прокатывается по вращающемуся светочувствительному валу, при этом происходит перенос тонера на бумагу, за счет чего формируется требуемое изображение. Сформированный, но не «закрепленный» отпечаток поступает в узел фиксации изображения, представляющий собой разогретый до температуры плавления тонера тефлоновый вал. Прокатываясь по бумаге, вал разогревает тонер, внедряя его в структуру бумаги (рис. 3.30). Результатом этого процесса является получение долговечного водоупорного черно-белого отпечатка с высоким качеством печати. Разрешающая способность большинства лазерных принтеров – 600 dpi. Скорость печати варьируется в зависимости от типа и модели принтера
иможет составлять от 6-8 до 200 стр./мин.
Кнаиболее важным функциональным возможностям принтеров относятся такие, как поддержка технологии повышения разрешающей спо-
132
собности, наличие масштабируемых шрифтов (PostScript, TrueType), объем встроенной оперативной памяти и т.п. Дополнительные шрифты поставляются в специальном картридже (cartridge), содержащим ПЗУ.
Рис. 3.30. Принцип печати лазерного принтера:
а) схема движения бумаги, б) схема печати
Картридж памяти – это заменяемый модуль, который устанавливается в приемное гнездо лазерных принтеров и расширяет память принтера или содержит шрифты, и в этом случае называется картриджем со шрифтами. В отличие от загружаемых шрифтов, шрифт картриджа сразу же доступен для принтера и не занимает место в оперативной памяти принтера. Картриджи современных принтеров содержат большое количество шрифтов (более сотни).
Лазерные принтеры представляют собой сложную электронную оп- тико-механическую систему, что неизменно приводит к высокой стоимости. Несмотря на бурное развитие электронных технологий стоимость лазерных принтеров до сих пор остается самой высокой относительно принтеров, использующих другие технологии печати.
Стоимость отпечатка лазерного принтера находится между стоимостью отпечатка матричного и струйного принтера и зависит от расхода тонера. При более насыщенной печати расход тонера увеличивается. Практически в любом лазерном принтере предусмотрен режим экономии тонера, который позволяет производить печать в Draft (черновом) режиме.
Недостатком лазерных принтеров является повышенная требовательность к качеству используемой бумаги. Практически невозможна печать на тонкой бумаге. При использовании бумаги с повышенной влажностью рез-
133