Матричные печатающие устройства

Рис. 5.2 – Принцип работы матричного печатающего устройства

Принцип работы принтера состоит в том, что вер­тикальный ряд (два ряда) игл, или молоточ­ков, "вколачивает" краситель с ленты прямо в бумагу, формируя последовательно символ за символом. Широкое распространение "игольчатых" вполне объясняется приемлемым качеством их печати, невысокой ценой расходных материалов (кра­сящей ленты) и используемой бумаги, да и самих устройств. Кста­ти, для этих принтеров обычно возможно использование как фор­матной, так и рулонной бумаги. Головка принтера может быть ос­нащена 9, 18 или 24 иголками. Существуют модели принтеров как с широкой (формат A3), так и с узкой (формат А4). Высокое качество печати достигается в режимах NLQ (Near Letter Quality) для 9-игольчатых (почти машино­писное) и LQ (Letter Qual­ity) — для 24-игольчатых принтеров. Как правило, со­временные принтеры оснаще­ны резидентными или загру­жаемыми масштабируемыми шрифтами. Скорость печати для высокопроизводительных моделей может составлять до 380 зна­ков в секунду. На рынке последовательных ударных матричных прин­теров лидируют фирмы Epson, Star Micronics, Okidata, Mannesman Tally, Samsung, Panasonic. Более высокую производительность обес­печивают построчные (постраничные) матричные принтеры, кото­рые выпускаются, например, фирмами Genicom и Dataproducts. Вме­сто маленьких точечно-матричных головок они используют длин­ные массивы с большим количеством игл, при этом достигается скорость печати порядка 1500 строк в минуту.

Подача бумаги является важным фактором, влияющим на вы­бор матричного принтера. Хотя основным преимуществом моде­лей матричных устройств является возможность печати на ру­лонной бумаге, следует обращать внимание на наличие в ком­плекте автоматического загрузчика для форматных листов. Стоит отметить, что в современных моделях могут одновременно ис­пользоваться несколько способов подачи бумаги.

К недостаткам ударных принтеров прежде всего относится высокий уровень шума. Фирмы—производители устройств, ис­пользующих эту технологию, применяют различные технические решения, чтобы по возможности уменьшить шум. Так, фирма Panasonic разработала малошумящий принтер со специальным расположением иголок в печатающей головке.

Один из резонов в пользу выбора игольчатых принтеров сегодня заключается в том, что они могут оставлять оттиски букв на бумаге, что важно при составлении контрактов или официальныx писем. Объемы продаж ударных матричных принтеров по­стоянно сужаются за счет роста продаж струйных принтеров, ко­торые относятся к безударным устройствам.

СТРУЙНЫЕ ПРИНТЕРЫ

Итак, струйные принтеры относятся к безударным печатаю­щим устройствам. Обычно безударными принтерами называются такие устройства, у которых носитель печатаемой информации не касается бумаги. Не требуется, конечно, пояснять, что данные устройства работают практически бесшумно, что является одним из их несомненных преимуществ по сравнению с ударными. Струйные чернильные принтеры относятся, как правило, к клас­су последовательных матричных безударных печатающих уст­ройств. Если продолжить уточнение признаков принадлежности печатающих устройств к отдельным группам, можно сказать, что последовательные безударные матричные струйные чернильные (liquid ink jet) принтеры в свою очередь подразделяются на уст­ройства непрерывного (continuous drop, continuous jet) и дискрет­ного (drop-on-demand) действия. Последние в своей работе опять же могут использовать либо "пузырьковую" технологию (bubble-jet или thermal ink-jet), либо пьезоэффект (piezo ink-jet). Кстати, "первопроходцами" этих технологий стали фирмы Canon и Epson. Почти все современные устройства этого класса используют имен­но две последние технологии печати.

У чернильных устройств, как, впрочем, и у ударных матрич­ных принтеров, печатающая головка движется только в горизон­тальной плоскости, а бумага подается вертикально. 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. Поскольку размер каждого сопла су­щественно меньше диаметра иглы (тоньше человеческого воло­са), а количество сопел может быть больше, то и получаемое изо­бражение (теоретически) должно быть четче. К сожалению, реальная картина часто отли­чается от теоретической, поскольку очень многое зависит от ка­чества используемой бумаги. Тем не менее, для того чтобы пре­одолеть недостатки, связанные, например, с растеканием чернил, применяются самые различные технические решения. Например, химики фирмы DuPont разработали специальные пигментные чернила. Они не впитываются глубоко в бумагу, а как бы "при­липают" к ее поверхности, обеспечивая довольно четкий переход от черного к белому и наоборот. Компания Hewlett Packard для высыхания чернил часто использует подогрев носителя, то есть бумаги. Такой метод реализован, в частности, в моделях HP PaintJet XL300 и DeskJet 1200C.

В простейшем случае принцип действия устройства по техно­логии continuous jet основан на том, что струя чернил, постоянно испускаемая из сопла печатающей головки, направляется либо на бумагу (для нанесения изображения), либо в специальный приемник, откуда чернила снова попадают в общий резервуар. В рабочую камеру чернила подаются микронасосом, а элементом, задающим их движение, является, как правило, пьезодатчик. Опи­санный выше принцип действия печатающего устройства исполь­зует сегодня очень небольшое количество моделей.

При использовании bubble-jet-метода в каждом сопле находится маленький нагревательный элемент (обычно тонкопленочный резистор). Этот элемент может находиться либо в непосредствен­ной близости с самим соплом, либо на стороне входного канала сопла. При пропускании тока через тонкопленочный резистор последний за несколько микросекунд нагревается до температу­ры около 500 градусов и отдает выделяемое тепло непосредствен­но окружающим его чернилам. При резком нагревании образует­ся чернильный паровой пузырь, который старается вытолкнуть через выходное отверстие сопла необходимую порцию (каплю) жидких чернил. Поскольку при отключении тока тонкопленоч­ный резистор так же быстро остывает, паровой пузырь, уменьша­ясь в размерах, "подсасывает" через входное отверстие сопла но­вую порцию чернил, которые занимают место "выстреленной" капли. Принтеры фирм Canon и Hewlett Packard используют имен­но эту технологию.

Рис. 5.3 – Принцип работы пьезоэлекрической печатающей головки

Как уже было сказано, второй метод для управления соплом основан на действии диафрагмы, соединенной с пьезоэлектри­ческим элементом. Известно, что обратный пьезоэффект за­ключается в деформации пьезокристалла под воздействием элек­трического поля. Изменение размеров пьезоэлемента, распо­ложенного сбоку выходного отверстия сопла и связанного с диафрагмой, приводит к выбрасыванию капли и приливу через входное отверстие новой порции чернил. Подобные устройства выпускаются компания­ми Epson, Brother, Dataproducts и Tektronix. Кстати, заметим, что фирмой Epson предло­жен новый тип много­слойной пьезоэлектриче­ской головки МАСН (Multi-layer ACtuator Head), которая устраня­ет "сателлиты" — ма­ленькие капельки, сопровождающие основную каплю. Четкость изображения в этом случае повышается.

Стоит отметить, что для улучшения качества изображения в струйных принтерах Hewlett Packard используется технология REt (Resolution Enhancement technology), которая позволяет добавлять и удалять точки различного размера на растре печати. Благодаря этому достигаются плавные и четкие края символов.

В ряде моделей струйных принтеров печатающая головка и контейнер с чернилами представляют собой единое целое и, со­ответственно, заменяются одновременно.