Южно-Сахалінський інститут Московського

Державного Університету Комерції

Контрольна робота № 1

По предмету: Інформатика

Тема: Пристрій і класифікація принтерів

Виконав студент I курсу спеціальність «Облік та аудит і аудит»

(заочного відділення) 1.605 (ускор.)

Викладач: Черних С.О

Перевірив: .......................

м. Южно-Сахалінськ

2000

План.

1. Введення.

2. Матричні принтера.

3. Струминні принтера.

4. Лазерні принтера.

5. Термопринтери.

6. Дуплікатори.

7. Висновок

Введення.

Персональний комп'ютер являє собою цілком самостійнепристрій, у якому є все необхідне для автономного життя. Хочарозмови про "безпаперовій" технології ведуться вже досить давно,нормальну роботу з комп'ютером поки що важко уявити безвикористання друкуючого пристрою. Найчастіше потрібна копія на папері тогоабо іншого документа, малюнка і т. п., що є в комп'ютері у файлі.
Розрізняються принтери перш за все за способом друку. Широко поширенікілька видів принтерів: матричні, струменеві, лазерні, світлодіодні.

Матричні принтера.

Матричні принтери - найбільш розповсюджений тип принтерів. Ідеяматричних друкуючих пристроїв полягає в тому, що потрібне зображеннявідтворюється з набору окремих точок, що наносяться на папір. У цьому типіпринтерів використовується для друку друкує голівка (ПГ), яка міститьодин чи два ряди тонких голок. Голівка встановлюється на ракетці і рухаєтьсяуздовж друкується рядка. При цьому голки в потрібний момент вдаряють черезфарбувальну стрічку по паперу. Це забезпечує формування на папері символіві зображень. У дешевих моделях принтерів використовуються ПГ із 9 голками.
Якість друку в цих принтерах поліпшується при друку інформації не водин, а в два чи чотири проходу ПГ уздовж друкується рядка. Більшеякісна і швидка печатка забезпечується 24-голковими принтерами.
Однак ці принтери більш дорогі в порівнянні з 9-голковими, менш надійні
.

Для переміщення фарбувальної стрічки використовується передавальний механізм,що використовує рух каретки. За переміщення каретки відповідає кроковоїдвигун. Ще один крокової двигун відповідає за переміщеннябумагоопорного валика. Швидкість друку матричних принтерів невисока. Узалежно від обраного якості друку і моделі принтера швидкість друкустановить від 10 до 60 секунд на сторінку.

Струменеві принтера.

Методу струменевого друку вже майже сто років. Лорд Рейлі, лауреат нобелівськоїпремії з фізики, зробив свої фундаментальні відкриття в області розпадуструменів рідини і формування крапель ще в минулому столітті, датою народженнятехнології струменевого друку можна вважати лише 1948 рік. Саме тодішведська фірма Siemens Elema подала патентну заявку на пристрій,працює як гальванометр, але обладнані не вимірювальної стрілкою, а розпилювачем, за допомогою якого реєструвалися результати вимірів.

І навіть тепер, майже через півстоліття, ця геніально проста системадруку застосовується, наприклад, в медичних приладах. Правда, рідиннийосцилограф здатний друкувати лише криві, а не тексти і графіки. Цяефективна схема була вдосконалена, і з'явився новий струменевийпринтер, що функціонує за принципом безперервного розпилення барвникаабо друку під високим тиском.

Розробники скористалися закономірністю, виявленої лордом
Рейлі: струмінь рідини прагне розпастися на окремі краплі. Потрібнотільки трохи підправити випадковий процес розпаду струменя, накладаючи здопомогою п'єзоелектричного перетворення на струмінь барвника,викидаються під високим тиском (до 90 бар), високочастотні коливаннятиску.

Таким способом може викидатися до мільйона крапель в секунду. Їхрозміри залежать від геометричної форми сопел-розпилювачів і складаютьвсього лише кілька мікрон, а швидкість, з якою вони долітають до паперу,досягає 40 м/с.

Завдяки високій швидкості польоту крапель допускається використовуватиповерхні з сильними нерівностями і залежно від вимог доякості друку розміщувати їх на відстані 1-2 см від сопла-розпилювача. Урезультаті можна наносити маркування, наприклад дані про термін придатностітовару на картонні коробки, пляшки, консервні банки, яйця або кабелі.
Цю технологію друку неважко впізнати по точках, що здаються нерівномірнимиі як би обтріпаними.

З початку 70-х років надзвичайно активізувалася досліднадіяльність, спрямована на створення систем без недоліків, властивихсистемам друку під високим тиском. Перше рішення, знайденефахівцями - друкувальні головки з п'єзоелектричнимиперетворювачами, що випускають за запитом окремі краплі барвника.

Друкуючі пристрої з п'єзоелектричними виконавчими механізмами.

Перші заявки на реєстрацію винаходу систем струминного друку зп'єзоелектричними виконавчими механізмами були подані в 1970 і
1971 рр.. Протягом декількох років різні фірми та інститутипроводили фундаментальні дослідження, поки, нарешті, компанії Siemensне вдалося втілити цей принцип у прийнятну для ринку форму. У 1977 р. Бувпродемонстрований перший струменевий принтер з дозованим викидомбарвника. Цей принтер, оснащений дванадцятьма соплами-розпилювачами ідрукує майже безшумно зі швидкістю 270 символів за секунду, справивреволюцію навіть у колах фахівців.

Siemens як електромеханічного перетворювача використовувалап'єзоелектричних трубочку, вмонтовану в канал з литтєвий смоли ..
Всі канали закінчуються пластиною з каліброваними отворами длярозпилення, розташованої на передній панелі пристрою. Передачаелектроенергії і барвника проводиться виключно за допомогоюколивань тиску, що поширюються в каналі відповідно до законівакустики. Коливання, що досягають кінця каналу, відображаються там з інверсієюфази, тобто в цьому місці коливання зі зниженим тиском і навпаки.

Пьезопластіни.

У січні 1985 р. компанія Epson представила перший зі своїхпьезопланарних струменевих принтерів.

Замість п'єзоелектричних трубочок, як в Siemens, на друкуючихголовках Epson, виконаних з структурованих скляних пластинок,укріплені невеликі пьезопластінкі. Якщо до них прикласти електричненапруга, їх діаметр трохи зміниться, але і цього буде достатньо,щоб вони зігнулися разом з пасивною скляній багатошарової підкладкоюподібно біметалічною пластині, що призведе до виникнення в каналібарвника виштовхуються тим же способом, що і в друкуючих головках зпьезотрубочкамі.

У 1987 р. компанія Dataproducts запропонувала інший принципвикористання пьезоелектріков для струменевого друку, заснований назастосуванні пластинчастого пьезопреобразователя. У наступні роки цейметод залишався порівняно маловідомим причому не стільки черезконструкції на базі перетворювача, скільки з-за рідких воскових чорнила,які застосовувалися в усіх струминних принтерах за пластинчастимпьезопреобразователем виробництва Epson

Відповідно до цього методу пьезопреобразователь, що представляє собоюдовгу плоску платівку (ламель), розміщується позаду невеликогорезервуара з барвником. При дії на ламель імпульсів напругиїї довжина трохи змінюється, що приводить до сплесків тиску всерединірезервуара, які, у свою чергу, виштовхують краплі з сопла -розпилювача.

Пластинчасті пьезопреобазователі поєднують в собі переваги якплоских, так і трубчастих систем високу частоту розпилення і компактнуконструкцію. Сьогодні на друкувальні головки з пьезоламелямі роблять ставкутакі фірми, як Dataproduts, Tektronix і Epson.

На початку 1994 року Epson продемонстрував пьезотехнологію MACH
(Multilayer Actuator Head - головка з багаторівневим виконавчихмеханізмом). Проте і в п'єзоелектричних друкуючих головках MACH -головках застосовуються пьезоламелі. Правда, компанії Epson вдалося виготовитипьезоламелі одного ряду сопел-розпилювачів в єдиному блоці (Multilayer).
Таким чином виявилося можливим ще зменшити розміри друкувальної головки,розмістити перетворювачі, канали і сопла-розпилювачі з меншоюдистанцією та одночасно знизити виробничі витрати.

Друкуючі пристрої з термографічними виконавчими механізмами.

У 1985 році сенсацію викликав Thinkjet компанії Hewlett-Packard --перший струменево-бульбашковий термопринтер. Метод бульбашкової-струминноготермодруку за кілька років підкорив ринок (кількість проданихструйних термопринтерів склало 10 млн.)

У чому ж революційність цієї технології? Як часто буває в подібнихвипадках, досягненням стало скорочення виробничих витрат. Якщоп'єзоелектричні друкувальні механізми доводилося з більшим чименшим трудом збирати з безлічі окремих деталей, то бульбашкової -струминні друкувальні головки, що представляють собою кристали на кремнієвихпідкладках, виготовлялися за тонкошарової технології сотнями.

При тонкошарової технології застосовуються в принципі ті жвиробничі процеси, що і при виготовленні інтегральних схем. Каналиподачі барвника, сопла-розпилювачі, виконавчі механізми татокоподводящіе шини виникають при почерговому нанесенні шарів на підкладки,наприклад способом іонно-променевого напилювання, і подальшомуструктуруванні цих верств.

Таким чином, після завершення процесу виробництва, який налічуєбільше сотні кроків, на одній підкладці з'являється дуже багато термодрукуючихелементів. Всі структури повинні бути виконані з точністю до тисячноїчастки міліметра. Крім того, найменше забруднення при виробництвіпризводить до відмови. З цієї причини бульбашкової-струминні друкувальніелементи виготовляються в чистих приміщеннях і з застосуванням машин,типових для напівпровідникової промисловості.

Оскільки головки струменево-бульбашкової термодрукувиготовляються за тим же принципом, що і інтегральні мікросхеми,напрошується думка про інтеграцію останніх у друкуючі кристали. Іперший крок у цьому напрямку зробила фірма Canon, вмонтувавши в друкуючіголовки своїх принтерів транзисторну матрицю. За прикладом Canonпослідувала компанія Xerox, що випустила в 1993 році модель бульбашкової -струменевого принтера з головкою, обладнаної 128 розпилювачами, і повністюінтегрованим послідовно-паралельним перетворювачем.

Функціонування бульбашкової-струминного сопла-розпилювача:

Спочатку сильний імпульс напруги тривалістю 3-7 мкс подається накрихітний нагрівальний елемент, який миттєво загострюється до 500 гр.
Цельсія. На його поверхні температура перевищує 300 гр. Цельсія.
Потужність нагріву поверхні настільки велика, що при збільшеннітривалості імпульсу напруги всього лише на кілька мікросекунднагрівальний елемент моментально б зруйнувався.

Відразу ж в тонкій плівці над нагрівальним елементом починають кипітичорнило, і через 15 мкс утворюється закритий бульбашка пара високоготиску (до 10 бар). Він виштовхує краплю чорнила з сопла-розпилювача,при чому швидкість польоту краплі досягає 10 м/с і більше. Через 40 мксбульбашка, з'єднавшись з атмосферою, знову опадає, однак пройде ще 200мкс, поки нові чорнила під дією капілярних сил не будуть засмоктало зрезервуара.

З самого початку бульбашкової-струминні друкувальні головки ділилися надві групи. Компанія Canon, винахідник системи, вважала за краще варіант
Edlgeshooter. Майже одночасно фірма Hewlett-Packard розробилаголовку типу Sidechooter, яку тепер виготовляє і компанія Olivetti.

Головка Edgeshooter, як стає зрозуміло вже з назви,розбризкує чорнильні краплі "за ріг", тобто перпендикулярно донапрямку утворення бульбашок. В головці Sideshooter, де пластиназ соплами-розпилювачами знаходиться поверх нагрівальних елементів іканалів подачі чорнила, пляшечки і краплі рухаються в одному напрямку.
Оскільки краю сопел-розпилювачів у головках типу Sideshooter зроблені зоднорідного, а не з різних матеріалів, як у Edgeshooter, процесвиготовлення розпилювачів з отворами певного розміру для
Sideshooter значно простіше, ніж для головок Edgeshooter. Крім того,доводиться враховувати неоднаковий змочування різнорідної поверхніголовки Edgeshooter.

Вимоги до якості чорнил для будь-якої системи струминного термодрукудуже високі, значно вище, ніж пьезосістемах. Принципфункціонування і високі температури зумовлюють застосування тількизмішаних розчинних барвників на водяній основі.

Барвники повинні відповідати цілому ряду вимог:

- бути спільними з матеріалами, з яких зроблений друкуємеханізм;

- не утворювати відкладень в каналах і розпилювачах, а також нерозшаровуватися;

- зберігатися протягом тривалого часу;

- володіти певними показниками щільності, в'язкості іповерхневого натягу при температурах від 10 до 40 гр. Цельсія;

- ну служити живильним середовищем для утворення бактерій та водоростей;

- не містити отруйних або канцерогенних речовин і не загоряється.

До того ж барвники для струминного термодруку повинні утворюватибульбашки пара без відкладення опадів і витримувати короткочасненагрівання до 350 гр. Цельсія.

І так ми бачимо що спосіб струминного друку, що зародилася близько 50 роківтому, - відносно молода технологія. Цілком імовірно, що струминніпринтери завоюють масовий ринок, витісняючи таким чином матричніпринтери. Якщо ж розробникам вдасться підвищити дозвіл і швидкістьдруку струменевих принтерів, то виробникам лазерних принтерів доведетьсясерйозно поборотися за місце на ринку.

До цих пір жоден інший метод друку не породжував такогорозмаїття варіантів, як струменевий друк, при чому не підлягає сумнівущо можливість цієї технології ще довго не буде вичерпана.

Лазерні принтери

Лазерні принтери, як і копіювальні апарати використовують принципсухий ксерографії, в основі якого лежить напилювання порошку на матеріал зподальшим запіканням.

Як же влаштований звичайний лазерний принтер? Втім до того, як перейтибезпосередньо до принтерів розглянемо спочатку копіювальні апарати,оскільки на їх основі будови були зроблені лазерні принтери.

Функціонально апарат складається з наступних частин (якщо нерозглядати сканує частина):

1. Фоторецептор (барабан)

2. Магнітний вал

3. Ракельним ніж

4. Коротрон заряду

5. Вал переноса (коротрон перенесення)

6. Коротрон відсікання

7. Бункер з тонером

8. Бункер відпрацювання

9. Піч (фьюзера)

Фоторецептор є спеціальний матеріал (зазвичай цеселен), нанесений на металеву основу. Зазвичай він виконується у виглядівала, тому іноді його називають барабан (drum unit).

Фоторецептор заряджається коротроном заряду, який являє собоюметалеву (зазвичай золоту чи платинову дріт) або ж гумовийвал з металевою основою. Причому гума струмопровідна. На старихапаратах застосовувався дротовий коротрон. В даний час відбуваєтьсяперехід до іншої технології. Справа в тому, що дротовий коротрон сильноозонується повітря з за високої напруги, що подається на нього. Яквідомо озон корисний, але в малих кількостях. Тому характерний запахозону в копіювальних центрах поступово відходить у минуле.

Після зарядки на фоторецептор подається зображення, яке вкопіювальних апаратах висвітлюється потужним джерелом світла і проектуєтьсячерез систему дзеркал. Зазвичай для освітлення оригіналу використовується каретка злампою як у сканерах, Для збільшення та зменшення зображення служитьоб'єктив із змінною фокусною відстанню. Швидкість барабана і кареткиповинна бути погоджена. Ті місця на фоторецептора, на які падає світлозмінюють свій потенціал або взагалі втрачають заряд (залежно від типукопіювального апарату). Таким чином на фоторецептора залишається малюнокоригіналу у вигляді заряджених ділянок.

Потім фоторецептор входить в контакт з магнітним валом, який покритийсумішшю тонера і носія.

Тонер являє собою пил складається з найдрібніших частинокпевного кольору. Для досягнення більш високої якості друку фірми -виробники прагнуть до створення більш дрібних часток тонера.

Носій (developer) являє собою залізні частки, на якихосідає тонер. Таким чином на магнітному валу знаходяться залізнічастинки, покриті тонером. У деяких апаратах носій відділений від тонераі заправляється окремо, в інших тонер представля?? т собою порошок вжезмішаний з носієм. Тонер знаходиться в спеціальному бункері. Всерединібункера встановлюється мішалка, яка запобігає спрессовиваніетонера.

Тонер переходить на фоторецептор за рахунок протилежного заряду нафоторецептора. Весь цей процес має назву проявлення.

Під час цього процесу папір подається на реєстрацію. Тобто вонавибирається з лотка і встановлюється таким чином, щоб починати друк.
Коли датчик реєстрації папери повідомляє, що папір дійшла до фотобарабана, відбувається перенесення зображення з фото барабана на папір.

Після того, як тонер перенесений подається папір. Під папером проходитькоротрон переносу (вал переносу), що має потенціал сильнішепотенціалу фоторецептора. Цей вал виконується з металу, покритогоспеціальної струмопровідній гумою. Вал за рахунок більш сильного потенціалуна ньому відтягує на себе тонер, який осідає на папері. Потім здопомогою спеціального механізму папір відривається від рецептора і подається назапікання. У деяких машинах існує такий механізм, в деяких ні.
Він являє собою ще один коротрон, який відтягує папір відрецептора.

Запікання являє собою процес високотемпературного нагрівупапери з одночасним притиском спеціальним валом. Механізм складається знагрівається тефлонового валу, з кварцовою лампою всередині, і гумовогопритискного валу. Механізм для запікання носить назву піч (fuser).
Іноді замість тефлонового валу встановлюється спеціальний термоелемент,покритий термоплівкою. Такі копіри мають менший термін прогріву і меншеенергоспоживання, однак і ходить термопленка значно меншакількість копій і пошкодити її значно легше при неправильномувитяганні папери. У деяких апаратах передбачена змазуванняпритискного валу силіконової мастилом. Це мастило запобігає прилипанняпапери до валу.

Механізм з кварцовою лампою більш дорогий, але й більш надійнийзвичайно використовується у високопродуктивних машинах. Механізм зтермоплівкою використовується в принтерах і копірах малого класу.

Фоторецептор очищається від залишків тонера з допомогою ракельного ножа,який зроблений із спеціального матеріалу і знаходиться в щільному контакті зрецептором. Ракельним ніж зазвичай виконується у вигляді смуги з м'якогопластика. У деяких апаратах передбачена змащення ракельного ножа.
Залишки тонера видаляються в бункер відпрацьовування. Це найбільш поширенийпринцип видалення залишків тонера.

У деяких апаратах замість ракельного ножа використовуєтьсяелектростатичне видалення залишків тонера. У цих машинах знову ж такипрактично весь тонер переноситься на папір.

Все описане вище наведений на наступною схемою:

У великих машинах тонер, фоторецептор, девелопер, ракельним ніж,коротрон міняються окремо, після проходження певної кількостікопій. У малих принтерах і копірах всі ці частини об'єднуються в одинкартридж. У частині апаратів такий картридж поділяють на дві: копі картридж
(фоторецептор з ракелем) і тонер-картридж (тонер з магнітним валом). Заправилами експлуатації всі такі картриджі мають певний термін служби іповинні замінюватися після його закінчення.

Лазерний принтер як уже говорилося діє за тим же принципом, алеяк джерело світла використовується лазер, який змінює потенціал упевних ділянках фоторецептора, на які потім переноситься тонер.
При цьому використовується такий механізм.

Лазерна гармата світить на дзеркало, яке обертається з високоюшвидкістю. Відбитий промінь через систему дзеркал і призму попадає на барабані за рахунок повороту дзеркала вибиває заряди по всій довжині барабана. Потімвідбувається поворот барабана на один крок (цей крок вимірюється в частках дюймаі саме він визначає здатність принтера по вертикалі) і вычерчиваетсянова лінія. У деяких принтерах крім повороту барабана використовуєтьсяповорот дзеркала по вертикалі, що дозволяє на одному кроці поворотубарабана вичертити два ряди точок. Зокрема перші принтери Lexmark зроздільною здатністю 1200 dpi використовували саме цей принцип.

Лазерні принтери і копіювальні апарати споживають багатоелектроенергії, яка витрачається на нагрів печі і на підтримкувисокої напруги на коротрон.

Загальна схема лазера наведена нижче:

Промені синій і червоний кольори відповідають різним положеннямдзеркала. У момент А дзеркало повернуто під одним кутом (червоне положеннядзеркала). У наступний момент часу, що відповідає частоті лазерадзеркало повертається і займає синє положення. Відбитий промінь потрапляєвже в іншу точку фоторецептора. Звісно, в реальності існують щедодаткові дзеркала, призми і світлопроводи відповідають за фокусування йзміна напрямку променя.

Лазерні принтери окрім механічної частини включають в себедосить серйозну електроніку. Зокрема на принтерах встановлюєтьсяпам'ять великого об'єму, для того, щоб не завантажувати комп'ютер і зберігатизавдання в пам'яті. На частині принтерів установлюються вінчестери.
Електронна начинка принтера також містить різний мови опису даних
(Adobe PostScript, PCL і т. д.). Ці мови знову ж таки призначені для того,щоб забрати частину роботи в комп'ютера і передати принтеру.

Термопринтери.

Термопринтери як такі практично не використовуються. Зазвичай вонивстановлюються у факс, однак колись вони існували як окреміпринтери.

Принцип дії термопринтера дуже простий. Друкуючий елементявляє собою панель з нагріваються елементами. Залежно відподається зображення нагріваються ті чи інші елементи, якізмушують темніти спеціальну термобумагу в місці нагрівання. Перевагоюданого типу принтера безперечно є те, що йому не потрібні витратніматеріали крім спеціального паперу. Недолік - все в тій же спеціальноїпапері і повільній швидкості друку.

Дублікатори

Дубликатор (різограф) призначений для друку великих тиражів зодного примірника (від 50 прим.).
Принцип роботи такий: після сканування копії на спеціальному майстерплівці термодрукуючим пристроєм пропалює зображення. Потім майстер -плівка намотується на барабан, виконаний з сітчастого матеріалу. Черезбарабан подаються чорнило, що випливають через пропалені отвори вмайстер плівці і переносяться на копію. З одного майстер плівки можна отриматидо 10000 примірників.

Низька собівартість друку при великому тиражі обумовлюєтьсянизькою вартістю чорнила, які в принципі єдрукарську фарбу.

Для кольорового друку використовуються змінні барабани. При цьому кожнакопія проганяється стільки разів, скільки кольорів потрібно надрукувати. Однакповно кольорового друку на даному апараті отримати не можна. Реально отримати 3 -
4 кольоровий друк та й то на гарному папері, оскільки при використаннібільшої кількості квітів якість копії значно погіршується.

Якість передачі відтінків приблизно відповідає звичайному копиру.
Причиною того, що цей апарат може служити тільки для друку великимитиражами є висока вартість майстер плівки, яка можевикористовуватися тільки один раз.

Висновок.

Ми розглянули основні види принтерів і бачимо, що кожен із видів посвоєму зручний в експлуатації, а також більш придатний для певних пологівдіяльності. Так скажімо струменеві принтера найбільш підходять для домашньоговикористання і не великих фірм якщо основне завдання - роздруківка текстів,тому що тут не потрібна висока якість друку. Лазерні принтери цебільш якісне вирішення тих же завдань, які вирішують струменеві принтера (за винятком роботи з кольором, де якість струминних принтерів вище).
Матричні принтера використовуються там, де не потрібно якість, а потрібнанадійність і найменші витрати по використанню.

Але все ж у загальному всі фірми виробники принтерівпереслідують такі завдання як:n максимально поліпшити якість що виводиться на друкn збільшити швидкість друкуn зменшення витрат необхідних для друку
І враховуючи, що процес модернізації та поліпшення кожного з видів друку незавершений, то можливо, що все вище описане на даний момент можебути історією.

Література.

1.Виьор, сборка, абгрейд якісного комп'ютера
Ю. Кравацкій, М. Рамендік

2.М.Н. Голопупенко "Матричні принтери"

3. Сайти найбільших виробників принтерів.

4. Журнал "HARD'n'SOFT"

5. Журнал "КомпьютерПресс"