Все технологии печати основаны на построении изображения из капель чернил, выбрасываемых через специальные сопла печатающей головки на носитель (бумагу или пленку). Существуют разные методы образования и управление движением этих капель чернил.
1. Струйная печать с электростатическим управлением. Управление движением капель чернил осуществляется электростатическим полем. В ее основе лежит свойство электрически заряженных тел: тела с одноименными зарядами отталкиваются, а с разноименными – притягиваются друг к другу. В печатающей головке принтера капли чернил с электрическим зарядом пролетая между заряженными электродами либо отклоняются в специальный сборник, либо пролетают дальше и образуют изображение на бумаге в принтере. Данная технология применяется в принтерах, предназначенных для маркировки товаров.
2. Термоэлектрическая (пузырьково-струйная) печать. Капли чернил выбрасываются на носитель за счет давления расширяющихся пузырьков пара. Пар образуется при испарении растворителя чернил под действием специального нагревателя. Объем пара значительно превосходит объем жидкости, из которой этот пар образуется. При образовании в сопле пузырька пара внутри жидкости создается повышенное давление, которое выталкивает некоторый объем чернил из сопла (Hewlett-Packard, Canon). Пузырьково-струйные печатающие головки встраиваются в картриджи и являются, по существу, одноразовыми. Эта печать применяется в офисных и домашних принтерах и рассчитана на печать большого числа документов. Относительно низкая стоимость принтеров, но дорогие расходные материалы (картриджи).
3. Пьезоэлектрическая печать. Чернила выбрасываются на носитель за счет колебания активных пьезоэлементов, находящихся в соплах печатающей головки (Epson, Oki). Изменением управляющего напряжения, можно менять величину деформации пластин и контролировать размер получаемой капли. Достоинства: контроля размера капель, что позволяет достичь высокого качества при печати полутоновых изображений, при работе печатающей головки не происходит активного выделения тепла. Недостатки: высокая цена печатающей головки, чувствительность к наличию в чернилах пузырьков растворенного воздуха. Печатающие головки являются стационарными, т.е. заменить можно только чернильницу. Применяется в принтерах, предназначенных для быстрого вывода высококачественных изображений.
Лазерные принтеры
Основное свойство лазеров – способность генерировать когерентное излучение, сфокусированное в узкий пучок, обладающий большой энергией. В основу лазерных принтеров положен оптоэлектрический метод печати. Достоинства: максимальная среди принтеров скорость и наилучшее (близкое к типографскому) качество печати, низкая стоимость печати одного листа. Недостатки: высокая стоимость принтера, сложно организовать цветную печать, для эффективной работы необходимо пересылать данные на принтер со скоростью несколько мегабайт в секунду. Существует два вида принтеров: лазерные принтеры и LED-принтеры (принтеры на светодиодах). Они различаются по конструкции, но имеют общий принцип действия. Он заключается в том, что используется двухэтапный метод нанесения изображения на носитель: получение скрытого изображения и его проявка.
Контроллеры лазерных принтеров обладают большой мощностью, так как скорость печати очень высокая. Принтеры оснащаются мощными процессорами и имеют большой объем буферной памяти (разрешающая способность 1200 точек на квадратный дюйм = 25,4 мм).
Рассмотрим устройство печатающего блока лазерного принтера.
1. Коротрон – устройство для создания коронного разряда. Состоит из металлической нити и экрана, на которые подается высокое напряжение. Газ находящийся под напряжением между нитью и экраном ионизируется и возникает коронный разряд. Ионизация газа используется для нанесения заряда на фоточувствительный барабан
2. Фоточувствительный барабан – его покрытие не должно проводить электрический ток и обладать фотоэлектрическими свойствами. Эти свойства позволяют создать на поверхности барабана скрытое фотоэлектрическое изображение. Используются три типа покрытий: селеновое, органическое, кремниевое. Для получения качественных распечаток поверхность барабана должна быть ровной и не иметь царапин.
3. Луч лазера используется для создания на фоточувствительном барабане скрытого электростатического изображения. Процесс заключается в перераспределении зарядов в фоточувствительном слое барабана под действием света. Для получения луча используются лазеры разных типов. Наиболее широко применяются полупроводниковые лазеры. Луч должен быть хорошо сфокусирован.
4. Бункер с красителем (тонером). Для проявления скрытого изображения необходимо нанести на поверхность фотоэлектрического барабана слой порошкообразного красителя (тонера). Для его доставки к барабану используется магнитный порошок – девелопер. Смешивает их специальный дозатор в бункере. После переноса тонера на фоточувствительный барабан деволопер собирается и используется заново.
5. Магнитный барабан служит для переноса тонера на фоточувствительный барабан. Он состоит из полого вала, внутри которого размещаются постоянные магниты. Магнитный барабан притягивает к себе частицы девелопера с налипшими на них частицами тонера и проносит их мимо фоточувствительного барабана.
6. Носитель изображения (бумага или пленка) входит в непосредственный контакт с фоточувствительным барабаном.
7. Вал переноса служит для переноса красителя с фоточувствительного барабана на носитель. Носитель прижимается к фоточувствительному барабану, и на него переходит тонер.
8. Ракель – специальная пластина (нож), служащая для очистки поверхности фоточувствительного барабана.
9. Бункер для отработанного красителя предназначен для сбора красителя счищенного с поверхности барабана.
10. Нагревательный вал (внутри кварцевая лампа) совместно с прижимным валом образует нагревательный блок принтера. Высокая температура печки необходима для закрепления красителя на носителе.
11. Прижимной вал прижимает носитель к нагревательному валу
 |
Рис. Печатающий блок лазерного принтера
Создание скрытого изображения и его перевод на носитель происходит следующим образом.
1. Нанесение на фоточувствительный барабан равномерного заряда производится с помощью коротрона. Соприкасаясь с ионизированным газом, поверхность барабана приобретает электрический заряд, который концентрируется в верхнем слое фоточувствительного покрытия.
2. Создание скрытого изображения. Под действием луча лазера в фоточувствительном слое покрытия барабана происходит перераспределение заряженных частиц (образуется изображение).
3. Проявление скрытого изображения происходит при нанесении тонера на поверхность барабана. Частицы тонера затягиваются в участки барабана, имеющие заряд, противоположный заряду тонера.
4. Тонер переносится на носитель при непосредственном контакте носителя с фоточувствительным барабаном с применением вала переноса.
5. Закрепление изображения на носителе производится в нагревательном блоке при плавлении полимера, входящего в состав тонера.