Струйные принтеры

2.2. Струйные принтеры.

 

Несмотря на то что принтеры могут казаться пользо­вателю устройствами, на первый взгляд, достаточно прозаическими, рассказ о них может быть не только очень длинным, но и интересным. В данном случае мы не будем "растекаться мыслью по древу", а начнем, пожалуй, с классификации подобных устройств.

Как известно, все печатающие устройства можно подразделить на последовательные, строчные и стра­ничные. Принадлежность принтера к той или иной из перечисленных групп зависит от того, формирует он на бумаге символ за символом или сразу всю строку, а то и целую страницу. Например, все без исключения ла­зерные принтеры можно отнести к группе страничных печатающих устройств, а вот более привычные матрич­ные Epson'ы, Microlin’ы и т.п. - к группе последова­тельных.

Кстати, несколько слов по поводу матричных прин­теров. Как известно, идея подобных печатающих уст­ройств заключается в том, что все мыслимые (и немыс­лимые) знаки воспроизводятся ими из набора отдель­ных точек, наносимых на бумагу тем или иным спосо­бом. Кроме этого, не следует забывать, что все печа­тающие устройства (за исключением, пожалуй, стра­ничных) могут быть "ударными" (impact) и "безудар­ными" (non-impact). Большинство принтеров, работающих (и продаваемых) сейчас с IBM РС-совместимыми компьютерами, могут быть причислены к группе после­довательных, "ударных" и матричных печатающих уст­ройств: вертикальный ряд (или два ряда) игл вколачи­вает краситель с ленты прямо в бумагу, формируя пос­ледовательно символ за символом. Такое засилье "игольчатых" вполне объясняется приемлемым качест­вом их печати и невысокой ценой сменного красителя (ленты).

Рассматриваемые ниже струйные чернильные прин­теры относятся к классу последовательных, матричных, но "безударных" печатающих устройств. Здесь следует еще раз оговориться, так как, вообще говоря, существу­ют также чернильные строчные и чернильные странич­ные принтеры, также относящиеся к классу "безудар­ных" устройств. В этой статье они не рассматривают­ся.

Обычно "безударными" принтерами называются та­кие устройства, у которых носитель печатаемой инфор­мации не касается бумаги. Не требуется, конечно, по­яснять, что "безударные" печатающие устройства рабо­тают практически бесшумно. Если продолжить уточне­ние признаков принадлежности печатающих устройств к отдельным группам, можно сказать, что последова­тельные "безударные" матричные струйные чернильные принтеры в свою очередь подразделяются на уст­ройства непрерывного (Continuous drop. Continuous jet). н дискретного (D*olmln-demand) действия. Последние в своей работе опять же могут использовать либо "пу­зырьковую" технологию (Bubble-Jet), либо пьезоэффект. Подобная (правда, увы, неполная) классифика­ция печатающих устройств полностью соответствует классификации фирмы Mannesmann Tally, хорошо из­вестной своими принтерами.

Устройства непрерывного действия.

 

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 получаемое изображение (теоретически) должно быть в этом случае четче. К сожалению, это не всегда так, и очень многое зависит от качества исполь­зуемой бумаги (все-таки чернила!).

Рис. 3

Схематическое изображение чернильного принтера, использующего технологию continuous drop, приведено на рисунке 3. В простейшем случае принцип действия по­добного устройства 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.

Для того чтобы направить струю чернил в определен­ные места на бумаге (или в приемник), необходимы отклоняющие электроды. Разумеется, что струя чернил должна электризоваться, предварительно пройдя через заряжающие электроды. Описанный выше принцип действия печатающего устройства использует сегодня очень небольшое количество принтеров. Самыми рас­пространенными являются более прогрессивные техно­логии.

Устройства дискретного действия.

 

Итак, большинство современных чернильных прин­теров используют технологию Drop-on-demand, которая основана на дискретном выпрыскивании капель чернил на бумагу из сопел печатающей головки. В настоящее время на практике для нанесения чернил на бумагу наиболее широко используется два дискретных метода. Различают так называемые Bubble-Jet-nphhtepbl и принтеры, использующие для управления соплом пье-зозлемент. Надо сказать, что при технической реализа­ции оба этих метода практически эквивалентны, как по затратам, так и по качеству получаемого изображе­ния.

При использовании ВцЬЫе-М-метода в каждом соп­ле находится маленький нагревательный элемент (обычно это 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 также быстро остывает, паровой пузырь, уменьшаясь в размерах, "подсасывает" через входное отверстие сопла новую порцию чернил, кото­рые занимают место "выстреленной" капли. Схематич­но этот процесс изображен на рисунке 4.

Рис. 4

Как уже было сказано, второй метод для управления соплом использует пьезоэлектрический элемент. Как известно, обратный пьезоэффект заключается в дефор-

мации пьезокристалла под воздействием электрическо­го поля. Изменение размеров пьезрэлемента, располо­женного сбоку входного отверстия сопла, приводит к выбрасыванию капли и приливу через входное отверс­тие новой порции чернил (рисунок 5).

Преимущества и недостатки.

 

Практически все преимущества матричных принте­ров автоматически можно распространить и на соот­ветствующие струйные чернильные принтеры. Для них (теоретически) возможно создание любых типов шриф­тов с различными атрибутами. (с учетом, разумеется, количества сопел), не представляет особой сложности и работа в графическом режиме и т.д. Правда, как уже отмечалось, по четкости и резкости изображения неко­торые модели чернильных принтеров не всегда могут поспорить с "ударными" матричными печатающими устройствами. Однако способность некоторых черниль­ных принтеров формировать капли разного размера, особенно при изображении наклонных линий и окруж­ностей (для работы в графическом режиме), позволяет им создавать изображения, которые невозможно вос­произвести даже на качественном 24-игольчатом прин­тере.

К одному из существенных недостатков описывае­мых устройств относится, к сожалению, их невысокая скорость печати. Физические ограничения по скорости очевидны - в основном задержка определяется време­нем наполнения чернилами пустого пространства в сопле печатающей головки. За редким исключением, скорость чернильных струйных принтеров для высококачественных текстов (letter quality) не превосходит 100 cps (char per second).

Рис. 5

Тем не менее, к очевидным достоинствам техноло­гии струйных принтеров относится, например, возмож­ность создания достаточно дешевых и качественных цветных печатающих устройств. Лучшим тому под­тверждением могут служить новые модели цветных принтеров DeskJet SOOC и DeskJet SSOC фирмы Hewlett.-Packard.  

Лазерная печать стала синонимом. наивысшего качества, а лазерные принтеры тем временем становятся все совершеннее и совершеннее. Добавляются новые возможности, улучшаются старые. О нескольких моделях лазерных принтеров нового поколения сегодняшний рассказ.

2.3. Новые лазерные принтеры:

за и против.

В этот обзор вошли описания нескольких современ­ных принтеров, имеющих производительность менее 8 страниц в минуту. Отбирая модели, я ориентировался на наш рынок и учитывал .предложение таких принте­ров на нем.

Лазерные принтеры постепенно становятся все более распространенными. И качество не является единствен­ные фактором, благодаря которому это происходит, - старенький игольчатый принтер со свежей лентой тоже дает вполне чистое и сочное изображение с обилием деталей.* Исходя из этого, при выборе принтера следует ориентироваться еще и на требуемую скорость печати, возможности использования шрифтов и работы с гра­фикой, на удобство использования и комфортность ра­боты, конечно, на цену и стоимость эксплуатации, то­же. У каждого типа принтеров есть свои особенности, касаю­щиеся типов используемой бу­маги, интерфейсов, управления и т.д. Но качество и скорость все же остаются основными факторами.

Из рассматриваемых сегодня принтеров наиболее известным является принтер HewlettPackard (как в нашей стране, так и в мире). Так сложилось, что эта фирма сейчас. продает такое количество принтеров, что ни одна из сильных в этой области фирм, таких как Epson, LaserMaster, QMS, Texas Instruments, Printware, Data Products или Star, не может даже приблизиться к ней. Видимо, одна из причин в том, что HP первой сделала коммерческий лазерный принтер в 1984 году.

Вероятно, популярность принтеров HP привела к то­му, что многие фирмы-конкуренты выпускают принте­ры, внешне очень похожие на изделия Hewlett-Packard. Но это не означает, что они "содраны" - вовсе нет. Просто сердцем всех этих аппаратов является печатаю­щий механизм (по-английски engine, по-русски обыч­но привод) фирмы Canon. Он определяет компоновку принтера, его размеры, скорость печати и разрешение, тип используемых расходных материалов, максималь­ное поле печати. Но при всей своей схожести каждый из них имеет индивидуальные особенности - ведь всю электронную начинку изготовитель делает самостоя­тельно, он определяет, какие шрифты будут установле­ны в принтер и как они будут обслуживаться, какие принтеры можно будет эмулировать. И самое главное, как принтер будет формировать страницу, то есть - как быстро печатать.

Пара слов о новых методах лазерной печати .

 

Когда во время визита в Токио

 я спросил представителя фирмы Canon,

какое разрешение лазерного принтера

может быть получено на их приводах,

он быстро ответил: "1200 dpi".

Росс Смит

В 1990 году Hewlett-Packard выпустил серию прин­теров LaserJet III, которая использовала технологию улучшения разрешения (RET - Resolution Enhancement Technology). После этого все ведущие из­готовители лазерных принтеров стали быстро догонять лидера, выпуская новые модели своих принтеров с ме­тодами печати, обеспечивающими аналогичное качест­во. (Одно замечание - даже несколько лучшую техно­логию на таких же приводах уже довольно давно ис­пользуют фирмы LaserMaster и QMS,но принтеры предназначены скорее для профессионалов, чем для ря­дового покупателя. Поэтому технология стала широко известной лишь в 1990 году.)

Рис. 6

При использовании технологии RET уменьшаются размеры точек в местах пересечений, предупреждая скапливания тонера в них.

Без технологии RET тонер скаплива-ется в в местах пересечения линий

Суть ее в следующем. Когда лазер строит изображе­ние на светочувствительном барабане, oн делает это построчно. Каждая строка - это поворот барабана на 1/300 дюйма (и сдвиг бумаги на то же расстояние). Это вертикальная ось листа. Лазерный луч, подобно лучу электронов в телевизионной трубке, сканирует эту строку, зажигаясь и выключаясь в соответствии с уп­равляющими сигналами контроллера печати. Эти све­товые импульсы и строят изображение на барабане. В обычном лазерном принтере каждый поворот барабана составляет 1/300 дюйма (имеется в виду линейное перемещение поверхности), что соответствует одной строке. В каждой строке на каждый дюйм приходится 300 точек. Таким образом и получается "лазерное" разрешение в ЗООхЗОО dpi. В новых технологиях ис­пользуются более деликатные методы работы с лазе­ром, что позволяет, работая на том же приводе печати, повысить качество печати как с увеличением разре­шающей способности, так и без него.

Метод RET, применяемый фирмой Hewlett-Packard. основан на изменении размера точек, которые принтер ставит на бумагу без фактического изменения разреше­ния. При этом с помощью модуляции лазерного луча в процессе построения изображения удается дозированно удалять заряд с барабана - в результате изменяется размер участка, к которому прилипает тонер. Это по­зволяет, например, заострить углы засечек у букв и из­бежать скапливания тонера

Обычно конец засечки получается тупым

 в местах пересечения ли­ний (рис. 6, 7). Наклонные линии также становятся более гладкими. Фирма уверяет, что эффект от использования RET аналогичен повышению разрешающей способности примерно в полтора раза. Более хитрая технология применяется фирмой LaserMasler. Она получила название TurboRes Enhanced. Суть ее в корне отличается от RET. Основ­ное отличие- реальное повышение разрешающей способности принтера.

Рис. 7

... но использование RET позволяет заострить их, добавив несколько точек меньшего размера

Горизонтальное разрешение можно увеличить почти просто - для этого достаточно с большей частотой вы­давать управляющие сигналы на лазер. Это реализова­но в технологии TurboResh других технологиях многих фирм. Если вы видите

Увеличенное горизонтальное разрешение позволяет сгладить штрихи

Особое кодирование информации в видеопамяти позволяют управлять высотой пиксела, используя технологии TurboRes, сглаживая горизонтальные кривые

рекламу "настоящего и лучшего в мире" 600-точечного принтера, который на поверку оказывается принтером 6ООхЗОО dpi, то в нем сделано именно это и ничего другого. Но в TurboRes использо­вана еще одна хитрость. Каждая точка при использова­нии данного метода печати имеет форму столбика, а хитрое построение электроники принтера позволяет управлять высотой столбика (рис. 8). При этом удается реально повысить разрешение по вертикали. На стан­дартных приводах печати принтеры с TurboRes дают разрешение до 1200 dpi.

	Рис. 8