Струйные принтеры

Другим способом реализации немеханического метода формирования изображения на обычной бумаге является непосредственное нанесение краски на носитель информации. Краска наносится в виде отдельных капель диаметром 0,076 --- 0,178 мм.

Возможны две разновидности струйного способа.

При первом способе выброс струи производится только в тот момент, когда сопло 2 (Рис. 64а) направлено в нужную точку изображения. Перемещение сопла или наличие нескольких сопел позволяет синтезировать контур изображения в виде мозаики отдельных точек. Наличие нескольких сопел создает, кроме того, предпосылки для получения многоцветного изображения. Импульсное давление в сопле создается пьезоэлектрическим элементом 1. Подвод красителя к соплу осуществляется из резервуара 4 посредством насоса 3. Такой способ регистрации обеспечивает сравнительно высокое качество печати и возможность создания устройств последовательной печати с быстродействием в несколько сот символов в секунду.

Рис. 64. Струйный способ формирования изображения при печати.

При втором способе из сопла 2 (Рис. 64б)выбрасывается непрерывная струя, немедленно распадающаяся на отдельные капли. Выброс струи обеспечивается пьезокристаллом 1, на который подается высокочастотный сигнал (около 100 кГц). Капли струи приобретают электрический заряд при прохождении зарядной камеры 5, а затем посредством пластин 6 электрическим способом отклоняются аналогично электронному пучку в ЭЛТ. Изменяя напряжение на отклоняющих пластинах, можно формировать контур изображения на бумаге. Лишний краситель собирается отражателем 7 и после фильтрации фильтром 8 вновь возвращается в резервуар 4 и подается к соплу насосом 3. Основной недостаток струйного способа регистрации заключается в подверженности сопел загрязнению. Для предотвращения загрязнения используют специальную жидкость, подаваемую в сопло отдельной системой по окончании цикла печати, что однако удорожает печатающее устройство.

Для формирования струи, состоящей из отдельных капель, применяются специальные сверхминиатюрные насосы, называемые эмиттерами.

Струйные принтеры относятся к немеханическим печатающим устройствам, т.к. краска наносится на носитель информации без каких-либо механических воздействий на него. Это позволяет применять в качестве носителя информации обыкновенную бумагу, металл, пластмассу и другие материалы.

Обобщенная структурная схема струйного принтера содержит следующие узлы (Рис.65).

Рис. 65. Обобщенная структурная схема струйного принтера.

1. Эмиттер - устройство, обеспечивающее формирование капель краски определенных размеров (0,1 --- 0,2 мм).

2. Блок электризации капель, сообщающий каплям краски электрический заряд определенного знака (отрицательный). Этот блок может быть совмещен с эмиттером.

3. Блок управления струей, обеспечивающий отклонение струи краски в соответствии с формируемым изображением. Управление струей капель осуществляется аналогично управлению электронным потоком в ЭЛТ.

4. Улавливатель капель имеющих малый диаметр, недостаточный электрический заряд, а так же в том случае, когда изображение на носителе не формируется.

5. Знакогенератор, формирующий отклоняющееся напряжение необходимой формы в соответствии с кодами символов, поступающими из ЭВМ.

6. Струя краски, состоящая из отдельных наэлектризованных капель

7. Бумага или другой носитель информации.

8. Экран, на который подается необходимое ускоряющее напряжение.

Для формирования капель определенного размера используются специальные насосы, нагнетающие краску в сопло малого диаметра. На срезе сопла образуется мениск краски, который под действием электрического поля вытягивается и на его вершине происходит

отрыв капли, имеющий определенный электрический заряд (рис. 66). Под действием ускоряющего напряжения, приложенного к экрану расположенному за носителем информации, капли устремляются к носителю и формируют на нем изображение. Для управления потоком капель (струёй) предназначен блок управления, отклоняющий струю в нужном направлении. Принцип работы блока управления аналогичен принципу работы отклоняющей системы в видеомониторах.

Рис. 66. Принцип получения капель малых размеров. 1 – сопло эмиттера, 2 – мениск при отсутствии электрического поля, 3 – форма мениска при электрическом поле различного направления, 4 – капля краски, оторвавшаяся от вершины мениска.

Изображение, формируемое струйным принтером, состоит из отдельных точек и является синтезированным. Однако, из-за очень малых размеров капель, отдельные элементы изображения сливаются и качество получается очень высоким. Для формирования символов и знаков используется точечная матрица размером 5х7, 7х9, 9х11 элементов.

Изображение может формироваться и растровым способом с разрешающей способностью 72 точки/см, 96 точек/см или 144 точки/см.

Растровый способ формирования изображения позволяет упростить конструкцию печатающей головки и управление струей краски. В этом случае печатающая головка с эмиттером перемещается вдоль строки и в определенных точках строки включается эмиттер (насос), выбрасывающий из сопла одну каплю краски. В этом случае эмиттер представляет собой резервуар, наполненный краской и пьезоэлектрическую пластину, выполняющую роль поршня Рис 67.

Рис. 67. Принцип работы эмиттера с пьезоэлектрическим поршнем. 1 – резервуар с краской, 2 – корпус эмиттера, 3 – внутренняя полость эмиттера заполненная краской, 4 – поршень, 5 – сопло, 6 – капля краски выброшенная эмиттером, 7 – носитель информации (бумага).

Краска поступает в эмиттер 2 из резервуара 1. При подаче импульса напряжения на пьезокристалл 4 он деформируется, в результате чего уменьшается объем внутренней полости 3 и из сопла 5 выбрасывается капля краски 6, которая по инерции или под действием электрического поля падает на бумагу 7.

Применение подобных эмиттеров значительно упрощает управление процессом формирования изображения.

Многоцветное изображение получают в результате нанесения краски трех цветов (голубого, желтого, пурпурного). Печатающая головка в этом случае имеет три эмиттера. Для формирования черно-белого изображения используется дополнительный эмиттер с черной краской.

Цветовые оттенки (цветовая гамма) получаются за счет изменения количества краски того или другого цвета в одном элементе мозаичного изображения. В этом случае капли краски должны иметь диаметр значительно меньше диаметра мозаичного элемента (сотые доли миллиметра). Точка изображения, нанесенная одной такой каплей называется пикселем.

Для получения цветного изображения используются три эмиттера, формирующие капли краски разного цвета, например, пурпурного, голубого, желтого (дополнительные).