Drukarki-jak to działa, Komputer - all
[ Pobierz całość w formacie PDF ]
jak to dzia
ł
a
ciej spotykane, ale bez niego komunikacja z kompu-
terem nie by³aby mo¿liwa (choæ w pocz¹tkach histo-
rii porozumiewano siê z komputerami w³aœnie za pomo-
c¹ drukarki, przypominaj¹cej dalekopis). Obecnie dru-
karki umo¿liwiaj¹ pobieranie danych z komputera
i przedstawianie ich w formie graficznej, na papierze
lub folii. Trzy najpopularniejsze typy drukarek to: ig³o-
we, atramentowe i laserowe. Ig³owe, poza specyficzny-
mi zastosowaniami, wychodz¹ obecnie z u¿ycia. Istniej¹
poza tym drukarki termiczne (coœ w rodzaju faksu, dru-
kuj¹ce na papierze termoczu³ym) oraz tzw. woskówki -
rodzaj „plujki”, drukuj¹ce kolorowym woskiem na du-
¿ych formatach, np. plakaty.
komputer tworzy bitmapê sam, a kontroler nie musi jej
przetwarzaæ. Takie postêpowanie stosuje siê niekiedy
w przypadku naœwietlarek itp. drogich profesjonalnych
urz¹dzeñ, do których komputer zawieraj¹cy pierwotnie
wygenerowany obraz nie musi byæ pod³¹czony.
Gdy dane zostaj¹ przetworzone, kontroler sk³ada
wszystkie elementy strony w ca³oœæ - marginesy, po³o-
¿enie tekstu i grafiki. Gdy to zostaje zrobione,
procesor
obrazu rastrowego
(
RIP
, raster image processor) przyj-
muje dane - w ca³oœci lub po kawa³ku i zamienia
w punkciki, które nastêpnie jako dane zostaj¹ zmaga-
zynowane w buforze.
J E D Z I E P O C I ¥ G P O T O R A C H ,
M A C Z E RWO N E B U F O R Y . . .
DRUKARKI
Marek Utkin
Pojemnoœæ bufora mo¿e wynosiæ od 512 KB do16
MB RAM, zale¿nie od modelu drukarki. Bufor przydaje
siê zarówno do tego, ¿eby komputer móg³ przestaæ siê
zajmowaæ drukowaniem dokumentu i przeszed³ do in-
nych zadañ, jak i - w modelach biurowych - ¿eby móc
zgromadziæ kilka dokumentów czekaj¹cych w kolejce.
Takie rozwi¹zania s¹ stosowane czêsto w redakcjach
i biurach - do du¿ej drukarki laserowej mog¹ byæ pod³¹-
czone wszystkie komputery w pokoju czy w sali.
W przypadku drukarki domowej funkcjê kolejkowania
przejmuje sterownik komputera, do którego jest ona
pod³¹czona. W przypadku du¿ych wydruków, które nie
mieszcz¹ siê w ca³oœci w buforze drukarki, zachodzi ko-
niecznoœæ wielokrotnego „doczytywania” danych z kom-
putera do drukarki, co zmniejsza prêdkoœæ wydruku.
CHODZI MI O TO,
ABY JÊZYK GIÊTKI...
Gdy dokument ma zostaæ wydrukowany
i w okienku „Drukuj” naciskamy przycisk „OK”, kompu-
ter, za poœrednictwem kontrolera, przesy³a dane do bu-
fora drukarki. Kontroler jest to pok³adowy komputer
drukarki, który porozumiewa siê z komputerem przez
port komunikacyjny (LPT lub USB) i na pocz¹tku druko-
wania ustala z komputerem sposób wymiany danych.
Kontroler mo¿e uruchamiaæ i wstrzymywaæ proces
przekazywania danych z komputera do drukarki, aby
móc przerobiæ dane, które ju¿ otrzyma³. W przypadku
kilku komputerów pracuj¹cych w sieci z drukark¹, kon-
troler mo¿e prowadziæ kilka „rozmów” naraz.
Aby kontroler móg³ siê porozumieæ z kompute-
rem, musz¹ one mówiæ tym samym jêzykiem, opisuj¹-
cym strony. We wczeœniejszych drukarkach komputer
wysy³a³ rodzaj pliku tekstowego oraz kod, podaj¹cy
drukarce podstawowe informacje. By³ to dosyæ prosty
proces, gdy¿ wtedy istnia³o tylko kilka rodzajów fon-
tów. Obecnie do wyboru jest kilka setek rodzajów fon-
tów, nie wspominaj¹c o grafice. Aby daæ sobie z tym
radê, trzeba siê pos³u¿yæ bardziej z³o¿onym jêzykiem.
Podstawowymi jêzykami drukarek s¹ obecnie
Prin-
ter Command Language
(
PCL
) Hewlett Packarda oraz
Postscript
firmy Adobe. Oba opisuj¹ stronê w formie
wek-
torowej
, czyli w³asnoœci matematycznych kszta³tów geo-
metrycznych, nie zaœ w postaci serii punktów, czyli
bitma-
py
. Dopiero sama drukarka zamienia obrazy wektorowe
w bitmapê, zgodnie ze swoimi mo¿liwoœciami i wymaga-
niami technicznymi, np. maksymaln¹ rozdzielczoœci¹.
Niektóre drukarki stosuj¹ format
GDI
(graphical
device interface), zamiast standardowego PCL. Wtedy
DPI
Podstawowym parametrem drukarki jest
roz-
dzielczoϾ
wydruku. Okreœlamy j¹ w punktach na cal
(
DPI
, dots per inch). Im wy¿sza rozdzielczoœæ drukarki,
tym lepszej jakoœci otrzymujemy wydruk. Obecnie
wiêkszoœæ drukarek atramentowych i laserowych za-
pewnia drukowanie z rozdzielczoœci¹ od 600 do 1200
dpi. Oznacza to, ¿e im wiêksza liczba punktów, tym
wydruk bêdzie wy¿szej jakoœci. Wspó³czesne drukarki
przekraczaj¹ 1200dpi, jednak ju¿ od 600dpi wszystko
zale¿y od jakoœci stosowanego papieru, poniewa¿ wyd-
ruk z jakoœci¹ 4200dpi na zwyk³ym papierze do kopia-
rek nie da obrazu wy¿szej jakoœci. Dla wy¿szych roz-
dzielczoœci nale¿y stosowaæ specjalne pod³o¿a, np. pa-
pier okreœlany jako fotograficzny.
DRUKARKA ATRAMENTOWA
26
Drukarki atramentowe to drukarki dzia³aj¹ce na
zasadzie wystrzeliwania kropelek atramentu z dysz g³o-
wicy drukuj¹cej. W specjalnych zbiorniczkach z tuszem
(cartridge’ach) znajduje siê tusz czarny lub - do wydru-
ków kolorowych - trzy podstawowe barwy + czarny
(CMYK -
c
yan/turkusowy,
m
agenta/purpurowy,
y
el-
low/¿ó³ty +
b
lack/czarny), które ³¹cz¹c siê, daj¹ wyd-
ruk kolorowy.
Drukarka jest jednym z najpopularniejszych
komputerowych urządzeń peryferyjnych.
C
o prawda monitor jest to „peryferium” jeszcze czêœ-
Drukarka atramentowa
najlepiej nadaje siê do u¿ytku do-
mowego
, gdzie drukuje siê nie-
wielkie iloœci dokumentów. Drukar-
ki te s¹ niedrogie przy zakupie
i drogie w eksploatacji. Jest to
specjalna polityka producentów -
klient kupuje urz¹dzenie, które
nastêpnie wymaga nabywania do-
syæ kosztownych nabojów z tu-
szem. Mo¿na oczywiœcie nape³niaæ
je samemu, ale z czasem dziurki
w dyszach zatykaj¹ siê. Warto
zwróciæ uwagê na mo¿liwoœæ uzu-
pe³niania tuszu w modelach kolo-
rowych: czy trzeba wymieniæ
wszystkie kolory jednoczeœnie, czy
te¿ ka¿dy z nich niezale¿nie.
Silnika krokowego g³owicy drukuj¹cej, który przesu-
wa zespó³ g³owicy od marginesu do marginesu kar-
tki. Niektóre drukarki maj¹ drugi silnik krokowy, za-
pewniaj¹cy parkowanie g³owicy, czyli unieruchomie-
nie jej, gdy nie pracuje.
Paska zêbatego, ³¹cz¹cego silnik krokowy z g³owic¹
drukuj¹c¹.
Listwy stabilizuj¹cej, po której przesuwa siê g³owica
drukuj¹ca.
Systemu podawania papieru, który sk³ada siê z za-
sobnika na papier oraz zabieraków i rolek przesuwu
papieru, przesuwaj¹cych papier przed g³owic¹ dru-
kuj¹c¹.
Silnika krokowego przesuwu papieru, napêdzaj¹cego
rolki przesuwu.
Systemu kontroli - uk³adu elektronicznego (omawia-
nego wy¿ej).
Portu lub portów do po³¹czenia z komputerem.
PLUJA PLUJEM
Drukarka atramentowa wystrzeliwuje na papier
niezwykle ma³e kropelki tuszu. Gdy przyjrzeæ siê przez
lupê zadrukowanej tak kartce, mo¿na zobaczyæ, ¿e
punkciki s¹ bardzo ma³e (10-30 na milimetr) i rozmiesz-
czone bardzo precyzyjnie, a w drukarkach kolorowych
s¹ ró¿nych barw. Ró¿ne rodzaje drukarek atramento-
wych wytwarzaj¹ kropelki na ró¿ne sposoby. Przeciêt-
nie g³owica drukarki ma 64 lub 128 maleñkich dysz
i wszystkie one mog¹ wystrzeliæ krople jednoczeœnie,
s¹ tylko ró¿ne sposoby zmuszania tuszu do wystrzeli-
wania.
CIEP£O I BZYCZENIE
Jak dotychczas najpopularniejszym systemem s¹
drukarki parowe (nie, nie maj¹ w œrodku kot³a i kó³ za-
machowych), opatentowane przez Canona i Hewlett
Packarda. Po prostu maleñkie rezystorki - elementy
grzejne - doprowadzaj¹ wodê zawart¹ w tuszu do
wrzenia, a nawet do powstawania przegrzanej pary.
B¹bel pary rozszerzaj¹cy siê w maleñkim kanaliku po-
woduje wyparcie i wystrzelenie kropelki z g³owicy dru-
kuj¹cej. W miejscu b¹bla pary, który siê rozerwa³, pow-
staje podciœnienie i do kanalika jest wsysana kolejna
porcja tuszu. G³owica drukarki parowej o wysokiej roz-
dzielczoœci (do m.in. zdjêæ) ma 300 lub 600 otworków.
System wibracyjny (patent firmy Epson) wyko-
rzystuje kryszta³y piezoelektryczne. Kryszta³ znajduje
siê z ty³u zbiorniczka za ka¿d¹ dysz¹. Gdy kryszta³
wibruje do œrodka, wci¹ga porcjê tuszu, gdy „wydyma
siê” - wystrzeliwuje kroplê.
CO SIÊ DZIEJE...
Po przyciœniêciu „Drukuj - OK”, gdy dane ju¿
znajd¹ siê w buforze drukarki, drukarka zaczyna czyœ-
ciæ g³owicê (s³ychaæ to jako szuraj¹cy odg³os ze œrod-
ka), po czym rusza silnik krokowy przesuwu papieru.
Mechanizm z rolkami podaje papier, a ten po drodze
naciska ma³y przycisk. Gdy nie ma papieru, przycisk
nie jest wciœniêty i w³¹cza siê sygna³ „brak papieru”.
Gdy papier jest we w³aœciwym miejscu, silnik wprawia
g³owicê drukuj¹c¹ w ruch i przesuwa siê ona w po-
przek kartki, przy czym przy ka¿dym „strzale” z dyszy
silnik przesuwu zatrzymuje siê na u³amek sekundy. Jest
to tak szybkie, ¿e przesuw wygl¹da jak ruch ci¹g³y.
Proces powtarza siê a¿ do zakoñczenia drukowa-
nia, a po wysuniêciu kartki g³owica zostaje zaparkowa-
na lub przechodzi do druku kolejnej kartki.
DRUKARKA W ŒRODKU
Typowa drukarka atramentowa sk³ada siê z:
Zespo³u g³owicy drukuj¹cej, zawieraj¹cego dysze
oraz zbiorniczki z tuszem, które, zale¿nie od produ-
centa, mog¹ byæ zespolone (gdy skoñczy siê jeden
kolor, trzeba wymieniæ wszystko) lub osobne.
jak to dzia
ł
a
Gdy toner przykleja siê do walca zgodnie z na-
niesionym wzorem, bêben przetacza siê po kartce pa-
pieru, przesuwaj¹cej siê pod spodem. Zanim jednak pa-
pier przesunie siê pod bêbnem na odpowiedniej taœ-
mie, zostaje na³adowany ujemnie przez drut lub wa³ek
o odpowiednim potencjale. Tam ³adunek jest mocniej-
szy ni¿ ³adunek ujemny obrazu elektrostatycznego,
wiêc papier przechwytuje toner z walca. Poniewa¿ pa-
pier porusza siê z prêdkoœci¹ idealnie zsynchronizowa-
n¹ z prêdkoœci¹ walca, wzór zostaje przechwycony ide-
alnie dok³adnie. Aby papier nie przykleja³ siê dalej do
walca, zostaje roz³adowany wy³adowaniem koronowym
w chwilê po przechwyceniu toneru.
DRUKARKA LASEROWA
Zespó³ utrwalaj¹cy
W koñcu papier przechodzi przez zespó³ utrwa-
laj¹cy - jest to zazwyczaj para podgrzewanych walców.
Gdy papier przesuwa siê miêdzy walcami, na³o¿ony na
kartkê toner topi siê, wp³ywaj¹c pomiêdzy w³ókna pa-
pieru. Rolki utrwalaj¹ce przesy³aj¹ kartkê do zasobnika
na wydruki. Rolki utrwalaj¹ce podgrzewaj¹ ca³y papier,
co wyjaœnia, dlaczego kartka po opuszczeniu drukarki
laserowej jest gor¹ca. Papier nie zapala siê jednak dziê-
ki prêdkiemu przesuwaniu, gdy¿ nie nagrzewa siê do
takiej temperatury, aby nast¹pi³ zap³on.
W niektórych nowych modelach drukarek stosu-
je siê wy³adowania elektryczne zamiast podgrzewania
rolek, co oszczêdza energiê i eliminuje czas na rozgrze-
wanie przy rozruchu.
Po pozostawieniu tonera na papierze powierzchnia
walca mija lampê roz³adowuj¹c¹. Jej œwiat³o neutralizuje
poprzedni obraz, a dalej proces powtarza siê od nowa.
Wbrew twierdzeniom niektórych „pomys³owych
Dobromirów”, obraz tworzony przez drukarkê laserow¹
nie powstaje w wyniku zwêglenia papieru promieniem
lasera w miejscach, na które pada. W drukarce lasero-
wej jest wykorzystywane zupe³nie inne zjawisko ni¿
spalanie, a mianowicie elektrycznoϾ statyczna. Jak
wiadomo, obiekty naelektryzowane przeciwnymi ³a-
dunkami przyci¹gaj¹ siê, a nawet mocno przylegaj¹ -
przekona³ siê o tym ka¿dy, kto obrabia³ styropian,
a póŸniej usi³owa³ usun¹æ z ubrania bia³e kuleczki. Dru-
karka laserowa wykorzystuje w³aœnie to zjawisko chwi-
lowego przyklejania.
CZÊŒCI SK£ADOWE
Zespó³ lasera
Poniewa¿ s³u¿y do zapisywania obrazu, system
lasera w drukarce musi byæ bardzo precyzyjny. Typowy
zespó³ skanuj¹cy lasera sk³ada siê z: lasera pó³prze-
wodnikowego, ruchomego zwierciad³a i soczewki.
Laser otrzymuje strumieñ danych o stronie -
o po³o¿eniu ma³ych punkcików, z których sk³ada siê ob-
raz - po jednej linii naraz. Gdy promieñ przebiega
wzd³u¿ walca, laser wysy³a impulsy œwiat³a - jeden dla
ka¿dego punktu, który ma byæ zadrukowany, i brak im-
pulsu dla ka¿dego pustego miejsca.
Promieñ lasera porusza siê, lecz sam laser jest
zamocowany na sta³e. Ruch promienia wytwarza obra-
caj¹ce siê lustro. W starszych modelach prowadzi³o ono
promieñ lasera po walcu raz na swój obrót, w obec-
nych, szybszych modelach drukarek wystêpuje lustro
o wielu p³aszczyznach, przez co na jeden obrót osi, na
której jest osadzone, promieñ wykonuje pe³ny przebieg
szeœæ lub wiêcej razy. Dystorsji optycznej (lustro znaj-
duje siê bli¿ej œrodka walca ni¿ jego boków) zapobiega
kompensuj¹cy system soczewek.
Bêben
G³ównym elementem tego systemu jest bêben
pokryty materia³em œwiat³oczu³ym czy te¿ œwiat³oprze-
wodz¹cym, zazwyczaj selenem. Selen jest pó³przewod-
nikiem œwiat³oczu³ym, czyli gdy nie jest oœwietlony -
nie przewodzi, gdy zaœ padnie na niego œwiat³o -
w tym miejscu - i tylko w nim - zaczyna przewodziæ
pr¹d. Bêben obraca siê i ³aduje dodatnio, przechodz¹c
ko³o drutu, wytwarzaj¹cego tzw. wy³adowanie korono-
we (w niektórych systemach stosuje siê naelektryzo-
wany wa³ek zamiast drutu, zasada jest ta sama). Bê-
ben obraca siê dalej i w odpowiednim miejscu napoty-
ka na cienki promieñ lasera, który skanuje jego po-
wierzchniê, œwiec¹c na odpowiednie punkty. W ten
sposób, laser „rysuje” obrazy, pasek po pasku, podob-
nie jak obraz telewizyjny. Obrazy te sk³adaj¹ siê
z ujemnych ³adunków elektrycznych, jest to niewidocz-
ny obraz elektrostatyczny (system mo¿e dzia³aæ rów-
nie¿ przy odwróconych ³adunkach - czyli gdy powsta-
nie dodatni obraz na ujemnym tle).
Gdy wzór z ³adunków zostanie naniesiony, dru-
karka pokrywa bêben drobnym, czarnym proszkiem -
tonerem o ³adunku dodatnim. Poniewa¿ roz³adowane
pola na bêbnie maj¹ ³adunek ujemny, a toner - dodatni,
przykleja siê on do roz³adowanych pól bêbna, nie zaœ
do dodatnio na³adowanego t³a. Jest to tak, jakby napi-
saæ coœ sztyftem klejowym na puszce, a póŸniej przeto-
czyæ j¹ przez jakiœ drobny py³, np. cukier puder - nagle
pojawi³by siê niewidoczny dot¹d napis.
ZAPISYWANIE STRONY
28
Promieñ lasera porusza siê tylko w jednej p³asz-
czyŸnie, poziomo. Po ka¿dym jego przebiegu silnik kro-
kowy przesuwa bêben o u³amek milimetra, tak aby
powsta³a nastêpna linia obrazu. Silnik synchronizuje to
nawet przy wysokich prêdkoœciach wydruku.
Toner składa się z:
a) sadzy
b) kawa
ł
kìw plastiku
c) pigmentu i plastiku
na³adowane cz¹steczki toneru. Nastêpnie wa³ek „prze-
czesuje” wywo³ywaczem bêben. Obraz elektrostatycz-
ny na bêbnie jest mocniej na³adowany ujemnie ni¿ gra-
nulki wywo³ywacza, a wiêc przechwytuje z nich cz¹s-
teczki toneru.
Toner z bêbna zostaje z kolei przechwycony
przez papier, który jest na³adowany jeszcze mocniej.
Nastêpnie ³adunki na papierze zostaj¹ zneutralizowane
przez elektrodê roz³adowuj¹c¹ i jedyn¹ si³¹, jaka wtedy
utrzymuje toner na kartce, jest grawitacja. Gdyby
dmuchn¹æ na kartkê, obraz by znik³. Dopiero rolki utr-
walaj¹ce stapiaj¹ obraz ze stron¹. Rolki utrwalaj¹ce
s¹ podgrzewane przez wewnêtrzne lampy kwarcowe.
Przed przyklejaniem siê do nich tonera chronione s¹
warstw¹ teflonu.
W wiêkszoœci drukarek pojemnik na toner, wy-
wo³ywacz i rolka, a niekiedy tak¿e i bêben s¹ zintegro-
wane w jednej, wymienialnej kasecie.
Niektóre drukarki laserowe stosuj¹ pasek diod
LED do drukowania, zamiast lasera. Pozycja ka¿dego
punktu ma odpowiadaj¹c¹ mu diodê, co oznacza, ¿e jest
tylko jedna rozdzielczoœæ. System jest tañszy, ale daje
gorsze wyniki ni¿ modele z promieniem skanuj¹cym.
SADZA...
Jedn¹ z cech szczególnych drukarek laserowych
jest toner. Jest on odpowiednikiem tuszu, tylko zamiast
byæ na³o¿ony na kartkê, kartka przyci¹ga go sama. Po-
za tym toner nie jest tuszem, tylko bardzo drobnym
proszkiem.
Sk³ada siê on z dwóch sk³adników: pigmentu
i plastiku. Rola pigmentu jest oczywista - zabarwia
ciemne pola wydruku (na czarno przy druku czarno-
bia³ym). Pigment jest osadzony na ma³ych cz¹stkach
plastiku, który roztapia siê, gdy przechodzi przez rolki
utrwalaj¹ce. Dziêki temu ³¹czy siê mocno z w³óknami
niemal ka¿dego rodzaju papieru, co sprawia, ¿e nie
blaknie i nie œciera siê ³atwo.
ZALETY DRUKU LASEROWEGO
Drukarka laserowa jest przeciêtnie oko³o 2-3 razy
dro¿sza od zbli¿onej klas¹ drukarki atramentowej. Ja-
kie s¹ wobec tego jej zalety? Przede wszystkim prêd-
koœæ druku, precyzja i ekonomia eksploatacji. Promieñ
lasera mo¿e poruszaæ siê niezwykle prêdko, wiêc dru-
kuje szybciej ni¿ „plujka”. Poza tym promieñ lasera nie
zmienia œrednicy, wiêc nie plami ani nie tworzy zacie-
ków. Kaseta z tonerem kosztuje co prawda ok. trzykrot-
nie wiêcej ni¿ pojemnik z tuszem do drukarki, ale mo¿-
na j¹ poddawaæ recyklingowi, a toner jest tani. Poza
tym z jednej kasety z tonerem mo¿na wydrukowaæ na-
wet dziesiêciokrotnie wiêcej stron ni¿ z pojemnika z tu-
szem.
NANOSZENIE TONERU
Toner zostaje naniesiony na elektrostatyczny ob-
raz na bêbnie. W zasobniku z tonerem znajduje siê tak-
¿e wywo³ywacz, czyli ma³e, na³adowane ujemnie gra-
nulki magnetyczne. S¹ one przyczepione do obracaj¹ce-
go siê metalowego wa³ka, który przechodzi przez toner
w kasecie. Poniewa¿ s¹ na³adowane ujemnie, granulki
wywo³ywacza w czasie swego ruchu zbieraj¹ dodatnio
29
[ Pobierz całość w formacie PDF ]