capitolul vi echipamente de imprimare de imprimare.pdf · cum se prezintă în figura 6.2. când se...

132 Echipamente periferice

Capitolul VI

ECHIPAMENTE DE IMPRIMARE VI.1 IMPRIMANTE MATRICIALE CU ACE Imprimantele matriciale cu ace sunt foarte fiabile şi au un preţ de cost scăzut. O imprimantă matricială cu ace este alcatuită din 5 mari blocuri aşa cum se prezintă în figura 6.1:

1. capul de imprimare 2. blocul de transport al hârtiei 3. blocul de transport al capului de imprimare 4. blocul de transport al benzii tuşate (ribonului) 5. unitatea electronică de control

Figura 6.1 Schema bloc a unei imprimante cu ace

VI.1.1 Capul de imprimare Fiecare punct este generat printr-un ac de metal acţionat de o bobină, cum se prezintă în figura 6.2. Când se aplică un impuls electric bobinei, se produce un câmp magnetic, care aruncă acul de imprimare asupra hârtiei. După

Hârtie

Transport hartie

Ribon

Transport capete

Capete impri-mare

Sursă Unitate electronică de control

Date si semnale de control de la PC

Capitolul VI: Echipamente de imprimare 133

ce impulsul electric dispare, dispare şi câmpul magnetic, iar acul este adus în poziţia de repaus de către un resort. Bobinele capetelor de imprimare şi acele de imprimare sunt piese de mici dimensiuni, cursa tipică a unui ac de imprimare fiind de 0,5 mm.

Din punct de vedere electric o bobină nu este un dispozitiv foarte eficient. Numai 1-2% din energia electrică aplicată este convertită în energie mecanică. Diferenţa de energie este irosită drept căldură. Căldura poate avea efecte severe ce includ blocarea acelor, arderea bobinelor şi chiar un pericol potenţial de ardere. Bobinele necesită o tensiune de alimentare între 12V şi 24V şi curenţi mai mari de 1,5A, astfel ca pentru a preveni încălzirea excesivă timpii de activare trebuiesc să fie foarte scurţi, de obicei sub 1 ms. Aceşti timpi de activare scurţi permit obţinerea unor cicluri de imprimare rapide, capetele de imprimare putând “lovi” la frecvenţe tipice de peste 300 Hz, unele modele ajungând chiar la 600 Hz. Caracteristici ale capetelor de imprimare Capetele de imprimare au un număr de 7,9 sau 24 ace dispuse în coloane verticale, aşa cum se prezintă în figura 6.3. Există trei caracteristici mecanice importante:

- diametrul acelor (de obicei exprimat în mm.). Ne indică cât de mare va fi fiecare punct imprimat

- pasul acelor, adică distanţa dintre centrele a două ace de pe aceeaşi coloană verticală (de asemenea exprimată în mm.)

- înalţimea caracterelor imprimate (în mm.)

Diametrul acelor şi pasul dintre ele este mult mai mic pentru capetele cu 24 ace faţă de cele de 7 şi 9 ace.

Bobină

Figura 6.2 Cap de imprimare cu ace

Contacte electrice

Arc revenire

Ac imprimare

Poziţie de imprimare Poziţie de repaus


Figura 6.3 Tipuri de capete de imprimare Nu toate acele sunt utilizate pentru generarea unui caracter. De exemplu

la capetele de imprimare cu 9 ace sunt utilizate numai 7 ace (cele de sus) pentru majoritatea caracterelor. Acele 8 şi 9 sunt ulilizate doar pentru generarea unor litere mici: g, j, p, q, y . Primele tipuri de imprimante cu ace tipareau numai literele mari într-un format matricial de 5x7 puncte. Acest mod de tipărire nu era plăcut la vedere. Evoluţia în electronică, viteza de comunicaţie între imprimantă şi calculator, a materialelor şi tehnologiilor de construcţie a capetelor de imprimare a permis tipărirea atât a caracterelor mari cât şi a celor mici. Astfel cu un cap de imprimare cu 9 ace se tipăresc caractere cu un aspect îmbunătăţit, putându-se tipări într-un număr de câteva stiluri (font-uri), dar încă punctele ce alcătuiesc caracterele sunt vizibile. Se poate obţine o calitate a imprimarii apropiata de calitatea imprimării maşinilor de scris cu caracter plin, calitate NLQ (near-

letter-quality) prin tipărirea unei aceleaşi linii de caractere în mai mulţi paşi. Poziţia hârtiei este deplasată cu câte o fracţiune, astfel încât la trecerea următoare să fie umplute spaţiile libere de la trecerile anterioare. Sunt necesare două, trei sau chiar patru treceri pentru generarea unei linii de caractere cu calitate NLQ, depinzând de tipul imprimantei. Tipărirea liniei de caractere într-un singur pas poartă numele de mod draft. Modul de tipărire NLQ reduce viteza de tipărire a imprimantei, timpul de tipărire a unei linii fiind de exemplu dublu faţă de modul draft pentru o tipărire NLQ în două treceri. Prin introducerea capetelor de imprimare cu 24 ace calitatea de imprimare NLQ se poate obţine printr-o singură trecere. Aceste capete de imprimare au acele dispuse pe două coloane de câte 12 ace dispuse decalat ca în figura 6.3. La deplasarea capului, prima coloana de ace imprimă o primă urmă de 12 ace, obţinându-se deja o imagine superioară unui cap cu 9 ace. Imediat urmează imprimarea celei de a doua coloane de 12 ace ce vor umple golurile dintre acele din prima coloană.

Diametru ace imprimare

Diametru ace imprimare

Distanţa între ace

Înălţime caracter

Înălţime caracter

Cap imprimare cu 9 ace

Cap imprimare cu 24 ace


VI.1.2 Transportul hârtiei Sistemul de transport al hârtiei este reprezentat de subansambul mecanic responsabil pentru avansul hârtiei prin imprimantă.

Sistemul de transport al hârtiei îndeplineşte în principal următoarele funcţiuni:

1) deplasarea hârtiei cu viteza şi precizia cerute de sincronizarea cu procesul de imprimare;

2) preluarea hârtiei din magazia de intrare şi depozitarea corectă în magazia de ieşire;

3) prevenirea şi semnalizarea accidentelor care pot apare pe traseul hârtiei;

4) asigurarea unor modalităţi comode de operare. Pentru realizarea acestor funcţiuni, sistemul de avans conţine o serie de dispozitive electromecanice care pot fi grupate astfel:

- ansamblul de acţionare care cuprinde motoarele, elementele de transmitere a mişcării, traductoarele de poziţie (şi de viteză), circuitele de comandă a motoarelor.

- elementele de antrenare a hârtiei; - magaziile de intrare şi ieşire şi dispozitivele asociate acestora. Există două metode de transport al hârtiei: prin fricţiune si prin

tracţiune. Sistemul de transport prin fricţiune este prezentat în figura 6.4. Hârtia este inserată între un tambur de cauciuc şi una sau două role presoare. La rotirea tamburului presiunea dintre tambur şi role va forţa hârtia să se deplaseze. Deoarece această metodă se bazează pe frecare, hârtia lucioasă sau cu coeficient mic de frecare poate avea tendinţe de deplasare stânga sau dreapta apărând nealinieri la imprimare.

Figura 6.4 Sistem de transport prin fricţiune

Ghidaj alimentare

Hârtie Role

Tambur

Cap imprimare

Role presoare


Sistemul de transport prin tracţiune este prezentat în figura 6.5. Hârtia, ce trebuie să aibă nişte perforaţii pe ambele margini, este inserată în jurul tamburului iar perforaţiile de pe marginea hârtiei sunt introduse în nişte dinţi ai unor roţi ce vor transporta hârtia. Pe măsură ce tamburul se roteşte, se rotesc şi roţile cu dinţi antrenând hartia uniform. Astfel nu vor exista tendinţe de fugă ale hârtiei, astfel încât sistemul de transport prin tracţiune este ideal pentru documente lungi şi cantităţi mari de formulare.

Figura 6.5 Sistem de transport prin tracţiune

Avantaje şi dezavantaje ale imprimantelor matriciale cu ace Imprimantele cu ace sunt echipamente flexibile, capabile să tipărească o

gamă largă de fonturi, atât în mod draft, în mod NLQ şi în mod grafic (bit-map). Imprimantele matriciale cu ace au o viteză de imprimare rezonabilă, depăşind în general 160 caractere pe secundă. Ele sunt dispozitive fiabile, capul de tipărire având o durată de viaţă de peste 100 milioane de caractere. De asemenea tiparirea prin impact (lovire) este obligatorie pentru imprimarea multicopie (în mai multe exemplare).

Totuşi, metoda de imprimare fiind prin impact, zgomotul produs la

imprimare este mare. Rezoluţia limitată a acelor este o altă problemă, urma acelor fiind vizibilă în special în modurile draft şi grafic. De asemenea poate apărea şi problema supraîncălzirii capetelor de imprimare, cel mai adesea când se tipăresc imagini grafice când sunt acţionate multe ace în mod continuu, conducând astfel la creşterea uzurii capetelor de imprimare.

Ghidaj alimentare Role

contact

Tambur

Cap imprimare

Role

Hârtie Roată dinţată


VI.2 IMPRIMANTE CU JET DE CERNEALĂ Conceptul generării caracterelor şi a graficelor prin utilizarea unei arii de puncte a cunoscut un salt calitativ prin introducerea tehnologiei de imprimare cu jet de cerneală. Imprimantele cu jet de cerneală ofera o serie de avantaje faţă de imprimantele cu ace: în primul rând sunt silenţioase, apoi sunt capabile de a tipări în mod grafic cu rezoluţie înaltă şi de tipărire color, iar în final energia necesitată de capetele cu jet de cerneală este mult mai mică comparativ cu cea necesitată de capetele de imprimare cu ace. O imprimantă cu jet de cerneală este compusă din patru mari blocuri, aşa cum se prezintă în figura 6.6: (1) capul de imprimare, (2) blocul de transport al hârtiei, (3) blocul de transport al capului de imprimare, (4) unitatea electronică de control.

Ca şi la imprimantele cu ace, datele transmise de către calculator sunt interpretate de către unitatea electronică de control a imprimantei şi convertită într-o serie de puncte dispuse în coloane verticale. Comenzile motoarelor generează o mişcare transversală a capului de imprimare. Simultan, unitatea de control a imprimantei va transmite secvenţial fiecare coloană de puncte către capul de imprimare, generând o urmă pe hârtie.

Figura 6.6 Schema bloc a unei imprimante cu jet de cerneală

VI.2.1 Capul de imprimare Toate capetele de imprimare cu jet de cerneală au o caracteristică

comună – nu ating niciodată hârtia, imprimarea cu jet de cerneală fiind o tehnologie de imprimare noncontact. Cerneala este practic pulverizată către hârtie, mecanismul ce controlează procesul de pulverizare fiind plasat în capul de imprimare. Există trei tehnici utilizate într-un cap cu jet de cerneală: cu

Capete impri-mare Transport

capete

Transport hârtie

Hârtie

Unitate electronică de control

Date şi semnale de control de la PC


curgere continuă, utilizate în imprimari industriale de mare volum dar cu calitate redusă, cu pompă piezoelectrică şi cu pompă termică (bubble). Culoarea imprimării este determinată de culoarea cernelii, dar există şi cartuşe multi-culoare, fiecare cu setul său de tubuleţe şi contacte electrice.

Capete piezoelectrice La aceste tipuri de capete, un inel de material ceramic piezoelectric este inserat într-un canal cu cerneală, aşa cum se observă în figura 6.7.

Figura 6.7 Cap piezoelectric

Când se aplică un impuls electric de înaltă energie pe inelul ceramic, acesta datorită calităţilor sale piezoelectrice provoacă o contracţie a canalului. Contracţia cauzează o micşorare bruscă a volumului, conducând la expulzarea spre exterior a unei picături de cerneală. După încetarea impulsului electric, materialul ceramic revine la forma sa originală, producându-se o aspiraţie a cernelei din rezervor. Materialul ceramic piezoelectric necesită impulsuri scurte (între 5 şi 10 µs) cu amplitudine între 70 şi 200V depinzând de proiectarea canalului şi de tipul de material ceramic utilizat. Este necesară câte o astfel de pompă pentru fiecare canal al capului de imprimare, pompa acţionând la o rată de aproximativ 5kHz (5000 puncte pe secundă), adică o picătură de cerneală la fiecare 200 µs.

Capete termice Aşa cum se observă în figura 6.8, construcţia lor este similară cu cea a capetelor piezoelectrice, dar inelele ceramice sunt înlocuite de inele electro-termice. La aplicarea unui impuls electric inelul se încălzeşte, încălzindu-se şi

Impuls comandă 5-8 µs

Rezervor cerneală

Cristal piezoelectric

Picătură cerneală

Tubuleţ


cerneala din imediata sa vecinătate. Pe măsură ce cerneala se încălzeşte se formează o bulă ce se extinde în canal. Când bula, în final explodează, este aruncată către exterior o picătură de cerneală. Picătura de cerneală încălzită se usucă rapid pe hârtie. Deşi astfel de pompe cu bule sunt dispozitive ce lucrează rapid, rata de funcţionare este limitată la 1000 puncte pe secundă, inelele electro-termice necesitând un anumit timp pentru răcire. Totuşi, pompele cu bule necesită energii de operare mai mici, amplitudinea tipică a impulsurilor electrice fiind de 24-50V.

Figura 6.8 Cap termic

VI.2.2 Consideraţii asupra cernelei Cerneala utilizată este de tipul permanent, bazată pe solvenţi chimici, care este rezistentă la uscarea în aer. Drept rezultat, cele mai multe capete cu jet de cerneală pot fi lăsate neprotejate perioade îndelungate de timp (câteva zile până la câteva săptămâni) fără a se produce obturarea tubuleţelor din cauza uscării cernelei. Majoritatea imprimantelor cu jet de cerneală au un sistem de acoperire a capetelor ce obturează fiecare tubuleţ când capetele sunt în poziţie de parcare şi imprimanta este oprită. Totuşi, mai devreme sau mai târziu solventul cernelei se evaporă, crescând vâscozitatea cernelei. În stadiu incipient aceasta poate cauza un fenomen de stropire (împroşcare) a cernelei pe pagină. În stadiu avansat, solventul se poate evapora integral, sau suficient pentru a permite cernelei să se usuce şi să se întarească în canale. Canalele astfel obturate, primesc comenzi electrice, dar cernelala nu va curge până când obstrucţia nu este îndepărtată. Aceste capate trebuie să fie curaţate sau înlocuite. La imprimantele cu jet de cerneală actuale apar rar astfel de obturări deoarece capetele sunt pastrate bine acoperite, atunci când nu sunt utilizate.

Impuls comandă 5-8 µs

Rezervor cerneală

Picătură cerneală

Tubuleţ Inel

termic


VI.2.3 Consideraţii asupra hârtiei Când picatura de cerneală părăseşte un tubuleţ al capului de imprimare, ea este încă în stare lichidă. Odată ce a atins hârtia, picatura trebuie să se usuce aproape instantaneu. Aceasta nu se obţine dacă se utilizează hârtie nepotrivită. Hârtia trebuie să absoarbă cerneala în fibrele sale pentru o uscare rapidă, dar în acelaşi timp picătura nu trebuie să difuzeze, pentru a se obţine o imprimare de calitate, cu contrast şi rezoluţie corespunzătoare. Dacă hârtia însă nu absoarbe cerneala suficient de repede, ea rămâne în stare lichidă putându-se întina la atingere sau amesteca cu alte culori. Hârtia tip xerox obişnuită este în general prea poroasă pentru imprimantele cu jet de cerneală. Pentru a fi garantate caracteristicile corecte de uscare a cernelei, trebuie utilizată o hârtie specială pentru imprimante cu jet de cerneală, impregnată cu anumite substanţe chimice absorbante, care permit uscarea rapidă a cernelei, păstrându-se însă o imagine clară. VI.2.4 Avantaje şi dezavantaje ale imprimantelor cu jet de cerneală Tehnologia de imprimare matricială cu jet de cerneală ofera o metoda de imprimare noncontact, care permite obţinerea de documente pe o largă varietate de suprafeţe şi tipuri de hârtie. Viteza de imprimare rivalizează cu orice tip de imprimantă cu impact, în timp ce operarea este foarte silenţioasă. Tubuleţele şi canalele cu cerneală sunt incredibil de mici, astfel că rezoluţia de imprimare poate fi foarte înaltă depăşind uzual 600 DPI. Capetele de imprimare cu jet de cerneală nu au piese în mişcare, având deci o fiabilitate ridicată. Deoarece majoritatea capetelor de tipărire comerciale se înlocuiesc la terminarea cernelei (aproximativ la 200-300 pagini), fiabilitatea lor nu ar trebui să fie o problemă Imprimantele cu jet de cerneală permit obţinerea de documente color cu un preţ redus şi la un nivel de calitate rezonabil. Deoarece capetele de imprimare cu jet de cerneală necesită o cantitate redusă de energie pentru funcţionare, întregul ansamblu imprimantă poate fi realizat mult mai mic şi mai uşor, ideal pentru utilizare ca echipament de imprimare pentru calculatoare mobile. Dar capetele de imprimare cu jet de cerneală sunt din păcate dispozitive capsulate. Dăcă una din pompe se defectează, trebuie înlocuit întregul cap. Cerneala însăşi poate constitui o problemă. Capetele de imprimare fisurate sau cartuşele cu defecte de etanşare pot împrăştia cerneală peste tot. Imprimantele cu jet de cerneală în modurile grafice sunt în general dispozitive relativ lente, atingându-se viteze de numai câteva pagini pe minut. Necesitatea unei hârtii speciale continuă să fie o problemă, deşi preţul hârtiei speciale este în scădere şi în acelaşi timp se caută noi formule pentru cerneluri, astfel încât să poată fi utilizată şi hârtie obişnuită.


VI.3 IMPRIMANTE LASER Imprimantele laser sau electrofotografice sunt diferite fundamental faţă de imprimantele cu ace sau cu jet de cerneală, care generează punctele printr-un proces într-un singur pas prin deplasarea capului de imprimare pe suprafaţa hârtiei. Imprimantele laser nu sunt aşa de simple, imaginile electrofotografice obţinându-se printr-un proces complex ce implică interacţiune între lumină, electricitate statică, chimie şi căldură, toate procesele fiind coordonate de o unitate electronică de control sofisticată. Ansamblul de componente ce realizează procesul de imprimare electrofotografică poartă numele de sistem de formare a imaginii. Un sistem de formare a imaginii este alcătuit din opt blocuri: cilindru fotosensibil (#14), lamela de curăţire, lampa ştergere (#3), bloc înaltă tensiune (corotron) primar (#4), mecanismul de scriere (#5 si 6), toner, bloc înalta tensiune transfer (#13) şi cuptor (role coacere #18 şi 19). Fiecare dintre aceste componente, prezentate în figura 6.9 (secţiune printr-o imprimantă Hewlett-Packard LaserJet 4), joacă un rol important în funcţionarea corespunzatoare a sistemului de formare a imaginii electrofotografice.

Cilindrul fotosensibil este în general considerat a fi inima oricărui

sistem de formare a imaginii electrofotografice. Cilindrul este din aluminiu acoperit cu un compus organic cu proprietăţi foto-conductive. Adică, învelişul va deveni conductibil din punct de vedere electric când este expus la lumină. Cilindrul de aluminiu este conectat la masa electrică a unei surse de înaltă tensiune. Cilindrul primeşte o imagine de la un mecanism de scriere, developează imaginea cu toner, apoi imaginea developată este transferată pe hârtie. Obţinerea unei imagini tipărite este un proces în şase paşi: curăţire, încărcare, scriere, developare, transfer şi coacere, care implică toate cele opt componente ale sistemului de formare a imaginii electrofotografice.


1 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9.

10.

Ansamblu ieşire hârtie Tavă colectare hârtie tipărită Ansamblu lampă ştergere Bloc înaltă tensiune primar Oglindă rază laser – cilindru Ansamblu scanare laser Carcasă corp principal Tavă hârtie Separator Ansamblu role (tamburi) alimentare

11. 12. 13. 14. 15. 16. 17. 18. 19. 20.

Role înregistrare Role transfer Ansamblu bloc înaltă tensiune transfer Cilindru fotosensibil Scut protecţie cilindru fotosensibil Ansamblu ghidare hârtie Corp principal inferior Rolă coacere superioară Rolă presoare inferioară Tavă ieşire posterioară (în poziţie închisă)

Figura 6.9 Schema bloc a unei imprimante laser VI..3.1 Curăţirea Înainte de începerea unui nou ciclu de imprimare, cilindrul fotosensibil trebuie curăţat din punct de vedere fizic şi şters electric. Curăţirea poate părea un pas mai puţin important, dar nici chiar cel mai bun cilindru nu va transfera toate granulele microscopice de toner pe pagină de fiecare dată. De aceea de-a lungul cilindrului se aplică o lamelă de cauciuc pentru a îndepărta tonerul rezidual de la imaginea anterioară. Tonerul rezidual care este îndepartat de pe cilindru este depozitat într-un recipient, aşa cum se prezintă în figura 6.10. Anumite imprimante permit reutilizarea tonerului rezidual, crescând astfel durata de viaţă a cartuşului electrofotografic şi eliminând recipientul pentru tonerul rezidual.


Imaginile sunt înscrise pe suprafaţa tamburului ca rânduri orizontale de sarcini electrice ce corespund imaginii în curs de tipărire. Un fascicol de lumină produce o sarcină electrică pozitivă în acel punct. Acesta va corespunde unui punct al imaginii imprimate pe hârtie. Absenţa luminii nu modifică sarcina electrică a tamburului electrofotografic, acesta rămânând încărcat cu sarcina electrică negativă anterioară şi nu se generează nici un punct pe hârtie. Sarcina electrică pozitivă produsă de lumină trebuie îndepărtată înaintea înscrierii unei noi imagini, altfel imaginile vor apărea suprapuse una peste alta.

Figura 6.10 Sistemul de curăţire al cilindrului electrofotografic

Pentru descărcarea electrică a cilindrului se utilizeză o serie de lămpi de ştergere plasate în imediata apropiere. Lumina lămpilor este filtrată pentru a permite trecerea numai a lungimii de undă dorită. Sarcinile electrice sunt descărcate către masa electrică prin cilindrul de aluminiu aşa cum se prezintă în figura 6.11. După ştergere, suprafaţa cilindrului este complet neutră electric.

Figura 6.11 Descărcarea electrică a cilindrului fotosensibil

Înveliş extern fotosensibil

Lamelă de cauciuc

Recipient reziduuri

Toner rezidual

Lampă ştergere

Filtru

Înveliş extern fotosensibil

Structură de aluminiu

Circuite de control

Sarcini electrice


VI.3.2 Încărcarea electrică Suprafaţa cilindrului neutră din punct de vedere electric nu poate fi impresionată de lumina emisă de mecanismul de scriere. Încărcarea cilindrului cu sarcină electrică negativă, se efectueaza prin aplicarea unei tensiuni negative (de obicei peste –6000V) asupra unui fir numit corotron (corona primară) plasat în apropierea suprafeţei cilindrului. Deoarece cilindrul fotosensibil şi sursa de tensiune înaltă au aceeaşi masă electrică, între firul corotronului şi cilindru se instalează un câmp electric, aşa cum se prezintă în figura 6.12. Pentru tensiuni mici, spaţiul de aer dintre firul corotronului şi cilindru va acţiona ca un izolator. Totuşi la un potenţial electric de câteva mii de volţi rezistenţa de izolaţie a aerului este străpunsă, iar moleculele de aer din jurul firului se ionizează, astfel încât sarcinile electrice negative migrează către suprafaţa cilindrului. Problema care apare cu un gaz ionizat este că el are o rezistenţă foarte mică, iar curentul ce circulă prin această zonă ionizată, numită şi corona, este foarte mare. Acest fapt este neindicat pentru sursa de înalta tensiune.

Figura 6.12 Încărcarea electrică uniformă cu sarcini electrice negative O grilă primară (parte a ansamblului corotronului) este adaugată între fir şi cilindru. Prin aplicarea pe grilă a unei tensiuni negative, tensiunea şi curentul către cilindru pot fi controlate. Tensiunea aplicată grilei (de obicei între –600V şi –1000V) stabileşte nivelul de de tensiune cu care este încărcat cilindrul, care tipic este egal cu tensiunea grilei (-600V până la –1000V). Cilindrul este acum gata pentru recepţionarea unei noi imagini.

Sursă alimentare înaltă tensiune

Corona primară

Grilă control

Aer ionizat

Cilindru fotosensibil

Utilizând grila de control se încarcă suprafaţa cilindrului cu –600V

Tensiune încărcare –6kV Tensiune grilă –600V


VI.3.3 Scrierea Pentru a se forma o imagine pe suprafaţa cilindrului, încărcat uniform cu sarcini negative, acesta trebuie descărcat în puncte precise acolo unde se va produce imaginea. Imaginea este înscrisă utilizând lumina. Orice punct al cilindrului expus la lumină se va descărca la un nivel de tensiune de aproximativ –100V, în timp ce zonele neexpuse luminii îşi păstrează încărcarea anterioară (-600V la –1000V). Echipamentul ce produce şi ghidează lumina către suprafaţa cilindrului este numit mecanism de scriere. Deoarece imaginile sunt formate din puncte individuale, un numar cât mai mare de puncte pe unitatea de suprafaţă permite obţinerea unor imagini cu o rezoluţie cât mai fină (de o calitate mai înaltă). De exemplu, presupunem că un mecanism de scriere poate plasa 300 puncte pe inch de-alungul unei linii orizontale a cilindrului şi că cilindrul se poate roti în incremenţi de 1/300 dintr-un inch. Aceasta înseamnă că imprimanta poate tipări imagini cu o rezoluţie de 300x300 puncte pe inch. Imprimantele electrofotografice actuale au rezoluţii de peste 600x600 DPI (puncte pe inch). Raza laser este utilizată în mod tradiţional ca mecanism de scriere (de unde şi numele de imprimante laser), dar unele tipuri de imprimante au înlocuit raza laser cu barete de diode electroluminiscente (LED-uri) microscopice. VI.3.4 Developarea Imaginea înscrisă pe cilindru de către laser sau LED este invizibilă, fiind o arie de sarcini electrostatice pe suprafaţa cilindrului. Această imagine trebuie developată într-o imagine vizibilă înainte de a fi transferată pe hârtie. Pentru aceasta se utilizează toner. Tonerul este o pulbere extrem de fină de răşini plastice şi compuşi organici amestecaţi cu particule de fier. Tonerul este aplicat utilizând un cilindru (sau rolă de developare) aşa cum se observă în figura 6.13. Această rolă este de fapt un cilindru metalic având în interior un magnet permanent. Rola este montată în recipientul în care se găseşte tonerul. Când rola se roteşte, particulele de fier din toner sunt atrase către aceasta de către magnetul permanent. Odată atras, tonerul acumulează o sarcină electrică negativă generată de sursa de înaltă tensiune, sarcină ce are un nivel de tensiune plasat între nivelele de încărcare ale zonelor de pe cilindru expuse şi cele neexpuse la lumină (între –200V şi –500V). În apropierea rolei de developare este plasată o lamelă ce limitează încărcarea rolei la un singur strat de toner. Tonerul încărcat electric negativ de pe rola de developare se roteşte apoi în imediata apropiere a cilindrului fotosensibil expus. Orice punct de pe cilindru, care nu a fost expus la lumină are o sarcină negativă puternică ce va respinge particulele de toner, acestea rămânând pe rolă. Punctele de pe cilindrul fotosensibil, expuse la lumină, au o sarcină electrică mai puţin


negativă decat cea a particulelor de toner. Această sarcină atrage tonerul de pe rola de developare, formându-se astfel pe cilindrul fotosensibil o imagine vizibilă (sau developată).

Figura 6.13 Developarea imaginii de pe cilindrul fotosensibil Se observă din figura 6.13, că în serie cu sursa de curent continuu este conectată o sursă de curent alternativ ce furnizează o tensiune alternativă de ~1500 Vvv. Acest curent altenativ va cauza o fluctuaţie puternică a încărcării electrice a tonerului. Când tensiunea alternativă devine pozitivă se măreşte potenţialul electric al tonerului, acesta fiind mai puternic atras de către cilindrul fotosensibil, învingându-se mai uşor forţa de atractie a magnetului permanent al rolei de developare. Când tensiunea alternativă devine negativă, potenţialul electric al rolei de developare devine mai negativ, atrăgând înapoi orice particulă de toner care ar putea în mod fals să ajungă pe zonele neexpuse ale cilindrului electrofotografic. Această tehnică conduce la mărirea densităţii de imprimare şi a contrastului imaginii. VI.3.5 Transferul imaginii În acest moment, imaginea developată de toner de pe cilindrul electrofotografic poate fi transferată pe hârtie. Deoarece tonerul este acum atras de cilindru, el trebuie îndepărtat prin aplicarea unei sarcini de atracţie mai puternice către pagina de hârtie. Un fir (corotron) de transfer încarcă hârtia aşa cum se prezintă în figura 6.14. Tehnica de transfer este identică cu cea de la corona primară exceptând faptul că acum potenţialul electric este pozitiv.

Cilindru fotosensibil Lamelă

limitatoare

Rezervor toner

Rolă developare

Miez magnetic

Sursă tensiune alternativă Sursă tensiune continuă


Ansamblul de transfer plasează o sarcină puternică pozitivă pe hârtie, ce atrage particulele de toner încărcate negativ. Trebuie amintit că acest proces nu este perfect, rămânând toner netransferat pe hârtie, fiind necesar procesul de curăţire. Deoarece hârtia este încărcată pozitiv, iar cilindrul electrofotografic este încărcat negativ, este posibil ca hârtia să se înfăşoare în jurul cilindrului. Chiar dacă un cilindru de diametru mic şi o hârtie rigidă tind să prevină acest fenomen, subsistemul de transfer este prevăzut cu un eliminator de sarcini ce contracarează sarcinile pozitive şi elimină forţa de atracţie dintre hârtie şi cilindrul electrofotografic imediat după ce tonerul a fost transferat. Hârtia este acum nulă din punct de vedere electric, iar cilindrul poate fi curăţat şi pregătit pentru o nouă imagine.

Figura 6.14 Transferarea imaginii developate pe hârtie VI.3.6 Coacerea Odată ce tonerul a atins hârtia, el este menţinut pe aceasta numai prin gravitaţie şi o slabă atracţie electrostatică; tonerul este încă sub formă de pudră. Tonerul trebuie fixat permanent (sau copt) pe pagină înainte de a ieşi din imprimantă. Coacerea este realizată prin caldură şi un ansamblu de presare ca cel din figura 6.15. O lampă cu cuarţ încălzeşte o rolă la aproximativ 1800 C. Presiunea este aplicată printr-o rolă de cauciuc. Când o pagină developată este trecută printre aceste două role, căldura rolei superioare topeşte tonerul, iar presiunea rolei inferioare comprimă tonerul topit în fibrele hârtiei, unde se răceşte şi aderă permanent. Procesul de imprimare este astfel încheiat, iar hârtia

Cilindru fotosensibil

Particule de toner

Aer ionizat

Hârtie fără sarcini

electrice

Descărcător sarcini Ansamblu

corotron transfer

Sursă înalta tensiune


este trimisă către tava de ieşire. De notat că ambele role sunt numite role de coacere, deşi numai rola superioară este cea care efectiv coace. Pentru a preveni lipirea particulelor de toner pe rola superioară, aceasta este acoperita cu un material nelipicios, cum ar fi teflonul. În plus este prevăzut şi un dispozitiv de curăţire pentru a îndepărta tonerul ce eventual aderă la rola de coacere. Acest dispozitiv aplică de asemenea un strat subţire de ulei siliconic pentru a preveni lipirea.

Figura 6.15 Fixarea imaginii pe hârtie VI.4. CUPLORUL PARALEL STANDARD PENTRU IMPRIMANTĂ

Cuplorul de imprimantă este conceput pentru cuplarea la echipament a

imprimantelor cu interfaţă paralelă, dar poate fi utilizat şi ca o interfaţă universală de intrare/ieşire pentru orice aplicaţie sau dispozitiv ale cărui cerinţe corespund specificaţiilor de intrare/ieşire ale cuplorului. Cuplorul pentru imprimantă este prevăzut cu 12 linii de intrare/ieşire ce pot fi înscrise şi citite sub controlul programului, folosind instrucţiunile OUT şi IN ale microprocesorului. Cuplorul de imprimantă conţine de asemenea 5 linii de stare ce pot fi citite de microprocesor cu instrucţiunea IN. În plus, una din liniile de intrare (linia ACKNOWLEDGE) poate genera o întrerupere la microprocesor. Această întrerupere poate fi validată sau invalidată sub controlul programului.

Pastilă curăţire

Senzor temperatură

Particule de toner

Hârtie Rolă presoare

Lampă cuarţ încălzire

Rolă coacere

Toner copt


Când cuplorul este utilizat pentru cuplarea unei imprimante paralele, datele de ieşire şi comenzile către imprimantă sunt încarcate în porturile de ieşire, iar linia de STROBE activată. Microprocesorul citeşte apoi liniile de stare ale imprimantei aşteptând răspunsul acesteia pentru a transmite următorul caracter, sau poate folosi linia de întrerupere. Cele 12 linii de ieşire ale interfeţei paralele pot fi citite sub controlul programului în secvenţele de diagnosticare. Aceasta permite izolarea cu uşurinţă a erorilor hardware între cuplor şi dispozitivul de intrare/ieşire ataşat. Selecţia adresei cuplorului pentru imprimanta paralelă este stabilită prin sotfware, cuplorul putând răspunde la adresele 278H-27AH sau 378H-37AH. Cuplorul pentru imprimantă este inclus în configuraţia de bază a calculatorului cu adresele 378H-37AH. Liniile de intrare/ieşire ale cuplorului pentru imprimanta paralelă sunt accesibile utilizatorului prin intermediul unui conector mamă de 25 contacte. Repartizarea semnalelor la pinii conectorului de intrare/ieşire este prezentată în tabelul următor:

Pin nr. Denumire semnal Sens 1 +STROBE Ieşire 2 +PDATAO Ieşire 3 +PDATA1 Ieşire 4 +PDATA2 Ieşire 5 +PDATA3 Ieşire 6 +PDATA4 Ieşire 7 +PDATA5 Ieşire 8 +PDATA6 Ieşire 9 +PDATA7 Ieşire

10 -ACK Intrare 11 +BUSY Intrare 12 +PAPER END Intrare 13 +SELECT Intrare 14 -AUTO FEED Ieşire 15 -ERROR Intrare 16 -INIT Ieşire 17 -SELIN Ieşire

18 - 25 GND

Nota: Semnul - indică semnal activ 0 logic; Semnul + indică semnal activ 1 logic; Tabelul 6.1 Liniile de intrare-ieşire ale cuplorului paralel


Cuplorul pentru imprimanta paralelă conţine două porturi de ieşire şi trei porturi de intrare. Configuraţia acestora, precum şi adresele de selecţie sunt prezentate în continuare: Portul de scriere date - port de ieşire (adresa 278H/378H)

7 6 5 4 3 2 1 0

PDATA7

(pin 9)

PDATA6

(pin 8)

PDATA5

(pin 7)

PDATA4

(pin 6)

PDATA3

(pin 5)

PDATA2

(pin 4)

PDATA1

(pin 3)

PDATA0

(pin 2)

Observaţie: Ieşirile acestui port reprezintă cele 8 linii de date ale interfeţei paralele. Portul de scriere comenzi - port de ieşire (adresa 27AH/37AH)

7 6 5 4 3 2 1 0

IRGEN

SELIN (pin 17)

INIT (pin 16)

AUTOFEED (pin 14)

STROBE (pin 1)

Observaţie: Primele patru ieşiri ale acestui port (bitii 0-3) reprezintă cele patru linii de comenzi ale interfeţei paralele. Dacă bitul 4 este în 1 logic, cuplorul va genera o întrerupere la fiecare tranziţie din 1 logic în 0 logic a semnalului de pe pinul 10 al conectorului de intrare/ieşire (ACK). Portul de citire date - port de intrare (adresa 278H/378H)

7 6 5 4 3 2 1 0

PDATA7

(pin 9)

PDATA6

(pin 8)

PDATA5

(pin 7)

PDATA4

(pin 6)

PDATA3

(pin 5)

PDATA2

(pin 4)

PDATA1

(pin 3)

PDATA0

(pin 2)

Observaţie: Intrările acestui port reprezintă cele 8 linii de date ale interfeţei paralele (şi în acelaşi timp ieşirile portului de scriere date).


Portul de citire stare - port de intrare (adresa 279H/379H)

7 6 5 4 3 2 1 0

BUSY (pin 11)

ACK (pin 10)

PAP. END (pin 12)

SELECT (pin 13)

ERROR (pin 15)

Observaţie: Intrările acestui port reprezintă cele 5 linii de stare ale interfeţei paralele. Portul de citire comenzi - port de intrare (adresa 27AH/37AH)

7 6 5 4 3 2 1 0

IRQEN SELIN (pin 17)

INIT (pin 16)

AUTOFEED (pin 14)

STROBE (pin 1)

Observaţie: Intrările acestui port reprezintă ieşirile portului de scriere comenzi şi în acelaşi timp cele patru linii de comenzi ale interfeţei paralele.

capitolul vi echipamente de imprimare de imprimare.pdf · cum se prezintă în figura 6.2. când se...

Documents