Главная страница

Лекция 4.1. Лекция 15 Принтеры Учебные и воспитательные цели


Скачать 4.47 Mb.
НазваниеЛекция 15 Принтеры Учебные и воспитательные цели
Дата07.02.2020
Размер4.47 Mb.
Формат файлаpptx
Имя файлаЛекция 4.1.pptx
ТипЛекция
#107537

Занятие № 30

Тема 4 Периферийные устройства

Лекция № 15

«Принтеры»

Учебные и воспитательные цели :
  • Дать систематизированные основы научных знаний о принтерах;
  • Стимулировать активную познавательную деятельность в раскрываемой области научных знаний.

Учебные вопросы:
  • Классификация принтеров
  • Принципы работы принтеров
  • Особенности конструкции лазерных принтеров

  • Литература
  • Угрюмов Е.П. Цифровая схемотехника: Учеб. пособие для вузов - 2-е изд., - СПб.: БХВ-Петербург, 2010. - 800с. (страницы: 378-386)

Первый учебный вопрос:

«Классификация принтеров»

Классификация принтеров

по технологии печати:
  • матричные;
  • струйные;
  • лазерные;
  • LED-принтеры (светодиодные);
  • термопринтеры;
  • твёрдочернильные принтеры;
  • 3D-принтеры.

  • по типу интерфейса подключения:



    проводные принтеры:

    через последовательный порт (COM)

    через параллельный порт (LPT (Line Print Terminal), Centronics (IEEE-1284))

    по шине Universal Serial Bus (USB)

    через локальную сеть 



    беспроводные принтеры:

    через ИК-порт

    по Bluetooth или по Wi-Fi 

Основные пользовательские характеристики:

Разрешение – величина самых мелких деталей изображения, передаваемых при печати без искажений

Измеряется в dpi (dot per inch) – числе точек красителя на дюйм бумаги

Количество цветов

Быстродействие – количество знаков или страниц, распечатываемых за секунду или минуту

Измеряется для матричных принтеров в cps (character per second) – числе символов, печатаемых в секунду, для струйных и лазерных в ppm (pages per minute) – числе страниц, печатаемых в минуту

Объем памяти – внутренняя память (буфер), чем больше тем лучше

Характеристика

Тип принтера

Матичный

Струйный

Лазерный

Разрешение

72 – 360 dpi

до 1440 dpi

600 – 1200 dpi

Количество цветов

один цвет

один цвет (чёрный) или четыре цвета (модель печати CMYK)

одноцветная печать и цветная

Быстродействие

до 1500 строк в минуту

3-4 ppm.

12 ppm

Сравнительная характеристика принтеров

Второй учебный вопрос:

«Принципы работы принтеров»

Основное применение - печать документов

Матричный принтер применяется в банках, билетных кассах, лабораториях, медицинских учреждениях, в составе кассовых аппаратов.

Принцип действия матричного принтера

Принцип действия струйного принтера

Конструкции печатающих головок

Конструкции печатающих головок

Конструкции печатающих головок

пл - (пиколитр — одна триллионная часть литра)

Конструкция сопел печатающих головок

Конструкция сопел печатающих головок

На цветных принтерах в качестве основы цветовой модели используются цвета CMYK:

Cyan — голубой; Magenta — пурпурный; Yellow — жёлтый; Kobalt (вариант blacK) — чёрный

Кроме базовых цветов CMYK, используются Light Cyan и Light Magenta, повышающие цветовой охват изображения.

Иногда используют оранжевый и зелёный цвета (Orange и Green), немного расширяющие цветовые поля печати.

Принтеры, предназначенные для печати по цветным материалам, дополнительно снабжены белым цветом.

Цветовые модели

CMYK - субтрактивная схема формирования цвета.

Субтрактивный синтез цвета — получение цвета путём вычитания из  белого света отдельных спектральных составляющих

Цвет в CMYK зависит от спектральных характеристик красителей, от способа их нанесения и их количества, характеристик бумаги и других факторов. 

Формирование цвета

Формирование цвета

Схема CMYK обладает  меньшим цветовым охватом чем RGB.

Схема CMYK обладает  меньшим цветовым охватом чем RGB.

Принцип действия лазерного принтера

1. Заряд фотобарабана

2. Экспозиция лазером

3. Проявление

4. Перенос изображения

5. Отделение бумаги

6. Очистка

7. Засветка

1

1. Заряд фотобарабана Полностью затемненной области фотобарабана роликом заряда сообщается отрицательный заряд, который остается на поверхности.

2. Экспозиция лазером Обработанные данные с отсканированного оригинала извлекаются из памяти и передаются на фотобарабан с помощью лазерного луча, который формирует электрическое скрытое изображение на поверхности фотобарабана.

3. Проявление Магнитная щетка блока девелопера контактирует со скрытым изображением на поверхности фотобарабана. Частицы тонера электростатически переносятся на поверхность фотобарабана, отрицательный заряд которых был уменьшен лазером на предыдущем этапе.

4. Перенос изображения Бумага подается в область между поверхностью фотобарабана и роликом переноса, фиксируется валом регистрации для синхронизации бумаги и проявленного изображения на поверхности барабана. Затем на ролике переноса создается высокий положительный заряд, который притягивает частицы тонера с поверхности вращающегося фотобарабана на бумагу. В то же время, бумага электростатически притягивается к валу переноса.

5. Отделение бумаги Бумага отделяется от фотобарабана в результате электростатического притяжения между бумагой и роликом переноса. Разрядная пластина помогает отделить бумагу от фотобарабана.

6. Очистка Лезвие очистки удаляет остатки тонера с поверхности фотобарабана. 7. Засветка Свет от лампы засветки фотобарабана нейтрализует заряд на поверхности фотобарабана.

Третий учебный вопрос:

«Особенности конструкции лазерных принтеров»

Функциональность лазерного принтера (ЛП) определяет его форматер

Плата форматера - МПС, оптимизированная под обработку графических данных.

Основные элементы МПС: микропроцессор, тактовый генератор, ПЗУ, ОЗУ, энергонезависимая память и различные интерфейсы.

Функции МПС :
  • прием данных от компьютера;
  • обработка данных и преобразование их в растровое изображение;
  • управление контроллером механизмов и прием от него информации о статусе принтера и формирование кодов состояния и ошибок;
  • формирование сигналов для управления лазером;
  • обеспечение интерфейса с пользователем принтера;
  • обслуживание дополнительных модулей памяти;
  • хранение конфигурационных параметров принтера;
  • генерация различных отчетов и тестовых страниц.

Блок-схема платы форматера

U1– 32-разрядным RISC-микропроцессор

Y1 – кварцевый резонатор

U8 - ПЗУ хранит управляющие программы и встроенные шрифты ЛП

U7 - ОЗУ  типа SDRAM хранит растровый образа печатаемой страницы

U5 - защелка   демультиплексирует шины данных памяти

U3 - EEPROM  хранит изменяющиеся характеристики и параметры ЛП

U1 - супрессор  - защита от электростатических разрядов цепей USB

U4 - LED-драйвер управляет светодиодами панели управления ЛП

U9 - шинный интерфейс  обеспечивает буферизацию и согласование сигналов интерфейса Centronics (IEEE-1284) и МП

СR5 - супрессор - защита интерфейса IEEE-1284 от электростатических разрядов, возникающих при подключении принтера к компьютеру

Разъемы платы форматера:

J1 – разъем для подключения панели управления принтера

J2 – разъем для подключения драйвера двигателя

J3 – разъем для подключения драйвера лазера

J4 – разъем интерфейса USB

J5 – разъем для подключения дополнительной оперативной памяти

J7 – разъем для соединения платы форматера с платой DC-контроллера

J8 – разъем интерфейса Centronics

P1 – разъем для подключения контактов, через которые осуществляется считывание данных из чипа, размещенного на картридже принтера.

Сигнал

Назначение

#LON

Сигнал безусловного включения лазера. Сигнал активизируется в момент синхронизации луча лазера с положением вращающегося зеркала.

#ENBL 

Сигнал разрешения работы лазера. Сигнал #ENBL активизируется в момент формирования строки изображения.

#600

Сигнал изменения мощности лазера при изменении разрешающей способности. Сигнала установлен в низкий уровень при печати с разрешением 600 dpi, и установлен в высокий уровень при выборе режима печати 1200dpi. Установка сигнала в низкий уровень приводит к увеличению мощности светового потока лазера, что сопровождается увеличением размера точки.

VDO, #VDO 

Дифференциальные сигналы управления лазером. Эти сигналы могут включать и выключать лазер только при условии, что сигнал #ENBL установлен в низкий уровень. Сигналы VDO и #VDO генерируются форматером принтера в те моменты времени, когда выводится строка изображения

Драйвер лазера управляется сигналами либо от контроллера механизмов , либо сигналами от МП

Драйвер лазера также управляет мощностью светового потока луча

Начало строки определяется с помощью датчика луча (Beam Detector - BD)

Для контроля мощности и для стабилизации излучения лазера используется датчик светового потока – фотодетектор

Основные функции драйвера лазера:
  • включение и выключение лазера;
  • контроль мощности светового потока лазера;
  • регулировка и стабилизация тока лазера, т.е. мощности излучения

Управление шпиндельным двигателем

Функции драйвера двигателя:
  • коммутация фаз двигателя в заданной последовательности;
  • контроль положения ротора двигателя с датчиков Холла;
  • контроль и стабилизация скорости вращения ротора.

Драйвер двигателя 

HU, HV, HW – датчики положения ротора, находятся внутри двигателя. Кроме того, датчик HV выполняет функцию датчика скорости вращения

Внутренняя структурная схема драйвера двигателя 

Конфигурация схемы подкачки драйвера двигателя

Принцип коммутации фаз 3-х фазного шпиндельного двигателя

В принтерах устанавливаются датчики количества тонера следующих типов:
  • пьезоэлектрический датчик;
  • механический датчик;
  • индуктивный датчик;
  • датчик антенного типа;
  • оптический датчик.

Датчик количества тонера пьезоэлектрического типа

Резонатор датчика генерирует сигнал синусоидальной формы с частотой около 15-18 кГц, т.е. датчик работает на звуковой частоте.

Печка (фьюзер) от англ. слова fuse - плавка

Нагревательным элементом (НЭ) печки является керамическая пластина с интегрированным внутрь ТЭН- ом.

Контроль температуры печки осуществляется датчиком температуры - терморезистором с отрицательным ТКС.

либо галогенная лампа печи, сделанная из жаропрочного кварцевого стекла

Температура НЭ зависит от условий работы ЛП:

- период работы принтера (инициализация, прогрев или печать);

- этап печати и количество печатаемых листов;

- размер и тип бумаги;

- разрешающая способность (600dpi или 1200dpi).

В зависимости от комбинации этих условий, температура печки может изменяться в диапазоне от 100°C и до 190°C.

При температуре более 230°C срабатывает реле защиты и отключает НЭ. Нагреватель отключается также в случаях, когда:


  • принтер находится в режиме ожидания;
  • возникает любая фатальная ошибка;
  • возникает замятие бумаги.

  • Таким образом, реле размыкает цепь питания НЭ всегда, когда не осуществляется печать.

Для защиты НЭ от чрезвычайного перегрева, используется термопредохранитель

(темоключ, thermoswitch, TSW)

Если температура НЭ превысит значение 240°C,

TSW «сгорает» и разрывает цепь

Разрядный коротрон - снимает заряд с листа бумаги

Последний этап очистки — это удаление остаточного заряда, которое осуществляется с помощью источника света.


написать администратору сайта