Основы электротехники. Учебник для высшего профессионального образования вт. Еременко, А. А. Рабочий, А. П. Фисун и др под общ ред вт. Еременко. Орел фгбоу впо Госуниверситет унпк, 2012. 529 с
 Скачать 7.28 Mb.
|
|
(произносится «трекбол», в дословном переводе – отслеживающий шарик) аналогичны оптико-механической мыши по принципу функционирования. Конструктивно они обычно представляют собой оптико- механическую мышь, перевернутую шариком вверх и смонтированную на корпусе а. Как и мышь, trackball снабжается кнопками (обычно двумя. В отличие от мыши, шарик трекбола вращается непосредственно пальцами или ладонью пользователя а не в результате перемещения манипулятора по коврику, необходимость в котором при работе трекбола вообще отсутствует. В остальном принцип действия манипулятора типа trackball полностью совпадает с таковым оптико-механической мыши (см. рис. 25.26 и пояснения к нему. В настоящее время манипуляторы типа trackball достаточно редко применяются в домашних и офисных компьютерах. Однако, благодаря таким их преимуществам, как отсутствие необходимости в поверхности перемещения и высокая устойчивость к механическим воздействиям, они находят применение в специализированных компьютерах промышленного и военного назначения. Манипуляторы типа touch pad (произносится тачпэд, наиболее корректный перевод – сенсорная панель) в настоящее время являются наиболее распространенным типом манипуляторов в компьютерах класса notebook. Упрощенная типовая структура сенсорной панели представлена на рис. 25.29 [4]. Рис. 25.29. Упрощенная типовая структура сенсорной панели, 7 – подложки 2, 6 – соответственно горизонтальные и вертикальные проводники 3 – изолирующий слой 4 – защитный слой (поверхность панели 5 – щуп 8 – контроллер Принцип действия сенсорной панели основан на мониторинге электрической емкости между перемещаемым по поверхности панели некоторым проводящим щупом (обычно – пальцем пользователя) и каждым из системы проводников, расположенных под поверхностью. Конструктивно данная система обычно выполнена в виде двух взаимно изолированных и взаимно ортогональных подсистем параллельных проводников (см. рис. 25.29). В процессе мониторинга посредством и под управлением контроллера периодически происходит последовательное во времени оценивание емкости между щупом и каждым из горизонтальных проводников, а затем – каждым из вертикальных. Позиция щупа по горизонтали определяется как координата горизонтального проводника, емкость между которыми щупом максимальна в пределах подсистемы горизонтальных проводников, а позиция по вертикали – как координата вертикального проводника с максимальной емкостью относительно щупа в пределах подсистемы вертикальных проводников. Естественно, координаты оцениваются с точностью до половины шага между проводниками (что обычно является достаточным для большинства приложений, кроме некоторых графических редакторов. Как и мышь, и трекбол, манипулятор типа сенсорная панель обычно снабжается двумя кнопками, монтируемыми в непосредственной близости от панели. Их функции аналогичны кнопкам мыши и трекбола (см. выше. Основными достоинствами манипуляторов типа сенсорная панель являются компактность и невысокая стоимость, а основными недостатками – относительно низкое разрешение и чувствительность к площади соприкосновения щупа с панелью и его влажности [4]. Рассмотрение других известных типов манипуляторов выходит за рамки настоящего учебника. Интересующиеся лица могут ознакомиться с принципами их реализации и функционирования, например, по источниками. Принтеры Принтеры в информационных системах являются основными средствами регистрации текстовой и графической информации на твердом (обычно бумажном) носителе. Обобщенная структурная схема современного принтера представлена на рис. 25.30 [22,42]. Принцип его работы состоит в следующем. Подлежащий регистрации текстовый, графический или текстово-графический файл через блок сопряжения поступает в буферное ОЗУ принтера (обычно входящее в состав его контроллера. При этом текстовая информация представляется в виде набора кодов символов (например, в простейшем случае – кодов, а графическая обычно в векторной форме [22]. Контроллер осуществляет преобразование кодов символов и представленных ввек- торной форме графических примитивов в последовательность команд их печати, поступающих на блок регистрации. При этом преобразование кодов символов в последовательность указанных команд обычно осуществляется посредством так называемого знакогенератора, принцип функционирования которого будет пояснен далее. Рис. 25.30. Обобщенная структурная схема принтера Контроллер в процессе печати также осуществляет управление блоком перемещения бумаги и блоком перемещения каретки, на которой размещается блок регистрации. Блок перемещения каретки показан на рис. 25.30 пунктирной линией, т. кона отсутствует в ряде типов принтеров (например, в лазерных. Управление процессом и режимами печати осуществляется посредством команд, поступающих с компьютера на контроллер принтера, а также с помощью органов управления принтера. Текущие данные о состоянии принтера и о процессе печати (например, о завершении печати, наличии или отсутствии бумаги и т. п) формируются контроллером, через входящий в его состав блок сопряжения поступают в компьютер и используются драйвером принтера при управлении печатью. Основными критериями классификации принтеров являются- способ формирования элементов изображения - число элементов изображения, регистрируемых наносите- лев течение одного цикла работы принтера - физический способ регистрации выводимого изображения на носителе. По способу формирования элементов изображения различаются знакопечатающие (полнопрофильные) и знакосинтези- рующие (матричные, мозаичные принтеры [22]. Знакопечатающие принтеры применяются только для печати символов ударным способом (см. далее) и характеризуются формированием контура символа на носителе как единого целого, без его разложения на элементы. В составе знакопечатающе- го принтера имеется набор регистрирующих органов с литерами всех отображаемых символов, которые в процессе печати создают изображения (оттиски) соответствующих символов на носителе. К данной категории относились распространенные в недавнем прошлом рычажно-литерные принтеры, принтеры с шаровой и с лепестковой печатающей головкой [22]. Последние известны также под названием принтеров типа ромашка в англоязычной литературе – «daisy» (маргаритка. В настоящее время принтеры перечисленных типов почти не применяются на практике, ив рамках настоящего учебника рассматриваться не будут. Знакосинтезирующие принтеры получили в настоящее время преобладающее распространение. Принцип их действия основан на формировании элементов регистрируемого изображения (как символов, таки графических примитивов) в виде набора расположенных определенным образом элементарных компонентов (обычно точек) [33, 39]. Такой способ формирования элементов изображения, в отличие от знакопечатающего, позволяет синтезировать практически любые символы и графические изображения. Его основным недостатком по сравнению с знакопечатающим способом является значительно большая сложность алгоритма управления печатью. Однако, благодаря высокой производительности и вычислительной мощности, а также сравнительно небольшой стоимости контроллеров современных принтеров, данный недостаток не является существенным. Рассмотрим способ знакосинтезирующей печати на важном с практической точки зрения примере регистрации символьной информации данным способом. Изображение символа при этом строится в виде матрицы размерностью m n точечных элементов рис. 25.31). Каждая из точек описывается следующей совокупностью параметров координат (те. номеров строки и столбца) и атрибутов (в первую очередь – цвета и насыщенности. В простейшем случае атрибут точки указывает только на ее наличие или отсутствие, что можно интерпретировать как две градации цвета точки (например, черный и белый. При этом код атрибута точки, очевидно, имеет разрядность 1 бит (например, «0» – точка отсутствует, те. ее цвет белый, «1» – цвет точки черный. Рис. 25.31. Пример формирования символа при знакосинтезирующем способе печати Процесс регистрации данного изображения состоит в последовательной печати точек или групп точек (строк или столбцов. Данный процесс реализуется последовательностью команд управления блоком регистрации. Например, при блоке регистрации, состоящем из и регистрирующих органов, подача единицы на каждый из которых инициирует печать точки, вывод представленного на рис. 25.31 символа описывается следующей последовательностью команд 0011111, 0100100, 1000100, 0100100, 0011111. Формирование команд знакосинтезирующей печати символов осуществляется посредством знакогенератора (см. рис. 25.30). Он представляет собой преобразователь кодов символов в последовательности команд печати, подобные вышеприведенной, и обычно реализуется в табличной форме, на основе ПЗУ например, некоторой области резидентного ПЗУ контроллера. В качестве старших разрядов адреса ПЗУ, в общем случае, служат код шрифта (например, Times New Roman, Arial и т. пи код символа, а младших – номер его точки или группы точек столбца или строки, команда на печать которой хранится поданному адресу. В качестве содержимого соответствующей ячейки ПЗУ при этом выступает двоичный код команды печати соответствующей точки или группы точек, например, подобный одному из кодов вышеприведенной последовательности. Типовой формат адресате. входного кода) ПЗУ знакогенератора представлен на риса. На рис. 25.32, б показан простейший пример организации фрагмента ПЗУ знакогенератора, управляющего формированием представляемой в коде ASCII латинской буквы А в виде матрицы точек размерностью 75 см. рис. 25.31). Необходимо отметить, что на практике форматы команд регистрации точек / групп точек обычно сложнее приведенных на рис. 25.32, б в частности, код атрибута точки имеет разрядность более 1 бита и содержит информацию о ее цвете, фактуре, насыщенности и т. па) б) Рис. 25.32. Типовой формат адреса (аи пример организации ПЗУ знакогенератора (б А ШР – начальный адрес области ПЗУ знакогенератора, выделенной под команды формирования символов некоторого шрифта, определяемого старшими битами адреса ПЗУ Необходимо вкратце остановиться на способах отображения точек с различной степенью насыщенности (те. способах формирования полутонов, а также на принципах цветной печати. Наиболее распространенными способами формирования полутонов являются [4, 42]: - способ амплитудной модуляции - способ частотной модуляции. Способ амплитудной модуляции состоит в управлении степенью насыщенности цвета точки путем управления ее геометрическими размерами, например, диаметром. Чем меньшая насыщенность требуется, тем меньшего диаметра формируется точка. Данный способ поясняет рис. 25.33. Нетрудно увидеть, что если максимальные размеры точек находятся на грани или за пределами разрешающей способности человеческого зрения, то изображение, подобное представленному на рис. 25.33, будет восприниматься как полутоновое. Рис. 25.33. Формирование полутонов способом амплитудной модуляции При частотной модуляции, как и при амплитудной, изображение строится в виде матрицы, нов отличие от последней, каждый из элементов данной матрицы представляет собой не одну, а несколько точек. Степень насыщенности при этом задается количеством указанных точек в элементе матрицы, при их неизменном диаметре. Способ частотной модуляции поясняет рис. 25.34. Как и при амплитудной модуляции, если размеры элементов матрицы сопоставимы с разрешающей способностью человеческого зрения, то изображение, подобное представленному на рис. 25.34, воспринимается как полутоновое. В целом, при использовании распространенных в настоящее время способов регистрации распечатываемых изображений на носителе техническая реализация полутоновой печати способом частотной модуляции проще, чем амплитудной, и позволяет достигнуть более высокого качества отображения полутонов. Поэтому он более распространен на практике. Цветная печать, аналогично формированию цветных изображений в мониторах ив телевизорах, реализуется методом наложения друг на друга нескольких одноцветных (монохромных) изображений, принадлежащих к некоторой ортогональной системе цветов [4, 42]. Такой системой, по определению, является множество цветов, ни один из которых не может быть получен смешиванием остальных цветов, принадлежащих данному множеству. Рис. 25.34. Формирование полутонов способом частотной модуляции Можно показать, что любой существующий в природе цвет может быть получен смешиванием (в определенных соотношениях) цветов, принадлежащих к ортогональной системе. В цветных мониторах и телевизорах применяется ортогональная система RGB из трех цветов красного (Red), зеленого (Green) и синего (Blue). В цветных принтерах распространена стандартная для полиграфии система цветов CMYK: голубой (Cyan), пурпурный (Ma- genta), желтый (Yellow) и черный (обозначаемый как ключевой цвет, Key). Оттенки и степени насыщенности цветов задаются полутонами смешиваемых монохромных изображений, формируемыми способом амплитудной или частотной модуляции (см. выше. Техническая реализация наложения (смешивания) монохромных изображений зависит от применяемого в принтере физического способа регистрации изображения на бумаге. Поэтому особенности реализации цветной печати для каждого из указанных способов будут рассмотрены далее, при описании каждого из них. По числу элементов изображения, регистрируемых на носителе в течение одного цикла работы принтера различаются последовательные (построчные и параллельные (страничные принтеры. Построчные принтеры отличаются регистрацией на носителе в течение одного цикла работы (прохода) только одной строки регистрируемого изображения, формируемого при этом последовательно, строка за строкой, откуда второе название данного класса принтеров (последовательные. Необходимо отметить, что при печати текстовой информации знако- синтезирующим способом данная строка может не совпадать со строкой символов, а являться только ее фрагментом. Параллельные (страничные принтеры характеризуются регистрацией страницы целиком за один цикл работы принтера. Принадлежность принтера к классу построчных или страничных определяется, в первую очередь, применяемым в нем способом регистрации изображения на носителе. Из известных в настоящее время физических способов регистрации изображения на бумажном носителе в современных принтерах применяются следующие [4, 22,42]: - ударный - струйный - электрофотографический. Ударный способ регистрации применяется для печати символов (включая символы псевдографики, в настоящее время – только в принтерах специального назначения, например, кассовых аппаратов. Данный способ основан на переносе символа на бумагу путем удара регистрирующего органа по соприкасающейся с ней красящей ленте. Ударный способ может применяться как в знакопечатающих, таки в знакосинтезирующих принтерах. Однако, ввиду подавляющего преобладания последних в настоящее время (см. выше, более подробно остановимся только на знакосинтезирующих принтерах с ударным способом регистрации. Типовой пример регистрирующего органа принтеров данного типа поясняет рис. 25.35 [22]. Принцип действия данного варианта регистрирующего органа состоит в следующем. При подаче напряжения на обмотку 3 электромагнита его сердечник 2 втягивается в обмотку, а пружина 1 сжимается. При снятии напряжения с обмотки пружина распрямляется, и игла наносит удар по красящей ленте 5, оставляя точечный отпечаток на бумаге 6, расположенной на бумагоопорном валу 7. Следует отметить, что печатающая головка принтера рассматриваемого типа обычно содержит несколько регистрирующих органов, подобных вышеописанному, которые осуществляют одномоментную регистрацию столбца или строки печатаемого символа. Рис. 25.35. Типовой пример регистрирующего органа знакосинтезирующего принтера ударного действия 1 – пружина 2, 3 – соответственно сердечники обмотка электромагнита 4 – игла 5 – красящая лента 6 – бумага 7 – бумагоопорный вал Упрощенная схема привода знакосинтезирующего принтера ударного действия представлена на рис. 25.36 [22]. Принцип функционирования данного привода состоит в следующем. Управляемый контроллером принтера ШЭД 8 в совокупности со шкивами 3 и тросиком 2, концы которого жестко соединены с кареткой 4, обеспечивают возвратно- поступательное перемещение последней вдоль направляющей 1. ШЭД 7, также управляемый контроллером, в совокупности с бумагоопорным валом 5 осуществляют подачу бумаги 6 перпендикулярно направляющей 1. Указанное, в целом, обеспечивает построчный вывод регистрируемых символов на бумагу 6. Необходимо отметить, что принтеры с ударным способом регистрации практически не применяются для печати полутоновых и цветных изображений. В них обычно предусмотрена только возможность так называемой печати с повышенным качеством. Она реализуется посредством печати каждой из строк в два прохода, с поворотом бумагоопорного вала и смещением начального положения каретки во втором проходе относительно первого наполовину размера одного элемента матрицы, в которой синтезируется символ (см. рис. 25.31). При этом эквивалентная размерность матрицы по горизонтали и по вертикали, очевидно, увеличивается вдвое. Рис. 25.36. Упрощенная схема привода знакосинтезирующего принтера ударного действия 1 – направляющая 2 – тросик 3 – шкивы 4 – каретка с печатающей головкой 5 – бумагоопорный вал 6 – бумага 7, 8 – шаговые электродвигатели (ШЭД) приводов бумагоопорного вала и каретки соответственно Струйный способ регистрации Данный способ основан на избирательном окрашивании определенных участков носителя бумаги) струей жидкого красителя, выбрасываемой из одного или нескольких сопел микроскопического диаметра. Изображение в целом синтезируется в виде мозаики из окрашенных и неокрашенных участков различных размеров или с различной плотностью точек на участке см. рис. 25.33 и 25.34). Возможны два основных варианта реализации струйного способа регистрации с импульсной и с непрерывной струей красителя [4, 22], иллюстрируемые риса и 25.37, б соответственно. Первый вариант поясняет риса, на котором 1 – блок управления выбросом струи (БУВС), 2 – микронасос, 3 – резервуар с красителем, 4 – сопло, 5 – струя красителя, 6 – бумага. Он предполагает выброс струи красителя только в моменты, когда сопло направлено в точку, подлежащую окрашиванию. Выброс активизируется посредством БУВС 1, управляемого контроллером принтера. а) б) Рис. 25.37. Струйный способ регистрации с импульсной (аи с непрерывной (б) струей красителя (расшифровку позиционных обозначений смотрите в тексте) Перемещения струи красителя по листу бумаги в горизонтальном ив вертикальном направлениях при этом осуществляются за счет перемещения регистрирующего устройства и бумаги соответственно. Данные операции реализуются посредством приводов каретки и бумагоопорного вала, аналогичными таковым знакосинтезирующих принтеров ударного действия (см. рис. 25.36). Второй вариант поясняет рис. 25.37, б, на котором 7 – ионизационная камера, 8 – отклоняющая система, 9 – отражатель, 10 – фильтр остальные обозначения соответствуют аналогичным позициям риса. Принцип печати поданному варианту аналогичен методу формирования изображения в электронно-лучевых трубках (ЭЛТ). Роль пучка электронов здесь играет формируемая в непрерывном режиме под действием БУВС 1 и ионизированная посредством камеры 7 струя красителя. Под действием управляемой контроллером отклоняющей системы 8 струя красителя формирует на бумаге контур регистрируемого изображения. Излишки красителя через отражатель 9 и фильтр 10 поступают обратно в резервуар 3. Как правило, отклоняющей системой 8 обеспечивается перемещение струи красителя по бумаге только в пределах одного символа или примитива. Перемещения вне указанных пределов обычно обеспечиваются приводами каретки и бумагоопорного вала, аналогичными таковым знакосинтези- рующих принтеров ударного действия (см. рис. 25.36). Диаметр сопел составляет порядка нескольких десятых миллиметра. Необходимо также отметить, что обычно формирование даже монохромного изображения осуществляется посредством не одного, а как минимум и сопел. Общее число сопел в печатающих головках современных струйных принтеров находится в пределах от нескольких десятков до нескольких сотен. Необходимо подробнее остановиться на вопросах реализации БУВС, а также печати полутоновых и цветных изображений струйным методом. Известны следующие основные методы реализации БУВС [4,22]: - «drop-on-demand» (в дословном переводе – капля по требованию (в дословном переводе – пузырьковая струя - пьезоэлектрический метод. Методы «drop-on-demand» и «bubble jet» основаны на эффектах выброса струи красителя, возникающих при его быстром нагреве. Основным компонентом БУВС, реализующих оба указанных метода, является безинерционный нагревательный элемент, в качестве которого обычно применяется миниатюрный тонкопленочный резистор. При пропускании через него тока он за 7 – 10 микросекунд нагревается до температуры порядка С, а при отключении тока – остывает до комнатной температуры за интервал времени примерно такого же порядка. Конструктивно данный резистор размещается в объеме красителя, в непосредственной близости от сопла. При использовании метода «bubble jet» осуществляется нагрев красителя до температуры порядка 400 С. Выброс струи красителя осуществляется за счет формирования газового пузыря в его объеме прирезком нагревании. Данный пузырь, расширяясь, выталкивает через сопло порцию красителя, необходимую для формирования на бумаге точки диаметром порядка 0,1 мм. При отключении тока через нагревательный элемент объем пузыря резко уменьшается, что приводит к разрежению в области сопла, и туда поступает новая порция красителя. БУВС, реализуемые на основе данного метода, отличаются наименьшей сложностью и, соответственно, минимальной стоимостью. Метод обеспечивает высокое качество печати линий, однако отличается меньшим качеством изображения областей сплошного заполнения, чем, например, принцип «drop-on-demand». Метод «bubble jet» используется в струйных принтерах фирмы Canon. Метод «drop-on-demand» отличается от ранее рассмотренного физическим механизмом формирования струи. Для него характерен нагрев красителя до более высокой температуры, чем для метода «bubble jet» (порядка 600 С. При этом выброс красителя через сопло происходит за счет его перехода при нагревании в газообразное состояние, а распыление красителя осуществляется на молекулярном уровне. Часто при использовании метода «drop-on-demand» применяется ионизация частиц красителя (см. рис. 25.37, б. Рассматриваемый метод обеспечивает более высокое качество отображения полутонов и печати областей сплошного заполнения, чем «bubble jet», однако несколько уступает ему в качестве печати линий. Метод «drop-on- demand» применяется в струйных принтерах фирмы Hewlett- Packard. Необходимо отметить, что рассмотренные выше термические методы формирования струи характеризуются невысокой себестоимостью печатающей головки, которая обычно входит в состав одноразового картриджа. Пьезоэлектрический метод формирования струи основан на применении обратного пьезоэффекта. В качестве исполнительного элемента БУВС при этом выступает пьезоэлемент, расположенный в непосредственной близости от сопла и снабженный гибкой диафрагмой. При подаче напряжения на пьезоэлемент происходит его деформация, вызывающая, в свою очередь, деформацию диафрагмы. Последняя приводит к формированию капли, выбрасываемой через сопло на бумагу. Основным достоинством данного метода является возможность управления размерами капли при формировании полутоновых изображений см. риса основным недостатком – высокая стоимость печатающей головки, которая обычно не входит в состав сменного картриджа. Пьезоэлектрический метод применяется в струйных принтерах фирм Epson и Brother. Формирование полутоновых изображений в принтерах, использующих методы «drop-on-demand» и «bubble jet», осуществляется преимущественно способом частотной модуляции (см. риса в принтерах, использующих пьезоэлектрический метод формирования струи – чаще способом амплитудной модуляции (см. рис. 25.33). Печать цветных изображений струйными принтерами реализуется посредством смешивания красителей х цветов системы. При этом в состав печатающей головки входят резервуары с красителями всех указанных цветов, каждый из которых снабжен определенным количеством сопел. Например, резервуар черного красителя печатающей головки принтера HP DeskJet 1600 снабжен ми соплами, а резервуары голубого, пурпурного и желтого красителей – ю соплами каждый. Интенсивность каждой из компонент задается аналогично формированию полутонов (см. выше. Схемы приводов струйных принтеров, в целом, аналогичны представленной на рис. 25.36. Электрофотографический способ регистрации Данный способ основан наследующей последовательности операций [4, 42]: - избирательном формировании электростатического заряда на поверхности специального фоточувствительного цилиндра реже фоточувствительной ленты данный процесс называют экспонированием - формировании подлежащего регистрации изображения на поверхности фоточувствительного цилиндра, посредством нанесения на заряженные участки ионизированной краски (тонера указанная операция известна под названием проявления - переноса сформированного изображения на бумагу - закрепления перенесенного изображения на бумаге (обычно кратковременным нагреванием. Вышеперечисленная последовательность операций иллюстрируется представленной на рис. 25.38 обобщенной схемой формирования изображений на бумаге электрофотографическим способом [4, 42]. Рис. 25.38. Обобщенная схема регистрации изображения на бумаге электрофотографическим способом 1 – направляющие валики 2 – прижимной валик 3 – бумага 4 – резервуар (картридж) с тонером 5 – термокамера 6 – цилиндр с фоточувствительной поверхностью 7 – валик очистки цилиндра 8 – ионизатор 9 – световой луч 10 – оптико-механический блок (ОМБ) Экспонирование осуществляется последовательно, строка за строкой, причем переход со строки на строку реализуется за счет вращения барабана (см. риса формирование заряда в пределах строки – посредством оптико-механического блока см. далее. Фоточувствительный цилиндр 6 конструктивно представляет собой алюминиевую цилиндрическую подложку, покрытую тонким слоем специального состава (фотопроводника), обладающего свойством значительного уменьшения удельного сопротивления под воздействием света. До экспонирования удельное сопротивление фотопроводника весьма велико (сопоставимо с таковым диэлектриков. Перед экспонированием на участок поверхности цилиндра, соответствующий очередной строке наносится равномерный заряд с помощью ионизатора 8. Физически он представляет собой систему расположенных вдоль цилиндра электродов (в простейшем случае – один проволочный электрод, натянутый вдоль цилиндра, подключенных к источнику высокого напряжения (порядка нескольких киловольт. Указанное напряжение прикладывается между электродами и подложкой, вследствие чего в пределах строки создается область равномерного поверхностного заряда. Затем данная область подвергается экспонированию выходным излучением ОМБ 10. Экспонирование в пределах строки может быть последовательным или параллельным во времени [4]. В первом случае указанное излучение представляет собой сфокусированный до диаметра порядка десятых – сотых долей миллиметра лазерный луч, перемещаемый вдоль цилиндра 6 в пределах строки посредством входящего в состав ОМБ 10 устройства развертки. Последнее строится на основе вращающегося многогранного зеркала, привод которого обычно реализуется на базе шагового электродвигателя, управляемого контроллером принтера. Упрощенная структура ОМБ при последовательном способе экспонирования представлена на рис. 25.39 [42]. При параллельном во времени экспонировании основным функциональным узлом ОМБ 10 является матрица светодиодов, каждый из которых осуществляет экспонирование какой-либо одной точки. Параллельный способ экспонирования поясняет рис. 25.40 [4]. Рис. 25.39. Упрощенная структура ОМБ при последовательном способе экспонирования (вид сверху 1 – лазер 2 – падающий лазерный луч 3 – вращающееся многогранное зеркало 4 – отраженный лазерный луч 5 – блок фокусировки 6 – сфокусированный лазерный луч 7 – зеркало прямыми сплошными стрелками показаны траектории перемещения лазерного луча Управление интенсивностью облучения в лазерных принтерах осуществляется посредством модулятора интенсивности лазерного луча, входящего в состав лазера и управляемого контроллером принтера (см. рис. 25.39). В принтерах с ОМБ на основе светодиодной матрицы управление интенсивностью облучения при экспонировании может осуществляться путем изменения токов через светодиоды в зависимости от требуемой интенсивности их выходного излучения или посредством управления количеством включенных светодиодов в пределах каждого из элементарных участков. Рис. 25.40. Упрощенная типовая структура ОМБ при параллельном способе экспонирования 1 – светодиодная матрица 2 – фокусирующая линза 3 – световые лучи Данные операции также реализуются под управлением контроллера (см. рис. 25.40). В обоих перечисленных типах принтеров коды, управляющие интенсивностью излучения, вырабатываются на основе файла изображения, подлежащего регистрации. Удельное сопротивление экспонированных участков фото- проводника снижается, причем степень его снижения тем больше, чем выше интенсивность облучения. Благодаря этому поверхностная плотность заряда облученных участков также снижается, за счет утечки заряда через фотопроводник в подложку. Таким образом, на поверхности цилиндра 6 в пределах очередной формируемой строки создается своего рода мозаика из участков с различной поверхностной плотностью заряда. При этом в процессе экспонирования интенсивность облучения участка тем меньше, чем больше интенсивность окрашивания соответствующего ему участка регистрируемого изображения. За экспонированием следует операция проявления. Она состоит в избирательном нанесении тонера на подвергшиеся экспонированию участки цилиндра 6. Физически данная операция реализуется за счет притяжения ионизированных частиц тонера к его заряженным участкам. Интенсивность окраски каждого из участков, очевидно, тем выше, чем выше поверхностная плотность его заряда, определяемая, в свою очередь, интенсивностью его облучения при экспонировании. Таким образом, на поверхности цилиндра 6 построчно создается изображение подлежащей печати страницы. Данное изображение переносится на бумагу 3 и затем закрепляется путем кратковременного нагревания в термокамере 5 (например, посредством кварцевой лампы. После переноса изображения на бумагу остатки тонера удаляются с цилиндра с помощью валика очистки 7, обычно снабжаемого системой вакуумной откачки. В заключение необходимо остановиться на формировании полутоновых и цветных изображений электрофотографическим способом. Полутоновые изображения формируются посредством управления интенсивностью излучения лазера или светодиодов см. выше) и, следовательно, интенсивностью облучения точек при экспонировании, или способом частотной модуляции (см. рис. 25.34), те. путем варьирования числа точек на единице площади. Цветная электрофотографическая печать может быть реализована двумя основными способами [4]. В недавнем прошлом доминировал способ четырехпроходной цветной электрофотографической печати, применяемый ив настоящее время. Он предполагает наличие в составе принтера только одного электрофотографического регистрирующего устройства (см. рис. 25.38) с 4-мя картриджами, содержащими тонеры цветов системы. Печать осуществляется путем последовательной полутоновой регистрации на бумаге каждой из х цветовых составляющих печатаемого изображения. При этом сложность и стоимость цветного принтера незначительно отличаются от таковых монохромного. Однако, скорость четырехпроходной цветной печати, очевидно, в 4 раза меньше скорости монохромной печати, при прочих равных условиях. В настоящее время все большее распространение получает способ однопроходной цветной электрофотографической печати. Он обеспечивает скорость цветной печати, практически равную скорости монохромной печати, однако отличается высокой сложностью и стоимостью реализации. В состав принтеров, реализующих данный способ, входит 4 фоточувствительных барабана, каждый из которых снабжен ОМБ, ионизатором и картриджем с тонером одного из цветов системы CMYK. На данных барабанах параллельно во времени формируются 4 цветовые составляющие печатаемого изображения, которые затем смешиваются с помощью системы промежуточных валиков, переносятся на бумагу и закрепляются [45]. Описания интерфейсов принтеров, как и ранее рассмотренных ВЗУ, клавиатур и манипуляторов, выходят за рамки настоящей книги. Интересующиеся лица могут ознакомиться сними, например, по источнику [14]. |