7/7
Tiskárny
Jsou to periferní zařízení sloužící pro výstup informací na papír buď v textové, nebo grafické podobě. Tiskárna je vlastně specializovaný počítač s vlastním procesorem na němž běží ovládací program — firmware, který na jedné straně komunikuje s počítačem a na druhé straně ovládá mechaniku tiskárny. Součástí tiskárny je většinou i paměť typu ROM nebo RAM pro ukládání a zpracování tisku z počítače.
V textovém módu jsou definovány jednotlivé znaky (podle tabulky ASCII), které jsou uloženy v paměti (Download), nebo jsou definovány znakovým generátorem tiskárny.
V grafickém módu jsou tisknuty jednotlivé body a do tiskárny se předávají pouze informace o poloze bodu na papíru.
Jehličkové tiskárny
http://commons.wikimedia.org/wiki/Category:Dot_matrix_printers?uselang=cs
Jehličkové tiskárny používají pro tisk elektromagnetickou hlavu, která obsahuje příslušný počet elektromagnetů (9, 24), v nichž jsou pohyblivě uloženy tiskové jehličky. Jehličky jsou pomocí elektromagnetů vystřelovány vpřed a z barvicí pásky přenášejí na papír jednotlivé body. Výsledný obraz je složen z množství těsně sousedících bodů. Průměr jehličky se pohybuje mezi 0,2 až 0,3 mm. Při jejich výrobě je dbáno na kvalitu materiálu a technologii, jelikož musí snášet velké zrychlení, jsou namáhány na tlak, ohyb a vzpěr.
Princip jehličkové tiskárny
Při průchodu proudu magnetem se jehlička vysune proti válci, narazí na barvící pásku a přes ni vytiskne na papír bod. Jehličky jsou seřazeny do sloupce a tisková hlava se postupně posouvá podél válce a tiskne jednotlivé sloupce. Z nich se pak skládají jednotlivé znaky nebo grafické symboly. Tyto tiskárny mohou tisknout libovolné typy písma a znaky.
Nevýhodou je značná hlučnost a to, že kvalita tisku není vysoká (zubaté písmo). Rychlost tisku se pohybuje kolem 200 dpi, vnitřní paměť do 64 kB.
Tisková hlava
Barvící páska:
Inkoustové tiskárny
Inkoustové tiskárny se rozdělují podle způsobu tisku na tiskárny s tiskem:
S plynulým tiskem — In-jet
- na paprsek tryskající pod vysokým tlakem se působí vysokofrekvenčními tlakovými vlnami z piezoelektrického měniče. Tím se tryskající paprsek rozpadne na jednotlivé kapičky inkoustu. Ty jsou potom vychylovány elektrodami umístěnými v osách X a Y.
S piezoelektrickým tiskem
- pracují na podobném principu jako jehličkové tiskárny. Tisková hlava však neobsahuje jehličky, nýbrž desítky jemných trysek (až 48). V každé trysce je piezoelektrická trubička sloužící jako elektromechanický měnič. Přenos energie probíhá tlakovými vlnami v trysce. Vlny vznikají zúžením trubičky a při šíření se odrážejí od konce trysky, čímž vznikají podtlakové a přetlakové vlny. Tímto způsobem je dosaženo emise kapek inkoustu.
S tepelným (bubble-jet) tiskem
Pracují (stejně jako tiskárny s piezoelektrickým tiskem) na podobném principu jako jehličkové tiskárny. Tisková hlava neobsahuje jehličky, nýbrž desítky jemných trysek (až 64). V každé trysce je umístěna malá elektricky ohřívaná elektroda (topné tělísko). Na elektrodu se připojuje impuls s velkou energií po dobu 3 až 7 μs. V okolí elektrody je inkoust, který se při jejím rozžhavení na 500°C vypaří. Tlak par ($12 \cdot 10^6\,\mathrm{Pa}$) vypudí inkoust rychlostí $10\,\mathrm{m \cdot s^{-1}}$ speciálně tvarovanou tryskou na podložku (papír). Po ukončení ohřevu inkoust na podložce zkondenzuje. Současně je do zásobníku vlivem podtlaku nasát další inkoust. Celý děj trvá přibližně 200 μs. Tímto způsobem jsou na podložku vystřikovány drobné kapičky inkoustu, které se skládají do jednotlivých znaků. Tisková hlava se při tisku pohybuje podobně jako u jehličkové tiskárny po délce podložky. Rychlost tisku se pohybuje kolem 600 dpi (cca 4 až 8 stránky/min.), vnitřní paměť do 32 MB. Rozlišení dosahuje hodnot cca 1200 x 900 dpi.
nozzle = tryska
Inkoustové tiskárny kladou velké nároky na kvalitu inkoustu, který musí splňovat následující požadavky:
- nesmí obsahovat žádné nečistoty
- musí mít definovanou hustotu
- nesmí vznikat žádné usazeniny nebo dělení inkoustu
- nesmí být jedovatý a karcinogenní
- nesmí být hořlavý
- nesmí reagovat s materiály tisku
- tvorba bublinek musí být definovaná při teplotě okolo 300 °C
Výhodou je poměrně dokonalý tisk (závisí však na podložce) při prakticky nehlučném provozu. Další výhodou je velice nízká spotřeba. Určitou nevýhodou je potřeba kvalitního papíru a inkoustu. Tím se zvyšuje i cena potřebná pro vytvoření jedné stránky tisku.
Tepelné tiskárny
Konstrukční uspořádání je stejné jako u jehličkových tiskáren. Rozdíl je v tom, že v tiskové hlavě mají místo elektromagnetických jehliček topné drátky. Tyto drátky zanechávají stopy na termocitlivém papíru (papír se speciální povrchovou úpravou -nános tepelně citlivé emulze). (cca 1 až 2 stránky/min.)
Rozlišení dosahuje hodnot až 300 x 300 dpi. Výhodou je nehlučný provoz a poměrně dobré rozlišení. Nevýhodou je potřeba speciálního papíru a malá rychlost. Tisk časem bledne a papír tmavne, čímž se trvanlivost tisku znehodnocuje. Používají se především jako faxové tiskárny.
Laserové tiskárny
Hlavní součástí laserové tiskárny je kovový válec s vrstvou polovodiče (např. selen) na povrchu. Polovodič mění při osvícení odpor z přibližně 300 Ω při osvícení až na cca 3–5 MΩ, pokud není osvícen.
Průběh tisku
Mechanický stěrač setře zbytky toneru a žárovka odstraní náboj z předchozí fáze tisku. Poté je povrch válce v celé šířce nabit z korony. V bodech, které se mají tisknout, je válec osvícen laserem, tím je odpor polovodiče v bodě snížen a náboj z povrchu se vybije do středu válce. Toner (suchý jemný prášek) je vlivem otáčení válce nabit na stejnou polaritu jako povrch válce a přilne k válci pouze na místech, kde byl odstraněn náboj. V ostatních místech je toner od válce odpuzován, protože má stejnou polaritu. Následně se toner přenese z válce na papír, který je nabit na opačnou hodnotu než povrch válce.
Papír se pod válec dostane ze vstupního zásobníku a je nabit opačným nábojem než povrch válce a toner. Toner se z míst na válci s neutrálním nábojem přenese na papír, který je nabit nábojem opačným (než toner). Dále je toner pomocí vysoké teploty (od 180 ˚C a více) a tlaku roztaven a zapečen do papíru a následně je z papíru sejmut náboj a papír je uložen do výstupního zásobníku.
Laserový paprsek prochází deflektorem, což je součástka, která v závislosti na přivedeném napětí propouští nebo nepropouští světlo (laserový paprsek). Napětí přivedené do deflektoru je obrazem bitmapy tištěné stránky. Rotující zrcátko (hranol) rozprostírá paprsek po celé šířce válce.
Tiskárny LED
Pracují na stejném principu jako laserové tiskárny, pouze místo laserového paprsku používají liniové pole svítivých diod. Technologie LED zcela minimalizuje mechanické součásti tím, že tisková hlava neobsahuje jednu diodu, ale hned několik tisíc LED diod (podle rozlišení) umístěných po celé šířce papíru. Paprsky tedy dopadají na válec vždy kolmo a mají i stejnou dopadovou vzdálenost. Po osvícení válce již nastává obdobný proces, jako u tiskáren laserových. Čistě polovodičová tisková hlava je tedy prakticky bezporuchová, je otřesuvzdorná a nevyžaduje žádné nastavení, tudíž případnou výměnu může provádět i laik. Při porovnání obou technologií je patrné, že vytvořit vyšší rozlišení a barevný tisk je u LED technologie výrazně složitější, ale dnes již černobílé LED tiskárny dosahují rychlostí 4 až 16 str./min a rozlišení 1200 x 900 dpi. Pro rozlišení 300 dpi je potřeba cca 2500 diod a vnitřní paměť do 5 MB. Tyto tiskárny se kvalitou tisku příliš neliší od laserových tiskáren. Mají však nižší pořizovací cenu.
Jazyk tiskáren
Počítač komunikuje s tiskárnou pomocí řídících příkazů, které se nazývají jazykem tiskárny. Tímto jazykem počítač tiskárně sděluje, jaký text má tisknout, jakým písmem, co udělat na konci stránky apod. (popisuje stránku). Pro různé typy tiskáren se vytvořily během času standardy, které se prosadily i u jiných výrobců.
ESC/P - pro jehličkové tiskárny - každý příkaz je uveden znakem ESC (27). Tento standard byl uveden firmou EPSON
PCL - pro laserové tiskárny - Printer Command Language. Tento standard byl uveden firmou HP a jednotlivé verze se označují čísly. PCL 4 je starší verze, která je orientována bitmapově. PCL 5 je orientována vektorově a umí komprimaci dat. Je rychlejší než PCL 4. Tento standard se používá i pro nejnovější tryskové tiskárny. U starších tryskových tiskáren se používá standard ESC/P.
PostScript - jazyk nejvyšší třídy používaný výhradně pro některé laserové tiskárny (tiskárny HP nesou označení M). Princip spočívá v tom, že počítač neposílá tiskárně obrázek, ale návod (program) jak jej sestavit. Tiskárna je vybavena interpretem tohoto jazyka a obrázek si vytiskne nezávisle na počítači. K tomu ovšem potřebuje dostatečnou kapacitu paměti RAM (minimálně 2 MB).
