تحقیق مقاله چاپگر

مقدمه

چاپگر از متداولترین دستگاههای خروجی در کامپیوتر است که از آن بمنظور چاپ اطلاعات استفاده می شود . کاربران کامپیوتر صرفنظر از نوع استفاده ، ممکن است در مقاطع زمانی خاصی نیازمند استفاده از چاپگر باشند. چاپگرها دارای انواع متفاوتی می باشند. چاپگرهای جوهر افشان ، لیزری تک رنگ و لیزری رنگی ، سه گروه عمده از چاپگرهای موجود می باشند. هر یک از چاپگرها ( از چاپگرهای جوهر افشان تا چاپگرهای لیزری ) دارای طراحی منحصربفرد خود بوده و بمنظور اهداف و کاربردهای خاصی ، طراحی شده اند .

 جایگاه چاپگر

در زمان انتخاب یک چاپگر ، اکثر متقاضیان علاوه بر در نظر گرفتن قیمت ، به پارامترهای دیگری نظیر سرعت و کیفیت نیز دقت داشته و تصمیم آنان برخاسته از توازن بین پارامترهای فوق ، می باشد . تولید کنندگان با ارائه چاپگرهای پیشرفته و تغییر در مدل های قبلی خود ، سعی در جلب رضایت مشتریان می نمایند .چاپگرهای جوهر افشان با امکان اتصال به دوربین های دیجتال ، تحولی بزرگ را در زمینه چاپ تصاویر ایجاد نموده اند. در مواردیکه از جوهر و کاغذ مخصوص چاپ تصاویر در چاپگرهای جوهر افشان استفاده گردد ، تصاویر چاپ شده دارای کیفیت بسیار بالائی خواهند بود.کیفیت چاپ در چاپگرهای لیزری تک رنگ ، یکی از نکات مهم و برجسته این نوع از چاپگرها محسوب می گردد. با توجه به امکانات ارائه شده توسط این نوع از چاپگرها نظیر حافظه وسینی محل استقرار کاغذ ، می توان از آنان در مواردیکه حجم عملیات چاپ بالا باشد،استفاده نمود. از چاپگرهای لیزری رنگی می توان بمنظور چاپ متن و تصاویر با کیفیت و سرعت مناسب ، استفاده نمود. بموازات کاهش قیمت چاپگرهای لیزری رنگی ، تعداد بیشتری از کاربران تمایل به استفاده و بکارگیری این نوع چاپگرها را پیدا نموده اند .[1][1]

آشنایی با انواع چاپگر ها و ویژگی های آنها

این دستگاهها به دستگاههای کپی سخت یا Hard Copy معروفند . چاپگر ها انواع و اقسام گوناگونی دارند که به بررسی چند نمونه از آنها می پردازیم.

چاپگر های ضربه ای

اصول کار این چاپگر های بر اساس ضربه ای است که روی نواری رنگی زده می شود پس یک شکل روی کاغذ ایجاد می شود. چاپگر های زیر از این دسته چاپگر ها هستند.

چاپگر های سوزنی

در این نوع چاپگر ها علائم توسط نقطه های کوچکی به نام Dot حاصل می شود که این نقاط توسط سوزن نازکی به نام Pin برخورد با نوار رنگی و انتقال رنگ بر روی کاغذ به وجود می آید. این چاپگر ها با سر و صدای زیادی کار خود را انجام می دهند و سرعت آنه به طور متوسط 300 کاراکتر در ثانیه است . چاپگرهای مدل LQ-100 ، LO1170 ، LQ300 از کارخانه Epson از این دسته هستند و هر چه تعداد سوزنها بیشتر باشد چاپگر می تواند تصاویر ظریف تری را تولید کند و مطمئناً گرانتر خواهد بود.

چاپگر حروفی (آفتابگردان)

در این چاپگر ها تمام علائم و اعداد به صورت برجسته بر روی یک گوی قرار دارند. هر گاه علامتی می خواهید چاپ شود این علامت در جلوی هد چاپگر قرار می گیرد پس با ضربه این علامت روی کاغذ چاپ می شود.

این چاپگر ها بسیار شبیه دستگاه های ماشین نویسی است . سرعت آنها بین 10 تا 90 کاراکتر در ثانیه است.

چاپگرهای غیر ضربه ای

گونه ای از چاپگر ها هستند که عملیات مکانیکی مانند ضربه در آنها وجود ندارد و دارای سر و صدای کمتری هستند اما معمولاً گرانتر بوده و با تکنولوژی بالاتری ساخته می شوند. بطور کلی این چاپگر ها بر اساس پاشیدن جوهر یا حرارت یا لیزر کار می کنند. حال به بررسی مهمترین آنها می پردازیم .

چاپگر های جوهر افشان

در این چاپگرها مخازن جوهری وجود دارد . جوهر با فشار از روزنه هایی خارج می شود و روی کاغذ پاشیده می شود بدین ترتیب شکل مورد نظر روی کاغذ نقش می بندد. کیفیت این چاپگر های بالاست و این چاپگرها بدون سر و صدا کار می کنند . این نوع چاپگر های برای کارهای نقاشی و گرافیکی بسیار مناسب هستند. باید روزنه های کوچک که عمل پاشیدن رنگ را انجام می دهند خشک شوند و باید در نگهداری این چاپگر ها دقت لازم را کرد. یک راه برای رفع این اشکال این است که هر چند وقت یک بار اجباراً یک تصویر یا متن کوچک را چاپ کرد.

چاپگرهای حرارتی

کاغذ این چاپگر های مخصوص می باشد. بر روی همه این چاپگرها سوزنهایی وجود دارد. با گرم شدن سوزنها تغییرات شیمیایی روی کاغذ که جنس مخصوصی دارند حاصل می شود. نگهداری کاغذ این چاپگر های مشکل است زیرا در اثر گرما یا زمانهای طولانی رنگ کاغذ های عوض می شود و شاید علائم و اعداد چاپ شده دیگر قابل رویت نباشند.

چاپگرهای لیزری

طرز کار این چاپگر های مانند دستگاه فتوکپی است. در ابتدا کاغذ توسط نور لیزر که با سرعت روشن و خاموش می شود انرژی داده می شود حال به نسبت انرژی های قرار گرفته روی کاغذ پودر یا مایع در آنجا قرار می گیرد و در نهایت تصویر نهایی بر روی کاغذ پدید می آید.

این چاپگر های بدلیل کیفیت بالا و قیمت مناسب و طرز استفاده ساده از بهترین چاپگرها به شمار می رود. [2][2]

چاپگر های رنگی

اصول کار چاپگر های لیزری

استفاده از الکتریسیته ساکن در تکنولوژی چاپگرهای لیزری ، یکی از اصول مهم و اولیه است . الکتریسیته ساکن یک شارژ الکتریکی است که توسط اشیاء عایق ایجاد می‌گردد. بدن انسان نمونه‌ای در این زمینه بوده که می‌تواند باعث ایجاد الکتریسیته ساکن گردد. انرژی حاصل از الکتریسیته ساکن باعث ایجاد چسبندگی بین اشیاء می‌گردد ( نظیر لباسهای داخل یک ماشین خشک کن). رعد و برق حاصل از یک ابر صاعقه دار نیز حامل الکتریسیته ساکن بوده که مسیر ابر تا زمین را طی خواهد کرد.

چاپگر لیزری از پدیده فوق بعنوان یک نوع "چسب موقت" استفاده می‌نماید. هسته اساسی سیستم فوق ، دستگاهی با نام "نورپذیر" (Photoreceptor) است. ماهیت فیزیکی دستگاه فوق ، یک استوانه و یا یک سیلندر است. دستگاه فوق از مواد هادی نور تشکیل شده که توسط کوانتوم نور تخلیه می‌گردند. در ابتدا ، استوانه یک شارژ مثبت را از طریق یک سیم حامل جریان الکتریکی (Corona Wire) ، پیدا می‌کند. همزمان با چرخش استوانه ، چاپگر یک پرتو نور لیزری نازک را بر سطح استوانه به منظور تخلیه الکتریکی بخش مربوطه ، می‌تاباند. در ادامه لیزر حروف و تصایر را بر سطح استوانه خواهد نوشت (یک الگو از شارژ الکتریکی. )

سیستم فوق می‌تواند با شارژ معکوس هم کار نماید، در این حالت یک شارژ الکترواستاتیک مثبت بر روی یک شارژ منفی بعنوان زمینه در نظر گرفته خواهد شد. پس از عملکرد الگوی مورد نظر ، چاپگر سطح استوانه را با گرد جوهر (پودر مشکی رنگ با کیفیت مناسب) شارژ شده مثبت ، می‌پوشاند. با توجه با اینکه پودر فوق دارای شارژ مثبت است ، تونر به ناحیه تخلیه شده استوانه (بار منفی) چسبانده می‌گردد(در این حالت شارژ زمینه مثبت نخواهد شد). عملیات فوق مشابه نوشتن بر روی سودا و چسباندن آن بر روی سطح مورد نظر است.

پس از چسباندن پودر مورد نظر ، استوانه حول یک کاغذ می‌چرخد. قبل از اینکه کاغذ زیر استوانه قرار بگیرد ، یک شارژ منفی توسط سیم انتقالی Corona به آن داده می‌شود. شارژ فوق به مراتب قویتر از شارژ منفی الکترواستاتیک مربوط به تصویر بوده و کاغذ قادر به رها کردن پودر مربوطه خواهد بود. همزمان با حرکت کاغذ (با سرعت معادل استوانه) بر روی کاغذ تصویر مربوطه درج خواهد شد.

به منظور ممانعت از چسبیدن کاغذ به استوانه ، بلافاصله پس از درج تصویر عملیات تخلیه شارژ توسط یک سیم Detac corona انجام خواهد شد. درنهایت ، چاپگر کاغذ را از بین یک Fuser (یک زوج غلتک گرم) عبور داده می‌شود. در حین انجام فرآیند فوق ، گرد جوهر پاشیده شده در کاغذ تنیده می‌گردد. غلتکها باعث حرکت کاغذ به سمت سینی خروجی خواهند شد. Fuser باعث گرم شدن کاغذ نیز خواهد شد، به همین دلیل زمانیکه کاغذ از چاپگر خارج می‌گردد ، داغ است.

چه عاملی باعث می‌شود که کاغذ سوزانده نشود؟

مهمترین عامل سرعت است. سرعت حرکت کاغذ توسط غلتکها بگونه‌ای خواهد بود که باعث عدم سوختگی کاغذ خواهد شد. پس از ریختن پودر بر روی کاغذ ، سطح استوانه تحت تأثیر یک لامپ تخلیه قرار می‌گیرد. این لامپ روشن تمام سطح "نور پذیر" استوانه را تحت تأثیر قرار داده و تصاویر الکتریکی را پاک خواهد کرد. در ادامه سطح استوانه توسط سیم شارژ Corna تحت تأثیر شارژ مثبت قرار می‌گیرد.

کنترل کننده

قبل از انجام هر گونه عملیات توسط چاپگر لیزری ، می‌بایست صفحه حاوی داده در اختیار آن قرار گرفته و در ادامه در رابطه با نحوه ایجاد خروجی مورد نظر تصمیم گیری می‌گردد. عملیات فوق بر عهده کنترل کننده چاپگر خواهد بود. کنترل کننده چاپگر به عنوان برد اصلی چاپگر لیزری ایفای وظیفه می‌نماید. کنترل کننده فوق از طریق یک پورت ارتباطی نظیر: پورت موازی و یا پورت USB با کامپیوتر ارتباط برقرار می‌نماید. در صورتیکه چاپگر به چندین کامپیوتر متصل باشد، کاربران متفاوت قادر به ارسال درخواستهای چاپ خود خواهند بود.

در این حالت کنترل کننده ، هر یک از درخواستهای واصله را بصورت جداگانه پردازش خواهد کرد. شکل زیر پورتهای متفاوت یک چاپگر لیزری را نشان می‌دهد. به منظور گفتمان بین کنترل کننده و کامپیوتر ، می‌بایست آنها با یک زبان مشترک صحبت نمایند. در چاپگرهای اولیه ، کامپیوتر یک نوع فایل متنی خاص را به همراه مجموعه‌ای از کدهای اطلاعاتی برای چاپگر ارسال می‌کرد. با توجه به ماهیت چاپگرهای اولیه و محدودیت فونتهای موجود ، روش فوق بخوبی تأمین کننده نیازهای اطلاعاتی چاپگر بود، امروزه از صدها نوع فونت استفاده می‌گردد.

بدین منظور لازم است که اطلاعات مورد نیاز چاپگر با استفاده از یک زبان پیشرفته در اختیار آن گذاشته شود. متداولترین زبانهای موجود در این زمینه زبان PCL(Printer Command Language) مربوط به شرکت هیولت پاکارد و "پوست اسکریپت" مربوط به Adobe است . زبانهای فوق برای تشریح صفحه از یک نوع بردار استفاده می‌نمایند. بردار فوق مقادیر ریاضی از اشکال geometric می باشند. ( بصورت مجموعه ای از نقاط نخواهد بود ) چاپگر بردار را اخذ و در ادامه آن را به یک صفحه bitmap تبدیل می نماید.

برخی از چاپگرها از یک دستگاه اینترفیش گرافیکی GDI) Graphical device interface) در عوض PCL استناندارد ، استفاده می‌نمایند. درسیستم فوق ، کامپیوتر بردار مربوط به نقاط را خود ایجاد می‌نماید، بدین ترتیب کنترل کننده پردازشی در این زمینه را انجام نداده و صرفا دستورالعملهای نقاط را برای لیزر ارسال می‌نماید. در اغلب چاپگرهای لیزری ، کنترل کننده می‌بایست عملیات مربوط به سازماندهی داده‌های دریافتی از کامپیوتر را خود انجام دهد. اطلاعات فوق شامل: دستورات مربوط به نوع عملیات ، نوع کاغذ ، نحوه برخورد با فونتها و ... است. کنترل کننده به منظور انجام عملیات مربوطه بطرز صحیح می‌بایست اطلاعات فوق را با اولویت درست دریافت نماید.

پس از سازماندهی داده‌ها ، کنترل کننده عملیات آماده سازی صفحه را آغاز خواهد کرد. تنظیم حاشیه‌ها ی متن ، سازماندهی کلمات و استقرار تصاویر مورد نظر و ... را انجام داده و ماحصل عملیات فوق ایجاد برداری حاوی نقاط متفاوت است. چاپگر بمنظور چاپ یک صفحه به اطلاعات فوق نیاز خواهد داشت.

در اکثر چاپگرهای لیزری ، کنترل کننده قادر به ذخیره درخواستهای مربوط به چاپ در حافظه اختصاصی خود است. با استفاده از ویژگی فوق ، کنترل کننده قادر به استقرار چندین کار در حافظه می‌باشد (ایجاد یک صف از کارها). پس از استقرار هر درخواست چاپ در حافظه اختصاصی ، امکان چاپ آنها در زمان مربوطه فراهم خواهد شد. در مواردی که از یک سند می‌بایست چندین نسخه چاپ گردد، داده‌های مربوطه صرفا یک بار برای چاپگر ارسال و بدین طریق در زمان صرفه جوئی خواهد شد.

سیستم لیزر

نقش سیتم لیزر چاپگر در ایجاد خروجی مورد نظر بسیار حائز اهمیت است. در چاپگرهای لیزری قدیمی ، سیستم فوق از عناصر زیر تشکیل شده بود: یک لیزر ، یک آینه قابل حرکت ، یک لنز. لیزر داده‌های مربوط به صفحه را دریافت (نقاط) و بر اساس اطلاعات فوق متن و تصویر مورد نطر را ایجاد می‌کرد. در هر لحظه یک خط افقی چاپ می‌گردید. همزمان با حرکت پرتو های نور بر روی استوانه ، لیزر یک پالس نوری برای هر یک از نقاط مورد نظر جهت چاپ را منعکس می‌نمود. برای فضاهای خالی پالسی تولید نمی‌گردید. لیزر نقشی در حرکت پرتوهای نور نداشته و باعث تابش نور از طریق یک آینه قابل حرکت است. همزمان با حرکت آینه ، توسط مجموعه‌ای از لنزها نور تابانده می‌گردید. با نتظیم فاصله بین آینه و نقاط در زمان تابش نور ، از بهمم ریختگی تصویر پیشگیری بعمل می‌آمد.

دستگاه لیزری صرفا در جهت افقی حرکت می‌کند. پس از پیمایش افقی ، چاپگر استوانه مربوطه را حرکت داده تا زمینه ایجاد خط بعدی توسط دستگاه لیزر فراهم گردد. برخی از چاپگرهای لیزری از مجموعه‌ای دیود نوری (LED) برای نوشتن محتویات صفحه استفاده می‌نمایند. هر یک از نقاط دارای نور اختصاصی خود خواهد بود. چاپگرهای با تکنولوژی فوق نسبت به چاپگرهایی که از دستگاه لیزری استفاده می‌نمایند ، دارای قیمت ارزانتری می‌باشند