-
TECHNOLOGIE DRUKU Maszyny i urządzenia drukujące
Druk igłowy ZSTE w Kaliszu
1
PIERWSZA DRUKARKA
Druk czyli metoda wielokrotnego przenoszenia tekstu lub grafiki
na papier to wynalazek chiński z początku
VII w. W Europie, początki druku związane są z wynalazcą
ruchomej czcionki odlewanej z metalu - drukarzem
Johannesem Gutenbergiem, który w 1455 roku wydał Biblię
Gutenberga.
Rys. 1 Skład tekstu przy wykorzystaniu metalowych czcionek
W XX wieku ruchomą metalową czcionkę zastąpiły maszyny
offsetowe, na których obecnie drukuje się w
wysokich nakładach gazety, czasopisma, książki, kalendarze,
plakaty czy inne tego typu wydawnictwa.
Rys. 2 Maszyna drukarska - płaska, arkuszowa
Od zawsze problemem było drukowanie dokumentów na mniejszą skalę
i mniejszym kosztem. Dopiero
pojawienie się kserokopiarki, drukarki komputerowej i
niewielkich maszyn do tzw. personalizowanego druku
cyfrowego rozwiązało ten problem.
W pierwszych komputerach budowanych w latach 40. i na początku
lat 50. ubiegłego wieku do drukowania
wykorzystywano odpowiednio zmodyfikowane dalekopisy i
elektryczne maszyny do pisania. Urządzenia takie
nazywane znakowymi lub bębnowymi drukarkami wierszowymi
wykorzystywały podłużny wałek, na powierzchni
którego znajdowało się 80 „cylindrów”. W pierwszych drukarkach
wydruk był realizowany przy pomocy czcionek na
mechanizmie dźwigniowym albo ułożonych na powierzchni walca lub
półkuli (rozetowe).
-
TECHNOLOGIE DRUKU Maszyny i urządzenia drukujące
Druk igłowy ZSTE w Kaliszu
2
Rys. 3 Bęben drukujący drukarki wierszowej
Na obwodzie każdego cylindrów umieszczano wszystkie znaki
alfabetu wraz ze znakami interpunkcyjnymi i
cyframi. Sam druk odbywał się zaś w taki sposób, że obrót wałka
ustawiał w danym miejscu żądaną literę, a
następnie w wałek poprzez taśmę barwiącą i kartkę papieru
uderzał specjalny młoteczek, drukując jeden znak.
Następnie wałek obracał się ustawiając następny znak w wierszu,
młoteczek przesuwał się o jeden znak i ponownie
uderzał – i tak dalej do zakończenia wiersza.
Rys. 4 Zasada działania drukarki wierszowej
Taki sposób tworzenia wydruku nie był zbyt szybki –
kilkadziesiąt znaków na sekundę, a drukowanie grafiki
było niemożliwe.
-
TECHNOLOGIE DRUKU Maszyny i urządzenia drukujące
Druk igłowy ZSTE w Kaliszu
3
Rys. 5 Polska drukarka wierszowa produkcji Mera-Błonie – DW
401
DRUKARKA IBM 1403
Pierwszą profesjonalną drukarką komputerową była IBM 1403,
będąca częścią zestawu komputerowego
IBM 1401 z 1959 roku. Model ten był pierwszą na świecie drukarką
łańcuchową.
Rys. 6 Łańcuchy z czcionkami stosowane w drukarce IBM 1403
W mechanizmie drukującym wykorzystano przesuwane poziomo
metalowe paski zwane łańcuchami (ang.
chain), ze znajdującymi się na nich literami, cyframi i znakami.
Pierwszy model tej drukarki potrafił drukować 600
linijek tekstu na minutę i był około dwóch, trzech razy szybszy
niż wcześniejsze wykorzystywane modele drukarek.
Drukarka IBM 1403 produkowana był aż do roku 1971 roku.
-
TECHNOLOGIE DRUKU Maszyny i urządzenia drukujące
Druk igłowy ZSTE w Kaliszu
4
Rys. 7 Drukarka łańcuchowa IBM 1403
Rys. 8 Komputer IBM 1401
Drukarki takie jak IBM 1403 należące do kategorii drukarek
znakowych nie potrafiły drukować grafiki. Dzięki
użyciu papieru samokopiującego służyły do szybkiego wydruku
kilku kopii dokumentu jednocześnie. Urządzenia
wykorzystywano przede wszystkim do przygotowywania masowych
wydruków tekstowych, do drukowania m.in. list
-
TECHNOLOGIE DRUKU Maszyny i urządzenia drukujące
Druk igłowy ZSTE w Kaliszu
5
płac w zakładach pracy, wyciągów z kont bankowych rozsyłanych do
klientów, czy bilingów i rachunków
telefonicznych.
PIERWSZA DRUKARKA IGŁOWA
Drukarki igłowe (ang. Dot Matrix Printer) zwane również
mozaikowymi, należą do drukarek
matrycowych, ponieważ drukują znaki i grafiki, które powstają na
bazie matrycy składającej się z określonej liczby
punktów. W 1970 roku firma DEC (Digital Equipment Corporation)
zaprezentowała pierwszą na świecie mozaikową
drukarkę igłową DEC LA30, która pozwalała na drukowanie prostej
grafiki.
Rys. 9 Drukarka DEC LA30
BUDOWA DRUKARKI IGŁOWEJ
Rys. 10 Drukarka igłowa Epson FX-890
-
TECHNOLOGIE DRUKU Maszyny i urządzenia drukujące
Druk igłowy ZSTE w Kaliszu
6
Rys. 11 Elementy drukarki igłowej
Rys. 12 Budowa drukarki igłowej
-
TECHNOLOGIE DRUKU Maszyny i urządzenia drukujące
Druk igłowy ZSTE w Kaliszu
7
ZASADA DZIAŁANIA
Drukarka igłowa należy do drukarek uderzeniowych. Jej zasada
działa jest podobna do maszyny do
pisania, jednak zamiast używania specjalnych młoteczków z
czcionką używane są igły. Obraz na pierwszej
warstwie papieru tworzony jest przez taśmę barwiącą, która
znajduje się pomiędzy igłą a papierem.
Rys. 13 Taśma barwiąca
W drukarce papier dociskają do gumowego wałka rolki. Po
uderzeniu igły barwnik z taśmy zostaje
przeniesiony na papier. Obraz na kopiach powstaje w wyniku
zastosowania papieru samokopiującego. Energia
uderzenia w pierwszą warstwę przekazywana jest warstwom, które
znajdują się pod nią. Jeżeli mamy dobrej jakości
drukarkę, to obraz może powstawać jednocześnie na oryginale i
nawet 9 kopiach. Ilość drukowanych kopii zależy od
siły z jaką igła drukarki może uderzać w papier.
Rys. 14 Papier samokopiujący
Rys. 15 Zasada działania mechanizmu igłowego
-
TECHNOLOGIE DRUKU Maszyny i urządzenia drukujące
Druk igłowy ZSTE w Kaliszu
8
GŁOWICA DRUKUJĄCA
Gdy drukarka nie drukuje, pole magnetyczne wytworzone przez
magnes zatrzymuje igłę wewnątrz głowicy
drukującej. Wokół magnesu nawinięty jest przewód, tworząc
elektromagnes. W czasie druku przez
elektromagnes przepływa prąd i wytwarza pole elektromagnetyczne
przeciwne do pola magnesu stałego. W wyniku
zmiany polaryzacji sprężynka ma możliwość wypchnięcia igły z
głowicy. Igły uderzają w papier poprzez taśmę
barwiącą, która pozostawia ślad w postaci kropki. Przy druku
powtarzanym w regularnych odstępach na papierze
jest tworzony obraz złożony z siatki punkcików i wysokości
odpowiadającej wysokość głowicy. Po wydrukowaniu
jednej linii papier jest przesuwany w górę i drukowana jest
następna linia. Głowica drukująca zamocowana na
karetce zwanej również wózkiem, przesuwa się do miejsca, w
którym zaczyna drukować kolejną linię.
Rys. 16 Pracująca głowica drukująca wraz z taśmą barwiącą
Rys. 17 Głowica drukująca
Głowica drukuje w liniach poziomych, które tworzą obraz w
połączeniu z następnymi liniami. Transport
papieru odbywa się zwykle tak samo jak w maszynie do pisania –
za pomocą wałka, do którego papier jest
dociskany rolkami. Papier z perforowanymi marginesami (tzw.
składanka) przesuwany jest za pomocą zębatek
ciągnących.
Głowica może być wyposażona w 9 do 48 igieł, umieszczonych w
jednym lub dwóch rzędach. Najczęściej
liczba ta waha się pomiędzy 9 a 24 igłami. Każda z tych igieł
jest napędzana małą sprężynką. Drukarki igłowe mogą
pracować zarówno w trybie tekstowym jak i graficznym.
-
TECHNOLOGIE DRUKU Maszyny i urządzenia drukujące
Druk igłowy ZSTE w Kaliszu
9
Rys. 18 Igły głowicy drukującej
STEROWANIE GŁOWICĄ DRUKARKI
Rys. 19 Sygnały sterujące głowicą i karetką w uproszczeniu
W rzeczywistości dochodzą jeszcze inne sygnały np. powrotu
karetki lub skoku wałka. Te sygnały są
generowane w sterowniku m.in. podczas tzw. formatowania, czyli
ustawienia strony w trakcie tworzenia dokumentu
w edytorze tekstu, w zależności np. od wielkości czcionki,
marginesów, itp.
PAPIER W DRUKARKACH IGŁOWYCH
W drukarkach igłowych papier w pojedynczych arkuszach
porzesuwany jest za pomocą wałka, do którego
dociskany jest przez rolki, natomiast papier komputerowy
poskładany w arkusze (tzw. składanka) poruszany jest
za pomocą wałka i zębatek, które ciągną papier za perforowane
marginesy. Do przesuwania papieru
perforowanego służy tzw. napęd traktorowy, z kołami lub paskami
zębatymi o rozstawie zębów takim jak otwory w
papierze (12,7 mm). Za prawidłową pracę głowicy i przesuwanie
papieru odpowiadają układy sterowania wraz z
silniczkami krokowymi, które sterowane są instrukcjami
otrzymywanymi z komputera.
DRUK KOLOROWY
Niektóre modele drukarek igłowych zostały wyposażone w możliwość
druku kolorowego. Aby drukować w
kolorze drukarki te potrzebują specjalnej taśmy, która zamiast
taśmy koloru czarnego ma taśmę z równoległymi
pasmami w czterech kolorach. Zanim igła uderzy w taśmę dochodzi
do takiego przestawienia taśmy, aby na
wysokości głowicy znajdował się odpowiedni kolor. Podczas
drukowania w kolorze igły przenoszą barwnik pomiędzy
pasami kolorów na taśmie, w związku z czym z czasem dochodzi do
znacznego zabrudzenia taśmy.
-
TECHNOLOGIE DRUKU Maszyny i urządzenia drukujące
Druk igłowy ZSTE w Kaliszu
10
ZASTOSOWANIE
Drukarki igłowe były bardzo popularne w latach 80. i 90. Obecnie
drukarki te są wciąż niezastąpione i można
je spotkać w urzędach, bankach, hurtowniach i sklepach, gdzie są
stosowane do drukowania dokumentacji, etykiet
wysyłkowych, formularzy czy faktur.
Drukarki igłowe do zastosowań masowych i dużych nakładów: EPSON
DFX-9000 i Printronix serii P8000:
drukowanie etykiet logistycznych, dokumentów przewozowych,
bieżących dokumentów księgowych, korespondencji
masowej do klientów, np. potwierdzenie salda, gdzie
korespondencja z klientami narzuca estetyczny wygląd
dokumentu, itp…
EPSON DFX-9000 to najszybsza w swojej klasie 9-igłowa drukarka
matrycowa przeznaczona do dużych
obciążeń - szybkość druku 1.550 znaków na sekundę, drukuje
maksymalnie 10 częściowe formularze (1 oryginał +9
kopii)
Rys. 20 Drukarka igłowa EPSON DFX-9000
Rodzina drukarek wierszowych Printronix serii P8000 - szybkość
wydruku wynosi od 500 do 2000 linii na minutę.
Rys. 21 Drukarki igłowe Printronix serii P8000
WADY I ZALETY DRUKAREK IGŁOWYCH
Zalety:
- umiarkowanie niska cena,
- duża szybkość druku,
- niewielkie koszty eksploatacji.
Wady:
- bardzo uciążliwa i głośna praca,
- słaba jakość druku.