Задания для практической работы
1 Схематично зарисовать устройство ЖК монитора. Составить таблицу с указанием основных узлов ЖК монитора и их назначения.
2 С помощью рисунков пояснить способ получения изображения на ЖК дисплее.
3 Составить таблицу с указанием параметров ЖК дисплеев, их значений и способов измерения.
4 Найти в сети Интернет информацию по ЖК мониторам. Выбрать два-три монитора, соответствующие требуемым параметрам.
Контрольные вопросы
1 Что такое TFT? Какую функцию он выполняет?
2 Будет ли светиться ЖК ячейка при подаче на нее напряжения? При отсутствии напряжения? При небольшом значении напряжения?
3 Как измеряется время отклика? За счет чего появляется такая характеристика?
4 В чем заключается метод эмуляции недостающих цветов?
Практическое занятие № 10
«Изучение работы и конструкции пьезоэлектрических струйных принтеров»
Цель работы:изучить принцип работы и конструкцию печатающей головки пьезоэлектрических струйных принтеров.
Студент должен
уметь:
эксплуатировать и обслуживать средства вычислительной техники;
знать:
основные периферийные устройства и их работу.
Краткие теоретические и учебно-методические материалы по теме практической работы
В различных моделях современных струйных принтеров применяются несколько технологий печати, хотя все они основаны на построении изображения из капель чернил, выбрасываемых через специальные сопла печатающей головки на носитель (бумагу или пленку). В настоящее время широко применяются три технологии:
|
|
|
1 Струйная печать с электростатическим управлением. Управление движением капель чернил осуществляется электростатическим полем. Эта технология применяется, например, в принтерах, предназначенных для маркировки товаров.
2 Термоэлектрическая (пузырьково-струйная) печать. Капли чернил выбрасываются на носитель за счет давления расширяющихся пузырьков пара. Пар образуется при испарении растворителя чернил под действием нагревателя. Применяется в принтерах Canon и Hewlett-Packard.
3 Пьезоэлектрическая печать. Чернила выбрасываются на носитель за счет колебания активных пьезоэлементов, находящихся в соплах печатающей головки. Применяется в принтерах Epson.
Основа работы пьезоэлектрической печатной головки – пьезоэффект – способность некоторых материалов создавать электрический заряд при деформации или изменять свою форму под действием приложенного напряжения (эффект обратим).
Основными достоинствами этой технологии является возможность контроля размера капель, что позволяет достичь высокого качества при печати полутоновых изображений, а также то, что при работе такой печатающей головки не происходит активного выделения тепла. К недостаткам пьезоэлектрической печати относится высокая цена печатающей головки (и, соответственно, всего принтера) и чувствительность к наличию в чернилах пузырьков растворенного воздуха. Причина этого явления в том, что воздух, в отличие от чернил, легко сжимается. Поэтому при подаче управляющего сигнала в камере будет происходить не вытеснение чернил из сопла, а сжатие пузырька. Это приведет к сбою в системе контроля размера капель или выведет сопло из строя.
|
|
|
Как правило, печатающие головки, основанные на данной технологии печати, являются стационарными, то есть замене подлежит только чернильница.
При изготовлении пьезоэлектрической печатающей головки можно использовать разные типы деформации активных элементов. Они различаются по тому, каким образом изменяется форма активного элемента при приложении к нему электрического напряжения.
В настоящее время используются два вида деформации: продольная и сдвиговая.
Рисунок 10.1 – Виды деформации пьезоэлементов (элемент после приложения напряжения изображен серым цветом): А - изменение формы элемента при сдвиговой деформации; В - изменение формы элемента при продольной деформации
|
|
|
Конструкции печатающих головок зависят от вида деформации. Первыми появились печатающие головки, использующие продольную деформацию пьезоэлемента. Они широко применяются и в настоящее время.
Рисунок 10.2 – Пьезоэлектрическая печатающая головка
с продольной деформацией активного элемента
1 Пьезоэлемент – основной компонент сопла печатающей головки.
2 Мембрана отделяет пьезоэлемент от камеры с чернилами. Пьезоэлемент и проводники, подводящие управляющие сигналы, следует защитить от воздействия растворителя чернил.
3 Сопло – обеспечивает формирование капли чернил.
4 Камера с чернилами. Т.к. размеры пьезоэлемента под действием управляющих сигналов изменяются незначительно, для эффективного выталкивания капель через сопло необходима большая площадь соприкосновения пьезоэлемента и чернил (через мембрану). Для этого используются специальные расширения подводящих каналов.
5 Корпус сопла с подводящим каналом соединяет воедино все части головки и обеспечивает подачу чернил. Поскольку пьезоэлемент постоянно вибрирует с высокой частотой, корпус должен быть достаточно прочным и устойчивым к вибрации.
|
|
|
Принцип действия такой печатающей головки довольно прост. При подаче на пьезоэлемент управляющего сигнала происходит изменение его формы, что создает давление на мембрану. Мембрана выгибается в сторону камеры с чернилами и вытесняет некоторое количество чернил через сопло. Регулируя напряжение, приложенное к пьезоэлементу (и, соответственно, изменение его толщины), можно контролировать размер вылетающих из сопла капель.
Печатающие головки с продольной деформацией позволяют использовать простые по форме пьезоэлектрические элементы, что упрощает производство. Однако возникает необходимость изоляции электрических проводников от чернил. Кроме того, необходимо обеспечить соединение пьезоэлемента с корпусом и мембраной. Поскольку эти части головки делают из разных материалов, возникает проблема выбора способа сборки печатающей головки. Эта задача усложняется специфическими условиями работы – постоянной вибрацией.
При использовании сдвиговой деформации кристалл пьезоэлемента «перекашивается». В печатающих головках со сдвиговой деформацией применяются активные элементы сложной формы, образующие стенки камеры с чернилами, которая находится перед соплом. Камера с чернилами образуется двумя пьезоэлементами, имеющими сходную форму, но разные направления поляризации. Из-за этого различия при подаче управляющего напряжения пьезоэлементы «изгибаются» в разные стороны – камера «схлопывается», вытесняя каплю чернил. Как в случае продольной деформации, изменяя управляющее напряжение, можно менять величину деформации и контролировать размер получаемой капли.
Рисунок 10.3 – Устройство и принцип работы сопла печатающей головки
со сдвиговой деформацией
1 Верхняя пьезоэлектрическая пластина – пластина из пьезоэлектрического материала, имеющая специальные выступы. Эти выступы являются активными элементами сопла: за счет их движения происходит выталкивание из сопла капель чернил.
2 Нижняя пьезоэлектрическая пластина по конструкции аналогична верхней пластине, но имеет противоположное направление поляризации. Выступы верхней и нижней пластин, смыкаясь, образуют боковые стенки камеры сопла. В эту камеру подаются чернила.
3 Точки приложения управляющего напряжения. В местах соединения выступов пластин прокладываются проводники для подачи управляющих сигналов к активным элементам. Изменяя полярность управляющего напряжения, можно вызывать их деформацию в разных направлениях.
4 Сопло. Оно выполняется не в пьезоэлектрическом материале, а в специальной металлической пластине, которая обращена к носителю изображения.
Печатающая головка со сдвиговой деформацией пьезоэлемента имеет более простую конструкцию, чем головка с продольной деформацией. Это позволяет упростить и удешевить сборку печатающих головок. Правда, достигается такое упрощение за счет применения сложных по форме и технологии производства пьезоэлектрических пластин.
Рассмотрим принцип действия такой печатающей головки. Он включает четыре этапа:
1 Готовность к работе. Управляющее напряжение отсутствует, выступы пьезоэлектрических пластин не деформированы, и камера сопла имеет свои исходные размеры.
2 Подача управляющего напряжения, набор чернил в камеру сопла. К пьезоэлементам прикладывается управляющее напряжение. Выступы нижней и верхней пластин деформируются в разные стороны, что приводит к увеличению объема камеры сопла. В образовавшуюся пустоту через систему подачи набираются чернила.
3 Смена полярности управляющего напряжения, выталкивание капли чернил. Смена полярности управляющего напряжения приводит к тому, что выступы пьезоэлектрических пластин деформируются в обратном направлении. Объем камеры сопла уменьшается, и из нее через сопло выталкивается капля чернил. Изменением управляющего напряжения на этапах 2 и 3 можно регулировать степень деформации выступов пластин и, следовательно, изменение объема камеры сопла, то есть размер образующихся капель чернил.
4 Возврат в исходное состояние. После снятия управляющего напряжения стенки сопла возвращаются в исходное состояние. Система готова к повторению цикла (печати следующей точки).
Дата добавления: 2018-05-12; просмотров: 1109; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!