Содержание к диссертации
Введение
Глава 1. Классификация, анализ принципов функционирования и оценка качества оптических и термографических устройств регистрации и отображения с линейной записью информации
1.1. Разработка классификации линейных принтеров и проекторов (ЛП)
1.2. Анализ особенностей функциоиирования и технических характеристик оптических устройств регистрации с линейной записью информации
1.3. Разработка принципов функционирования рельефографических микрооптико-электромеханических устройств в системах регистрации и отображения информации
1 4. Анализ развития и современного состояния термографических линейных принтеров
1.5. Исследование методов формирования и оценка качества изображения в монохромных и цветных линейных проекторах и принтерах
1.6. Основные цели и научные задачи диссертационной работы
Выводы по главе 1
Глава 2 Исследование и разработка и линейных проекторов и принтеров с рельефографическими модуляторами света
2.1. Разработка теории преобразования сигналов в рельефографических оптико-электромеханических системах с электродным управлением
2.2. Разработка теории цилиндрического шлирен-проектора для воспроизведения линейной рельефной записи
2.3. Разработка цветного лазерного рельефографического проектора
2.4. Разработка и экспериментальные исследования опытных образцов рельефографических модуляторов света
Выводы по главе 2
Глава 3. Разработка и исследование путей создания линейного принтера с жидкокристаллическим модулятором света
3.1 Анализ технических характеристик ЖК - принтера, обоснование требований к оптической печатающей головке
3.2. Исследование принципов функционирования оптических печатающих головок в ЖК - принтерах
3.3. Разработка и экспериментальные исследования ЖКМС и ОПГ для ЖК -принтера
3.4. Светоэнергетический расчет линейного ЖК -принтера
3.5. Разработка и исследование жидкокристаллического устройства регистрации с мультиплексным управлением
Выводы по главе 3
Глава 4. Разработка и исследование термографических линейных видеопринтеров
4.1. Анализ устройства и принципов работы монохромных и цветных термографических видеопринтеров
4.2. Разработка классификации и анализ технических характеристик термопеча-тающих головок
4.3. Разработка теории цветообразования в термохимических бумагах и термосублимационных материалах
4.4. Разработка метода сенситометрических испытаний термочувствительных материалов и сентитометра
4.5. Динамические испытания термочувствительных материалов и термопечатаю-щих головок
4.6. Разработка электрической и тепловой модели термопечатающеи головки для видеопринтеров
4.7. Разработка контроллеров для цветных и монохромных видеопринтеров
4.8. Разработка контроллера полутонов и алгоритма печати линейной градационной шкалы
4.9. Обоснование выбора способа реализации преобразователя цветов и цвето-корректора ЦТВП
4.10. Разработка механизмов печати для видеопринтеров
4.11. Выводы по главе 4
Глава 5. Разработка, исследования и испытания экспериментальных макетов и опытных образцов устройств регистрации и отображения с линейной записью информации
5.1. Разработка и испытания экспериментальных образцов рельефографических линейных проекторов и принтеров
5.2. Разработка и экспериментальное исследование электрографического модуля с ЖКМС в режиме регистрации информации
5.3.. Разработка, изготовление и испытания термографических видеопринтеров «ЭЛУР-ТВП-3», «ЭЛУР-ТВП-4» Выводы по главе 5
Заключение, основные результаты и выводы по работе в целом
Список литературы
- Анализ особенностей функциоиирования и технических характеристик оптических устройств регистрации с линейной записью информации
- Разработка теории цилиндрического шлирен-проектора для воспроизведения линейной рельефной записи
- Исследование принципов функционирования оптических печатающих головок в ЖК - принтерах
- Разработка классификации и анализ технических характеристик термопеча-тающих головок
Введение к работе
Разработка теории преобразования сигналов в рельефографических оптико-электромеханических системах с электродным управлением
Разработка теории цилиндрического шлирен-проектора для воспроизведения линейной рельефной записи
Разработка цветного лазерного рельефографического проектора
Разработка и экспериментальные исследования опытных образцов рельефографических модуляторов света
Выводы по главе 2 *
Анализ особенностей функциоиирования и технических характеристик оптических устройств регистрации с линейной записью информации
В 70-х- 80-х годах ХХ-го века интенсивно развивались научные направления и экспериментальные исследования, связанные с оптической обработкой, регистрацией, отображением информации, голографией, компьютерной оптикой и т.п. [1-7]. В устройствах оптической обработки, регистрации и отображения информации применялись пространственно-временные модуляторы света (ПВМС), построенные на различных физических принципах, и различные регистрирующие среды. Во многих случаях запись информации осуществлялась с помощью сфокусированного лазерного луча, линейно сканирующего по светочувствительному материалу, причём луч модулировался при экспонировании изображения строки набором последовательных данных. Светочувствительный материал перемещался вдоль строки непрерывно. Это приводило к формированию полного кадра изображения. В устройствах лазерной записи телевизионных изображений на кинопленку кадр изображения формировался на носителе сканированием (строчным и кадровым) [8, 9]. Для модуляции и сканирования лазерного луча использовалось большое число способов, включая акустооптические модуляторы и сканаторы [10-13], вращающиеся многогранные зеркала, зеркальные сканаторы и гальванометры, одновременное сканирование ряда параллельных строк и др. Хотя в каждом случае сканирование осуществляется разным способами, в основе этих способов записи лежит одна и та же техника растрового сканирования светового пятна.
Альтернативой растровому сканированию является способ, в котором весь линейный ряд световых модуляторов проектируется на светочувствительный материал одновременно. В таком регистрирующем устройстве вся строка освещается один раз, причем на линии сканирования каждому элементу изображения соответствует свой модулятор света (оптический затвор). Одним из первых регистрирующих приборов, построенных по такому принципу, является безинерционный самопишущий прибор HR 2000 фирмы Bell&Howell, сообщение о котором было опубликовано 1981 г. [14]. В нем использован модулятор света на основе лье-зокерамики (PZLT или в русском переводе ЦТСЛ- цирконат-титанат свинца легированный лантаном), имеющей 960 независимо управляемых элементов с двулучепреломлением света на основе поперечного электрооптического эффекта, оптически сопряженных с элементами изображения в строке записи. В [15] описан один из вариантов техники лазерной записи, при осуществлении которой лазерный луч расширяется в линию света, которая освещает небольшой линейный пространственный модулятор света.
Принтеры с магнитооптическими ПВМС В [20] описаны магнитооптические матричные модуляторы, которые имели 256 или 512 модулирующих элементов с электронным управлением и предназначены для быстрой оптической записи текста и черно-белых рисунков. Элементы изготовлены с помощью тонкоплёночной интегральной технологии. Принцип их работы основан на использовании термомагнитного коммутационного эффекта в тонких слоях железистого граната. Эффект модуляции оптического излучения происходит за счет фарадеевского вращения плоскости поляризации излучения при его прохождении через среду. Элементы модулятора расположены в виде решетки с периодом 75 мкм и позволяют создавать строку световых точек с высоким пространственным разрешением. С помощью оптики на носителе информации строится изображение светового точечного шаблона, возникающего при прохождении света. Несколько матричных модуляторов могут быть расположены последовательно в линию. Без внешнего охлаждения скорость записи составляет 2000 строк в секунду. Дальнейшее увеличение скорости ограничено тепловыми нагрузками. В плоскости носителя информации достигнуто разрешение 8 световых точек на миллиметр при диаметре точки 125 мкм.
Существенным компонентом в магнитооптической печатающей системе является све-токлапанная головка, одной из разновидностей которой является головка установки Lisa 2500 [21], разработанная фирмой Valvo (ФРГ) в 1989 г. ОЛПН с магнитооптическими модуляторами света применялись не только для печати текстов, но и для печати изображений. Так в 1987 году фирма "Олимпия" (ФРГ) представила устройство ELSA, базирующееся на том же самом магнитооптическом принципе [22]. Строка из 5 х 512= 2560 светопереключаїощих элементов отображалась посредством объективов на фотополупроводниковый барабан, и возникающее изображение переносилось известным копировальным способом на бумагу.
Рассмотренные выше ОЛПН с магнитооптическим принципом управления, сочетающим термическое и магнитное воздействие на световой затвор, наглядно иллюстрируют сходство термографических и оптических устройств с линейной записью информации.
В России также развивалось научно направление магнитооптики [23]. Широкоформатный принтер с магнитооптическим модулятором света разрабатывался в 1990-1992 годах рядом организаций. Головным исполнителем являлся Московский энергетический институт, руководитель работы д.т.н., профессор Попов А.И.. Автор данной диссертации в качестве научного руководителя от организации-соисполнителя проводил разработка контроллера для этого ОЛПН. Принтеры с жидкокристаллическими ПВМС С начала 1990-х годов разрабатывались и имели промышленное производство электрофотографические принтеры с жидкокристаллическими линейными одномерными модуляторами света (ЖК-принтеры). Основными достоинствами этих принтеров являются отсутствие движущихся частей призм и зеркал, повышенная надежность и невысокое энергопотребление. К числу фирм, выпускавших подобные принтеры, относятся такие фирмы как Data Technology, Casio и др. [24-28].
Известен целый ряд экспериментальных и промышленных образцов ЖК-принтеров и ЖКМС [24, 25, 27-35], отличающихся по конструкции электродов, ламп, осветительной оптики и т.п. В отличие от лазерных принтеров, ЖК-принтеры не нуждаются в синхронизированной оптической развертке луча и сложной оптике для фокусировки изображения на барабане. В ЖК-принтере все это заменяется относительно простой линейкой затворов. Их основной принцип действия не требует высокоточных оптико-механических узлов, как в лазерном принтере. Таким образом, ввиду специфики своей конструкции и функционирования, ЖК-принтеры могут быть меньше, легче и компактнее лазерных ПУ.
На важнейшие свойства ЖКМС оказывают влияние и условия управления, т.е. выбор схемы управления, а также амплитуда, полярности и частота следования управляющих сигналов. Совершенствование характеристик ЖКМС и оптимизация способов управления позволили создать разнообразные промышленные образцы принтеров, приближающиеся по своим качественным показателям к лазерным. Основные параметры промышленных ЖК-принтеров сведены в таблицу П. 1.1 (Приложение 1). В настоящее время печатающие головки для ЖК-принтеров выпускают ряд зарубежных фирм: Boulder Nonlinear System (http://www.bnonlinear.com), Meadowlark Optic (http:// meadowlark.com). ЖКМС фирмы Boulder Nonlinear System показан на рис. 1.3. Модулятор создает 4096 пикселей, размер пикселя 1 мкм х 6 мм (ширина х высота), шаг пикселей 1,8 мкм, активная зона 7,4 мм х 6 мм, скорость переключения с сегнетоэлектрическим ЖК-составом -300 мкс, модуляция полутонов 5-7 бит (32-128 градаций).
Учитывая то, что с помощью ЖК-принтеров можно формировать полутоновые и цветные изображения высокого качества (см. ниже), сфера применения этих устройств существенно расширяется, охватывая такие области, как факсимильная связь, медицина и т.д. Важным свойством ЖК-принтеров является их работа при относительно низких управляющих напряжениях и малая потребляемая мощность.
Разработка теории цилиндрического шлирен-проектора для воспроизведения линейной рельефной записи
Оптическая схема цилиндрического шлирен-проектора В рельефографических системах с двухмерными пространственно-временными модуляторами света применяют классические схемы шлирен-проекторов со сферической оптикой (рис. 1.8, 2.4). Эти шлирен-проекторы не пригодны для работы в РОЭМС с линейными одномерными рельефографическими модуляторами света, так не могут формировать изображение сжатой узкой световой строки, которую сканируют по кадру или записывают на светочувствительный носитель. Поэтому стояла задача разработки новых классов шлирен-проекторов специально для рельефографических систем с линейными одномерными модуляторами света. Подобных шлирен-проекторов на момент разработки не было.
Первый такой шлирен-проектор, названный «Рельеф-1», был разработан и изготовлен при участии автора в ходе выполнения НИР и описан в [204, 205]. Оптическая схема шлирен-проектора показана на рис. 2.22 и содержит точечный источник света 5, осветительную сферическую линзу 1, одномерный РМС 7, проекционную сферическую линзу 8, визуализирующую точечную диафрагму 6, промежуточное изображение 10. Дополнительно к перечисленным элементам, составляющим классический шлирен-проектор, «Рельеф-1» содержал специальный цилиндрический телескопический объектив-анаморфот, состоящий из отрицательной цилиндрической линзы 2, положительной цилиндрической линзы сжатия 3 и положительной цилиндрической проекционной линзы 4. Цилиндрический объектив-анаморфот проектирует на экран сжатое по высоте промежуточное изображение поверхности деформируемого носителя 10 в виде узкой строки, модулированной по яркости управляющими сигналами, поданными на РМС. Кадр изображения получали сканированием строки с помощью подвижного зеркала.
Теория и методика расчета характеристик данного проектора разработана автором и изложена в [204, 205, 206]. Недостатком данного проектора являлись достаточно большие размеры, так как каждая из последовательно расположенных оптических систем должна для выполнения своих функций иметь определенные габариты. Оптическая схема шлирен-проектора «Рельеф-1» телескопический объсктив-апаморфот должен быть длиннофокусным в плоскости Y. Для этого его габаритные размеры должны быть не менее 300 -500 мм. Таким образом общая габаритная длина оптической схемы «Рельеф-1» составляла 900-1200 мм. Вторым недостатком этой схемы являлось большое количество оптических элементов.
Развитием данного направления исследования стала разработка нового класса цилиндрических шлирен-проекторов (ЦШП), в которых устранялись отмеченные недостатки. Эвристический синтез структуры цилиндрического шлирен-проектора был проведен автором в [207]. На основе теоретических и экспериментальных исследований была выбрана оптимальная структура цилиндрического шлирен-проектора.
В данном разделе изложена теория расчета и оптимизации цилиндрических шлирен-проекторов, предназначенных для воспроизведения рельефной записи в РОЭМС с одномерными многоканальными модуляторами света.
В шлинен-проекторе положительная сферическая линза 1 и отрицательная цилиндрическая линза 2, являясь осветительными, одновременно образуют с положительной длиннофокусной линзой 3 сфероцилиндрический телескопический объектив и обеспечивают сжатие изображения точечного отверстия 5 в вертикальной плоскости (YOZ), называемой далее плоскостью сжатия. В горизонтальной плоскости (XOZ), называемой плоскостью визуализации, линза 1 и положительная цилиндрическая линза 4, совместно с непрозрачной линейной диафрагмой 6 образуют оптическую систему визуализации одномерной фазовой рельефной записи. Модулятор света 7 расположен между линзами 2 и 4. Расположение элементов оптической схемы позволяет при сохранении малых габаритов проектора получить большое фокусное расстояние телескопического объектива и большой коэффициент анаморфозы (А = 1004-200). Рис. 2.23. Оптическая схема цилиндрического шлирен-пректора В результате этого весь световой поток, проходящий через носитель записи, на экране 8 будет сведен в световую строку 9, которая в вертикальной плоскости является изображением точечного отверстия диафрагмы 5, а в горизонталыюй плоскости - визуализированным изображением носителя линейной записи.
Элементы строки можно лромодулировать по яркости и цвету модулятором 7. Строки 4 развертываются по кадру с помощью сканирующего зеркала 10. Для уменьшения момента инерции зеркала фокусное расстояние линзы 4 выбирают таким, чтобы ее фокальная плоскость располагалась на выходе линзы 3. В этом месте световой поток сжимается в вертикальную полосу и перекрывается диафрагмой 6. Зеркало установлено непосредственно за диафрагмой, плоскость зеркала здесь имеет наименьший момент инерции относительно оси сканирования.
Модулятор света 7 может быть выполнен в виде двух стеклянных пластин И и 12, расположенных параллельно с зазором 50-70 мкм. Одна из пластин имеет прозрачный проводящий слой 13, покрытый эластомерным деформируемым носителем записи 14, толщиной 20-30 мкм. Другая пластина имеет параллельные прозрачные электроды 15, число которых равно числу элементов разрешения в записываемой строке изображения.
Для воспроизведения цветных изображений электроды выполняют в виде трех секций, управляемых напряжениями записи основных цветов и освещаемых через трехцветный светофильтр 16. Цилиндрическая оптика сводит автоматически промодулированные световые лучи основных цветов в световую строку на экране. Как видно, проектор является оптическим устройством с двоякой симметрией. Это позволяет проводить расчет и оптимизацию оптических характеристик проектора отдельно для каждой плоскости симметрии, а затем определять результирующие характеристики и проводить дискретный синтез лучшего варианта по результирующим показателям качества. Методика и результаты расчетов опубликованы в [175,178,179,182,185,197, 207 и др].
Исследование принципов функционирования оптических печатающих головок в ЖК - принтерах
Рассмотрим свойства сегнетоэлектрических хиральных смектиков-С , основываясь на [6, 25]. Молекулы хиральных смектиков-С не имеют центра симметрии и плоскостей зеркальной симметрии, перпендикулярных оси. В смектической фазе С хиралыю-смектический жидкий кристалл (ХСЖК-С ) имеет слоистую структуру. В каждом слое длинные оси молекул расположены под определенным углом к поверхности слоя. Структура ХСЖК-С изображена на рис. 3.4. Для получения хороших оптических свойств переключающего затвора и высокого контраста требуется, чтобы в слоях, прилегающих к поверхностям стеклянных пластин 1, длинные оси молекул были ориентированы параллельно подложкам. Ориентация молекул определяется расположением директора П ЖК-молекул, совпадающего с направлением длинной оси в системе координат XYZ (рис.3.5). Ось X является нормальной к подложке, ось Ъ — нормальной к смектическому слою. Здесь предполагается, что смектическиЙ слой Дипольные моменты молекул Pg в сегнетоэлектрических ЖК перпендикулярны директору П и лежат в плоскости смектического слоя (рис.3.5), поэтому суммарный диполь-ный момент спиральной конфигурации в отсутствии внешних воздействий равен нулю. Под действием внешнего электрического поля Е, перпендикулярного оси спирали, возникает вращающий момент, который ориентирует все директоры так, что все дипольные моменты PQ оказываются выстроенными по полю. В результате возможна полная раскрутка спиральной структуры (рис.3.6), что соответствует монодоменному состоянию сегнетоэлектрика. Поле противоположного знака переориентирует диполи, а вместе с ними и директоры (рис.3.7). Таким образом, электрооптический отклик в слое сегнетоэлектрического ЖК зависит от полярности приложенного напряжения. Это характерно для линейных по полю электрооптических эффектов.
Современные теории электрооптических эффектов в ЖК используют модель жидкого кристалла в виде непрерывной упругой анизотропной среды. Электрическое поле вызывает такую деформацию ЖК, что результирующее распределение ориентации осей молекул (директора П) минимизирует свободную энергию объема ЖК, состоящую из упругой и диэлектрической компонент [224]. В [25] получены выражения для свободной энергии ЖК. Уравнения Эйлера для суммы энергий Wд, Wg, Wg дают кинетические уравнения изменения направлений директоров в виде Ф[І) при изменении приложенного напряжения.
В расчетах, проведенных в [25] для линейно нарастающего напряжения, получены следующие результаты. Во-первых, установлено, что процесс переключения между двумя состояниями (рис.3.6 и рис.3.7) сильно зависит от граничных условий: в случаях, когда энергия граничного взаимодействия сильно зависит от направлений р и S - (при больших Vj, и V2), на границах проявляется задержка в изменении ориентации по сравнению с тем, что происходит в объеме. Поэтому могут появляться переходные структуры с С-направленным изгибом во время переключения между двумя гомопереходными состояниями. Во-вторых, время оптического переключения возрастает при увеличении коэффициентов V, и 1 2. В связи с этим для реализации быстрого оптического переключения поверхностные покрытия должны быть выбраны из условия минимизации силы, направленной против изменения ориентации. Улучшенные характеристики с временем переключения 100 мкс при напряжении 15В были получены путем надлежащего выбора полиамидного материала поверхностного покрытия подложек.
Правильная и однородная ориентация слоя ЖК является важным условием нормальной работы модуляторов света. С этой целью на подложках должны быть созданы ориентирующие поверхности с микроскопической текстурой в виде параллельных бороздок. Основные методы получения текстуры: - натирание или полировка в определенном направлении; - бомбардировка электронным или ионным пучком; - гравировка поверхности электродов в виде решеток. Планарная ориентация ЖК на текстурированных поверхностях объясняется анизотропией упругих свойств, причем расположение молекул на поверхности подложек соответствует минимуму свободной энергии.
Разработка классификации и анализ технических характеристик термопеча-тающих головок
Термопечатающие головки (ТПГ) являются электронными устройствами, выполненными на основе высоких технологий, и выпускаются ограниченным числом зарубежных фирм. Автор данной работы, имея практическую необходимость применить высококачественные ТПГ в видеопринтерах, в 1992-1993 году установил и поддерживает многолетние научно-технические и деловые контакты с российскими (НИИ «Пульсар», ОАО Калужский радиоламповый завод «Восход») и ведущими японскими производителями ТПГ (KYOCERA
CORPORATION, ROHM ELECTRONICS). Высокая конкуренция на рынке электронных компонентов заставляет японских производителей постоянно обновлять и улучшать ассортимент изделий. Поэтому технические характеристики лучших образцов ТПГ, как правило, достаточно близки. Основываясь на технической документации японских фирм, в данном разделе автором разработана классификация ТПГ по ряду важных признаков, приведены диапазоны параметров для разных классов ТПГ, даны типовые характеристики и рекомендации по выбору ТПГ для различных применений. Подробно рассмотрены наиболее распространенные стандартные ТПГ. Материалы данного раздела были опубликованы в [133,134].
Конструкция ТПГ класса А1 была показана на рис. 1.15. Выше перечислены три основные метода термопечати: 1-прямая термопечать (ПТ) на термочувствительную бумагу; 2-термоперенос сублимационного красителя (ТПСК) с красящей ленты на специальную подложку с акцепторным слоем; 3-термоперенос расплавленного красителя с красящей ленты на бумагу (ТПРК). На рис.4.2 показана конструкция НЭ для разных классов ТПГ. В классе ВЗ (рис.4.2а) керамическая пластина 1 полностью покрыта слоем глазури 2, на которой размещены проводники 3 и резистивные НЭ 4, покрытые сверху слоями защитного покрытия 5. Проводники 3 подключены к общей шине бик драйверам 7. В классе В4 керамическая пластина 1 покрыта глазурью частично в виде "бугорка" 2 (рис.4.2б), что улучшает контакт с термочувствительным материалом и качество печати. В классе В5 с микроглазурью 2 (рис.4.2в) маленький бугорок глазури покрыт тонкопленочным резистором 4, на который нанесены алюминиевые проводники 3 и защитные покрытия 5. Зона нагрева формируется в разрыве проводников. В классе В16 (сочетание признаков классов В1 и В6) (рис.4.2г) проводники выполнены в виде \ встречно-штыревой структуры, на которую нанесен толстопленочный резистивный слой 3. Проводники 1 подключены к общей шине питания, управляющие электроды 2-к драйверам. Шаг электродов Dp (dot pitch). Каждая точка изображения печатается двумя участками рези-стивного слоя (2 нагревателя на точку). Размер точки Dw (dot width). Величина обратная шагу точек называется плотностью печати Dd (dot density). В классе В257 керамическая пластина 1 покрыта микроглазурью) и имеет алюминиевые электроды 2 с тонкопленочными ре-зистивными НЭ 3 (рис.4д). Точки изображения формируются одним нагревателем. Класс В257 имеет наибольшую скорость печати. Последними новшествами в конструкции нагревательных элементов является применение "двойной глазури" (double partial glaze), в которой выступ глазури в зоне НЭ повышает тепловую эффективность и улучшает изображение точки, "выпуклой глазури" (flash glaze), которая имеет более острый выступ, чем в двойной глазури, тонкой глазури "thin glaze", качественной глазури "fine glaze", суперкачествениой глазури "super fine glaze" и т.д. Уменьшенная толщина глазури, её особая форма с острым выступом под нагревательным элементом улучшает контакт НЭ с термочувствительным носителем и тепловую эффективность ТПГ.
В классе А1В8 линия НЭ 3 расположена на самом краю керамической пластины (размер s— 0). В результате диаметр вала d— х и ТПГ может печатать на плоской поверхности. В классе А1В9 линия НЭ расположена на торце ТПГ, что позволяет печатать на плоском носителе и располагать несколько ТПГ рядом (например, в цветной печати).
Схемы управления Типичная схема управления стандартной линейной ТПГ класса А1Б1 показана на рис.4.3. Она содержит последовательно-параллельный сдвиговый регистр 1 с входом данных Di, тактовым входом CLK, параллельно-параллельный регистр хранения 2 с входом управления LAT, буферные усилители 3 со стробами управления STB, нагревательные резисторы 4, подключенные к общей шине питания с напряжением VH. Напряжение питания логических элементов Vdd. Термистор 5 служит для контроля температуры алюминиевого теплоотвода. Регистры 1,2 и буферы 3 выполнены на кристаллах интегральных схем (ИС) драйверов, имеющих не менее 64 выходов.
В интелектуальных ТПГ класса А1Б2 перед драйверами включены дополнительные ИС, которые запоминают предысторию работы каждого НЭ и его окружения за несколько предыдущих шагов и формируют различные уровни энергии печати для улучшения качества на высоких скоростях,
В полутоновых ТПГ А1БЗ используют многоразрядную шину входных данных. Для каждой точки вводится код градации яркости и длительность нагрева пропорциональна этому коду. Более подробно работа ТПГ в полутоновых видеопринтерах будет рассмотрена ниже.
Наиболее важными техническими характеристиками ТПГ, которые фирма-производитель представляет в полной технической документации, являются: количество точек (432-14592); плотность печати 2) (6,8,12,16 точек/мм); ширина печати рм (54-930 мм); напряжение питания НЭ VH (5,12,24 В); среднее значение сопротивления НЭ Rav (140-ЗООООм); мощность печати точки Ро (0,15-0,6 Вт/точка); энергия печати точки Ео (0,2-0,5 мДж/точка); цикл печати (0,5 -4 мс/линия); скорость печати (printing speed) PS (25-300 мм/с); продолжительность работы -до 108 циклов; стойкость на истирание - до 50 км отпечатанного термочувствительного материала; рабочая температура 5 - 45С. Кроме этого приводятся размеры нагревательных элементов, количество стробов Ncmp, количество входов данных Nex, механические параметры (максимально допустимый диаметр прижимного вала deajia, давление вала, твердость вала), типы разъемов и назначение выводов, временные диаграммы и электрические характеристики цепей, термистора и т.п.. Фирменная спецификация на ТПГ составляет как правило 12-15 листов и является достаточной документацией для проектирования термопечатающих устройств различного применения. Учитывая весьма широкий ассортимент современных ТПГ, для правильного выбора необходимо сначала сформулировать ) четыре главные требования: назначение ТПГ, ширина печати, плотность печати, рабочее напряжение для нагревательных элементов, так как именно по этим признакам представлены ТПГ в каталогах фирм. Рассмотрим более подробно стандартные термопечатающие головки двух ведущих японских фирм ROHM и KYOCERA.
