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La stampante è un dispositivo di output che consente la stampa dei dati elaborati; in commercio esistono modelli molto veloci ed economici, le più diffuse sono quelle a getto di inchiostro che spruzzano microscopiche goccioline d’inchiostro nero o colorato sul supporto cartaceo. Esistono comunque differenti tecniche di stampa come quella ad aghi, oggi poco impiegata, a laser, diffuse soprattutto nell’ambito aziendale, a sublimazione, impiegata in campo grafico. Le stampanti si possono collegare al pc attraverso la porta parallela, la porta usb, la porta bluethoot e possono essere suddivise in due grandi categorie:

In questo tipo di stampanti c'è un meccanismo che tocca in qualche modo la carta per imprimere il carattere da stampare. Tipiche stampanti ad impatto sono le seguenti:
stampanti a matrice di aghi, in cui una serie di piccoli aghi spingono appunto il nastro inchiostrato contro la carta imprimendola;
stampanti a caratteri, che funzionano come una macchina da scrivere ed hanno quindi un nastro con tutti i caratteri disegnati pronti per essere spinti contro il nastro inchiostrato e la carta.

Questo tipo di stampanti non toccano la carta per creare un'immagine, ma riescono ad imprimerla in altri modi. Le stampanti di questo tipo sono:
stampanti a getto d'inchiostro, che usano dei piccoli fori per spruzzare l'inchiostro sulla carta;
stampanti laser, che usano inchiostro secco (il toner) che viene appiccicato sulla carta mediante carica elettostatica;
stampanti termiche con carta autocromata in cui la carta è in realtà formata da tre strati (uno rosso, uno giallo ed uno blu) che vengono attivati mediante il calore prodotto in ogni singolo punto della carta stessa.
Sono le stampanti di vecchio tipo, ormai obsolete perché rumorose, molto lente e producono stampe di bassissima qualità. Usano una testina ad aghi che colpisce con forza un nastro inchiostrato posto tra la testina stessa e il foglio di carta come nelle vecchie macchine da scrivere. Ogni carattere è ottenuto dal riempimento o meno degli elementi di una matrice di punti: gli aghi della testina (da 9 a 24) sporgono o meno in funzione del carattere da formare. Il circuito di controllo fa sì che gli aghi vengano premuti nella sequenza opportuna a formare sulla pagina i caratteri desiderati, oppure una determinata immagine grafica; la risoluzione non supera i 300 dpi. Dpi (dot per inch) indica la risoluzione di stampa, cioè il numero di punti che la stampante è in grado di stampare all'interno di una superficie di area pari ad un pollice quadrato (2,54 x 2,54 cm2).

Le stampanti a getto d’inchiostro (o inkjet) producono stampe di qualità leggermente inferiore rispetto alle stampanti laser, sono generalmente più lente, ma anche più economiche e di dimensioni più contenute. Queste stampanti non sono ad impatto perché la testina non colpisce né un nastro, né la carta, ma, come le stampanti a matrice di punti, creano i caratteri come una serie di punti di inchiostro. Nelle inkjet è presente una cartuccia d’inchiostro: la testina stampante contiene una serie di beccucci, disposti come gli aghi su una linea verticale, che producono goccioline d’inchiostro (una singola goccia d’inchiostro è circa un milionesimo di quella di una goccia d'acqua che esce da un contagocce). Le stampanti a getto d’inchiostro permettono una risoluzione massima di 5760 dpi, tuttavia, i punti non hanno la stessa dimensione e l’inchiostro si sparge prima di asciugare. Impiegano cartucce separate per ciascuno dei colori principali (nero, blu, magenta e giallo), oppure una cartuccia composita contenente quattro serbatoi separati; contrariamente alla stampa laser, la stampa a getto d'inchiostro è solubile in acqua.

Usano una tecnologia simile a quella delle fotocopiatrici, sono adatte per grossi volumi di lavoro perché riescono a stampare molto velocemente e silenziosamente, offrendo inoltre la migliore qualità di stampa. Le stampanti laser (light amplification stimulated emission of radiation) sono considerate ”a pagina” poiché stampano un’intera pagina alla volta (a differenza di quelle a getto d’inchiostro che sono ”a carattere”, dato che viene inviato alla stampante un carattere alla volta). La memoria della stampante mantiene tutte le informazioni relative alla pagina, e il microprocessore, contenuto nella stampante, la compone. Il sistema operativo o il software del pc inviano segnali alla stampante laser per stabilire dove deve essere collocato sulla carta ogni puntino di toner di stampa; le istruzioni del processore della stampante attivano e disattivano rapidamente un fascio di luce laser. Uno specchio rotante deflette il fascio laser in modo che il percorso del fascio sia una linea orizzontale sulla superficie di un cilindro denominato tamburo o cartuccia fotoconduttrice organica. La combinazione di fascio laser acceso e spento e di spostamento del percorso del fascio attraverso il cilindro dà come risultato un gran numero di punti di luce che vanno a incidere sulla superficie del tamburo in fila. Quando il laser ha finito di inviare punti di luce su tutta la larghezza del tamburo, ruota, (di solito di 1/300 di pollice nella maggior parte delle stampanti) e il fascio laser passa alla successiva riga di punti.

Mentre il tamburo comincia a ruotare, una serie di ingranaggi e di rulli inserisce un foglio di carta nel motore di stampa. I meccanismi di trasporto del percorso della carta portano la carta vicino a un filo carico, da cui riceve una carica elettrostatica, che potrà essere positiva o negativa, secondo il tipo di stampante, supponiamo che sia positiva. Ciascun punto di luce, là dove colpisce il tamburo, provoca un cambiamento di carica in una pellicola a carica negativa (di solito di ossido di zinco e altri materiali), in modo che i puntini abbiano tutti la stessa carica elettrica del foglio di carta; la luce modifica la carica portandola da negativa a positiva. Ogni carica positiva segna un punto che alla fine verrà stampato in nero sulla carta; le aree del tamburo che non sono toccate dal fascio laser mantengono la loro carica negativa e produrranno, sulla copia finale, aree bianche. Quando il tamburo compie metà della sua rotazione, entra in contatto con una vaschetta che contiene una polvere nera, il toner, che una carica elettrica negativa, l'opposto delle cariche create sul tamburo dal fascio laser. Poiché le particelle con cariche opposte si attraggono a vicenda, il toner si fissa al tamburo in una configurazione di puntini là dove il fascio laser ha creato una carica. Nel continuare la sua rotazione, il tamburo esercita una pressione contro il foglio di carta alimentato dal percorso della carta. Benché la carica elettrica sulla carta sia la stessa della carica del tamburo creata dal fascio laser, la carica della carta è più forte e stacca il toner dal tamburo. Il trattore spinge la carta fuori dalla stampante, di solito con la faccia stampata rivolta in basso, in modo che le pagine si dispongano nell'ordine corretto. Un altro insieme di rulli spinge la carta attraverso la parte del motore di stampa chiamata sistema di fusione. Qui pressione e calore legano il toner in modo permanente alla carta, fondendo e comprimendo una cera che fa parte del toner. Il calore del sistema di fusione è quello che rende calda la carta appena uscita dalla stampante. La rotazione del tamburo ne porta la superficie in prossimità del filo corona, un filo chiamato così perché l'elettricità, attraversandolo, crea attorno ad esso una corona, un anello di carica positiva. La corona riporta l'intera superficie del disco alla sua carica negativa originale, così che il fascio laser possa disegnare una nuova pagina. Per avere una qualità quasi tipografica, che è la sua caratteristica principale, una stampante laser deve controllare contemporaneamente cinque operazioni diverse:
deve interpretare i segnali provenienti da un computer;
deve tradurre quel segnali in istruzioni che controllano il movimento di un fascio laser;
deve controllare il movimento della carta;
deve sensibilizzare la carta in modo che accetti il toner nero che costituirà l'immagine;
deve fondere l'immagine sulla carta. Questo metodo si definisce ”a scritture del nero” perché i punti incisi dal laser sul tamburo sono i punti che risulteranno neri sulla stampa finale. Esiste però un sistema di funzionamento alternativo per le stampanti laser, che produce risultati notevolmente differenti. Questo metodo è detto ”a scrittura del bianco” perché là dove colpisce il fascio laser viene creata una carica dello stesso segno di quella del toner e il toner viene attratto verso le aree non colpite dal fascio di luce; le stampanti di questo tipo producono aree di nero più carico, mentre le stampanti a scrittura del nero in genere danno particolari meglio definiti. Le stampanti laser producono copie su carta più rapidamente della stampante a matrice di punti e le pagine sono definite con maggiore nitidezza; dispongono di un buffer di stampa (memoria interna alla stampante), normalmente di 64 MB, per garantire la perfetta riuscita della riproduzione grafica e per quanto si può prevedere, continueranno ad essere nel futuro lo standard per la stampa di qualità. Nelle stampanti laser la velocità di stampa è strettamente legata al motore di stampa e quindi all'insieme di parti meccaniche ed elettroniche che caratterizzano lo stesso processo, nonché dalle modalità di stampa adottate quale PCL, PostScript e così via; altro aspetto che condiziona la velocità di stampa è la tipologia del documento stampato e quindi se questo è composto da solo testo, testo più grafica, o solo grafica. I valori forniti dai vari costruttori sono solo indicativi e solo prove sul campo possono evidenziare questi differenti aspetti. Le attuali velocità di stampa possono variare dalle 6 ppm (pagine per minuto) fino alle 60 e più ppm per le stampanti di rete. L'elettronica ha il compito di elaborare le immagini da stampare e di governare il dispositivo ottico di stampa, sia esso laser o LED; il tutto è gestito da una CPU posta sul circuito integrato della stampante. L'insieme di tutti questi aspetti, CPU ed elettronica della stampante, quantitativo di memoria, dispositivo ottico (sorgente laser e movimentazione specchio), rullo di stampa e suo rivestimento fotosensibile, tipologia del toner utilizzato e sue caratteristiche chimiche, tecnologia ”resolution enhancement” adottata, modalità di stampa adottata, tipologia del documento stampato, contribuiscono a determinare la velocità di stampa. Abbiamo visto che nelle stampanti laser la stampa avviene per punti, dato che sia il fascio laser che la luce emessa da un LED caricano elettricamente dei singoli punti sulla superficie del tamburo di stampa:è ovvio che date le piccole dimensioni dei punti, anche il risultato finale della stampa sarà teoricamente buono. Possiamo definire due differenti risoluzioni, una reale, funzione delle caratteristiche della stessa stampante, del motore che governa l'avanzamento del foglio, dell’ elettronica, del software ecc.., ed una virtuale ottenuta adottando particolari accorgimenti atti a migliorare l'effetto visivo di quanto stampato e anch'essa inevitabilmente legata alle caratteristiche della periferica.

Come detto, è funzione delle caratteristiche della stampante e del processo di stampa; sappiamo che per risoluzione intendiamo il numero di punti per pollice che vanno a formare il testo o l'immagine, maggiore è questo numero, maggiore sarà la qualità della stampa. La risoluzione si divide tra quella orizzontale e quella verticale ed in genere viene espressa come 300 x 300 dpi, o 600 x 1200 dpi e così via; la risoluzione orizzontale, e quindi la capacità di definire un certo numero di punti per pollice, dipende da molti fattori tra cui il sistema ottico, pertanto dipende dal dispositivo laser e dal movimento dello specchio che deve indirizzare in modo opportuno il fascio sul rullo; è ovvio che tutto è condizionato dall'elettronica della stampante e dalla sua capacità di gestire l'accensione della sorgente laser nell'unità di tempo (frequenza di accensione), dalla velocità con cui vengono elaborati e poi inviati i segnali al dispositivo ottico, dalla movimentazione dello stesso specchio.

La stampa avviene per punti e quindi possono manifestarsi problemi relativi alle scalanature delle linee curve, sia per grafica che per testo, e quindi situazioni che fanno diminuire la qualità visiva delle stampe; a questo proposito i vari costruttori hanno ottimizzato particolari algoritmi e tecniche di stampa in grado di migliorarne visivamente la qualità, rendendola confrontabile con quella generata da stampanti di maggiore risoluzione hardware.

Una stampante a sublimazione o dye (diffusion thermal transfer) usa una carta di fabbricazione speciale. Un foglio di carta è fissato a un tamburo per garantire che tutti i colori che vengono applicati in passate successive, siano “a registro”, cioè perfettamente allineati fra loro. Quando il tamburo gira, altri ingranaggi nella stampante fanno ruotare un rotolo di pellicola di plastica. La pellicola (l'equivalente del nastro in altre stampanti) contiene coloranti cyan (blu), magenta, giallo e nero in bande della stessa larghezza e altezza del foglio di carta. Spostandosi alla stessa velocità della superficie del tamburo, la pellicola passa lungo la superficie della carta. Là dove il rullo di trasferimento è più vicino alla superficie della carta, migliaia di elementi riscaldanti fanno sì che il colorante subisca una sublimazione, cioè passi dallo stato solido a quello di gas senza passare attraverso lo stato liquido. Il colorante gassoso viene assorbito nelle fibre della carta. Dopo il trasferimento alla carta di un colore, il senso di rotazione del tamburo si inverte e la carta torna in posizione iniziale, poi il processo si ripete con un altro colore. Il procedimento viene ripetuto finché non sono state applicate alla carta tutte e quattro le bande di colore. Ciascuno degli elementi riscaldanti può produrre 256 temperature diverse. Quanto più elevata la temperatura, tanto maggiore è la quantità di colorante che sublima e viene trasferita alla carta, producendo una diversa gradazione di quel colore: così le stampanti a sublimazione possono produrre 16 milioni di colori diversi. La sublimazione spiega anche perché la risoluzione sembra superiore ai 300 punti per pollice. A differenza che in una stampante termica a trasferimento di cera, qui i puntini non hanno tutti le stesse dimensioni. Un elemento riscaldante che abbia una temperatura inferiore produce un punto più piccolo di uno a temperatura più alta. Il risultato è che la risoluzione apparente della stampa è di qualità fotografica.

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