Устройства вывода информации на бумажный носитель

Размещено на http://www.allbest.ru/

30

Размещено на http://www.allbest.ru/

Устройства вывода информации на бумажный носитель

Введение

Что бы ни говорили о превосходстве электронных носителей информации над бумажными, похоже, век бумаги и печатного текста пройдет еще не скоро. Давно известно, что напечатанный текст воспринимается совершенно иначе, чем его «электронная» копия на экране монитора. И до того светлого дня, когда безбумажный стандарт информации восторжествует и нам больше не придется переводить на бумагу весело шумящие леса... Мы будем печатать. А значит, что старина принтер останется таким же неизменным атрибутом любого офиса и даже квартиры. За последние пару лет в принтерном мире произошла настоящая революция. Бывшие некогда дорогой игрушкой струйные принтеры по цене «скатились» до уровня комплекта из хорошей мыши и клавиатуры. Примитивные, скрежетавшие на всю комнату игольчатые, матричные принтеры канули в Лету. Того и гляди, стандартом станут лазерные принтеры. Струйные, лазерные, матричные... Что стоит за каждым из этих терминов? А стоит ни много, ни мало -- целая эпоха... Матричные принтеры появились в эпоху, когда никто всерьез и не задумывался о серьезной работе с графикой. Практически все компьютеры работали в символьном режиме. А это значит, что точно таким же узким набором стандартных печатных символов оперировал и принтер.

Матричные принтеры назывались еще и игольчатыми. Их печатающее устройство содержало в себе некоторое число (9 или 25) иголок, которые выскакивали из головки и наносили удар по красящей ленте, похожей на машинописную. От удара иголочки на бумаге оставалась точка. А комбинация иголочек давала символ -- букву или цифру. В основном, конечно, матричные принтеры были черно-белыми. Однако довольно скоро появились и их цветные коллеги, работавшие с многоцветной печатной лентой. Такие уже неплохо справлялись и с графикой, выдавая полноцветные картинки... Матричные принтеры были достаточно быстрыми -- быстрее, чем многие из современных струйных принтеров. Недорогими в эксплуатации. И -- страшно шумными. Верещание и скрежет принтера могли превратить в инвалида умственного труда даже самого крепкого работника -- не в этом ли причина того, что эти устройства при первой же возможности «сошли со сцены», уступив место принтерам нового поколения -- струйным.

Струйные принтеры. Время символов ушло. Наступила эпоха Windows -- эпоха графики, красивых картинок, ярких, четких, типографского качества шрифтов. И на арену вышел новый тип принтеров -- струйные. Печатным устройством в этом принтере были уже не иголки и красящая лента, а емкость со специальными чернилами, которые выбрызгивались на бумагу из миниатюрных дырочек-сопел под большим давлением. На бумаге оставалась крохотная капелька, диаметр которой был в десятки раз меньше, чем диаметр точки от матричного принтера. Соответственно гораздо более четкими и реалистичными стали выдаваемые этим принтером картинки -- качество отпечатков последних моделей нетрудно перепутать с отпечатанными в типографии. И при этом струйные принтеры практически не шумели! Были (и есть до сих пор) у «струнников» и недостатки. Во-первых, скорость. Печать одной страницы текста на струйном принтере занимает от 30 секунд до 1--2 минут, а картинкии того дольше. Во-вторых, стоимость печати на струйном принтере до сих пор остается высокой: с учетом расхода чернил и стоимости специальной бумаги она составляет 10--25 центов за лист. А главное -- стоило капнуть на лист со «струйной» распечаткой каплю воды, чтобы чернила сразу же поплыли, образовав безобразную кляксу.

Основные положения

Устройства вывода на бумажный носитель разделяются на принтеры (или печатающие устройства) и плоттеры (или графопострои-тели). Считается, что принтеры предназначены в основном для вывода текста (хотя могут выводить и графические изображения), а плоттеры - для вывода графики (хотя могут выводить и тексты). Классификация устройств вывода на бумажный носитель приведена в таблице (Табл. 1):

Табл. 1

Порядок вывода данных	Способ реги-страции изображения при выводе	Принцип форми-рования символов на но-сителе	Рабочий формат	Конструк-ция	Работа с перьями	Внутрен-нее представ-ление выводимых данных
Символь-ные	Механи-ческие	Знако-синтези-рующие	Средне-форматные	Исполь-зующие прижим бумаги и движение пера	Исполь-зующие карусель	Векторные
Строчные	Не-механи-ческие	Полно-символьные	Крупно-форматные	Барабан-ные	Не исполь-зующие карусель	Растровые
Странич-ные			Мало-форматные	Планшет-ные

Порядок вывода информации определяет объем информации, который передается из буферной памяти периферийного устройства на печать за один цикл обращения к памяти.

Механические устройства

Механические устройства вывода используют ударный принцип действия - в случае принтеров, когда изображение получается на бумаге, благодаря красящей ленте или краске, которая наносится на поверхность печатающего элемента. При использовании светочувствительной бумаги ее цвет меняется без красконосителя. В случае графопостроителей для фиксации изображения используются карандаши, фитильные (аналог фломастера) и шариковые перья, инкографы. Немеханические устройства вывода используют в качестве принципа работы физико-химические процессы, возникающие в специальных носителях при воздействии различных источников энергии (светового потока, магнитного поля, электростатического напряжения, лазерного луча). Основными их типами являются: электрографические, магнито- (или ферро-) графические, электростатические, термические и струйные.

Полносимвольные устройства вывода имеют ограниченный набор символов, выводимых на бумагу. К таким устройствам относятся пишущие машинки, у которых набор выводимых символов установлен раз и навсегда при их изготовлении. Знакосинтезирующие устройства позволяют выводить практически любые изображения. К такому типу устройств вывода относятся все плоттеры, а также принтеры механического вида типа матричных и все немеханические принтеры. Конструкция, использующая прижим бумаги и движение пера, показана на риc. 1:

Рис. 1

1 - головка вывода, содержащая пишущий элемент. Может перемещаться в направлении оси Y;

2 - лист бумаги. Жестко закреплен на рабочем столе. Может перемещаться в направлении оси Х.

Барабанные устройства вывода отличаются от предыдущей конструкции тем, что размещают лист бумаги на барабане, вращение которого заменяет горизонтальные перемещения листа. Барабанные принтеры (англ. drum printer). Первый принтер, получивший название UNIPRINTER, был создан в 1953 году компанией Remington Rand для компьютера UNIVAC. Основным элементом такого принтера был вращающийся барабан, на поверхности которого располагались рельефные изображения букв и цифр. Ширина барабана соответствовала ширине бумаги, а количество колец с алфавитом было равно максимальному количеству символов в строке. За бумагой располагалась линейка молоточков, приводимых в действие электромагнитами. В момент прохождения нужного символа на вращающемся барабане, молоточек ударял по бумаге, прижимая её через красящую ленту к барабану. Таким образом, за один оборот барабана можно было напечатать всю строку. Далее бумага сдвигалась на одну строку и машина печатала дальше. В СССР такие машины назывались алфавитно-цифровыми печатающими устройствами (АЦПУ). Их распечатки можно узнать по шрифту, похожему на шрифт пишущей машины и «прыгающим» по строке буквам. Скорость вывода барабанного принтера была и остаётся самой высокой среди всех известных печатающих устройств, но и она далеко не являлась пределом возможности данной технологии. Печать производилась на рулонной бумаге, из-за чего системщики называли результат распечатки «простынёй».

Ромашковые (лепестковые) принтеры (daisywheel printer) по принципу действия были похожи на барабанные, однако имели один набор букв, располагающийся на гибких лепестках пластмассового диска. Диск вращался, и специальный электромагнит прижимал нужный лепесток к красящей ленте и бумаге. Так как набор символов был один, требовалось перемещение печатающей головки вдоль строки, и скорость печати была заметно ниже, чем у барабанных принтеров. Заменив диск с символами, можно было получить другой шрифт, а, вставив ленту не чёрного цвета -- получить «цветной» отпечаток.

Шаровые принтеры (IBM Selectric) по принципу действия похожи на ромашковые принтеры, но литероноситель (печатающая головка) имел форму шара с выпуклыми буквами. Этот образ лёг в основу логотипа Википедии.

Гусеничные принтеры (train printer). Набор букв закреплён на гусеничной цепи;

Цепные печатающие устройства (chain printer). Отличались размещением печатающих элементов на соединённых в цепь пластинах;

Телетайпные принтеры состояли из электромеханической части, повторяющей электрическую печатную машинку, и модема. То есть, в один блок были объединены электрическая клавиатура, электромеханический рычаговый символьный принтер и устройство приёма и передачи информации по каналу связи. Дополнительно подключалось устройство записи и считывания перфоленты, обычно 5-рядной (5-битной).

Разделение устройств вывода по принципу работы с перьями выполняется только для плоттеров. Использующие карусель имеют специальное хранилище перьев разного цвета, которое называется каруселью и находится в стороне от бумажного листа; если возникает необходимость смены пера, головка вывода перемещается к карусели, меняет перо и возвращается на прежнее место для продолжения вывода. В противном случае, когда карусель не используется, каждое перо хранится в своей головке, тогда никакие дополнительные перемещения не требуются.

Векторные устройства вывода используют представление выводимых данных как набор векторов. Например, выводимое изображение - цифра 1, шаблон для которой представлен на рисунке (Рис. 2):

В случае векторного представления данных это изображение задается набором векторов в системе координат XY, т.е. множеством {(xi, yi)}:

Рис. 2

В нашем случае i = {1,2,..., 15}, поскольку символ представлен пятнадцатью точками (на рис. 2 этим точкам соответствуют единицы). Головка вывода в этом случае перемещается относительно бумаги в различных направлениях и рисует из векторов различные изображения. К этим типам устройств вывода относятся перьевые и карандашные плоттеры.

Растровые устройства вывода используют представление изображения в виде растровой матрицы (Рис. 3), которая сканируется строка за строкой при выводе. Таким образом, изображение формируется из точек строго последовательно. По такому принципу работают немеханические устройства вывода.

0	0	0	0	0	0	0	0	0	0
0	0	0	0	0	1	0	0	0	0
0	0	0	0	1	1	0	0	0	0
0	0	0	0	1	1	0	0	0	0
0	0	0	0	1	1	0	0	0	0
0	0	0	0	1	1	0	0	0	0
0	0	0	0	1	1	0	0	0	0
0	0	0	1	1	1	1	0	0	0
0	0	0	0	0	0	0	0	0	0
0	0	0	0	0	0	0	0	0	0

В

Рис. 3

Наиболее распространенными являются матричные принтеры, электрографические, струйные и термические устройства вывода на бумажный носитель.

Матричные принтеры

Матричный принтер Epson FX-85

Принцип формирования изображения в матричном принтере

Матричные принтеры -- старейшие из ныне применяемых типов принтеров, их механизм был изобретён в 1964 году японской корпорацией Seiko Epson.

Изображение формируется печатающей головкой, которая состоит из набора иголок (игольчатая матрица), приводимых в действие электромагнитами. Головка передвигается построчно вдоль листа, при этом иголки ударяют по бумаге через красящую ленту, формируя точечное изображение.

Основными недостатками матричных принтеров являются монохромность (хотя существовали и цветные матричные принтеры, по очень высокой цене), очень низкая скорость работы и высокий уровень шума, который достигает 25 дБ.

Интерфейсы -- Один стандартный двунаправленный 8-разрядный параллельный интерфейс с поддержкой полубайтового режима IEEE 1284, один последовательный интерфейс EIA-232D

Выпускаются также высокоскоростные линейно-матричные принтеры, в которых большое количество иголок равномерно расположены на челночном механизме (фрете) по всей ширине листа.

Матричные принтеры, несмотря на полное вытеснение их из бытовой и офисной сферы, до сих пор достаточно широко используются в некоторых областях (банковское дело -- печать документов под копирку, и др.)

Сравнение с другими типами

· Качество печати. Очень низкое, сравнимое с качеством пишущей машинки. Впрочем, возможна графика.

· Цветопередача. Существовали цветные матричные принтеры с несколькими лентами, о какой-либо цветопередаче говорить не стоило. Впрочем, в те времена (1980-е) это был единственный способ настольной печати в цвете.

· Скорость печати. Для «обычных» 9- и 24-игольных принтеров в текстовом режиме -- десятки секунд на страницу, в графическом -- несколько минут. Высокоскоростные принтеры в несколько раз быстрее.

· Стоимость отпечатка. Крайне низка (расходный материал -- красящая лента). Отлично печатают на бумаге крайне плохого качества, что ещё снижает стоимость. Возможны нестандартные форматы бумаги, это важно для бланков строгой отчётности, которые делают из качественной бумаги (например, железнодорожный билет АСУ «Экспресс», 2011 год).

· Устойчивость отпечатка к внешним воздействиям. Очень хороша; отпечатки стойки к воде и трению. Следы от иголок дополнительно усложняют подделку документов. Со временем отпечатки выцветают.

· Возможная длина отпечатка. Не ограничена. Возможны ограничения спулера печати (как, например, в Windows-- печать идёт только страницами). Подача бумаги бывает ручная (поштучная) и рулонная.

· Экологичность. Громкий шум.

· Простота обслуживания. Работает в самых спартанских условиях. Прежде, чем кончиться, картридж предупреждает об этом неконтрастными отпечатками. Не имея возможности купить ленту, пользователи находили способы красить имеющуюся, вставляли в картридж ленту от пишущих машинок и т. д. При печати с рулона -- бумага практически не заминается.

Струйная технология

Струйная технология является на сегодняшний день самой распространенной для реализации цветных устройств вывода. Упрощенная схема струйного устройства вывода представлена на рисунке (Рис. 4):

лист бумаги

Рис. 4

В эмиттере под давлением из сопла поступают чернила. Ускоряющий блок электризует и ускоряет капельный поток, при этом каждой из капель сообщается определенный электрический заряд. В блоке управления изменяется траектория полета капель с помощью отклоняющих пластин, а также выполняется включение и отключение струи. Блок синхронизации синхронизует работу остальных устройств.

Струйные устройства вывода подразделяются на устройства непрерывного и дискретного действия. Последние, в свою очередь, делятся на две категории: с нагреванием чернил («пузырьковая» технология) и основанные на действии пьезоэффекта.

В простейшем случае принцип действия устройства по технологии непрерывного действия основан на том, что струя чернил, постоянно испускаемая из сопла печатающей головки, направляется либо на бумагу (для нанесения изображения), либо в специальный приемник, откуда чернила снова попадают в общий резервуар. В рабочую камеру чернила подаются микронасосом, а элементом, задающим их движение, является, как правило, пьезодатчик. Данный принцип действия использует сегодня очень небольшое количество устройств вывода.

При реализации дискретного метода с нагреванием чернил в каждом сопле печатающей головки находится маленький нагревательный элемент (например, тонкопленочный резистор). При пропускании тока через тонкопленочный резистор последний за несколько микросекунд нагревается до температуры около 500 градусов и отдает выделяемое тепло непосредственно окружающим его чернилам. При резком нагревании образуется чернильный паровой пузырь, который старается вытолкнуть через выходное отверстие сопла каплю жидких чернил. Поскольку при отключении тока тонкопленочный резистор также быстро остывает, паровой пузырь, уменьшаясь в размерах, «подсасывает» через входное отверстие сопла новую порцию чернил, которые занимают место «выстеленной» капли. Схема термоструйной головки показана на рис. 5:



Рис. 5

1 - сопловая пластина;

2 - тонкопленочная плата;

3 - корпус;

4 - резервуар для чернил;

5 - микрорезистор;

6 - сопловое отверстие.

Второй метод для управления соплом при дискретной технологии основан на действии диафрагмы, соединенной с пьезоэлектрическим элементом. Пьезоэффект заключается в деформации пьезокристалла под воздействием электрического поля. Изменение размеров пьезоэлемента, расположенного сбоку выходного отверстия сопла и связанного с диафрагмой, приводит к выбрасыванию капли и приливу через входное отверстие новой порции чернил.

Сопла (канальные отверстия) на печатающей головке струйных устройств вывода, через которые разбрызгиваются чернила, соответствуют «ударным» иглам матричных принтеров. Поскольку размер каждого сопла существенно меньше диаметра иглы (тоньше человеческого волоса), а количество сопел может быть больше, то получаемое изображение теоретически должно быть в этом случае четче. К сожалению, на практике это достигается только применением специальных чернил.

Струйные принтеры

Струйный принтер Epson CX3200

Принцип действия струйных принтеров похож на матричные принтеры тем, что изображение на носителе формируется из точек. Но вместо головок с иголками в струйных принтерах используется матрица дюз (т. н. головка), печатающая жидкими красителями. Печатающая головка может быть встроена в картриджи с красителями (в основном такой подход используется на офисных принтерах компаниями Hewlett-Packard, Lexmark). В других моделях офисных принтеров используются сменные картриджи, печатующая головка, при замене картриджа не демонтируется. На большинстве принтеров промышленного назначения чернила подаются в головы, закреплённые в каретке, через систему автоматической подачи чернил.

Существуют два способа технической реализации способа распыления красителя:

· Пьезоэлектрический (Piezoelectric Ink Jet) -- над дюзой расположен пьезокристалл. Когда на пьезоэлемент подаётся электрический ток, он (в зависимости от типа печатающей головы) изгибается, удлинняется или тянет диафрагму вследствие чего создаётся локальная область повышенного давления возле дюзы -- формируется капля, которая впоследствии выталкивается на материал. В некоторых головках технология позволяет изменять размер капли.

· Термический (Thermal Ink Jet) (также называемый BubbleJet, разработчик -- компания Canon, принцип был разработан в конце 1970-х годов) -- в дюзе расположен микроскопический нагревательный элемент, который при прохождении электрического тока мгновенно нагревается до температуры в несколько сотен градусов, при нагревании в чернилах образуются газовые пузырьки (англ. bubbles -- отсюда и название технологии), которые выталкивают капли жидкости из сопла на носитель.

Печатающие головки струйных принтеров создаются с использованием следующих типов подачи красителя:

· Непрерывная подача (Continuous Ink Jet) -- подача красителя во время печати происходит непрерывно, факт попадания красителя на запечатываемую поверхность определяется модулятором потока красителя (утверждается, что патент на данный способ печати выдан Вильяму Томпсону (William Thomson) в 1867 году). В технической реализации такой печатающей головки в сопло под давлением подаётся краситель, который на выходе из сопла разбивается на последовательность микро капель (объёмом нескольких десятков пиколитров), которым дополнительно сообщается электрический заряд. Разбиение потока красителя на капли происходит расположенным на сопле пьезокристаллом, на котором формируется акустическая волна (частотой в десятки килогерц). Отклонение потока капель производится электростатической отклоняющей системой (дефлектором). Те капли красителя, которые не должны попасть на запечатываемую поверхность, собираются в сборник красителя и, как правило, возвращаются обратно в основной резервуар с красителем. Первый струйный принтер, изготовленный с использованием данного способа подачи красителя, выпустила Siemens в 1951 году.

· Подача по требованию -- подача красителя из сопла печатающей головки происходит только тогда, когда краситель действительно надо нанести на соответствующую соплу область запечатываемой поверхности. Именно этот способ подачи красителя и получил самое широкое распространение в современных струйных принтерах.

Классификация

По типу печатаемого материала:

· Рулонный -- оснащаются системами подмотки и смотки рулонного материала, предназначены для печати на самоклейке, бумаге, холсте, банерной ткани

· Листовой твёрдый -- для печати на ПВХ, полистироле, пенокартоне. Лист материала фиксируется на станине при помощи вакуумного прижима или струбцинами. Каретка(оборудованная приводом движения по оси Х) закреплена на портале, который вместе с кареткой движется над материалом (по оси Y).

· Сувенирный -- перемещение заготовки относительно головы, по оси Y, обеспечивается сервоприводом подвижного стола, кроме этого стол оснащается механизмом регулировки расстояния между заготовкой и кареткой(для печати на заготовках разной высоты). Применяются для печати на дисках, телефонах, для маркировки деталей.

· Листовой гибкий -- для печати на бумаге и плёнке стандартных форматов (A3, A4 и т. п.). Оснащаются механизмом захвата и подмотки листового материала.

Кроме этого существуют струйные принтеры для 3D-печати объёмных форм.

По типу используемых чернил:

· Cольвентные чернила -- самый распространённый тип чернил. Сольвентные чернила применяются в широкоформатной и интерьерной печати. Характеризуются очень высокой стойкостью к воздействию воды и атмосферных осадков. Характеризуются вязкостью, зернистостью и используемой фракцией сольвента.

· Спиртовые -- широкого применения не получили, так как головы, печатающие спиртовыми чернилами очень быстро высыхают.

· Масляные -- используются в системах промышленной маркировки и для тестирования печатающих головок.

· Пигментные -- используются для получения изображений высокого качества, в интерьерной и в фото печати.

· УФ-отверждаемые чернила -- применяются как экологичная замена сольвентным чернилам и для печати на жёстких материалах.

· Термотрансферные чернила -- отличительная особенность термотрансферных чернил -- возможность, при помощи термопресса, перенести отпечатанное изображение с подложки на ткань. Используются для нанесения логотипов на одежду.

По назначению:

· Широкоформатные -- основное назначение широкоформатной печати -- наружная реклама. Широкоформатные принтеры характеризуются большой шириной печати (чаще всего 3200 мм), высокой скоростью печати (от 20 кв.м в час), не высоким оптическим разрешением. В последние годы большая часть широкоформатных струйных принтеров производится в Китае. Производители широкоформатных принтеров: WitСolor, Jeti, DGI, Flora, Infiniti. В России производителем широкоформатных принтеров является ИК "САН".

· Интерьерные -- область применения интерьерной печати -- печать элементов оформления интерьера, печать плакатов, информационных стендов, чертежей. Основной формат -- 1600 мм. Основные производители интерьерных принтеров: Roland, Mimaki.

· Фотопринтеры -- предназначены для печати фотографий, печатают на материалах малых форматов(обычно на рулонах шириной 1000 мм). Цветовая модель не хуже, чем CMYK+Lc+Lm(шести цветная печать), иногда цветовая модель дополняется оранжевым цветом, белой краской, серебрянкой(для получения эффектов металла) и т. п.

· Сувенирные -- применяются для печати на небольших деталях, для печати на дисках, и заготовках сложной формы. Производятся множеством фирм: TechnoJet, Epson, Canon, HP и т. п.

· Офисные -- отличаются, от фотопринтеров, отсутствием лайтов и листовой подачей материала. Основные производители офисных принтеров: Epson, HP, Canon, Lexmark.

· Маркировочные -- включаются в состав поточных линий. Печатающая головка, неподвижно закреплённая над конвейерной лентой, наносит маркировку на движущиеся изделия.

· Маникюрные - используются для нанесения на ногти сложного рисунка в нейл-арт салонах.

По системе подачи чернил:

· Непрерывная, с расположение субтанков и головок на одном уровне (давление на входе голов регулируется высотой субтанков).

Структура: канистры с чернилами --> помпа --> фильтр --> гибкий тракт --> каретка --> обратный клапан --> субтанки, оснащённый датчиками уровня чернил --> головы.

· Непрерывная, с субтанками, расположенными выше голов. Давление высокого столба чернил на головы уравновешивается вакуумной системой, состоящей из вакуумной помпы и устройств регулировки вакуума.

Структура: канистры с чернилами --> помпа --> фильтр --> гибкий тракт --> каретка --> обратный клапан --> субтанки, оснащённый датчиками уровня чернил и подключенные к вакуумной системе --> головы.

· Самотёком. Головы и канистры с чернилами соединяются трубками, проходящими через гибкий тракт. Единственный промежуточный элемент -- демпфер, фильтрующий чернила и гасящий колебания давления, возникающие при движении гибкого тракта.

· Подача чернил из картриджей, движущихся вместе с кареткой. Основное достоинство этой системы -- низкая стоимость. Недостатки: малый запас чернил в картриджах, утяжеление каретки картриджами, медленное падает давление на входе голов, вызываемое уменьшением уровня чернил в картриджах.

Основная характеристика принтера, от которой наиболее сильно зависит оптическое разрешение -- тип, количество и расположение печатающих голов на каретке. Фотопринтеры и офисные принтеры редко комплектуются более, чем одной головкой на каждый цвет. Это связано с невысокими требованиями к скорости печати, кроме того чем меньше голов, тем проще и эффективнее система их калибровки и сведения. Широкоформатные и интерьерные принтеры комплектуются двумя -- четырьмя головами на каждый цвет.

Для эффективной сушки и предотвращения слипания материала струйные принтеры оборудуются системами подогрева станины.

В офисных принтерах, для уменьшения стоимости печати и улучшения некоторых других характеристик печати также применяют систему непрерывной подачи чернил (СНПЧ), представляющая некое подобие системы подачи краски «самотёком». Роль демпфера играет картридж.

В настоящее время струйные принтеры форматов А4 и А3 активно вытесняются цветными лазерными принтерами. Эта тенденция обусловлена значительно меньшим расходом и меньшей стоимостью расходных материалов используемых для лазерной печати, простотой технического обслуживания цветных лазерных принтеров, которое сводится лишь к замене тонера и валов. Самое значительное преимущество струйной печати перед лазерной -- длина непрерывного отпечатка, ограниченная лишь длинной рулонного материала. На лазерных принтерах длина отпечатка ограничена длинной окружности промежуточного носителя -- вала или ленты. На самых больших лазерных принтерах длина печати может достигать метра. На офисных струйных принтерах, вследствие чрезвычайно узкой специализации и автоматизации принтеров, низкой производительности Диспетчера печати (Windows), высокой стоимости программ, замещающих Диспетчер печати(Windows), таких как FlexiSign, Caldera и т. п. и полного отсутствия механизмов, необходимых для печати на рулонных носителях, в большинстве случаев, невозможно реализовать непрерывную печать неограниченной длинны.

Сравнение с другими типами

· Качество печати. Высокое качество достигается только на бумаге со специальным покрытием. На обычной офисной видны «лохматые» края.

· Цветопередача. Возможна нестабильность цветов (разные партии красок, отстой краски при бездействии и размешивание -- при работе). Но в целом, из-за того, что фотопринтеры могут иметь 8 и более цветов, при регулярной калибровке цветопередача очень хороша (вплотную приближается к лидеру отрасли -- химической фотопечати).

· Скорость печати. Сравнима со скоростью матричного принтера -- около минуты на страницу A4. Печать чёрно-белых документов обычно быстрее.

· Стоимость отпечатка. Очень высока, более доллара на фотографическую страницу. Даже чёрно-белая текстовая страница в несколько раз дороже аналогичной лазерной.

· Устойчивость отпечатка к внешним воздействиям. Зависит от состава чернил и материала печати. На обычных офисных устройствах, как правило, невелика: отпечатки размазываются при трении, выцветают и боятся воды.

· Возможная длина отпечатка. Теоретически не ограничена. Возможны ограничения спулера печати (как, например, в Windows -- печать идёт только страницами). Дешёвые офисные принтеры могут не иметь механизма подачи рулонной бумаги.

· Экологичность. Низкий шум. В зависимости от химического состава чернил, возможно испарение растворителя.

· Простота обслуживания. Крайне капризны, бесперебойная работа возможна только если принтер периодически печатает всеми своими картриджами. В недорогих офисных принтерах часто кончалась краска, СНПЧ большей частью решили эту проблему.

Электрографическая технология

Примером устройства вывода, использующего электрографическую технологию, является лазерный принтер (плоттер). Схема лазерного принтера приведена на рис. 6:

Рис. 6

1 - источник лазерного луча, включающийся и выключающийся управляющим микропроцессором;

2 - шестигранное зеркало, разворачивающее луч в строку;

3 - отражающее зеркало;

4 - печатающий барабан;

5 - валик, подающий из специального контейнера красящий материал (тонер) на барабан;

6 - очиститель валика от тонера;

7 - узел фиксации изображения.

Наиболее важными частями лазерного принтера можно считать фотопроводящий барабан (4), полупроводниковый лазер (1) и прецизионную оптико-механическую систему, перемещающую луч (2). Лазер формирует электронное изображение на светочувствительном фотоприемном покрытии барабана последовательно для каждого цвета тонера (CMYK). Перед приемом строки изображения барабан заряжается с помощью облегающей его сетки (на рисунке 7 не показана), которая под напряжением вызывает возникновение ионизированной области вокруг барабана, которая его и заряжает. Попадающий на барабан луч разряжает некоторые участки. После формирования строки изображения шаговый двигатель поворачивает барабан для формирования следующей строки. Когда изображение на фоточувствительном слое полностью построено, подаваемый лист заряжается таким образом, чтобы тонер из устройства 5 попадал на барабан, а затем с барабана притягивался к бумаге. После этого изображение закрепляется на ней за счет нагрева частиц тонера до температуры плавления (это осуществляется в блоке 7): тонер содержит легко плавящееся вещество (полимер или смолу); при нагревании и повышении давления порошок плавится и соединяется с бумагой. Окончательную фиксацию изображения осуществляют специальные валики, прижимающие расплавленный тонер к бумаге (не показаны).

Лазерные принтеры

Лазерный принтер HP LaserJet 4100TH

Технология -- прародитель современной лазерной печати появилась в 1938 году -- Честер Карлсон изобрёл способ печати, названный электрография, затем переименованный в ксерографию.

Принцип технологии заключался в следующем. По поверхности фотобарабана коротроном (скоротроном) заряда (вал заряда) равномерно распределяется статический заряд, после этого светодиодным лазером (в светодиодных принтерах -- светодиодной линейкой) в нужных местах этот заряд снимается -- тем самым на поверхность фотобарабана помещается скрытое изображение. Далее на фотобарабан наносится тонер. Тонер притягивается к разряженным участкам поверхности фотобарабана, сохранившей скрытое изображение. После этого фотобарабан прокатывается по бумаге, и тонер переносится на бумагу коротроном переноса (вал переноса). После этого бумага проходит через блок термозакрепления (печка) для фиксации тонера, а фотобарабан очищается от остатков тонера и разряжается в узле очистки.

Первым лазерным принтером стал EARS (Ethernet, Alto, Research character generator, Scanned Laser Output Terminal), изобретённый и созданный в 1971 году в корпорации Xerox, а их серийное производство было налажено во второй половине 1970-х. Принтер Xerox 9700 можно было приобрести в то время за 350 тысяч долларов, зато печатал он со скоростью 120 стр./мин.

Сравнение с другими типами

· Качество печати. Высокое, в дорогих моделях приближается к офсетной печати (разрешение ограничивается величиной примерно 1200 dpi).

· Цветопередача. Изготовляемый на основе парафинов тонер имеет стабильные характеристики. Впрочем, количество красок нельзя повышать безгранично, как в струйных принтерах -- так что обходятся стандартными четырьмя. Поэтому фотоизображение обычно имеет крупный растр, особенно в светлых тонах.

· Скорость печати. Даже в персональных принтерах 10--20 страниц в минуту.

· Стоимость отпечатка. Невысока (единицы центов США на страницу для чёрно-белой печати и десятки -- для цветной). Заправка дорога, но её и хватает надолго (в персональных принтерах -- от 1,5 до 3 тысяч страниц).

· Устойчивость отпечатка к внешним воздействиям. Хорошо держат цвет, водостойки, но совсем не выдерживают трение. Поэтому документы, выдаваемые надолго (например, паспорт), печатают либо на принтерах других типов, либо очень жирным и чётким шрифтом.

· Возможная длина отпечатка. Лазерная печать -- непрерывный процесс, и документ должен быть забуферизирован и подготовлен в памяти принтера; этим ограничивается печать на чёрно-белых принтерах. На цветных -- также длиной ленты переноса, на котором совмещаются все четыре тонера. Подача бумаги только автоматическая поштучная.

· Экологичность. Практически бесшумны. Загрязняют воздух озоном и тонером.

· Простота обслуживания. Надёжно работает в обычных домашних и офисных условиях. О скорой замене картриджа принтер обычно «предупреждает» полосами на отпечатке. Впрочем, тонер пачкается и трудно отстирывается, поэтому не стоит в домашних условиях заправлять пустой картридж.

Термическая технология

Принцип работы устройства вывода с термопереносом состоит в том, что термопластичное красящее вещество, нанесенное на тонкой подложке, попадает на бумагу именно в том месте, где нагревательными элементами (аналогами сопел и игл) печатающей головки обеспечивается должная температура (около 70-80 градусов). Конструктивно такой способ печати достаточно прост, к тому же он обеспечивает практически бесшумную работу. Для нанесения цветного изображения требуется, разумеется, три или четыре прохода: по одному для первичных цветов и один в случае использования отдельного черного цвета, что соответственно увеличивает время печати. Обычно требуется специальная бумага

Светодиодный принтер (англ. Light emitting diode printer, LED printer) -- один из видов принтеров, являющий собой параллельную ветвь развития технологии лазерной печати. Как и лазерный, светодиодный принтер предназначен для переноса текстового или графического изображения с цифрового носителя на бумагу. Скорость светодиодных аппаратов примерно равна скорости лазерных, но у этих двух технологий есть и принципиальные отличия.

Светодиодный принтер Kodak

Принцип работы

Принцип работы светодиодных принтеров во многом схож с принципом работы лазерных. Работа принтера основана на принципе сухого электростатического переноса -- источник света освещает поверхность светочувствительного вала, воздействие света вызывает изменение заряда в освещенных частях барабана, за счет чего к ним приклеивается порошкообразный тонер. Методы переноса тонера на барабан, на бумагу и закрепления его в печке, идентичны аналогичным методам применяющимся в лазерной печати -- вал прокатывается по бумаге, вдавливая в неё тонер, после чего бумага передается в устройство термического закрепления (печку), где за счет высокой температуры и давления тонер закрепляется на бумаге, буквально впаиваясь в неё (наилучший эффект закрепления тонера достигается при использовании сферического тонера, разработанного в 1996 компанией OKI Printing solutions, в данный момент применяется в принтерах и МФУ OKI и Xerox).

Принципиальное отличие светодиодного принтера от лазерного заключается в механизме освещения светочувствительного вала. В случае лазерной технологии это делается одним источником света (лазером), который с помощью сканирующей системы призм и зеркал пробегает по всей поверхности вала. В светодиодных же принтерах вместо лазера используется светодиодная линейка, расположенная вдоль всей поверхности вала. Количество светодиодов в линейке составляет от 2,5 до 10 тыс. штук, в зависимости от разрешения принтера.

Преимущества светодиодной технологии

Светодиодная технология имеет следующие преимущества в сравнении с лазерной:

§ светодиодная линейка значительно компактнее сканирующей системы лазерных принтеров, что сказывается и на размерах самих принтеров. Цветные светодиодные принтеры почти в два раза меньше своих лазерных аналогов, для монохромных же моделей разница в размере заметна, но не столь ярко выражена;

§ в силу отсутствия в механизме формирования изображения подвижных частей, система намного проще и надежнее;

§ из-за использования неподвижной линейки, где каждый светодиод находится над определенным участком фотобарабана, снимаются проблемы с качеством изображения по краям листа, присущие системам с лазерной разверткой, а так же позволяет добиться скорости печати большей, чем у лазерных принтеров;

§ Использование светодиодов вместо лазера позволяют изменять размеры точки на светочувствительном вале, а значит и на листе бумаги, что дает возможность применять технологии сглаживания. Также возможно изменение яркости светодиода, что также позволяет повысить качество изображения.

§ В светодиодных принтерах используется принцип разделения фотобарабана и тонер-картриджа, что позволяет заменить любой из этих элементов по мере расходования его ресурса. Тонер-картридж представляет собой пластиковый цилиндр с тонером, 90 % себестоимости которого составляет именно тонер, а не упаковка, за счет чего теряется всякий смысл в заправке картриджа. Возможная экономия средств не сможет компенсировать потери качества изображения.

Недостатки светодиодной технологии

Недостаток светодиодной печати всего один. Невозможно создать две абсолютно идентичные светодиодные линейки, и как следствие, изображение, напечатанное на одном принтере, будет хоть немного, но все же отличаться от того же изображения, выведенного на другом принтере. Этот недостаток распространяется и на принтеры с лазерной технологией печати.

Сферический тонер с двойной структурой

Сферический тонер с двойной структурой применяется и в лазерной печати, однако разработан он был компанией OKI, для своих светодиодных принтеров. В настоящий момент сферический тонер производят большинство компаний, поставляющих лазерные принтеры.

Сферический тонер, как явствует из названия, представляет собой микроскопические шарики примерно равного размера, в результате чего при переносе изображения на бумагу, сферический тонер позволяет получить более четкую точку, нежели молотый тонер, растискивающий по бумаге и в точку, и в овал, и в нечто бесформенное.

Тонер с двойной структурой состоит из твердой оболочки, и более мягкого, легкоплавкого ядра. В печке сначала плавится ядро, и к моменту, когда расплавится более плотная оболочка, ядро тонера уже представляет собой жидкость, которая, попадая на бумагу, глубоко проникает в ее структуру.

Цветные светодиодные принтеры

Файл цветного изображения (в формате jpg, bmp, pdf и т. д.) передается на принтер, где растровый процессор принтера раскладывает изображения на 4 базовых цвета: cyan, yellow, magenta и black.

Дальнейший процесс сходен с процессом печати монохромного изображения, с той лишь разницей, что каждый из четырех фотобарабанов наносит на бумагу свой цвет. Большинство светодиодных принтеров делают это за один проход бумаги. В результате, после смешения цветов на бумаге, и термического закрепления тонера в печке, мы имеем цветное изображение.

Все преимущества светодиодной печати перед лазерной актуальны и для цветных принтеров. Большая надежность, качество, меньшая себестоимость, меньший размер принтеров.

Скорость печати и допустимая нагрузка

Самый производительный из имеющихся на рынке на декабрь 2009 года светодиодных принтеров, OKI С9650, способен выдавать в минуту 36 цветных страниц, или 40 монохромных формата А4. Предельно допустимая нагрузка на него составляет 150 000 страниц в месяц

Интернет-принтеры

В последнее время на рынке офисной техники появились принтеры, программное обеспечение которых поддерживает непосредственное подключение к Интернету (обычно через роутер), что позволяет такому принтеру функционировать независимо от компьютера. Такое подключение обеспечивает ряд дополнительных возможностей:

· печать документов или веб-страниц прямо с дисплея принтера;

· печать документов или веб-страниц с любого веб-устройства (в том числе удалённого) без необходимости установки на нём драйвера принтера;

· просмотр состояния принтера и управление заданиями печати с помощью любого браузера вне зависимости от местонахождения;

§ оперативное автоматическое обновление программного обеспечения принтера.

Вывод

матричный принтер струйный лазерный

Мы рассмотрели струйные принтеры и видим, что он удобен в эксплуатации, а также боле пригоден для определенных родов деятельности. Так скажем, струйные принтера наиболее подходят для домашнего использования и не больших фирм, если основная задача - распечатка текстов, так как здесь не требуется высокое качество печати. Лазерные принтеры это более качественное решение тех же задач, которые решают струйные принтера (за исключением работы с цветом, где качество струйных принтеров выше). Матричные принтера используются там, где не требуется качество, а нужна надежность и наименьшие расходы по использованию.

Но всё же, в общем, все фирмы производители принтеров преследуют такие задачи как:

n максимально улучшить качество выводимого на печать

n увеличить скорость печати

n уменьшения затрат требуемых для печати

И учитывая, что процесс модернизации и улучшения каждого из видов печати не завершен, то, возможно, что все выше описанное на данный момент может являться историей.

Список литературы

1. http://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%9F%D1%80%D0%B8%D0%BD%D1%82%D0%B5%D1%80%D1%8B

2. http://www.klgtu.ru/students/literature/inf_asu/890.html

Размещено на Allbest