вавава. Технические средства информатизации. Учебное пособие предназначено для изучения дисциплины Технические средства информатизации
 Скачать 3.96 Mb.
|
Раздел 5. Печатающие устройства.Печатающие устройства как периферийные устройства персональных компьютеров широко используются в различных областях: управленческой, инженерной, дизайнерской. Совершенствование печатающих устройств идет в направлении повышения скорости печати, качества изображения, надежности устройств и снижения стоимости эксплуатации и расходных материалов. Для выведения текстовой и графической информации применяются принтеры, а для информации в виде чертежей — плоттеры. Принтеры — устройства вывода данных из ЭВМ, преобразующие информационные ASCII-коды в соответствующие им графические символы и фиксирующие эти символы на бумаге. Классификацию принтеров можно выполнить по целому ряду характеристик: способу формирования символов (знакопечатающие и знакосинтезирующие); цветности (черно-белые и цветные); способу формирования строк (последовательные и параллельные); способу печати (посимвольные, построчные и постраничные); скорости печати; разрешающей способности. Принтеры обычно работают в двух режимах: текстовом и графическом. При работе в текстовом режиме принтер принимает от компьютера коды символов, которые необходимо распечатать из знакогенератора самого принтера. Многие изготовители оборудуют свои принтеры большим количеством встроенных шрифтов. Эти шрифты записаны в ROM принтера и считываются только оттуда. Для печати текстовой информации существуют режимы печати, обеспечивающие различное качество: черновая печать (Draft); типографское качество печати (NLQ — Near Letter Quality); качество печати, близкое к типографскому (LQ — LetterQuality); высококачественный режим (SQL — Super Letter Quality). В графическом режиме на принтер направляются коды, определяющие последовательности и местоположение точек изображения. По способу нанесения изображения на бумагу принтеры подразделяются на принтеры ударного действия, струйные, фотоэлектронные и термические. Тема 5.1. Принтеры ударного типаПлан. Типовый принтер. Игольчатый принтер. Характеристики печати принтеров ударного типа. 1. Типовый принтер. Типовый принтер (ударение на первом слоге) очень напоминает электрическую пишущую машинку, как по издаваемому шуму, так и по принципу работы. Типовый диск представляет собой пластмассовый диск со спицами. На концах этих спиц располагаются прямоугольные пластинки, на которых, как штемпели, нанесены типы (буквы, цифры и знаки препинания). Типовый диск укреплен на оси таким образом, что он располагается перпендикулярно валу и бумаге. Ось приводится в движение (управляется) шаговым двигателем. Позади диска находится ударный механизм. Шаговый двигатель вращает типовый диск до тех пор, пока желаемый знак не окажется точно перед ударником. Вэтот момент срабатывает ударник, и конец спицы прессуется на красящую ленту, которая находится между спицей и бумагой, и таким образом происходит печать символа. Типовый принтер имеет следующие достоинства: дает очень чистое изображение букв, конечно, в предположении (как и для всех принтеров, использующих красящую ленту), что лента достаточно черная и неизношенная; различные типовые диски взаимозаменяемы, таким образом, благодаря замене диска можно изменить шрифт. К основным недостаткам таких принтеров можно отнести следующие: Низкая скорость печати от 30 до 40 знаков в минуту. Недостаточная универсальность типовых принтеров, которая препятствует их широкому распространению. Печатая на типовом принтере, вы всегда располагаете одним шрифтом и не можете выделить отдельные места документа курсивом или жирным начертанием (это можно сделать, только остановив принтер на соответствующем месте и заменив типовый диск). Невозможность печати графического изображения. Представленные выше достоинства и недостатки говорят о том, что типовые принтеры можно применять только в машинописных бюро, где для оформления документа кроме чистоты ничего не требуется. Но даже в этой области имеется лучшая и универсальная альтернатива, сопоставимая по уровню цен, — это игольчатые принтеры. 2. Игольчатый принтер Игольчатый принтер (Dot-Matrix-Printer) долгое время являлся стандартным устройством вывода для PC. В то время, когда струйные принтеры работали еще неудовлетворительно, а цена лазерных была достаточно высока, игольчатые принтеры повсеместно использовались с компьютерами. Они еще применяются и сегодня. Достоинства этих принтеров определяются, в первую очередь, скоростью печати и их универсальностью, которая заключается в способности работать с любой бумагой, а также низкой стоимостью печати. При выборе принтера нужно исходить из задач, которые будут перед ним поставлены. Если необходим принтер, который должен целый день без перерыва печатать различные формуляры, или скорость печати важнее, чем качество, то дешевле использовать игольчатый принтер. Если необходимо получать на бумаге качественное изображение, то используйте струйный или лазерный принтер, однако при этом, естественно, себестоимость каждого листа существенно возрастет. Принцип, по которому игольчатый принтер печатает знаки на бумаге, очень прост. В отличие от типового или принтера с шаровой головкой, в игольчатых (матричных) принтерах (Dot-Matrix-Printer) изображение формируется несколькими иголками, расположенными в головке принтера. Иголки обычно активизируются электромагнитным методом. Каждая ударная иголка приводится в движение независимым электромеханическим преобразователем на основе соленоида. Принцип действия иглы матричного принтера показан на рис. 5.1. Головка двигается по горизонтальной направляющей и управляется шаговым двигателем. Бумага втягивается валом, а между бумагой и головкой принтера располагается красящая лента. Многие принтеры выполняют печать как при прямом, так и при обратном ходе.  Рис. 5.1. Принцип действия иглы матричного принтера9-игольчатый принтер является преемникам так называемого игольчатого ударного принтера — первого принтера в этой категории. Как уже видно из его названия, в головке принтера находятся 9 иголок, которые, как правило, располагаются вертикально в один ряд. Благодаря горизонтальному движению головки принтера и активизации отдельных иголок напечатанный знак образует как бы матрицу, причем отдельные буквы, цифры и знаки "заложены" внутри принтера в виде бинарных кодов. По этой причине головка принтера "знает", какие иголки и в каких позициях необходимо активизировать, чтобы, например, создать за 10 шагов головки букву "К" (рис. 5.2).  Рис 5.2. Матрица для буквы «К», зависящая от количества иголок в головке. Хотя наличие девяти иголок в головке принтера обеспечивает высокую скорость печати, однако хорошего качества достичь не удается. Для улучшения качества каждую строку пропечатывают два раза, при этом отдельные точки, составляющие знаки, несколько смещаются при втором проходе печати. Такой метод хотя и улучшает качество изображения, но, естественно, увеличивает время процесса печати. Дальнейшим развитием 9-игольчатого принтера стал 18-игольчатый принтер, правда, его технология не имела успеха. В качестве предшественника 24-игольчатого принтера он имел расположение иголок в головке в два ряда по 9 иголок. В 24-игольчатых принтерах, сегодняшнем стандарте матричных принтеров, используется технология последовательного расположения иголок в два ряда. Вследствие того, что иголки в соседних рядах сдвинуты по вертикали, точки на распечатке перекрываются таким образом, что их трудно различить. Иголки расположены в два ряда по 12 штук. Для 24-игольчатых принтеров также имеется возможность перемещения головки дважды по одной и той же строке, чтобы знаки пропечатывались еще раз с небольшим смещением. Изображение буквы, возникающее таким образом, только при тщательном рассмотрении можно идентифицировать как "произведение" игольчатого принтера. Поэтому такое качество печати обозначают как LQ, что является сокращением от LetterQuality(машинописное качество). Несколько худшую по качеству печать соответственно обозначают NLQ (NearLetterQuality). У строчного принтера головка отсутствует, но имеется печатающая планка, которая от начала до конца укомплектована иголками. Таким образом, при печати изображения матрица, соответствующая строке, полностью переносится на бумагу. Так как головка принтера не должна двигаться слева направо или справа налево, а строка печатается целиком за один раз, то это, конечно же, дает существенное преимущество в скорости печати. Такие принтеры выпускаются фирмами Genicom и Dataproducts. Скорость печати достигает 1500 строк в минуту (примерно 20 страниц в минуту). 3. Характеристики печати принтеров ударного типа. В качестве основных параметров ударных принтеров можно рассмотреть следующие. Скорость печати Изготовители всегда указывают теоретическую скорость печати, т. е. максимально возможную скорость чернового (Draft) режима, при этом качество печати не играет роли. LQ-печать для игольчатых принтеров длится, конечно же, дольше. Еще дольше приходится ожидать печать графики, потому что при этом набор знаков не читается из внутренней памяти (RDM) принтера, а каждая печатаемая точка должна рассчитываться. Единицей измерения скорости печати обычно является число знаков, которое принтер переносит на бумагу за 1 с (characterspersecond — cps). Объем памяти Игольчатые принтеры оборудованы внутренней памятью (буфером), которая принимает данные от PC. Объем памяти недорогих игольчатых принтеров составляет от 4 до 64 Кбайт. Хотя, конечно же, существуют модели, имеющие и больший объем памяти (например, Seikosha SP-2415 имеет буфер размером 175 Кб). В области принтеров, как и во всем компьютерном мире, действует правило: чем больше памяти, тем лучше. Шум Игольчатый принтер является механическим устройством, а работа механических узлов всегда сопровождается шумом. Если вы не можете работать при постоянном шуме, то переместите принтер в другое место (что проблематично, если расстояние от PC превышает 10 м, о чем указано в главе 6) или установите принтер в звуконепроницаемую коробку, которую можно приобрести в солидном компьютерном центре. Фирмы-изготовители игольчатых принтеров применяют различные технические решения, чтобы уменьшить шум. Для некоторых принтеров можно включить так называемый тихий режим (QuietMode). Правда, такое понижение шума обойдется снижением скорости печати в два раза. Лучше оборудуйте внутреннюю сторону корпуса изоляцией, например, из пенопласта. Разрешение Так же, как и для других устройств вывода, качество печати зависит от разрешения принтера, т. е. количества точек, которое печатается на одном дюйме (dotsperinch — dpi). Для игольчатого принтера разрешение играет роль собственно только тогда, когда он печатает в графическом режиме, где должно точно рассчитываться положение каждой отдельной точки на бумаге. При печати обычных текстовых знаков следует помнить, что для механических принтеров существенную роль играют и другие факторы, такие как точность позиционирования головки принтера, количество иголок и качество красящей ленты. Цветная печать Только сравнительно небольшое число игольчатых принтеров имеют опцию цветной печати. Это можно объяснить тем, что когда на рынке появились первые модели 24-игольчатых цветных принтеров, цена на цветные струйные принтеры уже существенно упала. А качество цветной печати 24-игольчатого принтера, которое реализовано с помощью многоцветной красящей ленты, не идет ни в какое сравнение с качеством печати на струйном принтере. Шрифты Многие изготовители оборудуют свои принтеры большим количеством встроенных шрифтов. Эти шрифты записаны в ROM принтера и считываются только оттуда. В связи с этим следует обратить внимание на моменты, указанные ниже. Эти шрифты могут использоваться программным обеспечением, если установлен "родной" драйвер принтера. Обычно программы обработки текста "не знают" шрифты, встроенные в принтер, и всегда используют стандартный шрифт. При работе в системе Windows изобилие шрифтов TrueType обесценивает наличие большого количества встроенных в принтер шрифтов. Контрольные вопросы. Чем отличаются текстовый и графический режимы работы принтеров? Опишите принцип действия и характеристики типового принтера. Как организуется печать в игольчатом принтере? Приведите характеристики принтеров ударного типа. В каких случаях рекомендуется применение матричных принтеров? Тема 5.2. Струйные принтеры.План. Принципы работы струйных принтеров. Основные параметры печати струйных принтеров. Первой фирмой, изготовившей струйный принтер, является Hewlett-Packard. По принципу действия струйные принтеры отличаются от матричных безударным режимом работы за счет того, что их печатающая головка представляет собой набор не игл, а тонких сопел, диаметры которых составляют десятые доли миллиметра. В этой же головке установлен резервуар с жидкими чернилами, которые через сопла, как микрочастицы, переносятся на материал носителя. Хранение чернил обеспечивается двумя конструктивными решениями. В одном из них головка принтера объединена с резервуаром для чернил, причем замена резервуара с чернилами одновременно связана с заменой головки. Другое предусматривает использование отдельного резервуара, который через систему капилляров обеспечивает чернилами головку принтера. 1. Принципы работы струйных принтеров. В струйных принтерах в основном используются следующие методы нанесения чернил: пьезоэлектрический, метод газовых пузырей и метод «Drop-on-Demand». Пьезоэлектрический метод основан на управлении соплом с использованием обратного пьезоэффекта, который, как известно, заключается в деформации пьезокристалла под действием электрического поля.  Рис. 5.3. Принцип действия струйного принтера с пьезоэлементами Для реализации этого метода в каждое сопло установлен плоский пьезокристалл, связанный с диафрагмой, как показано на рис. 5.3. При печати находящийся в сопле пьезоэлемент, разжимая (см. рис. 5.3, а) и сжимая (см. рис. 5.3, б) сопло, наполняет его чернилами. Чернила, которые отжимаются назад, перетекают обратно в резервуар, а чернила, которые вышли из сопла в виде капли, оставляют на бумаге точку. Подобные устройства в основном выпускают компании Epson, Brother. Хотя струйный принцип печати известен уже давно, устройства с его использованием не нашли бы столь широкого применения, если бы не изобретение, ставшее основой для распространения струйной технологии. Первый и основной патент на нее принадлежит компании Canon. Hewlett-Packard также владеет рядом важных патентов в этой области, она создала первый струйный принтер с использованием пузырьковой технологии ThinkJet в 1985 г. Путем обмена лицензиями эти две компании получили подавляющее преимущество над конкурентами — сейчас им принадлежит 90 % европейского рынка струйных принтеров. Метод газовых пузырей является термическим и называется методом инжектируемых пузырьков (Bubble-Jet), или пузырьковой технологией печати, которая проиллюстрирована на рис. 5.4.  Рис. 5.4. Принцип нанесения чернил с использованием пузырьково! (Bubble-Jet) технологии печати Каждое сопло печатающей головки принтера оборудовано нагревательным элементом в виде тонкопленочного резистора, который при пропускании через него тока за 7—10 микросекунд нагревается до высокой температуры. Температура, необходимая для испарения чернил, например, фирмы Hewlett-Packard, достигает примерно 330 "С. Возникающий при резком нагревании чернильный паровой пузырь (Bubble) стремится вытолкнуть через выходное отверстие сопла необходимую каплю жидких чернил диаметром менее 0,16 мм, которая переносится на бумагу. При отключении тока тонкопленочный резистор быстро остывает, паровой пузырь уменьшается в размерах, что приводит к разрежению в сопле, куда и поступает новая порция чернил. Последовательность нанесения чернил с использованием пузырьковой технологии печати показана на рис. 5.4, а — д. Эту технологию использует фирма Canon. Поскольку в механизмах печати принтеров, реализующих метод газовых пузырей, меньше конструктивных элементов, чем в тех, что используют пьезоэлектрическую технологию, такие принтеры обладают большей надежностью и ресурсом. Кроме того, использование пузырьковой технологии позволяет добиться более высокой разрешающей способности печати. Однако, обеспечивая высокое качество при прорисовке линий, данный метод имеет недостаток при печати областей сплошного заполнения, поскольку они получаются несколько расплывчатыми. Применение струйных принтеров, механизм печати которых основан на методе газовых пузырей, целесообразно при необходимости распечатки графиков, гистограмм и других видов графической информации без полутоновых графических изображений. Для получения более качественной печати следует выбирать струйные принтеры, реализующие метод Drop-on-Demand. Метод Drop-on-Demand, разработанный фирмой Hewlett-Packard, использует, так же как и метод газовых пузырей, нагревательный элемент для подачи чернил из резервуара на бумагу. Однако в методе Drop-on-Demand для подачи чернил дополнительно применен специальный механизм, в то время как в методе газовых пузырей данная функция возложена исключительно на нагревательный элемент. Специальный механизм реализован на базе следующих физических явлений (Рис. 5.5). Как правило, в частицах жидкой фазы действует поверхностное натяжение, поддерживающее сферичность. У заряженных частиц чернил поверхностное натяжение снижается, что приводит к делению частицы на более мелкие. Свойство частиц расщепляться используется для получения туманообразных частиц чернил, которые поступают к выходным отверстиям сопел, управляемых электрическими сигналами.  Рис 5.5. Метод drop-on-demand Технология Drop-on-Demand обеспечивает наиболее быстрое нанесение чернил, что позволяет существенно повысить качество и скорость печати. Цветное представление изображения в этом случае более контрастно. В данной технологии управление частицами чернил производится при постоянном отклоняющем поле путем регулирования их электрического заряда. Поэтому вылетающая из сопла каждая частица получает «свою» информацию в виде разной величины электрического заряда, что обеспечивает высокую скорость и качество печати. 2. Основные параметры печати струйных принтеров. В цветной печати в настоящее время преобладает струйная технология. Печатающие головки могут быть цветными и иметь соответствующее число групп сопел. Для создания полноцветного изображения используется стандартная для полиграфии цветовая схема CMYK. Согласно этой схеме цветное изображение формируется при печати наложением один на другой трех основных цветов: зелено-голубой (Cyan), пурпурный (Magenta) и желтый (Yellow). Теоретически их наложение должно давать черный цвет, но на практике в большинстве случаев получается серый или коричневый. Поэтому в качестве четвертого основного цвета добавляют ведущий цвет Key — черный (Black). Такую цветовую модель называют CMYK (Cyan-Magenta-Yellow-Key). Оттенки различных цветов могут быть получены путем сгущения или разрежения точек соответствующего цвета в фрагменте изображения (аналогичный способ используется для получения различных оттенков серого цвета при выводе монохромных изображений). Качество струйной цветной печати таково, что полученный полноцветный плакат практически невозможно отличить от изданного в типографии. Уровень шума, создаваемый только двигателем, управляющим головкой струйного принтера, значительно ниже, чем у матричных принтеров, и составляет около 40 дБ. Скорость печати струйного принтера, как и матричного, зависит от качества печати. При черновой печати струйный принтер по скорости значительно превосходит матричный. При печати в режиме с типографским качеством скорость значительно снижается. Цветная печать выполняется с еще меньшей скоростью. Отдельные модели струйных принтеров обеспечивают скорость до 15 страниц в минуту. Разрешение струйных принтеров при печати графики достигает 2400x1200 dpi. Качество печати струйного принтера в сравнении с матричным значительно выше, особенно при выводе на печать шрифта. Для моделей струйных принтеров с большим числом сопел характерно достижение качества печати лазерного принтера. Большое влияние на качество струйной печати оказывает качество бумаги и чернил. Бумага для струйных принтеров с плотностью от 60 до 135 г/м2 позволяет получить достаточно высокое качество печати, причем может быть использована бумага для ксероксов (80 г/м2). В струйных принтерах, в отличие от матричных, бумага в рулоне не применяется, а несколько копий на струйном принтере можно получить только с помощью многократной печати одного и того же документа. Чернила, применяемые для заправки картриджа струйных принтеров, должны быть специальными, предназначенными именно для данной модели принтера. Только в этом случае можно получить высокое качество печати и не испортить печатающую головку. Для повышения качества печати за счет снижения растекания чернил используются различные технические решения. Например, в отдельных моделях, выпускаемых фирмой Hewlett-Packard, для быстрого высыхания чернил применяется подогрев бумаги. Основным недостатком струйных принтеров является засыхание чернил внутри сопла. В этом случае необходимо заменять печатающую головку. Принтеры некоторых типов нельзя выключать во время эксплуатации, поскольку в головке, оставшейся в промежуточной позиции, происходит интенсивное засыхание чернил. Многие модели струйных принтеров имеют режим парковки, при котором печатающая головка возвращается в исходное положение внутри принтера, что предотвращает засыхание чернил. В некоторых струйных принтерах имеются специальные устройства очистки сопел. Подключение струйных принтеров к ПК производится через LTP-порт или через порт USB, которым, как правило, оснащены все компьютеры с процессорами Pentium III, IV и Celeron. Данные по USB-шине передаются быстрее, что позволяет несколько увеличить скорость печати. Контрольные вопросы. Раскройте различные принципы работы струйных принтеров. Охарактеризуйте параметры печати струйных принтеров. Сделайте сравнительный анализ технологий струйной печати: пьезоэлектрической, пузырьковой и «Drop-on-Demand». Тема 5.3. Фотоэлектронные и термические принтеры.План. Принцип действия лазерного принтера. Основные характеристики лазерного принтера. Термические принтеры Рекомендации по выбору принтера. Фотоэлектронные способы печати основаны на освещении заряженной светочувствительной поверхности промежуточного носителя и формировании на ней изображения в виде электростатического рельефа, притягивающего частицы красителя, которые далее переносятся на бумагу. Для освещения поверхности промежуточного носителя в лазерных принтерах используют полупроводниковый лазер, в светодиодных — светодиодную матрицу, в принтерах с жидкокристаллическим затвором — люминесцентную лампу. 1. Принцип действия лазерного принтера. Лазерные принтеры обеспечивают более высокое качество, чем струйные принтеры. Наиболее известными фирмами — разработчиками лазерных принтеров являются Hewlett-Packard, Lexmark. Принцип действия лазерного принтера основан на методе сухого электростатического переноса изображения, изобретенном Ч.Ф.Карлсоном в 1939 г. и реализуемом также в копировальных аппаратах. Функциональная схема лазерного принтера приведена на рис. 5.6. Основным элементом конструкции является вращающийся барабан, служащий промежуточным носителем, с помощью которого производится перенос изображения на бумагу.  Рис. 5.6. Функциональная схема лазерного принтера Барабан представляет собой цилиндр, покрытый тонкой пленкой светопроводящего полупроводника. Обычно в качестве такого полупроводника используется оксид цинка или селен. По поверхности барабана равномерно распределяется статический заряд. Это обеспечивается тонкой проволокой или сеткой, называемой коронирующим проводом, или коротроном. На этот провод подается высокое напряжение, вызывающее возникновение вокруг него светящейся ионизированной области, называемой короной. Лазер, управляемый микроконтроллером, генерирует тонкий световой луч, отражающийся от вращающегося зеркала. Развертка изображения происходит так же, как и в телевизионном кинескопе: движением луча по строке и кадру. С помощью вращающегося зеркала луч скользит вдоль цилиндра, причем его яркость меняется скачком: от полного света до полной темноты, и так же скачкообразно (поточечно) заряжается цилиндр. Этот луч, достигнув барабана, изменяет его электрический заряд в точке прикосновения. Размер заряженной площади зависит от фокусировки луча лазера. Фокусируется луч с помощью объектива. Признаком хорошей фокусировки считают наличие четких кромок и углов на изображении. Для некоторых типов принтеров в процессе подзарядки потенциал поверхности барабана уменьшается от 900 до 200 В. Таким образом, на барабане, промежуточном носителе, возникает скрытая копия изображения в виде электростатического рельефа. На следующем этапе на фотонаборный барабан наносится тонер — краска, представляющая собой мельчайшие частицы. Под действием статического заряда частицы легко притягиваются к поверхности барабана в точках, подвергшихся экспозиции, и формируют изображение уже в виде рельефа красителя. Бумага втягивается из подающего лотка и с помощью системы валиков перемещается к барабану. Перед самым барабаном корот-рон сообщает бумаге статический заряд. Затем бумага соприкасается с барабаном и притягивает благодаря своему заряду частички тонера, нанесенные ранее на барабан. Для фиксации тонера бумага пропускается между двумя роликами с температурой около 180 "С. После окончания процесса печати барабан полностью разряжается, очищается от прилипших лишних частиц для осуществления нового процесса печати. Лазерный принтер является постраничным, т. е. формирует для печати полную страницу. Процесс работы лазерного принтера с момента получения команды от компьютера до выхода отпечатанного листа можно разделить на несколько взаимосвязанных этапов, во время которых оказываются задействованными такие функциональные компоненты принтера, как центральный процессор; процессор развертки; плата управления двигателем зеркала; усилитель яркости луча; блок управления температурой; блок управления подачей листа; плата управления протяжкой бумаги; интерфейсная плата; блок питания; плата кнопок и индикации управляющей панели; дополнительные платы расширения ОЗУ. По сути, функционирование лазерного принтера подобно компьютеру: тот же центральный процессор, на котором сосредоточены главные функции взаимосвязи и управления; ОЗУ, где размещаются данные и шрифты, интерфейсные платы и плата управляющей панели, осуществляющие связь принтера с другими устройствами, узел печати, выдающий информацию на лист бумаги. 2. Основные характеристики лазерного принтера. Цветное изображение с помощью лазерного принтера получается по стандартной схеме CMYK, используемой в струйных принтерах. В цветном лазерном принтере изображение формируется на светочувствительной фотоприемной ленте последовательно для каждого цвета. Имеются четыре емкости для тонеров и от двух до четырех узлов проявления. Лист печатается за четыре прохода, что существенно сказывается на скорости печати. Цветные лазерные принтеры оборудованы большим объемом памяти, процессором и, как правило, собственным винчестером. На винчестере располагаются разнообразные шрифты и специальные программы, которые управляют работой, контролируют состояние и оптимизируют производительность принтера. В результате цветные лазерные принтеры достаточно сложны и дорогостоящи. Таким образом, лазерный черно-белый принтер рекомендуется использовать для получения высококачественной черно-белой распечатки, а для цветного изображения оптимальным является применение цветного струйного принтера. Уровень шума лазерного принтера составляет в среднем 40 дБ, причем в режиме off-line это значение меньше. Разрешение лазерного принтера по горизонтали и по вертикали зависит от следующих факторов. Вертикальное разрешение определяется шагом вращения барабана и в основном составляет 1/300— 1/600 дюйма (1 дюйм = 2,54 см). Горизонтальное разрешение определяется числом точек в одной строке и ограничено точностью фокусировки лазерного луча. Многие модели лазерных принтеров имеют «несимметричное разрешение», например, 2400 х 1200 dpi (горизонтальное разрешение х вертикальное разрешение). Скорость печати лазерного принтера измеряется в страницах в минуту и зависит от двух факторов: времени механической протяжки бумаги и скорости обработки данных, поступающих от ЭВМ, при формировании растровой страницы для печати. Как правило, лазерный принтер оснащен собственным процессором. Скорость печати определяется не только работой процессора, но и существенно зависит от объема памяти, которой оснащен принтер. Память лазерного принтера, который обрабатывает информацию постранично, должна обеспечивать большое количество вычислений. Например, при разрешении 300 х 300 dpi на странице формата А4 насчитывается почти 9 млн точек, а при разрешении 1200 х 1200 — более 140 млн. В основном используют принтеры с памятью от 8 до 16 Мбайт, причем цветные лазерные принтеры обладают еще большей памятью. Сетевой лазерный принтер имеет еще и внешнюю память (винчестер). Интерфейс лазерных принтеров фирмы Hewlett-Packard выполнен в основном в виде USB-порта, а фирмы Samsung — еще и в виде LTP-порта. В отдельных моделях лазерных принтеров применяется беспроводный интерфейс на основе инфракрасных приемопередатчиков, который позволяет передавать файлы без кабеля. В основном лазерные принтеры используются для печати на бумаге формата А4 и только некоторые модели обеспечивают печать на бумаге формата A3. Некоторые модели лазерных принтеров используют для работы бумагу в рулоне, выполняют двухстороннюю печать, имеют возможность выборки листов из нескольких лотков и раскладки напечатанных листов по нескольким приемным карманам. Язык принтера является для него тем, чем для ПК операционная система, поскольку компьютер поставляет принтеру информацию лишь в виде бит, а дальнейшая ее обработка выполняется самим принтером. Пользователю достаточно знать общие команды и указания для принтера, чтобы, например, установить необходимое число копий распечатываемого документа или поля при печати. Набор команд языка принтера обычно содержится в ROM принтера и соответственно интерпретируется его CPU. Наиболее распространенным языком для лазерных принтеров является язык PostScript — стандартизованный язык описания страницы, который предполагает мощное аппаратное обеспечение. К числу его преимуществ относят математическую форму передачи информации, которую должен печатать принтер. Лазерный принтер в случае необходимости удобно использовать в качестве сетевого. Для рабочих групп, насчитывающих свыше пяти пользователей и большой объем печати (свыше 10 000 страниц в месяц), следует применять сетевые принтеры со скоростью печати 40 страниц в минуту, например модели Xerox N40. Светодиодные принтеры, или LED-принтеры (LightEmittingDiode), основаны на том же принципе действия, что и лазерные. Конструктивное отличие в том, что барабан освещается не лучом лазера, развертка которого обеспечивается механически управляемыми зеркалами, а неподвижной диодной строкой, состоящей из 2500 светодиодов. Эта строка описывает не каждую точку, а целую строку. Светодиодные принтеры находят применение у отечественных пользователей. В принтерах с жидкокристаллическим затвором источником света служит люминесцентная лампа. Свет лампы экспонируется через жидкокристаллический затвор, своеобразный прерыватель света, управляемый от ПК. Скорость печати такого принтера ограничена скоростью срабатывания жидкокристаллического затвора. 3. Термические принтеры Термические принтеры — цветные принтеры высокого класса — применяются для получения цветного изображения с качеством, близким к фотографическому. Их применение весьма ограничено. В термических принтерах используют три технологии цветной термопечати: струйный перенос расплавленного красителя (термопластичная печать); контактный перенос расплавленного красителя (термовосковая печать); термоперенос красителя (сублимационная печать). Термопластичная печать, или технология PhastChangeInk-Jet, основана на получении изображения нанесением на бумагу капель расплавленного воскообразного красителя. Для этого восковые стерженьки для каждого первичного цвета красителя постепенно расплавляются при температуре 90 °С специальным нагревательным элементом. Расплавленные красители попадают в отдельные резервуары, откуда подаются насосом в пьезоэлектрическую печатающую головку. Капли воскообразного красителя мгновенно застывают на бумаге, обеспечивая хорошее сцепление. Термопластичная печать исключает просачивание и растекание красителей, что позволяет получить высокое качество изображения, невысокую стоимость одной копии даже при двухсторонней печати. Однако скорость печати невысока. Термовосковая печать, или технология TermalWaxTransfer, реализуется в принтерах с термопереносом. Принцип действия такого принтера в том, что термопластичное красящее вещество, представляющее собой краситель, растворенный в воске, наносится на тонкую лавсановую пленку толщиной 5 мкм. Пленка перемещается лентопротяжным механизмом, конструкция которого аналогична конструкции лентопротяжного механизма матричного принтера. На бумагу краситель переносится в том месте, где нагревательными элементами (аналогами сопел в струйных принтерах и игл в матричных) обеспечивается температура 70 — 80 °С. Для получения цветного изображения применяется метод CMYK, т.е. выполняются четыре прохода: по одному проходу для нанесения каждого первичного цвета и один — для черного цвета. В связи с этим скорость цветной печати принтеров с термопереносом 1...2 страницы в минуту. Стоимость выведенной на печать страницы с изображением выше, чем у струйных принтеров, поскольку используется специальная бумага. Преимуществом принтеров с термопереносом является получение высококачественных цветных изображений с воспроизведением до 16,7 млн цветов как на бумаге, так и на пленке. Сублимационная печать основана на сублимации, т.е. на переходе вещества из твердого состояния в газообразное, минуя жидкую фазу. Технология сублимационной печати достаточно близка к технологии термопереноса. Принципиальным отличием является нагрев элементов печатающей головки до температуры 400 "С. Красящее вещество сублимирует с подложки и осаждается на бумаге или ином носителе. Комбинацией цветов красителей по методу CMYK достигается цветовая палитра фотографического качества. Широкое применение термических принтеров с сублимационной технологией ограничивается высокой стоимостью каждой копии изображения. К числу самых известных производителей сублимационных принтеров относят Mitsubishi, Toshiba, Sony. 4. Рекомендации по выбору принтера. При выборе принтера следует принимать во внимание следующие факторы: функциональные возможности, необходимые для решениязадач конкретного пользователя (объемы выполняемых работ,наличие нужных шрифтов, русифицированность); формирование цветного изображения; необходимое качество изображения, т.е. разрешающую способность; производительность или скорость печати; надежность и удобство эксплуатации; стоимость; эксплуатационные затраты, включающие стоимость носителя,расходных материалов, обслуживания, потребляемой энергии. Экономическую целесообразность использования того или иного типа принтера и конкретной модели следует просчитать. Например, чтобы определить требуемый ресурс тонера, картриджа, чернил, следует представлять, что бизнес-письмо или лист представляет собой 1800 символов с 5%-ной заливкой черным. Максимальный ресурс матричных принтеров — 2000 страниц, струйных принтеров — более 8000 страниц, лазерных черно-белых принтеров — 10 000 страниц. Одна из современных тенденций совершенствования принтеров связана со встраиванием в них Web-сайтов. Это позволяет обращаться к принтеру через IP-адрес с помощью обычного браузера. На Web-сайте принтера можно найти полную информацию о его текущем состоянии и выполнить его настройку. Контрольные вопросы. Раскройте принцип действия лазерного принтера. Какие основные узлы входят в состав лазерного принтера? Какиефизические явления положены в основу его работы? Какими характеристиками обладает лазерный принтер? Какие технологии печати используются в термических принтерах? Дайте рекомендации по выбору принтера. В чем преимущество LED-принтеров по сравнению с лазерными? Какие из современных принтеров целесообразно использовать дляполучения изображения фотографического качества и качества LQ? Тема 5.4. Плоттеры.План. Плоттер — устройство вывода из ЭВМ графической информации типа чертежей, схем, рисунков, диаграмм на бумажный или иной вид носителя. Помимо обычной бумаги для плоттеров используются носители в виде специальной пленки, электростатической или термореактивной бумаги. Благодаря появлению первых перьевых плоттеров, разработанных фирмой CalComp в 1959 г., стало возможным автоматизированное проектирование, создание САПР в различных областях деятельности. Современные плоттеры — широкий класс периферийных устройств для вывода графической информации, которые можно классифицировать по ряду признаков. По принципу формирования изображения: плоттеры векторного типа, в которых пишущий узел относительно носителя перемещается по двум координатам; плоттеры растрового типа, в которых пишущий узелперемещается относительно носителя только в одном направлении и изображение формируется из последовательно наносимыхточек. 1. Планшетные и рулонные плоттеры. Конструктивно, в зависимости от вида носителя, плоттеры разделяются на планшетные и рулонные. В планшетных плоттерах носитель размещается неподвижно на плоскости, над которой располагается конструкция, позволяющая перемещать пишущий блок одновременно по двум координатам. Конструктивная схема планшетного плоттера показана на рис. 5.7.  Рис. 5.7. Конструктивная схема планшетного плоттера Пишущий блок укреплен на траверсе и перемещается в горизонтальном направлении относительно планшета, на котором закреплен носитель. В свою очередь, траверса с пишущим элементом перемещается в вертикальном направлении по другой траверсе. Перемещения осуществляются через блочно-тросовые системы, ходовые винты и зубчатые рейки двумя реверсивными двигателями, один из которых установлен на траверсе, а другой — на планшете. В рулонных плоттерах, как показано на рис. 5.8, носитель размещается на барабане, который приводится во вращение в обе стороны реверсивным двигателем, а пишущий блок, приводимый в движение шаговым двигателем, перемещается по направляющей вдоль оси барабана.  Рис. 5.8. Конструктивная схема рулонного плоттера Несмотря на то что принципиально планшетные плоттеры могут обеспечивать более высокую точность вывода информации, на рынке больших плоттеров (формата АО и А1) преобладают рулонные плоттеры, поскольку их характеристики удовлетворяют требованиям большинства задач. Общий вид рулонного плоттера показан на рис. 7.8. Дополнительные преимущества рулонных плоттеров следующие: они более компактны и удобны, работают с чертежами очень большой длины (более 10 м) или выводят несколько десятков чертежей один за другим, автоматически отматывая и отрезая от рулона лист необходимого размера. Плоттеры малого формата (A3) обычно планшетные.  Рис. 7.8. Общий вид рулонного плоттера 2. Классификация плоттеров по типы пишущего блока. В зависимости от типа пишущего блока плоттеры подразделяются: на перьевые, ПП (PenPlotter); струйные, СП (Ink-Jet Plotter); электростатические, ЭП (Electrostatic Plotter); прямого вывода изображения, ПВИ (DirectImagingPlotter); лазерные, ЛП (Laser/LED Plotter). Перьевые плоттеры являются электромеханическими устройствами векторного типа и создают изображение при помощи пишущих элементов, обобщенно называемых перьями. Пишущие элементы отличаются один от другого используемым типом жидкого красителя (одноразовые и многоразовые; шариковые, фибровые, пластиковые; с чернилами на водной или масляной основе; заполненные под давлением) и крепятся в держателе пишущего узла, который имеет одну степень свободы перемещения в рулонных плоттерах и две степени свободы перемещения в планшетных. Отличительной особенностью ПП является высокое качество получаемого изображения, в том числе цветного при использовании цветных пишущих элементов. С помощью ПП традиционно выводят графические изображения, получаемые в системах автоматизированного проектирования, например в AutoCAD. Скорость вывода информации в ПП невысока, поэтому производители плоттеров используют все более быструю механику, пытаясь одновременно оптимизировать процедуру рисования, количество перемещений пишущего узла и бумаги, число смен пера и остановок. Ведущие изготовители перьевых плоттеров: CalComp, Mutoh (карандашно-перьевые плоттеры), Summagraphics (Houston Instruments). Кроме перьевых плоттеров, которые являются векторными, все остальные типы плоттеров — растровые, т. е. используют дискретный способ создания изображения. Струйные плоттеры являются устройствами вывода графической информации растрового типа, пишущие узлы которых используют струйную технологию печати. Из всего разнообразия струйных технологий печати наибольшее распространение в пишущих узлах плоттеров получила «пузырьковая». Существует три разновидности струйных плоттеров: монохромные, цветные (полноцветные) и с возможностью цветной печати (color capable). Струйные плоттеры с возможностью цветной печати позволяют выполнять чертежи с цветными линиями и однотонно закрашенными областями. Они являются струйным аналогом обычных перьевых плоттеров. Современные струйные плоттеры можно разделить на два класса: плоттеры для САПР и полноцветные (универсальные) плоттеры. Плоттеры для САПР ориентированы на печать векторной графики, прежде всего монохромных чертежей. Полноцветные плоттеры способны печатать любую графику — от чертежей до плакатов с фотографическим качеством изображения — и находят все более широкое применение, в том числе в САПР. В пишущих узлах полноцветных струйных плоттеров используется четыре группы сопел, в каждую из которых поступает краситель определенного цвета согласно технологии цветной печати CMYK. Приемлемая цена, высокое качество печати и большие возможности сделали струйные плоттеры серьезным конкурентом перьевых устройств. Однако данные устройства, как и перьевые плоттеры, не вполне устраивают пользователей с большими объемами выводимой графической информации. Для высокой производительности целесообразно применять плоттеры прямого вывода или лазерные. Электростатические плоттеры основаны на технологии создания скрытого электрического изображения (потенциального рельефа) на поверхности носителя, представляющего собой специальную электростатическую бумагу, рабочая поверхность которой покрыта тонким слоем диэлектрика, а основа пропитана гидрофильными солями, позволяющими получить требуемую для нее влажность и электропроводность. Для записи информации используются пишущие узлы, представляющие собой блоки электродов. Потенциальный рельеф образуется при осаждении на поверхность диэлектрика свободных зарядов, образующихся при возбуждении электродов высоковольтными импульсами напряжения. Когда бумага проходит через проявляющий узел с жидким намагниченным тонером, его частички остаются на заряженных участках бумаги. Полная цветовая гамма получается за четыре цикла создания скрытого изображения и прохода носителя через четыре проявляющих узла с соответствующими тонерами согласно технологии CMYK. Отличительные особенности данного типа плоттеров — скорость, надежность, качество и производительность. Их применяют при высокой степени автоматизации проектных работ. Изображение, полученное на ЭП, весьма устойчиво и не выгорает под действием ультрафиолетовых лучей, а стоимость электростатической бумаги соответствует стоимости высококачественной типографской бумаги. Однако электростатические плоттеры отличаются высокой себестоимостью и необходимостью их тщательного обслуживания. Плоттеры прямого вывода изображения, или термографические, используют в качестве носителя специальную термобумагу, темнеющую под воздействием тепла. Монохромное изображение создается миниатюрными нагревателями, сформированными в виде «гребенки», каждый из которых имеет самостоятельное управление. При перемещении термобумаги относительно «гребенки» ее цвет меняется в местах нагрева. Простота механизма печати обеспечивает скорость вычерчивания до 50 мм/с с разрешением до 800 dpi. Термобумага обычно подается из рулона. ПВИ применяются в крупных проектных организациях как для вывода проверочных копий, так и для изготовления окончательного пакета чертежей изделия. Лазерные плоттеры базируются на электрографической технологии, реализованной в лазерных принтерах. В качестве источника излучения в плоттерах применяются лазеры и полупроводниковые светодиодные матрицы (LightEmittedDiod — LED). LED-плоттеры относятся к классу растровых, когда каждой точке строки изображения соответствует свой светодиод (например, при разрешении 400 точек на дюйм линейка для формата А1 состоит из 9600 диодов). Лазерные и LED-плоттеры ввиду высокого быстродействия в первую очередь рекомендуются пользователям с большими объемами работ. Для повышения эффективности такие плоттеры чаще всего используются как сетевые устройства. К числу их преимуществ относится возможность работать на обычной бумаге, что сокращает удельные затраты при эксплуатации. LED-плоттеры становятся все более популярными, хотя по уровню стоимости находятся в высшей ценовой категории. Области применения LED-плоттеров: сложный технический дизайн, архитектура, документооборот, картография. Контрольные вопросы. Чем отличаются плоттеры векторного и растрового типов? В чем преимущество рулонных плоттеров по сравнению с планшетными? Каков механизм действия плоттеров прямого вывода изображения? На какие классы делятся плоттеры в зависимости от типа пишущего блока? |