Анализ современных принтеров

Введение

Персональный компьютер  представляет собой вполне самостоятельное  устройство, в котором есть все  необходимое для автономной жизни. Однако ЖИЗНЬ компьютера была бы неполноценной  без такого простого с виду устройства, как принтер.

Принтеры (печатные устройства) – это устройства вывода данных из ЭВМ, преобразующие информационные ASCII-коды в соответствующие им графические символы (буквы, цифры, знаки и т. п.) и фиксирующие эти символы на бумаге.

Принтер необходим для  изготовления бумажных копий документов, подготовленных на компьютере. На заре вычислительной техники принтеры использовались как основное устройство вывода информации (мониторы в то время были еще несовершенны и мало распространены). Сейчас принтер можно увидеть в каждом офисе, у многих домашних пользователей имеется струйный принтер для печати фотографий и открыток, в кассах и банках на матричных принтерах печатаются билеты, документы и т. д.

Российский рынок принтеров  отличается от рынка компьютеров. Здесь  нет конкуренции между российскими сборщиками и зарубежными производителями brand-name. Несмотря на кажущееся разнообразие, львиная доля всех эксплуатируемых принтеров приходится на продукцию всего двух компаний: Hewlett-Packard и Seiko Epson.

Принтеры разнятся между  собой по различным признакам:

• цветность (чёрно–белые и цветные);
• способ формирования символов (знакопечатающие и знакосинтезирующие);
• принцип действия (матричные, термические, струйные, лазерные);
• способы печати (ударные, безударные) и формирования строк (последовательные и параллельные);
• ширина каретки (с широкой (375–450 мм) и узкой (250 мм) кареткой);
• длина печатной строки (80 и 132–136 символов);
• набор символов (вплоть до полного набора символов ASCII);
• скорость печати;
• разрешающая способность, наиболее употребительной единицей измерения является dpi (dots per inch) – количество точек на дюйм.

Внутри ряда групп  можно выделить по несколько разновидностей принтеров; например, широко применяемые  в ПК матричные знакосинтезирующие принтеры по принципу действия могут  быть ударными, термографическими, электрографическими, электростатическими, магнитографическими и др.

Среди ударных принтеров  часто используются литерные, шаровидные, лепестковые (типа “ромашка”), игольчатые (матричные) и др.

Печать у принтеров  может быть посимвольная, построчная, постраничная. Скорость печати варьируется от 10–300 зн./с (ударные принтеры) до 500–1000 зн./с и даже до нескольких десятков (до 20) страниц в минуту (безударные лазерные принтеры); разрешающая способность – от 3–5 точек на миллиметр до 30–40 точек на миллиметр (лазерные принтеры).

Многие принтеры позволяют  реализовать эффективный вывод  графической информации (с помощью  символов псевдографики); сервисные  режимы печати: плотная печать, печать с двойной шириной, с подчёркиванием, с верхними и нижними индексами, выделенная печать (каждый символ печатается дважды), печать за два прохода (второй раз символ печатается с незначительным сдвигом) и многоцветная (до 100 различных цветов и оттенков) печать.

1. КЛАССИФИКАЦИЯ ПРИНТЕРОВ

Принтер - устройство для вывода текстовой или графической информации на различные твердые носители. Представляет собой сложный электромеханический аппарат, обеспечивающий формирование изображения, продвижение носителя, подачу красителя и его закрепление на носителе.

Как ранее было указано, принтер имеет разновидности. Различаться данные аппараты могут во многих сферах взаимодействия.

Предлагается классифицировать принтеры по пяти основным позициям: принципу работы печатающего механизма, максимальному  формату листа бумаги, использованию цветной печати, наличию или отсутствию аппаратной поддержки языка PostScript, а также по рекомендуемой месячной нагрузке, которая, как правило, коррелирует со скоростью печати.

По принципу печати различаются  матричные, струйные и лазерные (страничные) принтеры. Существует ряд других технологий печати, например сублимационная, печать за счет термопереноса, которые применяются гораздо реже. Лазерная и светодиодная технологии (в последнем случае вместо лазера и отклоняющего лазерный луч зеркала используется линейка светодиодов) во многих случаях с точки зрения конечного пользователя неразличимы. Параметр, определяющий качество печати лазерных принтеров - разрешение.

По гамме воспроизводимых  цветов принтеры делятся на черно-белые, черно-белые с опцией цветной печати (такие модели есть среди матричных и струйных) и цветные. Для цветных принтеров в рамках одного типа (струйных) качество печати очень существенно меняется от модели к модели. В результате и позиционируются они на рынке по-разному. Принтеры с опцией цветной печати, как правило, плохо воспроизводят страницы, на которых цветная графика соседствует с черным фоном. Последний получается путем смешения чернил нескольких основных цветов. В итоге черный цвет оказывается недостаточно насыщенным, а стоимость печати такой страницы - весьма высокой.

Для качественного воспроизведения  иллюстраций, хранящихся в векторных  форматах, важно наличие встроенного  интерпретатора языка PostScript. Формально  модели, поддерживающие язык PostScript, приблизительно на 25% дороже аналогичных, не включающих эту опцию. Однако, чтобы на практике воспользоваться преимуществами языка PostScript, приходится приобретать дополнительную память и разница в цене может оказаться весьма существенной.

По соединению с источником данных (откуда принтер может получать данные для печати), или интерфейсу:

-по проводным каналам: 

 *через последовательный порт

 *через параллельный порт (IEEE 1284)

 *по шине Universal Serial Bus (USB)

 *через локальную сеть (LAN, NET)

-посредством беспроводного соединения:

*через ИК-порт (IRDA)

*по Bluetooth

*по Wi-Fi.

По скорости печати можно  выделить четыре группы: матричные  принтеры без автоподачи; принтеры, обеспечивающие скорость печати до 4 стр./мин. и предназначенные для индивидуального  применения; принтеры со скоростью печати до 12 стр./мин., обслуживающие рабочие группы; мощные сетевые принтеры с производительностью более 12 стр./мин. Производительность принтера - существенный фактор для организаций, где одним принтером пользуются сразу несколько человек, и практически не влияющий на потребительские предпочтения показатель, если речь заходит об индивидуальной эксплуатации печатающего устройства.

Скорость при цветной  печати, как правило, значительно  ниже, чем при печати одним черным цветом.

1.1. Матричный (игольчатый) принтер

Игольчатый принтер (Dot-Matrix-Printer) долгое время являлся стандартным  устройством вывода для РС. В то время, когда струйные принтеры работали еще неудовлетворительно, а цена лазерных была достаточно высока, игольчатые принтеры повсеместно использовались с компьютерами. Они еще часто 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.

В матричном принтере изображение формируется на носителе печатающей головкой, которая состоит  из набора иголок, приводимых в действие электромагнитами. Головка передвигается  поперёк листа бумаги по направляющим (обычно при помощи ременной передачи); при этом иголки в заданной последовательности наносят удары по бумаге через красящую ленту, аналогичную применяемой в печатных машинках и обычно упакованную в картридж, тем самым формируя точечное изображение.

Качество печати матричных  принтеров определяется количеством иголок в печатающей головке.

Существуют 4 вида матричного принтера: 9- , 18- и 24-игольчатые принтеры и строчный принтер.

Разрешающая способность печати, а также скорость печати графических изображений напрямую зависят от числа иголок. Наибольшее распространение получили 9- и 24-игольчатые принтеры. Принтеры с 9 и кратным 9 количеством игл (18, 36) предназначены для скоростной печати, в то время как 24-игольчатые для качественной печати. При выборе принтера всегда необходимо 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 альтернативы игольчатому принтеру в настоящий момент нет.

К числу несомненных преимуществ матричных принтеров относится возможность печати одновременно нескольких копий документа с использованием копировальной бумаги. Существуют специальные матричные принтеры для одновременной печати пяти и более экземпляров, которые предназначены для эксплуатации в промышленных условиях и могут печатать на карточках, сберегательных книжках и других носителях из плотного материала. Кроме того, многие матричные принтеры оборудованы стандартными направляющими для обеспечения печати в рулоне и механизмом автоматической подачи бумаги, с помощью которого принтер самостоятельно заправляет новый лист.

Вообще игольчатый принтер  является существенно более универсальным  принтером при работе с бумагой, чем лазерный или струйный, для  которых, как правило, отсутствует возможность использования бумаги в рулоне.

К параметру "скорость печати" надо относиться осторожно. 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 длиться, конечно же, дольше. Еще дольше приходится ожидать печати графики, потому что при этом набор знаков не читается из внутренней памяти (ROM) принтера, а каждая печатаемая точка должна рассчитываться.

Достоинствами матричных  принтеров являются:

• дешевизна расходных материалов;
• долговечность работы;
• низкая себестоимость печати;
• относительная дешевизна матричных принтеров формата А3

Матричные принтеры обеспечивают скорость печати до 400 знаков в секунду, обладают разрешением 360 х 360 точек на дюйм, оборудованы оперативной памятью небольшого объема - порядка 64 - 128 Кбайт.

Существенным недостатком матричных  принтеров является шум, который  достигает 58 дБ. Для устранения этого  недостатка в отдельных моделях предусмотрен так называемый тихий режим, однако такое понижение шума приводит к снижению скорости печати в два раза. Другое направление борьбы с шумом матричных принтеров связано с использованием специальных звуконепроницаемых кожухов.

1.2. Струйный принтер

История развития струйной печати насчитывает  несколько десятилетий. Генеральная  идея, в общем, оставалась все время  неизменной - нанесение краски на бумагу или другой материал, используя преимущества жидкого красителя: легкость в нанесении  и возможность образования малых объемов. Разнообразие предлагаемых способов было поистине неисчерпаемым. В итоге сформировалось четыре самостоятельных направления в развитии струйной печати, каждое из которых обладало как несомненными достоинствами, так и неизбежными недостатками.

Главным элементом струйного  принтера является печатающая головка, состоящая из сопел, к которым  подводятся чернила. Число сопел  находится в диапазоне от 16 до 64, а иногда достигает нескольких сотен. Чернила подаются к соплам за счет капиллярных свойств и удерживаются от вытекания за счет сил поверхностного натяжения жидкости. В головку встроен специальный механизм, позволяющий выбрасывать из сопла микроскопическую капельку чернил. Печатающая головка при печати перемещается поступательно слева направо, отпечатав строку, перемещается вниз по листу. Работают эти принтеры практически бесшумно. В зависимости от устройства этого механизма различают принадлежность принтера к тому или иному классу.

Наиболее ранней технологией, сделавшей струйную печать доступной и относительно дешевой, была технология "сухих чернил" - "dry ink jet". Под воздействием высокой температуры частицы твердого красителя (чаще всего в этом качестве выступал графит) расплавлялись и под давлением наносились на бумагу. Этот метод до сих пор применяется в калькуляторах и некоторых типах принтеров. В настоящее время, однако, появилось интересное развитие этого метода, получившее название "сублимационной печати".

Другая разновидность струйной печати - "спарк" - технология - в целом аналогична предыдущей, но использует жидкие чернила.

Два других типа струйной печати составляют, по сути, ее современное  лицо. Это пьезоэлектрическая (piezo-ink) - Epson, Brother и "пузырьковая" (bubble-jet) технологии.

Первая из них, как  следует из названия, использует явление  пьезоэлектричества для нанесения  чернил на бумагу (пленку). Это позволяет  очень точно позиционировать  частицы красителя, однако требует  сложного и дорогого устройства печати (картриджа). Пьезоэлектрическая технология дешева, отличается надежностью, так как не используется высокая температура. Этот способ менее инерционен, чем нагрев, что позволяет повысить скорость печати.

"Пузырьковая" технология  осуществляет нанесение красителя  путем выталкивания частиц чернил из емкости при помощи пузырька газа, образующегося внутри картриджа в результате резкого локального повышения температуры и давления.

Именно появление и  промышленная реализация "пузырьковой" технологии струйной печати явилось  причинной всплеска спроса на струйные принтеры, вначале одноцветные, а впоследствии практически всегда полихромные. Окончательный выбор сделан, однако, в пользу "пузырьковой струйной печати" (bubble ink jet printing). Эту же технология в своих изделиях используют Hewlett Packard, Canon, Mannesman Tally и ряд других производителей.

Выбор в пользу именно этой технологии вполне объясним даже с обыденной точки зрения "непродвинутого" пользователя. Технология bubble ink jet позволяет  реализовать печатающий узел устройства в виде дешевого съемного картриджа, она достаточно толерантна к качеству используемых чернил (хотя, разумеется, всегда предпочтительнее использовать фирменные чернила, либо чернила, рекомендованные производителем картриджа). И главное - "пузырьковая" технология обладает тем, что в мире аппаратного обеспечения именуется "масштабируемостью". Иными словами, увеличение истинного разрешения печати, скажем, вдвое, для технологии bubble ink jet есть проблема технологическая, но не принципиальная.

Качество струйной печати зависит, главным образом, от трех основных факторов: качества печатающего узла (разрешение), качества чернил (передача полутонов и цвета), типа используемого носителя (непосредственно связан с предыдущим фактором - насколько хорошо данные чернила сочетаются в данным типом бумаги или пленки).

Несомненно, первый из указанных  факторов оказывает наибольшее влияние  на качество печати в целом. Однако он же и вызывает наибольшие технологические  трудности при реализации и оказывает  решающее воздействие на конечную стоимость изделия - не в меньшую сторону, к сожалению. При этом удачный подбор чернил, эмуляции высокого разрешения и конструкция картриджа, сводящая к минимуму эффект "расплывания" чернил на бумаге позволяют достичь результатов, крайне незначительно отличающихся от тех, которые получаются при использовании более дорогого принтера с высоким истинным разрешением.

В настоящее время  во всем мире струйные печатающие устройства вышли на первое место по объемам  продаж. Принтеры практически бесшумны, с легкостью осуществляют цветную печать. Полученные с помощью струйных принтеров распечатки обладают высоким разрешением лазерного качества.

1.3. Лазерный принтер

Несмотря на сильную  конкуренцию со стороны струйных принтеров, лазерные принтеры на сегодня  позволяют достигнуть более высокого качества печати.

К сожалению, цветные  лазерные принтеры доступны далеко не всем. Однако радует то, что качество получаемого с их помощью изображения  приближается к фотографическому, а  цены имеют тенденцию к снижению. Таким образом, для получения высококачественной черно-белой распечатки следует отдавать предпочтение лазерному принтеру по сравнению со струйным. Если вы желаете получить цветное изображение, то в большинстве случаев можете быть удовлетворены цветным струйным принтером.

Они обладают большей  скоростью, так как луч лазера может передвигаться значительно  быстрее, чем печатающая головка  с десятками и более того сотнями  сопел, из которых в момент печати с определённым интервалом выпрыскиваются микроскопические капельки чернил.

Лазерные лучи ещё  более точные и по причине компактной фокусировки позволяют обретать высокое разрешение. Лазерные принтеры экономичнее, чем струйные, просто вследствие того, что картриджей с тонером  хватает не на одну тысячу страниц, а вот чернильные картриджи заканчиваются быстрее, и их приходится чаще заправлять или менять.

Уровень шума при "жужжании" лазерного принтера составляет в  среднем 40 дБ. В режиме off-line это значение еще меньше.

Большинством изготовителей  лазерных принтеров используется механизм печати, который применяется в ксероксах.

Альтернативой лазерному  является так называемый светодиодный принтер, или LED-принтер (Light Emitting Diode). Вместо лазерных лучей, управляемых с помощью механики зеркал, барабан освещает неподвижная диодная строка, состоящая из 2500 светодиодов, которая описывает не каждую точку, а целую строку. На этом принципе работает лазерный принтер OKI.

Технологически процесс  цветной печати на лазерном принтере осуществляется очень сложно, поэтому  и цены на такие принтеры еще очень высоки.

Скорость печати лазерного  принтера определяется двумя факторами. Первый из них - это время механической протяжки бумаги, другой - скорость обработки  данных, поступающих от РС, и формирования растровой страницы для печати.

Обычно лазерный принтер оборудован собственным процессором. Как правило, для черно-белых принтеров используется микропроцессор Motorola 680000. В высокопроизводительных принтерах, например НР, используют процессор Intel 80960, имеющий тактовую частоту 33 МГц и сокращенный набор команд (RISC-архитектура).

Так как лазерный принтер  является страничным принтером (т.е. он формирует для печати полную страницу, а не отдельные строки, как игольчатый или струйный) скорость печати измеряется в страницах в минуту. Средний  лазерный принтер печатает 4, в лучшем случае 6 или 8 страниц в минуту. Высокопроизводительные принтеры, которые, как правило, используются в компьютерных сетях, могут печатать до 20 и более страниц в минуту.

Разрешение лазерного  принтера по горизонтали и по вертикали определяется различными факторами: 1) вертикальное разрешение соответствует шагу барабана и для большинства принтеров составляет 1/600 дюйма (для более дешевых 1/300 дюйма); 2) горизонтальное разрешение определяется числом точек в одной "строке" и ограничено точностью наведения лазерного луча.

Лазерный принтер обрабатывает целые страницы, что, естественно, связано  с большим количеством вычислений. Скорость печати определяется не только работой процессора, но и существенно  зависит от памяти, которой оборудован принтер. Величина памяти лазерного принтера 1 Мбайт является нижней границей, более ощутима емкость памяти от 2 до 4 Мбайт. Цветные лазерные принтеры имеют еще большую память.

Как правило, большинство  лазерных принтеров могут печатать на бумаге формата А4 и меньше, правда, в последнее время появились принтеры, способные печатать на листах формата А3. Кроме того, если раньше печать на рулоне считалась прерогативой лишь игольчатых принтеров, то сейчас на рынке появились модели лазерных принтеров, которые также могут использовать для работы бумагу в рулоне, например Pentax Laserfold 300E.

Некоторые лазерные принтеры, например Xerox 4320/MRP "умеют" печатать на обеих сторонах листа, а во многих дорогих моделях предусмотрена  возможность их дооборудования для двусторонней печати (правда, это стоит более 500 USD).

1.4. Термический принтер

Цветные лазерные принтеры пока не идеальны. Для получения  цветного изображения с качеством  близким к фотографическому или  изготовления допечатных цветных проб используют термические принтеры или, как их еще называют, цветные принтеры высокого класса.

В настоящее время  распространение получили три технологии цветной термопечати: струйный перенос  расплавленного красителя (термопластичная  печать); контактный перенос расплавленного красителя (термовосковая печать); термоперенос красителя (сублимационная печать).

Общим для последних  двух технологий является нагрев красителя  и перенос его на бумагу (пленку) в жидкой или газообразной фазе. Многоцветный краситель, как правило, нанесен на тонкую лавсановую пленку (толщиной 5 мкм). Пленка перемещается с помощью лентопротяжного механизма, который конструктивно схож с аналогичным узлом игольчатого принтера. Матрица нагревательных элементов за 3-4 прохода формирует цветное изображение.

Термовосковые принтеры переносят краситель, растворенный в воске, на бумагу, нагревая ленту  с цветным воском. Как правило, для подобных принтеров необходима бумага со специальным покрытие. Термовосковые  принтеры обычно используются для печати деловой графики и другой нефотографической печати.

Для печати изображения, почти не отличающегося от фотографии, и изготовления допечатных проб лучше  всего использовать сублимационные принтеры. По принципу работы они аналогичны термовосковым, но переносят с ленты  на бумагу только краситель (не имеющий восковой основы).

Принтеры, использующие струйный перенос расплавленного красителя, называют еще восковыми принтерами с твердым красителем. При печати блоки цветного воска расплавляются  и выбрызгиваются на носитель, создавая яркие насыщенные цвета на любой поверхности. Полученные таким образом "фотографии" выглядят слегка зернистыми, но удовлетворяют всем критериям фотографического качества. Этот принтер не годится для изготовления диапозитивов, поскольку капли воска после высыхания имеют полусферическую форму и создают сферический эффект.

Имеются термические  принтеры, которые совмещают в  себе технологию сублимационной и термовосковой  печати. Такие принтеры позволяют  печатать на одном устройстве как  черновые, так и чистовые оттиски.Скорость печати термических принтеров вследствие инерционноститепловых эффектов невысокая. Для сублимационных принтеров от 0,1 до 0,8 страниц в минуту, а для термовосковых - 0,5-4 страницы в минуту.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Эта работа посвящена  анализу современных принтеров, которые появляются на рынке. Описаны виды принтеров (матричные, струйные, лазерные и термические). Их принцип работы, а также слабые и сильные стороны, которые характерны конкретному виду принтера.

Матричные принтеры ушли в отставку, сохранив за собой лишь довольно узкую специализацию вроде печати чеков и тому подобных документов, также они применяются в бухгалтериях и билетных кассах для впечатывания текста в готовые бланки. Но каковы они были вначале и с помощью них произошёл бурный толчок в развитии принтерной индустрии. Именно матричные принтеры заложили основу всех последующих принтеров - «Любой символ и любое изображение можно сформировать из точек».

По распространённости лидером является струйная печать, второй — лазерная. Да, именно они сейчас конкурируют за место в каждом доме.

Когда то утопическая  идея «Принтер в каждый дом» реализовалась. Теперь эта техника конструируется в мировых масштабах и легко  доступна. Ассортимент многогранен  и удовлетворит потребности любого пользователя.

Но есть одно но. Технологии печати, придуманные в прошлом  веке, сильно не изменились. Да, техпроцесс совершенствуется, увеличивается количество точек на дюйм, улучшается качество и скорость печати. Но никаких существенных изменений в мире принтеров не происходит.

В целом на рынке принтеров  намечается спад покупательской активности. Насколько он будет глубоким, зависит  в значительной степени не от тех  или иных маркетинговых ходов  поставщиков и производителей, а  от общеэкономических факторов. Спад вызван не только снижением платежеспособного спроса, но и относительным насыщением рынка. По всей вероятности, для принтеров он окажется глубже, чем для компьютерного рынка в целом из-за большого срока службы и медленного морального старения принтеров по сравнению с другим продаваемым оборудованием.

Список использованных источников

1. Алексеев А.П. "Информатика". Учебник - Издательство: "СОЛОН-Р", 2002 г.

2. Максимов Н.В. "Информатика". Учебное пособие - М.: ФОРУМ: ИНФРА-М, 2003 г.

3. Курбаков К.И. "Основы  информатики". Учебное пособие - М.: ЭКЗАМЕН, 2004 г.

4. Хохлова Н.М. "Информационные  технологии". Учебное пособие  - М.: Приориздат, 2004 г.