Устройство и классификация принтеров

Оглавление

Введение .   .   .   .   .   .   .   .   .   .   .   .   .   .   .   .   .   .   .   .   .   .   .   .   .   .   3

1. История принтеров .   .   .   .   .   .   .   .   .   .   .   .   .   .   .   .   .   .   .   .   .  4

2. Классификация и устройство принтеров

2.1. Матричные принтеры .   .   .   .   .   .   .   .   .   .  .   .   .   .   .   .   .   . 6

2.2. Струйные принтеры .   .   .   .   .   .   .   .   .   .   .   .   .   .   .   .   .   .   7

2.3. Сублимационные принтеры .   .   .   .   .   .   .   .   .   .   .   .   .   .   .   9

2.4. Лазерные принтеры .   .   .   .   .   .   .   .   .   .   .   .   .   .   .   .   .   .   10

2.5. Светодиодные (LED) принтеры .   .   .   .   .   .   .   .   .   .   .   .   .   11

2.6. Многофункциональные устройства .   .   .   .  .   .   .   .   .   .   .    11

3. Основные характеристики принтеров .   .   .   .   .   .   .   .   .  .   .   .   . 13

Список использованных источников и литературы .   .   .   .   .   .   .   .  17

Введение

Принтер — периферийное устройство компьютера, предназначенное для вывода информации на твёрдый носитель, обычно на бумагу. Слово заимствовано из англ. printer, от to print («печатать») + -er («тот, кто совершает действие»).

Что бы ни говорили о превосходстве электронных носителей информации над бумажными, похоже, век бумаги и печатного текста пройдет еще очень 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 несколько 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 (Леонтьев…, 2008).

1. История принтеров

История принтеров началась с того самого момента, как пещерный человек нарисовал кусочком угля мамонта на стене своего жилища. Но так далеко мы не будем заглядывать. Первый "принтер"; (если это можно назвать принтером) был создан вместе с первым "компьютером" (если это можно назвать компьютером). Прадедушка этих девайсов появился в далеком 1834 году (а разработки начались аж в 1822 году). Его изобретателем стал небезызвестный Чарльз Бэббидж (рис.1). Изобретенное им устройство получило название Difference Engine (Разностная машина). Оно предназначалось для использования в навигации, проектировании, банковском деле. Это был настоящий механический компьютер, способный автоматически печатать!

К сожалению, так и не была до конца построена изобретателем при жизни, но была воспроиз­ведена в наши дни по его чертежам, так что сегодня мы вправе говорить об Аналитической машине, как о реально существующем устройстве. С появлением первого электронного компьютера в 50-х годах прошлого века возникла необходимость сохранять полученные результаты вычислений (Симонович…,2001). Для этого специально обученные люди сидели за печатными машинками и печатали получаемую информацию. Конечно, через некоторое время людям пришла идея подключить печатные машинки к компьютеру. И в 1953 году корпорация Remington-Rand создала первое печатающее устройство для компьютера UNIVAC (Universal Automatic Computer), получившее название UNIPRINTER. Он печатал 600 строк в минуту (по 130 знаков на строку). Этот монстр монстр сильно напоминал печатную машинку и имел схожий с ней принцип работы. При нажатии на какую-либо клавишу, металлическая "косточка" с буквой бьет по бумаге через красящую ленту, таким образом, оставляя на ней свой отпечаток. Принцип работы первых принтеров был точно такой же, только на кнопочки нажимать было не надо. Основным элементом принтера был диск в виде ромашки, на конце "лепестков" которого, были нанесены символы. Диск вращался вокруг своей оси параллельно бумаге. Ударный механизм бил по ле-

Рис. 1 Чарльз Бэббидж

пестку, который, в свою очередь, бил по бумаге и оставлял на ней через красящую ленту отпечаток.

Таких принтеров давно нет; их прямые наследники - точечно-матричные принтеры ударного типа - располагают перемещающейся вдоль строки печатающей головкой, содержащей от 7 до 24 игл, каждая из которых может независимо от остальных наносить удар по ленте. Это позволяет формировать изображения как букв и цифр, так и любых других символов, а также достаточно сложные рисунки и чертежи. Для хранения и подачи ленты используют специальную пластмассовую коробочку - картридж. Принтеры стали «интеллектуальными», т.е. имеют собственное ОЗУ и электронный блок управления для того, чтобы разгрузить основное ОЗУ и не отнимать в процессе печати время у центрального процессора (Могилев…, 2009).

2. Классификация и устройство принтеров

Принтеры – довольно таки обширный класс устройств. Для того чтобы более полно объять этот класс устройств их нужно классифицировать.

Классифицировать принтеры можно по разным признакам, например, по скорости вывода текстовой информации (этот параметр измеряется в количестве выведенных символов за единицу времени). У современных принтеров этот параметр может достигать нескольких тысяч символов в секунду, по разрешающей способности, этот параметр отражает возможность принтера выводить мелкие линии и точки и измеряется максимальным количеством линий, длина которых равна их ширине, на один квадратный сантиметр или дюйм. У современных принтеров этот параметр может достигать нескольких тысяч точек на один дюйм. Однако лучше всего (и проще) – классифицировать принтеры по принципу вывода графической и текстовой информации, т.е. по принципу их устройства (Фролов…, 1997).

2.1 Матричные принтеры появились в эпоху, когда никто всерьез и не задумывался о серьезной работе с графикой. Матричные принтеры назывались еще и игольчатыми (Леонтьев…, 2008). Они являются логическим продолжением лепестковых устройств. В них используется схожий принцип печати. Однако символы формируются из набора точек. "Любой символ и любое изображение можно сформировать из точек", - главный принцип матричных (да и всех остальных) принтеров. Матричные принтеры имеют печатную головку, в которой размещен набор иголочек (9 или 25), которые выскакивали из головки и наносили удар по красящей ленте (Торопкова…, 2010). От удара иголочки на бумаге оставалась точка. А комбинация этих иголочек при движении печатающей головки давала символ – букву или цифру (Леонтьев…, 2008).

Производительность работы матричных принтеров оценивают по количеству печатаемых знаков в секунду (cps — characters per second). Обычными режимами работы матричных принтеров являются: draft — режим черновой печати, normal — режим обычной печати и режим NLQ (Near Letter Quality), который обеспечивает каче­ство печати, близкое к качеству пишущей машинки (Симонович…,2001).

Автором первого матричного принтера стала корпорация Seiko Epson, разработавшая в 1964 году принтерный механизм, печатающий точное время. Однако крупнейшим производителем подобных принтеров в 70-х годах стала корпорация Centronics Data Computer. В 1970 году они разработали матричный принтер, получивший название Model 101. Для печати в нем использовался набор из 7 иголок (каждый символ имел размер 5x7 точек, поэтому принтеры и стали называться матричные), и он умел печатать со скоростью 165 символов в минуту. Стоимость такой игрушки составляла $2995. Затем в 1977 году была создана модель Micro-1 (240 символов в минуту и ценой $595). А год спустя Epson представила принтер ТХ-80, который имел огромный успех (в основном благодаря корпорации IBM, которая наладила выпуск и продажу этой модели по ОЕМ-лицензии). Тем временем технологии не стояли на месте, стали появляться принтеры с 9, 12, 14, 18 и 24 иголочками. Все эти модификации делались для повышения качества печати. Так появились понятия: LQ (Letter Quality - высокое качество) и NLQ (Near Letter Quality - среднее качество). А в конце 70-х появились первые цветные (!) матричные принтеры. В них использовалось 4 цветных печатающих ленты, для воспроизведения разных цветов. Но такие принтеры не получили распространения. Первым по-настоящему домашним матричным принтером стал принтер ImageWriter от фирмы C.ltoh Electronics, разработанный еще в 1976 году, но поступивший в продажу вместе с компьютерами Apple в 1983 по цене $675. В то же время к существовавшим производителям принтеров присоединились такие монстры как NEC, Oki data и TEC. До наших времен технология дошла почти не изменившись. Все дело в том, что печать на матричном принтере очень дешева, поэтому не спешит покидать нас.

2.2 Струйные принтеры. Наступила эпоха Windows – эпоха графики, красивых картинок, ярких, четких, типографического качества шрифтов. И на арену вышел новый тип принтеров – струйные. Всего существует три метода печати, использующиеся в струйных принтерах: пьезоэлектрический метод (используется компаниями Epson и Brother), метод газовых пузырей (Canon) и метод drop-on-demand (Hewlett-Packard). Во всех устройствах используется резервуар с краской, на дне которого есть маленькое отверстие (сопло). При пьезоэлектрическом методе печати в сопло установлен плоский пьезокристалл, связанный с диафрагмой. Когда на пьезокристалл подается ток, он выгибается и давит на диафрагму. Таким образом, формируется капелька, которая выталкивается на бумагу. Этакий маленький насос. Термическую (она же пузырьковая) технологию использует большинство производителей (Canon, HP, Lexmark и др.). В струйных принтерах этих марок нагревательные элементы в печатающей головке включаются и выключаются несколько тысяч раз в секунду, нагревая чернила в картридже, За счет теплового расширения в каналах печатающей головки капли формируются и выталкиваются через дюзы па бумагу (Торопкова…, 2010).

Как правило, в струйных принтерах используются чернила четырех цветов (голубого, пурпурного, желтого и черного; по-английски - Cyan, Magenta, Yellow, Black, отсюда - CMYK, реже - шести (добавляются светло-голубые и светло-пурпурные чернила, получается СсMmYK). Шестицветная печать позволяет точнее воспроизводить оттенки и используется для фотореалистичной печати. Кроме того, многие обычные «струйники» имеют в своем арсенале дополнительный картридж для печати фотографии (Леонтьев…, 2008).

Качество печати изображения во многом зависит от формы капли и ее размера, а также от характера впитывания жидкого красителя поверхностью бумаги. В этих условиях особую роль играют вязкостные свойства красителя и свойства бумаги (Симонович…,2001).

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!

Есть у «струйников» и недостатки. Во-первых, скорость. Печать одной страницы текста на струйном принтере занимает от 30 секунд до 1-2 минут, а картинки – и того дольше. Во-вторых, стоимость печати на струйном принтере до сих пор остается высокой: с учетом расхода чернил и стоимости специальной бумаги она составляет до 25 центов за лист. А главное – стоило капнуть на лист со «струйной» распечаткой каплю воды, чтобы чернила сразу же поплыли, образовав безобразную кляксу…

Парадокс – несмотря на все эти недостатки, именно струйные принтеры сумели завоевать сердца домашних пользователей.

Не забудем и ценовой фактор – великолепный принтер HP или Epson

можно приобрести меньше чем за 100 долларов. Возможно, скоро «струйники» можно будет вообще получить бесплатно – производители в любом случае получат свое, продавая специальную бумагу, картриджи.

Возможность цветной печати – это вторая, после низкой цены, составляющая успеха принтера. Лет десять назад все производители принтеров в одночасье перешли на выпуск устройств, позволяющих помимо привычного черного картриджа, устанавливать дополнительный – с чернилами трех видов. При этом стоимость цветного картриджа практически не отличалась от стоимости черного.

2.3 Сублимационные принтеры. Эти устройства созданы специально для фотографов и работают по особой технологии термопечати на специальной бумаге. Самые компактные модели, которые можно носить с собой в сумке, позволяют печатать лишь снимки небольших форматов (обычно «домашнего» стандарта 10×15). Более дорогие устройства поддерживают печать фотографий размером до стандартного листа А4.

2.4 Первый лазерный принтер создали сотрудники фирмы Xerox. Принцип действия лазерных принтеров следующий:

                 в соответствии с поступающими данными лазерная головка испускает световые импульсы, которые отражаются от зеркала и попадают на поверхность светочувствительного барабана;

                 горизонтальная развертка изображения выполняется вращением зеркала;

                 участки поверхности светочувствительного барабана, получившие световой импульс, приобретают статический заряд;

                 барабан при вращении проходит через контейнер, наполненный красящим составом (тонером), и тонер закрепляется на участках, имеющих статический заряд;

                 при дальнейшем вращении барабана происходит контакт его поверхности с бумажным листом, в результате чего происходит перенос тонера на бумагу;

                 лист бумаги с нанесенным на него тонером протягивается через нагревательный элемент, в результате чего частицы тонера спекаются и закрепляются на бумаге.

Рис. 2 Устройство лазерного принтера

Они отличаются высокой скоростью печати, которая измеряется в страницах в минуту (ррт — page per minute). Модели среднего класса обеспечивают разрешение печати 600dpi, полупрофессиональные модели — 1200dpi, профессиональные модели — 1800dpi (Симонович…,2001).

Казалось бы, в этом устройстве соединились все достоинства предыдущих типов принтеров. Причем, не просто соединились, а возросли.

Шум? Еще меньше, чем у струйного принтера…

Большой объем работ? Выдерживает такую промышленную нагрузку, от которой у струйного принтера приключился бы инфаркт…

Но нет достоинств без недостатков. «Ахиллесова пята» принтеров – цена и габариты. К тому же при работе он выделяет озон, а посему наличие такого аппарата в доме не совсем уместно с точки зрения техники безопасности.

И самое главное – большинство лазерных принтеров до сих пор рассчитано на черно-белую печать. Цветные «лазерники» появились уже лет пять назад, однако, до сих пор их стоимость достаточно высока (Леонтьев…, 2008).

2.5 Светодиодные (LED - Light Emitting Diode) принтеры. Производители этих устройств часто именуют их просто «лазерными». И действительно, различий между классическими лазерными и светодиодными принтерами немного – разве что «рисовальщиком», который отвечает за создание на барабане заряженных участков, выступает уже не лазерный луч, а светодиодная матрица. Поскольку эта матрица расположена по всей ширине печатаемой страницы, отпадает необходимость в механизме формирования горизонтальной развертки и вся конструкция получается проще, надежнее и дешевле. Типичная величина разрешения печати для светодиодных принтеров составляет порядка 600 dpi (Симонович…,2001).

2.6 Многофункциональные устройства («комбайны») – устройства, которые объединяют в одном корпусе принтер, сканер, копир, а иногда еще и факс.

Начинены «комбайны» могут быть все, чем угодно – никаких стандартов не существует. Например, принтер может быть как струйным, так и лазерным. Варьируется тип сканера – от протяжного до планшетного. Что до копира, то его роль в таких устройствах как раз и играет связка «сканер-копир», соединенная напрямую, безо всякого участия компьютера.

Если же говорить о характеристиках, то единственная оценка, которую такие устройства заслуживают – «средние». И сканерная, и принтерная часть «комбайна» чаще всего уступает отдельным устройствам по большинству показателей – скорости, разрешении и по надежности.

Последний фактор, который мог бы повлиять на решение о покупке «комбайна» - цена: оказывается, что покупка отдельного (и лучшего по характеристикам) принтера и сканера может обойтись даже дешевле (Леонтьев…, 2008).

Можно отметить, что структура их предложения не меняется уже давно. Так же как два месяца, год и два года назад самыми популярными являются струйные принтеры, затем следуют лазерные, а за ними матричные. Однако говорить о полном исчезновении принтеров этого типа в будущем нельзя - есть определенные задачи, для выполнения которых они подходят идеально (Торопкова…, 2010).

К принтерам близки по назначению плоттеры - специализированные устройства для вывода на бумагу чертежей и рисунков. Рисунок исполняется специальным пером, управляемым электронным блоком; для цветного плоттера необходимо несколько перьев. Плоттер необходим как часть автоматизированного рабочего места (АРМа) проектировщика, инженера-конструктора, архитектора. В силу специализированности и высокой стоимости плоттеры не являются устройствами массового распространения (Могилев…, 2009).

3. Основные характеристики принтеров

1. Разрешающая способность (resolution) – параметр, характеризующий плотность минимальных элементов изображения. Измеряется в точках по горизонтали и вертикали или в точках на дюйм (dpi), например, 800х600 точек. Средний показатель струйного принтера – 600 dpi, что же касается лазерного, то здесь может доходить и до 1200 dpi – в зависимости от модели. На самом деле «точки» лазерного и струйного принтера – абсолютно разные вещи…

2. Скорость печати. «Скорострельность» большинства струйных принтеров ограничивается всего лишь 3-5 стандартными текстовыми страницами в минуту. Печать же полноцветных иллюстраций требует гораздо больше времени – до 5 минут на страницу (особенно медлительны фотопритеры).

У лазерных принтеров «домашнего» класса средняя скорость черно-белой печати составляет уже от 7 до 20 страниц в минуту (как и в предыдущем случае, в расчет берутся стандартные страницы текста без рисунков), для цветной печати время увеличивается до 20 секунд на страницу.

3. Стоимость печати и расходных материалов. Покупая принтер, мы забываем про самое главное – стоимость картриджей. Фирменные картриджи, например, для струйного принтера Hewlett-Packard стоят около 30 долл. и хватает его в лучшем случае на сотню-другую листов черно-белой печати. Вот и получается, что реальная стоимость печати одного листа на «струйнике» составляет не менее 15-20 центов. У лазерного принтера этот показатель как минимум в 10 раз ниже, хотя сам этот принтер в пять раз дороже «струйника» (Леонтьев…, 2008).

Высокие цены на оригинальные расходные материалы обусловлены тем, что многие производители осознанно держат на Европейском рынке (к которому они относят и Россию) более высокие цены, чем в Юго-Восточной Азии, Центральной и Латинской Америке. Однако платежеспособность потребителей на нашем рынке, особенно после недавнего финансового удара значительно ниже, чем на европейском. В силу этого наш отечественный покупатель начинает искать более дешевые пути, и сознательно идет на ухудшение качества, при значительном выигрыше в цене. Так возникает восстановление и повторное использование картриджей. Надо отметить, что в развитых странах использованные картриджи восстанавливаются в промышленных условиях, где их чистят, меняют изношенные узлы и продают по более низкой цене.

Конечно, можно перезарядить старый картридж, купив специальный набор стоимостью в несколько раз меньше нового картриджа. Однако последствия этой процедуры непредсказуемы – обновленный картридж может работать как часы, а может и внезапно протечь, приведя в негодность не только себя, но и весь принтер. Однако многие производители принтеров специально осложняют жизнь «перезарядчикам», например, фирма Epson ставит на свои картриджи специальные чипы, которые навсегда блокируют их работу после падения уровня чернил ниже критической отметки. Такой же защитой оснащены и новые модели принтеров от Lexmark.

Иногда (например, у струйных принтеров НР) картридж содержит не только емкость с чернилами, но и печатающую головку. Это резко увеличивает стоимость картриджа, а в принтерах Canon применяется более честная схема – головка и картридж с чернилами продаются отдельно.

Перезаряжать картриджи для лазерных принтеров значительно легче. Да и делать это придется реже – картридж «массовых» лазерников рассчитан как минимум на печать 1,5-3 тысяч страниц. Специальный порошок для таких принтеров называется тонер. Однако есть закономерность – чем дешевле стоит лазерный принтер, тем труднее его перезаряжать. Это относится, к примеру, к недорогим моделям от Xerox, картриджи которых в большинстве случаев выдерживают лишь две-три перезарядки (в худшем не выдерживают ни одной) (Леонтьев…, 2008).

4. Качество используемой бумаги. Для печати обычных документов, деловой графики и схем достаточно стандартной офисной бумаги (плотность 80 г/м2). Лазерные принтеры с одинаковым качеством печатают практически на любой бумаге, которая может быть обработана механизмом подачи. Струйные принтеры более требовательны к бумаге. Для цветной печати с высоким качеством - даже если речь идет о печати документов - рекомендуется использовать специальную бумагу.

Для печати фотографий рекомендуется использовать фотобумагу. Она имеет специальное покрытие и обеспечивает высокое качество печати на хорошем фотопринтере. По сути, это не бумага вовсе, а сложный – «слоеный пирог» из нескольких слоев пластика на бумажной подложке. Специальное покрытие дополнительно защищает изображение от выцветания. Существует фотобумага различной плотности (от 140 до 210 г/м2) и с различным покрытием от матового до глянцевого.

Производители убеждают, что для фотопечати нужно использовать бумагу производства той же марки, что и принтер, иначе компания не может отвечать за качество отпечатков. Третьи фирмы, выпускающие расходные материалы для принтеров, этот тезис оспаривают.

Настройки, важные для печати. Некоторые принтеры распознают тип бумаги и устанавливают соответствующие параметры печати автоматически. Однако зачастую это возможно только при использовании фирменной бумаги от производителя принтера. Впрочем, параметры печати можно настроить и вручную (Торопкова…, 2010).

5. Способ подачи бумаги. Большинство современных принтеров оборудовано автоподатчиком бумаги. Типы подачи бумаги:

а) вертикальная подача – бумага загружается сверху. При вертикальной загрузке стопка бумаги, давя своим весом на приемное устройство, может в будущем привести к его поломке.

б) горизонтальная подача – бумага кладется на специальный лоток внизу.

6. Способ подключения принтера к ПК. Если компьютер оборудован портом USB 2.0 (универсальный разъем на панели компьютера, предназначенный для подключения целого ряда внешних устройств – принтеров, сканеров, мониторов, клавиатуры, мыши и т.д.) или FireWire (интерфейс для подключения устройств, требующих высокой скорости передачи данных), необходимо выбрать принтер с разъемом соответствующего типа. Данные по USB-шине передаются быстрее, чем через традиционный LTP-порт (Леонтев…,2008).

Список использованных источников и литературы

1.      Леонтьев В.П. Персональный компьютер, М.: ОЛМА Медиа Гупп, 2008. 800 с. С. 60-71.

2. Могилев А.В., Пак Н.И., Хённер Е.К. Информатика. Издательство: Академия, 2009. 689 с. С. 441-442.

3.      Симонович С.В. и др. Информатика для юристов и экономистов. СПб.: Питер, 2001. 688 с. С. 154-157.

4.      Топоркова О. М. Информатика: Учебн. пособ. – Калининград: КГТУ, 2010. 205 с. С. 187-195.

5.      Фролов А.В., Фролов Г.В. Аппаратное обеспечение персонального компьютера. Библиотека системного программиста. 33 том, 1997. 173 с. С. 97-98.

2