Московский государственный строительный университет
ФАКУЛЬТЕТ
ИНФОРМАЦИОННЫХСИСТЕМ, ТЕХНОЛОГИЙ И АВТОМАТИЗАЦИИ В СТРОИТЕЛЬСТВЕ
Курсоваяработа
на тему: Принтеры
Выполнил:
студент ИСТАС-II-5
Лесечко В. А.
Проверил:
преподаватель
Широкова О.Л.
МОСКВА, 2010 г.
Введение
В наше время этамаленькая коробочка стоит практически у каждого дома. Без неё невозможно былобы организовать сейчас труд работников офиса; рекламирование товаров; печатьфотографий, брошюр, журналов, всевозможных картинок и текстов. Ещё можно многоперечислять возможностей данного аппарата, имя которого ПРИНТЕР.
Этот вид компьютернойпериферии очень разнообразен и актуален. В 21 первом веке он занимает своюдостойную нишу и входит в состав механизма мировой экономики. Сейчас труднобыло бы представить жизнь без принтера.
Мы много его используем всвоей повседневной жизни, много видели разновидностей (струйный, лазерный,матричный и т. д.), знаем много фирм-изготовителей( таких, как hp, canon, Epsonи т.д.), умеем менять чернила и даже заправлять их. Но что мы знаем о самомпринтере, как устройстве вывода? Как он был придуман и как шло его развитие смомента появления?
В своей работе япопытаюсь вам рассказать и пояснить что, как и откуда. Надеюсь, моя информациябудет полезна для вас и положительно воспринята.
История возникновенияи распространения
Начнём, пожалуй, смомента появления на свет. Первый «принтер» (если это можно назвать принтером)был создан вместе с первым «компьютером» (если это можно назвать компьютером).Два в одном. Прадедушка этих устройств появился в далеком 1834 году (аразработки начались аж в 1822 году). Его изобретателем стал небезызвестныйЧарльз Бэббидж. 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, в то время работающая модель таки не была построена, она увидела свет 150 лет спустя. Сотрудники Лондонского МузеяНауки, под руководством его директора Дорона Суода, по чертежам автора собралиустройство, состоящее из более чем 8000 деталей весом 5 тонн. Difference Engineмогла решать простейшие уравнения и распечатывать результаты на бумаге.
Позже с появлением первогоэлектронного компьютера в 50-х годах прошлого века возникла необходимостьсохранять полученные результаты вычислений. Для этого специально обученные людисидели за печатными машинками и печатали получаемую информацию. Конечно, черезнекоторое время людям пришла идея подключить печатные машинки к компьютеру. И в1953 году корпорация Remington-Rand создала первое печатающее устройство длякомпьютера UNIVAC (Universal Automatic Computer), получившее названиеUNIPRINTER. Он печатал 600 строк в минуту (по 130 знаков на строку).
Этот монстр сильнонапоминал печатную машинку и имел схожий с ней принцип работы. При нажатии накакую-либо клавишу, металлическая «косточка» с буквой бьет по бумаге черезкрасящую ленту, таким образом оставляя на ней свой отпечаток. Принцип работыпервых 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 параллельнобумаге. Ударный механизм бил по лепестку, который, в свою очередь, бил побумаге и оставлял на ней через красящую ленту отпечаток. Заменив диск ссимволами, можно было получить другой шрифт, а вставив ленту другого, нечерного, цвета, получить «цветной» отпечаток. Из-за такой конструкции подобныеустройства получили название «лепестковые принтеры».
Reynold B. Johnson темвременем занялся созданием печатаной матрицы для принтера от IBM. И в 1954, азатем и в 1955, голубой гигант поочередно представляет две модели принтеров,печатающих 1000 строк в минуту (по 100 знаков на строке). Но обе моделиоказались ненадежными и не получили распространения.
Чуть позже, в октябре1959 года, миру был представлен принтер IBM 1403. Это устройство было частьюкомплекса Data Processing System. IBM 1403 был самым быстродействующим на товремя принтером, как заявляла сама IBM, их устройство печатало в четыре разабыстрее конкурентов, и имело непревзойденное качество печати. Механизм печатинесколько отличался от остальных моделей принтеров, хотя тут точно так жеимелся набор символов, наносимых на бумагу через ленту. В IBM 1403 все символырасполагались в один ряд, и каждый имел свой ударный механизм. Принтер могпечатать до 1400 строк в минуту по 132 знака на строку. Как рассказывают инженеры,работавшие с этой техникой, когда начинали распечатывать результаты очередныхвычислений, весь пол за несколько минут покрывался плотным слоем бумаги,буквально вылетавшей из принтера на огромной скорости. Забавной особенностью устройствабыло то, что при печати разных символов принтер издавал звуки разнойтональности. Инженеры развлекались тем, что, подбирая и распечатывая определённыесочетания букв, заставляли принтер играть «музыку», если это можно так назвать.
Инженерам удалосьдобиться относительной надежности и скорости своих устройств, но у них осталисьглавные недостатки: лепестковые принтеры не могли печатать графику, издавалисильный шум при работе, и надежность по-прежнему оставляла желать лучшего.
Матричные принтерыявляются логическим продолжением лепестковых устройств. В них используетсясхожий принцип печати. Однако символы формируются из набора точек.
Автором первогоматричного принтера стала корпорация Seiko Epson, разработавшая в 1964 годупринтерный механизм, печатающий точное время. Однако крупнейшим производителемподобных принтеров в 70-х годах стала корпорация Centronics Data Computer. В1970 году они разработали матричный принтер, получивший название Model 101. Дляпечати в нем использовался набор из 7 иголок (каждый символ имел размер 5х7точек, поэтому принтеры и стали называться матричные), и он умел печатать соскоростью 165 символов в минуту. Стоимость такой игрушки составляла $2,995.Затем в 1977 году была создана модель Micro-1 (240 символов в минуту и ценой$595). А год спустя Epson представила принтер TX-80, который имел огромныйуспех (в основном благодаря корпорации IBM, которая наладила выпуск и продажуэтой модели по OEM-лицензии).
Тем временем технологиине стояли на месте, стали появляться принтеры с 9, 12, 14, 18 и 24 иголочками.Все эти модификации делались для повышения качества печати. Так появилисьпонятия: 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 разныхцветов. Но такие принтеры не получили распространения.
Первым по-настоящемудомашним матричным принтером стал принтер ImageWriter от фирмы C.ItohElectronics, разработанный еще в 1976 году, но поступивший в продажу вместе скомпьютерами Apple в 1983 по цене $675. В то же время к существовавшимпроизводителям принтеров присоединились такие монстры как NEC, Oki data и TEC.
В целом матричныепринтеры считались устройствами недорогими и до 1990-х были наиболеераспространены на рынке. Самой, пожалуй, популярной моделью был Epson MX-80.Однако с тех пор цены на них оставались примерно неизменными, создаваяблагоприятный фон для дешевеющих струйных и лазерных принтеров. Кроме того, наработе и дома пользователей преследовал резкий шум двигателей с храповыммеханизмом (хотя поздние модели уже стали работать тише).
Матричные принтеры — это,конечно, хорошо, но печать на них происходит очень громко, а результат не оченькачественный. Всем хотелось иметь принтер, который печатал бы тихо икачественно, и при этом был бы достаточно дешевым. История популярной ныне струйной печати, или, выражаясьнаучным языком, технологии безударного точечного высокоскоростного нанесениячернильных капель из микроскопических отверстий на твердый носитель длясоздания на нем требуемого изображения, насчитывает не один десяток лет. Носамым что ни на есть истоком, эту технологию впоследствии породившим, можносчитать исследования француза Феликса Саварта, который еще в 1833 годуобнаружил и отметил однотипность образования капель жидкости, выпускаемой черезузкое отверстие. Математически это было впервые описано в 1878 году лордомРейли (тогда еще будущим лауреатом Нобелевской премии). Однако лишь через многолет, в 1951 году компания Siemens запатентовала первое устройство, разделяющееструю на однотипные капли. Это изобретение привело к созданию мингографа,одного из первых коммерческих самописцев, используемых для регистрации значенийнапряжения.
В начале 1960-х профессорСуит из Стенфордского университета продемонстрировал, что с помощью волндавления поток жидкости можно разбить на одинаковые по размеру и удаленностидруг от друга капли. На их непрерывный поток можно было выборочно подаватьэлектрический заряд. При прохождении через электрическое поле заряженные каплиотклонялись и собирались в коллекторе для рециркуляции, а незаряженныепролетали мимо него, попадали напрямую на твердый носитель и образовывализаданное изображение. Данный процесс получил название непрерывной струйнойпечати. К концу 1960-х годов изобретение Суита привело к появлению устройств A.B. Dick VideoJet и Mead DIJIT.
В следующем десятилетиивсем известная компания IBM лицензировала вышеописанную технологию и запустилаобширную программу ее адаптации к использованию в собственных принтерах. Первымрезультатом можно считать струйный принтер IBM 4640, представленный в 1976 годув качестве «периферийного устройства печати текста на твердых носителях».
Примерно в то же времяпрофессор Херц из Лундского Технологического Института, что в Швеции,самостоятельно и независимо разработал ряд методов непрерывной струйной печатис возможностью регулирования параметров потока капель для печати в градацияхсерого цвета. Среди его разработок был метод управления количеством капель,приходящихся на один пиксель, который позволял регулировать плотность чернил иполучать нужные оттенки. Данный метод был впоследствии лицензирован рядомкомпаний, включая Iris Graphics и Stork, для коммерческого производствакачественных изображений для рынка препресса.
Несмотря на такуюинтенсивность развития непрерывной струйной печати, не стоит забывать и ометоде drop-on-demand (или «капли по требованию»), суть которого заключалась втом, что устройство выпускало капли чернил только при необходимости ихпопадания на носитель. Очевидно, что данный подход исключал за ненадобностьюсложную систему заряда и отклонения капель, а также ненадежные системырециркуляции. Наработки в этой области были применены в устройствепоследовательной печати символов Siemens PT-80 в 1977 году, а также в принтерекомпании Silonics, появившемся годом позже. В данных устройствах электрическиеимпульсы приводили к выпуску чернильных капель под действием волны давления,создаваемой механическим движением пьезокерамического элемента.
В последующие годы,включая 1980-е, технология «капель по требованию» развивалась, эволюционировалаи давала рождение новым коммерчески производимым принтерам. Предполагалось, чтопростота блоков нанесения чернил обеспечит высокую надежность струйныхпринтеров. Однако от проблем избавиться не удавалось, и много дегтя добавлялихарактерные засоры сопел и непостоянство качества изображения.
В 1979 году специалистыкомпании Canon изобрели метод печати по технологии drop-on-demand, в соответствиис которым капли выпускались из сопел из-за роста и схлопывания туманообразныхчастиц чернил на поверхности небольшого нагревателя, расположенного рядом ссоплом. Canon назвала эту технологию bubble jet («пузырьковая печать»).Простота конструкции подобной печатающей головки и высокая точность нанесениячернил, которая обеспечивалась существующими технологиями производства, сделалиданное решение достаточно дешевым при высокой плотности сопел.
Примерно в то же времякомпания Hewlett-Packard независимо разработала схожую технологию, которую онаназвала «термической струйной печатью» (thermal inkjet). А в 1984 году она жевыпустила на рынок решение ThinkJet – первый коммерчески успешный иотносительно недорогой струйный принтер, работающий по технологии bubble jet.
Стоимость печатающейголовки ThinkJet, которая насчитывала 12 сопел, была достаточно низка, чтобыиметь возможность просто выкинуть ее по опустошении картриджа. Сделавпечатающую головку заменяемой, компания фактически решила извечную проблемунадежности. С тех пор эта технология постоянно развивалась силамиHewlett-Packard и Canon, чьи усилия вознаграждались успехом их решений.Понятно, что успех этот обеспечивался постоянным повышением разрешения печати ирасширением диапазона цветов при одновременном падении цен. Начиная с конца1980-х годов, благодаря невысокой цене, компактным размерам, тишине работы и,естественно, цветовому диапазону струйные принтеры, работающие по технологииthermal inkjet или bubble jet, становились все более жизнеспособнойальтернативой матричным устройствам среди конечных пользователей и, в концеконцов, завоевали рынок недорогих цветных печатающих устройств.
Если история струйнойпечати преисполнена научности и насыщена исследованиями и открытиями, тоистория создания и развития лазерных принтеров имеет, наверное, более деловойуклон и до известной степени связана скорее с маркетингом, нежели с наукой.
В 1938 году студентюридического факультета Честер Карлсон (который, кстати, в будущем сталадвокатом по патентным делам, чтобы подкрепить таким образом своиизобретательские таланты) получил первое ксерографическое изображение, чтостало успешным результатом многих лет его работы, начавшейся из-за егонедовольства медлительностью существующих мимеографов и дороговизной получаемыхотпечатков. Само слово «ксерография» было образовано от греческих слов «сухой»и «писать». А смысл новой технологии заключался в использовании статическогоэлектричества для переноса сухих чернил (тонера) на бумагу.
Однако только попрошествии 8 лет, получив отказ от IBM и даже от войск связи США, в 1946 годуКарлсону удалось найти компанию, которая согласилась производить придуманные имэлектростатические копиры. Этой компанией была Haloid Company, которая позжепревратилась во всем известную Xerox Corporation.
На рынок первоеустройство Xerox поступило в 1949 году под названием Model A. Это было весьмагромоздкое и сложное устройство. Чтобы добиться от него копии документа, нужнобыло произвести вручную ряд операций. И лишь десять лет спустя былкоммерциализирован полностью автоматический ксерограф – Xerox 914, который былспособен выдавать 7 копий в минуту. Эта модель и стала прообразом всех копирови лазерных принтеров, появившихся впоследствии.
Над созданием лазерныхпринтеров Xerox начала работать в 1969 году. Успеха добился в 1978 сотрудниккомпании Гэри Старкуезер, который смог добавить к технологии работысуществующих копиров Xerox лазерный луч, создав таким образом первый лазерныйпринтер. Полнодуплексный Xerox 9700 мог печатать 120 страниц в минуту (он,кстати, до сих пор остается быстрейшим лазерным принтером в мире). Однакоразмеры устройства были просто огромны, а цена 350 тысяч долларов (без поправкина тогдашний курс) никак не укладывалась в идею «принтер в каждый дом».
В начале 1980-х спрос наустройства, превосходящие существующие матричные принтеры по качеству печати,достиг критической отметки. В 1982 году предложение последовало от компанииCanon, представившей первый настольный лазерный принтер LBP-10. На следующийгод компания в частном порядке продемонстрировала новую модель LBP-CXкалифорнийским Apple, Diablo и HP.
На тот момент Canonтребовались сильные партнеры по маркетингу своей продукции на новом длякомпании рынке, поскольку компания имела крепкие позиции в области камер ирешений для офиса (тех же копиров), однако не имела связей, необходимых дляэффективных продаж на рынке устройств обработки данных. Сначала Canonобратилась к Diablo Systems, подразделению Xerox Corporation. Это было очевиднои логично, поскольку Diablo владела большей частью рынка лепестковых принтеров,а ее маркетологи высказывали желание поместить логотип Diablo и на продукциюдругих производителей. Таким образом Xerox стала первой компанией, которой былопредложено выводить на рынок систему CX с контроллером Canon.
Однако Xerox отклонилаэто предложение, поскольку вместе с японской Fuji-Xerox сама занималасьразработками устройства, которое планировалось сделать лучшим настольнымлазерным принтером на рынке. Но, хотя новая модель 4045 сочетала в себе копир илазерный принтер, она весила около 50 килограммов, стоила вдвое больше CX, не имела заменяемого картриджа с тонером и обеспечивала несамое лучшее качество печати. Впоследствии бывшие маркетологи Diablo признавались,что упускать предложение Canon было довольно-таки большой ошибкой, а вышедшийнесколько позднее принтер HP LaserJet мог бы быть Xerox LaserJet.
В любом случае, послетого как Diablo отклонила предложение Canon во Фремонте, представители последней,проехав несколько миль, навестили офисы HP в Пало Альто и Apple Computer вКупертино. Hewlett-Packard была вторым логически оправданным выбором, посколькутесно сотрудничала с Diablo и имела достаточно широкие линейки матричных илепестковых принтеров. Результатом сотрудничества Canon и HPстал выпуск в 1984 году принтеров LaserJet, способных печатать 8 страниц вминуту. Их продажи весьма быстро росли и привели к тому, что к 1985 годуHewlett-Packard завладела почти всем рынком настольных лазерных принтеров. Надоучесть, что, как и в случае со струйными принтерами, новые устройства сталипо-настоящему доступны лишь после разработки для них заменяемых картриджей стонером (в данном случае разработчиком была Hewlett-Packard).
Классификация
Как ранее былорассказано, принтер имеет разновидности. Различаться данные аппараты могут вмногих сферах взаимодействия.
По принципу переносаизображения на носитель принтеры делятся на:
-литерные;
-матричные;
-лазерные (такжесветодиодные принтеры);
-струйные;
-сублимационные;
-термические,
По количеству цветовпечати — на чёрно-белые (монохромные) и цветные.
По соединению систочником данных (откуда принтер может получать данные для печати), илиинтерфейсу:
-по проводным каналам:
*через последовательныйпорт
*через параллельный порт(IEEE 1284)
*по шине UniversalSerial Bus (USB)
*через локальную сеть(LAN, NET)
-посредствомбеспроводного соединения:
*через ИК-порт (IRDA)
*по Bluetooth
*по Wi-Fi.
Про средства передачиинформации на принтер и количество цветов на носители более менее всё понятно илогично. Хотелось бы подробнее посмотреть классификацию принтеров в планепереноса изображения на носитель.
Матричный принтер
Принцип действия
В матричном принтереизображение формируется на носителе печатающей головкой, которая состоит изнабора иголок, приводимых в действие электромагнитами. Головка передвигаетсяпоперёк листа бумаги по направляющим (обычно при помощи ременной передачи); приэтом иголки в заданной последовательности наносят удары по бумаге через красящуюленту, аналогичную применяемой в печатных машинках и обычно упакованную вкартридж, тем самым формируя точечное изображение. Такой тип матричныхпринтеров именуется SIDM (англ. Serial Impact Dot Matrix — последовательныеударно-матричные принтеры). Скорость печати таких принтеров измеряется в CPS(англ. characters per second — символах в секунду).
Выпускаются принтеры с9, 18, 24 и 36 иголками в головке; разрешающая способность печати, а такжескорость печати графических изображений напрямую зависят от числа иголок.Наибольшее распространение получили 9- и 24-игольчатые принтеры. Принтеры с 9 икратным 9 количеством игл (18, 36) предназначены для скоростной печати, в товремя как 24-игольчатые для качественной печати
Особенности примененияи режимы печати
Помимо печати текстовойинформации, когда удары иголок контролируются программным обеспечением самогопринтера, многие матричные принтеры имеют режим индивидуального управленияиголками с компьютера, что обеспечивает возможность печати графической информации;однако в этои режиме скорость печати значительно падает. Иногда встроенноепрограммное обеспечение принтера поддерживает загрузку во встроенную памятьпринтера дополнительного набора шрифтов.
В зависимости от модели,матричные принтеры могут поддерживать все или некоторые из следующих режимов:
*графический режим (англ. semi-graphic, charactergraphic);
*алфавитно-цифровойрежим:
-LQ (англ. Letter Quality— «качество пишущей машинки»),
-NLQ (англ. Near LetterQuality — «качество почти как у пишущей машинки»),
-Draft — черновоекачество печати; в этом режиме достигается максимальная скорость печати за счётухудшения её качества.
Режим LQ достигается на24-игольчатых принтерах, NLQ является режимом качественной печати для9-игольчатых принтеров.
Для печати на матричномпринтере преимущественно используется рулонная или перфорированная фальцованнаябумага. В случае применения листовой бумаги большинство матричных принтеровтребует её ручной заправки; во многих моделях имеется возможность использованияопционального автоподатчика листовой бумаги (англ. CSF, Cut Sheet Feeder).
Некоторые моделиматричных принтеров (например, EPSON LQ-2550) обладают возможностью цветнойпечати за счёт использования широкой красящей ленты, пропитанной черниламиразных цветов, которая может смещаться вверх-вниз относительно печатающейголовки, подставляя под иглы полосу иного цвета. Однако достигаемое при этомкачество цветной печати значительно уступает качеству печати струйныхпринтеров.
Для повышения скоростипечати используют технологии, обеспечивающие печать строки за один проход —так, в высокоскоростных линейно-матричных принтерах большое количествомолоточков равномерно расположены на челночном механизме (фрете) по всей ширинепечати. Скорость таких принтеров измеряется в LPS (англ. Lines per second —строках в секунду).
Для снижения шума припечати в отдельных моделях предусмотрен тихий режим, в котором каждая строкапечатается в два прохода с использованием половинного количества игл; побочнымэффектом такого решения является значительное снижение скорости печати. Дляборьбы с шумом также применяют специальные конструкции с звуконепроницаемымикожухами.
Управление печатью ивзаимодействие с компьютером
Управление матричнымипринтерами осуществляется при помощи различных систем команд, общепринятыми изкоторых являются две: Epson ESC/P (англ. EPSON Mode) и IBM ProPrinter (англ.IBM Mode); большинство принтеров поддерживает обе системы.
Кабельный 36-контактныйразъём Centronics для подключения внешнего устройства (IEEE 1284-B)
Традиционно матричныепринтеры подключаются к компьютерам через параллельный интерфейс, стандартомявляется Centronics. Другой устоявшийся интерфейс — RS-232C токовая петля 20 мА. Несмотря на переход на интерфейс USB, в матричных принтерах, как правило,сохраняется поддержка «устаревших» интерфейсов Centronics и RS-232для обеспечения совместимости со старыми, промышленными, или измерительнымисистемами. Некоторые современные матричные принтеры, например Epson LX-300+II,оснащены одновременно тремя интерфейсами: USB, Centronics и RS-232.
Преимущества
Несмотря на то, чтотехнологии матричной печати часто воспринимаются как устаревшие, матричныепринтеры по-прежнему находят применение там, где требуется факт необратимойдеформации носителя для предотвращения подделки документа путем внесенияизменений (финансовая сфера), или недорогая массовая печать на многослойныхбланках (например, на авиабилетах) или под копирку, а также в случаях, когдатребуется вывод значительного количества чисто текстовой информации безпредъявления особых требований к качеству получаемого документа (печатьэтикеток, ярлыков, данных с систем управления и измерения); дополнительнаяэкономия при этом достигается за счёт использования дешёвой фальцованной илирулонной бумаги.
Ещё одним преимуществомматричной печати является высокий ресурс как самого принтера (8 млн строк) таки печатной головки (30 млн символов).
Недостатки
Основными недостаткамиматричных принтеров являются:
-монохромность (возможностьцветной печати, как правило, ограничена четырьмя цветами);
-низкая скорость печати вграфическом режиме;
-высокий уровень шума,который достигает 25 дБ.
Струйный принтер
Принцип действия струйныхпринтеров похож на матричные принтеры тем, что изображение на носителеформируется из точек. Но вместо головок с иголками в струйных принтерахиспользуется матрица сопел (т. н. головка), печатающая жидкими красителями.Печатающая головка может быть встроена в картриджи с красителями (в основномтакой подход используется компаниями Hewlett-Packard, Lexmark), а может иявляется деталью принтера, а сменные картриджи содержат только краситель(Epson, Canon).
Существуют два способатехнической реализации способа распыления красителя:
1.Пьезоэлектрический (PiezoelectricInk Jet) — над соплом расположен пьезокристалл с диафрагмой. Когда напьезоэлемент подаётся электрический ток он изгибается и тянет за собойдиафрагму — формируется капля, которая впоследствии выталкивается на бумагу.Широкое распространение получила в струйных принтерах компании Epson.Технология позволяет изменять размер капли.
2.Термический (ThermalInk Jet) (также называемый BubbleJet, разработчик — компания Canon, принцип былразработан в конце 1970-х годов) — в сопле расположен микроскопическийнагревательный элемент, который при прохождении электрического тока мгновеннонагревается до температуры около 500 °C, при нагревании в чернилах образуются газовые пузырьки (англ. bubbles — отсюда и название технологии), которыевыталкивают капли жидкости из сопла на носитель.
Печатающие головкиструйных принтеров создаются с использованием следующих типов подачи красителя:
1.Непрерывная подача(Continuous Ink Jet) — подача красителя во время печати происходит непрерывно,факт попадания красителя на запечатываемую поверхность определяется модуляторомпотока красителя (утверждается, что патент на данный способ печати выданВильяму Томпсону в 1867 году). В технической реализации такой печатающейголовки в сопло под давлением подаётся краситель, который на выходе из сопларазбивается на последовательность микро капель (объёмом нескольких десятковпиколитров), которым дополнительно сообщается электрический заряд. Разбиениепотока красителя на капли происходит расположенным на сопле пьезокристаллом, накотором формируется акустическая волна (частотой в десятки килогерц).Отклонение потока капель производится электростатической отклоняющей системой(дефлектором). Те капли красителя, которые не должны попасть на запечатываемуюповерхность, собираются в сборник красителя и, как правило, возвращаютсяобратно в основной резервуар с красителем. Первый струйный принтер,изготовленный с использованием данного способа подачи красителя, выпустилаSiemens в 1951 году.
2.Подача по требованию —подача красителя из сопла печатающей головки происходит только тогда, когдакраситель действительно надо нанести на соответствующую соплу областьзапечатываемой поверхности. Именно этот способ подачи красителя и получил самоеширокое распространение в современных струйных принтерах. При длительномпростое принтера (неделя и больше) происходит высыхание остатков красителя насоплах печатающей головки (особенно критично засорение сопел печатающей матрицыпринтеров Epson, Canon). Принтер умеет сам автоматически чистить печатающуюголовку. Но также возможно провести принудительную очистку сопел изсоответствующего раздела настройки драйвера принтера. При прочистке сопелпечатающей головки происходит интенсивный расход красителя. Если штатнымисредствами принтера не удалось очистить сопла печатающей головки, то дальнейшаяочистка и/или замена печатающей головки проводится в ремонтных мастерских.Замена картриджа, содержащего печатающую головку, на новый проблем не вызывает.Для уменьшения стоимости печати и улучшения некоторых других характеристикпечати также применяют систему непрерывной подачи чернил
Сублимационныйпринтер.
Термосублимация(возгонка) — это быстрый нагрев красителя, когда минуется жидкая фаза. Изтвёрдого красителя сразу образуется пар. Чем меньше порция, тем большефотографическая широта (динамический диапазон) цветопередачи. Пигмент каждогоиз основных цветов, а их может быть три или четыре, находится на отдельной (илина общей многослойной) тонкой лавсановой ленте (термосублимационные принтерыфирмы Mitsubishi Electric). Печать окончательного цвета происходит в несколькопроходов: каждая лента последовательно протягивается под плотно прижатойтермоголовкой, состоящей из множества термоэлементов. Эти последние,нагреваясь, возгоняют краситель. Точки, благодаря малому расстоянию междуголовкой и носителем, стабильно позиционируются и получаются весьма малогоразмера.
К серьёзным проблемамсублимационной печати можно отнести чувствительность применяемых чернил культрафиолету. Если изображение не покрыть специальным слоем, блокирующимультрафиолет, то краски вскоре выцветут. При применении твёрдых красителей идополнительного ламинирующего слоя с ультрафиолетовым фильтром дляпредохранения изображения, получаемые отпечатки не коробятся и хорошо переносятвлажность, солнечный свет и даже агрессивные среды, но возрастает ценафотографий. За полноцветность сублимационной технологии приходится платитьбольшим временем печати каждой фотографии (печать одного снимка 10×15 смпринтером Sony DPP-SV77 занимает около 90 секунд). Фирмы-производители пишут офотографической широте цвета в 24 бит, что больше желаемое, чем действительное.Реально, фотографическая широта цвета не более 18 бит.
Наиболее известнымипроизводителями термосублимационных принтеров являются Canon и Sony.
Лазерный принтер
Принцип действия
Отпечатки сделанные такимспособом не боятся влаги, устойчивы к истиранию и выцветанию. Качество такогоизображения очень высокое.
Процесс лазерной печатискладывается из пяти последовательных шагов:
Зарядка фотовала
Фотовал — цилиндр спокрытием из фотополупроводника (материала, способного менять своёэлектрическое сопротивление при освещении). В некоторых системах вместофотоцилиндра использовался фоторемень — эластичная закольцованная полоса сфотослоем.
Зарядка фотовала —нанесение равномерного электрического заряда на поверхность вращающегосяфотобарабана (1). Наиболее часто применяемый материал фотобарабана —фотоорганика — требует использования отрицательного заряда, однако естьматериалы (например, кремний), позволяющие использовать положительный заряд.
Изначально зарядкапроизводилась с помощью скоротрона (скоротрона, англ. scorotron) — натянутогопровода, на который подаётся напряжение относительно фотобарабана. Междупроводом и фотобарабаном обычно помещается металлическая сетка, служащая длявыравнивания электрического поля.
Позже стали применятьзарядку с помощью зарядного валика (2). Такая система позволила уменьшитьнапряжение и снизить проблему выделения озона в коронном разряде (преобразованиемолекул O2 в O3 под действием высокого напряжения), однако влечёт проблемупрямого механического контакта и износа частей, а также чистки от загрязнений.
Лазерное сканирование
Лазерное сканирование(засвечивание) — процесс прохождения отрицательно заряженной поверхностифотовала под лазерным лучом. Луч лазера (3) отклоняется вращающимся зеркалом(4) и, проходя через распределительную линзу (5), фокусируется на фотовалу (1).Лазер активизируется только в тех местах, на которые магнитный вал (7) вдальнейшем должен будет нанести тонер. Под действием лазера участкифоточувствительной поверхности фотовала, которые были засвечены лазером,становятся электропроводящими, и заряд на этих участках «стекает» наметаллическую основу фотовала. Тем самым на поверхности фотовала создаётсяэлектростатическое изображение будущего отпечатка в виде ослабленного заряда.
Наложение тонера
Отрицательно заряженныйролик подачи тонера придаёт тонеру отрицательный заряд и подаёт его на роликпроявки. Тонер, находящийся в бункере, притягивается к поверхности магнитноговала под действием магнита, из которого изготовлена сердцевина вала. Во времявращения магнитного вала тонер, находящийся на его поверхности, проходит черезузкую щель, образованную между дозирующим лезвием и магнитным валом. Послеэтого тонер входит в контакт с фотовалом и притягивается на него в тех местах,где отрицательный заряд был снят путём засветки.
Тем самымэлектростатическое (невидимое) изображение преобразуется в видимое(проявляется). Притянутый к фотовалу тонер движется на нём дальше, пока неприходит в соприкосновение с бумагой.
Перенос тонера
В месте контакта фотовалас бумагой, под бумагой находится ещё один ролик, называемый роликом переноса.На него подаётся положительный заряд, который он сообщает и бумаге, с которойконтактирует. Частички тонера, войдя в соприкосновение с положительнозаряженной бумагой, переносятся на неё и удерживаются на поверхности за счётэлектростатики.
Если в этот моментпосмотреть на бумагу, на ней будет сформировано полностью готовое изображение,которое можно легко разрушить, проведя по нему пальцем, потому что изображениесостоит из притянутого к бумаге порошка тонера, ничем другим, кромеэлектростатики, на бумаге не удерживаемое. Для получения финального отпечаткаизображение необходимо закрепить.
Закрепление тонера
Бумага (8) с «насыпанным»тонерным изображением двигается далее к узлу закрепления (печке) (11).Закрепляется изображение за счёт нагрева и давления. Печка состоит из двухвалов:
верхнего, внутри которогонаходится нагревательный элемент (обычно — галогенная лампа), называемыйтермовалом;
нижнего (прижимнойролик), который прижимает бумагу к верхнему за счёт подпорной пружины.
За температурой термоваласледит термодатчик (термистор). Печка представляет собой два соприкасающихсявала, между которыми проходит бумага. При нагреве бумаги (180—220 °C) тонер,притянутый к ней, расплавляется и в жидком виде вжимается в текстуру бумаги.Выйдя из печки, тонер быстро застывает, что создаёт постоянное изображение,устойчивое к внешним воздействиям. Чтобы бумага, на которую нанесён тонер, неприлипала к термовалу, на нём выполнены отделители бумаги.
Однако термовал — неединственная реализация нагревателя. Альтернативой является печка, в которойиспользуется термоплёнка: специальный гибкий материал с нагревательнымиэлементами в своей структуре.
Печатающий механизм
Центральный печатающиймеханизм — это фотовал, который представляет собой металлическую трубку,покрытую плёнкой из органического фоточувствительного проводника
Цветные лазерныепринтеры
Принцип многоцветнойлазерной печати состоит в следующем. На начальном этапе процесса печати движокрендеринга берёт цифровой документ и обрабатывает его один или несколько раз,создавая его постраничное растровое изображение, разложенное по цветовымсоставляющим, соответствующим цветам используемых тонеров. На втором этапелазер или массив светодиодов формирует распределение зарядов на поверхностивращающегося фоточувствительного барабана, подобное получаемому изображению.Заряженные мелкие частицы тонера, состоящего из красящего пигмента, смол иполимеров, притягиваются к заряженным участкам поверхности барабана.
Далее сквозь барабанпрокатывается бумага, и тонер переносится на неё. В большинстве цветныхлазерных принтеров используются четыре отдельных прохода, соответствующиеразным цветам. Потом бумага проходит через «печку», которая расплавляет смолы иполимеры в тонере и фиксирует его на бумаге, создавая окончательноеизображение.
Лазеры способны точнофокусироваться, в результате получаются очень тонкие лучи, которые разряжаютнеобходимые участки фоточувствительного барабана. Благодаря этому современныелазерные принтеры, как цветные, так и чёрно-белые, имеют высокое разрешение.
Преимущества лазерныхпринтеров
Как правило, разрешениепри чёрно-белой печати варьируется от 600 x 600 до 1200 x 1200 точек на дюйм,однако при цветной печати достигает 9600 x 1200. Цветные и чёрно-белые лазерныепринтеры работают на практике одинаково. Отличие заключается в том, что для цветнойпечати используются четыре типа красящего тонера. Любой цвет вносит свою лептув окончательное изображение, наносимое на лист бумаги. По сравнению соструйными принтерами, лазерные имеют немало преимуществ.
Они обладают большейскоростью, так как луч лазера может передвигаться значительно быстрее, чемпечатающая головка с десятками и более того сотнями сопел, из которых в моментпечати с определённым интервалом выпрыскиваются микроскопические капелькичернил.
Лазерные лучи ещё болееточные и по причине компактной фокусировки позволяют обретать высокоеразрешение. Лазерные принтеры экономичнее, чем струйные, просто вследствиетого, что картриджей с тонером хватает не на одну тысячу страниц, а вотчернильные картриджи заканчиваются быстрее, и их приходится чаще заправлять илименять.
Цветные лазерные принтерыобеспечивают высокую скорость печати, дают качественные цветные и чёрно-белыеотпечатки, а также привлекательную стоимость распечатки страницы с учётомрасходных материалов.
Недостатки лазерныхпринтеров
Окись углерода входит всостав химических соединений тонера и выделяется на этапе закрепленияизображения. При большой концентрации в воздухе помещения может вызыватьголовную боль, слабость, сонливость и учащение пульса.
Наличие в конструкцииэлементов с высоким энергопотреблением (главный двигатель, печка) приводит ктому, что пиковая потребляемая мощность лазерного принтера достаточно высока,что делает невозможным подключение его к бытовым источникам бесперебойногопитания средней и малой мощности.
Некоторые из моделейцветных принтеров при печати наносят на оттиск скрытое изображение, указывающеена дату и время печати, а также серийный номер устройства, что сделано с цельюпресечь печать цветных копий денежных знаков и других документов и ценных бумаг.
Интернет принтер
Это принтер с функциейподключения к интернету, без необходимости подключения к компьютеру.
На рынке офисной техникипоявились новые принтеры, которые можно напрямую подключать к интернету безподключения к компьютеру. Прямое подключение принтера к интернету позволяет:
-Быстро распечататьдокумент или веб-страницу прямо с дисплея принтера;
-Распечатать документ иливеб-страницу не только с ПК, но и с любого веб-устройства, без необходимостиустановки драйвера принтера;
-Просмотреть состояниепринтера, добавить или удалить задание печати с помощью любого браузера,независимо от того, где вы находитесь — рядом с принтером или в километрах отнего;
-Автоматически обновлятьмикропрограмму принтера, при этом добавляя новые функции к принтеру, сразу жепосле выпуска новой версии микропрограммы компанией производителем принтера.
Обзор представленныхмоделей:
Компания HP представилановую линейку принтеров и МФУ HP PhotoSmart e-All-in-One с прямым доступом вИнтернет. Новинки могут печатать документы, отправленные на печать с мобильныхустройств из любой точки мира, и работать с интернет-приложениями безподключения к компьютеру.
Для печати с мобильныхустройств в новых моделях реализована технология HP ePrint. Каждое МФУ споддержкой этой технологии имеет уникальный электронный адрес, на который можноотправлять документы для печати. Поддерживаются файлы Microsoft Office, AdobePDF, JPEG-изображения и многие другие форматы.
Вместе с новинкамипоставляется программное обеспечение HP Photo Creations для создания фотокниг,календарей и других печатных материалов. Кроме того, все модели из линейки HPPhotoSmart e-All-in-One имеют доступ к онлайн-порталу HP ePrintCenter длянастройки, управления печатью через ePrint и установки интернет-приложений.
Приложения, разработанныепартнерами НР, предоставляют доступ к деловому и развлекательному контентупрямо с экрана МФУ. В этом году для пользователей принтеров и МФУ станутдоступны сервисы Google Docs, Box.net, Reuter, DocStoc и Biztree.
«Это будут первыепринтеры с возможностью прямого доступа к интернет-контенту. Мы совершилиреволюцию в области печати, в результате которой доступ в Интернет на печатныхустройствах стал индустриальным стандартом, — заявил Виомеш Джоши (VyomeshJoshi), исполнительный вице-президент подразделения устройств печати и цифровойобработки изображений HP. — Мы знаем, что наши клиенты хотят быстро и легкопечатать документы в любом месте и в любое время суток. HP предоставляет такуювозможность: теперь вы можете запускать печать документов с любого устройства,подключенного к Интернету (будь то смартфон или нетбук, или IPad), на любойпринтер из новой линейки».
Картридж принтера
Ну и наконец, стоитрассказать про ту вещь, без который принтер не смог бы вывести на твёрдый носительту самую ценную информацию, которая нам нужна.
Краситель (чернила,тонер), используемый в принтере, обычно хранится в картриджах. Производителипринтеров рекомендуют заправлять их принтеры чернилами/тонером их жепроизводства, однако, технически предотвратить использование чернил/тонера отсторонних производителей сложно (как и сделать автомобиль, работающий только набензине от производителя автомобиля). Покупка так называемых фирменныхкартриджей обходится дороже, чем перезаправка картриджей чернилами или тонеромот сторонних производителей. Существует целая отрасль производителей чернил,которые поставляют их производителям принтеров по OEM-соглашениям, а такженапрямую пользователям под своей торговой маркой, например, inktec, ink-mate.
Картриджи допускаютнеоднократную их заправку, при соблюдении определённых требований (требуютсялибо совместимые чернила, либо промывка картриджа и головки, для струйныхпринтеров).
Кроме картриджной системызаправки, для струйных принтеров существует и система подачи чернил из внешнегососуда (т. н. СНЧП).
Заключение
Вот и конец, хочетсясказать. Но как же без подведения итогов? Проанализировав исторические,экономические, физические свойства принтеров мы уже можем точно сказать что игде используется.
Матричные принтеры ушли вотставку, сохранив за собой лишь довольно узкуюспециализацию вроде печати чеков и тому подобных документов, также ониприменяются в бухгалтериях и билетных кассах для впечатывания текста в готовыебланки. Но каковы они были вначале и с помощью них произошёл бурный толчок вразвитии принтерной индустрии. Именно матричные принтеры заложили основу всехпоследующих принтеров — «Любой символ и любое изображение можно сформировать източек».
По распространённостилидером является струйная печать, второй — лазерная. Да, именно они сейчасконкурируют за место в каждом доме.
Когда то утопическая идея«Принтер в каждый дом» реализовалась. Теперь эта техника конструируется вмировых масштабах и легко доступна. Ассортимент многогранен и удовлетворитпотребности любого пользователя.
Но есть одно но. Технологиипечати, придуманные в прошлом веке, сильно не изменились. Да, техпроцесссовершенствуется, увеличивается количество точек на дюйм, улучшается качество искорость печати. Но никаких существенных изменений в мире принтеров непроисходит.
Остаётся надеяться, чтоэволюция принтеров не закончилась и в будущем мы увидим ещё что то новенькое отучёных-технологов.
Используемый материал
1. www.ru.wikipedia.org
2. www.xard.ru
3. www.hold5.ru