Преподаватель который помогает студентам и школьникам в учёбе.

Принтеры и особенности их функционирования (Характеристика принтеров)

Содержание:

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»).

Процесс печати обычно называют «выводом на печать», а получившийся документ — «распечаткой» или «твёрдой копией» (калька с англ. hard copy).

Принтеры предназначены для вывода на бумагу (создания «твердой копии») числовой, текстовой и графической информации. По своему принципу действия принтеры делятся на матричные, струйные и лазерные

Характеристика принтеров.

К основным характеристикам принтеров относятся такие показатели как:

· Разрешающая способность — это одна из важнейших характеристик принтера, измеряется в точках на дюйм (dpi).

· Скорость печати — для струйных принтеров обычно не превышает 3-8 страниц текста в минуту. Если печатать иллюстрации, затрачиваемое на страницу время увеличивается в несколько раз, с 1 до 5 минут на страницу. У лазерных принтеров скорость печати составляет от 7 до 20 стандартных печатных страниц в минуту.

· Фотопечать в цвете — возможность струйного принтера печатать цветные иллюстрации. Для этого в принтере должна быть предусмотрела установка фотокартриджа. Есть принтеры, изначально рассчитанные на печать фотографий, и весьма часто — напрямую с цифрового фотоаппарата, без посредства компьютера. В настоящее время в продаже имеется специальная фотобумага, качество фотографий, отпечатанных на и ней, "в несколько раз" выше обычного.

· Объем встроенной (оперативной) памяти — для лазерных принтеров. Чем больше памяти, тем быстрее печать текстов и графики. Типовое значение — от 4 до 8 Мбайт, его хватает не всегда, но в отдельных принтерах есть возможность память нарастить.

· Подключение принтеров к персональному компьютеру. Каждый современный компьютер оборудован портом USB, поэтому и принтер необходимо выбирать с таким же подключением. По шине USB данные передаются быстрее — это увеличивает скорость печати.

· Совместимость принтеров (лазерных) — это язык-эсперанто для принтеров разных производителей. Исторически принтеры профессионального класса поддерживают язык PostScript, у персональных принтеров (домашних) полноценная поддержка инструкций PostScript — редкость. В основном они могут лишь частично эмулировать PostScript, чего вполне хватает. Но имеется еще один язык, PCL, который и является стандартом для большинства лазерных принтеров

· Способ подачи бумаги. В современных принтерах бумага с лотка загружается либо сверху — это вертикальная подача, либо с нижнего лотка — горизонтальная подача.

Классификация принтеров.

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,

· 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.

Наиболее распространены модели формата А3 и Legal (т.е. рассчитанные на лист бумаги чуть больший, чем А4). Модели, работающие с бумагой формата А3, стоят несколько дороже. Соотношение числа продаж у "узких" и "широких" принтеров постепенно изменяется в сторону первых. Большая часть моделей принтеров формата А3 использует матричный или струйный принцип печати.

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 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.

Матричный принтер.

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

Качество печати матричных принтеров определяется количеством иголок в печатающей головке. Некоторые модели 24-игольчатых матричных принтеров обладают возможностью цветной печати за счет использования многоцветной красящей ленты, при этом микропроцессор принтера формирует сигналы для управления иглами печатающей головки принтера в соответствии с таблицей цветности. Достигаемое при этом качество цветной печати значительно уступает качеству печати струйного принтера, но является вполне приемлемым для печати деловой графики (таблиц, диаграмм и так далее).

К числу несомненных преимуществ матричных принтеров относится возможность печати одновременно нескольких копий документа с использованием копировальной бумаги. 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.

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

Струйный принтер.

Принцип действия струйных принтеров похож на матричные принтеры тем, что изображение на носителе формируется из точек. Но вместо головок с иголками в струйных принтерах используется матрица сопел (т. н. головка), печатающая жидкими красителями. Печатающая головка может быть встроена в картриджи с красителями, а может и является деталью принтера, а сменные картриджи содержат только краситель.

Существуют два способа реализации способа распыления красителя:

Пьезоэлектрический — над соплом расположен пьезокристалл с диафрагмой. Когда на пьезоэлемент подаётся электрический ток, он изгибается и тянет за собой диафрагму — формируется капля, которая впоследствии выталкивается на бумагу.

Термический — в сопле расположен микроскопический нагревательный элемент, который при прохождении электрического тока мгновенно нагревается до температуры около 500 °C, при нагревании в чернилах образуются газовые пузырьки, которые выталкивают капли жидкости из сопла на носитель.

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

Непрерывная подача — формируется непрерывный поток из маленьких капель, которые заряжаются и, пролетая через электрическое поле, отклоняются в вертикальной плоскости пропорционально их заряду. Капли, которые не должны делать точку на бумаге, отклоняются в специальный желоб, по которому краска возвращается в резервуар для последующего использования.

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

Струйным принтерам присущи низкие уровень шума и энергопотребление, графические возможности, доступная стоимость и достаточно высокое качество печати.

Лазерный принтер.

Лазерные принтеры формируют изображение путем создания положения точек на бумаге. Первоначально страница формируется в памяти принтера и лишь, затем передается в механизм печати. Такое формирование изображения производится под управлением контроллера принтера. Каждый образ формируется путем соответствующего расположения точек в ячейках сетки или матрицы, как на шахматной доске. Такой тип формирования изображения называется растровым.

Лазерные принтеры используют технологию фотокопирования, называемую еще электрофотографической, которая заключается в точном позиционировании точки на странице посредством изменения электрического заряда на специальной пленке из фотопроводящего полупроводника. Подобная технология печати применяется в ксероксах.

Важнейшим элементом лазерного принтера является вращающийся фотобарабан, с помощью которого производится перенос изображения на бумагу. Фотобарабан представляет собой металлический цилиндр, покрытый тонкой пленкой из фотопроводящего полупроводника. По поверхности барабана распределяется электрический заряд. С помощью тонкой проволоки или сетки, называемой коронирующим проводом. 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. Этот луч, попадая на фотобарабан, засвечивает на нем точки, и в результате в этих точках изменяется электрический заряд.

Лазерные принтеры обеспечивают наиболее качественную печать с разрешением до 50 точек/мм (1200 dpi) и скорость печати 1000 зн./с.

Эволюция интерфейса

С появлением персональных компьютеров для принтеров был выделен специальный порт: LPT. Поскольку первые принтеры не умели печатать графику, а печатали только текст (и печатали они его построчно), то и порт получил название Line PrinTer. LPT-порт является параллельным портом, имеющим 8-битную шину данных, 5-битную шину сигналов состояния и 4-битную шину управляющих сигналов. Его разработчик - фирма Centronics Data Computer. С момента своего появления до наших дней порт претерпел всего два изменения. Первый, оригинальный, протокол LPT-порта был SPP (Standart Paralell Port). Это был однонаправленный протокол, позволяющий выводить информацию на принтер. По шине данных принтеру передавалась информация для печати, по шине сигналов принтер сообщал о своем состоянии (готов к работе, нет бумаги и т. д.).

При этом скорость передачи информации к принтеру составляла всего 40-50 кБ/с. Когда придумали первые бытовые сканеры, их стали подключать к LPT, фишка была в том, что отсканированное изображение передавалось в компьютер по шине сигналов, со скоростью всего 20 кБ/с. Затем появилась улучшенная версия этого протокола - EPP (Enhanced Parallel Port). Она была разработана компаниями Intel, Xircom и Zenith Data Systems. Порт стал двунаправленным, а это значит, принтер тоже получил возможность передавать больше информации компьютеру. Кроме того, возросла скорость обмена до 2 МБ/с. Это дало возможность подключать через порт внешние приводы CD-ROM, жесткие диски и другие устройства. Но и этого производителям принтеров показалось мало. Тогда компаниями Hewlett-Packard и Microsoft был предложен протокол ЕСР (Extended Capability Port). Основным отличием от предшественника было наличие аппаратного сжатия данных, наличие буфера и возможность работы в режиме DMA (прямой доступ к памяти), все это позволило существенно повысить производительность порта. С появлением интерфейса USB принтеры начали "переползать" на него. USB гораздо быстрее LPT, проще в подключении и настройке. Все современные принтеры подключаются к компьютеру через USB, либо беспроводным способом.

Трехмерные принтеры

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. Последняя революция в печати произошла в 80-х годах, когда был придуман трехмерный принтер. Первые трехмерные принтеры были похожи на станки, которые вытачивали из куска дерева или пластмассы вещь нужной формы, но затем появились "настоящие" ЗD-принтеры. Такие принтеры слой за слоем (слой может быть толщиной до 16 микрон) создают объемные объекты, нанося полимер на нужные места.

Сублимационные принтеры

Термосублимация (возгонка) — это быстрый нагрев красителя, когда минуется жидкая фаза. Из твёрдого красителя сразу образуется пар. Чем меньше порция, тем больше фотографическая широта (динамический диапазон) цветопередачи. Пигмент каждого из основных цветов, а их может быть три или четыре, находится на отдельной (или на общей многослойной) тонкой лавсановой ленте (термосублимационные принтеры фирмы Mitsubishi Electric). Печать окончательного цвета происходит в несколько проходов: каждая лента последовательно протягивается под плотно прижатой термоголовкой, состоящей из множества термоэлементов. Эти последние, нагреваясь, возгоняют краситель. Точки, благодаря малому расстоянию между головкой и носителем, стабильно позиционируются и получаются весьма малого размера. К серьёзным проблемам сублимационной печати можно отнести чувствительность применяемых чернил к ультрафиолету. Если изображение не покрыть специальным слоем, блокирующим ультрафиолет, то краски вскоре выцветут. При применении твёрдых красителей и дополнительного ламинирующего слоя с ультрафиолетовым фильтром для предохранения изображения, получаемые отпечатки не коробятся и хорошо переносят влажность, солнечный свет и даже агрессивные среды, но возрастает цена фотографий. За полноцветность сублимационной технологии приходится платить большим временем печати каждой фотографии (печать одного снимка 10×15 см принтером Sony DPP-SV77 занимает около 90 секунд). Фирмы-производители пишут о фотографической широте цвета в 24 бит, что больше желаемое, чем действительное. Реально, фотографическая широта цвета не более 18 бит.

Сегодня наиболее известные производители принтеров - это: Hewlett Packard, Canon, Epson, Brother, Sony, Samsung и Lexmark.

Заключение

Сегодня без принтера не обходятся ни одна организация, деятельность которой связана с документацией, и ни одно учебное заведение, и, конечно же, принтер есть практически в каждом доме. Существуют еще несколько типов печати — сублимационная, термическая... Но они либо вообще не употребляются в домашних условиях, либо употребляются исключительно редко.

На сегодняшний день три технологии (матричная, струйная и лазерная) – наиболее применяемые и распространенные. Постоянно совершенствуясь и развиваясь, в сути свой они оставались неизменными с момента создания. Но мир не стоит на месте, и типы принтеров уже не ограничиваются матричными, струйными и лазерными. Кроме них существует масса устройств, не вписывающихся в стандартную классификацию: например, принтеры, печатающие кофейной гущей, карандашными стержнями или пищевыми продуктами.

Кто знает, быть может в недалеком будущем наше представление о принтерах будет в корне изменено.