ИНФОРМАЦИОННЫЕ СИСТЕМЫ И ТЕХНОЛОГИИ В СТРОИТЕЛЬСТВЕ

Устройства вывода

ПРИНТЕРЫ

Принтеры — это устройства, которые служат для вывода данных из ЭВМ. По принципу действия различают матричные, струйные принтеры (безударные матричные), принтеры с термопереносом восковой мастики, сублимационные принтеры, лазерные и светодиодные принтеры.

Во все принтеры встроено некоторое число шрифтов, например 10 шрифтов в точечно-матричном принтере и 10.. .40 — в лазерном. Такие встроенные шриф­ты называются шрифтами принтера.

Матричные принтеры. При ударном принципе действия изображение на бумаге получают механическим воздействием на нее, как правило, через кра­сящую ленту, из которой выдавливается краситель. В настоящее время наи­большее распространение получили печатающие устройства с многоэлемент­ными матричными печатающими головками, каждый печатающий элемент которых при воздействии на носитель записи создает отдельную точку. Ком­бинация точек формирует изображение знака. Каждый печатающий элемент головки представляет собой тонкий стержень, соединенный с автономным быстродействующим электроприводом. Разрешающая способность матричных принтеров определяется количеством точек, которые принтер способен вы­вести на отрезке единичной длины в вертикальном и горизонтальном направ­лениях. Разрешающая способность по вертикали определяется между сосед­ними штырьками в печатающей головке, разрешающая способность по гори­зонтали — размером шага печатающей головки вдоль строки (его обычно выбирают равным расстоянию между штырьками).

Матричные принтеры сегодня практически не используются. Наибольшее распространение получили безударные печатающие устройства, особенно ши­роко применяются электрографический (лазерный) и струйный способы ре­гистрации.

Струйные принтеры. В струйных печатающих устройствах изображение на бумаге формируется из пятен, образующихся при попадании капель красителя на бумагу. Выброс микрокапель красителя происходит под давлением, которое развивается в печатающей головке за счет парообразования. В некоторых мо­делях капля выбрасывается щелчком в результате пьезоэлектрического эффек­та — этот метод позволяет обеспечить более стабильную форму капли, близкую к сферической. 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.

К положительным свойствам струйных печатающих устройств следует от­нести относительно небольшое количество движущихся механических частей и, соответственно, простоту и надежность механической части устройства и его относительно низкую стоимость. Основным недостатком, по сравнению с ла­зерными принтерами, является нестабильность получаемого разрешения, что ограничивает возможность их применения в черно-белой полутоновой печати.

В то же время сегодня струйные принтеры нашли очень широкое примене­ние в цветной печати. Благодаря простоте конструкции они намного превос­ходят цветные лазерные принтеры по показателю качество/цена. При разре­шении выше 600 dpi они позволяют получать цветные оттиски, превосходящие по качеству цветные отпечатки, получаемые фотохимическими методами.

Струйная технология является на сегодня достаточно популярной для полу­чения цветных изображений. В большинстве струйных принтеров красящая капля генерируется по запросу, т.е. с поступлением управляющего сигнала из отверстия сопла вылетает только одна капля. При этом используют многока­нальные струйные головки. Для генерации капель в сопряженном с выходны­ми отверстиями сопл канале с чернилами возбуждают ударную волну, которая, дойдя до отверстия, выбрасывает каплю. Струйные чернильные принтеры (Ink Jet) относятся, как правило, к классу последовательных матричных безударных печатающих устройств. Наиболее распространены два способа возбуждения ударной волны: возбуждение пьезоэлемента (piezo ink-jet) и нагревание микро­резистора (bubble-jet — пузырьковая технология). У чернильных устройств, как, впрочем, и у ударных матричных принтеров, печатающая головка движется относительно неподвижной бумаги.

В головках с пьезоприводом используется деформация пьезокристалла под воздействием электрического поля. Изменение размеров пьезоэлемента, рас­положенного сбоку сопла и связанного с диафрагмой, приводит к выбрасыва­нию капли. Достоинство головок с пьезоприводом — неограниченный срок службы, недостаток — повышенная трудоемкость при изготовлении.

Принтеры с термопереносом восковой мастики. Принцип работы принтера с термопереносом восковой мастики (thermal wax transfer) состоит в том, что тер­мопластичное красящее вещество, нанесенное на тонкую подложку, попадает на бумагу именно в том месте, где нагревательными элементами (аналогами сопел и игл) печатающей головки обеспечивается должная температура.

Основными составными частями печатающей головки термопринтера яв­ляются несколько крошечных нагревательных элементов, которые расположе­ны примерно так же, как иглы в обычном матричном ударном принтере — друг над другом в два ряда. Как у струйных и ударных матричных принтеров, печа­тающая головка термопринтера позиционируется только в горизонтальном направлении, а бумага подается в вертикальном (последовательные принтеры). Поскольку между печатающей головкой и бумагой механический контакт от-
сутствует, термопріштерьі относятся к классу безударных устройств. Такие прин­теры практически сняты с производства мировыми производителями.

Сублимационные принтеры. Это уникальные устройства, которые не пере­носят краску непосредственно на страницу. В их печатных головках установ­лены тысячи термических элементов, с высокой точностью нагревающие кра­сители на трех- или четырехцветной пластиковой ленте до тех пор, пока они не переходят в газообразное (сублимированное) состояние. Газообразный кра­ситель впитывается специальной подложкой на базе полистирола, формируя один из 16 миллионов цветов в каждой точке, размер которой определяется разрешением принтера. В результате появляется нерастрированное изображе­ние, в котором плавные градации цветов создаются без использования полу­тоновых растров. Качество изображения высокое, но эти устройства довольно медленные (печать одной страницы с максимальным качеством может длить­ся до 12 минут) и дороги в обслуживании, а если не применять специальных защищающих от воздействия ультрафиолета покрытий, полученные на них отпечатки выцветают.

В цветных печатающих устройствах используется субтрактивная модель цве- тообразования. Первичными цветами являются пурпурный (Cyan), розовый (Magenta) и желтый (Yellow). Смешение всех трех цветов дает черный цвет, но для получения истинно черного цвета используется отдельный черный краси­тель (black), поэтому такая модель цветообразования называется CMYK.

Лазерные принтеры (рис. 10.2) обеспечива­ют высокое качество печати, не уступающее, а во многих случаях и превосходящее поли­графическое. Они отличаются также высокой скоростью печати, которая измеряется встра- ницах в минуту (ppm — page per minute). В этих принтерах для печати используется принцип ксерографии: изображение перено­сится на бумагу со специального барабана, к которому электрически притягиваются ча­стички краски.  кис. г и./. лазерный принтер

Отличие лазерного принтера от обычного ксерокопировального аппарата состоит в том, что печатающий барабан электризуется с помощью лазера, ко­торым управляет драйвер устройства.

В основе лежит электрофотографический способ регистрации, при котором создают скрытое электронное изображение на промежуточном носителе за­писи с фотопроводниковым слоем на поверхности, визуализируют это изо­бражение мелкодисперсным красящим порошком-тонером, получая при этом порошковое изображение, которое затем переносят на конечный носитель — бумагу и закрепляют термическим способом.

Изображение переносится строка за строкой и определяется шагом бараба­на. Для большинства барабанов шаг составляет 1 /600 дюйма, для разрешения 1/1200 дюймов или 47 точек на миллиметр требуется улучшенный механизм.

Для получения электронного изображения в виде потенциального рельефа используют лазерные и светодиодные источники излучения. Во всех лазерных принтерах развертку лазерного луча вдоль строки производят электромехани­ческим путем с помощью вращающегося зеркального многогранника или при­змы. В качестве фотопроводникового слоя, который нанесен на барабан, при­меняют композитные неорганические вещества (селен-теллур) или органиче­ские фотопроводниковые вещества. Заряженные противоположно частички тонера по разному притягиваются к различным градациям потенциального рельефа. Скрытое электронное изображение визуализируют с помощью маг­нитной кисти (подаваемый лист заряжается так, чтобы тонер с барабана при­тягивался к бумаге). Порошковое изображение на бумаге закрепляют, исполь­зуя термический или термосиловой способ фиксации (прокатывают между двух нагретых валов).

К основным параметрам лазерных принтеров относятся:

• разрешающая способность — dpi (dots per inch — точек на дюйм);
• производительность — страницы в минуту (ppm — page per minute);
• формат используемой бумаги;
• объем собственной оперативной памяти;
• стоимость расходных материалов для получения одного печатного листа стандартного формата А4.

К расходным материалам относятся тонер и барабан, который после печати определенного количества оттисков утрачивает свои свойства. Основное пре­имущество лазерных принтеров заключается в возможности получения высо­кокачественных отпечатков. Модели сред него класса обеспечивают разрешение печати до 600 dpi, а профессиональные модели — до 1200 dpi.

Светодиодные принтеры. В LED принтерах (Light Emitting Diod) полупрово­дниковый лазер заменен «гребенкой» мельчайших светодиодов. Разумеется, в данном случае не требуется сложная система вращающихся зеркал и линз.

Принцип действия светодиодных принтеров похож на принцип действия лазерных. Разница заключается в том, что источником света является не лазер­ная головка, а линейка светодиодов. Поскольку эта линейка 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.

Принтеры имеют встроенный контроллер, который служит для управления работой принтера, и оперативную память.

К наиболее важным функциональным возможностям принтеров относятся такие, как поддержка технологии повышения разрешающей способности, на­личие масштабируемых шрифтов (PostScript, TrueType), объем оперативной памяти и т.п. В лазерных принтерах применяются два способа записи текста. В обоих способах принтер имеет словарь для каждого символа любого исполь­зуемого шрифта. Когда требуется записать букву А, принтер отыскивает форму этого символа, а затем печатает его. В простейшем случае в словаре хранится фактическое изображение символа (его двоичная карта — bitmap). Шрифты такого типа называются шрифтами типа двоичной карты. Во втором, более совершенном способе, форма каждого символа хранится как математическая формула, которая применяется для формирования символа. Такой способ обе­спечивает получение масштабируемых шрифтов (они также называются кон­турными шрифтами, так как по формуле формируется контур символа, который затем заполняется). При первом способе возможна печать символов только тех размеров, для которых имеются двоичные карты. Второй способ допускает пе­чать символов практически любого размера.