Печатающие устройства

     В то время технологии печати продвинулись и стали появляться принтеры с 12, 14, 18 и 24 иголками, также появилось разделение качества печати с помощью буквенного обозначения: LQ (Letter Quality) – высокое качество и NLQ (Near Letter Quality) – среднее качество.

     Принцип работы матричного принтера

 

     Матричные принтеры стали первыми устройствами, обеспечившими графический вывод твёрдой копии.

     Они относятся к классу ударных печатающих устройств (impact dot matrix). 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. Этот тип принтеров называется SIDM (англ. Serial Impact Dot Matrix — последовательные ударно-матричные принтеры). Выпускались принтеры с 9, 12, 14, 18 и 24 иголками в головке. Основное распространение получили 9-ти и 24-х игольчатые принтеры. Качество печати и скорость графической печати зависит от числа иголок: больше иголок — больше точек. Принтеры с 24-мя иголками называют LQ (англ. Letter Quality — качество пишущей машинки). Существуют монохромные 5 цветные матричные принтеры, в которых используется 4 цветная CMYK лента. Смена цвета производится смещением ленты вверх-вниз относительно печатающей головки. Скорость печати матричных принтеров измеряется в CPS (англ. characters per second — символах в секунду). 

                           
 
 
 

     Самая быстрая печать – это черновая печать (draft). В этом режиме работы за один проход печатающей головки формируется  целая строка. В режиме печати с  высоким качеством, для формирования одной строки требуется несколько  проходов головки, обычно четыре.  
 

       
 

     Основными недостатками матричных принтеров  являются: монохромность, низкая скорость работы и высокий уровень шума, который достигает 25дБ. Для устранения этого недостатка в отдельных моделях предусмотрен тихий режим, но скорость печати в тихом режиме падает в 2 раза, так как в этом случае каждая строка печатается в два прохода с использованием половинного количества игл. Для борьбы с шумом ещё применяют специальные звуконепроницаемые кожухи. Некоторые модели 24-игольчатых матричных принтеров обладают возможностью цветной печати за счёт использования многоцветной красящей ленты. Однако достигаемое при этом качество цветной печати значительно уступает качеству печати струйных принтеров. Матричные принтеры достаточно широко используются и в настоящее время благодаря тому, что стоимость получаемой распечатки крайне низка, так как используется более дешёвая фальцованная или рулонная бумага. Последнюю к тому же можно отрезать кусками нужной длины (не форматными). Некоторые финансовые документы должны печататься только через копировальную бумагу, для исключения возможности их подделки.

     Выпускаются и скоростные линейно-матричные  принтеры, в которых большое количество иголок равномерно расположены на челночном механизме (фрете) по всей ширине листа. Скорость таких принтеров измеряется в LPS (англ. Lines per second — строках в секунду).

     Матричные принтеры как сами стоят недорого, так и расходные материалы  для них – картридж с красящей лентой. В случае необходимости (при израсходовании ресурса ленты) возможно как целиком поменять картридж, так и поменять только саму ленту. Красящей ленты обычно хватает примерно на 500-1000 страниц. Себестоимость печати получается самая низкая среди всех других типов принтеров. Но на этом их достоинства и заканчиваются. Матричные принтеры самые медленные, самые шумные и обладают самым маленьким разрешением.

     1.2 Лазерные принтеры

     История развития лазерных принтеров

     

 

     Если  заглянуть в прошлое, то технология лазерной печати появилась раньше, чем матричные принтеры. В 1938 году Chester Carlson изобрел метод печати, получивший название электрография.

     Этот  принцип используется во всех современных лазерных принтерах, а заключается он в следующем: на алюминиевую трубку (фотобарабан), покрытую светочувствительным слоем, наносится отрицательный статический заряд. После этого луч лазера проходит по фотобарабану, и в том месте, где нужно что-то напечатать, снимает часть заряда. После чего на фотобарабан наносится тонер (это сухие чернила, состоящие из смеси смол, полимеров, металлической стружки, угольной пыли и другой химии), также имеющий отрицательный заряд, и потому прилипающий к барабану в тех местах, где прошел лазер и снял заряд.

     Дальше  все просто: барабан прокатывается  по бумаге (имеющей положительный  заряд) и оставляет на ней весь тонер, после чего бумага попадает в  печку, где под воздействием высокой  температуры тонер накрепко припекается к бумаге. Для печати цветного изображения все цвета на барабан наносятся по очереди, либо печать происходит в 4 прохода (для печати черного, голубого, пурпурного и желтого цветов).

     Подобный  метод печати используется в копировальных  аппаратах и некоторых факсах. Похожая система используется и в светодиодных принтерах, однако в них вместо лазера используется неподвижная строка со светодиодами - LED-технология печати (Light Emitting Diode). А сам лазерный принтер появился так: некий Гэри Старквеатер (Gary Starkweather), сотрудник фирмы Xerox, придумал использовать технологию копировального устройства для создания принтера.

     Так началась разработка первого лазерного  принтера в начале 1969 года. А увидел свет он в ноябре 1971 года. Назывался  девайс EARS, но дальше лаборатории не вышел. Если верить документам, то первый официальный лазерный принтер назывался Xerox 9700 Electronic Printing System, и был выпушен в 1977 году. В то же время IBM уверяет, что в 1976 году их лазерный принтер IBM 3800 уже вовсю печатал в Североамериканском Дата Центре F.W.Woolworth.

     Позже, в мае 1981 года, Xerox представила компьютер Star 8010, в состав которого входили  самые последние разработки, такие  как WYSIWYG-текстовый редактор, графический  редактор, редактор для комбинирования текста и графики и, конечно, лазерный принтер. Все это удовольствие стоило всего 17000 долларов. Это было нечто вроде домашней типографии.

     Тремя годами позже Hewlett-Packard выпускает принтер LaserJet, с разрешением 300 dpi и ценой  в $3 500. В тот же год Apple поставляет опытные образцы своего принтера LaserWriter таким компаниям как Lotus Development, Microsoft и Aldus. И в 1985 и 1986 годах появляются Apple LaserWriter и LaserWriter Plus соответственно.

     А в 1990 году принтеры Hewlett-Packard LaserJet IIP впервые стали стоить дешевле 1000 долларов. И в серии LaserJet III стала использоваться технология улучшенного разрешения (RET -Resolution Enhancement Technology). A еще два года спустя та же HP начинает продажи по-настоящему народного лазерного принтера LaserJet 4, который помимо относительно невысокой цены имел разрешение 600 dpi.

     Но  в тот же год компания Lexmark подвинула HP на рынке лазерных принтеров, выпустив устройства серии Optra с разрешением 1200 dpi. Цветные лазерные принтеры появились  только в 1993 году. Компания QMS представила принтер ColorScript Laser 1000, всего за $12 499. Два года спустя Apple выпускает свой цветной лазерный принтер Color Laser Printer 12/600PS всего за $7 000. Лазерные принтеры сейчас заметно подешевели. Они набирают все большую популярность, однако они еще не настолько дешевы, чтобы составить конкуренцию струйным принтерам

     Принцип работы лазерного  принтера

 

     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 (рис. 2.1). Такой тип формирования изображения называется растровым. 

     

     Технология  — прародитель современной лазерной печати появилась в 1938 году — Честер Карлсон изобрёл способ печати, названный электрография, а затем переименованный в ксерографию. Принцип технологии заключался в следующем. По поверхности фотобарабана коротроном (скоротроном) заряда, либо валом заряда равномерно распределяется статический заряд, после этого светодиодным лазером (либо светодиодной линейкой) на фотобарабане снимается заряд, — тем самым на поверхность барабана помещается скрытое изображение. Далее на фотобарабан наносится тонер. Тонер притягивается к разряженным участкам поверхности фотобарабана, сохранившей скрытое изображение. После этого фотобарабан прокатывается по бумаге, и тонер переносится на бумагу коротроном переноса, либо валом переноса. После этого бумага проходит через блок термозакрепления для фиксации тонера, а фотобарабан очищается от остатков тонера и разряжается в узле очистки.

       Важнейшим конструктивным 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 равномерно 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. Таким образом, на фотобарабане возникает копия изображения в виде потенциального рельефа.

     На  следующем рабочем шаге с помощью другого барабана, называемого девелопером (developer), на фотобарабан наносится тонер — мельчайшая красящая пыль. Под действием статического заряда мелкие частицы тонера легко притягиваются к поверхности барабана точках, подвергшихся экспозиции, и формируют на нем изображение

     

     Лист  бумаги из подающего лотка с помощью  системы валиков перемещается к  барабану. Затем листу сообщается статический заряд, противоположный по знаку заряду засвеченных точек на барабане. При соприкосновении бумаги с барабаном частички тонера с барабана переносятся (притягиваются) на бумагу.

     Для фиксации тонера на бумаге листу вновь  сообщается заряд и он пропускается между двумя роликами, нагревающими его до температуры около 180°—200°С. После собственно процесса печати барабан полностью разряжается, очищается от прилипших частиц тонера и готов для нового цикла печати. Описанная последовательность действий происходит очень быстро и обеспечивает высокое качество печати. 

     

     Основные  преимущества лазерных принтеров:

     • высокая скорость;

     • большие объемы печати;

     • низкий уровень шума при работе;

     • стойкость напечатанных копий к влиянию воды и света;

     • низкая себестоимость одной копии  – около пяти копеек за листок.

     Недостатками  лазерных принтеров являются:

     • высокая цена

     • незначительное излучение.

 

     1.3 Струйные принтеры

     История развития струйных принтеров

 

     Матричные принтеры - это, конечно, хорошо, но печать на них происходит очень громко, а результат не очень качественный. Всем хотелось иметь принтер, который  печатал бы тихо и качественно, и  при этом был бы достаточно дешевым. Принцип работы струйного принтера так же стар, как и "принтер" Чарльза Бэббиджа.

     Еще в XIX веке лауреат Нобелевской премии по физике, лорд Рейли изучал распад струи жидкости и формирование капель. Но реализована эта технология была лишь в 1948 году, в лабораториях компании Siemens. 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.

     В методе газовых пузырей (название технологии BubbleJet) пьезокристалл не нужен - вместо него используется нагревательный элемент, который разогревает чернила  в сопле до температуры 300-500 градусов, в результате чего образуются пузырьки газа, выталкивающие краску на бумагу. Метод drop-on-demand похож на метод газовых пузырей - там также используется нагревательный элемент.