Принтеры

I Матричный принтер

Принтер, создаёт  изображение на бумаге из отдельных  маленьких точек ударным способом. Печать на бумаге в матричных принтерах осуществляется при помощи блока иголочек, приводимых в движение электромагнитами. Иголочки, ударяя по бумаге  через красящую ленту, оставляют на бумаге точки. Затем блок с иголочками перемешается на некоторое расстояние и процесс повторяется. Так как расстояние между такими точками невелико, то в результате на бумаге получается изображение нужного символа или картинки.

Выпускаются принтеры с 9, 18, 24 и 36 иголками в головке. Разрешающая способность печати, а также скорость печати графических изображений напрямую зависят от числа иголок. Наибольшее распространение получили 9- и 24-игольчатые принтеры. Принтеры с 9 и кратным 9 количеством игл (18, 36) предназначены для скоростной печати, в то время как 24-игольчатые для качественной печати.

Управление матричными принтерами осуществляется при помощи различных систем команд, общепринятыми  из которых являются две: Epson ESC/P (англ. EPSON Mode) и IBM ProPrinter (англ. IBM Mode); большинство принтеров поддерживает обе системы. Традиционно матричные принтеры подключаются к компьютерам через параллельный интерфейс, стандартом является Centronics. Другой устоявшийся интерфейс — RS-232C.

Достоинства:  несмотря на устарелость технологии,  матричные принтеры по-прежнему находят  применение там, где требуется деформация носителя для предотвращения подделки документа (финансовая сфера). Для не дорогой массовой печать на многослойных бланках (например, на авиабилетах). Также  в случаях, когда требуется вывод  значительного количества чисто  текстовой информации без предъявления особых требований к качеству получаемого  документа (печать этикеток, ярлыков, данных с систем управления и измерения). Ещё одним преимуществом матричной  печати является высокий ресурс как  самого принтера (8 млн. строк) так и печатной головки (30 млн. символов).

Недостатки: возможность цветной печати, ограничена четырьмя цветами. Низкая скорость печати в графическом режиме. Высокий уровень шума. 

II Термические принтеры

Принтер переносит  изображение, используется нагрев бумаги.  Для печати используется специальная бумага, темнеющая под воздействием тепла. Изображение на бумаге формируется линейкой термоэлементов, расположенной перпендикулярно направлению протяжки бумаги. При подаче напряжения на термоэлемент происходит нагрев соответствующего участка носителя, который под воздействием тепла темнеет. Протягивая бумагу вдоль линейки термоэлементов, принтер построчно выводит изображение.

Для подключения  к компьютеру используются инфракрасный интерфейс IrDA,  последовательный порт RS-232C, интерфейс USB.

Достоинства: простота конструкции, высокая надежность,  отсутствие необходимости в регулярном техническом обслуживании, очень  низким уровнем эксплуатационных затрат. Для эксплуатации термопринтера  требуется всего один вид расходных  материалов — термобумага, для печати можно использовать как листовые, так и рулонные носители. Изображение  на термобумаге устойчиво к воздействию  влаги.

Недостатки: относительно низкую по современным меркам разрешающую  способность (порядка 200 точек на дюйм) и небольшую скорость печати. Термопринтеры  позволяют получать только монохромные  изображения и обладают весьма ограниченными  возможностями по воспроизведению  полутонов. 

III Струйные принтеры

Принтер наносит  краску на бумагу или другой материал. Из-за разнообразия способов нанесения краски сформировалось четыре самостоятельных направления в развитии струйной печати:

1. Технология "сухих чернил" - "dry ink jet". Под воздействием высокой температуры частицы твердого красителя (чаще всего в этом качестве выступал графит) расплавлялись и под давлением наносились на бумагу.
2. Другая разновидность струйной печати - "спарк" - технология - в целом аналогична предыдущей, но использует жидкие чернила.
3. Пьезоэлектрическая технология использует явление пьезоэлектричества для нанесения чернил на бумагу (пленку). Ударное воздействие пьезокристалла на чернила в ограниченном объеме печатающей головки приводит к выбросу дозированной порции чернил в нужное место на листе бумаги.
4. "Пузырьковая" технология осуществляет нанесение красителя путем выталкивания частиц чернил из емкости при помощи пузырька газа, образующегося внутри картриджа в результате резкого локального повышения температуры и давления.

Скорость  печати принтеров такого типа может  достигать нескольких десятков страниц  формата А4 в минуту. Разрешающая способность таких принтеров составляет до 1200 точек на дюйм.

Для подключения  к компьютеру подавляющее большинство современных струйных принтеров используют интерфейс USB.

Достоинства: высокая  скорость печати. Возможность цветной  печати при использовании нескольких сосудов с разной краской. Высокая  разрешающая способность принтеров, что позволяет получать распечатки фотографического качества.

Недостатки: Высокую  стоимость расходных материалов, по сравнению с матричными принтерами. Низкую ремонтопригодность. 

IV Твердокрасочные и сублимационные принтеры

Принтер, печатает изображение на плотных твердых  поверхностях путем внесения твердотельного (обычно кристаллического) красителя  под поверхность твёрдого тела.

В сублимационных принтерах краситель нагревается  и переносится на бумагу (пленку) в жидкой или газообразной фазе. Многоцветный краситель, как правило, нанесен на тонкую лавсановую пленку (толщиной 5 мкм). Пленка перемещается с  помощью лентопротяжного механизма, который конструктивно схож с  аналогичным узлом игольчатого  принтера. Матрица нагревательных элементов  за 3-4 прохода формирует цветное  изображение.

В твердокрасочных (термовосковые) принтерах краситель, растворенный в воске, переносится на бумагу, нагревая ленту с цветным воском. Как правило, для подобных принтеров необходима бумага со специальным покрытие.

Скорость печати термических принтеров вследствие инерционности тепловых эффектов невысокая. Для сублимационных принтеров от 0,1 до 0,8 страниц в минуту, а для  термовосковых - 0,5-4 страницы в минуту.

Для подключения  к компьютеру используют интерфейс USB.

Достоинства: сублимационный принтер печатает очень долговечные изображения за счет твердой краски, находящейся под поверхностью. Сублимационные принтеры печатают более качественное изображение, чем струйные принтеры, при том же уровне разрешения.

Недостатки: сублимационный принтер и краска к нему очень  дороги. 
 

V Лазерные и светодиодные принтеры

Процесс лазерной печати складывается из пяти последовательных шагов:

1. Зарядка фотовала.  Фотовал — цилиндр с покрытием из фотополупроводника (материала, способного менять своё электрическое сопротивление при освещении). Зарядка фотовала — нанесение равномерного электрического заряда на поверхность вращающегося фотобарабана.

2. Лазерное  сканирование. Процесс прохождения отрицательно заряженной поверхности фотовала под лазерным лучом. На поверхности фотовала создаётся электростатическое изображение будущего отпечатка в виде ослабленного заряда.

3. Наложение тонера. Отрицательно заряженный ролик подачи тонера придаёт тонеру отрицательный заряд и подаёт его на ролик проявки. Тем самым электростатическое (невидимое) изображение преобразуется в видимое (проявляется). Притянутый к фотовалу тонер движется на нём дальше, пока не приходит в соприкосновение с бумагой.

4. Перенос тонера. В месте контакта фотовала с бумагой, под бумагой находится ещё один ролик, называемый роликом переноса. На него подаётся положительный заряд, который он сообщает бумаге. Частички тонера, переносятся на бумагу и удерживаются на поверхности за счёт электростатики.

5. Закрепление тонера. Бумага с «насыпанным» тонерным изображением двигается далее к узлу закрепления (печке). Закрепляется изображение за счёт нагрева и давления.

 

Альтернативой лазерному принтеру является так называемый светодиодный принтер, или LED-принтер (Light Emitting Diode). Вместо лазерных лучей, управляемых с помощью механики зеркал, барабан освещает неподвижная диодная строка, состоящая из 2500 светодиодов, которая описывает не каждую точку, а целую строку.

Разрешение при  чёрно-белой печати варьируется  от 600x600 до 1200x1200 точек на дюйм, однако при цветной печати достигает 9600x1200. Уровень шума при работе лазерного  принтера составляет в среднем 40 дБ.

Обычно лазерный принтер оборудован собственным  процессором. Как правило, для черно-белых принтеров используется микропроцессор Motorola 680000. В высокопроизводительных принтерах используют процессор Intel 80960, имеющий тактовую частоту 33 МГц и сокращенный набор команд (RISC-архитектура).

Достоинства: Большая  скорость, чем в струйном принтере. Лазерные лучи более точные и по причине компактной фокусировки  позволяют обретать высокое разрешение. Экономичнее, чем струйные.

Недостатки: Окись  углерода входит в состав химических соединений тонера и выделяется на этапе закрепления изображения. При большой концентрации в воздухе  помещения может вызывать головную боль, слабость, сонливость и учащение пульса. Пиковая потребляемая мощность лазерного принтера достаточно высока, что делает невозможным подключение  его к бытовым источникам бесперебойного питания средней и малой мощности. 
 
 

VI Фотопринтеры

Как следует  из названия, применяются для печати фотографий. В настоящее время  выпускаются два бытовых фотопринтеров: струйные и сублимационные термопринтеры.

Фотопринтеры можно подразделить на два вида: компактные модели для печати фотографий формата 10х15 см и полноразмерные модели формата A4, способные выступать и как универсальные принтеры при подключении к компьютеру. Современные струйные фотопринтеры работают с разрешением не менее 4800х1200 точек на дюйм, выдавать фотографию формата 10х15 см с максимальным качеством за две-три минуты. Сублимационные фотопринтеры имеют разрешение не менее 300х300 точек на дюйм, выдают фотографию за минуту-полторы.

Обязательными для всех современных фотопринтеров  является возможность печати без  полей, поддержка флэш-карт распространенных форматов, а также технологий прямой печати USB DirectPrint и/или PictBridge.

Достоинства: Возможность  печатать качественные фотографии в  домашних условиях. Возможность печатать большое количество фотографий.

Недостатки: Высокая  стоимость принтера и расходных  материалов – картриджей и бумаги.

Графопостроитель (плоттер)

Устройство для  автоматического вычерчивания с  большой точностью рисунков, схем, сложных чертежей, карт и другой графической информации на бумаге размером до A0 или кальке.

Типы графопостроителей:

• Планшетные графопостроители. В планшетных графопостроителях носитель неподвижно закреплён на плоском столе. Закрепление бывает электростатическое, вакуумное, механическое за счёт притягивания прижимающих бумагу пластинок, к электромагнитам, вмонтированным в поверхность стола. Специальной бумаги не требуется. Пишущая головка перемещается по двум перпендикулярным направлениям. Размер носителя ограничен размером планшета. В некоторых устройствах пишущая головка закреплена неподвижно, а перемещается стол с закреплённым на нём носителем.

• Графопостроители  с перемещающимся носителем. Имеются три разновидности:

1. Барабанные графопостроители, в которых носитель фиксированного размера укреплён на вращающемся барабане;
2. Фрикционные графопостроители, в которых носитель перемещается с помощью фрикционных роликов.
3. Рулонные графопостроители, которые подобны фрикционным, но используют специальный носитель с краевой перфорацией.

Система привода  графопостроителей с произвольным сканированием использует либо шаговые  двигатели, поворачивающиеся на фиксированный  угол при подаче одного импульса, либо исполнительную систему с обратной связью, содержащую двигатели привода  и датчики положения.

• Электростатические графопостроители. Специальная диэлектрическая бумага перемещается под электростатической головкой, содержащей иголки с плотностью 40-100 на 1 см. К иголкам прикладывается отрицательное напряжение в результате чего диэлектрическая бумага заряжается и на ней создаётся скрытое изображение. Затем бумага проходит через бокс, в котором над ней распыляется положительно заряженный тонер. Заряженные области притягивают частицы тонера.