5. Принтеры. Устройства, принцип действия, подключение
Принтеры.
Устройство, принцип действия, подключение.
Принтер –
это устройство, предназначенное для печати информации из компьютера на бумагу,
или, как говорят на «компьютерном» языке, на твердый носитель. При этом сам
процесс переноса информации называется вывод на печать, а полученный документ –
распечатка.
Матричный
принтер
Механизм
матричного принтера (старейшего из применяемых сегодня типов печатающих
устройств) был изобретен японцами еще в 1964 году.
Принцип
его работы, в общем-то, прост. Изображение на листе создается с помощью
печатающей головки, состоящей из набора иголок (матрицы), которые приводятся в
движение электромагнитами.
Головка
перемещается построчно вдоль листа бумаги, а иголки ударяют по нему через
красящую ленту, оставляя отпечаток – точечное изображение.
В
разных устройствах печатающая головка может состоять из 9, 12, 14, 18 или 24
иголок. Конечно, качество лучше там, где большее количество иголок: точек больше
– изображение четче.
Матричные
принтеры, хотя уже и вытеснены из офисной сферы более современными устройствами,
все же используются в отдельных областях. Так, печать товарных чеков основана
именно на таком принципе работы.
Низкое
качество, сродни работе печатной машинки, уже не позволяет использовать
матричные устройства в иных сферах. Кроме того, среди минусов данных принтеров –
низкая скорость печати и шумная работа.
Хотя
и преимуществ раритетное устройство не лишено. Например, оно может работать
практически в любых условиях и с любыми форматами бумаги, а «игольчатые»
отпечатки не только устойчивы к трению и влаге, но и значительно усложняют
подделку документов.
Струйный
принтер
Принцип
работы струйного принтера схож с действием матричного: изображение создается из
точек. Только вместо головок с иголками в них используется матрица (головка),
которая печатает жидкими красителями.
Печатающая
головка может быть встроена в картридж с красителем или закреплена в самом
устройстве (в этом случае используются сменные картриджи с чернилами, и головка
при этом не демонтируется).
Принтеры
со встроенной матрицей производят такие фирмы как Epson и Canon.
Hewlett-Packard, Lexmark используют подход, при котором печатающая головка
встроена в картридж.
«Струйники»
имеют свою классификацию по многим признакам. Так, они различаются по типу
используемых чернил.
Чернила
могут быть:
· водные
(используются в большинстве бытовых и офисных устройств);
· масляные
(применяются для промышленной маркировки);
· пигментные
(оптимальный вариант для получения изображений высокого качества – фото,
например);
· сольвентные
(используются для печати наружной рекламы, плакатов, стендов, так как стойки к
воде);
· термотрансферные
(с их помощью наносится изображение на одежду).
Есть
еще спиртовые чернила, но они не получили широкого распространения, поскольку
очень быстро высыхают на головке.
Различают
несколько типов «струнников» и по назначению. Ведь если применение принципов
работы матричного принтера сегодня ограничено банковской сферой, то струйные
используются во многих областях. Итак, по своему назначению они могут
быть:
· офисные
(те, что стоят в большинстве офисов, – для печати на бумаге малых
форматов);
· широкоформатные
(применяются в области наружной рекламы);
· интерьерные
(для печати плакатов, стендов и прочих элементов оформления
интерьера);
· маркировочные
(из названия ясно – для маркировки разного рода деталей);
· фотопринтеры
(для печати фото);
· сувенирные
(используются для печати на небольших предметах – дисках, телефонах, заготовках
сложной формы);
· маникюрные
(новшество в салонах красоты – аппарат для нанесения на ногти сложного
рисунка).
В
большинстве офисов используется, как Вы уже догадались, офисный принтер. Он
вполне подходит и для бытовых нужд – вывода текста или изображений на бумагу – и
производится множеством фирм: Epson, HP, Canon, Lexmark и
др.
Офисные
принтеры, как и фотопринтеры, оснащаются одной головкой на каждый цвет и имеют
очень хорошую цветопередачу (особенно при постоянном использовании). Кроме того,
по сравнению с матричными, офисные «струйники» работают достаточно
тихо.
Но
качество печати может быть высоким только при условии использования бумаги со
специальным покрытием – на обычной офисной края букв или рисунка могут
«лохматиться».
Скорость
печати превзошла матричные принтеры всего на несколько секунд. При этом
отпечатки подвержены воздействию воды, выцветают, размазываются (правда, многое
зависит и от качества чернил).
Помимо
этого, устройство довольно капризно: бесперебойная работа возможна только при
условии регулярного печатания всеми картриджами (при длительном застое краска на
головке просто засыхает).
Но
главный недостаток – это высокая стоимость обслуживания. Краска в картриджах
заканчивается довольно быстро, и их требуется периодически менять, а это
обходится недешево.
Эту
проблему отчасти решила СНПЧ – система непрерывной подачи
чернил.
Лазерный
принтер
Лазерная
технология (а если быть точными, – электрографическая технология) появилась еще
в 1938 году. Этот способ печати, называемый сначала электрографией, потом –
ксерографией, а сегодня более известный как лазерная печать, отличается
скоростью, экономичностью и высоким качеством отпечатка.
Главной
деталью устройства является так называемый фотобарабан, который сохраняет на
поверхности электрический заряд, причем он «свой» у каждой
точки.
Лазерный
луч, попадая на барабан, «засвечивает» отдельные точки барабана, снимая с них
заряд. Управляя лучом, можно «рисовать» на барабане заряженными и незаряженными
участками.
Частицы
специального состава (тонер) просыпаются на барабан и прилипают только к
заряженным точкам, формируя тем самым изображение. Оно и переносится на бумагу,
«вплавляясь» в нее под действием высокой температуры и
давления.
Такая
технология дает очень хороший результат: скорость печати значительно выше, чем в
струйном принтере (даже в персональном лазерном принтере – 10-20 страниц в
минуту).
Качество
печати тоже очень высокое, кроме того, отпечаток устойчив к трению и влаге и
хорошо держит цвет, чем не могут похвастаться предыдущие
устройства.
Плюсом
лазерного принтера является и его способность печатать практически на любой
бумаге, не теряя при этом в качестве отпечатка.
Но,
безусловно, и это устройство не идеально. Среди минусов – высокая стоимость
(хотя вопрос спорный: лазерный принтер дороже струйного при покупке, но намного
дешевле в обслуживании) и не всегда качественное воспроизведение
цвета.
Как
недостаток выделяют и краевые искажения – изменение формы букв или рисунка по
краю листа (например, овальная точка). Однако эта проблема сегодня решается при
помощи линз специальной формы.
Светодиодная
печать (LED)
Ответвлением
лазерной технологии является светодиодная печать. Их отличие – в источнике
света. Вместо одиночного лазерного луча – целая линейка светодиодов. Каждой
точке в линии соответствует свой светодиод, поэтому источник света не движется,
в отличие от лазерной технологии.
В
этом – первое преимущество: меньше механики – выше уровень надежности. Второе
преимущество – высокая скорость (от 40 страниц в минуту). Помимо этого, качество
печати выше, чем у лазерного принтера, поскольку краевые искажения
отсутствуют.
Однако
есть у светодиодного принтера один существенный минус – высокая
стоимость.
Литерные
принтеры
Принтеры,
то есть печатающие устройства (от англ. toprint – печатать), служащие для вывода
информации с компьютера, стали появляться после создания первых ЭВМ (то есть во
второй половине прошлого века), когда стала очевидной потребность в сохранении
результатов вычислений в удобной для человека форме. Поначалу функции принтера
выполняли специально обученные машинистки, переносившие результаты на бумагу с
помощью пишущих машинок. Нетрудно представить, сколько ошибок допускали
«человеческие компоненты» системы вывода на печать и как медленно они работали.
Естественно, ни о каком сравнении такой технологии печати по качеству и
скорости с современной печатью не может быть и речи. Кроме того, неизбежные
ошибки, особенно на промежуточных стадиях вычислений, обходились слишком дорого.
Если же результаты вычислений представляли собой коммерческую или военную тайну,
была велика вероятность утечки.
Разумеется,
спустя довольно короткое время возникла идея сопрячь пишущую машинку с
компьютером. Неудивительно, что самые первые принтеры были похожи на
электрические пишущие машинки. В них, как и в пишущих машинках, изображение
формировалось ударным способом – в результате удара соответствующей литеры по
бумаге через красящую ленту. Поэтому данный тип принтеров так и назвали –
литерные.
В
конце концов машинисток решили сократить, и в 1953 году корпорация
Remington-Rand создала первое печатающее устройство для первого серийного
компьютера UNIVAC (UniversalAutomaticComputer), получившее название UNIPRINTER.
Не отличавшийся высокой надежностью, он издавал при работе сильный шум, но
обеспечивал вполне приличную скорость – до 80 тысяч знаков в
минуту.
Барабанные
принтеры
UNIPRINTER
принадлежал к семейству барабанных принтеров и работал так: позади листа бумаги
располагался ряд молоточков, управляемых электромагнитом. Перед листом
находилась красящая лента, а перед лентой вращался барабан шириной во всю
страницу (120 символов), несущий 120 колец, каждое из которых содержало все
буквы алфавита. Барабан непрерывно вращался, и, когда нужная буква в нужной
позиции строки оказывалась над бумагой, один из молоточков бил по ней. Так за
один оборот барабана удавалось напечатать всю строку, после чего бумага
подавалась вверх для печати следующей строки и т.д. В нашей стране барабанные
принтеры использовались до середины 80-х годов. Интересно, что слово «принтер» в
советской компьютерной терминологии отсутствовало, его заменял специальный
термин – АЦПУ, то есть алфавитно-цифровое печатающее устройство. Современное же
название компьютерных печатающих устройств вошло в обиход лишь в 90-е
годы.
Лепестковые
принтеры
Почти
одновременно с барабанными литерными принтерами в США появились их родственники,
еще больше напоминающие пишущие машинки, – лепестковые принтеры. Их главной
деталью была металлическая «ромашка», на концах лепестков которой размещались
рельефные буквы, цифры и прочие символы. «Ромашка» вращалась вокруг своей оси
параллельно бумаге, молоточек бил по нужному лепестку, тот, в свою очередь, бил
по бумаге через красящую ленту и оставлял на ней отпечаток. Если требовалось
сменить шрифт или перейти на другой язык, «ромашку» меняли. А при необходимости
печатать другим цветом – меняли красящую ленту. Ясно, что реализовать поддержку
современной многоязычной кодировки Unicode, для которой нужно 65 тысяч знаков, с
помощью таких «ромашек» было бы ой как непросто. Или представьте, например,
«ромашку» для китайского языка.
Такие принтеры отличались крайне высоким уровнем шума, создаваемого при
ударах молоточка по литере.
Термосублимационные
принтеры
В
термосублимационном принтере изображение формируется путем осаждения на бумаге
или ином носителе возгоняемых из твердого состояния (сублимируемых) пигментов.
Обратите внимание: в отличие от струйных принтеров с жидкими чернилами красители
термосублимационных не бывают жидкими.
Пигменты
могут находиться в специальных контейнерах либо на гибкой ленте, обычно
собранной из сегментов основных CMYK-цветов (голубого, пурпурного, желтого и
черного). Лента нагревается, пигменты испаряются и оседают на бумаге. Оттенок и
его насыщенность определяются количеством пигмента, испаряемого печатающей
головкой, в которую подается лента. Пигменты переходят в газообразное состояние,
минуя жидкую фазу, – такой процесс называется сублимацией, он и дал название
этому типу принтеров. Именно он лежит в основе фундаментального отличия данной
категории принтеров от струйников: термосублимационные аппараты наносят на
бумагу непрерывные цветовые переходы (так как смешиваются
пары красителей), а не мозаику цветных точек, как струйные печатающие
устройства.
За
счет поглощения волокнами бумаги паров пигментов термосублимационные принтеры
дают отпечатки с более плавными цветовыми переходами, нежели большинство
струйных принтеров. Другими словами, на термосублимационных отпечатках не видны
точки растра, которые можно увидеть на отпечатках струйников (особенно
бюджетных).
Как
правило, термосублимационные принтеры печатают в три или четыре прохода,
последовательно нанося слои голубого, пурпурного, желтого и черного пигментов.
Завершается печать нанесением прозрачного покрытия, предохраняющего пигмент от
выцветания, обусловленного воздействием ультрафиолетовых лучей.
Термосублимационная технология дает превосходные, долговечные, устойчивые к
выцветанию отпечатки, но цена принтеров и расходников ощутимо
кусается.