Компьютер, периферийные устройства, устройства информационного обмена - 14) Принтеры. Плоттеры (графопостроители)

E-mail Печать PDF
Рейтинг пользователей: / 25
ХудшийЛучший 
Индекс материала
Компьютер, периферийные устройства, устройства информационного обмена
1) Компьютер
2) Основные характеристики (разрядность, адресное пространство, быстродействие и другое) процессора компьютера.
3) Архитектура процессора
) Организация и основные характеристики оперативной памяти компьютера
5) Клавиатура и манипуляторы (мышь, тачпад, трекбол, трекпойнт, джойстик)
6) Мониторы
7) Видеоадаптеры
8) Накопители информации на гибких магнитных дисках
9) Накопители информации на жестких магнитных дисках
10) Накопители информации на компакт-дисках
11) Устройства для ввода и вывода звуковой информации (звуковые адаптеры)
13) Дигитайзеры. Световое перо
14) Принтеры. Плоттеры (графопостроители)
15) Сканеры
16) Накопители информации на магнитных лентах
17) Модемы
21) Современная телефония, сотовая связь
Все страницы
14) Принтеры. Плоттеры (графопостроители)

 

Назначение. Устройство. Физические принципы работы. Логические принципы организации информации. Интерфейс со средой. Интерфейс с компьютером. Типовые параметры (быстродействие, разрешающая способность)

Принтеры - устройства вывода текстовой и графической информации из персонального компьютера на бумажный носитель.

По способу формирования изображения принтеры делятся на:

- последовательные (формируется символ за символом);

- строчные (формируется вся строка);

- страничные (формируется весь лист).


По количеству цветов:

- черно-белые;

- цветные.


По способу печати:

- ударные;

- безударные.


По принципу вывода текстовой и графической информации принтеры делятся на:

- лепестковые;

- матричные;

- струйные;

- лазерные;

- термопринтеры.

Лепестковые принтеры

1) Электронно-пишущая машинка: исторически именно эти принтеры были первыми. Их устройство походило на устройство печатных машинок. То есть у принтеров были такие же литеры, закрепленные на рычагах, как и у простых печатных машинок. При механическом воздействии на рычаг литеры, они под действием пружин, ударяли по бумаге через копировальную бумагу или специальную красящую ленту и оставляли на бумаге отпечаток буквы. В отличие от печатных машинок в таких принтерах рычаги приводились в движение не при помощи кнопок, а при помощи электромагнитов, включением и выключением  которых управляли компьютеры.

2) <Ромашка>: вскоре было предложено использовать вместо отдельных рычагов с литерами один диск с выгравированными по периметру литерами символов букв и знаков. Этот диск при помощи шагового двигателя поворачивался на нужный угол (так, что бы печатаемая буква или символ находилась напротив электромагнита), затем этот электромагнит включался и ударял по выбранной литере. Литера ударяла по бумаге через специальную красящую ленту, и, таким образом, получался отпечаток требуемой буквы или символа на бумаге.

3) Барабанный: дальнейшей разновидностью таких принтеров были принтеры, у которых литеры располагались не на диске, а на сфере. Эта сфера имела форму булавы, на каждом выступе которой была выгравирована буква. Эта сфера приводилась в движение при помощи шагового двигателя, поворотом которого выбиралась требуемая литера в ряду, и рычагом, наклон которого выбирал нужный ряд букв. После выбора нужной буквы включался электромагнит, и литера ударяла по бумаге через красящую ленту, оставляя на ней отпечаток необходимой буквы или символа.

Но все эти принтеры имели ряд больших недостатков:

1)      Невозможность вывода графической информации

2)      Низкая скорость вывода информации (от 100 до 300 знаков в минуту)

3)      Сильный шум при работе

4)      Низкая механическая надежность


Матричные принтеры

Любое изображение, будь то текст или какая-либо картинка, можно воспроизвести на бумаге по точкам. На этом и основан принцип работы всех следующих типов принтеров.

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 (головка) с иголочками (от 8 до 24) перемещается на некоторое расстояние и процесс повторяется. Так как расстояние между такими точками невелико, то в результате на бумаге получается изображение нужного символа или картинки.

Данный тип принтеров обладает следующими достоинствами:

1)      Более высокая скорость печати (1200 знаков в минуту)

2)      Меньшие габариты и масса, чем у лепестковых принтеров

3)      Возможность вывода разнообразной графической информации

4)      Высокая надежность

Данные принтеры обладают и недостатками:

1)        Низкая разрешающая способность (300 точек на дюйм), и, как следствие этого, невозможность применять такие принтеры для печати высококачественных изображений

2)        Неприятный шум при работе

3)        Невозможность или сложность печати многоцветных документов

Струйные принтеры

В этих типах принтеров краска непосредственно переносится на бумагу.

1) Первый способ использует явление пьезоэлектричества для нанесения чернил на бумагу (пленку). Принцип работы таких принтеров похож на принцип работы электронно-лучевой трубки: краска наливается в специальный сосуд, имеющий в дне настолько маленькое отверстие (это отверстие называется форсунка), что в нормальных условиях краска из сосуда не вытекает. Однако при кратковременной подаче разности потенциалов между форсункой и бумагой, краска начинает вытекать небольшими каплями, которые затем ускоряются в электрическом поле, отклоняются на определенный угол системой отклоняющих пластин (заряжающие и отклоняющие чернила электроды) и попадают на бумагу, оставляя на ней след. Изображение на листе бумаги, так же как и у матричных принтеров, формируется из точек, но за счет того, что точка у каплеструйного принтера намного меньше, чем у матричного, изображение на листе бумаги получается лучшего качества.

Достоинства:


1)      Высокая скорость печати

2)      Достоинство таких принтеров заключается в том, что при использовании нескольких сосудов с разными красками можно получить цветное изображение.


Недостатки:

1)      Использование высоковольтного напряжения


2) <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. В таких принтерах есть головка, нижняя часть которой находится на небольшом расстоянии (около 1 мм и даже меньше) от листа бумаги. В нижней части головки на небольшом расстоянии друг от друга находятся несколько форсунок (иногда до нескольких сотен и даже тысяч), объединенных в прямоугольную матрицу. Внутри корпуса, чуть выше этих форсунок находятся микроскопические резисторы (каждый над определенной форсункой). Сосуд с краской, нагревательные резисторы и форсунки зачастую объединяются в один блок, который носит название картридж. Краска стекает на резисторы и задерживается под ними, т. к. не может просочиться через маленькие форсунки. При подаче напряжения на определенный резистор он нагревается, чернила закипают, и пары создают пузырек, который выталкивает из форсунки каплю чернил. Когда импульс кончается, терморезистор столь же быстро остывает, а пузырек исчезает. Т. к. расстояние между форсункой и бумагой невелико, то капля краски попадает в строго определенное место на листе бумаги. Затем печатающая головка перемещается на некоторое расстояние и процесс повторяется.


Достоинства:

1)      Высокая скорость печати

2)      Возможность цветной печати при использовании нескольких сосудов с разной краской

3)      Высокая разрешающая способность принтеров (до 2400 точек на дюйм), что позволяет получать распечатки фотографического качества


Недостатки:

1)      Высокую стоимость расходных материалов, по сравнению с матричными принтерами

2)      Низкую ремонтопригодность (ведь если засорилась форсунка или сгорел нагревательный резистор, то проще будет купить новый картридж, чем починить сломанный)

3)      Выплескивание ненужных капель


Лазерные принтеры

В лазерном принтере печатаемое изображение формируется поточечно (и построчно) на вращающемся барабане, покрытым слоем полупроводникового материала. Под воздействием лазерного луча в данной точке изменяется знак заряда. Затем тонер поступает к барабану и его частицы примагничиваются к противоположно заряженным участкам. Бумага, проходя через принтер, электризуется при помощи лазера или блока светодиодов. Затем на наэлектризованную бумагу наносится порошкообразная краска (ее называют тонером) с барабана, которая прилипает к наэлектризованным участкам бумаги, и затем прилипшая краска впекается в бумагу при помощи специальной, очень мощной лампы.

Если последовательно применить несколько таких операций электризации и впекания, но разными красками, то в итоге получится цветное изображение.

Достоинства:

1)        Высокая скорость вывода как графической, так и текстовой информации (десятки и сотни страниц формата A4 в минуту)

2)        Высокая разрешающая способность (от 1200 и более точек на дюйм) и может использоваться для цветной печати.

Недостатки:

1)      Дороговизна расходных материалов

2)      Образование озона при длительной работе принтера

Термопринтеры

1) Термопринтеры, основанные на термопередаче

Используется специальная бумага, которая под воздействием температуры меняет цвет.

Недостатки:

1)        Необходима специальная бумага

2)        Нет цветной печати

2) Термографические принтеры

Цвет создается за счет воска. Лента (CMYK) накладывается на бумагу и нагревается. Воск расправляется и переносится на бумагу в нужных точках. Если от воска остаются неровности, то бумагу специально прокатывают.


Достоинства:

1)      Хорошее качество


Недостатки:

1)      Дорогая печать

2)      Необходима специальная бумага


3) Термосублимация

Красящее вещество, которое при нагревании переходит из твердого в газообразное состояние (отсюда название), минуя жидкое, оседает на бумаге.

Достоинства:

Очень высокое качество печати, т. к. цвета в газе действительно смешиваются.

Характеристика принтеров

cpi - символы на дюйм

dpi - точки на дюйм

cps - символы в секунду

Характеристика

Матричные

Струйные

Лазерные

Термографы

Разрешающая способность

10-20 cpi

100-300 dpi

360-1440 dpi

300-600 dpi

300-600 dpi

Скорость печати

200-400 cps

2-8 стр/мин

4-25 стр/мин

до 1 стр/мин

Плоттеры (графопостроители) - устройства, выполняющие вывод графической информации на бумажный и некоторые другие носители (чаще большого формата - A0, A1).

Виды плоттеров:

- перьевые;

- электростатические;

- плоттеры прямого вывода изображения;

- плоттеры на основе термопередачи;

- струйные плоттеры;

- лазерные плоттеры.

Все, кроме перьевых, - растровые.

Перьевые плоттеры

Перьевые плоттеры - это электромеханические устройства векторного типа, которое создает изображение при помощи пишущих элементов, обобщенно называемых перьями, хотя имеется в виду несколько видов таких элементов, отличающихся друг от друга используемым видом жидкого красителя. Перо крепится в держателе пишущего узла.

Существует два типа перьевых плоттеров:

- планшетные (бумага неподвижна, перо перемещается по всей плоскости изображения);

- барабанные (перо перемещается вдоль одной оси координат, бумага - вдоль другой).


Достоинства:

1)      Высокое качество

2)      Хорошая цветопередача


Недостатки:

1)      Низкая скорость вывода информации

2)      Проблема подбора чернил

3)      Шум


Карандашно-перьевые плоттеры - разновидность перьевых плоттеров, отличаются возможностью установки специализированного пишущего узла с механизмом для использования обычных карандашных грифелей.


Достоинства:

1)      <Краситель> карандашных грифелей не высыхает, и карандаш пишет на любой скорости

2)      Карандаш позволяет рисовать на любых бумажных носителях

3)      Грифели просто купить

Электростатические плоттеры

Электростатическая технология основывается на создании скрытого электрического изображения на поверхности носителя - специальной электростатической бумаги, рабочая поверхность которой покрыта тонким слоем диэлектрика. Потенциальный рельеф формируется при осаждении на поверхность диэлектрика свободных зарядов. Когда бумага проходит через проявляющий узел с жидким намагниченным тонером, частицы  тонера оседают на заряженных участках бумаги. Полная цветовая гамма получается за четыре цикла создания скрытого изображения и прохода носителя через четыре проявляющих узла с соответствующими тонерами.


Достоинства:

1)      Высокое качество печати

2)      Надежность

3)      Устойчивость к УФ-лучам


Недостатки:

1)      Необходимость поддержания стабильной температуры и влажности в помещении

2)      Высокая стоимость


Плоттеры прямого вывода изображения

Изображение в плоттерах прямого вывода создается на специальной термобумаге, которая обычно подается с рулона, движется вдоль <гребенки> миниатюрных нагревателей и меняет цвет в местах нагрева.


Достоинства:

1)      Высококачественное изображение

2)      Высокая надежность

3)      Высокая производительность


Недостатки:

1)      Монохромное изображение

2)      Чувствительность к изменениям температуры окружающей среды

3)      Низкая контрастность изображения


Плоттеры на основе термопередачи

Отличие этих плоттеров от плоттеров прямого вывода состоит в том, что в них между термонагревателями и бумагой размещается <донорной цветоноситель> - тонкая лента,  обращенная к бумаге красящим слоем, выполненным на восковой основе с низкой (менее 100° С) температурой плавления. В процессе вывода информации бумажный лист с наложенной на него донорной лентой проходит под печатающей головкой, которая  состоит из тысяч мельчайших нагревательных элементов. Воск в местах нагрева расплавляется, и пигмент остается на листе. За один проход наносится один цвет. Все изображение получается за четыре прохода.


Достоинства:

1)      Высокое качество

2)      Широкая цветовая палитра


Недостатки:

1)      Низкая производительность

2)      Дороговизна каждого отпечатка


Струйные плоттеры

Основой работы струйных плоттеров является пузырьковая технология.

Достоинства:

1)      Простота реализации

2)      Высокое разрешение

3)      Низкая потребляемая мощность

4)      Высокую скорость печати

5)      Приемлемая цена


Лазерные (светодиодные) плоттеры

Промежуточный носитель изображения (вращающийся селеновый барабан) в темноте может быть заряжен до потенциала в сотни вольт. Луч света снимает этот заряд, создавая скрытое электростатическое изображение, которое притягивает намагниченный тонер,  переносимый затем механическим путем на бумагу. После этого бумага с нанесенным тонером проходит через нагреватель, в результате чего частицы тонера запекаются, создавая изображение.


Достоинства:

1)      Высокая производительность

2)      Использование обычной бумаги


Недостатки:

1)      Дороговизна

2)      Монохромное изображение


LED-плоттеры - разновидность лазерных плоттеров, использующих вместо сложной системы с оптикой, точечные полупроводниковые светодиоды.

Основные параметры плоттеров

1) Носитель (формат листа, длина носителя)

2) Разрешение печати (для растровых плоттеров)

3) Скорость печати (для растровых плоттеров)

4) Память, стандартный буфер (от 1 Мб до 64 Мб)

5) Цветовая палитра (максимально возможное количество цветов)

6) Давление на пишущий элемент (для перьевых плоттеров)

7) Механическая точность (для перьевых плоттеров)

Интерфейсы

RS - 232C - последовательный интерфейс

Centronics - параллельный интерфейс (более высокая производительность)


 

Добавьтe Ваш комментарий

Ваше имя (псевдоним):
Ваш адрес почты:
Заголовок:
Комментарий: