9

Принтеры.

Принтер (печатающее устройство) предназначен для вывода информации на бумагу. Область применения принтеров весьма широка – от вывода обычной текстовой информации до построения сложных графических изображений (фотографии, графики, диаграммы – иногда в цвете).

Классификация принтеров

Рассмотрим классификацию принтеров по технологии нанесения изображения на носитель.

1. Ударная печать – нанесение изображения на бумагу или иной носитель с помощью удара литерой через красящую ленту. Преимущества такой технологии: возможность печати на самых разнообразных материалах (даже картоне), низкая стоимость. Недостатки: высокий уровень шума, относительно низкая скорость печати. В этой группе принтеров выделяют две основные разновидности, которые различаются конструкцией печатающей головки: принтеры со шрифтоносителями и матричные принтеры.

Принтеры со шрифтоносителями в печатающей головке содержат набор литер, которые, ударяя по красящей ленте, наносят изображение на носитель. Преимущество: высокое качество печати (при использовании специальной красящей ленты может приближаться к типографскому). Недостаток: невозможность быстрой смены шрифта и распечатки графических данных. Сейчас такие принтеры не используются.

Матричные принтеры изображение на бумагу или иной носитель наносят путем удара через красящую ленту специальными иголками, расположенными в виде ряда или прямоугольника (матрицы). Достоинства: так как выводимые символы образуются одновременными ударами по ленте некоторой комбинации иголок, то можно получать при печати шрифты различного начертания и сложные изображения. Недостаток: при данной технологии сложно организовать цветную печать.

2. Термоэлектрическая печать – получение изображения на специальной бумаге, темнеющей под действием тепла. В печатающей головке термопринтера устанавливается один или несколько нагревательных элементов, которые нагревают нужные участки бумаги и вызывают их потемнение. Недостатки: печать производится на специальной бумаге, такие принтеры имеют низкое по сравнению с другими принтерами разрешение. Такие принтеры применяются для печати товарных этикеток со штрих-кодами. Подобная технология применяется и в факсимильных аппаратах.

3. Струйная печать – формирование изображений из капель краски, каким-либо образом наносимых на бумагу или иной носитель. Достоинства: дают относительно высокую скорость печати при высоком качестве, легко создается система цветной печати: достаточно использовать краску разных цветов, некоторые модели струйных принтеров могут работать в режиме фотопечати, струйные принтеры работают очень тихо, могут работать не только на бумаге, но и на специальных пленках ( для проекторов или для последующего перевода изображения на ткань). Недостатки: высокая стоимость расходных материалов, применяется бумага довольно узкого диапазона по плотности и толщине (плотная бумага может вызвать поломку механизмов).

4. Лазерная печать – формирование на специальном светочувствительном барабане скрытого изображения при помощи электрического заряда, перенос этого изображения на бумагу и проявление при помощи краски. Достоинства: могут распечатывать как текстовую, так и графическую информацию, высокая скорость и качество печати. По способам формирования скрытого изображения различают: собственно лазерные принтеры и принтеры на светодиодах.

Лазерные принтеры – изображение наносится на барабан при помощи одного лазерного луча, построчно сканирующего поверхность барабана и изменяющего свою яркость для формирования «темных» и «светлых» участков скрытого изображения. Для точного вывода изображения на нужный участок перед каждым проходом барабана выполняется синхронизация движения луча и вывода данных.

Принтеры на светодиодах – изображение высвечивается на барабане не одним лучом, а лучами от линейки светодиодов, расположенных вдоль оси барабана. Достоинства: обеспечивают более высокую скорость печати, чем принтеры с одним лучом. Недостаток: разрешающая способность жестко ограничена числом и плотностью расположения светодиодов в линейке.

Принтеры с лазерной печатью являются самыми дорогими среди аналогичных по формату принтеров других типов. Однако по стоимости расходных материалов они наиболее выгодны в эксплуатации.

5. Твердокрасочная печать – печать не чернилами, а специальными восковыми красителями, расплавляемыми для нанесения на носитель. Недостаток: отпечатанные изображения чувствительны к температуре. Достоинства: восковая основа делает отпечатанное изображение глянцевым и водостойким. Твердокрасочные принтеры имеют высокую стоимость, но расходные материалы – твердые кубики краски – стоят недорого. Используются при больших объемах работ.

6. Сублимационная (термодифузионная) печать – в этом случае краситель, нанесенный на специальную ленту, нагревается в нужных точках и, испаряясь, переносится на специальную бумагу, способную поглотить этот пар. Недостаток: низкая скорость печати. Достоинство: очень высокое качество светопередачи, поэтому используется для печати фотографий и других ответственных работ.

Принтеры классифицируются по формату бумаги:

1. принтеры широкого применения – работают с форматами А4;

2. принтеры работающие с форматами А3 – стоят дороже;

3. принтеры специального назначения (плоттеры для распечатки плакатов и конструкторской документации) могут печатать на форматах А2, А1 или А0;

4. в некоторых принтерах заложена функция печати на конвертах и этикетках.

Конструкция матричного принтера

Поскольку все компоненты, за исключением печатающих механизмов, являются общими для матричных, струйных и лазерных принтеров, рассмотрим конструкцию матричного принтера. Основные узлы матричного принтера: печатающая головка, бумагопротяжный барабан, картридж с красящей лентой, плата контроллера, панель управления принтером, устройство подачи бумаги.

Печатающая головка – самая дорогая часть принтера. Она располагается на подвижной каретке, которая с помощью специального привода перемещается вдоль строки. Конструкция головки определяет скорость печати, разрешающую способность и др. характеристики принтеров. Для отображения на бумаге нужной точки из печатающей головки выдвигается соответствующая иголка и ударяет по красящей ленте. Головка при печати движется вдоль строки, т.е. изображение не задано конструкцией принтера, а формируется прямо во время печати. Для качественной печати разработаны принтеры с 24 и 48 иголками – качество печати близко к качеству печати струйных принтеров. Принтеры с 9 иголками более менее качественно печатают текст и простые изображения. Для управления иголками используют электромагнитные приводы, размещенные в корпусе головки. Электромагниты могут втягивать в себя сердечник с закрепленном на нем иголкой или выбрасывать его для нанесения удара по красящей ленте. На защитном корпусе, закрывающем электромагниты и иголки от внешних воздействий, устанавливается радиатор помогающий отводить тепло от управляющих электромагнитов. Печатающая головка устанавливается на специальной подвижной каретке, которая движется вдоль бумагопротяжного барабана и за один проход выводит одну строку текста.

Бумагопротяжный барабан протягивает бумагу через принтер и удерживает ее во время печати. Он должен обеспечивать хорошее сцепление с бумагой, поэтому его покрывают резиной или пластиком и устанавливают еще один или несколько валиков, которые поддерживают, направляют и прижимают бумагу к бумагопротяжному барабану. Бумагопротяжный барабан имеет достаточную жесткость, чтобы бумага не отклонялась от иголок при ударе, поэтому его изготавливают из стали или другого металла. Бумагопротяжный барабан приводится в движение отдельным шаговым двигателем.

Картридж с красящей лентой представляет собой пластиковую коробку, внутри которой находится красящая лента. Внутри картриджа лента многократно и компактно складывается, а во время работы принтера она постоянно подается свежими участками к печатающей головке. Лентопротяжный механизм картриджа представляет собой два ролика, между которыми протягивается лента.

Плата контроллера содержит управляющее устройство принтера, буферную память и интерфейсные цепи для связи с компьютером, т.е. она помогает принтеру выполнять все его функции. Управляющее устройство принтера представляет собой микропроцессор, расшифровывающий команды компьютера. Принтер работает в известной степени независимо от процессора и других устройств. Программа формирует и направляет принтеру поток байтов (символов), представляющих собой смесь команд управления принтером и печатных символов. Содержимое этого потока принтер интерпретирует в соответствии с кодовой таблицей. Кодовая таблица – это внутреннее представление символов в машине (так латинская буква «А» представлена числом 65 и т.д.).

1. Если код символа меньше 32 (но не равен 27), этот символ считается командой, которая либо выполняется (если это предусмотрено конструкцией принтера – например, команда 13), либо просто игнорируется.

2. Если код поступившего символа равен 27 (Esc), принтер ожидает, что следом за ним поступит так называемая Esc-последовательность, т. е. Цепочка из одного, двух или более символов, описывающая одну из команд, которые не представлены управляющими символами. Принтеры имеют десятки и даже сотни команд, и Esc-последовательности могут быть длинными и сложными (они могут содержать даже двоичные числа).

3. Если код символа не меньше 32, он просто направляется на печать.

Контроллер принтера выполняет еще и функции контроля состояния различных датчиков принтера и определяет готов ли он к работе.

Буферная память принтера служит для временного размещения данных во время их вывода на печать. Она предотвращает сбои печати при задержке в передаче данных на принтер, а также позволяет освободить ресурсы компьютера. Еще одна функция буферной памяти – хранение шрифтов. Некоторые шрифты могут храниться в ПЗУ принтера, другие могут быть загружены в буферную память. Буферная память позволяет также печатать несколько копий одного документа без повторной загрузки в принтер. Для печати сложных графических изображений необходим значительный объем буферной памяти.

Интерфейсные цепи принтера обеспечивают электрическую совместимость принтера с компьютером или линией передачи данных.

Панель управления содержит органы ручного управления принтером, а также индикаторы состояния принтера.

Устройство подачи бумаги служит для удержания бумаги до ее затягивания барабаном принтера и расположения ее правильным образом. Для работы с отдельными листами бумаги используются направляющие и специальный лоток для листов. Если печать производится на рулонной бумаге, принтер оснащается держателем рулона.

Существуют три градации качества печати.

1. Черновая печать (Draft). Обеспечивает минимальные затраты расходных материалов и максимальную скорость печати при низком качестве за счет снижения числа ударов иголок на бумаге.

2. Нормальная печать (Normal). Обеспечивается хорошее качество распечатанного текста, поскольку для воспроизведения одной точки изображения производится стандартное число ударов иголок.

3. Качественная печать (Letter Quality). Каждая точка пропечатывается несколько раз, что увеличивает ее цветовую насыщенность. Снижается скорость печати и возрастает расход красящей ленты.

Принтер работает и в текстовом и в графическом режиме. При работе в текстовом режиме принтер может пользоваться либо встроенными («зашитыми») шрифтами, либо загружаемыми шрифтами. Ранее во встроенных шрифтах часто отсутствовали символы кириллицы; теперь поставляемые принтеры, как правило, русифицированы. Если в текстовом режиме каждый символ печатается целиком, с помощью специальной «литеры» символа, то в графическом режиме каждый символ рисуется по точкам специальными программами.

В графическом режиме принтер работает гораздо медленнее, однако возможности формирования самых разнообразных изображений и шрифтов резко расширяются.