Размещено на http://www.allbest.ru/

Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования

"СИБИРСКИЙ ФЕДЕРАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ"

Политехнический институт

Конструкторско-технологическое обеспечение машиностроительных производств

РЕФЕРАТ

по дисциплине: "Информатика и вычислительная техника"

на тему: "История создания принтера и его модификаций"

Выполнил: студент МТ 12-09 071203796

А.Д. Муравьев

Преподаватель: М.П. Головин

Красноярск - 2012

Содержание

• Введение
• 1. Лепестковые принтеры
• 2. Матричные принтеры
• 3. Струйные принтеры
• 3.1 Пьезоэлектрический метод
• 3.2 BubbleJet
• 3.3 Drop-on-demand
• 4. Лазерные принтеры
• 5. Эволюция интерфейса принтеров
• 6. Принтеры 3D
• Заключение
• Используемый список литературы


Введение

Первый принтер был создан вместе с первым компьютером. Разработки начались в 1822 году. Его изобретателем стал небезызвестный Чарльз Бэббидж. Изобретенное им устройство получило название Difference Engine.

Оно предназначалось для использования в навигации, проектировании, банковском деле. Это был настоящий механический компьютер, способный автоматически печатать! К сожалению, в то время работающая модель так и не была построена, она увидела свет 150 лет спустя.

В настоящее время существует огромное множество всевозможных типов и модификаций принтеров.

1. Лепестковые принтеры

С появлением первого электронного компьютера в 50-х годах прошлого века возникла необходимость сохранять полученные результаты вычислений. Для этого специально обученные люди сидели за печатными машинками и печатали получаемую информацию. Конечно, через некоторое время людям пришла идея подключить печатные машинки к компьютеру. И в 1953 году корпорация Remington-Rand создала первое печатающее устройство для компьютера UNIVAC (Universal Automatic Computer), получившее название UNIPRINTER. Он печатал 600 строк в минуту (по 130 знаков на строку). Этот монстр сильно напоминал печатную машинку и имел схожий с ней принцип работы. При нажатии на какую-либо клавишу, металлическая "косточка" с буквой бьет по бумаге через красящую ленту, таким образом оставляя на ней свой отпечаток.

Принцип работы первых принтеров был точно такой же, только на кнопочки нажимать было не надо. Основным элементом принтера был диск в виде ромашки, на конце "лепестков" которого, были нанесены символы. Диск вращался вокруг своей оси параллельно бумаге. Ударный механизм бил по лепестку, который, в свою очередь, бил по бумаге и оставлял на ней через красящую ленту отпечаток. Заменив диск с символами, можно было получить другой шрифт, а вставив ленту другого, не черного, цвета, получить "цветной" отпечаток. Из-за такой конструкции подобные устройства получили название "лепестковые принтеры". Reynold Johnson тем временем занялся созданием печатной матрицы для принтера от IBM. И в 1954, а затем и в 1955, голубой гигант поочередно представляет две модели принтеров, печатающих 1000 строк в минуту (по 100 знаков на строке). Но обе модели оказались ненадежными и не получили распространения. Чуть позже, в октябре 1959 года, миру был представлен принтер IBM 1403.

Рисунок 1 - Принцип работы принтера: 1 - бумага, 2 - электромагнит, 3 - молоточек, 4 - лепестковая головка ("ромашка"), 5 - красящая лента

Это устройство было частью комплекса Data Processing System. IBM 1403 был самым быстродействующим на то время принтером, как заявляла сама IBM, их изобретение печатало в четыре раза быстрее конкурентов и имело непревзойденное качество печати. Механизм печати несколько отличался от остальных моделей принтеров, хотя тут точно так же имелся набор символов, наносимых на бумагу через ленту. В IBM 1403 все символы располагались в один ряд, и каждый имел свой ударный механизм. Принтер мог печатать до 1400 строк в минуту по 132 знака на строку (это примерно 23 страницы в минуту). Как рассказывают инженеры, работавшие с этой техникой, когда начинали распечатывать результаты очередных вычислений, весь пол за несколько минут покрывался плотным слоем бумаги, буквально вылетавшей из принтера на огромной скорости. Забавной особенностью изобретения было то, что при печати разных символов принтер издавал звуки разной тональности. Инженеры развлекались тем, что, подбирая и распечатывая определенные сочетания букв, заставляли принтер играть "музыку", если это можно так назвать. Инженерам удалось добиться относительной надежности и скорости своих устройств, но у них остались главные недостатки: лепестковые принтеры не могли печатать графику, издавали сильный шум при работе, и надежность по-прежнему оставляла желать лучшего. [1]

2. Матричные принтеры

Матричные принтеры (Dot Matrix Printer) являются логическим продолжением лепестковых устройств. В них используется схожий принцип печати. Однако символы формируются из набора точек. Любой символ и любое изображение можно сформировать из точек, -главный принцип матричных принтеров. Матричные принтеры имеют печатную головку, в которой размещен набор иголочек. Иголочки, как и буквы в лепестковых принтерах, ударяют по бумаге через красящую ленту, таким образом из точек формируется изображение. Автором первого матричного принтера стала корпорация Seiko Epson, разработавшая в 1964 году принтерный механизм, печатающий точное время. Однако крупнейшим производителем подобных принтеров в 70-х годах стала корпорация Centronics Data Computer.

Рисунок 2 - Блок-схема печатающей головки

В 1970 году они разработали матричный принтер, получивший название Model 101. Для печати в нем использовался набор из 7 иголок (каждый символ имел размер 5x7 точек, поэтому принтеры и стали называться матричные), и он умел печатать со скоростью 165 символов в минуту. Стоимость такой игрушки составляла $2995. Затем в 1977 году была создана модель Micro-1 (240 символов в минуту и ценой $595). А год спустя Epson представила принтер ТХ-80, который имел огромный успех. Тем временем технологии не стояли на месте, стали появляться принтеры с 9, 12, 14, 18 и 24 иголочками. Все эти модификации делались для повышения качества печати. Так появились понятия: LQ (Letter Quality - высокое качество) и NLQ (Near Letter Quality - среднее качество).

А в конце 70-х появились первые цветные-матричные принтеры. В них использовалось 4 цветных печатающих ленты, для воспроизведения разных цветов. Но такие принтеры не получили распространения. Первым по-настоящему домашним матричным принтером стал принтер ImageWriter от фирмы C.ltoh Electronics, разработанный еще в 1976 году, но поступивший в продажу вместе с компьютерами Apple в 1983 по цене $675. До наших времен технология дошла почти не изменившись. Достоинством таких принтеров является стоимость печати, эта технология до сих пор позволяет нам производить массовую и дешёвую печать на многослойных бланках. Недостатки в таком принтере, такие как высокий уровень шума, низкая скорость и качество печати в графическом режиме, заставили задуматься о создании новых технологий печати. [1]

3. Струйные принтеры

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:

3.1 Пьезоэлектрический метод

Piezoelectric Ink Jet - над соплом расположен пьезокристалл с диафрагмой. Когда на пьезоэлемент подаётся электрический ток он изгибается и тянет за собой диафрагму - формируется капля, которая впоследствии выталкивается на бумагу. Широкое распространение получила в струйных принтерах компании Epson. Технология позволяет изменять размер капли. принтер матричное струйный лазерная

Рисунок 3 - Принцип печати пьезоэлектрического метода печати

3.2 BubbleJet

Термический метод, также называемый BubbleJet. Принцип был разработан в конце 1970-х годов. В сопле расположен микроскопический нагревательный элемент, который при прохождении электрического тока мгновенно нагревается до температуры около 500°C, при нагревании в чернилах образуются газовые пузырьки, которые выталкивают капли жидкости из сопла на носитель.

Рисунок 4 - Принцип печати Drop-on-demand и BubbleJet

3.3 Drop-on-demand

Drop-on-demand - подача красителя из сопла печатающей головки происходит только тогда, когда краситель действительно надо нанести на соответствующую соплу область запечатываемой поверхности. Именно этот способ подачи красителя и получил самое широкое распространение в современных струйных принтерах.

Только в начале 70-х годов появились первые реально работающие системы струйной печати, а в начале 90-х годов, Hewlett-Packard получила патент на цветную струйную печать. Они придумали смешивать три цвета: голубой, пурпурный и желтый, таким образом получая любой оттенок. Но рядом с персональными компьютерами первыми появились струйные принтеры серии Stylus Color, от Epson. [2]

4. Лазерные принтеры

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 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).

Рисунок 5 - Принцип работы лазерного принтера

Так началась разработка первого лазерного принтера в начале 1969 года. А увидел свет он в ноябре 1971 года. Называлось изобретение 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 настоящее время лазерные принтеры стали доступны широкому потребительскому спектру, и используются, как правило, для распечатки: например, в копировальных аппаратах и факсах.

5. Эволюция интерфейса принтеров

С разработкой принтера, было необходимо разработать и интерфейс. Изначально параллельный порт проектировался исключительно для работы с принтером. Поскольку первые принтеры не умели печатать графику, а печатали только текст (и печатали они его построчно), то и порт получил название Line PrinTer. LPT-порт является параллельным портом, имеющим 8-битную шину данных, 5-битную шину сигналов состояния и 4-битную шину управляющих сигналов. Его разработчик - фирма Centronics Data Computer.

С момента своего появления до наших дней порт претерпел всего два изменения. Первый, оригинальный, протокол LPT-порта был SPP (Standart Paralell Port). Это был однонаправленный протокол, позволяющий выводить информацию на принтер. По шине данных принтеру передавалась информация для печати, по шине сигналов принтер сообщал о своем состоянии (готов к работе, нет бумаги и т.д.). При этом скорость передачи информации к принтеру составляла всего 40-50 кБ/с. И когда придумали первые бытовые сканеры, их стали подключать к LPT. Особенность была в том, что отсканированное изображение передавалось в компьютер по шине сигналов, со скоростью всего 20 кБ/с. Затем появилась улучшенная версия этого протокола - EPP (Enhanced Parallel Port). Она была разработана компаниями Intel, Xircom и Zenith Data Systems. Порт стал двунаправленным, а это значит, принтер тоже получил возможность передавать больше информации компьютеру. Кроме того, возросла скорость обмена до 2 МБ/с. Это дало возможность подключать через порт внешние приводы CD-ROM, жесткие диски и другие устройства. Но и этого производителям принтеров показалось мало. Тогда компаниями Hewlett-Packard и Microsoft был предложен протокол ЕСР (Extended Capability Port). Основным отличием от предшественника было наличие аппаратного сжатия данных, наличие буфера и возможность работы в режиме DMA (прямой доступ к памяти), все это позволило существенно повысить производительность порта. С появлением интерфейса USB принтеры начали переходить на него. USB гораздо быстрее LPT, проще в подключении и настройке. В данный момент все принтеры подключаются к компьютеру через USB.

6. Принтеры 3D

3D-принтер - это специальное устройство для вывода трёхмерных данных. В отличие от обычного принтера, который выводит двумерную информацию на лист бумаги, 3D-принтер позволяет выводить трехмерную информацию, т.е. создавать определенные физические объекты. В основе технологии 3D-печати лежит принцип послойного создания (выращивания) твердой модели. Исходная 3D-модель объекта делится специальным ПО на множество поперечных слоёв, и затем аппарат "выпекает", с помощью ультрафиолетового лазера, каждый такой слой на подвижной платформе, погружаемой в ванну с фотополимеризующейся композицией. После формирования каждого слоя платформа погружается на высоту одного слоя, лазер принимается за запекание следующего слоя. [4]

Рисунок 6 - Принцип работы 3D принтера

Как правило, 3D-принтеры применяются для быстрого изготовления прототипов и используются в самых разных областях. Работа с реальными физическими моделями дает множество преимуществ тем, кто применяет технологию 3D-печати. В первую очередь, это возможность оценить эргономику будущего изделия, его функциональность и собираемость, а также исключить возможность скрытых ошибок перед запуском изделия в серию. Таким образом, можно сэкономить значительное количество финансовых средств и времени благодаря сокращению цикла производства. 3D-принтеры уже нашли себе широкое применение во множестве отраслей: таких как архитектура, медицина, образование, полиграфия, геодезия и машиностроение.

Заключение

История принтеров насчитывает большое число компаний и людей, трудящихся над улучшениями параметров печати. Технологии принтеров уже позволяют нам выполнять разнообразные задачи: от распечатки текстов и изображений, до создания вещей в объёмной материи. Учёные работают над созданием принтера, способного создавать живую материю, например, человеческие органы.

Учёные и инженеры уже имеют большие достижения в работе имеющихся принтеров, но прогресс не стоит на месте, и кто знает, что же ещё будет разработано в этой отрасли.

Используемый список литературы

1. Evolutsia URL: [Электронный ресурс].

2. http://evolutsia.com/content/view/217/21/ (5.11.11).

3. Tehnologija URL: [Электронный ресурс].

4. http://vektorus.ru/auxpage_3d-printery-i-tehnologija-trehmernoj-pechati (19.05.10).

5. Narod URL: [Электронный ресурс].

6. http://timoi.narod.ru/ (25.02.12).

7. Железо URL: [Электронный ресурс].

8. http://www.xard.ru/post/11829 (8.02.11).

9. Bytemag URL: [Электронный ресурс].

10. http://www.pcwork.ru/printsip_rabotyi_struynogo_printera.htm (5.01.12).

Размещено на Allbest.ru