Современное состояние и классификация в области создания сканеров и принтеров

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Современное состояние и классификация в области создания сканеров и принтеров

Беляев Н.Э.

Санкт-Петербургский национальный

исследовательский университет

информационных технологий, механики и оптики



Оглавление

Введение

1. Сканеры

1.1 Классификация сканеров

1.2 Ручные сканеры

1.3 Настольные сканеры

1.4 Черно-белые сканеры

1.5 Цветные сканеры

2. Принтеры

2.1 Классификация принтеров

2.2 Матричный (игольчатый) принтер

2.3 Струйный принтер

2.4 Лазерный принтер

2.5 Термический принтер

2.6 Современные модели принтеров

Заключение

Список используемой литературы



Введение

Российский рынок принтеров и сканеров отличается от рынка компьютеров. Здесь нет конкуренции между российскими сборщиками и зарубежными производителями. Несмотря на кажущееся разнообразие, львиная доля всех эксплуатируемых принтеров и сканеров приходится на продукцию всего двух компаний: Hewlett-Packard и Seiko Epson.

Выбор темы курсовой работы обусловлен возрастающими темпами информатизации общества и заинтересованностью покупателей в технических характеристиках принтеров и сканеров, достоинствами и недостатками некоторых из моделей.

В настоящее время покупателей принтеров, как правило, волнует уже не только вопрос, какую именно модель приобрести, но и не менее важные проблемы, связанные, например, с постоянным наличием расходных материалов у фирмы-продавца, возможностью использования кириллических шрифтов, дальнейшим сервисным обслуживанием печатающих устройств и т.д. В данной курсовой работе представлены краткие технические характеристики некоторых моделей.

Данная курсовая работа посвящена: анализу сканеров, описаны виды сканеров (ручные, настольные, черно-белые, цветные), принцип их работы, а также сильные и слабые стороны, которые характерны конкретному виду сканера. Анализу принтеров, описаны виды принтеров (матричные, струйные, лазерные и термические), принцип их работы, а также слабые и сильные стороны, которые характерны конкретному виду принтера.



1. Сканеры

1.1 Классификация сканеров

Сканером называется устройство, позволяющее вводить в компьютер образы изображений, представленных в виде текста, рисунков, слайдов, фотографий или другой графической информации. Кстати, несмотря на обилие различных моделей сканеров, в первом приближении их классификацию можно провести всего по нескольким признакам (или критериям). Во-первых, по степени прозрачности вводимого оригинала изображения, во-вторых, по кинематическому механизму сканера (конструкции; механизма движения), в-третьих, по типу вводимого изображения, в-четвертых, по особенностям программного и аппаратного обеспечения сканера.

Оригиналы изображений

Вообще говоря, изображения (или оригиналы) можно условно разделить на две большие группы. К первой из них относятся называемые непрозрачные оригиналы: всевозможные фотографии, рисунки, страницы журналов и буклетов. Если вспомнить курс школьной физики, то известно, что изображения с подобных оригиналов мы видим в отраженном свете. Другое дело прозрачные оригиналы - цветные и черно-белые слайды и негативы; в этом случае глаз (как оптическая система) обрабатывает свет, прошедший через оригинал. Таким образом, прежде всего, следует обратить внимание на то, с какими типами оригиналов сканер может работать. В частности, для работы со слайдами существуют специальные приставки.

Механизм движения

Определяющим фактором для данного параметра является способ перемещения считывающей головки сканера и бумаги относительно друг друга. В настоящее время все известные сканеры о этому критерию можно разбить на два основных типа: ручной (handheld) и настольный (desktop). Тем не менее, существуют также комбинированные устройства, которые сочетают в себе возможности настольных и ручных сканеров. В качестве примера можно привести модель Niscan Page американской фирмы Nisca.

Типы вводимого изображения

По данному критерию все существующие сканеры можно подразделить на черно-белые и цветные. Черно-белые сканеры в свою очередь могут подразделяться на штриховые и полутоновые («серые»). Однако, как мы увидим в дальнейшем, полутона изображения могут также эмулироваться. Итак, первые модели черно-белых сканеров могли работать только в двухуровневом (bilevel) режиме, воспринимая или черный, или белый цвет. Таким образом, сканироваться могли либо штриховые рисунки (например, чертежи), либо двух тоновые изображения. Хотя эти сканеры и не могли работать с действительными оттенками серого цвета, выход для сканирования полутоновых изображений такими сканерами был найден. Псевдополутоновой режим, или режим растрирования (dithering), сканера имитирует оттенки серого цвета, группируя, несколько точек вводимого изображения в так называемые gray-scale-пиксели. Такие пиксели могут иметь размеры 2х2 (4 точки), 3х3 (9 точек) или 4х4 (16 точек) и т.д. Отношение количества черных точек к белым и выделяет уровень серого цвета. Например, gray-scaleпиксель размером 4х4 позволяет воспроизводить 17 уровней серого цвета (включая и полностью белый цвет). Не следует, правда, забывать, что разрешающая способность сканера при использовании gray-scale-пикселя снижается (в последнем случае в 4 раза).

Полутоновые сканеры используют максимальную разрешающую способность, как правило, только в двухуровневом режиме. Обычно они поддерживают 16, 64 или 256 оттенков серого цвета для 4-, 6- и 8-разрядного кода, который ставится при этом в соответствие каждой точке изображения. Разрешающая способность сканера измеряется в количестве различаемых точек на дюйм изображения - dpi (dot per inch). Если в первых моделях сканеров разрешающая способность была 200--300 dpi, то в современных моделях это, как правило, 400, а то и 800 dpi. Некоторые сканеры обеспечивают аппаратное разрешение 600х1200 dpi. В ряде случаев разрешение сканера может устанавливаться программным путем в процессе работы из ряда значений: 75, 1 150, 200, 300 и 400 dpi.

Надо сказать, что благодаря операции интерполяции, выполняемой, как правило, программно, современные сканеры могут иметь разрешение 800 и даже 1600 dpi. В результате интерполяции на получаемом при сканировании изображении сглаживаются кривые линии и исчезают неровности диагональных линий. Напомним, что интерполяция позволяет отыскивать значения промежуточных величин по уже известным значениям. Например, в результате сканирования один из пикселов имеет значение уровня серого цвета 48, а соседний с ним - 76. Использование простейшей линейной интерполяции позволяет сделать предположение о том, что значение уровня серого цвета для промежуточного пикселя могло бы быть равно 62. Если вставить все оценочные значения пикселов в файл отсканированного изображения, то разрешающая способность сканера как бы удвоится, то есть вместо обычных 400 dpi станет равной 800 dpi.

Аппаратные интерфейсы сканеров

Для связи с компьютером сканеры могут использовать специальную 8- или 16разрядную интерфейсную плату, вставляемую в соответствующий слот расширения. Для портативных компьютеров подходит устройство PC Card. Кроме того, в настоящее время достаточно широкое распространение получили стандартные интерфейсы, применяемые в IBM PC-совместимых компьютерах (последовательный и параллельный порты, а также интерфейс SCSI). Стоит отметить, что в случае стандартного интерфейса у пользователя не возникает проблем с разделением системных ресурсов: портов ввода-вывода, прерываний IRQ и каналов прямого доступа DMA.

По понятным причинам наиболее медленно передача данных осуществляется через последовательный порт (RS-232C). Именно поэтому в ряде последних ручных или комбинированных моделей сканеров для связи с компьютером применяется стандартный параллельный порт. Это очень удобно, например, при работе с портативным компьютером.

Программные интерфейсы и TWAIN

Для управления работой сканера (впрочем, как и иного устройства) необходима соответствующая программа - драйвер. В этом случае управление идет не на уровне "железа" (портов ввода-вывода), а через функции или точки входа драйвера. До недавнего времени каждый драйвер для сканера имел свой собственный интерфейс. Это было достаточно неудобно, поскольку для каждой модели сканера требовалась своя прикладная программа. Логичнее было бы наоборот, если бы с одной прикладной программой могли работать несколько моделей сканеров. Это стало возможным благодаря TWAIN.

TWAIN - это стандарт, согласно которому осуществляется обмен данными между прикладной программой и внешним устройством (читай - его драйвером). Напомним, что консорциум TWAIN был организован с участием представителей компаний Aldus, Caere, Eastman Kodak, Hewlett Packard & Logitech. Основной целью создания TWAINспецификации было решение проблемы совместимости, то есть легкого объединения различных устройств ввода с любым программным обеспечением. Конкретизируя, можно выделить несколько основных вопросов: во-первых, поддержку различных платформ компьютеров; во-вторых, поддержку различных устройств, включая разнообразные сканеры и устройства ввода видео; в-третьих, возможность работы с различного формата данных. Благодаря использованию TWAIN-интерфейса можно вводить изображение одновременно с работой в прикладной программе, поддерживающей TWAIN, например, CorelDraw, Picture Publisher, PhotoFinish. Таким образом, любая TWAIN - совместимая программа будет работать с TWAIN-совместимым сканером.

В заключение стоит отметить, что образы изображений в компьютере могут храниться в графических файлах различных форматов, например, TIFF, РСХ, ВМР, GIF и других. Надо иметь в ввиду, что при сканировании изображений файлы получаются достаточно громоздкими и могут достигать десятков и сотен мегабайт. Для уменьшения объема хранимой информации используется обычно процесс компрессии (сжатия) таких файлов.

1.2 Ручные сканеры

Ручной сканер, как правило, чем-то напоминает увеличению в размерах электробритву. Для того чтобы ввести в компьютер какой-либо документ при помощи этого устройства, надо без резких движений провести сканирующей головкой по соответствующему изображению. Таким образом, проблема перемещения считывающей головки относительно бумаги целиком ложится на пользователя. Кстати, равномерность перемещения сканера существенно сказывается на качестве вводимого в компьютер изображения. В ряде моделей для подтверждения нормального ввода имеется специальный индикатор. Ширина вводимого изображения для ручных сканеров не превышает обычно 4 дюймов (10 см). В некоторых моделях ручных сканеров в году повышения разрешающей способности уменьшают ширину вводимого изображения. Современные ручные сканеры могут обеспечивать автоматическую "склейку" вводимого изображения, то есть формируют целое изображение из отдельно водимых его частей. Это, в частности, связано с тем, что при помощи ручного сканера невозможно ввести изображения даже формата А4 за один проход. К основным достоинствам такого дна сканеров относятся небольшие габаритные размеры и сравнительно низкая цена.

1.3 Настольные сканеры

Настольные сканеры называют и страничными, и. планшетными, и даже авто сканерами. Такие сканеры позволяют вводить изображения размерами 8,5 на 11 или 8,5 на 14 дюймов. Существуют три разновидности настольных сканеров: планшетные (flatbed), рулонные (sheet-fed) и проекционные (overhead).

Основным отличием планшетных сканеров является то, что сканирующая головка перемещается относительно бумаги с помощью шагового двигателя. Планшетные сканеры - обычно, достаточно дорогие устройства, но, пожалуй, и наиболее "способные". Внешне они чем-то могут напоминать копировальные машины - "ксероксы", внешний вид которых известен, конечно, многим. Для сканирования изображения (чего-нибудь) необходимо открыть крышку сканера, подключить сканируемый лист на стеклянную пластину изображением вниз, после чего закрыть крышку. Все дальнейшее управление процессом сканирования осуществляется с клавиатуры компьютера - при работе с одной из специальных программ, поставляемых вместе с таким сканером. Понятно, что рассмотренная конструкция изделия позволяет (подобно "ксероксу") сканировать не только отдельные листы, но и страницы журнала или книги. Наиболее популярными сканерами этого типа на российском рынке являются модели фирмы Hewlett Packard.

Работа рулонных сканеров чем-то напоминает работу обыкновенной факс-машины. Отдельные листы документов протягиваются через такое устройство, при этом и осуществляется их сканирование. Таким образом, в данном случае сканирующая головка остается на месте, а уже относительно нее перемещается бумага. Понятно, что в этом случае копирование страниц книг и журналов просто невозможно. Рассматриваемые сканеры достаточно широко используются в областях, связанных с оптическим распознаванием символов ОСR (Optiсаl Character Recognition). Для удобства работы рулонные сканеры обычно оснащаются устройствами для автоматической подачи страниц.

Третья разновидность настольных сканеров - проекционные сканеры, которые больше всего напоминают своеобразный проекционный аппарат (или фотоувеличитель). Вводимый документ кладется на поверхность сканирования изображением вверх, блок сканирования находится при этом также сверху. Перемещается только сканирующее устройство. Основной особенностью данных сканеров является возможность сканирования проекций трехмерных проекций.

Упоминаемый выше комбинированный сканер Niscan Page обеспечивает работу в двух режимах: протягивания листов (сканирование оригиналов форматом от визитной карточки до21,6 см) и самодвижущегося сканера. Для реализации последнего режима сканера необходимо снять нижнюю крышку. При этом валики, которые обычно протягивают бумагу, служат своеобразными кодами, на которых сканер и движется по сканируемой поверхности. Хотя понятно, что ширина вводимого сканером изображения в обоих режимах не изменяется (чуть больше формата А4), однако в самодвижущемся режиме можно сканировать изображение с листа бумаги, превышающего этот формат, или вводить формацию со страниц книг.

сканер принтер

1.4 Черно-белые сканеры

Попробуем объяснить принцип работы черно-белого сканера. Сканируемое изображение освещается белым светом, получаемым, как правило, от флуоресцентной лампы. Отраженный свет через редуцирующую (уменьшающую) линзу попадает на фоточувствительный полупроводниковый элемент, называемый прибором с зарядовой связью ПЗС (Change - Coupled Device, CCD), в основу которого положена чувствительность проводимости p-n-перехода обыкновенного полупроводникового диода к степени его освещенности. На p-n-переходе создается заряд, который рассасывается со скоростью, зависящей от освещенности. Чем выше скорость рассасывания, тем больший ток проходит через диод.

Каждая строка сканирования изображения соответствует определенным значениям напряжения на ПЗС. Эти значения напряжения преобразуются в цифровую форму либо через аналого-цифровой преобразователь АЦП (для полутоновых сканеров), либо через компаратор (для двухуровневых сканеров). Компаратор сравнивает два значения (напряжение или ток) от ПЗС и опорное (прил. 1), причем в зависимости от результата сравнения на его выходе формируется сигнал 0 (черный цвет) или 1 (белый). Разрядность АЦП для полутоновых сканеров зависит от количества поддерживаемых уровней серого цвета. Например, сканер, поддерживающий 64 уровня серого, должен иметь 6-разрядный АЦП. Каким образом сканируется каждая следующая строка изображения, целиком зависит от типа используемого сканера. Напомним, что у планшетных сканеров движется сканирующая головка, а в рулонных сканерах она остается неподвижной, потому что движется носитель с изображением - бумага.

1.5 Цветные сканеры

В настоящее время существует несколько технологий для получения цветных сканируемых изображений. Один из наиболее общих принципов работы цветного сканера заключается в следующем. Сканируемое изображение освещается уже не белым цветом, а через вращающийся RGB-светофильтр. Для каждого из основных цветов (красного, зеленого и синего) последовательность операций практически не отличается от последовательности действий при сканировании черно-белого изображения. Исключение составляет, пожалуй, только этап предварительной обработки и гамма-коррекции цветов, перед тем как информация передается в компьютер. Понятно, что этот этап является общим для всех цветных сканеров.

В результате трех проходов сканирования получается файл, содержащий образ изображения в трех основных цветах - RGB (образ композитного сигнала). Если используется восьмиразрядный АЦП, который поддерживает 256 оттенков для одного цвета, то каждой точке изображения ставится в соответствие один из 16,7 миллиона возможных цветов (24 разряда). Сканеры, использующие подобный принцип действия, выпускаются, например, фирмой Microtek.

Надо отметить, что наиболее существенным недостатком описанного выше метода является увеличение времени сканирования в три раза. Проблему может представлять также «выравнивание» пикселов при каждом из трех проходов, так как в противном случае возможно размывание оттенков и «смазывание» цветов.

Японская фирма - Seiko Instruments - разработала Цветной планшетный сканер SpectraPoint, в котором элементы ПЗС были заменены фототранзисторами. На ширине 8,5 дюйма размещено 10200 фототранзисторов, расположенных в три колонки по 3400 в каждой. Три цветных фильтра (RGB) устроены так, что каждая колонка фототранзисторов воспринимает только один основной цвет. Высокая плотность интегральных фототранзисторов позволяет достигать хорошей разрешающей способности -- 400 dpi (3400/8,5) - без использования редуцирующей линзы.

Принцип действия цветного сканера ScanJet Iic фирмы Hewlett Packard несколько иной. Источник белого света освещает сканируемое изображение, а отраженный свет через редуцирующую линзу попадает на трех полосную ПЗС через систему специальных фильтров, которые и разделяют белый свет на три компонента: красный, зеленый и синий. Физика работы подобных фильтров связана с явлением дихроизма, заключающегося в различной окраске одноосных кристаллов в проходящем белом свете в зависимости от положения оптической оси. В рассматриваемом случае фильтрация осуществляется парой таких фильтров, каждый из которых представляет собой «сэндвич» из двух тонких и одного более толстого слоя кристаллов. Первый слой первого фильтра отражает синий свет, но пропускает зеленый и красный. Второй слой отражает зеленый свет и пропускает красный, который отражается только от третьего слоя. Во втором фильтре, наоборот, от первого слоя отражается красный свет, от второго - зеленый, а от третьего - синий. После системы фильтров разделенный красный, зеленый и синий свет попадает на собственную полосу ПЗС, каждый элемент которого имеет размер около 8 мкм. Дальнейшая обработка сигналов цветности практически не отличается от обычной. Заметим, что подобный принцип работы (с некоторыми отличиями, разумеется) используется и в цветных сканерах фирмы Ricoh.



2. Принтеры

2.1 Классификация принтеров

Принтеры - устройства вывода текстовой и графической информации из персонального компьютера на бумажный носитель. В современных моделях принтеров существует возможность вывода информации на какой-либо другой носитель, например - синтетическая пленка.

Принтеры - довольно таки обширный класс устройств. Для того чтобы более полно объять этот класс устройств их нужно классифицировать. Классифицировать принтеры можно по разным признакам, например, по скорости вывода текстовой информации (этот параметр измеряется в количестве выведенных символов за единицу времени. У современных принтеров этот параметр может достигать нескольких тысяч символов в секунду), по разрешающей способности (этот параметр отражает возможность принтера выводить мелкие линии и точки и измеряется максимальным количеством линий, длина которых равна их ширине, на один квадратный сантиметр или дюйм. У современных принтеров этот параметр может достигать нескольких тысяч точек на один дюйм). Однако лучше всего (и проще) - классифицировать принтеры по принципу вывода графической и текстовой информации, т.е. по принципу их устройства.

Исторически первым типом принтеров были лепестковые принтеры. 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. Данные принтеры имели несколько недостатков:

- Они не могли выводить графическую информацию, так как имели ограниченный набор символов.

- Низкая скорость вывода информации (около 100-200 знаков в минуту).

- Сильный шум при работе.

- Низкая механическая надежность, определяемая большим количеством элементов и большими ударными нагрузками, приходящимися на эти элементы.

- Низкая скорость вывода информации заставила ученых искать способы повышения скорости печати матричных принтеров. И этот способ был вскоре найден.

Было предложено использовать вместо отдельных рычагов с литерами один диск, с выгравированными по периметру на нем литерам 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.

Такие принтеры были способны намного быстрее выводить информацию на бумажный носитель (200-300 знаков минуту) и обладали большей механической надежностью, по сравнению с предыдущим типом принтеров.

Но эти принтеры так же обладали еще и некоторыми недостатками:

- Невозможность вывода графической информации т.к. они тоже имели ограниченный набор символов.

- Сильный шум при работе.

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. Такие принтеры обладали большой скоростью выводимых на бумагу символов, но им так же были присущи и недостатки предыдущего типа принтеров, а именно сильный шум и невозможность вывода графической информации.

Два последних типа принтеров не получили широкого распространения т.к. их вскоре вытеснили более производительные матричные принтеры.

Предлагается классифицировать принтеры по пяти основным позициям: принципу работы печатающего механизма, максимальному формату листа бумаги, использованию цветной печати, наличию или отсутствию аппаратной поддержки языка PostScript скорости печати.

По принципу печати различаются матричные, струйные и лазерные (страничные) принтеры. Существует ряд других технологий печати, например сублимационная, печать за счет термопереноса, которые применяются гораздо реже. Лазерная и светодиодная технологии (в последнем случае вместо лазера и отклоняющего лазерный луч зеркала используется линейка светодиодов) во многих случаях с точки зрения конечного пользователя неразличимы. Параметр, определяющий качество печати лазерных принтеров - разрешение.

Наиболее распространены модели формата А3 и Legal (т.е. рассчитанные на лист бумаги чуть больший, чем А4). Модели, работающие с бумагой формата А3, стоят несколько дороже. Соотношение числа продаж у "узких" и "широких" принтеров постепенно изменяется в сторону первых. Большая часть моделей принтеров формата А3 использует матричный или струйный принцип печати.

По гамме воспроизводимых цветов принтеры делятся на черно-белые, черно-белые с опцией цветной печати (такие модели есть среди матричных и струйных) и цветные. Для цветных принтеров в рамках одного типа (струйных) качество печати очень существенно меняется от модели к модели. В результате и позиционируются они на рынке по-разному. Принтеры с опцией цветной печати, как правило, плохо воспроизводят страницы, на которых цветная графика соседствует с черным фоном. Последний получается путем смешения чернил нескольких основных цветов. В итоге черный цвет оказывается недостаточно насыщенным, а стоимость печати такой страницы - весьма высокой.

Для качественного воспроизведения иллюстраций, хранящихся в векторных форматах, важно наличие встроенного интерпретатора языка PostScript. Формально модели, поддерживающие язык PostScript, приблизительно на 25% дороже аналогичных, не включающих эту опцию. Однако, чтобы на практике воспользоваться преимуществами языка PostScript, приходится приобретать дополнительную память, и разница в цене может оказаться весьма существенной.

По скорости печати можно выделить четыре группы: матричные принтеры без автоподачи; принтеры, обеспечивающие скорость печати до 4 стр./мин. и предназначенные для индивидуального применения; принтеры со скоростью печати до 12 стр./мин., обслуживающие рабочие группы; мощные сетевые принтеры с производительностью более 12 стр./мин. Производительность принтера - существенный фактор для организаций, где одним принтером пользуются сразу несколько человек, и практически не влияющий на потребительские предпочтения показатель, если речь заходит об индивидуальной эксплуатации печатающего устройства.

Скорость при цветной печати, как правило, значительно ниже, чем при печати одним черным цветом.

2.2 Матричный (игольчатый) принтер

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 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.

Качество печати графической информации таких принтеров сравнимо с обыкновенными газетными фотографиями, однако, благодаря малой массе блока с иголочками, его можно довольно-таки быстро перемещать по листу бумаги, что позволяет получить большие скорости вывода информации (у современных моделей матричных принтеров скорость печати достигает 1200 знаков в минуту).

Данный тип принтеров обладает следующими достоинствами:

- высокая скорость печати

- меньшие габариты и масса, чем у лепестковых принтеров

- возможность вывода разнообразной графической информации

- высокая надежность

Однако, несмотря на все эти достоинства, данные принтеры обладают следующими недостатками:

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

- неприятный шум при работе

- невозможность или сложность печати многоцветных документов

Низкая скорость печати матричных принтеров определялась в первую очередь тем, что необходимо было иголочкой совершить сильный удар по красящей ленте. Этот недостаток был исправлен в следующем классе принтеров.

Игольчатый принтер (Dot-Matrix-Printer) долгое время являлся стандартным устройством вывода для РС. В то время, когда струйные принтеры работали еще неудовлетворительно, а цена лазерных была достаточно высока, игольчатые принтеры повсеместно использовались с компьютерами. Они еще часто применяются и сегодня. Достоинства этих принтеров определяются, в первую очередь, скоростью печати и их универсальностью, которая заключается в способности работать с любой бумагой, а также низкой стоимостью печати.

Существуют 4 вида матричного принтера: 9-, 18- и 24-игольчатые принтеры и строчный принтер.

При выборе принтера всегда необходимо исходить из задач, которые будут перед ним поставлены. Если необходим принтер, который должен целый день без перерыва печатать различные формуляры, или скорость печати важнее, чем качество, то альтернативы игольчатому принтеру в настоящий момент нет.

Вообще игольчатый принтер является существенно более универсальным принтером при работе с бумагой, чем лазерный или струйный, для которых, как правило, отсутствует возможность использования бумаги в рулоне.

К параметру "скорость печати" надо относиться осторожно. Изготовители всегда указывают теоретическую скорость печати, т.е. максимально возможную скорость чернового (Draft) режима, при этом качество печати не играет роли. LQ-печать для игольчатых принтеров длиться, конечно же, дольше. Еще дольше приходится ожидать печати графики, потому что при этом набор знаков не читается из внутренней памяти (ROM) принтера, а каждая печатаемая точка должна рассчитываться.

Игольчатые принтеры оборудованы внутренней памятью (буфером), который принимает данные от РС. Объем памяти недорогих игольчатых принтеров составляет от 4 до 64 Кбайт. Хотя существуют модели, имеющие и больший объем памяти (например Seikosha SP-2415 имеет буфер размером 175 Кбайт).

Матричный принтер является механическим устройством, а работа механических узлов всегда сопровождается шумом.

2.3 Струйный принтер

История развития струйной печати насчитывает несколько десятилетий. Генеральная идея, в общем, оставалась все время неизменной - нанесение краски на бумагу или другой материал, используя преимущества жидкого красителя: легкость в нанесении и возможность образования малых объемов. Разнообразие предлагаемых способов было поистине неисчерпаемым. В итоге сформировалось четыре самостоятельных направления в развитии струйной печати, каждое из которых обладало как несомненными достоинствами, так и неизбежными недостатками.

Наиболее ранней технологией, сделавшей струйную печать доступной и относительно дешевой, была 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. Этот метод до сих пор применяется в калькуляторах и некоторых типах принтеров. В настоящее время, однако, появилось интересное развитие этого метода, получившее название "сублимационной печати".

Другая разновидность струйной печати - "спарк" - технология - в целом аналогична предыдущей, но использует жидкие чернила.

Два других типа струйной печати составляют, по сути, ее современное лицо. Это пьезоэлектрическая и "пузырьковая" технологии.

Первая из них, как следует из названия, использует явление пьезоэлектричества для нанесения чернил на бумагу (пленку). Это позволяет очень точно позиционировать частицы красителя, однако требует сложного и дорогого устройства печати (картриджа).

"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.

Именно появление и промышленная реализация "пузырьковой" технологии струйной печати явилось причинной всплеска спроса на струйные принтеры, вначале одноцветные, а впоследствии практически всегда полихромные. Окончательный выбор сделан, однако, в пользу "пузырьковой струйной печати" (bubble ink jet printing). Эту же технология в своих изделиях используют Hewlett Packard, Canon, Mannesman Tally и ряд других производителей.

Выбор в пользу именно этой технологии вполне объясним даже с обыденной точки зрения "непродвинутого" пользователя. Технология bubble ink jet позволяет реализовать печатающий узел устройства в виде дешевого съемного картриджа, она достаточно толерантна к качеству используемых чернил (хотя, разумеется, всегда предпочтительнее использовать фирменные чернила, либо чернила, рекомендованные производителем картриджа). И главное - "пузырьковая" технология обладает тем, что в мире аппаратного обеспечения именуется "масштабируемостью". Иными словами, увеличение истинного разрешения печати, скажем, вдвое, для технологии bubble ink jet есть проблема технологическая, но не принципиальная.

Качество струйной печати зависит, главным образом, от трех основных факторов: качества печатающего узла (разрешение), качества чернил (передача полутонов и цвета), типа используемого носителя (непосредственно связан с предыдущим фактором - насколько хорошо данные чернила сочетаются в данным типом бумаги или пленки).

Несомненно, первый из указанных факторов оказывает наибольшее влияние на качество печати в целом. Однако он же и вызывает наибольшие технологические трудности при реализации и оказывает решающее воздействие на конечную стоимость изделия - не в меньшую сторону, к сожалению. При этом удачный подбор чернил, эмуляции высокого разрешения и конструкция картриджа, сводящая к минимуму эффект "расплывания" чернил на бумаге позволяют достичь результатов, крайне незначительно отличающихся от тех, которые получаются при использовании более дорогого принтера с высоким истинным разрешением.

В этих типах принтеров краска непосредственно переносится на бумагу.

Принцип работы каплеструйных принтеров похож на принцип работы электроннолучевой трубки. В таких принтерах 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 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.

Высокая скорость печати таких принтеров определяется тем, что нет необходимости перемещать громоздкие печатающие головки.

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

Однако эти принтеры не нашли широкого применения за счет того, что в них используется высоковольтное напряжение. Сейчас такие принтеры можно встретить лишь где-нибудь на производстве. Они используются там, в основном, для нанесения даты изготовления (типичным примером может служить ликероводочное производство, где такими принтерами наносится дата изготовления и другая техническая информация непосредственно на бутылки с напитком).

Следующей разновидностью каплеструйных принтеров были капельные принтеры (их еще зачастую называют струйными). 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, краска вскипает и под давлением выплескивается через форсунку. 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.

Большое количество форсунок обусловлено тем, что при большем количестве форсунок можно большее количество капель выплеснуть на бумагу одновременно. Это определяет скорость печати таких принтеров. Скорость печати принтеров такого типа может достигать нескольких десятков страниц формата А4 в минуту.

Разрешающая способность таких принтеров составляет до 1200 точек на дюйм.

Достоинствами этого типа принтеров являются:

- Высокая скорость печати

- Возможность цветной печати при использовании нескольких сосудов с разной краской

- Высокая разрешающая способность принтеров, что позволяет получать распечатки фотографического качества

К недостаткам данных типов принтеров можно отнести:

- Высокую стоимость расходных материалов, по сравнению с матричными принтерами

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

В настоящее время во всем мире струйные печатающие устройства вышли на первое место по объемам продаж. Принтеры практически бесшумны, с легкостью осуществляют цветную печать. Полученные с помощью струйных принтеров распечатки обладают высоким разрешением лазерного качества

2.4 Лазерный принтер

Несмотря на сильную конкуренцию со стороны струйных принтеров, лазерные принтеры на сегодня позволяют достигнуть более высокого качества печати.

К сожалению, цветные лазерные принтеры доступны далеко не всем. Однако радует то, что качество получаемого с их помощью изображения приближается к фотографическому, а цены имеют тенденцию к снижению. Уже сейчас можно приобрести цветной лазерный принтер менее чем за 5000 USD.

Таким образом, для получения высококачественной черно-белой распечатки следует отдавать предпочтение лазерному принтеру по сравнению со струйным. Если вы желаете получить цветное изображение, то в большинстве случаев можете быть удовлетворены цветным струйным принтером.

Уровень шума при "жужжании" лазерного принтера составляет в среднем 40 дБ. В режиме off-line это значение еще меньше.

Большинством изготовителей лазерных принтеров используется механизм печати, который применяется в ксероксах.

Альтернативой лазерному 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. На этом принципе работает лазерный принтер OKI.

Технологически процесс цветной печати на лазерном принтере осуществляется очень сложно, поэтому и цены на такие принтеры еще очень высоки.

Скорость печати лазерного принтера определяется двумя факторами. Первый из них - это время механической протяжки бумаги, другой - скорость обработки данных, поступающих от РС, и формирования растровой страницы для печати.

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

Так как лазерный принтер является страничным принтером (т.е. он формирует для печати полную страницу, а не отдельные строки, как игольчатый или струйный) скорость печати измеряется в страницах в минуту. Средний лазерный принтер печатает 4, в лучшем случае 6 или 8 страниц в минуту. Высокопроизводительные принтеры, которые, как правило, используются в компьютерных сетях, могут печатать до 20 и более страниц в минуту.

Разрешение лазерного принтера по горизонтали и по вертикали определяется различными факторами: 1) вертикальное разрешение соответствует шагу барабана и для большинства принтеров составляет 1/600 дюйма (для более дешевых 1/300 дюйма); 2) горизонтальное разрешение определяется числом точек в одной "строке" и ограничено точностью наведения лазерного луча.

Лазерный принтер обрабатывает целые страницы, что, естественно, связано с большим количеством вычислений. Скорость печати определяется не только работой процессора, но и существенно зависит от памяти, которой оборудован принтер. Величина памяти лазерного принтера 1 Мбайт является нижней границей, более ощутима емкость памяти от 2 до 4 Мбайт. Цветные лазерные принтеры имеют еще большую память.

Как правило, большинство лазерных принтеров могут печатать на бумаге формата А4 и меньше, правда, в последнее время появились принтеры, способные печатать на листах формата А3. Кроме того, если раньше печать на рулоне считалась прерогативой лишь игольчатых принтеров, то сейчас на рынке появились модели лазерных принтеров, которые также могут использовать для работы бумагу в рулоне, например, Pentax Laserfold 300E.

Некоторые лазерные принтеры, например, Xerox 4320/MRP "умеют" печатать на обеих сторонах листа, а во многих дорогих моделях предусмотрена возможность их дооборудования для двусторонней печати (правда, это стоит более 500 USD).

Данный тип появился недавно. Из всех современных типов принтеров он наиболее перспективен т.к. обеспечивает высокую скорость вывода как графической, так и текстовой информации (десятки и сотни страниц формата А4 в минуту), имеет высокую разрешающую способность (от 1200 и более точек на дюйм) и может использоваться для цветной печати.

Устроен такой принтер следующим образом. Бумага, проходя через принтер, электризуется при помощи лазера или блока светодиодов в тех местах, где должно быть изображение. Затем на наэлектризованную бумагу наносится порошкообразная краска (ее называют тонером), 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 впекания, но разными красками, то в итоге получится цветное изображение.

К недостаткам такого типа принтеров можно отнести:

- дороговизна расходных материалов

- образование озона при длительной работе принтера

2.5 Термический принтер

Цветные лазерные принтеры пока не идеальны. Для получения цветного изображения с качеством близким к фотографическому или изготовления допечатных цветных проб используют термические принтеры или, как их еще называют, цветные принтеры высокого класса.

В настоящее время распространение получили три технологии цветной термопечати: струйный перенос расплавленного красителя (термопластичная печать); контактный перенос расплавленного красителя (термовосковая печать); термоперенос красителя (сублимационная печать).

Общим для последних двух технологий является нагрев красителя и перенос его 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.

Термовосковые принтеры переносят краситель, растворенный в воске, на бумагу, нагревая ленту с цветным воском. Как правило, для подобных принтеров необходима бумага со специальным покрытие. Термовосковые принтеры обычно используются для печати деловой графики и другой нефотографической печати.

Для печати изображения, почти не отличающегося от фотографии, и изготовления допечатных проб лучше всего использовать сублимационные принтеры. По принципу работы они аналогичны термовосковым, но переносят с ленты на бумагу только краситель (не имеющий восковой основы).

Принтеры, использующие струйный перенос расплавленного красителя, называют еще восковыми принтерами с твердым красителем. При печати блоки цветного воска расплавляются и выбрызгиваются на носитель, создавая яркие насыщенные цвета на любой поверхности. Полученные таким образом "фотографии" выглядят слегка зернистыми, но удовлетворяют всем критериям фотографического качества. Этот принтер не годится для изготовления диапозитивов, поскольку капли воска после высыхания имеют полусферическую форму и создают сферический эффект.

Имеются термические принтеры, которые совмещают в себе технологию сублимационной и термовосковой печати. Такие принтеры позволяют печатать на одном устройстве как черновые, так и чистовые оттиски.

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.

2.6 Современные модели принтеров

Принтеры от Hewlett Packard. Как известно, компания Hewlett-Packard является крупнейшим международным производителем контрольно-измерительной аппаратуры, компьютерной техники и периферии, медицинского оборудования, компьютерных сетей и программного обеспечения, которые пользуются большим успехом благодаря своему высокому качеству и уровню обслуживания. Среди других фирм, про-изводящих компьютерную технику, изделия этой компании прежде всего отличает именно высочайшее качество и надежность. Во многом компания Hewlett-Packard известна также своим новаторским подходом при решении любых сложных технических проблем: будь то создание нового лазерного принтера, анализатора спектра или разработка сетевого стандарта. Стоит отметить, что, например, 40-45% европейского рынка лазерных принтеров составляют различные модели LaserJet, хотя, по сравнению с этим, успех фирмы на компьютерном рынке стран бывшего СССР выглядит куда более внушительно. Лазерные принтеры от Hewlett-Packard составляют на нем просто подавляющее большинство.

Достаточно активно компания Hewlett-Packard работает также на рынке струйных принтеров. Все они, как цветные, так и монохромные, используют технологию thermal inkjet. Такие модели, как DeskJet 500/500С, DeskJet 550С, DeskJet 1200, DeskJet Portable, достаточно хорошо известны сегодня на российском рынке (табл. 2). Кстати, на параметры последней стоит обратить внимание всем деловым людям, чья работа связана с поездками. При весе около 2 кг вместе с аккумуляторами этот принтер может печатать со скоростью 3 страницы в минуту. Кстати, нет никаких проблем с кириллическими шрифтами - нужно просто приобрести специальный картридж. Впрочем, в конце прошлого года уже появилась новая модель - DeskJet 310, которая примерно на 40% быстрее старой. Кроме этого, у нее появилась возможность цветной печати, которая достигается путем установки специального дополнительного устройства Color Kit.

По мнению ряда экспертов, рынок струйных принтеров будет расширяться за счет снижения продаж ударных матричных устройств. Тем не менее, цена одной страницы, отпечатанной на струйном принтере, составляет 4-8 центов, а на ударном матричном - менее 1 цента. Именно поэтому наш рассказ теперь о принтерах фирмы Epson.

Принтеры от EPSON. Итак, можно констатировать, что «старые» добрые матричные печатающие устройства, основанные на ударном принципе действия, по-прежнему очень популярны. Собственно говоря, эта их популярность легко объяснима. Во-первых, для большинства ударных печатающих устройств требуются достаточно дешевые расходные материалы: обыкновенная бумага и сравнительно недорогая красящая лента. Во-вторых, почти все матричные ударные принтеры позволяют работать как с отдельными форматными листами, так и с рулонной бумагой. И, в-третьих, скорость работы и качество печати современных матричных принтеров удовлетворяют подавляющее большинство пользователей персональных компьютеров. Заметим, что и стоимость этих устройств вполне приемлема.

Одними из наиболее популярных моделей матричных принтеров являются, конечно, принтеры Epson. По некоторым оценкам, более половины отечественного рынка матричных принтеров составляют именно эти устройства.

Стоит отметить, что фирма предлагает достаточно широкий диапазон различных по характеристикам устройств и позволяет выбрать именно ту модель принтера, которая необходима при решении той или иной задачи. Немалую роль играют и шумовые характеристики, которые у принтеров, поставляемых официальными дистрибьюторами (или дилерами) Epson, удовлетворяют жестким европейским стандартам. Современные модели принтеров Epson, разумеется, существенно превосходят по технические параметрам своих недавних предшественников. У нас нет возможности подробно рассматривать все существующие модели, поэтому мы остановимся только на наиболее существенных их отличиях.

9-игольчатые принтеры моделей FX-870/1170 (соответственно с узкой и широкой кареткой) по праву отвечают образу идеального на сегодняшний день принтера типа «рабочая лошадь». Их конструкция рассчитана на тяжелую работу при высокой производительности - так называемый стиль havy duty design. Модели FX-870/1170 в режиме «черновой» печати работают со скоростью около 380 символов в секунду. Это на 30% быстрее, чем допускалось в предыдущих моделях FX-850/1050. Кстати, сменный картридж с красящей лентой рассчитан на печать до 3 миллионов символов.

Практически все новые модели принтеров Epson гарантируют надежную подачу бумаги практически любого типа, включая отдельные форматные листы; бумажную ленту, многоэкземплярные формы, конверты, этикетки и т.п. Дополнительные устройства протяжки дают возможность загружать два типа бумажной ленты. Отдельные форматные листы можно загружать автоматически сверху или спереди, используя дополнительные загрузчики бумаги. Загрузчик листов с одним приемником бумаги способен хранить до 50, а так называемый высокопроизводительный загрузчик - до 150 листов бумаги. Таким образом, при совместном использовании обоих загрузчиков появляется возможность хранить готовыми к печати до 200 отдельных форматных листов. Кстати, еще одной интересной особенностью новых моделей принтеров является возможность получения трех бескопирочных (то есть без использования «копирки») копий. «Иголки» в состоянии пропечатывать эти копии через оригинал.

Модели принтеров LQ-870/1170 используют уже 24- игольчатую печатающую головку, благодаря чему и обеспечивают практически типографское качество печати - LQ (Letter Quality). Для высококачественной печати (режим LQ) скорость вывода не превышает 92 знаков в секунду. В отличие от 9-игольчатых принтеров, LQ- модели обеспечивают уже не менее пяти различных трактов подачи бумаги: два для форматных листов и три для бумажной ленты.

Для LQ-моделей принтеров используется уже новый международный управляющий код Epson ESC/P2. Для пользователя этот код обеспечивает, по крайней мере, два неоспоримых преимущества: во-первых, управление размером шрифта и, во-вторых, расширенный графический режим. В новом управляющем программном обеспечении расширена и улучшена поддержка шрифтов национальных языков, а возможность управления ими во время печати приближает принтеры, использующие коды ESC/P2, к возможностям дорогих страничных печатающих устройств. Встроенные в модели шрифты Roman и Sans Serif могут масштабироваться от 8 до 32 пунктов с приращением в пункт. Кроме этого, предусмотрена также возможность масштабирования шрифтов, которые еще появятся на компьютерном рынке.

...