Принтеры, плоттеры

 

 

 

 

Оглавление

Введение3

Принтеры3

Лепестковые принтеры4 
Матричные принтеры6 
Струйные принтеры7 
Лазерные принтеры9 
МФУ10 
Интерфейс10 
Трехмерные принтеры11

Плоттеры14

   Назначение, виды, классификация15

   Интерфейсы16

Заключение17

Список используемой литературы17

 

 

Введение

Задача вывода информации, представленной в печатной и графической форме, возникла давно и стала особенно актуальна с появлением вычислительных средств. В этом реферате рассмотрены основные принтерные и плоттерные технологии, тенденции рынка, достоинства и недостатки различных типов принтеров и плоттеров и характеристики, которые необходимо учитывать при выборе конкретных устройств данных семейств. Материалом для написания данного реферата послужили интернет публикации с тематических "железных" сайтов.

В современном, быстро меняющимся мире высоких технологий, компьютерные принтер и плоттер остаются одними из самых востребованных устройств. Отметим сразу тот факт, что принтер является более известным устройством для обычных пользователей, чем плоттер (многие из них даже не подозревают о существовании этого устройства). Его еще называют графопостроитель. Несмотря на схожие принципы работы (печать на каком-либо носителе, чаще всего на бумаге), можно сказать, что принтеры и плоттеры имеют различное назначение. Первые призваны служить в основном в офисах и дома для печати документов формата A3 (297 x 420 мм) и A4 (210 x 297 мм), вторые для работы в различных КБ, типографиях, учебных заведениях и т.д. и печатают на бумаге с размерами A0 (841 x 1189 мм) и A1 (594 x 841 мм).

 

Принтеры

Компьютерный принтер (англ. printer - печатник) - это устройство печати цифровой информации на твёрдый носитель, обычно на бумагу. Относится к терминальным устройствам компьютера.

Существует множество мнений на тему того, что именно нужно считать  первым в истории принтером и этот вопрос может послужить темой для отдельного реферата, посвященного только ей. Не углубляясь так далеко, все же стоит сказать, что первые идеи о создании устройства, напоминающего современную оргтехнику, принадлежат пионеру вычислительной техники, Чарльзу Бэббиджу, который изобрел принтер под названием Difference Engine. Он так и не был изготовлен, но спустя 150 лет лондонский Музей Науки воссоздал машину Бэббиджа по чертежам автора. Принтер, состоявший из 4000 частей и весящий 2,5 тонны, удалось собрать только спустя 10 лет. Тот принтер содержал многие детали, используемые в современной периферии.

                  

Воссозданный  принтер Чарльза Бэббиджа Difference Engine

                             

Реально действующие модели принтеров  появились только после создания первой ЭВМ, в 50-х годах XX столетия. Первые принтеры напоминали собой печатающие машинки с электроприводом, уже позже появились лепестковые и барабанные принтеры. Изображение в них формировалось ударным способом, т.е. путем удара соответствующей литеры на бумагу через красящую ленту. Печать того времени не идет ни в какое сравнение по качеству и быстроте с современной печатью.

Принтеры – обширный класс устройств. Для того чтобы более полно  объять этот класс устройств их нужно  классифицировать. Лучше всего (и  проще) – классифицировать принтеры по принципу вывода графической и  текстовой информации, т.е. по принципу их устройства.

По принципу вывода текстовой и  графической информации принтеры делятся  на:

1. лепестковые
2. матричные (игольчатые)
3. струйные
4. лазерные

 

1. Лепестковые принтеры

Исторически первым типом принтеров  были лепестковые принтеры. 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). Устройство этого принтера походило на устройство печатных машинок. То есть у него 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:

1. они не могли выводить графическую информацию  т.к. имели ограниченный набор символов.
2. низкая скорость вывода информации (около 100-200 знаков в минуту).
3. сильный шум при работе.
4. 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:

1. невозможность вывода графической информации т.к. они тоже имели ограниченный набор символов.
2. 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 большей 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.

 

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 (да и всех остальных) 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.

В 1970 году они разработали матричный  принтер, получивший название Model.101. Для печати в нем использовался набор из 7 иголок (каждый символ имел размер 5х7 точек, поэтому принтеры и стали называться матричные), и он умел печатать со скоростью 165 символов в минуту. Затем в 1977 году была создана модель Micro-1 (240 символов в минуту). А год спустя Epson представила принтер TX-80, который имел огромный успех (в основном благодаря корпорации IBM, которая наладила выпуск и продажу этой модели по OEM-лицензии). 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.Itoh Electronics, разработанный еще в 1976 году, но поступивший в продажу вместе с компьютерами Apple в 1983году.

 

Первый домашний матричный принтер ImageWriter

 

В то же время к существовавшим производителям принтеров присоединились такие монстры как NEC, Oki data и TEC. До наших времен технология дошла почти не изменившись. Мы каждый день сталкиваемся с ней, когда нам в магазине печатают кассовый чек. Все дело в том, что печать на матричном принтере очень дешева, поэтому не спешит покидать нас.

 

3. Струйные принтеры

 

Матричные принтеры тоже имеют свои недостатки - печать на них происходит очень громко, а результат не очень качественный. Всем хотелось иметь принтер, который печатал бы тихо и качественно, и при этом был бы достаточно дешевым. Принцип работы струйного принтера так же стар, как и «принтер» Чарльза Бэббиджа. 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:

• пьезоэлектрический метод (используется компаниями Epson и Brother)
• метод газовых пузырей (Canon)
• метод drop-on-demand (Hewlett-Packard).

Во всех устройствах используется резервуар с краской, на дне которого есть маленькое отверстие (сопло)

При пьезоэлектрическом методе печати, в сопло установлен плоский пьезокристалл, связанный с диафрагмой. Когда на пьезокристалл подается ток, он выгибается и давит на диафрагму. Таким образом, формируется капелька, которая выталкивается на бумагу. В методе газовых пузырей (название технологии BubbleJet) пьезокристалл не нужен - вместо него используется нагревательный элемент, который разогревает чернила в сопле до температуры 300-500 градусов, в результате чего образуются пузырьки газа, выталкивающие краску на бумагу.

Метод drop-on-demand похож на метод газовых пузырей - там также используется нагревательный элемент. Только температура нагрева несколько ниже, и на бумагу попадает не капля, а пузырек пара.

Но вернемся к истории. Первым был  придуман пьезоэлектрический метод  печати. Однако дальше теории дело долго  не шло. Только в начале 70-х годов  появились первые, реально работающие системы струйной печати. А в 1976 году IBM представила первый струйный принтер - Model 6640, установивший новые стандарты печати. Год спустя Siemens представила струйный принтер для персональных компьютеров. А в 1978 году Canon объявила о разработке технологии BubbleJet. Немного позже Hewlett-Packard заявляет о своем методе печати - drop-on-demand. Но технология от HP была реализована в принтере только в 1984 году, когда компания представила устройства серии ThinkJet, которые быстро завоевали рынок. В то же время Epson продолжала развивать технологию пьезоэлектрической печати, и в 1985 году представила принтер SQ-870/1170, в котором использовались пьезоэлектрические пластины. А два года спустя компания Dataproducts выпустила принтер с использованием пластинчатого пьезопреобразователя. Именно эта технология используется во всех принтерах Epson Stylus (с 1994 года).

Затем, в начале 90-х годов, Hewlett-Packard получила патент на цветную струйную печать. Они придумали смешивать три цвета: (голубой (cyan), пурпурный (magenta) и желтый (yellow)) друг с другом, таким образом получая любой оттенок. Но рядом с персональными компьютерами первыми появились струйные принтеры серии Stylus Color, от Epson.

Современный струйный принтер

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 все просто: 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). Подобный метод печати используется в копировальных аппаратах и некоторых факсах. Похожая система используется и в светодиодных принтерах, однако в них вместо лазера используется неподвижная строка со светодиодами - LED-технология печати (Light Emitting Diode).А сам лазерный принтер появился так: некий Гэри Старквеатер (Gary Starkweather), сотрудник фирмы Xerox, придумал использовать технологию копировального устройства для создания принтера. Так началась разработка первого лазерного принтера в начале 1969 года. А увидел свет он в ноябре 1971 года. Назывался он 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 то же время IBM уверяет, что в 1976 году их лазерный принтер IBM 3800 уже вовсю печатал в Североамериканском Дата Центре F.W.Woolworth. Позже, в мае 1981 года, Xerox представила компьютер Star 8010, в состав которого входили самые последние разработки, такие как WYSIWYG-текстовый редактор, графический редактор, редактор для комбинирования текста и графики и, конечно, лазерный принтер. Это было нечто вроде домашней типографии. Тремя годами позже Hewlett-Packard выпускает принтер LaserJet, с разрешением 300 dpi. В тот же год Apple поставляет опытные образцы своего принтера LaserWriter таким компаниям как Lotus Development, Microsoft и Aldus. И в 1985 и 1986 годах появляются Apple LaserWriter и LaserWriter Plus соответственно. И в серии LaserJet III стала использоваться технология улучшенного разрешения (RET - Resolution Enhancement Technology). А еще два года спустя та же HP начинает продажи по-настоящему народного лазерного принтера LaserJet 4, который имел разрешение 600 dpi. Но в тот же год компания Lexmark подвинула HP на рынке лазерных принтеров, выпустив устройства серии Optra с разрешением 1200 dpi. Цветные лазерные принтеры появились только в 1993 году. Компания QMS представила принтер ColorScript Laser 1000. Два года спустя Apple выпускает свой цветной лазерный принтер Color Laser Printer 12/600PS. Лазерные принтеры сейчас заметно подешевели. Они набирают все большую популярность, однако они еще не стоят не намного дороже, чем монохромные аппараты. Но расходные материалы для них (картириджи с тонером) пока еще довольно дороги, чтобы составить конкуренцию струйным принтерам.