|
|
Материал опубликован - 23/05/2003 Принтеры. Часть 1. Введение и общие понятия Содержание 1. Матричные принтеры Введение Все печатающие устройства можно подразделить на последовательные, строчные и страничные. Принадлежность принтера к той или иной из перечисленных групп зависит от того, формирует он на бумаге символ за символом или сразу всю строку, а то и целую страницу. В свою очередь, в каждой группе можно выделить устройства ударного (impact) и безударного (non-impact) действия. По используемой технологии печати различают матричные, струйные, лазерные и LED-принтеры, принтеры с термопереносом восковой мастики, с термосублимацией, а также с изменением фазы красителя. Последовательные ударные матричные печатающие устройства (impact dot matrix) работают следующим образом: вертикальный ряд (или два ряда) игл или молоточков "вколачивает" краситель с ленты прямо в бумагу, формируя последовательно символ за символом. Для этих принтеров обычно возможно использование как форматной, так и рулонной бумаги. Головка принтера может быть оснащена 9, 18 или 24 иголками. В последнем случае обеспечивается наилучшее для матричных принтеров качество печати. Существуют модели принтеров как с широкой (формат А3), так и с узкой (формат А4) кареткой. Высокое качество печати достигается в режимах NLQ (Near Letter Quality - почти машинописное качество) для 9-игольчатых и LQ (Letter Quality - машинописное качество) - для 24-игольчатых принтеров. Как правило, современные принтеры оснащены встроенными или загружаемыми (программно или путем установки картриджа) масштабируемыми шрифтами. Более высокую производительность обеспечивают построчные (постраничные) матричные принтеры. Вместо маленьких точечно-матричных головок они используют длинные массивы с большим количеством игл, при этом достигается скорость печати порядка 1500 строк в минуту. Ширина бумаги опеределяется для подачи отдельными листами. Максимальная ширина рулона может отличаться. Скорость печати указывается для символов шириной 10 cpi, то есть 2,54 мм (cpi = character per inch = символов на дюйм), что соответствует 80 символам в строке для А4 и 132 символам для A3. Черновая печать (draft) - наиболее быстрая, поскольку строка печатается за один проход головки. Качественная печать (NLQ = Near Letter Quality = "почти как печатная машинка") производится за несколько (как правило, за 4) проходов головки. Максимальное число копий указано с учетом оригинала определяет какое число копий (они формируются с помощью копирки) может одновременно напечатать принтер. Срок службы игл печатающей головки производители нормируют количеством ударов или количеством символов draft (в этом случае значение указано со звездочкой). Коэффициент для пересчета символов в удары примерно равен 2. Шум опередялется для нормального (скоростного) режима работы. В ряде моделей можно установить "тихий" режим печати (медленный), при этом уровень шума понижается на 3-5 дБ. Входной буфер большого размера удобен при работе в однозадачных ОС, например, DOS, поскольку позволяет продолжить работу на компьютере задолго до завершения процесса многостраничной печати (на запоминание одной страницы текста требуется примерно 2-3 Кбайта буфера). Для многозадачных операционных систем этот параметр не играет существенной роли, поскольку передача данных на принтер не останавливает выполнение других приложений. Основным достоинством матричных принтеров является низкая стоимость как самих устройств, так и расходных материалов, из-за чего и себестоимость печати одного листа в несколько раз ниже, чем у лазерных и струйных моделей. Единственным расходным материалом в матричных принтерах является картридж с красящей лентой. Как правило, пользователь может заменять либо картридж целиком (цена картриджей составляет 5-10 долларов), либо менять только ленту, стоимостью около доллара Одной ленты при правильной настройке печатного узла хватает на распечатку от 500 до 1000 страниц текста, поэтому, заменяя только ленту, себестоимость печати одной страницы можно удержать в пределах 0.1 -0.2 цента, что существенно ниже стоимости самого листа бумаги и на порядок ниже, чем себестоимость печати на лазерных принтерах Кроме того, только матричные принтеры позволяют печатать под копирку. Во всех остальных отношениях матричные принтеры хуже струйных и лазерных. Они
имеют низкое графическое разрешение, печатают медленно и создают высокий уровень
шума (хотя у некоторых моделей Epson и Panasonic шум не превышает уровня 48
дБ, что сравнимо с большинством лазерных принтеров). Струйные принтеры относятся к безударным печатающим устройствам, то есть таким, у которых носитель печатаемой информации не касается бумаги. Струйные чернильные принтеры (Ink Jet) относятся, как правило, к классу последовательных матричных безударных печатающих устройств, которые, в свою очередь, подразделяются на устройства непрерывного (continuous drop, continuous jet) и дискретного (drop-on-demand) действия. Последние в своей работе опять же могут использовать либо термическую "пузырьковую" технологию (bubble-jet, или thermal ink-jet), либо пьезоэффект (piezo ink-jet). У чернильных устройств, как, впрочем, и у ударных матричных принтеров, печатающая головка движется относительно неподвижной бумаги. Сопла (канальные отверстия) на печатающей головке, через которые разбрызгиваются чернила, соответствуют "ударным" иглам. Количество сопел у разных моделей принтеров обычно варьируется от 12 до 256 (иногда более). Поскольку размер каждого сопла существенно меньше диаметра иглы (тоньше человеческого волоса), а количество сопел может быть больше, то получаемое изображение должно быть в этом случае четче (если чернила не расплываются на бумаге). Максимальная разрешающая способность массовых моделей достигает значения 1440 точек на дюйм. Струйный принтер является основным инструментом для высококачественной печати цветных данных: текстов, графиков, таблиц, изображений. Цветные лазерные принтеры при сопоставимом качестве сегодня практически не могут конкурировать со струйными из-за на порядок большей цены, а матричные с цветными лентами не обеспечивают приемлемого качества печати. Основными параметрами струйных принтеров являются технология печати, разрешение, количество цветов, стоимость эксплуатации и некоторые другие. Технология печати. Под технологией печати понимается способ формирования капли чернил. В пьезоэлектрических печатных головках капля формируется и выстреливается на бумагу за счет пьезоэффекта (принтеры Epson), в пузырьковых головках капля выстреливается за счет давления пузырька пара, возникающего при нагревании чернил (принтеры Canon, Hewlett-Packard и Lexmark). В пузырьковых печатных механизмах сопла печатной головки изнашиваются быстрее, поэтому головка совмещена с картриджем и меняется на новую вместе с опустевшим баллончиком чернил (стоимость картриджа с головкой 25-45 долларов). Пьезоэлектрические головки обычно несменные, меняются только баллончики с чернилами ($10-20), хотя головка ($50-100) тоже считается расходным материалом и иногда выходит из строя. Разрешение. Разрешение характеризует величину самых мелких деталей изображения, передаваемых при печати без искажений. Измеряется обычно в dpi (dot per inch) - числе наносимых отдельных точек красителя на дюйм бумаги. Необходимо понимать, что разрешение принтера соответствует разрешению изображения только для черно-белых изображений, то есть только черно-белая картинка с разрешением 300 dpi будет напечатана на принтере с разрешением 300 dpi без искажений. Для полутоновых или цветных картинок цвета и оттенки при печати создаются за счет растрирования (Dithering). При этом для грубой оценки можно считать, что полутоновое и цветное разрешение будет равно указанному для принтера двухцветному, деленному на 8 (т. е. фотографию, сканированную с разрешением 150 dpi, в масштабе 1:1 следует печатать на струйном принтере с разрешением 1440 dpi, иначе мелкие детали изображения потеряются). В связи с этим важно подчеркнуть различные подходы двух ведущих производителей струйных принтеров Epson и Hewlett-Packard к улучшению своих принтеров. Если Epson непрерывно повышает их разрешение, которое в настоящее время составляет 1440 x 720 dpi в большинстве моделей, то Hewlett-Packard повышает качество печати своих принтеров за счет уменьшения объема капель чернил, управления диаметром капли и печати в несколько слоев, в то время как разрешение принтеров уже несколько лет не повышается и составляет 600 x 600 dpi для черно-белой и 300 x 300 dpi для цветной печати. На темных и насыщенных участках изображения обе методики дают примерно одинаковый результат, однако на светлых участках и плавных цветовых переходах малое разрешение дает о себе знать и на изображении становится виден растровый рисунок. Необходимо отметить, что другие компании, использующие пузырьковую технологию печати, такие как Lexmark и Canon, достигли на сегодняшний день разрешения 1200 x 1200 dpi. Количество цветов. В черно-белых принтерах, которые уже практически не выпускаются, печатная головка (и картридж к ней) была одна (примеры: Epson Stylus 200 и 1000, HP DeskJet 520). В так называемых трехцветных принтерах, или принтерах с возможностью цветной печати, можно установить только один картридж либо с черными чернилами, либо с тремя чернилами CMY (Cyan, Magenta, Yellow - голубой, малиновый, желтый). Черный цвет при использовании такого картриджа получается смешением этих цветов и в реальности выглядит грязно-коричневым. Такие принтеры пригодны для эпизодической печати простейшей иллюстративной графики (примеры: HP DeskJet 400 и 600C, Lexmark 1020). В четырехцветных принтерах реализуется модель печати CMYK (Cyan, Magenta, Yellow, Black) и применяются либо четыре отдельных картриджа, либо два: черный и цветной. Большинство современных струйных принтеров именно четырехцветные. Сегодня наиболее качественная печать цветных растровых изображений получается при использовании не четырех, а шести цветов. Шестицветные модели струйных принтеров есть в арсенале всех ведущих производителей этих устройств. Основным расходным материалом струйных принтеров является один или несколько картриджей с чернилами, в некоторых моделях совмещённых с печатающей головкой. По количеству используемых цветов принтеры делятся на монохромные, трехцветные,
четырёхцветные и многоцветные. Многоцветные модели, кроме четырех основных, содержат дополнительные цвета для улучшения передачи оттенков при выводе изображений фотографического качества. Кроме того, в некоторых многоцветных принтерах используются отдельные картриджи для цветов, что позволяет использовать чернила на все сто процентов (совмещенный картридж приходится заменять целиком, как только закончится один из цветов). Интерфейс. До недавнего времени основным интерфейсом для подключения принтеров был параллельный порт с различными его расширениями: EPP, Bi-Directional и т. п. С активным внедрением шины USB появляется все больше устройств с этим интерфейсом. Существуют модели, поддерживающие печать через ИК-порт. Наиболее мощные и дорогие сетевые модели позволяют подключаться непосредственно к сети Ethernet. Максимальный формат бумаги указан для стандартных листов А4-АО. Практически все принтеры А4 позволяют также использовать формат Letter шириной 216 мм. Кроме того, некоторые модели позволяют печатать транспаранты большой длины. Ёмкость входного лотка соответствует стандартной комплектации. Если указаны два числа, значит, в стандартной комплектации предусмотрены два лотка. В этом случае один из лотков (большей емкости) предназначен для основного формата, а второй -универсальный, с возможностью регулировки ширины подаваемой бумаги. Диапазон плотностей бумаги указан для всех видов подачи бумаги, включая ручную. Как правило, автоматическое устройство подачи с лотка принимает листы плотностью не более 120-150 г/м2. Более толстую бумагу следует загружать через устройство ручной полистовой подачи. Язык/эмуляция: для многоязыковых моделей приведены только два наиболее прогрессивных варианта эмуляции, в первую очередь - самые старшие версии языков PCL (Printer Command Language) и PS (PostScript). Удобство работы и дополнительные возможности. Сюда можно отнести наличие автоматической подачи бумаги; большой и удобный приемный лоток; возможность печати на бумаге различной плотности, конвертах, наклейках, прозрачных пленках и длинных рулонах бумаги; удобные органы управления принтером; наличие цветовых профилей и средств цветокалибровки принтера. В качестве дополнительной функции возможно установить вместо картриджа сканирующую головку, что наделяет принтер качествами рулонного сканера начального уровня (некоторые модели Canon). Качество драйверов. В эту категорию входит доступность и функциональные возможности драйверов для различных операционных систем. Для цветной печати очень важным является качество выполнения операции цветоделения, неудачная реализация которой способна испортить качество печати принтера с хорошими аппаратными характеристиками. Для многих моделей существуют также картриджи повышенной емкости и картриджи со специальными (водостойкими, флуоресцентными) чернилами. Ёмкость картриджей нормируется для пятипроцентного заполнения бумаги краской каждого цвета (то есть 5% для одноцветных, 15% для трехцветных и 25% для фото), что приблизительно соответствует расходу краски при печати текста. При печати изображений расход краски может быть выше. Стоимость эксплуатации. Как известно, многие струйные принтеры продаются по своей себестоимости или даже ниже, а основной доход производитель получает от продажи расходных материалов. Стоимость недорогих принтеров равна стоимости 3-5 картриджей к ним. Одним из способов снижения себестоимости черно-белой печати является заправка картриджей и их повторное использование. Такая возможность существует практически для всех принтеров, хотя некоторые фирмы-производители принтеров крайне негативно относятся к идее заправки их картриджей и даже отказываются от выданной гарантии в случае выхода принтера из строя из-за использования нефирменых расходных материалов. Можно ли заправлять тот или иной картридж, обычно указано в руководстве к принтеру. Заправке лучше всего поддаются картриджи от пузырьковых принтеров, в то время как для принтеров с несменной головкой эксперименты по заправке представляются слишком рискованными. Для заправки лучше применять расходные материалы известных производителей (BASF, Fullmark), предназначенные именно для этой модели картриджа (например, попытка заправить картридж HP DeskJet 600 чернилами от HP DeskJet 400 может привести к тому, что чернила, имея разное поверхностное натяжение, просто не смогут оторваться от печатной головки, собираясь под ней в большую каплю. В случае неправильной заправки картридж может протечь внутрь принтера и привести к замыканию и выходу принтера из строя. Заправлять картридж стоит не позднее суток с момента его исчерпания, иначе остатки чернил в соплах засыхают, и картридж выходит из строя. При перезаправке себестоимость черно-белой печати снижается в 3-5 раз при небольшом ухудшении качества печати (чернила для заправки обычно обладают худшей водостойкостью, чем оригинальные). Без серьезного ухудшения качества печати картридж способен выдержать 2-3 перезаправки. Цветные картриджи заправлять не имеет смысла из-за обычно невысоких объемов цветной печати, существенно худшего качества чернил и более высокой цены заправочного комплекта. Ресурс принтера. Различные модели принтеров обладают разным ресурсом, то есть временем непрерывной эксплуатации. Для недорогих принтеров для дома и офиса он обычно не превышает 1000 страниц в месяц, для сетевых принтеров этот показатель превышает десятки тысяч страниц. Печать большего количества листов приводит к преждевременному износу принтера и выходу его из строя. На российском рынке хорошо известны струйные принтеры компаний Canon, Epson, Hewlett-Packard, Lexmark, Samsung... Пользователи со стажем помнят отечественные струйные принтеры серии "Электроника" и "Радий", которые обладали ограниченной программной совместимостью с Epson FX80 и работали с учетом своего происхождения и цены весьма неплохо. В лазерных принтерах используется электрографический принцип создания изображения. Этот процесс, в частности, включает в себя создание рельефа электростатического потенциала в слое полупроводника с его последующей визуализацией. Собственно визуализация осуществляется с помощью частиц сухого порошка - тонера, наносимого на бумагу. Наиболее важными элементами лазерного принтера являются фотопроводящий цилиндр (печатающий барабан), полупроводниковый лазер и прецизионная оптико-механическая система, перемещающая луч. На рынке лазерных принтеров можно выделить печатающие устройства малого быстродействия, принтеры среднего быстродействия и принтеры коллективного использования, так называемые сетевые принтеры (более 12 страниц в минуту), которые имеют большой ресурс печати и могут подключаться непосредственно к сети Ethernet. Для лазерных принтеров, работающих с бумагой формата А4, стандартом де-факто становится разрешающая способность 600-1200 dpi (точек на дюйм). Принтеры, способные работать с бумагой формата А3, как правило, имеют разрешающую способность 1200 dpi и выше, а также невысокую скорость вывода - 3-4 страницы в минуту. К наиболее важным функциональным возможностям принтеров относятся такие, как поддержка технологии повышения разрешающей способности, наличие масштабируемых шрифтов (PostScript, TrueType), объем оперативной памяти и т. п. Кроме лазерных принтеров существуют и так называемые LED-принтеры (Light Emitting Diode), которые получили свое название благодаря замене полупроводникового лазера в них "гребенкой" мельчайших светодиодов. Разумеется, в данном случае не требуется сложная оптическая система вращающихся зеркал и линз, что позволяет реализовывать более дешевые решения. В области светодиодных принтеров специализируется компания OKI. Большинство параметров лазерных принтеров аналогично соответствующим параметрам струйных и матричных моделей. Обычно дополнительно указывается ёмкость выходного лотка, а также максимальная загрузка. Последний параметр определяет эксплуатационную норму печати, превышение которой может привести к преждевременному выходу принтера из строя. Основными расходными материалами для лазерных принтеров являются картридж с тонером и светочувствительный барабан, в некоторых моделях объединенные в общий узел. В отличие от матричных, для лазерных моделей весьма важен объём буферной памяти (кроме принтеров начального уровня, работающих напрямую из графической системы Windows), поскольку лазерная технология требует предварительной подготовки (растрирования) всей страницы, чтобы процесс печати шел без остановок При недостатке памяти принтер либо отказывается печатать лист, либо автоматически снижает рабочее разрешение. Большинство моделей позволяют наращивать объём памяти до необходимых пределов. Принтеры с термопереносом восковой мастики Принцип работы принтера с термопереносом восковой мастики (thermal wax transfer) состоит в том, что термопластичное красящее вещество, нанесенное на тонкую подложку, попадает на бумагу именно в том месте, где нагревательными элементами (аналогами сопел и игл) печатающей головки обеспечивается должная температура. Основными составными частями печатающей головки термопринтера являются несколько крошечных нагревательных элементов, которые расположены примерно так же, как расположены иглы в обычном матричном ударном принтере: друг над другом в два ряда. Как у ударных матричных и струйных принтеров, печатающая головка термопринтера позиционируется только в горизонтальном направлении, а подача бумаги осуществляется в вертикальном (последовательные принтеры). Поскольку между печатающей головкой и бумагой механический контакт отсутствует, термопринтеры относятся к классу безударных устройств. Для цветной печати используются все рассмотренные выше технологии, применяемые для монохромной печати, а также технологии на основе термосублимации красителя (Dye Sublimation) или изменения фазы красителя (Phase-Change Ink-Jet), которые используются в дорогих и специализированных цветных принтерах, а также в некоторых фотопринтерах. Напомним, что RGB-модель цветообразования использует три цвета - красный (Red), зеленый (Green) и синий (Blue). Указанные цвета называются первичными, поскольку путем сложения соответствующего их количества можно получить любой другой цвет, вплоть до белого. RGB-модель цветообразования применяется во всех мониторах персональных компьютеров и называется также аддитивной (Addition - сложение). Печатающие устройства работают с другими первичными цветами и используют соответственно иную модель цветообразования - так называемую субтрактивную (Subtraction - вычитание). Первичными цветами для цветных принтеров являются зелено-голубой (Сyan), светло-пурпурный или малиновый (Magenta) и желтый (Yellow). Наложение двух из этих первичных цветов в данном случае дает красный, зеленый или голубой цвет, а смешение всех трех первичных цветов субтрактивной модели - черный цвет. В некоторых принтерах для получения истинно черного цвета используется отдельный черный краситель (Black), поэтому данная модель цветообразования называется также CMY или CMYK. Принтеры с термосублимацией красителя Принтеры с термосублимацией (Dye Sublimation) используют технологию, наиболее близкую к технологии термопереноса (см. Принтеры с термопереносом восковой мастики), только элементы печатающей головки нагреваются в данном случае уже до более высокой температуры. При сублимации переход вещества из твердого состояния в газообразное происходит, минуя стадию жидкости. Таким образом, порция красителя сублимирует с подложки и осаждается на бумаге или ином носителе. Комбинацией цветов красителей можно подобрать практически любую цветовую палитру. Данная технология используется только для цветной печати, а реализующие ее устройства имеют очень хорошие технические характеристики и стоят довольно дорого. К их основным преимуществам относятся практически фотографическое качество получаемого изображения и широкая гамма оттенков цветов без использования растрирования. Принтеры с изменением фазы красителя В основе работы устройств с изменением фазы красителя, или с твердым красителем (Phase Change Ink-Jet, или Solid Ink-Jet) лежит следующий принцип. Восковые стерженьки для каждого первичного цвета красителя постепенно расплавляются специальным нагревательным элементом и попадают в отдельные резервуары. Расплавленные красители подаются оттуда специальным насосом в печатающую головку, работающую обычно на основе пьезоэффекта. Капли воскообразного красителя на бумаге застывают практически мгновенно, но обеспечивают необходимое с ней сцепление. В отличие от обычной струйной технологии в данном случае не происходит ни просачивания, ни растекания, ни смешения красителей. Именно поэтому принтеры, использующие технологию с изменением фазы красителя, работают с любой бумагой. Качество цветов получается безупречным, к тому же допустима и двусторонняя печать. Устройство, позволяющее представлять выводимые из компьютера данные в форме рисунка или графика на бумаге, называют обычно графопостроителем, или плоттером (Plotter). Из этого определения, в частности, следует, что в качестве плоттера с успехом может использоваться соответствующий принтер. Первыми появились и традиционно широко используются перьевые плоттеры. Основной конкурент для них - струйные плоттеры, использующие более современную технологию печати. Существующие на сегодня перьевые плоттеры условно можно разделить на три группы:
Наиболее часто с персональными компьютерами используются первый и третий типы графопостроителей, которые рассчитаны на форматы бумаги A3 или A4. Тем не менее существуют планшетные графопостроители даже для формата A0. Барабанные плоттеры обычно применяются для вывода длинных непрерывных графиков, диаграмм и больших чертежей, что характерно обычно для задач, связанных, например, с САПР. Различные модели плоттеров могут иметь как одно, так и несколько перьев различного цвета (обычно 4-8). Перья бывают трех различных типов: фитильные (заправляемые чернилами), шариковые (аналог шариковой ручки) и с трубчатым пишущим узлом (инкографы). Для заправки последнего типа перьев применяется специальная тушь. Связь с компьютером плоттеры, как правило, осуществляют через последовательный, параллельный или SCSI-интерфейс. Некоторые модели графопостроителей оснащаются встроенным буфером (1 Мбайт и более). В настоящее время стандартом де-факто для планшетных графопостроителей являются устройства фирмы Hewlett-Packard. Кроме того, графический язык HP-GL (Hewlett-Packard Graphics Language) также стал фактическим стандартом в промышленности. Неплохими плоттерами считаются модели DXY от фирмы Roland. Помимо того, что все они совместимы с HP и HP-GL, данные модели используют и собственный графический язык DXY-GL. В плоттерах могут использоваться как специальные технологии (например, в электростатических),
так и технологии, хорошо знакомые по принтерам (термо-, лазерная, LED, струйная).
В настоящее время струйные устройства получают все большее распространение.
Например, плоттеры Hewlett-Packard семейства DesignJet формата А0 и А1 работают
в 4-5 раз быстрее, нежели их перьевые собратья. Используя два струйных чернильных
картриджа, струйный плоттер работает с разрешением не хуже 300 dpi и имеет два
режима: чистовой и эскизный. Применяемый в эскизном (черном) режиме алгоритм
позволяет почти вдвое сократить расход чернил. Обычно струйные плоттеры могут
эмулировать наиболее известные принтеры, например Epson 1050 и IBM ProPrinter
XL24E. Новые типы плоттеров оснащаются драйверами для большинства известных
САПР, для Windows и для большинства UNIX-платформ. Ссылки по теме: - Принтеры. Часть 2. Технологии печати Новости по теме:
- Компания PRINTRONIX предлагает услуги бесплатного обновления принтеров GEN 2 [04.10.2005] Автор
Георгий Долин |
|
Статьи |
Новости |
Файлы |
Словарь |
Форум |
Производители |
Товары и цены |
Каталог ссылок |
Доска объявлений |