Міністерство освіти і науки Ураїни

Тернопільський державний технічний університет імені Івана Пулюя

Кафедра комп’ютерних наук

Реферат

на тему:

“Принтери та сканери”

Виконала:

Ст. гр. ПКп-42

Урбанська Г.В.

Тернопіль, 2003

Технології друку

На сьогоднішній день існує три основні технології друку.

• Лазерна. Лазерний принтер працює в такий спосіб: на фоточуттєвому барабані за допомогою луча лазера створюється електростатичне зображення сторінки. Поміщений на барабан спеціально пофарбований порошок, називаний тонером, "прилипає" тільки до тієї області, що являє собою букви чи зображення на сторінці. Барабан повертається і притискається до листка паперу, переносячи на нього тонер. Після закріплення тонера на папері виходить готове зображення. Подібна технологія використовується в копіювальних апаратах. Аналогічно працюють і так звані светлодіодні принтери, що випускаються компаніями Okidata і Lexmark. Але замість лазера в них використовується масив зі світлодіодів.

• Струменево-чорнильна. У струминних принтерах іонізовані крапельки чорнил через сопла розпилюються на папір. Розпилення відбувається в тих місцях, де необхідно сформувати букви чи зображення.

• Матрична. У матричних принтерах використовується група круглих голок, що вдаряють по листі паперу через чорнильну стрічку. Ці голки зібрані в прямокутну сітку, називану матрицею. При натисканні визначених голок у матриці формуються різні символи чи зображення.

Найкращу якість друку забезпечують лазерні принтери, за ними слідують струминні, а потім матричні. Ціна на лазерні принтери постійно знижується, тому вони стають доступними широкому колу користувачів. Останнім часом струминні і матричні принтери стають більш спеціалізованими: струминні переходять у розряд основних пристроїв для кольорового друку, а також для ринку SOHO, а матричні призначаються в основному для недорогого друку (наприклад, у магазині для друку чеків). Сьогодні практично скрізь, за винятком спеціалізованих областей, застосовуються лазерні чи струминні принтери. У цій главі розглядаються основи технології друку, реалізовані в різних типах принтерів.

РОЗШИРЕННЯ

Термін розширення (resolution) використовується для опису контрастності і якості надрукованого зразка. В усіх розглянутих технологіях друку зображення створюється шляхом відтворення крапок на папері. Розширення принтера, а отже, і якість друку залежить від розміру і кількості цих крапок.

Розширення принтера звичайно вимірюють у крапках на дюйм (dots per inch - dpi); іншими словами, ця кількість окремих крапок, що може надрукувати принтер на лінії довжиною в один дюйм. У більшості принтерів розширення визначається двома напрямками - вертикальним і горизонтальним. Таким чином, під розширенням 300 dpi мається на увазі 300x300 крапок на одному квадратному дюймі. Принтер з розширенням 300 dpi може надрукувати 90 тис. крапок на квадратному дюймі паперу. Існують принтери, у яких розширення в двох напрямках відрізняються (наприклад, 600x1200 dpi). Такий принтер може надрукувати 720 тис. крапок на одному квадратному дюймі.

Для відображення деталей зображення 90 тис. крапок на квадратний дюйм може виявитися недостатньо, і при друці символів може проявитися ефект "зазубреності". Існує кілька способів поліпшення якості друку й усунення цього ефекту. Перший спосіб - це збільшення розширення. Практично всі сучасні лазерні принтери мають мінімальне розширення 600 dpi, а в моделях вищого класу воно може досягати 1200 dpi. Фотоскладальні автомати можуть друкувати з розширенням від 1200 до 2400 dpi. Збільшення розширення до 600 dpi дозволить усунути "зазубреність".

Ще одна перевага більш високого розширення друку - фотографічна якість отриманого зображення. Деякі моделі сучасних струминних принтерів при використанні спеціальних матеріалів (папір і чорнила) можуть друкувати зображення фотографічної якості (розширення 600 dpi і вище). Застосування спеціальних матеріалів дозволяє зменшити розмір крапки.

Поліпшити якість зображення можна шляхом зміни розміру крапки, не збільшуючи при цьому розширення. Цей метод уперше був запропонований фірмою Hewlett-Packard і одержав назву технологія поліпшення розширення (Resolution Enhancement Technology - RET). При використанні цієї технології крапки меншого розміру розміщуються в "кути", утворені великими крапками.

Існує ще один спосіб збільшити розширення зображення - інтерполяція (interpolation). Розширення принтера визначається не тільки розміром крапки, що друкується; більше розширення - це набагато більший об'єм даних, що повинен обробити принтер. Принтер з розширенням 600 dpi оперує 360 тис. крапок на квадратний дюйм, а з розширенням 300 dpi - 90 тис. крапок на квадратний дюйм.

Таким чином, більше розширення вимагає більшого обсягу вбудованої пам'яті. Деякі виробники принтерів збільшують розширення, не збільшуючи обсяг вбудованої пам'яті. Такий принтер може обробити зображення з розширенням 600 dpi, а потім інтерполювати (чи масштабувати) його до 1200 dpi. Інтерпольоване зображення виглядає краще отриманого з розширенням 600 dpi без інтерполяції, однак принтер з "щирим" розширенням 1200 dpi друкує більш якісні зображення, ніж принтер з аналогічним інтерпольованим розширенням. Збільшення "реального" розширення принтера приводить до підвищення його ціни. При покупці принтера звернете особливу увагу на зазначене виробником розширення: швидше всього , у документації на принтер приводиться інтерпольоване значення розширення.

Як працюють принтери

У кожному із трьох основних типів принтерів застосовуються різні методи створення зображення на папері і різні матеріали: порошковий тонер, рідке чорнило чи чорнильна стрічка. У наступних розділах мова йтиме про те, як створюється зображення на папері в кожному типі принтерів.

ЛАЗЕРНІ ПРИНТЕРИ

Процес друку документа на лазерному принтері складається з наступних етапів:

• підключення;

• обробка даних;

• форматування;

• растеризація;

• лазерне сканування;

• накладення тонера;

• закріплення тонера.

Для того щоб надрукувати документ, спочатку необхідно відправити завдання друку з комп'ютера на принтер. Для цього традиційно використовується паралельний порт комп'ютера, але окремі принтери можуть працювати і з послідовним портом. Деякі моделі принтерів підтримують обидва порти і можуть бути підключені до декількох комп'ютерів. Мережеві моделі принтерів, крім підтримки паралельного чи послідовного підключення, мають вбудований мережевий адаптер і можуть прямо підключатися до мережевого кабелю. Останнім часом стали з'являтися перші моделі з інтерфейсом USB для ринку SOHO.

При підключенні комп'ютера до принтера завдання друку відправляється на принтер. Однак потік даних може бути двонаправленим, тобто і принтер може посилати комп'ютеру контролюючі сигнали, що інформують його про припинення чи продовження передачі потоку даних. Звичайно встроєний у принтері обсяг пам'яті набагато менший завдання друку. При переповненні буфера принтер повідомляє комп'ютеру про припинення передачі даних. Як тільки сторінка буде надрукована, принтер продовжує зчитувати дані з буфера й інформує комп'ютер про поновлення передачі. Цей процес називається синхронізацією (handshaking). Для неї використовується спеціальний протокол.

СВІТЛОДІОДНІ ПРИНТЕРИ

Ці принтери розроблені фірмою Okidata і з'явилися на ринку як альтернатива лазерним принтерам. В обох типах принтерів для створення зображення на папері застосовуються ті самі принципи, за винятком пристрою, використовуваного для нейтралізації світлочутливого барабана. У лазерних принтерах для цього використовується лазер, а у світлодіодних (як випливає з назви) - масив світлодіодів.

По продуктивності і якості друку світлодіодні принтери не поступаються аналогічним моделям лазерних принтерів. Їх іноді називають "безлазерні лазерні принтери", а випускаються вони компаніями Okidata і Lexmark.

СТРУМЕНЕВІ ПРИНТЕРИ

Процеси інтерпретації даних при струминному і лазерному друку в основному подібні. Різниця полягає лише в тому, що струминні принтери мають менший обсяг пам'яті і менш могутню обчислювальну систему. Саме ця різниця поміщає їх у розряд пристроїв більш низького класу і вартості. Зменшення встановленої в принтері пам'яті приводить до того, що в таких принтерах використовуються буфери смуги замість буферів цілої сторінки. Однак існують і старші моделі струминних принтерів, у яких обсяг пам'яті й обчислювальні засоби не нижчі, ніж у лазерних.

Основна різниця між струминними і лазерними принтерами зв'язана з процесом формування зображення на листі паперу. Технологія, використовувана в струминних принтерах, набагато простіша, ніж у лазерних; для неї необхідні менш дорогі матеріали. Замість складного процесу, при якому тонер міститься на барабан, а потім переноситься на папір, у струминних принтерах рідке чорнило розпорошуються безпосередньо на папір - у ті місця, де в лазерному принтері формується масив із крапок. Спрощення процесу друку робить практично ідеальним застосування технології струминної друку в портативних принтерах.

В даний час існує два основних типи струминного друку: термічна і п'єзоелектрична. Ці терміни описують технологію розбризкування чорнила з картриджа через сопла. Картридж складається з резервуара з рідким чорнилом і невеликими (біля одного мікрона) отворами, крізь які чорнило виштовхується на папір. Кількість отворів залежить від розширення принтера і може коливатися від 21 до 256 на один колір. У кольорових принтерах використовуються чотири (чи більше) резервуари з різним кольоровим чорнилом (блакитний, пурпурний, жовтий і чорний). При змішуванні цих чотирьох кольорів можна відтворити практично будь-який колір. У деяких моделях принтерів використовується один картридж із трьома резервуарами з кольоровим чорнилом (блакитний, пурпурний і жовтий).

Термічний струминний друк

При термічному струминному друку чорнила в картриджі нагріваються до температури 400°С. При цьому вони закипають і утворюється чорнильна пара. Тиск у резервуарі зростає, і через сопла чорнило невеликими краплями розпорошується на папір.

Термічний тип - перший у технології струминної друку - залишається і донині досить популярним. Його часто називають "пухирцевим друком" через пухирці, що з'являються при кипінні чернил

П'єзоелектричний струминний друк

Цей тип струминного друку (відносно новий у порівнянні з термічним) володіє декількома явними перевагами. Замість нагрівання в цих принтерах використовується електричний заряд п'єзоелектричних кристалів усередині отворів у картриджі. Ці кристали змінюють свою форму в результаті електричного впливу, проштовхуючи чорнило крізь отвори.

Зміна температурного режиму в процесі струминного друку забезпечила наступні переваги. По-перше, зменшення температури дозволило підібрати такий склад чорнил, при якому вони не будуть розтікатися і розмазуватися. Підібрати склад чорнила, що зберігає свої властивості при високій температурі, дуже складно. По-друге, термін служби отворів, що розпорошують, при більш низькій температурі збільшується.

ПОРТАТИВНІ ПРИНТЕРИ

У портативних принтерах використовується дві різні технології створення зображення на папері. У моделях фірми Citizen застосовується ненаголошена термічна технологія з використанням спеціальної чорнильної стрічки і друкуючої голівки, що має 60 ячейок. Основним недоліком цих принтерів є обмежений ресурс чорнильної стрічки: 30 чорно-білих сторінок чи 5 кольорових, а також низьке розширення - максимум 360 dpi. Портативні принтери фірм Canon і Brother являють собою мініатюрну копію звичайних настільних струминних принтерів і забезпечують розширення 720 dpi і ресурс картриджа в кілька сотень сторінок.