Матричные принтеры — старейшие из ныне применяемых типов принтеров, их механизм был изобретён в 1964 году японской корпорацией Seiko Epson.

Изображение формируется печатающей головкой, которая состоит из набора иголок (игольчатая матрица), приводимых в действие электромагнитами. Головка передвигается построчно вдоль листа, при этом иголки ударяют по бумаге через красящую ленту, формируя точечное изображение.

Матричные принтеры появились в эпоху, когда никто всерьез и не задумывался о серьезной работе с графикой. Практически все компьютеры работали в символьном режиме. А это значит, что точно таким же узким набором стандартных печатных символов оперировал и принтер. Итак, по принципу работы матричный принтер во многом напоминает печатную машинку, и собственно, первые матричники отличались от нее разве что электронным управлением. В современном же принтере применяется печатающая головка с так называемыми иглами — очень тонкими «молоточками». Каждая из них закреплена на упругой пластине (держателе) на электромагните. При подаче тока магнит резко притягивaет пластину, приводя в движение и иглу. В свою очередь, игла бьет по красящей ленте. Таким образом происходит перенос краски с ленты и формирование точки на поверхности носителя (бумаги). Прекращение подачи тока на магнит приводит к тому, что упругий держатель иглы возвращает ее в исходное положение. Красящая лента, применяемая в матричных принтерах, представляет собой полоску плотной материи, пропитанной краской. Благодаря тому, что она не стоит на месте, а постоянно прокручивается, вся ее поверхность «выбивается» равномерно. Для повышения разрешения печать может производиться в несколько проходов со смещением головки в горизонтальном или вертикальном направлениях. Это классический принцип работы. Производители используют его с некоторыми усовершенствованиями, уменьшающими износ головки, а также шум. В основном, конечно, матричные принтеры были черно-белыми. Однако довольно скоро появились и их цветные коллеги, работавшие с многоцветной лентой. Достоинства этих принтеров определяются, в первую очередь, способностью работы с любой бумагой, а также низкой стоимостью печати и возможностью одновременной печати нескольких копий. Матричные принтеры были достаточно быстрыми - быстрее, чем многие из современных струйных принтеров. Недорогими в эксплуатации и - страшно шумными.

Между принципом действия термографических и точечно-матричных принтеров можно провести вполне определенную параллель. Отличия состоят лишь в том, что для нанесения точек в первых принтерах используется свойство некоторых материалов изменять свой цвет при нагревании (или расплавляться), а вместо обычных металлических игл применяются тонкие нагреваемые электроды. Таким образом, в термографических принтерах для формирования изображения на бумаге используется не удар, а нагрев.

Изготавливаемая по толстоплёночной технологии матрица головки для термопечати может иметь более высокое разрешение (до 200 точек на дюйм), однако инерционность и ряд других принципиальных ограничений процесса печати не позволяет существенно повысить скорость печати, обычно составляющую 40-120 символов в минуту.

Иногда эти устройства называют химическими принтерами, так как в них используется одноименная реакция, вызванная нагреванием.

Термографические печатающие устройства подразделяются на два типа:

• принтеры с прямым нагревом;

• принтеры с переносом.

В устройствах первого типа используется бумага со специальным химическим покрытием. Нагретый электрод непосредственно касается такой бумаги, и в результате химической реакции точка "проявляется", приобретая синий или черный цвет.

В принтерах второго типа используется специальная красящая лента, краситель которой, расплавляясь от касания нагретым электродом, переносится на бумагу отпечатывая точку.

Достоинство принтеров с передачей состоит в том, что им не требуется специальной бумаги, однако сама красящая лента довольно дорога.

Недостатком является относительно низкая яркость и контрастность изображения, необходимость использовать специальную бумагу, пропитанную термочувствительным красителем (реже - красящую ленту), малая номенклатура доступных типов бумаги.

 Достоинствами же термопринтеров является малый уровень шума при работе, компактность, надёжность, отсутствие заправляемых расходных материалов. Кроме весьма дорогостоящей бумаги, печатающее устройство не требует никаких эксплуатационных материалов при среднем качестве и скорости печати.

Струйная технология впервые была разработана в начале 60-х гг. годов учеными Стенфордского университета (США). Широко внедряться в печатающие устройства она стала только с конца 70-х гг. Первопроходцами в доведении научных разработок до коммерческого использования были фирмы IBM и Siemens AG. В настоящее время производится множество таких устройств, различающихся как принципом печати, так и техническими характеристиками.

Струйная технология печати, абстрагируясь от деталей, состоит в том, что изображение наносится на бумагу путем "выстреливания" (под давлением) красителя из крохотного сопла. Одно или несколько сопел устанавливаются на печатающей головке, которая аналогично точечно-матричным принтерам в процессе работы устройства перемещается относительно бумаги.

Различают два основных типа струйных принтеров:

• с непрерывной подачей красителя;

• с капельным микродозатором.

В устройствах первого типа формируется непрерывный поток из маленьких капель, которые заряжаются и, пролетая через электрическое поле, отклоняются в вертикальной плоскости пропорционально их заряду. Горизонтальное отклонение обеспечивается перемещением печатающей головки. Капли, которые не должны делать точку на бумаге, отклоняются в специальный желоб, по которому краска возвращается в резервуар для последующего использования. Отклонение капель может быть бинарным, при котором капля попадает либо в определенную точку по вертикали на бумаге, либо в желоб возврата. Такой принцип используется для печатающих головок с несколькими вертикально расположенными соплами. Имеются и устройства с мультиотклонением, используемым при недостаточном количестве сопел, в частности, когда печатающая головка имеет единственное сопло.

Принтеры второго типа (с капельным микро-дозатором) содержат матрицу или столбец вертикально расположенных сопел, и принцип формирования изображений в них аналогичен точечно-матричным печатающим устройствам. При горизонтальном движении печатающей головки из сопел в нужные моменты времени "выстреливаются" капли, которые попадают на бумагу. В этом случае отпадает необходимость отклонять поток капель.

Общий принцип действия струйной печати. Цилиндрический пьезоэлектрический кристалл плотно надет на резиновую трубку, заканчивающуюся соплом. При подаче напряжения на кристалл трубка обжимается и выбрасывает каплю чернил в сопло. Дроссель служит для того, чтобы при обжатии трубки чернила выбрасывались только в сопло, а не в резервуар с чернилами. Частота работы сопел составляет до 900 герц.

 

Типы печатающих головок.

Термические головки принтеров

Капелька чернил разогревается до температуры порядка 550 градусов по Цельсию в тончайшем канале, заканчивающемся дюзой (соплом), и под действием давления, вызванного нагревом, “выстреливается” на бумагу. На кончике дюзы поверхность чернил имеет форму пузырька, который под давлением лопается. Чернила, попадающие на бумагу, составляют до отрыва оболочку пузырька. После отключения нагревательного элемента, газ быстро конденсируется, уменьшаясь в объеме и втягивая в капилляр новую порцию чернил.

Проблемы струйной печати

Струйная технология печати порождает и ряд проблем, среди которых основной является проблема предотвращения засыхания чернил в соплах и одновременно с этим обеспечения быстрого их высыхания при попадании на бумагу. Она решается либо путем погружения сопел в резервуар с красителем, либо автоматизацией очистки сопел, либо благодаря использованию красителя, расплавляющегося при нагревании и затвердевающего при остывании. Последний способ решения проблемы представляется наиболее перспективным. Для его реализации достаточно подогреть сопла и, возможно, резервуар с красителем.

Для цветной печати, как правило, используются красители: желтый, голубой, малиновый и черный цвет. Попарное их смешение до нанесения капель на бумагу дает еще три цвета. Чтобы выйти за семицветное ограничение, струйные принтеры используют прием, известный как подмешивание: печать смежных (возможно, с наложением) точек разными цветами, которые глаз воспринимает как одноцветный блок. Однако из-за того, что подмешивание заменяет одну точку определенного цвета несколькими точками разных цветов, изображения, напечатанные методом подмешивания, получаются несколько размытыми.

Лазерные принтеры используют ксерографический (электрофотографический) метод печати, который также применяется в большинстве аппаратов копирования. В целом лазерный принтер - монохромное устройство. В настоящее время имеются и цветные лазерные принтеры, по сути представляющие собой конструктивное объединение нескольких лазерных принтеров.

Для вывода изображения на бумагу в лазерном принтере используется тонер - специальный порошок, который при нагревании спекается, прилипая к бумаге.

Слой фоточувствительного селена, нанесенный на алюминиевый барабан, в темном боксе аппарата получает равномерный положительный поверхностный заряд с помощью коронного разряда - напряжением 900 вольт со знаком "минус".. Этот фоточувствительный слой является изолятором в темноте и полупроводником при освещении.

Заряженный слой облучается микромощным полупроводниковым лазером, генерирующим тонкий световой луч, который, отражаясь от вращающегося зеркала, формирует электронное изображение на светочувствительном фотоприемном барабане, которому предварительно сообщается некий статический заряд. Для получения изображения лазер должен включаться и выключаться, что обеспечивается специальной управляющей электроникой принтера. Вращающееся зеркало служит для разворота луча лазера на новую строку, формируемую на поверхности печатающего барабана.

Когда луч лазера попадает на предварительно заряженный барабан, заряд "стекает" с освещенной поверхности, статический потенциал возрастает до -200 (был -900). Таким образом, освещаемые и не освещаемые лазером участки барабана имеют разный заряд. После формирования каждой строки специальный прецизионный шаговый двигатель поворачивает барабан так, чтобы можно было формировать следующую строку. Это смещение равно разрешающей способности принтера и может составлять, например, 1/300, 1/600 или 1/1200 дюйма.

Когда изображение на барабане построено, он осыпается тонером. Для этого используется так называемый барабан-девелопер - полый внутри дюралевый цилиндр с ферромагнитным сердечником. Частички тонера, обладая слабо выраженными магнитными свойствами, прилипают к цилиндру очень тонким слоем. Цилиндр прокатывается по фотобарабану, в результате чего на нем, в местах повышенного статического потенциала (там, где побывал луч лазера), остаются частички тонера.

Синхронно с вращением барабана, при помощи блока подающих валиков, внутрь принтера перемещается обычная бумага. Ей сообщается равномерный заряд, в результате чего, при прокатке через фотобарабан, на ней оседает абсолютное большинство частиц тонера, находившихся ранее на барабане. Таким образом, на бумаге появилось изображение - пока еще не закрепленное, поскольку частицы тонера держатся на листе только лишь благодаря заряду.

Для закрепления изображения используется так называемый фузор, в народе именуемым "печкой". Он представляет собой совокупность двух роликов: верхний выполнен из металла, имеет внутри нагревательный элемент, a cверху покрыт тефлоном - чтобы тонер не прилипал. Нижний изготавливаете из термостойкой резины. Во время прокатывания листа между этим валиками, нанесенный ранее тонер плавится и получает надежное сцепление с бумагой. Очевидно, что далеко не все частицы, попавшие на фотобарабан, переносятся на бумагу. Оставшиеся удаляются специальным роликом очистки.

Картинка формируется лазерным лучом на фоточувствительном слое в виде узора точек. Типовая разрешающая способность современных лазерных принтеров 600 точек/дюйм (24 точки/мм, точнее 23.6 точек/мм). Это обеспечивает очень высокое качество для текста и любой графики. Трудности возникают лишь при выводе больших черных поверхностей. В современных принтерах плотность печати доведена до 1200 точек/дюйм, что превышает качество типографской печати. Органичение в разрешающей способности в обычных лазерных принтерах с одним отклоняющимся лучом связано с различной формой пятна в центре барабана (круг) и на краях (эллипс).

цветной лазерный принтер подобен черно-белому.

Для печати за один проход по бумаге используются гибкая светочувствительная лента, покрытая слоем селена, и лента переноса, на которой формируются изображения для всех четырех цветов.

Изображение, сформированное на ленте переноса, переносится на бумагу и затем закрепляется нагреванием.

Устройства, выполняющие функции вывода графической информации, получаемой в системах автоматизированного проектирования (например, чертеж, полученный в АutoCAD) на бумажный и некоторые другие виды носителей, называются графопостроителями, или плоттерами (от англ. plotter – термин, который, как и многие другие англоязычные термины, уже почти вытеснил русскоязычный аналог).

Назначение графопостроителей - высококачественное документирование чертежно-графической информации.

Графопостроители можно классифицировать следующим образом:

• по способу формирования чертежа - с произвольным сканированием и растровые;

• по способу перемещения носителя - планшетные, барабанные и смешанные (фрикционные, с абразивной головкой).

• по используемому инструменту (типу чертежной головки) - перьевые, фотопостроители, со скрайбирующей головкой, с фрезерной головкой.

Результат работы графопостроителей состоит в установлении головки в требуемую позицию, маркировании позиций и/или их соединение линиями.

Требуемые координаты задаются в 2D координатной системе, большей частью это XY-система.

Монито́р — конструктивно законченное устройство, предназначенное для визуального отображения информации.

Современный монитор состоит из экрана (дисплея), блока питания и плат управления, корпуса. Информация для отображения на мониторе поступает с электронного устройства, формирующего видеосигнал (в компьютере — видеокарта). В качестве монитора в некоторых случаях может применяться и телевизор.

Классификация мониторов

По виду выводимой информации

алфавитно-цифровые [система текстового (символьного) дисплея (character display system) — начиная с MDA][1]

дисплеи, отображающие только алфавитно-цифровую информацию

дисплеи, отображающие псевдографические символы

интеллектуальные дисплеи, обладающие редакторскими возможностями и осуществляющие предварительную обработку данных

графические, для вывода текстовой и графической (в том числе видео) информации.[1]

векторные (vector-scan display)

растровые (raster-scan display) — используются практически в каждой графической подсистеме PC; IBM назвала этот тип отображения информации (начиная с CGA) отображением с адресацией всех точек (All-Points-Addressable, APA), — в настоящее время дисплеи такого типа обычно называют растровыми (графическими)[1], поскольку каждому элементу изображения на экране соответствует один или несколько бит в видеопамяти