Глава 5

ПЕРИФЕРИЙНЫЕ УСТРОЙСТВА:

ВВОД-ВЫВОД ТЕКСТОВОЙ

И ГРАФИЧЕСКОЙ ИНФОРМАЦИИ

В настоящей главе рассматриваются устройства, предназначен­ные для ввода-вывода в пакетном режиме (страницами, рулонами и другими крупными блоками информации).

В основном речь пойдет о вводе-выводе графической информа­ции. За редким исключением, большинство современных устройств пакетного ввода-вывода предназначаются именно для работы с этим типом информации. При этом можно утверждать, что принтеры и сканеры - это, как правило (хотя есть и исключения), устройства для работы с растровой информацией. Плоттеры и дигитайзеры предназначены для обработки векторной графической информации.

1. Принтеры

Принтер  устройство для вывода текстовой или графической информации на различные твердые носители. Существует несколь­ко типов принтеров: матричные, струйные, лазерные, твердочернильные, термосублимационные и т. д.

Принтеры ударного типа (impact printer)

Принтеры ударного действия, или impact-принтеры, создают изображение путем механического давления на бумагу через ленту с красителем. В качестве ударного механизма применяются либо шаб­лоны символов (механизм печатающей машинки), либо иголки, конструктивно объединенные в матрицы.

Барабанные построчные принтеры. Первые модели печатающих устройств для вывода информации конструктивно представляли со­бой модернизированные варианты электрических пишущих машинок и применялись в 60- и 70-х гг. в основном для диалогового вво­да-вывода небольшого количества данных.

Основным типом устройств для вывода массовой информации в те времена были построчные печатающие устройства барабанного типа (рис. 5.1, а), использующие механизм, состоящий из символь­ного барабана, красящей ленты, системы продвижения перфориро­ванной бумажной ленты (обычно рулонной либо сфальцованной в стопу) и ударных пуассонов.

На символьном барабане размещены выпуклые изображения сим­волов (обычно строками по 120 одинаковых символов). При вращении барабана символы проходят между бумагой, красящей лентой и пуассоном. Удар пуассона, синхронизированный с прохождением требуе­мого символа, оставляет на бумаге отпечаток. Одна строка, таким об­разом, печатается за один оборот символьного барабана, что обеспечи­вает весьма высокое быстродействие (5-20 строк в секунду).

Матричные принтеры. В матричных принтерах (dot matrix printer) изображение формируется иголками, расположенными в го­ловке принтера, и обычно активизируется электромагнитным мето­дом (рис. 5.1, б). Каждая ударная иголка приводится в движение не­зависимым электромеханическим преобразователем на основе соле­ноида. Головка двигается по горизонтальной направляющей и управляется шаговым двигателем. Обычно печать выполняется как при прямом, так и при обратном проходе печатающей головки. Бу­мага продвигается с помощью вала, а между бумагой и головкой принтера располагается красящая лента. У большинства моделей принтеров красящая лента заключена в специальный пластмассо­вый корпус, называемый картриджем, который различается по ве­личине и форме для различных моделей (рис. 5.1, в). Красящая лента находится внутри корпуса картриджа в виде бесконечной ленты Мебиуса.

Качество печати матричных принтеров определяется количест­вом иголок в печатающей головке (рис. 5.2).

В головке 9-игольчатого принтера находятся 9 иголок, которые, как правило, располагаются вертикально в один ряд. Диаметр одной иголки около 0,2 мм. Благодаря горизонтальному движению голов­ки принтера и активизации отдельных иголок напечатанный знак образует как бы матрицу, причем отдельные буквы, цифры и знаки «заложены» внутри принтера (точнее, драйвера) в виде бинарных кодов. Для улучшения качества печати каждая строка пропечатывается 2 раза, при этом увеличивается время процесса печати и имеет­ся возможность смещения при втором проходе отдельных точек, со­ставляющих знаки. Качество печати 9-игольчатых принтеров остав­ляет желать лучшего, но для распознавания букв этого достаточно (подобные принтеры до сих пор применяются, например, при печа­ти железнодорожных билетов). Дальнейшим развитием 9-игольчато­го принтера являлся 18-игольчатый принтер, который имел два ряда по 9 иголок.

В 24-игольном принтере, ставшем современным стандартом матричных принтеров, иголки располагаются в два ряда по 12 штук так, что они в соседних рядах сдвинуты по вертикали. За счет этого точки при печати изображений перекрываются. В 24-игольчатых принтерах имеется возможность перемещения головки дважды по одной и той же строке, что обеспечивает печать на уровне машино­писного качества LQ (Letter Quality).

Некоторые модели 24-игольчатых матричных принтеров облада­ют возможностью цветной печати за счет использования многоцвет­ной красящей ленты с цветами CMYK.

К числу несомненных преимуществ матричных принтеров отно­сится возможность печати одновременно нескольких копий доку­мента с использованием копировальной бумаги. Существуют специ­альные матричные принтеры для одновременной печати пяти и бо­лее экземпляров, которые предназначены для эксплуатации в промышленных условиях и могут печатать на карточках, сберега­тельных книжках и других носителях из плотного материала. Кроме того, многие матричные принтеры оборудованы стандартными на­правляющими для обеспечения печати в рулоне и механизмом авто­матической подачи бумаги, с помощью которого принтер самостоя­тельно заправляет новый лист (sheet feeder).

Достоинствами матричных принтеров являются: дешевизна рас­ходных материалов; долговечность работы; низкая себестоимость печати (один отпечатанный на матричном принтере лист стоит в 20-30 раз дешевле, чем у принтеров других типов); относительная дешевизна матричных принтеров формата A3.

Матричные принтеры обеспечивают скорость печати до 400 знс (знаков в секунду, или cps - characters per second), обладают разре­шением 360 × 360 тнд (точек на дюйм, dpi).

Существенным недостатком матричных принтеров как принте­ров ударного действия является шум, который достигает 58 дБ. Для устранения этого недостатка в отдельных моделях предусмотрен так называемый тихий режим (Quiet Mode), однако такое понижение шума приводит к снижению скорости печати в 2 раза. Другое на­правление борьбы с шумом матричных принтеров связано с исполь­зованием специальных звуконепроницаемых кожухов.

Струйные принтеры

Главным элементом струйного принтера является печатающая головка, состоящая из сопел, к которым подводятся чернила. Число сопел находится в диапазоне от 16 до 64, а иногда достигает нескольких сотен (рис. 5.3). Чернила подаются к соплам за счет капиллярных свойств и удерживаются от вытекания за счет сил поверхностного натяжения жидкости. В головку встроен специальный механизм, позволяющий выбрасывать из сопла микроскопическую капельку чернил. Печатающая головка при печати перемещается поступательно слева направо, отпечатав строку, передвигается вниз по листу. Работают эти принтеры практически бесшумно. Благодаря высокой скорости по­лета капель допускается использовать поверхности с сильными не­ровностями и в зависимости от требований к качеству печати раз­мещать их на расстоянии 1-2 см от сопла-распылителя. В результа­те можно наносить маркировку, например данные о сроке годности товара на картонные коробки, бутылки, консервные банки, кури­ные яйца или кабели. Эту технологию печати нетрудно узнать по точкам, кажущимся неравномерными и как бы обтрепанными. В за­висимости от устройства этого механизма различают принадлеж­ность принтера к тому или иному классу.

Струйные принтеры подразделяются на устройства непрерывного действия (continuous drop) и дискретного (drop-on-demand) дейст­вия. Ввиду менее высокой цены более распространенными являют­ся принтеры второго типа, в свою очередь, подразделяющиеся на следующие основные:

• пьезоэлектрические (piezo-ink) - Epson, Brother;

• пузырьковые (bubble-jet) - Hewlett-Packard, Canon, Lexmark. Каждый из этих двух способов по-своему привлекателен, однако каждый из них не свободен и от недостатков.

Пьезоэлектрическая технология дешева, отличается надежностью (так как не используется высокая температура). Этот способ управ­ления менее инерционен, чем нагрев, что позволяет повысить ско­рость печати.

Пузырьковая (термическая) технология связана с высокой температурой. При высокой температуре нагреватель со временем покрывается слоем нагара, поэтому в принтерах, использующих эту технологию, печатающая головка довольно часто выходит из строя. Достоинством этого типа принтеров является долговечность (исключая печатающие головки, которые быстро изнашиваются и заменяются вместе со сменой чернильного картриджа), а недостатком - низкая резкость получаемых отпечатков.

Печатающие устройства с пьезоэлектрическими исполнительны­ми механизмами. Для реализации пьезоэлектрического метода в ка­ждое сопло установлен пьезокристалл, связанный с диафрагмой (рис. 5.4, а). Под воздействием электрического заряда происходит деформация пьезоэлемента. При печати находящийся в трубке пьезоэлемент, сжимая и разжимая трубку, наполняет капиллярную сис­тему чернилами. Чернила, которые отжимаются назад, перетекают обратно в резервуар, а чернила, которые выдавились наружу, обра­зуют на бумаге точки.

Пьезоэлектрические трубки. В 1977 г. был продемонстрирован первый струйный принтер с дозированным выбросом красителя. Он был оснащен двенадцатью соплами-распылителями и печатал почти бесшумно со скоростью 270 знс. В принтере Siemens в качестве электромеханического преобразователя использовалась пьезоэлектрическая трубка, помещенная в канал литой пластмассы. Все каналы заканчиваются пластиной с калиброванны­ми отверстиями для распыления, расположенной на передней сто­роне устройства.

Пьезопластины. В начале 1985 г. компания Epson предста­вила первый из своих пьезопланарных струйных принтеров.

Вместо пьезоэлектрических трубочек, как у Siemens, в печатаю­щих головках Epson, выполненных из структурированных стеклян­ных пластинок, укреплены небольшие пьезопластинки.

В 1987 г. компания Dataproducts предложила другой принцип использования пьезоэлектриков для струйной печати, основанный на применении пластинчатого пьезопреобразователя. Согласно это­му методу пьезопреобразователь, представляющий собой длинную плоскую пластинку (ламель), размещается позади небольшого ре­зервуара с красителем. При воздействии на ламель импульсов на­пряжения ее длина немного меняется, что приводит к всплескам давления внутри резервуара, которые, в свою очередь, выталкивают капли из сопла-распылителя.

Пластинчатые пьезопреобразователи сочетают в себе преимуще­ства как плоских, так и трубчатых систем - высокую частоту рас­пыления и компактную конструкцию.

Печатающие устройства с термографическими исполнительными механизмами. Метод газовых пузырей базируется на термической технологии (рис. 5.4, б). Каждое сопло оборудовано нагреватель­ным элементом, который при пропускании через него тока за не­сколько микросекунд нагревается до температуры около 500 °С. Возникающие при резком нагревании газовые пузыри выталкивают через выходное отверстие сопла порцию (каплю) жидких чернил, которые переносятся на бумагу. При отключении тока нагреватель­ный элемент остывает, паровой пузырь уменьшается и через вход­ное отверстие поступает новая порция чернил.

Если пьезоэлектрические печатающие механизмы приходилось с большим или меньшим трудом собирать из множества отдельных деталей, то пузырьково-струйные печатающие головки, представ­ляющие собой кристаллы на кремниевых подложках, изготавлива­лись по тонкослойной технологии сотнями.

При тонкослойной технологии применяются в принципе те же производственные процессы, что и при изготовлении интегральных схем. Каналы подачи красителя, сопла-распылители, исполнитель­ные механизмы и токоподводящие шины создаются при поочеред­ном нанесении слоев на подложки, например способом ионно-лучевого напыления, и последующем структурировании этих слоев.

Поскольку головки струйно-пузырьковой термопечати изготавливаются по тому же принципу, что и интегральные микросхемы очевидна возможность интеграции последних в печатающие кри­сталлы. Первый шаг в этом направлении сделала фирма Canon, встроив в печатающие головки своих принтеров транзисторную матрицу. Примеру Canon последовала компания Xerox, выпустив­шая в 1993 г. модель пузырьково-струйного принтера с головкой, оборудованной 128 распылителями, и полностью интегрированным последовательно-параллельным преобразователем.

Процесс функционирования пузырьково-струйного сопла-рас­пылителя иллюстрируется рис. 5.4, б. Сначала сильный импульс на­пряжения длительностью 3-7 мкс подается на крохотный нагрева­тельный элемент, который мгновенно накаляется до 500 °С. На его поверхности температура превышает 300 °С. Мощность нагрева на­столько велика, что при увеличении длительности импульса напря­жения всего лишь на несколько микросекунд нагревательный эле­мент моментально бы разрушился. В тонкой пленке над нагреватель­ным элементом начинают кипеть чернила, и через 15 мкс образуется закрытый пузырек пара высокого давления (до 10 бар). Он выталки­вает каплю чернил из сопла-распылителя, причем скорость полета капли достигает 10 м/с и более. Затем через 40 мкс пузырек, соеди­нившись с атмосферой, опять опадает, однако пройдет еще 200 мкс, пока новая порция чернил не будут засосана из резервуара.

Пузырьково-струйные печатающие устройства делятся на две группы. Головка Edgeshooter, как становится ясно уже из названия, разбрызгивает чернильные капли перпендикулярно к направлению образования пузырьков. В головке Sideshooter, где пластина с соплами-распылителями находится поверх нагревательных элементов и каналов подачи чернил, пузырьки и капли движутся в одном направлении. Поскольку края сопел-распылителей в головках типа Sideshooter сделаны из однородного, а не из различных материалов, как в Edgeshooter, процесс изготовления распылителей с отверстия­ми определенного размера для Sideshooter значительно проще, чем для головок Edgeshooter. Кроме того, приходится учитывать неоди­наковое смачивание разнородной поверхности головки Edgeshooter.

Требования к качеству чернил для любых систем струйной термопечати значительно выше, чем в пьезосистемах. Принцип функционирования и высокие температуры обусловливают применение только смешанных растворимых красителей на водяной основе. Красители должны соответствовать ряду требований:

• быть химически нейтральными к материалам, из которых из­готовлен механизм;

• не образовывать отложений в каналах и распылителях, а также не расслаиваться;

• храниться в течение длительного времени;

• обладать определенными показателями плотности, вязкости и поверхностного натяжения при температурах 10...40 °С;

• не служить питательной средой для размножения бактерий и водорослей;

• не содержать ядовитых или канцерогенных веществ и не возгораться.

Красители для струйной термопечати также должны образовы­вать пузырьки пара без отложения осадков и выдерживать кратко­временное нагревание до 350 °С.

Печатающие головки могут конструктивно объединяться с чер­нильным картриджем и заменяться одновременно с ним, а могут быть установлены в принтере постоянно - при этом заменяется только картридж. Каждый из этих вариантов имеет свои достоинст­ва и недостатки. Казалось бы, что чернильная емкость без печатаю­щей головки должна стоить намного дешевле, чем в комбинации с печатающей головкой. На деле этого не происходит и заметного удешевления эксплуатации при постоянно установленной в принте­ре печатающей головке не наблюдается. В то же время легко сме­няемая печатающая головка позволяет легко выйти из затруднений, связанных с засыханием чернил в ее каналах. Для того чтобы умень­шить риск засыхания чернил в каналах головки, предусматривается специальное положение парковки. В большинстве принтеров преду­смотрена функция очистки сопел. Тем не менее все это не дает пол­ной уверенности, что при эксплуатации печатающую головку не придется менять.

Головка вместе с емкостями для чернил закрепляется на карет­ке, которая по направляющей совершает возвратно-поступательное движение поперек листа бумаги. Хотя способ объединения печатаю­щей головки и емкости для чернил конструктивно наиболее прост и в силу этого получил самое широкое распространение, он не явля­ется оптимальным. Дело в том, что каретка должна достаточно бы­стро двигаться, а также достаточно быстро изменять направление движения, ибо скоростью ее движения определяется скорость печа­ти. Для этого подвижная каретка должна быть малоинерционной, т. е. иметь возможно меньшую массу, и с этой целью уменьшают объем емкости для чернил. Поэтому предпочтительнее оказывается размещение емкости для чернил на неподвижной части принтера, а подачу чернил к печатающим головкам осуществлять с помощью специальных трубопроводов.

Такая система позволяет повысить скорость печати и одновре­менно увеличить емкости для чернил, однако система трубопрово­дов конструктивно столь сложна, что такая конструкция использу­ется редко.

Конструктивно устройство для подачи бумаги выполняется раз­лично в разных типах принтеров, однако существуют две основные схемы.

Схемы с верхней подачей бумаги требуют наличия достаточной зоны обслуживания сверху корпуса принтера, поэтому такие прин­теры мало пригодны для установки в нишах с ограниченной высо­той. Расположенный снизу приемный лоток часто делается откидным, а иногда и вовсе отсутствует. При таком устройстве принтер занимает меньше места на рабочем столе, что иногда немаловажно. Такая конструкция используется в принтерах Epson, Canon.

В схемах с нижней подачей приемный лоток располагается над подающим, что обеспечивает большее удобство при эксплуатации. Такая схема расположения лотков характерна для большинства, струйных принтеров, выпускаемых под торговой маркой HP. Heнужность верхней зоны обслуживания позволяет устанавливать этот принтер в нишах ограниченной высоты, равной высоте принтера. К недостаткам таких принтеров следует отнести то, что они занимают больше места на рабочем столе.

Цветные струйные принтеры. Цветные струйные принтеры имеют более высокое качество печати по сравнению с игольчатыми цветными принтерами и меньшую стоимость по сравнению с лазерными.

Печать цветных изображений на струйных принтерах происходит путем смешения четырех основных цветов - голубого, пурпурного, желтого и черного. В дорогих моделях принтеров используются дополнительно два цвета - либо светло-голубой и светло-пурпурный, либо оранжевый и зеленый (такие модели называют также, фотопринтерами и отличаются повышенным качеством цветопере­дачи). Хороший струйный фотопринтер представляет собой приемлемую альтернативу дорогим цветным лазерным устройствам.

Отметим, что цветные струйные принтеры очень критичны к качеству бумаги, поэтому здесь следует придерживаться рекоменда­ций производителя принтера. Наивысшее качество струйной печати достигается на специальной фотобумаге, отличающейся достаточно высокой ценой.

Разрешение цветного принтера соответствует числу физических точек черного либо одного из основных цветов, наносимых на бума­гу. Для печати промежуточных оттенков принтер прибегает к растрированию полутонов. С точки зрения пользователя это означает, что только 1-битовое черно-белое (либо бело-голубое, пурпурно-бе­лое, желто-белое) изображение (bitmap) без полутонов может быть напечатано с разрешением, равным заявляемому разрешению прин­тера, а полутоновое изображение должно иметь разрешение в 6-8 раз лучшее. Иначе говоря, для качественной струйной печати полутонового или цветного изображения с разрешением 120 тнд не­обходим принтер с разрешением 720 тнд, а для изображения с разре­шением 180 тнд - принтер на 1440 тнд. Заметим, что реальное фи­зическое разрешение головок принтеров Epson составляет 720 тнд (1440 у высших моделей), а за счет половинного перемещения голов­ки достигается разрешение 1440 × 720 тнд (соответственно у высших моделей 2880 × 1440 тнд).

Фотоэлектронные печатающие устройства

Фотоэлектронные способы печати основаны на освещении за­ряженной светочувствительной поверхности промежуточного носи­теля и формировании на ней изображения в виде электростатиче­ского рельефа, притягивающего частицы красителя, которые далее переносятся на бумагу.

Для освещения поверхности промежуточного носителя исполь­зуют:

• в лазерных принтерах - полупроводниковый лазер;

• в светодиодных - светодиодную матрицу;

• в принтерах с жидкокристаллическим затвором - люминесцентную лампу.

Лазерные принтеры. Эти устройства обеспечивают более высокое качество, чем струйные принтеры. Наиболее известными фирма­ми-разработчиками лазерных принтеров являются Hewlett-Packard, Lexmark, Epson, Canon, Toshiba, Ricoh.

Принцип действия лазерного принтера основан на методе сухо­го электростатического переноса изображения, предложенном Ч. Ф. Карлсоном в 1939 г. и используемом также в копировальных аппаратах (рис. 5.5).

Функциональная схема лазерного принтера приведена на рис. 5.5, б. Основным элементом конструкции лазерного принтера является вращающийся барабан, служащий промежуточным носи­телем, с помощью которого производится перенос изображения на бумагу. Принтер является постраничным, т. е. формирует для печа­ти полную страницу. Барабан представляет собой цилиндр, покрытый тонкой пленкой светопроводящего полупроводника (оксид цинка или селен). По поверхности барабана равномерно распреде­ляется статический заряд, это обеспечивается с помощью тонкой, проволоки или сетки, называемой коронирующим проводом.

Лазер, управляемый микроконтроллером, генерирует тонкий световой луч, отражающийся от вращающегося зеркала. Развертку изображения происходит так же, как и в телевизионном кинескопе: есть движение луча по строке и кадру. С помощью вращающегося зеркала луч скользит вдоль барабана и изменяет его электрический заряд в точках падения. Размер заряженной точки зависит от фоку­сировки луча лазера с помощью объектива. Для некоторых типов принтеров в процессе подзарядки потенциал поверхности барабана изменяется с 900 до 200 В. Таким образом, на барабане, промежу­точном носителе, возникает скрытая копия изображения в виде электростатического рельефа.

На следующем этапе на фотонаборный барабан наносится то­нер - краска, состоящая из мельчайших частиц. Под действие статического заряда эти частицы притягиваются к поверхности ба­рабана в точках, подвергшихся экспозиции, и формируют изобра­жение в виде рельефа красителя.

Бумага втягивается из подающего лотка и с помощью системы; валиков перемещается к барабану. Перед подходом к барабану бу­маге сообщается статический заряд. Затем бумага соприкасается с барабаном и притягивает благодаря своему заряду частички тонера, нанесенные ранее на барабан.

Для фиксации тонера страница вновь заряжается и пропуска­ется между двумя роликами с температурой около 180 °С. После окончания печати барабан полностью разряжается, очищается от прилипших лишних частиц, готовясь для печати следующей стра­ницы.

Цветное изображение с помощью лазерного принтера получается по стандартной схеме CMYK, используемой также в струйных принтерах. Это фактически четыре черно-белых аппарата с одним общим фотобарабаном. В цветном лазерном принтере изо­бражение формируется на светочувствительной фотоприемной лен­те последовательно для каждого цвета (голубой, пурпурный, желтый и черный), имеются четыре емкости для тонеров и от двух до четы­рех узлов проявления (рис. 5.6).

В более старых аппаратах краски каждого из базовых цветов последовательно наносились на фотобарабан и бумагу, в результате лист печатался за четыре прогона. В более современных цветных принтерах краски наносятся отдельными прогонами только на бара­бан, а на бумагу с него переносятся все сразу.

Цветные лазерные принтеры оборудованы большим объемом памяти, процессором и, как правило, собственным винчестером. На винчестере располагаются образцы шрифтов и специальные про­граммы, которые управляют работой, контролируют состояние и оптимизируют производительность принтера.

Характеристики

Уровень шума лазерного принтера составляет в среднем 40 дБ, причем в режиме off-line это значение меньше.

Разрешение лазерного принтера по горизонтали и по верти­кали зависит от следующих факторов. Вертикальное разрешение определяется шагом вращения барабана и в основном ¹/₃₀₀ - ¹/₆₀₀ дюй­ма. Горизонтальное разрешение определяется числом точек в одной строке и ограничено точностью фокусировки лазерного луча. Мно­гие модели лазерных принтеров имеют «несимметричное разрешение», например 1200 × 600 тнд: точность перемещения лазерного луча составляет ¹/₁₂₀₀ дюйма, а шаг вращения барабана ¹/₆₀₀ дюйма.

Скорость печати лазерного принтера измеряется в страни­цах в минуту и для обычных принтеров находится в диапазоне от 4 до 8 стр./мин. При печати сложных графических изображений скорость печати лазерного принтера снижается. Высокопроизводитель­ные сетевые принтеры обеспечивают скорость печати более 20 стр./мин. Скорость печати лазерного принтера зависит от сле­дующих факторов: времени механической протяжки бумаги, скорости обработки данных, поступающих от ЭВМ, и формирования рас­тровой страницы для печати. Как правило, лазерный принтер осна­щен собственным процессором. Скорость печати определяется не только работой процессора, но и существенно зависит от объема па­мяти, которой оборудован принтер.

Память лазерного принтера, который обрабатывает информа­цию постранично, должна обеспечивать большое количество вычис­лений. Например, при разрешении 300 × 300 тнд на странице фор­мата А4 насчитывается почти 9 млн. точек, а при разрешении 1200 × 1200 - более 140 млн. Минимальной величиной памяти ла­зерного принтера считается 1 Мбайт, а в основном используют память от 2 до 4 Мбайт, причем цветные лазерные принтеры обладают еще большей памятью.

Интерфейс более мощных лазерных принтеров выполнен в виде соединителя параллельного порта, называемого С-порт и отли­чающегося от обычного разъема Centronics более плотным расположением контактов, длиной кабеля, которая может составлять до 10 м, и лучшими возможностями двунаправленной скоростной передачи данных. При этом имеется возможность использования стандартного разъема Centronics. В отдельных моделях применяется беспроводный интерфейс на основе инфракрасных приемопередат­чиков. В противоположность другим периферийным устройствам принтер практически всегда подсоединяется к ПК.

Язык принтера является для него тем же, чем для ПК - командный язык ОС. Набор команд языка принтера обычно содержится в ROM принтера и соответственно интерпретируется его ЦП. Наиболее распространенными языками для лазерных принтеров яв­ляются: PCL6 PCL (Printer Control Language версии 6), HP-GL (Hewlett-Packard Graphic Language), PostScript - стандартизованный язык описания страниц, предполагает наличие соответствующего аппаратного обеспечения. К числу его преимуществ относится то, что значительная часть информации, которую должен печатать принтер, передается в математической форме.

Светодиодные принтеры, или LED-принтеры (Light Emitting Diode), основаны на том же принципе действия, что и лазерные. Конструктивным различием является то, что барабан освещается не лучом лазера, развертка которого обеспечивается с помощью меха­нически управляемых зеркал, а неподвижной диодной строкой, со­стоящей из 2500 светодиодов, которая описывает не каждую точку, а целую строку. На основе этой технологии работают принтеры фир­мы OKI.

В принтерах с жидкокристаллическим затвором в качестве источника света служит люминесцентная лампа. Свет лампы управля­ется жидкокристаллическим затвором, прерывателем света, который выполняет команды драйвера. Скорость печати такого принтера ог­раничена скоростью срабатывания жидкокристаллического затвора и не превышает 9 листов в секунду.

Принтеры других технологий

Несмотря на то, что лазерные и струйные принтеры доминируют на рынке, существуют и другие технологии печати. Технология твердых чернил занимает значительную долю рынка, так как предла­гает продукцию хорошего качества в широком ассортименте, в то время как термовоск и сублимация красок играют важную роль в специализированных областях печати (рис. 5.7).

Твердые чернила. Твердочернильные (Solid Ink) принтеры были разработаны в попытке устранить основные недостатки цветных ла­зерных принтеров, а именно низкую скорость печати за счет совер­шения четырех проходов барабана по бумаге. Отпечаток, сделанный на твердочернильном принтере, получается немного зернистым из-за физических свойств красителя (как правило, это окрашенный воск), зато очень насыщенным и хорошо передающим полутона. Ти­пичными представителями этого типа являются устройства Tektronix фирмы Xerox.

Восковые чернильные палочки расплавляются, а затем смесь впрыскивают на передающий барабан, откуда она через отверстия попадает на бумагу, где практически мгновенно застывает (в этом состоит их существенное отличие от струйных принтеров, в которых краситель растекается по бумаге, за счет этого изображение может получаться более темным, чем необходимо). После разогрева воско­вые тепловые принтеры не следует передвигать, иначе воск может повредиться. Они должны находиться в защищенном месте и их це­лесообразно использовать в качестве сетевых.

Твердые струйные принтеры дешевле, чем аналогичные цветные лазерные принтеры, и экономичны из-за политики Tektronix, предоставляющей черные чернила бесплатно. Хорошее качество про­дукции поддерживается высококачественными моделями принте­ров. Однако они не так хороши, как цветные лазерные принтеры для графики и текста или хороший чернильный принтер для фото­графий. Разрешение начинается с обычных 300 тнд, повышаясь до максимального значения 450-850 тнд. Скорость цветной печати обычно составляет 4 стр./мин при стандартном разрешении и повы­шается до 6 стр./мин при меньшем разрешении.

Сублимация красок. В основу действия сублимационных (Dye-Sublimation) принтеров положен термоперенос красителя с по­мощью испарения с последующим его внедрением в специальную бумагу с полистирольным покрытием. При этом получается доволь­но высокое качество, близкое к фотографическому, а главное - без заметной глазу дискретности. Поэтому сублимационные принтеры принято относить к устройствам, печатающим непрерывными тонами.

Процессы печати, используемые принтерами сублимации кра­сок и чернильными, различаются. Вместо того чтобы распылять чернила через сопло на страницу, как это делают струйные принте­ры, принтеры сублимации красок используют для переноса краски пластиковую пленку. Она имеет форму рулона или ленты и содер­жит последовательные изображения составных цветов - синего, бордо, желтого и черного (CMYK).

Передающая пленка проходит по тепловой печатающей головке, состоящей из тысяч нагревающихся элементов. Высокая температу­ра заставляет краски на пленке сублимироваться - превращаться в газ, без жидкой фазы, и краска в форме пара поглощается бумагой. Управление количеством краски происходит посредством измене­ния интенсивности и продолжительности воздействия высокой тем­пературы.

Когда чернила попадают на бумагу, они размываются. Этот эф­фект позволяет принтеру создавать непрерывные тона цвета, сме­шивая чернила. Движение бумаги увеличивает область непрерывно­го цвета.

Принтеры сублимации красок используют систему с тремя эта­пами: слои синей, бордовой и желтой красок наносятся поверх друг друга. Затем помещается прозрачный слой, защищающий печать от ультрафиолетового света.

Существует также ряд струйных принтеров, способных к субли­мации красок. Технология, по которой эти принтеры печатают, от­личается от исходной технологии испарения красок, здесь чернила находятся в картриджах, которые могут за один проход напечатать только часть страницы. Чернила нагреваются до испарения, до 500 °С (что выше, чем в обычных принтерах сублимации красок). Данный гибридный метод используется в принтерах Alps и относится к технологии Micro Dry. Эти устройства работают в диапазоне разрешения 600- 1200 тнд, и некоторые стандартные картриджи мо­гут быть заправлены специальными фоточернилами для высокока­чественной печати.

Термоавтохром. Термоавтохром (ТА - thermo autochrome) по­явился сравнительно недавно. Этот процесс печати более сложен, нежели при струйной или лазерной технологиях. Он используется в принтерах, продаваемых в виде сопутствующих устройств к цифровым камерам. Бумага ТА содержит три слоя пигмента - синий, бордовый и желтый, каждый из которых обладает чувствительностью к специфическому диапазону температур. Из этих пигментов желтый имеет самую низкую температурную чувствительность, далее идут синий и бордовый. Принтер оборудован тепловыми и ульт­рафиолетовыми головками, печать производится в три этапа. При первом этапе бумага нагревается до температуры, необходимой для активизации желтого пигмента, далее облучается ультрафиолетом перед прохождением на следующий цвет (бордо). Хотя последний проход (синий) не следует обрабатывать ультрафиолетом, результат, как утверждают, является более надежным, чем при сублимации красок.

Термовоск. Тепловой воск (thermal wax) - технология, родствен­ная сублимации красок и является подходящей для печати диапози­тивов. Принтеры используют рулоны пластиковой пленки CMY или CMYK, покрытой красителями на основе воска.

Тысячи нагревательных элементов на печатающей головке за­ставляют воск таять и покрывать бумагу или прозрачный материал. Разрешение и скорость печати низкие: обычно 300 тнд и около 1 стр./мин.