ТЕМА 2.7. Принтери. Основні характеристики принтерів

· класифікація принтерів

· принцип роботи принтерів

· основні характеристики принтерів

Основні поняття теми: принтер, матричні, струменеві, лазерні, термічні принтери

Принтер призначений для створення твердих копій документів. Як правило, дані виводяться на паперовий носій.

Класифікація принтерів. Принтери прийнято класифікувати по п’яти основних позиціях: принципу роботи друкуючого механізму, максимальному формату паперу, використанню кольорового друку, наявності чи відсутності апаратної підтримки PostScript-шрифтів, а також рекомендованого місячного навантаження, яке залежить від швидкості друку.

По принципу друку принтери поділяються на матричні струменеві та лазерні. Існує ряд інших технологій друку, наприклад сублімаційна, друк за рахунок термопереносу, які використовуються рідше. Лазерна та світодіодна технологія (в останньому випадку замісь лазера та відхиляючого лазерний промінь дзеркала використовується лінійка світодіодів) у багатьох випадках з точки зору кінцевого споживача однакові. Параметр, що визначає якість друку лазерних принтерів – роздільна здатність.

Відносно формату паперу, найбільш розповсюджені моделі формату А3 та Legal (тобто розраховані на лист паперу трохи більший, ніж А4). Моделі принтерів, що працюють з папером формату А3 коштують дорожче. Більшість принтерів формату А3 використовує матричний або струменевий принцип друку.

По гамі відтворюваних кольорів принтери поділяються на чорно-білі, чорно-білі з можливістю кольорового друку (такі принтери є серед матричних та струменевих) та кольорові. Для кольорових принтерів в рамках одного типу (струменевих) якість друку суттєво змінюється від однієї моделі до іншої. Принтери з можливістю кольорового друку, як правило, погано відтворюють сторінки, на яких кольорові зображення гармонують з чорним або сірим фоном. Останній колір одержується шляхом змішування чорнил декількох основних кольорів. У результаті чорний колір виявляється недостатньо насиченим, а вартість друку такої сторінки – досить високою.

Для якісного відтворення ілюстрацій, що зберігаються у векторних форматах, важливою є наявність вбудованого інтепритатора мови PostScript. Формально моделі, що підтримують мову PostScript, приблизна на 25% дорожчі від аналогічних, що не включать цю опцію. Однак, щоб на практиці скористатися перевагами мови PostScript, приходиться купувати додаткову пам’ять, і різниця у ціні може виявитися досить істотною.

За швидкістю друку можна виділити чотири групи принтерів: матричні принтери без автоподачі; принтери, що забезпечують швидкість друку до 4 стр/хв і призначені для індивідуального використання; принтери зі швидкістю друку до 12 стр/хв, що обслуговують робочі групи; потужні мереживні принтери з продуктивністю більше 12 стр/хв. Продуктивність принтера – суттєвий фактор для організацій, де одним принтером користуються відразу декілька користувачів, і практично не істотний, якщо мова йде про індивідуальну експлуатацію друкуючого пристрою. Швидкість при кольоровому друку, як правило, значно нижча, ніж при друку одним чорним кольором.

Матричний (голковий) принтер. Голковий матричний принтер (Dot-Matrix-Printer) довгий час був стандартним пристроєм виводу для ПК. Вони ще часто застосовуються і сьогодні. Переваги цих принтерів визначаються, у першу чергу, їх універсальністю, яка полягає у здатності працювати з будь-яким папером, а також низькою вартістю друку.

Існують 4 види матричних принтерів: 9-ти, 18-ти та 24-голкові принтери і рядковий принтер.

До параметра "швидкість друку" треба відноситися обережно. Виробники завжди вказують теоретичну швидкість друку, тобто максимально можливу швидкість чорнового (Draft) режиму, при якому якість друку не грає ролі. LQ-друк для голкових принтерів триває, звичайно, довше. Ще довше приходиться чекати друк графіки, тому що при цьому набір знаків не читається із внутрішньої пам’яті (ROM) принтера, а кожна друкована точка повинна розраховуватися.

Голкові принтери обладнані внутрішньою пам’яттю (буфером), який приймає дані від ПК. Об’єм пам’яті недорогих голкових принтерів складає від 4 до 64 Кбайт.

Зображення матричним принтером формується за допомогою головки, яка містить вертикальний ряд голок (циліндричних стержнів). При переміщенні головки вздовж листа паперу, відповідні голки вдаряють по фарбуючій стрічці, залишаючи точки.

Матричний принтер є механічним пристроєм, а робота механічних вузлів завжди супроводжується шумом.

Струменевий принтер. Існує чотири основних технології нанесення фарби (рідкої чи твердої) на папір, що використовуються у струменевих принтерах.

Найбільш ранньою технологією, що зробила струменевий друк доступним і відносно недорогим, була технологія "сухих чорнил" – "dry ink jet". Під дією високої температур частинки твердого барвника (частіше всього у цій якості виступав графіт) розплавлялись і під тиском наносились на папір. Цей метод до цих пір використовується в калькуляторах та деяких типах принтерів. На даний час, однак, з’явилось продовження цього методу, що одержало назву "сублімаційного друку".

Друга різновидність струменевого друку – "спарк"-технологія – в цілому аналогічна попередній, але використовує рідкі чорнила.

Два інших типи струменевого друку складають, по суті її сучасний стан. Це п’єзоелектрична та "бульбашкова" технології.

Перша із них, як випливає із назви, використовує явище п’єзоелектрики для нанесення чорнила на папір(плівку). Це дозволяє дуже точно позиціонувати частинки бавника, однак потребує складного та дорогого пристрою друку (картриджа).

"Бульбашкова" технологія здійснює нанесення барвника шляхом виштовхування частинок чорнил із ємностей за допомогою бульбашки газу, що утворюється всередині картриджу у результаті різкого локального підвищення температури та тиску.

Саме поява та промислова реалізація "бульбашкової" технології струменевого друку є причиною сплеску попиту на струменеві принтери, спочатку однокольорові, а потім кольорової. Цю технологію у своїх виробах використовують Hewlett Packard, Canon, Mannesman Tally та ряд інших виробників.

Якість струменевого друку залежить головним чином від трьох основних факторів: якості друкуючого вузла (роздільна здатність), якості чорнил (передача напівтонів та кольору), типу використовуваного носія (безпосередньо пов’язаний з попереднім фактором – наскільки добре дані чорнила поєднуються з даним типом паперу чи плівки).

Без сумніву, перший із вказаних факторів має найбільший вплив на якість друку в цілому. Однак він же і викликає найбільші технологічні труднощі при реалізації та має вирішальний вплив на кінцеву вартість виробу – на жаль не в сторону зменшення. При цьому вдалий підбір чорнил, емуляції високої роздільної здатності та конструкції картриджа, що зводить до мінімуму ефект "розпливання" чорнил на папері, дозволяє досягти результатів, що незначно відрізняються від тих, які отримуються при використанні більш дорогого принтера с високою істиною роздільною здатністю.

На даний час в усьому світі струменеві принтери вийшли на перше місце за обсягами продаж. Принтери практично безшумні, з легкістю здійснюють кольоровий друк. Отримані за допомогою струменевих принтерів відбитки володіють високою роздільною здатністю лазерної якості.

Лазерний принтер. Не дивлячись на сильну конкуренцію з боку ступеневих принтерів, лазерні принтери на сьогодні дозволяють досягти більш високої якості друку. 

На жаль, кольорові лазерні принтери доступні далеко не всім. Однак радує те, що якість одержуваного за їх допомогою зображення наближається до фотографічної, а ціни мають тенденцію до зменшення.

Таким чином, для одержання високоякісного чорно-білої роздруківки слід віддавати перевагу лазерному принтеру у порівнянні із струменевим. Якщо ви хочете одержати кольорове зображення, то у більшості випадків можна бути задоволеним кольоровим струменевим принтером.

Рівень шуму для лазерного принтера досить низький.

Більшість виробників лазерних принтерів використовує механізм друку, який застосовується у ксероксах.

Альтернативою лазерному принтеру є так званий світодіодний принтер, або LED-принтер (Light Emitting Diode). Замісь лазерних променів, керованих за допомогою механіки дзеркал, барабан освітлює непорушна стаціонарна діодна полоса, що складається із 2500 світодіодів, яка описує не кожну точку, а цілий рядок. На цьому принципі працює лазерний принтер OKI.

Технологічно процес кольорового друку на лазерному принтері здійснюється дуже складно, тому і вартість таких принтерів висока.

Швидкість друку лазерного принтера визначається двома факторами. Перший із них – це час механічної протяжки паперу, другий – швидкість обробки даних, що поступають від ПК, і формування растрової сторінки для друку.

Як правило, лазерний принтер має свій процесор. Для чорно-білих принтерів використовується мікропроцесор Motorola 680000. У високопродуктивних принтерах, наприклад, НР, використовують процесор Intel 80960, що має тактову частоту 33 МГц та скорочений набір команд (RISC-архітектура).

Так як лазерний принтер формує для друку повну сторінку, а не окремі рядки, як матричний чи струменевий, то його швидкість друку вимірюється у сторінках за хвилину.

Середній лазерний принтер друкує 6, а в кращому випадку 10 чи 12 сторінок за хвилину. Високопродуктивні принтери, які, як правило, використовуються у комп’ютерних мережах, можуть друкувати до 20 та більше сторінок за хвилину.

Роздільна здатність лазерного принтера по горизонталі та по вертикалі визначається різними факторами: 1) вертикальна роздільна здатність відповідає кроку барабана и для більшості принтерів складає 1/600 дюйма (для більш дешевих 1/300 дюйма); 2) горизонтальна роздільна здатність визначається кількістю точок в одному "рядку" і обмежена точністю наведення лазерного променя.

Лазерний принтер обробляє цілі сторінки, що, звичайно, пов’язано з великою кількістю обчислень. Швидкість друку визначається не тільки роботою процесора, але і суттєво залежить від пам’яті, якою обладнаний принтер. Величина пам’яті лазерного принтера 2 Мбайт є нижньою границею, більш відчутний об’єм пам’яті від 4 до 6 Мбайт. Кольорові лазерні принтери мають ще більший об’єм пам’яті.

Як правило, більшість лазерних принтерів можуть друкувати на папері формату А4 і меншого, правда, останнім часом з’явились принтери, здатні друкувати на листах формату А3. Крім того, якщо раніше друк на рулоні вважався прерогативою лише матричного принтера, то зараз на ринку з’явились моделі лазерних принтерів, які також можуть використовувати для роботи папір у рулоні, наприклад, Pentax Laserfold 300E.

Деякі лазерні принтери, наприклад Xerox 4320/MRP "вміють" друкувати на обох сторонах листа, а у багатьох дорогих моделях передбачена можливість їх дообладнання для двостороннього друку.

Лазерні принтери формують зображення, як і матричні, за допомогою точок. На світлочутливий барабан за допомогою лазерного променя подається заряд. Далі барабан прокручується через контейнер, заповнений фарбуючим тоне ром. До тих ділянок, які містять заряд, тонер прилипає. Потім відбувається контакт барабана з папером, внаслідок чого формується зображення. Зайві залишки тонера знімаються з барабана спеціальним пристроєм. Для закріплення тонера папір проходить крізь нагріваючий пристрій. Лазерні принтери характеризуються високою швидкістю друку (до 10 сторінок на хвилину), високою якістю, безшумністю.

Термічні принтери Кольорові лазерні принтери поки що не ідеальні. Для одержання кольорового зображення з якістю, близькою до фотографічної або виготовлення кольорових проб використовують термічні принтери або, як їх ще називають, кольорові принтери високого класу.

На даний момент розповсюдження отримали три технології кольорового термодруку: струменевий перенос розплавленого барвника (термопластичний друк); контактний перенос розплавленого барвника (термовосковий друк); термоперенос барвника (сублімаційний друк).

Спільним для останніх двох технологій є нагрівання барвника і перенесення його на папір (плівку) у рідкій або газоподібній формі. Багатокольоровий барвник, як правило, нанесений на тонку лавсанову плівку (товщиною 5 мкм). Плівка переміщається з швидкістю стрічкопротяжного механізму, який конструктивно схожий з аналогічним вузлом голкового принтера. Матриця нагрівних елементів за 3-4 проходи формує кольорове зображення.

Термовоскові принтери переносять барвник, розчинений у воску, на папір, нагріваючи стрічку з кольоровим воском. Як правило, для подібних принтерів необхідний папір з спеціальним покриттям. Термовоскові принтери використовуються для друку ділової графіки та іншого нефотографічного друку.

Принтери, що використовують струменевий перенос розплавленого барвника, називають ще восковими принтерами з твердим барвником. При друку блоки кольорового воску розплавляються і викидаються на носій, створюючи яскраві насичені кольори на будь-якій поверхні. Отримані таким способом "фотографії" виглядають злегка зернистими, але задовольняють всім критеріям фотографічної якості. Цей принтер не годиться для виготовлення діапозитивів, оскільки каплі воску після висихання мають напівсферичну форму і створюють сферичний ефект.

Швидкість друку термічних принтерів внаслідок інертності теплових ефектів невисока. Для сублімаційних принтерів от 0,1 до 0,8 сторінок за хвилину, а для термовоскових – 0,5-4 сторінки за хвилину.