Устройства вывода графической информации

Печатающие устройства

Обычное печатающее устройство помещает отдельные символы друг возле друга на бумагу, как, например, пишущая машинка (посимвольная печать).

В отличие от этого печатающее устройство типографского типа во время процесса печати выдает на бумагу по определенному правилу всю строку (или даже лист) целиком и поэтому может называться параллельным печатающим устройством. Такое устройство требует средств промежуточного хранения для накопления полной строки (листа). В частности, при печати офсетным методом таким средством промежуточного хранения является так называемая фотоформа - алюминиевый лист с вытравленным образом печатаемого листа.

С точки зрения процесса переноса цветов на бумагу устройства печати можно разделить на механические и немеханические.

Матричный принтер

Широко распространенным устройством является матричный принтер. Он позволяет довольно качественно выводить текст и формировать графические изображения в основном для вспомогательных целей.

Основной элемент матричного принтера - печатающая головка, содержащая от 7 до 48 вертикально расположенных штырьков (игл), с шишечкой, выталкиваемых электромагнитами до соударения с красящей лентой.

Наиболее распространены 9 и 24-х игольчатые принтеры. Важной характеристикой принтера является разрешение, определяемое диаметром иглы. Обычные значения - десятые доли миллиметра (до 3-5 точек/мм, т.е. 85-127 точек/дюйм). Адресное разрешение по оси Y определяется расстоянием между иглами и составляет до 170 точек/дюйм. Наиболее современные 48-игольчатые матричные принтеры имеют разрешение приближающееся в 300 точкам/дюйм.

В одноцветных принтерах красящая лента свернута в кольцо Мебиуса, так что обеспечивается использование ленты с двух сторон. Цветные принтеры, в зависимости от используемой бумаги, работают в один или несколько проходов. Если возможно использование обычной бумаги, то все цвета печатаются в каждой строке, прежде чем произойдет перемещение к следующей. Цвет переключается механически вертикальным смещением красящей ленты. В более скоростных (и дорогостоящих) цветных принтерах, использующих специальную толстую перфорированную бумагу, лента состоит из трех частей: красной, желто-зеленой и синей. Печать происходит постранично в три прохода.

Обычно принтеры имеют несколько комплектов внутренних шрифтов и память для загрузки шрифтов, созданных пользователем. В хороших принтерах оба хода головки рабочие и слева-направо и справа-налево.

Как правило, принтеры имеют встроенную память для накопления распечатываемого текста (до нескольких десятков страниц).

Обычно имеется два режима работы - символьный и графический. В символьном режиме принтер, используя внутреннее растровое описание шрифтов, сам управляет печатью строк. В графическом режиме пользователь должен сам подготовить поточечное описание строк.

Скорости печати в символьном режиме порядка первых сотен символов в секунду (120, 120-200, более 200). Скорости печати строк в минуту также первые сотни (до 200, 200-400, более 400).

Лидеры на рынке матричных принтеров - фирмы Epson и NEC (Nippon Electric Company).

В наименовании высококачественных принтеров обычно имеются буквы, определяющие наивысшее качество печати:

NLQ - Near Letter Quality - качество, близкое к качеству пишущей машинки;

LQ - Letter Quality - качество пишущей машинки. В 9-ти игольчатых принтерах обычно реализуется NLQ, а в 24-х игольчатых - LQ.

Протокол матричного принтера

Стандартами де-факто для знакосинтезирующих принтеров стали три системы команд:

· система команд фирмы Epson;

· система команд фирмы IBM для семейства принтеров Proprinter;

· система команд фирмы IBM для графического принтера (IBM Graphics printer).

Струйная печать

Цветная струйная печать хорошо подходит для использования в деловой графике. Набор сопел для чернил размещается в головке печати, с, по крайней, мере одним соплом на один субтрактивный цвет. Нынешние модели базируются на технологиях: "капля по запросу", "пузырьковой технологии струйной печати" и "Micro Piezo, Micro Dot, Micro Wave".

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.

Количество сопел одного цвета, требуемое разрешением и скоростью печати, вертикально размещается в печатающей головке. Для цветной печати обычно используется три цвета - желтый, голубой, малиновый. Часто добавляется дополнительный черный цвет.

Обычная разрешающая способность по горизонтали до 150 точек на дюйм (6 точек/мм) по горизонтали и до 100 точек на дюйм по вертикали (4 точки/мм). Достижения современной технологии изготовления головок позволяют разместить до 50 сопел на 1/6 дюйма, чем обеспечивается вертикальное разрешение до 300 точек на дюйм (12 точек/мм).

Суммарная скорость печати в целом невысока - от 20 до 50 символов в секунду и порядка 90 секунд на лист формата А4 в графическом режиме.

Достоинством устройств струйной печати является малое энергопотребление и практически бесшумная работа.

В струйных черно-белых принтерах фирмы HP используется и другой способ формирования капелек. На изолирующую подложку нанесены токоподводящие проводники. На небольшом расстоянии от подложки находится пленка с отверстиями сопел. Напротив каждого сопла в разрыве токоподводящего проводника размещена высокоомная площадка. Между подложкой и пленкой с соплами образован капилляр для подвода специальных чернил. При пропускании импульса тока около 1А высокоомная площадка быстро разогревается, под действием теплового удара

Фирма Seiko Epson Corporation разработала новую технологию струйной печати (Micro Piezo, Micro Dot и Micro Wave), отличтительным свойством которой является управление мениском чернил в сопле. Технология позволяет управлять размером и формой чернильных пятен, повысить скорость выстреливания капель, увеличить количество оттенков до шести, включая полутона, и устранить зернистость. Технология позволяет получить разрешение до 1440 точек на дюйм.

Стандартом для струйных принтеров является протокол принтеров фирмы Epson, ряд принтеров эмулирует язык HPGL, разработанный фирмой Хьюлетт-Паккрад для графопостроителей.

Лазерный принтер

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.

Черно-белый лазерный принтер

Слой фоточувствительного селена, нанесенный на алюминиевый барабан, в темном боксе аппарата получает равномерный положительный поверхностный заряд с помощью коронного разряда. Этот фоточувствительный слой является изолятором в темноте и полупроводником при освещении. Заряженный слой облучается источником света с целью создания на нем скрытого изображения в виде распределения заряда. Скрытое изображение делается видимым с помощью мелкодисперсного порошка положительного тонера. Синхронно с вращением барабана перемещается обычная бумага. Частички тонера под действием электростатического поля переносятся на бумагу. Полученное изображение фиксируется термическим способом. Перед следующим заряжанием фоточувствительный слой очищается от оставшихся частиц тонера и разряжается.

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.

Лазерный принтер - постраничное устройство. Максимальная скорость составляет порядка 150 страниц в минуту.

Цветной лазерный принтер

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.

Стандартом для лазерных принтеров является система команд PCL (язык команд принтера) лазерных принтеров HP LaserJet Plus фирмы Hewlett Paccard.

Принтеры на твердых красителях

Цветной лазерный принтер по сути представляет собой конструктивно объединенные четыре монохромных принтера, работающие последовательно. Для большинства цветных лазерных принтеров скорость черно-белой (монохромной) печати в четыре раза превышает скорость цветной печати.

В отличие от цветных лазерных принтеров, принтеры на твердых красителях (solid ink printers) исходно разрабатывались как цветные устройства. Перед началом работы твердые красители расплавляются нагревательным элементом и готовы к работе в течение рабочего дня.

Расплавленные красители поступают в печатающую головку, обеспечивающую плотность печати 1200 точек/дюйм (47 точек/мм) по горизонтали и 600 точек/дюйм (24 точки/мм) по вертикали. Скорость печати - 6 страниц/мин в обычном режиме, до 10 страниц/мин в быстром режиме и 5 страниц/мин при печати прозрачных слайдов. Важно отметить, что время начала печати первой страницы составляет менее 0,1 с против » 1 c для цветных лазерных принтеров. Это связано с тем, что в лазерном принтере должен нагреваться ролик для закрепления изображения.

Существенными преимуществами принтеров на твердых красителях являются простота смены красителей - стержни красителей добавляются по мере надобности, малое количество (две) типов расходуемых компонент, против 5-12 для цветных лазерных принтеров и возможность работы с высоким качеством цветопередачи на самых различных носителях, в том числе и на обычных слайдах для слайд-проекторов.

Графопостроители

Назначение графопостроителей - высококачественное документирование чертежно-графической информации.

В разделе рассмотрены назначение, классификация, принципы действия и устройство графопостроителей.

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.

Планшетные графопостроители

В планшетных графопостроителях носитель неподвижно закреплен на плоском столе. Закрепление либо электростатическое, либо вакуумное, либо механическое за счет притягивания, прижимающих бумагу пластинок, к электромагнитам, вмонтированным в поверхность стола. Головка перемещается по двум перпендикулярным направлениям. Размер носителя ограничен размером планшета.

В некоторых устройствах небольших размеров головка закреплена неподвижно, а перемещается стол с закрепленным на нем носителем, как это сделано во фрезерных станках с числовым программным управлением.

Графопостроители с перемещающимся носителем

Имеются три разновидности графопостроителей с перемещающимся носителем:

· барабанные графопостроители, в которых носитель фиксированного размера укреплен на вращающемся барабане;

· фрикционные графопостроители, в которых носитель перемещается с помощью фрикционных роликов. Эти графопостроители (при равных размерах чертежа) много меньших габаритов, чем барабанные. Одна из новых разновидностей фрикционного графопостроителя, появившаяся благодаря технологическим достижениям в металлообработке, - графопостроитель с т.н. абразивной головкой, в которых валики привода бумаги - стальные со специальной насечкой, не забивающейся волокнами бумаги;

· рулонные графопостроители, которые подобны фрикционным, но используют специальный носитель с краевой перфорацией.

Вне зависимости от способа перемещения носителя, система привода графопостроителей с произвольным сканированием использует либо шаговые двигатели, поворачивающиеся на фиксированный угол при подаче одного импульса, либо исполнительную систему с обратной связью, содержащую двигатели привода и датчики положения.

Электростатические графопостроители

Электростатические графопостроители работают на безударном электрографическом растровом принципе. Специальная диэлектрическая бумага перемещается под электростатической головкой, содержащей иголки с плотностью 40-100 на 1 см. К иголкам прикладывается отрицательное напряжение в результате чего диэлектрическая бумага заряжается и на ней создается скрытое изображение. Затем бумага проходит через бокс, в котором над ней распыляется положительно заряженный тонер. Заряженные области притягивают частицы тонера. В цветных системах этот процесс повторяется для каждого их основных субтрактивных цветов - голубого, пурпурного и желтого, а также черного.

Электростатические графопостроители быстрее перьевых графопостроителей, но медленнее лазерных печатающих устройств. Их скорость составляет от 500 до 1000 линий, наносимых на бумагу в 1 мин. Они работают с разрешением 200-400 точек на дюйм. Электростатические графопостроители необходимы, если требуется высококачественный цветной вывод для CAD-системы. Такой графопостроитель в 10-20 раз быстрее перьевого.

Среди лидеров на рынке этих устройств фирмы Versatec, Calcomp и Benson. Эти графопостроители весьма дорогие.

Основные параметры графопостроителей:

Точность определяется минимально возможным значением приращения координаты. Обычные значения десятки микрометров.

Разрешение определяется фактическими возможностями исполнительной системы и чертежной головки. Для перьевых графопостроителей обычные значения - доли миллиметра. Для фотопостроителей - менее 10 микрометров.

Графопостроители широкого распространения поддерживают протокол графопостроителей фирмы Хьюлетт-Паккард HPGL (Hewlett Packard Graphics Language). Он содержит небольшое количество графических функций, легко читается и интерпретируется.

Поиск по сайту: