Принтери – видове, характеристики


 

Наричат се още устройства за дълготраен изход, тъй като принтерът е устройство, което служи за изобразяване на текст и графика върху дълготраен носител.

Едно от най-ранните принтиращи устройства било специална добавка към пишещите машини - то се свързвало към компютъра и се поставяло върху клавиатурата на пишещата машина - специална програма го направлявала кои клавиши да натиска и то го правело. От тези времена до днешните дни тази технология се е развила и се е формирал принтерът като периферно устройство.

 

Принтери тип "Маргаритка”

Това са едни от първите принтери за компютър - могат да печатат само текст и то само черно-бяло. При тях имаме един печатащ диск, с букви подобни на тези на пишещите машини - от там идва името - кръглата ос в средата с множеството букви, прикачени към 'листенцата' му много напомнят маргаритка - при печат той се върти и когато стигне до правилната буква специално чукче я удря и тя се отпечатва върху хартията, благодарение на мастилена лента пред диска. В ляво на фигурата е показано печатащо колело на принтер тип Маргаритка

Лошото при тях е, че печатането става бавно - измерва се със знака в минута - а освен това ако искаме да печатаме някакви знаци, които не са включени на печатащият диск трябва да го сменяме - всеки принтер върви в комплект с няколко такива диска. Този тип принтери вече са изчезнали.

Първият високоскоростен принтер е разработен през 1953 год. от компанията Remington-Rand и е бил специално предназначен за компютрите Univac.

Оригиналният лазерен принтер наречен EARS, влиза в лабораториите на Xerox през първите месеци на 1969 год., като по това време инженерът Гари Старкуедър се опитва да комбинира копирната технология на Xerox с лазерни лъчи. Така през ноември 1971 г. разработката на EARS е завършена, а само няколко месеца по-късно се превръща в хит на пазара за печатащи машини. Три години след това е разработен мастиленоструйния принтер, но чак през 1988 год. е пуснат на масовия пазар от Hewlett-Packard с името DeskJet. Цената му е била 1500 долара. През 1992 г. Hewlett-Packard излизат на пазара с емблематичния модел LaserJet 4 – първият лазерен принтер работещ във върховата за онова време резолюция 600х600 dpi.

 

 

 

1.     Класификация според принципа на действие

Organization Chart

 

 

2. Матрични принтери, технология и основни параметри

 

Съществуват няколко основни типа принтери (печатащи устройства) използвани днес за домашни, офис и банкови приложения.

Матричните принтери, известни още и като ударни принтери, представители на най старата технология на печат, са все още широко разпространени благодарение на параметъра "цена на страница" по който те презъзхождат всички останали видове. Матричните принтери се делят на две основни групи: серийни матрични принтери и линейни матрични принтери (или просто линейни принтери).

А) В серийните матрични принтери символите и изображенията се формират от печатащата глава. Печатащата глава съдържа печатащи игли подредени във вертикални колони в предния си край, и електромагнитен механизъм за "изстрелването" им. Две са основните технологии използвани в печатащите глави. В първата, иглите се изстрелват от електромагнитна система подобна на използваната в класическите електромагнитни релета. Във втората иглите се изстрелват от енергията съхранена в плоски пружини, държани в напрегнато (деформирано) състояние от постоянно магнитно поле. При подаване на сигнал за печат се създава електромагнитно поле, противоположно на това от постоянните магнити, при което пружината се освобождава и изстрелва иглата. Механизма на действие на класическата и печатащата глава с постоянни магнити са показани на следващата фигура.

Механизъм на печатаща глава:




Действието на класическа печатаща глава се вижда в ляво. Дясната схема показва работата на глава с постоянни магнити.

Печатащите глави използващи постоянни магнити по принцип позволяват по-високи скорости на печат и най-често се прилагат в принтери предназначени за голямо натоварване. Някои от по-разпространените принтери ползващи тази технология са Epson DFX моделите, някои модели на Fujitsu например DL 5600 и всички матрични принтери на Oki.

Как работят серийните матрични принтери?

В серийните матрични принтери знаците се отпечатват от печатащата глава при хоризонталното и движение. Печатащата глава има определен брой печатащи игли подредени така, че до оформят вертикална колона в предния край на главата. При движение на главата по ширината на листа, печатащите игли се задействат избирателно за да отпечатват съответните символи. Масово използваните глави имат 9 игли подредени в една колона или 24 игли подредени в две колони за по-добро качество на печат. В някои принтери предназначени за работа с високо натоварване се използват 18 иглени глави с две колони по 9 игли, позволяващи високоскоростен печат.

Разстоянието между печатащите игли в колоната определя вертикалната разделителна способност на принтера при бърз печат. Например: 9 иглена глава с разстояние 0.35 mm между съседните игли ще отпечатва с 25.4/0.35=72.5 точки/инч разделителна способност по вертикала. 24 иглените глави имат 2 колони с по 12 игли всяка и разместване половин стъпка между тях. Ако стъпката между иглите в колоните е 0.21 mm, то една такава колона би печатала с 25.4/0.21=120.9 точки/инч по вертикала. Тъй като иглите от втората колона печатат между точките отпечатани от първата, общата разделителна способност нараства двукратно на 240 точки/инч. Тук е добре да се спомене, че първите лазерни принтери появили се на пазара имаха същата разделителна способност от 240 точки/инч.

 

Серийни матрични принтери Параметри:

Стойности

Технология:

Сериен матричен печат

Скорост на печат
CPS (Знаци за секунда)

200 - 1120 CPS (draft)

Разделителна способност
DPI (Точки в инч)

72 - 360 DPI

Копия (Оргинала +)

4 - 9

Живот на главата

200 - 400 милиона знака

Месечно натоварване
PPM (Страници на месец)

6,000 - 60,000 PPM

Цена [US$]

50 - 3,500 $

Цена на страница (цента)

0.15 - 0.2

 

Б) Линейни принтери, технология и основни параметри

Линейните принтери също както серийните матрични принтери ползват пинове удрящи през мастилената лента върху хартията за да отпечатват точки с които синтезират изображението. Разликата е, че линейните принтери използват чукчета вместо игли, подредени в хоризонтален ред и оформени като цялостен възел който замества печатащата глава при последователните матрични принтери. Този печатащ модул е монтиран върху совалка която вибрира в хоризонтално направление, което позволява всеки печатащ елемент да отпечата ред от точки. Печатащите елементи се задействат от механизъм аналогичен с този на печатащите глави с постоянни магнити, разликата е, че вместо игли се изпозват чукчета.

Печатащият механизъм на линеен принтер работи по следния начин. Постоянен магнит държи пружината на чукчето в напрегнато състояние. При подаване на импулс от драйвера, през бобината протича електрически ток и създава електромагнитно поле противоположно на това от постоянния магнит. При това взаимодействие на двете полета пружината се освобождава и изстрелва чукчето напред към мастилената лента и хартията.

 

Линейният принтер, принцип на действие:

По време на печат совалката на принтера вибрира в хоризонтално направление докато чукчетата се изстрелват избирателно. Така всяко чукче печата поредица от точки в хоризонтална линия за едно преминаване на совалката, следва транспорт на хартията с една стъпка напред и печат на следващ ред от точки при движението на совалката в обратна посока.

Действие на печатащите елементи при линейните принтери:

Печатащ модул на линеен принтер в действие: Постоянният магнит държи пружината в напрегнато състояние. При подаване на импулс през бобината протича електрически ток и създава електромагнитно поле противоположно на полето от постоянния магнит. При това противодействие на магнитните полета пружината се освобождава и изстрелва чукчето за печат към мастилената лента и хартията.

Линеен принтер в процес на печат:

Линеен принтер в процес на печат: Докато совалката вибрира в хоризонтално направление чукчетата се изстрелват избирателно. Така всяко от тях отпечатва поредица от точки в хоризонтална линия за едно преминаване на совалката. Следва преместване на хартията с една стъпка и печат на следващ ред от точки при обратното движение на совалката.

 

Линейните матричните принтери са безспорни лидери по отношение себестойност на страница и незаменими за приложения изискващи голям обем, висока скорост, надеждност и качество на печат. Най бързите линейни принтери предлагани на пазара в момента са моделите T6218 на Tally и P5220 на Printronix със скорости на печат между 1800 и 2000 реда в минута.

Матрични принтери с балистична печатаща глава

Когато се печатат няколко копия едновременно, иглата изминава по малко разстояние, преди да достигне хартията, и кинетичната и енергия е по-голяма. Следователно действието на чукчето осигурява по силен удар, който се изисква при отпечатването на няколко копия. Конструкцията на балистичната печатаща глава е такава, че не е нужна настройка, когато се отпечатват между едно и шест копия. Някой по-стари матрични принтери могат да печатат само върху безконечна хартия (листинг). Повечето модели работят и с обикновени формати хартия, благодарение на наличието на валяк, както при пишещите машини. Според дължината на валяка матричните принтери се делят на 80-колонни и 136 – колонни : 80 – колонните са с по-къс валяк, позволяващ печатане само по дължината на лист формат А4, докато при 136 – колонните е налице по-дълъг валяк, така че е възможно да се печата и по ширината на листа. Принтерите с по-дълъг валяк са доста по-скъпи, но дават възможност за печат на многоколонни таблици или ведомости, които не се побират по дължината на листа.

Матричните принтери са станали промишлен стандарт за нискоскоростен и средноскоростен печат, осигуряващ приемливо качество и ниска себестойност на печат.

Линейни принтери - Параметри:

Стойности

Технология:

Линеен матричен печат

Скорост на печат
LPM (Редове за минута)

500 - 2000 lpm (draft)

Разделителна способност
DPI (Точки в инч)

60 - 240 DPI

Копия (Оргинала +)

5 - 9

Месечно натоварване
PPM (Страници на месец)

60,000 - 600,000 PPM

Цена [US$]

3,000 - 13,000 $

Цена на страница (цента)

0.1 - 0.15

 

3. Лазерни принтери, технология и основни параметри

Лазерните принтери както и LED принтерите са базирани на една и съща технология използвана за първи път при копирните машини. Този процес известен като електрофотография е изобретен през 1938 и разработен от Xerox и Canon в края на 80те.

В лазерен принтер електрофотографският процес включва шест основни стъпки:

Фотопроводника се зарежда равномерно със статично електричество посредством коронарен разряд. Върху така заредения фотопроводник се експонира изображение чрез светлина която го разрежда избирателно и създава скрито или невидимо изображение.

Проявяването в принтера се извършва чрез прехвърляне на тонер върху фотопроводника като той полепва само по заредените площи и така проявява скритото изображение във видимо. Следва прехвърляне на проявеното изображение върху хартията по електростатичен път. Чрез натиск и топлинно въздействие тонера се изпича и фиксира към хартията. И последната стъпка е почистване на фотопроводника от остатъчен тонер и електростатичен заряд с която се подготвя за следващ цикъл.

Лазерните и LED принтери предлагат най-доброто качество на изображението респективно най високата разделителна способност. Разлика между двата вида принтери е в начина за създаване на скритото изображение.

 

Сканиращ модул при Лазерните принтери:

При лазерните принтери скритото изображение се създава точка по точка от сканиращия възел (сканера). Процеса е аналогичен на сканирането на изображението от електронния лъч в телевизионната тръба (кинескопа). Лазерният лъч, модулиран с електрически сигнал от контролера на принтера, е насочен през колимационен обектив към въртящ се огледален многостен (сканер). Отразеният от сканера лъч преминава през сканираща оптична система и попада върху фотопроводника.

 

Лазерен принтер, действие на сканера: Лазерният лъч модулиран от електрически сигнал преминава през колимационен обектив до въртящия се сканер който го отразява през сканиращата оптика и сканира в линия върху фотопроводника.

 

Тази система е ключа за осигуряване прецизното фокусиране на лазерния сноп и равномерното генериране на точки върху фотопроводника а оттук и по-висока разделителна способност.

Схема на сканиращата ситема в лазерните принтери

Лазерен принтер, печат на скритото изображение: Лазерният лъч сканира хоризонтална линия върху фотопроводника, по подобие на електронния лъч в телевизионната тръба, за да изгради скритото изображение.

LED принтерите, разработени от Oki и Panasonic използват матрица от малки светодиоди за формиране на скритото изображение, като по този начин се елиминира сложната оптико-механична сканиращата система. Основният проблем на метода е интегрирането на около 2400 светодиода (формат А4 с 300 точки/инч) в един ред, съвместно с оптика необходима за фокусиране на излъчването им върху фотопроводника. Метода за изграждане на скритото изображение, подобен на този при линейните принтери, е показан по-долу.

Генериране на изображението при LED принтерите

LED принтерите използват матрица от светодиоди за формиране на скритото изображение. Процеса е подобен на този при линейните принтери.

Лазерните и LED принтери са много подходящ избор за приложения изискващи високачествен и бърз печат на изображение и текст, както например издателските системи.

Параметри:

Стойности при Лазерните принтери

Стойности при LED принтерите

Технология:

Електрофотография
Laser

Електрофотография
LED

Скорост на печат PPM (Страници за минута)

4 - 50 PPM

За индустриални принтери
до 1000 PPM

10 - 26 PPM

Разделителна способност
DPI (Точки в инч)

300 - 2400 DPI

300 - 1200 DPI

Копия (Оргинала +)

0

0

Месечно натоварване
PPM (Страници на месец)

6,000 - 300,000 PPM

За индустриални принтери
до 18 милиона PPM

6,000 - 100,000 PPM

Цена [US$]

200 - 8,000 $

За индустриални принтери
до 1,000,000 $

250 - 8,000 $

Цена на страница (цента)

1.0 - 8.7

1.0 - 9.0

 

 

 

4. InkJet принтери, технология и основни параметри

Ink-jet технологията при принтерите започва своето развитие в началото на 60те. Siemens патентоват първото мастилоструйно устройство през 1951, което доведе до появата и на първия мастилоструен записващ апарат.

По късно през 70те IBM развиват непрекъснатата мастилоструйна технология. Основата и е управлението на непрекъснат поток от мастилени капки към носителя на изображението или отклоняването му във възвратен канал за рециркулация чрез прилагане на електростатично поле към предварително заредени мастилени капчици.

През 1977 Siemens произведоха принтера PT-80 с последователен печат с което изведоха мастилоструйната технология "капки по заявка" на пазара. Принтерите на тази технологична база изстрелват капки към носителя само при необходимост за отпечатването им. Този метод значително намалява сложността на екипировката в сравнение с технологията непрекъснат мастилоструен поток. При тези първи принтери изстрелването на капчиците мастило се извършва от пиезо-електрически преобразуватели които чрез механично движение създават необходимото за това налягане.

Схема на технологията с пиезо-електрически преобразувател

InkJet принтер, принцип на печат: При подаване на електрически импулс към пиезо-електрическия преобразувател той се деформира създавайки ударна вълна която изстрелва капчица мастило от дюзата.

По същото време Canon разви технологията bubble jet (мехурчесто струйна). При този метод миниатюрен електросъпротивителен нагревател загрява мастилото до кипване. Бързото нарастване на така създаденият "мехур" изхвърля мастилото пред себе си през дюзата. Скоро след тях Hewlett-Packard независимо разработиха подобна технология и я наименоваха термо мастилоструйна.


Схема на действие на техногията bubble jet

Bubble-Jet принтер, принцип на печат: При подаване на електрически импулс към резистора той изпарява част от мастилото и така създаденото налягане изхвърля капка мастило през дюзата.

Най-популярните мастилоструйни принтери използват последователен печат. Подобно на матричните, серийните мастилоструйни принтери използват печатаща глава с дюзи подредени вертикално в една или повече колони. Процеса за синтез на изображението е аналогичен с този на матричните принтери.

Процес на печат при мастилоструйните принтери

Хипотетична мастилоструйна глава с 9 дюзи в действие: При движението на главата в хоризонтално направление от дюзите селективно се изстрелват капчици мастило за отпечатване на съответните символи.

Аналогично на матричните принтери при мастилоструйните също се произвеждат модели с линеен печат за постигане на по-висока скорост. Процеса на изграждане на изображението е идентичен с този при LED принтерите.

Принцип на печат при линейни мастилоструйни принтери

Печатащата глава използва хоризонтален ред от дюзи по цялата ширина на листа за печат на изображението. Процеса е аналогичен на този при LED принтерите.

Основните предимства на масилоструйните принтери са тиха работа, високо качествен цветен печат с почти фотографско качество и ниски цени на принтерите (тези с последователен печат). Единственият им недостатък е скъпата поддръжка. Що се отнася до сравнение параметъра стойност на страница мастилоструйните принтери са чувствително по-скъпи от лазерните.

Мастилоструйни принтери Параметри:

Стойности

Технология:

Ink-jet или Bubble-jet

Скорост на печат
PPM (Страници за минута)

1 - 20 PPM

Разделителна способност
DPI (Точки в инч)

300 - 1200 DPI

Копия (Оргинала +)

0

Месечно натоварване
PPM (Страници на месец)

6,000 - 60,000 PPM

Цена [US$]

30 - 3000 $
За широко форматни принтери
до 19000 $

Цена на страница (цента)

3.0 - 30.0

 

5. Термични принтери - технология

Тези принтери са скъпи за употреба и изискват специална хартия. Хартията преминава през специална термична глава, широка колкото самия лист. Главата се управлява от електроника, която в дадени моменти нагрява точки от преминаващата хартия и те почерняват. При други силно нагорещени иглички се притискат върху лента с восъчно или восъчно-смолисто покритие, при което разстопения восък или смола се прехвърля върху разположения под тях лист хартия. Процесът се повтаря 4 пъти, по един за всеки отделен цвят. Използват се широко във факс апаратите.

6. Устройство на печатащата глава при мастиленоструйните принтери (Ink-Jet)

Мастиления патрон на тези принтери се състои от резервоар с мастило и малко електроника (интерфейсна верига , импулсни попмпи и дюзи ). Точките се нанасят чрез впръскване на мастилени струи от миниатюрни дюзи. Всъщност тези принтери се явявват точково - матрични при които се избягва удара с чукчето.

- резервоара с мастило осигурява продължително и непрекъснато захранване на попмпите и дюзите с мастило. Трябва да не се допусне разливане и разпенване на мастилото при движението на главата.

- Електрониката управлява независимо помпите пред всяка дюза. След като се активират, импулсните помпи изпомпват малки мастилени капки през дюзата върху хартията. Съществуват два принципа на действие на импулсните помпи :

- чрез пиезокристал, който се разширява (променя формата си), когато през него премине кратък токов цифров импулс и избутва мастилото през дюзата.

- използват малки балони (мехурчета) с изпарение (и от там идва името мехурчеста технология), които се получават при загряване на камерата с мастило.

Печатещата глава мести мастиления патрон странично върху хартията. Разстоянието между дюзите позиционира точките, които принтерът нанася върху хартията, а електрониката на принтера съгласува сигналите изпратени към мастиления патрон.

Помпата изхвърля малка мастилена капка през дюзата върху хартията, когато помпата не е активна, мастилото се задържа в дюзата от собственото си повърхностно съпротивление.

Дюзите задават точното разположение на точките една спрямо друга и изграждат физическия интерфейс между печатещата глава и хартията.

Производителите на принтери са разработили нова Ink-Jet технология, при която, се впръсват малки капчици разтопено мастило които при допира с листа хартия се втвърдяват бързо без да се абсорбират. За изписването на един символ са необходими 103 капчици.

Скоростта на мастиленоструйните принтери е от  300 до 500 символа в сек.

Съставът на мастилото е много важен. То трябва да изтича равномерно от резервоара, без да задръства тесните места в импулсните помпи и дюзите, да има достатъчно повърхностно съпротивление, за да се избегне разпръскването при изхвърлянето от дюзата, да изсъхва достатъчно бързо, за да не може да се размаже изображението.

Цветните мастилено струйни принтери използват един или два патрона с мастило – с циан ( синьо ), магента (червено ) и жълто в единия и допълнително черно в другия. Течното мастило на мастиленоструйните принтери е предимство що се касае до цветността. Някой принтери използват отделни патрони с мастило – по един за всеки цвят. Мастилото остава в течно състояние, дори и когато попадне върху хартията и може да се смеси. Това дава възможност да се получат по-добри междинни цветове чрез комбинация на основните. Много е важен е избора на мастило за качеството на цветното изображение.

 

7. Как се свързват принтерите към  РС ?

 

Принтерите се свързват към паралелния порт (LPT1 – LPT3) на компютърната система чрез 25 пинов женски D тип конектор. Информацията се предава по 8 бита едновременно.  Съвременните системи имат EPP (разширен паралелен порт) и ECP (порт с увеличени възможности). Принтерите могат да се свържат и чрез USB (Universal Serial Bus) порта на компютърната система.

 

Някой по – често използвани опции при работа с принтер

 

 

Фиг. 1

Nameиме на принтера (тип)

Allопция за разпечатване на целия документ

Current page – текуща страница

Selectionразпечатване само на селектираната област

Pageначин за разпечатванане на точно определени страници –Напр : 2-5

Print whatкакво да печати от документа

Printкои страници да печати – всички, четни, нечетни

Number of copies – брой копия

Scale to paper sizeЗадаване на размера на хартията

Options  отваря прозореца показан на фиг. 3

Propertiesсвойства – отваря нов прозорец със следния вид :

 

 

Фиг. 2

Една от често използваните опции тук е за икономичен печат или качество на печата, свързано с разделителната способност (т.н режим Draft – чернова).

 

Фиг. 3

 

Какъв принтер да купя, лазерен, матричен или inkjet?

 

Преди да изберете принтер трябва да дефинирате нуждите си. Какъв принтер търсите за дома, за офиса, принтер за текстообработка, счетоводство или графични приложения? Колко страници принтера ще печати месечно според Вашите прогнози? След което разгледайте таблицата по-долу.

 

Видове & Параметри

Матрични принтери

Лазерни принтери

InkJet принтери

9 pins

24 pins

black

color

black

color

Консумативи
(без хартия)
[US$/стр.]

0.001 - 0.002

0.01 - 0.03

0.03 - 0.09

0.02 - 0.05

0.06 - 0.30

Качество
/Resolution/
[dpi]

72/72
to
240/216

127/127
to
360/360

300/300
to
2400/2400

240/240
to
1200/1200

Копия (Оргинала +)

4 - 9

0

0

Ниво на шума

49 - 58dB(A)

39 - 52dB(A)

45 - 55dB(A)

Цена [US$]

40 - 3,500

200 - 8,000

2,000 8,000

30 - 3,000


Още се колебаете в избора на принтер?

Примерен тест за матрични принтери 24, 18 или 9 иглени

Това е най-обикновен файл, написан на езика на принтера, който Ви помага да тествате всеки Epson или съвместим 24, 18 и 9 иглен принтер /Почти всички иглени принтери подържат емулация - Epson ESC/P /. За да направите това първо трябва да изтеглите и запишете следния файл: Download на Вашия твърд диск или на дискета. Ако го изпълните, той ще разархивира следните 5 файла: mm9test.bat; mm9test.prn; mm24test.bat; mm24test.prn; readme.txt; на диска Ви, по подразбиране в директория C:\TEST. За да изпълните теста четете readme.txt файла или следвайте тези инструкции.

 

В DOS среда

1.     Свържете принтера с PC.

2.     Заредете го с хартия.

3.     Включете компютъра в режим DOS и влезте в директорията където са записани файловете.

4.     Включете захранването на принтера и натиснете бутона "on line".

5.     Напишете в команден ред: "mm9test" или "mm24test" и натиснете "Enter".

 

При Win95/98/2000

1.     Свържете принтера с PC.

2.     Заредете го с хартия.

3.     Включете компютъра, стартирайте Windows Explorer и отворете директорията където са записани файловете.

4.     Включете принтера и го настройте в режим "on line".

5.     В прозореца на Windows Explorer кликнете два пъти върху "mm9test.bat" или "mmt24test.bat" файла.

Сега Вашият принтер ще изпечати няколко реда в които всяка печатащата игла печати къси отделни линйки.

test.gif

Ако виждате всички къси хоризонтални линийки под поредните номера на иглите Вашият принтер е O.K. Ако някоя от тях липсва, то Ви трябва сервиз поради една от следните причини: Повреда в печатащата глава. Повреден кабел между главата и управлението и. Повреда в силовите транзистори управляващи главата.

Дезинсталация: Просто изтрийте файловете:  mm9test.bat; mm9test.prn; mm24test.bat; mm24test.prn; readme.txt;

 

Литература :

1.     http://mimech.com/printers/bg/

2.     Людмила Иванова – „Въведение в РС” – учебно помагало по информатика за 11 клас   СИЕЛА-София 2004

3.     Божидар Ивайлов Стефанов – “Компютърна енциклопедия” – СОУ “Иван Вазов” - гр. Плевен