Назовите назначение, принцип работы, разновидности, основные технические параметры и интерфейсы подключения принтеров

Принтер - это устройство, способное выводить изображение (печатать, откуда и название) на бумагу или пленку. Плоттер (графопостроитель) тоже выводит изображение, но он его не печатает, а вычерчивает. Принтеры и плоттеры создают так называемые твердые копии (hard сору) документов; твердость означает невозможность их последующей произвольной модификации (стирания и подчистки в расчет не берутся). По этому признаку принтеры и плоттеры относятся к пассивным устройствам графического вывода, их противоположность — активные устройства вывода (дисплеи). По способу печати принтеры разделяются на буквопечатающие и знакосинтезирующие, а также последовательные и параллельные. В последовательных принтерах печать осуществляется поэлементно с продвижением по строке, и после прохода строки переходят к печати следующей строки. В параллельных принтерах строка печатается целиком. Буквопечатающие принтеры способны печатать только строчки символов из фиксированного набора, что ограничивает область их применения печатью текстовых документов бел возможности использования привычного уже разнообразия шрифтов. Вместе с тем. у них есть преимущество в качестве печатаемых символов, а в ряде случаев - и в скорости печати. Таких принтеров существовало (и поныне существует) несколько типов. Знакосинтезирующие, они же матричные, принтеры позволяют печатать произвольные изображения. По способу нанесения красителя они делятся на ударные (игольчатые), термические, струйные и лазерные, хотя под матричными, как правило, подразумевают именно игольчатые.

Игольчатые принтеры — «ветераны» печатающих устройств ПК. По нынешним меркам их разрешение низкое (до 360 dpi), скорость и качество невысокие, цветопередача плохая, и они самые шумные. Однако они обеспечивают самую дешевую печать (дешевы и принтер, и расходные материалы); они неприхотливы к бумаге, могут работать под копирку (и без ленты) и дают механический оттиск. Последние два свойства обусловливают ряд их специфических применений (например, оттиск реализует одну из степеней защиты в новых паспортах).

Термопринтеры по конструкции напоминают игольчатые, но вместо ударов иголок по красящей ленте их головки нагревают отдельные точки специальной термочувствительной бумаги. Эти принтеры отличаются практически бесшумной работой, правда, скорость печати невысока. Главный недостаток — требуется специальная бумага, изображение на которой получается не очень устойчивым (на солнечном свету и при нагревании бумага темнеет). В настоящее время термопринтеры практически не выпускаются, и бумага для них может быть дефицитом. Термопечать используется в факс-машинах.

Струйные принтеры InkJet (ink — чернила, jet — струя), как и термопринтеры, конструктивно аналогичны матричным игольчатым принтерам, но вместо удара по бумаге через красящую ленту они «стреляют» по бумаге капельками специальных (быстросохнущих) чернил из микроскопических сопел. Для формирования капли используется несколько способов:

В электростатических принтерах из сопла выбрасывается непрерывная серия капель — технология называется CIJ (Continuous InkJet). С помощью управляющего электрода часть капель отклоняется в сборник (на рециркуляцию), часть летит на бумагу. Этой технологии свойственна высокая скорость печати. Есть вариант технологии и с «каплями по требованию» (Drop On Demand, DOD), без рециркуляции; эта печать происходит медленнее.

В пьезоэлектрических принтерах (основная технология фирмы Epson) капли выстреливаются механическими микронасосами на пьезоэлементах. Эти принтеры чувствительны к пузырькам воздуха в чернилах. Управляемость размером капли и отсутствие «сателлитов» (мелких брызг вокруг основной капли) — свойства, полезные при полутоновой печати. Головки дорогие, но долговечные (при «правильных» чернилах), цена печати ниже.

В пузырьковых принтерах (bubble-jet), выпускаемых фирмами HP, Lexmark, Canon, Xerox, капля выталкивается пузырьком пара (от микроскопического нагревательного элемента). Взрыв плохо управляем, вокруг капли присутствуют мелкие «сателлиты». Ресурс головок ограничен, но они дешевые и легко меняются. Разрешение — до 1200-2400 dpi.

Твердокрасочные (Solidlnk) принтеры можно рассматривать как варианты струйных. В этих принтерах восковая краска расплавляется и через сопла головки наносится на вал переноса, с которого потом накатывается на бумагу. Головка принтера неподвижная, печается вся строка целиком, что обеспечивает высокую скорость печати. Разрешение — 1200 dpi, отпечатки качественные, глянцевые, но боятся нагрева. По расходным материалам печать дешевая. Во время разогрева принтер потребляет большую мощность. Принтеры «не любят» отключений (слишком долго запускаются). Сублимационные (термодиффузионные) принтеры обеспечивают самую высококачественную цветную печать (цвета смешиваются на бумаге). Здесь краска испаряется с ленты и переходит на бумагу (впитывается), степень нагрева испарителя регулируется (256 ступеней), за счет чего меняется интенсивность каждой точки. Для каждого базисного цвета (краски) выполняется свой проход, поэтому печать медленная. Принтеры имеют разрешение 1400 dpi (цветных точек) и выше. Печать дорогая — дороги и принтер, и расходные материалы.

В лазерных и светодиодных (LED) принтерах используется электрографическая печать — технология переноса изображения на бумагу, издавна применяемая в копировальных аппаратах. В лазерном принтере имеется барабан, покрытый фоточувствительным полупроводником. Поверхность барабана электризуется, после чего модулированный лазерный луч сканирует всю поверхность барабана, разряжая засвеченные участки. Сканирование осуществляется с помощью вращающегося зеркала, направляющего луч на поверхность барабана, и вращения самого барабана. К разряженным точкам поверхности притягивается тонер — очень мелкий красящий порошок, формируя на барабане изображение полного листа. Далее синхронно с вращением барабана по нему прокатывается наэлектризованный лист бумаги, и частички тонера переходят на лист. Затем бумага с тонером прокатывается через горячие валки, и тонер припекается к бумаге, после чего лист выводится из принтера.

Цветная и полутоновая печать имеет свои сложности, поскольку большинство типов принтеров могут точку либо печатать, либо не печатать. Непосредственно управлять яркостью и цветом (яркостью базисных цветов) пиксела (как у мониторов) большинство технологий печати не позволяет. Цветной (полутоновой) пиксел в принтерах образуется из группы точек; число отпечатанных точек в группе определяет насыщенность пиксела. Для цветных принтеров различают два основных параметра:

Линиатура — шаг полноцветных (полутоновых) пикселов печати, измеряется в lpi (lines per inch — число линий на дюйм). Газеты печатают с линиатурой 80-90 lpi, журналы — 133-150 lpi, высококачественная печать требует более 150 lpi (бывает и 300 lpi).

Разрешение принтера — шаг точек печати, измеряется в dpi (dot per inch — число точек на дюйм). Заметим, что 1200 dpi соответствует шагу точек 21 мкм!

Современные принтеры, печатающие графические изображения (в том числе текст в графическом режиме) с высоким разрешением, требуют высокоскоростной передачи данных по внешнему интерфейсу. У них интерфейс может стать узким местом, и фаза передачи данных будет занимать значительное время, расходуемое на вывод изображения. Параллельный интерфейс для этого уже работает на пределе возможностей. обеспечивая скорость передачи до 2 Мбайт/с в режиме ЕСР или ЕРР (см. 15.3). Обычный последовательный интерфейс RS-232C с его пределом около 15 Кбайт/с здесь, конечно же. неприемлем. Тем не менее, автору лично доводилось пользоваться лазерным принтером (HP), подключенным к СОМ-порту, - лист на печать передавался около получаса (зато печатался быстро). В качестве внешнего интерфейса в последнее время стали чаше применять шину USB с ее удобным кабелем, в версии 1.0 она обеспечивает скорость до 1,5 Мбайт/с. a версия 2 0 дает скорость уже до 24 Мбайт/с. В принтерах может применяться и интерфейс SCSI, но широкого распространения он не получил. Также пока очень сдержанно применяется шина FireWire. Принтеры, особенно мощные, часто применяют для совместной работы в сети - задания на печать могут посылать пользователи с разных компьютеров. Разделяемый принтер может соединяться с сетью разными способами:

Принтер может подключаться обычным интерфейсом (параллельным или USB) к компьютеру, включенному в сеть. Этот компьютер становится принт-сервером. для чего у него должно быть запущено специальное ПО. В сетях Windows для згого достаточно запустить в сетевом окружении службу доступа к файлам и принтерам, разрешить совместный доступ к ресурсам компьютера и конкретно - к данному принтеру.

Принтер может подключаться параллельным (или последовательным) интерфейсом к аппаратному принт-серверу - небольшому устройству, по виду напоминающему малогабаритный хаб и подключенному к сети. Программные (протокольные) функции принт-сервера выполняет встроенное F10 (firmware) данного устройства. Принт-сервер обычно имеет несколько внешних интерфейсных портов, параллельных, а иногда и последовательных, и к нему может быть подключено несколько принтеров (плоттеров). ПО принт сервера обычно рассчитано на один из сетевых протоколов, и принт-сервер для Novell NetWare не подходит для сетей Windows (и наоборот). Бывают и мультипротокольные принт-серверы.

Принтер может непосредственно подключаться к сети, как правило, по интерфейсу Ethernet, разъемом BNC (10Base2) к коаксиальному кабелю (шине) или RJ-45 (lOBascT или 100BaseTX) витой парой к сетевому концентратору. Сетевой интерфейс имеют мощные лазерные принтеры; для них предпочтительнее интерфейс 100BaseTX (Fast Ethernet), обеспечивающий скорость до 10 Мбайт/с. Протокольные функции принт-сервера в данном случае выполняются встроенным ПО принтера и здесь также поддерживаемый протокат (протоколы) должен соответствовать используемому в сети. Сетевме принтеры (принтер с аппарагнмм и программным интерфейсом локальной сети), как правило, имеют и альтернативний обычный интерфейс Centronics.

Сетевой принтер (или принт-сервер, к которому он подключен), должен быть по возможности привилегированным узлом сети. Его желательно подключать к порту коммутатора или непосредственно в сегмент, в который входят его пользователи.