Мелитопольский государственный педагогический университет кафедра Информатики и кибернетики архитектура ЭВМ учебное пособие (Конспект лекций)

1   ...   6   7   8   9   10   11   12   13   14

Принцип работы.

Принцип работы лазерного принтера достаточно сложен, мы рассмотрим его вкратце. Он основан на известном свойстве - "прилипании" измельченной полимерной краски к статически заряженной полупроводниковой поверхности. В лазерном принтере поверхность цилиндра из полупроводникового материала равномерно по площади заряжается от высоковольтного источника. Затем меняющимся по интенсивности тонким лазерным лучом в нужных местах поверхность разряжается. С помощью специального валика - электромагнитной щетки - пылевидная краска наноситься на цилиндр. В тех местах, где заряд остается, (луч лазера его не коснулся) пылинки прилипают и вращением цилиндра переносятся на бумагу. Другим электрическим полем, действующим с обратной стороны бумаги, частицы краски перетягиваются на нее. Далее, перемещаясь между термовалами, краска плавится и впитывается в бумагу. Оставшиеся на цилиндре заряды и краска снимаются разряжающими лампами и скребком.

Луч лазера, формирующий изображение, бегает вдоль цилиндра, отражаясь от многогранного зеркала. Цилиндр и зеркало вращаются равномерно, а яркость луча меняется под управлением процессора. Точнее, вспышки луча повторяют распределение бит в специально выделенной памяти, в которой процессором с помощью программ печати нулями и единичками формируется изображение. Размер этой памяти должен быть достаточным для построения полной страницы со всеми деталями. Дело в том, что процесс печати в лазерных принтерах имеет особенность: начатую страницу необходимо допечатать до конца без остановок, в противном случае на ней неизбежно появятся крупные дефекты. Если вы хотите получать изображение высокого качества, т. е. с проработкой мельчайших деталей, то луч лазера должен быть очень тонко сфокусирован, краска - мелко помолота, а буфер под формируемое изображение - иметь достаточный объем, как минимум сотни килобайт.

Печать производится следующим образом: сначала приводятся в действие оптико-механические элементы принтера - лазер, многогранное зеркало, полупроводниковый цилиндр, источники высокого напряжения; затем в темпе движения луча по образующей цилиндра происходит считывание бит вдоль строчек буфера. Биты - нули при этом на луч не влияют, а биты - единицы гасят (перекрывают) луч с помощью специального устройства - модулятора. Следовательно, точки на цилиндре, соответствующие битам - единицам, остаются не засвеченными, и к ним прилипают частицы краски, переходящие затем на бумагу.

В светодиодных принтерах (OKI, Panasonic) вместо лазера работает светодиодная панель. Теоретически светодиодная технология более надежна, поскольку является более простой. Ведь недаром фирмы OKI дает на светодиодные панели в своих принтерах пожизненную гарантию. Кроме того, принтеры со светодиодной панелью более компактны. По этой же причине светодиоды часто используют в ксерографических цифровых плоттерах. Однако на практике большинство производителей предпочитает лазерную технологию. Кроме того, лазерные принтеры работают быстрее, в то время, как светодиодные - более дешевы.

Достоинства:

* высокая скорость печати

* скорость печати не зависит от разрешения

* высокое качество печати

* низкая себестоимость копии (на втором месте после матричных принтеров)

* бесшумность

Недостатки:

* высокая цена аппарата

* высокое потребление электроэнергии

* очень высокая цена цветных аппаратов

10.1.5 Твердочернильные принтеры.

Твердо - чернильная технология присутствует в арсенале фирмы Tektronix, являющейся частью фирмы Xerox. Что представляет собой твердо - чернильный принтер. (Серия Tektronix 840-850). Красители представляют собой твердые кубики цветов CMYK. Добавлять их можно даже во время печати. Каждый кубик находится в собственном отделении. Чернила расплавляются и подаются в печатающую головку. Она создает изображение на алюминиевом барабане, с которого оно полностью переносится на бумагу. Для того, чтобы чернила не застывали на барабане, их подогревают. Ширина печатающей головки равна ширине листа. Лист движется относительно головки, которая переносит на него краситель. Наиболее интересной в данном принтере является сама печатающая головка. Печатающая головка представляет собой блок сопел (по 112 на каждый цвет), снабженных пьезоэлементами. При срабатывании пьезоэлемента, капля расплавленных чернил попадает на барабан. Скорость печати в цвете доходит до 14 стр./мин, что очень неплохо для цветного принтера, поскольку цветные лазерные принтеры начального уровня не обеспечивают такое качество печати. Принтер не рекомендуется выключать из сети, поскольку при этом забиваются сопла печатающей головки. Прочистка ее требует расхода чернил, что выливается примерно в 20 долл. США. Правда у принтера есть спящий режим. К сожалению все сублимационные технологии требуют присутствия прецизионной головки.

Достоинства технологии:

* невысокая стоимость отпечатка (вплоть до бесплатного черного красителя);

* высокая устойчивость отпечатка к внешним воздействиям;

* яркие сочные цвета;

Недостатки:

* высокая стоимость аппарата;

* высокая требовательность к материалам;

* слабая распространенность таких аппаратов, что делает более сложным сервисное обслуживание и ремонт;


10.2 Плоттеры.

 

Плоттеры, они же графопостроители, предназначены для вывода чертежей. Плот­теры являются векторными устройствами (по крайней мере по входным данным). В плоттерах первых поколений пишущее средство перемещалось на бумаге по траектории, заданной отображаемой в данный момент фигурой. Плоттер способен рисовать графические примитивы: точка, отрезок прямой, дуга, эллипс(окружность как его разновидность), прямоугольник. Плоттеры позволяют выводить изображения на листы разного формата — от А4 для настольных устройств до А1 и АО у крупных напольных устройств. Для принтеров такие большие размеры не­доступны. По способу обеспечения движения пишущего средства относительно бумаги различают планшетные и рулонные плоттеры.

В планшетном плоттере лист бумаги укладывается на плоский стол и недвижно закрепляется. На небольших устройствах лист по краям прижимается металлическими полосками к магнитному столу. На устройствах большого мата листы иногда присасываются воздухом через специальные отверстия в столе. Над столом в одном направлении перемещается каретка, вдоль которой размещается пишущая головка.

В рулонном плоттере имеется горизонтальный барабан, на который клал лист бумаги и прижимается к барабану валиками. Края листа свободно свисают вниз (это напольные конструкции). Пишущая головка перемещается по направ­ляющей только вдоль оси барабана. Вращение барабана (в обоих направлениях) и перемещение головки совместно обеспечивают взаимно перпендикулярные пе­ремещения пишущего средства относительно бумаги. Рулонные плоттеры позво­ляют выводить чертежи крупного формата, не занимая при этом огромной площади (как планшетные).

Современные струйные рулонные плоттеры сделаны несколько иначе. По сути дела они являются растровыми струйными принтерами, головка которых имеет ряд (и не один) сопел. При выводе бумага в них по барабану прокатывается всего один раз, в одном направлении, и за этот проход растровым способом вы­водится все изображение. Растеризация изображения производится во внутрен­нем ОЗУ огромного размера, но на данном этапе это оказывается уже проще, чем делать сложную механику.

Перьевой плоттер способен выбирать перья (по цвету чернил, типу и толщи­не) из имеющихся у него в распоряжении. Перья бывают разные — типа шари­ковой ручки (ball tip pen), фломастера (fiber tip pen) или керамического пера (keramic tip pen) — каждый тип имеет свою нишу применения.


10.3   Форматы данных. 


Современные принтеры способны работать в любом режиме — графическом или текстовом. После включения питания, аппаратного или программного сброс: принтер готов к получению текстовых данных и команд. Принтеры, как прави­ло, работают в расширенной (8-битной) таблице ASCII-кодов. Первые 32 кода (0-1Fh) используются для управляющих символов, непосредственно не отобра­жаемых принтером. Далее следуют коды специальных символов, цифр, пропис­ных (верхний регистр, uppercase) и строчных (нижний регистр, lowercase) 6; латинского алфавита. Коды 80-FFh требуются для знаков национального (в частности, русского) алфавита и символов псевдографики. Посмотреть таблицу символов можно распечаткой файла BINCOD.CHR, который можно создать простой программой на языке Basic:

10 OPEN "BINCOD.CHR" FOR OUTPUT AS #1

20 FOR J=2 TO 15

30 FOR 1=0 TO 15

40 PRINT#1, CHR$(16*J+I);

50 NEXT I

60 PRINT#1,

70 NEXT J

80 CLOSE #1

90 END

Файл BINCOD.CHR представляет собой таблицу всех печатных символов (управляющие коды пропущены), расположенных по 16 символов в строке.

Для лазерных принтеров фирма Hewlett-Packard разработала специальный язык PCL (Printer Control Language), в котором кроме управляющих команд, ана­логичных Escape - последовательностям матричных принтеров, имеются и графи­ческие, описывающие рисование геометрических примитивов. В языке имеются я средства работы со встроенными шрифтами принтера, включающие масштаби­рование и повороты букв. Язык PCL поддерживают и ряд струйных принтеров.

Использование языка PCL позволяет сократить объем данных, передающихся принтеру для печати сложных изображений, состоящих из текста и график сравнению с растровым форматом. Особенно эта экономия существенна для высокого разрешения и цветной печати — для PCL объем передаваемой информации не так сильно зависит от разрешения и цветности.

Язык PostScript также предназначен для лазерных принтеров. В этом языке вся страница описывается в векторном виде. Шрифты задаются контурами (линиями Безье), и их растеризацией (в нужном цвете) занимается встроенный про­цессор принтера, в соответствии с возможностями принтера и выбранным разре­шением печати. Векторное описание всех объектов (символов и геометрических фигур) обеспечивает возможность точного выполнения трансформаций (масштабирование, позиционирование, повороты, зеркальные отражения). При файл печати не зависит от типа принтера (или иного устройства) — треб только поддержка версии языка, на которой создан файл.

Для плоттеров, которые получают исключительно векторные команды рисования, существует несколько различных языков. Общепринятым является HP-GL, его понимают все плоттеры и практически все прикладные прогул использующие графический вывод на плоттер. Для плоттеров, особенно перье­вых, актуальна оптимизация входных данных. Например, при многоцветных изображениях гораздо выгоднее нарисовать сначала все элементы одного цвета, затем другого.

Контрольные вопросы

1. Дать классификацию принтеров.
   
2. Описать принцип работы игольчатого принтера.
   
3. Описать принцип работы струйного принтера.
   
4. Описать принцип работы термопринтера.
   
5. Описать принцип работы лазерного принтера.
   
6. Описать принцип работы твердочернильного принтера.
   
7. Описать принцип работы плоттера.
   

Список литературы

1. Мюллер, Скотт. Модернизация и ремонт ПК, 14-е издание. : Пер. с англ.—М. : Издательский дом «Вильямс», 2003. – 1184 с.
   
2. Колесниченко О .В. Шишигин И.В. Аппаратные средства РС – 4-е изд., перераб. Доп. – СПб. : БХВ-Петербург, 2001.—1024 с.
   
3. Леонтьев В.П. Новейшая энциклопедия персонального компьютера 2002. – М.:ОЛМА-ПРЕСС, 2002 – 920 с.
   
4. Бабич И.П., Жуков И.А. Компьютерная Схемотехника. Методы построения и проектирования: Учебное пособие, -- К,: «МК- Пресс», 2004. – 576 с.
   
5. Гук м. Аппаратные средства IВМ РС. Энциклопедия. – СПб.: Питер Ком. 1999. – 816 с.