Зміст
Введення
1. Принтери ударного типу (impact printer)
1.1 Барабанні построкові принтери
1.2 Матричні принтери
2. Струминні принтери
2.1 Друкуючі пристрої з п'єзоелектричними виконавчими механізмами
2.2 Друкуючі пристрої з термографічними виконавчими механізмами
2.3 Кольорові струменеві принтери
3. Фотоелектронні друкуючі пристрої
3.1 Лазерні принтери
3.2 Світлодіодні принтери
3.3 Принтери з рідкокристалічним затвором
4. Принтери інших технологій
4.1 Тверді чорнило
4.2 Сублімація фарб
4.3 Термовоск
4.4 Термоавтохром
Висновок
Література
Введення
Сучасний етап розвитку людської цивілізації характеризується небувалою швидкістю розвитку науки, техніки і нових технологій, що принесло величезну кількість нових знань, які необхідно як мінімум враховувати, зберігати і переробляти. Інформаційні потоки в суспільстві збільшуються з кожним днем, і цей процес носить лавиноподібний характер. Розвиток сучасного суспільства безпосередньо пов'язано зі зростанням виробництва, споживання і накопичення інформації в усіх галузях людської діяльності. Все життя людини, так чи інакше, пов'язана з отриманням, накопиченням та обробкою інформації. Інформатизація охоплює всі сфери, всі галузі суспільного життя, міцно входить в життя кожної людини, впливає на його спосіб мислення і поведінку.
За своїм значенням для розвитку суспільства інформація прирівнюється до найважливіших ресурсів поряд з сировиною і енергією. У розвинених країнах більшість працюючих зайняті не в сфері виробництва, а в тій чи іншій мірі займаються обробкою інформації. Тому філософи називають сучасну епоху постіндустріальної.
Разом з тим можна відзначити і нову тенденцію, яка полягає у все більшій інформаційної залежності суспільства в цілому та окремої людини зокрема. Саме тому останнім часом з'явилися такі категорії як "інформаційна політика", "інформаційна безпека" і ряд інших понять, пов'язаних з інформацією. Ця обставина підкреслює наскільки важливою є інформація для сучасного суспільства.
1. Принтери ударного типу (impact printer)
Принтер - пристрій для виведення текстової або графічної інформації на різні тверді носії. Являє собою складний електромеханічний апарат, що забезпечує формування зображення, просування носія, подачу барвника та його закріплення на носії. Існує кілька типів принтерів: матричні, струменеві, лазерні, твердочорнильний, термосублімаційні і так далі. Кожну групу принтерів характеризують свої відмітні риси, властиві лише цьому типу пристроїв виведення інформації. Розглянемо кожну з груп докладніше.
Принтери ударної дії, або impact-принтери, створюють зображення шляхом механічного тиску на папір через стрічку з барвником. В якості ударного механізму застосовуються або шаблони символів (механізм друкуючої машинки), або голки, конструктивно об'єднані в матриці.
1.1 Барабанні построкові принтери
Перші моделі друкуючих пристроїв для виводу інформації конструктивно представляли собою модернізовані варіанти електричних друкарських машинок і застосовувалися в 60 - 70-х роках в основному для діалогового введення - виведення невеликої кількості даних. Основним типом пристроїв для виводу масової інформації в той час були построкові друкуючі пристрої барабанного типу, що використовують механізм, що складається з символьного барабана, фарбувальної стрічки, системи просування перфорованої паперової стрічки (зазвичай рулонної або сфальцованний в стопу) і ударних Пуассона. На символьному барабані розміщені опуклі зображення символів (зазвичай рядками по 120 однакових символів). При обертанні барабана символи проходять між папером, фарбувальною стрічкою і Пуассона. Удар Пуассона, синхронізований з проходженням необхідного символу, залишає на папері відбиток. Таким чином, один рядок друкується за один оборот символьного барабана, що забезпечує досить високу швидкодію (5 - 20 рядків в секунду).
Наступним етапом вдосконалення принтерів ударного типу можна вважати типові принтери. Друкуюча головка типового принтера або типовий диск являє собою пластмасовий диск зі спицями, на кінцях яких розташовуються прямокутні пластинки з нанесеними у вигляді штемпелів типами у вигляді літер, цифр і розділових знаків. Типовий диск, що приводиться в рух кроковим двигуном, обертається до тих пір, поки бажаний знак не виявиться точно перед ударником. При спрацьовуванні ударника проводиться друк символу через фарбувальну стрічку. Типовий принтер забезпечує досить гарне зображення знаків, але при цьому невисоку швидкість друку - від 30 до 40 знаків в секунду, не універсальний в сенсі зміни шрифтів і не дозволяє виводити графічну інформацію.
1.2 Матричні принтери
У матричних принтерах (dot matrix printer) зображення формується голками, розташованими в головці принтера, і активізується електромагнітним методом. Кожна ударна голка приводиться в рух незалежним електромеханічним перетворювачем на основі соленоїда. Головка рухається по горизонтальній направляючої і керується кроковим двигуном. Друк виконується як при прямому, так і при зворотному проході друкуючої головки. Папір просувається за допомогою валу, а між папером і голівкою принтера розташовується барвна стрічка. У більшості моделей принтерів барвна стрічка укладена в спеціальний пластмасовий корпус, званий картриджем, який різниться за величиною і формою для різних моделей. Фарбувальна стрічка знаходиться усередині корпуса картриджа у вигляді нескінченної стрічки Мебіуса.
Якість друку матричних принтерів визначається кількістю голок у друкуючої головки. У голівці 9-голчастого принтера знаходяться 9 голок, які розташовуються вертикально в один ряд. Діаметр однієї голки близько 0,2 мм. Завдяки горизонтальному руху голівки принтера та активізації окремих голок надрукований знак утворює як би матрицю, причому окремі букви, цифри та знаки "закладені" всередині принтера у вигляді бінарних кодів. Для поліпшення якості друку кожен рядок друкують два рази, при цьому збільшується час процесу друку і є можливість зміщення при другому проході окремих точок, складових знаки. Якість друку 9-голчастих принтерів залишає бажати кращого, але для розпізнавання букв цього достатньо. Подальшим розвитком 9-голчастого принтера був 18-голковий, який мав два ряди по дев'ять голок. У 24-голчатому принтері, який став сучасним стандартом матричних принтерів, голки розташовуються в два ряди по дванадцять штук так, що вони в сусідніх рядах зрушені по вертикалі. За рахунок цього точки при друці зображень перекриваються. У 24-голчастих принтерах є можливість переміщення голівки двічі по одній і тій же рядку, що забезпечує друк на рівні машинописного якості LQ (Letter Quality).
Різновидом принтерів ударної дії є рядковий принтер, у якого друкуюча голівка виконана у вигляді планки, укомплектованої голками по всій довжині. Таким чином, при друці зображення матриця, відповідна рядку, повністю переноситься на папір. За рахунок того, що рядок друкується цілком за один раз, такі принтери забезпечують швидкість друку до 20 сторінок на хвилину.
Деякі моделі 24-голчастих матричних принтерів володіють можливістю кольорового друку за рахунок використання багатобарвної фарбувальної стрічки, при цьому мікропроцесор принтера формує сигнали для управління голками друкуючої головки принтера відповідно до таблиці кольоровості. Досягається при цьому якість кольорового друку значно поступається якості друку струминного принтера, але є цілком прийнятним для друку ділової графіки (таблиць, діаграм і так далі).
До безперечних переваг матричних принтерів відноситься можливість друку одночасно декількох копій документа з використанням копіювального паперу. Існують спеціальні матричні принтери для одночасної друку п'яти і більше примірників, які призначені для експлуатації в промислових умовах і можуть друкувати на картках, ощадних книжках та інших носіях з щільного матеріалу. Крім того, багато матричні принтери обладнані стандартними направляють для забезпечення друку в рулоні і механізмом автоматичної подачі паперу, за допомогою якого принтер самостійно заправляє новий лист.
Достоїнствами матричних принтерів є:
дешевизна витратних матеріалів;
довговічність роботи;
низька собівартість друку;
відносна дешевизна матричних принтерів формату А3
Матричні принтери забезпечують швидкість друку до 400 знаків у секунду, мають роздільну здатність 360 х 360 точок на дюйм, обладнані оперативною пам'яттю невеликого обсягу - близько 64 - 128 Кбайт.
Істотним недоліком матричних принтерів є шум, який досягає 58 дБ. Для усунення цього недоліку в окремих моделях передбачено так званий тихий режим, однак таке зниження шуму призводить до зниження швидкості друку у два рази. Інший напрямок боротьби з шумом матричних принтерів пов'язане з використанням спеціальних звуконепроникних кожухів.
2. Струминні принтери
Головним елементом струменевого принтера є друкуюча головка, що складається з сопла, до яких підводяться чорнило. Число сопел знаходиться в діапазоні від 16 до 64, а іноді сягає кількох сотень. Чорнила подаються до сопел за рахунок капілярних властивостей і утримуються від витікання за рахунок сил поверхневого натягу рідини. У головку вбудований спеціальний механізм, що дозволяє викидати з сопла мікроскопічну крапельку чорнила. Друкуюча голівка при друку переміщається поступально зліва направо, віддрукувавши рядок, переміщується вниз по аркушу. Працюють ці принтери практично безшумно. Залежно від пристрою цього механізму розрізняють приналежність принтера до того чи іншого класу.
Лорд Рейлі, лауреат Нобелевсокй премії з фізики, зробив свої фундаментальні відкриття в області розпаду струменів рідини і формування крапель ще в XIX столітті, проте датою народження технології струменевого друку можна вважати тільки 1948 рік, коли шведська фірма Siemens Elema запатентувала заявку на пристрій, що працює як гальванометр, але обладнані не вимірювальної стрілкою, а розпилювачем, за допомогою якого реєструвалися результати вимірювань. Розробники скористалися закономірністю, виявленої лордом Рейлі: струмінь рідини спрямовується розпастися на окремі краплі. Потрібно відкоригувати випадковий процес розпаду, накладаючи за допомогою п'єзоелектричного перетворення високочастотні коливання на струмінь барвника, викидається під високим тиском. Таким способом може викидатися до 10 6 крапель в секунду, розміри яких залежать від форми розпилювачів, а швидкість досягає 40 м / с. Завдяки високій швидкості польоту крапель допускається використовувати поверхні з сильними нерівностями і залежно від вимог до якості друку розміщувати їх на відстані 1 - 2 см від сопла-розпилювача. У результаті можна наносити маркування, наприклад дані про термін придатності товару на картонні коробки, пляшки, консервні банки, курячі яйця або кабелі. Цю технологію друку неважко впізнати по точках, що здаються нерівномірними і як би обтріпаними.
Струменеві принтери поділяються на пристрої безперервної дії (continuous drop) і дискретного (drop - on - demand) дії. Зважаючи менш високої ціни більш поширеними є принтери другого типу, які в свою чергу поділяються на наступні:
п'єзоелектричні (piezo - ink) - Epson, Brother;
бульбашкові (bubble - jet) - Hewlett - Packard, Canon, Lexmark
Кожен з цих двох способів по-своєму привабливий, проте кожен із них не позбавлений недоліків.
П'єзоелектрична технологія дешева, відрізняється надійністю, тому що не використовується висока температура. Цей спосіб менш інерційний, ніж нагрів, що дозволяє підвищити швидкість друку.
Бульбашкова (термічна) технологія пов'язана з високою температурою. При високій температурі нагрівач з часом покривається шаром нагару, тому в принтерах, що використовують цю технологію, друкуюча головка досить часто виходить з ладу. У таких випадках вона разом з резервуаром для чорнила утворює конструктивний єдиний вузол. Перевагою цього типу принтерів є довговічність, виключаючи друкуючі головки, які швидко зношуються і замінюються разом зі зміною картриджа, а недоліком - низька різкість отримуваних відбитків.
2.1 Друкуючі пристрої з п'єзоелектричними виконавчими механізмами
Для реалізації п'єзоелектричного методу в кожне сопло встановлений п'єзокристал, пов'язаний з діафрагмою. Під впливом електричного заряду відбувається деформація пьезоелемента. При друку знаходиться в трубці п'єзоелемент, стискаючи і розтискаючи трубку, наповнює капілярну систему чорнилом. Чорнила, які віджимаються тому, перетікають назад у резервуар, а чорнило, які видавилася назовні, утворюють на папері крапки. Перші заявки на реєстрацію винаходу систем струменевого друку з виконавчими п'єзоелектричними механізмами були подані в 1970 і 1971 роках.
П'єзоелектричні трубки. У 1977 році був продемонстрований перший струменевий принтер з дозованим викидом барвника. Він був оснащений дванадцятьма соплами-розпилювачами і друкував майже безшумно зі швидкістю 270 знаків у секунду. У принтері в якості електромеханічного перетворювача використовувалася п'єзоелектрична трубка, поміщена в канал литої пластмаси. Всі канали закінчуються пластиною з отворами, що калібруються для розпилення, розташованої на передній панелі пристрою. Передача електроенергії і барвника проводиться за допомогою коливань тиску поширюються в каналі відповідно до законів акустики.
П'єзопластин. У січні 1985 року компанія Epson представила перший зі своїх пьезопланарних струменевих принтерів. Замість п'єзоелектричних трубочок, як у Siemens, в друкуючих голівках, виконаних з структурованих скляних пластинок, укріплені невеликі пьезопластінкі. Якщо до них прикласти електричну напругу, їх діаметр трохи зміниться, але і цього буде достатньо, щоб вони зігнулися разом з пасивною скляній багатошарової підкладкою подібно біметалічною пластині, що призведе до виникнення в каналі надлишкового тиску, і барвники виштовхуються тим же способом, що і в головках з пьезотрубкамі. У 1987 році був запропонований інший принцип використання пьезоелектріков для струменевого друку, заснований на застосуванні пластинчастого пьезопреобразователя. Пластинчасті п'єзоперетворювачі поєднують в собі переваги як плоских, так і трубчастих систем - високу частоту розпилення і компактну конструкцію.
2.2 Друкуючі пристрої з термографічними виконавчими механізмами
Метод газових бульбашок базується на термічної технології. Кожне сопло обладнане нагрівальним елементом, який при пропущенні через нього струму за кілька мікросекунд нагрівається до температури 500 0 С. Виникаючі при різкому нагріванні газові бульбашки виштовхують через вихідний отвір сопла порцію (краплю) рідких чорнила, які переносяться на папір. При відключенні струму нагрівальний елемент остигає, паровий міхур зменшується і через вхідний отвір надходить нова порція чорнила.
Перший струменево-бульбашковий термопринтер компанії Hewlett - Packard вийшов в 1985 році. Метод бульбашково-струменевого друку за кілька років набув широкого поширення. Якщо п'єзоелектричні друкувальні механізми доводилося з більшим чи меншим працею збирати з безлічі окремих деталей, то бульбашково-струминні друкувальні головки, що представляють собою кристали на крем'яних підкладках, виготовлялися за тонкошарової технології сотнями.
2.3 Кольорові струменеві принтери
Кольорові струменеві принтери мають більш високу якість друку в порівнянні з голчаті кольоровими принтерами і меншу вартість у порівнянні з лазерними. Кольорове зображення виходить за рахунок використання, тобто накладення один на одного, чотирьох основних кольорів. Рівень шуму струменевих принтерів значно нижче, ніж у голчастих, оскільки його джерелом є тільки двигун, керуючий переміщенням друкуючої головки. При чорнової друку швидкість струминного принтера значно вище, ніж у голчастого, при друку з якістю LQ швидкість складає 3 - 4 (до 10) сторінки в хвилину. Якість друку залежить від кількості сопел у друкуючої голівці - чим їх більше, тим вища якість. Велике значення має якість і товщина паперу. Основний недолік струменевого принтера - можливість засихання чорнила усередині сопла, що призводить до необхідності заміни друкуючої головки.
Друк кольорових зображень на струминних принтерах відбувається шляхом змішування чотирьох основних кольорів - блакитного, пурпурного, жовтого і чорного. Ці кольори називають базовими тріадними, а в поліграфії це називається колірною моделлю CMYK (від англ. Назв - Cyan, Magenta, Yellow, black). У дорогих моделях принтерів використовуються додатково два кольори - або світло-блакитний і ясно-пурпурний, або помаранчевий і зелений. Такі моделі називають фотопринтерами і відрізняються підвищеною якістю передачі кольору. Хороший струменевий принтер представляє собою прийнятну альтернативу дорогим кольоровим лазерним пристроям.
3. Фотоелектронні друкуючі пристрої
Фотоелектронні способи друку засновані на висвітленні зарядженої світлочутливої поверхні проміжного носія і формуванні на ньому зображення у вигляді електростатичного рельєфу, що притягає частки барвника, які далі переносяться на папір. Для освітлення поверхні проміжного носія використовують:
в лазерних принтерах - напівпровідниковий лазер;
в світлодіодних - світлодіодний матрицю;
у принтерах з рідкокристалічним затвором - люмінесцентну лампу
3.1 Лазерні принтери
Ці пристрої забезпечують більш високу якість, ніж струменеві принтери. Принцип дії лазерного принтера заснований на методі сухого електростатичного переносу зображення, запропонованому Ч.Ф. Карлсоном в 1939 році.
Основним елементом конструкції лазерного принтера є обертовий барабан, службовець проміжним носієм, за допомогою якого виробляється перенос зображення на папір. Принтер є посторінковим, оскільки формує для друку повну сторінку. Барабан являє собою циліндр, покритий тонкою плівкою светопроводящий напівпровідника (оксид цинку або селен). По поверхні барабана рівномірно розподіляється статичний заряд, що забезпечується за допомогою тонкого дроту або сітки, званої коронирующим проводом. На цей провід подається висока напруга, що викликає виникнення навколо нього світної іонізованої області, званої короною. Лазер, керований мікроконтролером, генерує тонкий світловий промінь, що відбивається від обертового дзеркала. Розгортка зображення відбувається так само, як і в телевізійному кінескопі: рух променя по рядку і кадру. За допомогою дзеркала, що обертається промінь ковзає вздовж барабана і змінює його електричний заряд в точках падіння. Розмір зарядженої точки залежить від фокусування променя лазера за допомогою об'єктива. Таким чином, на барабані, проміжному носієві, виникає прихована копія зображення у вигляді електростатичного рельєфу.
На наступному етапі на фотоскладальний барабан наноситься тонер - фарба, що складається з найдрібніших частинок. Під дією статичного заряду ці частинки притягуються до поверхні барабана в точках, які зазнали експозиції, і формують зображення у вигляді рельєфу барвника. Папір втягується з подаючого латка і за допомогою системи валиків переміщається до барабана. Перед підходом до барабана паперу повідомляється статичний заряд. Потім папір стикається з барабаном і притягає завдяки своєму заряду частинки тонера, раніше нанесені на барабан. Для фіксації тонера сторінка знову заряджається і пропускається між двома роликами з температурою близько 180 0 С. Після закінчення друку барабан повністю розряджається, очищується від прилиплих частинок, готуючись для друку наступної сторінки.
Кольорове зображення за допомогою лазерного принтера виходить за стандартною схемою CMYK. Це фактично чотири чорно-білих апарату з одним загальним фотобарабаном. Зображення формується на світлочутливої фотоприймальний стрічці послідовно для кожного кольору, є чотири ємності для тонерів і від двох до чотирьох вузлів прояви.
3.2 Світлодіодні принтери
Засновані на тому принципі дії, що й лазерні. Конструктивним відмінністю є те, що барабан освітлюється не променем лазера, а нерухомої діодним рядком, що складається з 2500 світлодіодів, що описує не кожну крапку, а цілий рядок.
3.3 Принтери з рідкокристалічним затвором
В якості джерела світла служить люмінесцентна лампа. Світло лампи управляється рідкокристалічним затвором, переривником світла, який виконує команди драйвера. Швидкість друку такого принтера обмежена швидкістю спрацьовування затвора рідкокристалічного і не перевищує 9 листів в секунду.
4. Принтери інших технологій
Незважаючи на те, що лазерні та струменеві принтери домінують на ринку, існують і інші технології друку. Технологія твердих чорнила займає значну частку ринку, так як пропонує продукцію гарної якості в широкому асортименті, в той час як термовоск і сублімація фарб грають важливу роль в спеціалізованих областях друку.
4.1 Тверді чорнило
Твердочорнильний принтери були розроблені у спробі усунути основні недоліки кольорових лазерних принтерів, а саме низьку швидкість друку за рахунок вчинення чотирьох проходів барабана по паперу. Відбиток, зроблений на твердочорнильний принтері, виходить трохи зернистим через фізичних властивостей барвника, зате дуже насиченим і добре передає півтони. Воскові чорнильні палички розплавляються, а потім суміш впорскують на передавальний барабан, звідки вона через отвори потрапляє на папір, де практично миттєво застигає.
Тверді струменеві принтери дешевше, ніж аналогічні кольорові лазерні. Проте вони не такі хороші для графіки і тексту.
4.2 Сублімація фарб
В основу дії сублімаційних принтерів покладено термопереніс барвника за допомогою випаровування з наступним його впровадженням у спеціальний папір з полістирольних покриттям. При цьому виходить досить високу якість, близьке до фотографічного.
Замість того, щоб розпилювати чорнила через сопло на сторінку, як це роблять струменеві принтери, принтери сублімації фарб використовують для перенесення фарби пластикову плівку. Вона має форму рулону стрічки та містить послідовні зображення складових кольорів - синього, бордо, жовтого і чорного. Передавальна плівка проходить по тепловій друкуючої голівки, що складається з тисяч нагріваються елементів. Висока температура змушує фарби на плівці сублімуватися - перетворюватися в газ, без рідкої фази, і фарба у формі пари поглинається папером. Коли чорнило потрапляють на папір, вони розмиваються. Цей ефект дозволяє принтеру створювати безперервні тону кольору, змішуючи чорнило.
4.3 Термовоск
Технологія, споріднена сублімації фарб. Принтери використовують рулони пластикової плівки CMYK, покритої барвниками на основі воску. Тисячі нагрівальних елементів на друкуючої голівці змушують віск танути і покривати папір.
4.4 Термоавтохром
Термоавтохром (ТА) з'явився порівняно недавно. Цей процес друку більш складний. Папір ТА містить три шари пігменту - синій, бордовий і жовтий, кожен з яких володіє чутливістю до специфічного діапазону температур. Принтер обладнаний тепловими та ультрафіолетовими головками, і друк проводиться в три етапи. При першому етапі папір нагрівається до температури, необхідної для активації жовтого пігменту, далі опромінюється ультрафіолетом перед проходженням на наступний колір (бордо, синій).
Висновок
Процес інформатизації і створення інформаційного середовища, охоплюючи матеріальне виробництво, соціальне середовище, а також послуги, включає в себе: створення інформаційних техніки і технологій, які забезпечують виробництво, обробку і поширення інформації, розробку інфраструктури, що забезпечує застосування та розвиток засобів і процесів інформатизації, виробництво самої інформації, інформаційних продуктів і послуг.
Створення сучасної інфраструктури інформатизації має забезпечувати користувачам широкий набір інформаційно-обчислювальних послуг з доступом до локальних та віддалених машинним ресурсів, технологій і баз даних.
Інформаційними ресурсами є формалізовані ідеї і знання, різні дані, методи і засоби їх накопичення, зберігання та обміну між джерелами і споживачами інформації. Під інформацією розуміються відомості про об'єктивно існуючих об'єктах і процесах, а також їхні зв'язки і взаємодії, доступні для практичного користування в діяльності людей.
На всіх етапах розвитку суспільства інформаційні технології забезпечували інформаційний обмін між людьми, колективами, інститутами, відображали відповідний рівень і можливості систем реєстрації, зберігання, обробки і передачі інформації і були синтезом методів оперування людини з інформацією в інтересах тієї чи іншої сфери його діяльності. Розвиток комп'ютерної та пов'язаної з нею іншої техніки, а також різних інформаційних технологій відбувається безперервно, вони тісно взаємопов'язані і весь час взаємно стимулюють процеси розвитку.
Література
1. Бєшенков С. А, "Інформатика". Навчальний посібник - Єкатеринбург: Уральський державний педагогічний університет, 1995 р.
2. Алексєєв О.П. "Інформатика". Підручник - Видавництво: "СОЛОН-Р", 2002 р.
3. Максимов Н.В. "Інформатика". Навчальний посібник - М.: ФОРУМ: ИНФРА-М, 2003 р.
4. Курбаков К.І. "Основи інформатики". Навчальний посібник - М.: ІСПИТ, 2004 р.
5. Хохлова М.М. "Інформаційні технології". Навчальний посібник - М.: Пріоріздат, 2004 р.
6. Бройль В.Л. "Архітектура ЕОМ та систем". Підручник - СПб: Пітер, 2006 р.