Тема 1.9 Клавиатура мышь Устройства ввода.

Тема 1.9 Клавиатура мышь Устройства ввода.

Цель: изучение устройств Ввода\вывода в современной ЭВМ

План:

1. устройства ввода информации
2. устройства вывода информации
3. периферийные устройства

Устройства ввода

 

К устройствам ввода условно отнесем те устройства, которые пользователь может подключать по собственному желанию, и которые позволяют ввести в ПК какую-либо информацию вручную. Наиболее традиционные системы ввода информации – это клавиатура, мышь, джойстик, сканер, графический планшет (дигитайзер)

 

Вопрос 1 Клавиатура

 

Главное устройство ввода у ПК – клавиатура (keyboard) которая, не смотря на все ухищрения разработчиков, со времен первых ПК IBM PC AT практически сохранила внешнюю форму и внутреннюю схему. Не смотря на создание новых клавиатур и увеличение на них дополнительных клавиш, основной их набор остается постоянным, при этом добавляется дополнительный набор клавиш полезных функций, но это не значит, что пользователь будет ими пользоваться.

Наиболее традиционная на сегодня клавиатура со 104 клавишами и интерфейсом PS/2. Но каждая компания производитель добавляет свои клавиши. Компания Logitech, имеет всего 3 дополнительные клавиши <WWW>, <Mail>, <Search>.

Компания Genius имеет 120 клавишную раскладку, 16 клавиш отвечают за вызов функций мультимедийных программ, а три клавиши ACPI используются для управления режимом работы ПК -<Sleep> (спящий режим),<Wake Up>-(пробуждение), <Power>-(выключение ПК)

За последние время разработаны разнообразные виды клавиатур. Но в стандартах встречаются и такие обозначения как WIN95 101/103 key, WIN98 106/107 key, говорящие о том, что на данной клавиатуре имеются клавиши, отвечающие за вызов функций операционной системы Windows.

 

Группа из 6 клавиш расположенных над клавишами курсора предполагают более сложное управление курсором <Page Up>, <Page Down>- перелистывают страницу в активном окне. Клавиши Home и End – переводит курсор в начало и конец строки. Insert –переключение режима ввода символа из режима вставки в режим замены.

Используя для России программу Windows, фирма Microsoft на территории страны стала практически монополистом российских стандартов.

 

Кодировка кириллицы

Кроме трудностей с раскладкой клавиатур с кириллицей существует проблема кодировки буквенных символов. Точнее не у самих клавиатур, а у операционных систем, которые должны транслировать передаваемые от клавиатуры байты.

Универсальность клавиатур заключается в том, что микропроцессор, находящийся в клавиатуре, передает в ПК не только код символа, который нарисован на клавише, а порядковый номер клавиша от 1 =<ESC> до максимально возможного значения 128.

Трансляция клавиатурных кодов в символы национальных алфавитов происходит в 2 этапа:

v Сначала работает записанная в BIOS системной платы подпрограмма, принимающая сигналы от нажатых и отпущенных в данный момент клавиш и попутно выхватывающая из потока данных информацию, адресованную чипам материнской платы.

v Далее работают подпрограммы операционной системы, которые перекодируют клавиатурные коды в национальные коды в режиме ввода, которого находится система клавиатуры ОС.

Так как стандарты на современные ПК пришли из США, где использовался латинский алфавит, то получилось, что половина всех возможных значений кодов символов от 0 до 127 (так называемая «нижняя» половина кодовой таблицы) оказалась отведена под символы английского языка, цифры и служебные знаки.

Когда разрабатывалась клавиатура IBM PC, казалось совершенно немыслимым присутствие компьютеров практически в каждом доме, поэтому оставшаяся часть кодовой таблицы, символы от 128 до 255, была отведена для псевдографики и символов национальных алфавитов, которые можно увидеть, когда в операционной системе MS DOS или Windows не включен драйвер русификации клавиатуры. С помощью псевдографики рисуются графические элементы, например, в старых версиях программы Norton Commander.

В СССР вначале использовались отечественные таблицы кодировки кириллицы, но в дальнейшем их вытеснила так называемая альтернативная кодировка, которую корпорация Microsoft обозначает как СР866. Она позволяла сохранить псевдографику, а знаки строчных букв кириллицы располагались не подряд.

Появление электронной почты в операционной системы UNIX вызвало к жизни еще одну кодировку кириллицы – KOI-8. Смысл ее появления в том, что при передачи почтовых сообщений (E-mail), (т.к. программное обеспечение было англоязычным) восьмой бит в байте часто удалялся серверами, поэтому в сообщении оставались знаки нижний половины кодовой таблицы, где расположен латинский алфавит. Чтобы сохранить возможность прочесть русскоязычный текст письма, когда оно отображено латиницей (не слишком весело, но возможно), русские буквы расположили симметрично похожим символами из нижней части кодовой таблицы.

Последняя наиболее распространенная в настоящее время кодировка СР1251. Она используется в операционных системах Windows. В такой кодовой таблице русские буквы идут естественным порядком.

 

Скан-коды клавиатуры

 

При нажатии любой клавиши контроллер клавиатуры (специализированный микропроцессор) вырабатывает два скан- кода, соответствующих позиции этой клавиши, которые передаются в компьютер.

Первый скан-код вырабатывается когда нажимается клавиша.

Второй скан-код вырабатывается при ее отпускании.

Чтобы второй скан-код, он предваряется посылкой байта со значением F0h. При получении байта от клавиатуры чипсет системной платы формирует сигнал аппаратного прерывания IRQ1. Появление такого прерывания однозначно требует от процессора начать выполнение подпрограммы BIOS, отвечающей за обработку сигналов клавиатуры. Если полученный байт является скан-кодом нажатой или отпущенной клавиши то его значение будет записано в буфер клавиатуры, который занимает 32 байта и имеет начальный адрес 0040:001А. Служебные коды, которые может вырабатывать контроллер клавиатуры, передаются для обработки другим подпрограммам BIOS.

 

Блок схема принципа обработки скан-кодов.

клавиша

 

В буфере клавиатуры для кода клавиши отводится по 2 байта т.е. он рассчитан на 16 символов. После того как скан-код клавиши перемещен в буфер клавиатуры, его может прочитать любая программа однозадачной операционной системы, например MS DOS. В многозадачной операционной системе Windows служебные подпрограммы отслеживают, чтобы символы от клавиатуры получала активная в момент ввода символа программа.

 

Конструкция клавиатуры

Некогда клавиатура собирались из отдельных клавиш, которых были одна или несколько групп механических контактов. Иногда такую клавишу для повышения надежности срабатывания контактов помещалась даже микросхема. Сегодня практически все клавиатуры используют пленочное контактное поле, а сама клавиша – это механический толкатель, снабженный резиновой «пружиной».

Внутри корпуса клавиатуры находится большой лист пленки, на котором токопроводящей краской нанесены контакты всех клавиш.

 

Основная неисправность клавиатур – это заедание и разбалтывание клавиш, когда не получается надежного нажатия на клавишу. Практически при активной работе с дешевой клавиатурой она выходит из строя через месяц. Т.к. плохая пластмасса, неудачная конструкция узла трения клавиши и плохая резина пружины теряют свои первоначальные свойства. Ремонту такая клавиатура не подлежит.

 

Манипулятор «МЫШЬ»

 

Мышь самое простое средство ввода информации в ПК. Работать в операционной системе Windows становится затруднительным. По статистике пользователь более 80% времени работы с ПК пользуется мышью. Мышь была изобретена в начале 60-х годов. Автор Дуглас Энгельбарт продемонстрировал ее работу лишь в 1968 году. Конструкция манипулятора «Мышь» была запатентована Стэндфордским университетом лицензия, на которую была продана компании Apple за $ 40 000.

Конструкция мыши

Главная деталь мыши является резиновый шарик, который соединяется с двумя пластмассовыми валиками имеющие диски. Скорость вращения валиков с дисками X и Y пропорциональна скорости движения мыши.

Для преобразования перемещений мыши в цифровые данные с двух сторон каждого диска установлены светодиоды и фотоприемник. Отверстия или прорези в дисках модулируют световой поток импульсов. Сигналы от фотоприемников поступают на контроллер мыши (специализированная микросхема), который определяет, как перемещается мышь – каком направлении, с какой скоростью.

Разрешение мыши, т.е. то с какой точностью мышь фиксирует пройденное расстояние, измеряется в DPI (dot per inch – количество точек на дюйм) и зависит от конструкции мыши. Для большинствапродаваемых сегодня мышей DPI находится в диапазоне от 200 до 900.

Мышь может подключаться к ПК через следующие интерфейсные разъемы RS232, PS/2, USB. Операционная система Windows определяет автоматически подключение мыши. Иногда мышь подключается через переходник к любому интерфейсу.

Мышь с интерфейсом USB может подключаться к USB - порту в любое время, даже если к компьютеру подключена мышь с другим интерфейсом. В этом случае курсором на равных управляется обеим мышами.

ПРИНТЕРЫ.

Принтеры подразделяются по различным признакам:

§ Цветность (чёрно-белые и цветные);

§ Способ формирования символов (знакопечатающие и знакосинтезирующие);

§ Принцип действия (матричные, термические, струйные, лазерные);

§ Способы печати (ударные, безударные) и формирования строк (последовательные, параллельные);

§ Ширина каретки (с широкой (375 –450 мм) и узкой (250 мм) кареткой);

§ Длина печатной строки (80 и 132 – 136 символов);

§ Набор символов (вплоть до полного набора символов ASCII);

§ Скорость печати;

§ Разрешающая способность, наиболее употребительной единицей измерения является dpi (dots per inch) – количество точек на дюйм.

Внутри ряда групп можно выделить по нескольку разновидностей принтеров; например, широко применяемые в ПК матричные знакосинтезирующие принтеры по принципу действия могут быть ударными, термографическими, электрографическими, электростатическими, магнитографическими и др.

Среди ударных принтеров часто используются литерные, шаровидные, лепестковые (типа “ромашка”), игольчатые (матричные) и др.

Печать у принтеров может быть посимвольная, построчная, постраничная. Скорость печати варьируется от 10 – 300 зн.\с (ударные принтеры) до 500 – 1000 зн.\сек и даже до нескольких десятков (до 20) страниц в минуту (безударные лазерные принтеры); разрешающая способность – от 3 – 5 точек на миллиметр до 30 – 40 точек на миллиметр (лазерные принтеры).

Матричные принтеры.

Альтернативой принтерам с жёстко заданной формой символов является технология, по которой можно получить изображение символа заданной конфигурации. Исходным элементом, из которого формируется изображение символов на бумаге, служит тот же элемент, используемый и при формировании изображения на экране. Из некоторого множества точек можно составить любой символ, который нужно напечатать. Чтобы облегчить алгоритм печати (и его разработку), принтеры, формирующие символы из точек, обычно размещают их в матрицы. Так как символы формируются из точек матрицы, правомерно называть их точечно-матричными принтерами.

Прототипом таких принтеров являются контактные устройства. Они используют печатные головки, которые ходят вперёд и назад по всей ширине бумаги. Некоторое число тонких печатных иголок действуют, как молоточки, нанося чернила с красящей ленты на бумагу.

В большинстве матричных принтеров кажущийся сложным, но эффективный механизм каждой иглой. Печатающая игла в обычном положении находится в стороне от красящей ленты и бумаги. Её движение вперёд происходит под воздействием силы постоянного магнита. Магнит обмотан витком провода, образуя электромагнит. Полярность электромагнита противоположна постоянному магниту. Их поля нейтрализуют друг друга. Поле постоянного магнита образует составляющую, удерживающую иглу в нормальном положении. Подача энергии в электромагнит приводит к тому, что игла направляется к красящей ленте и оставляет отпечаток на бумаге. После этого электромагнит обесточивается, и постоянный магнит возвращает иглу в позицию ожидания, готовя её к следующему акту. Этот принцип реализуется с одной целью – удерживать иголки в позиции ожидания при отсутствии питания на принтере.

Сложность механизма оправдывается реализацией им защиты деликатных печатающих игл. Печатающая головка матричного принтера образуется некоторым числом печатающих игл. Количество иголок в печатающей головке определяет качество печати. Недорогие принтеры имеют 9 игл. Матрица символов в таких принтерах имеет размерность 7´9 или 9´9 точек. Более совершенные матричные принтеры имеют 18 игл и даже 24.

Чтобы напечатать строку символов, принтерная головка движется горизонтально по бумаге и каждая игла ударяет в строго заданной позиции для получения нужного символа. Удар иглы происходит в заданное время, когда она будет занимать точно заданное положение в матрице. Игла выстреливает в ленту – головка принтера никогда не останавливается до тех пор, пока она не достигнет границы бумаги.

Главным фактором, ограничивающим скорость этих устройств, служит время, проходящее между возможностями запуска различных игл. Физические законы движения ограничивают увеличение производительности принтеров. Таким образом, время необходимое для возможности последующего использования каждой печатающей иглы, является физическим ограничением того, как быстро печатающая головка может передвигаться по бумаге. Головка не может перемещаться к следующей точечной позиции, прежде чем все её иголки не придут в состояние готовности. Если бы головка принтера перемещалась слишком быстро, точечное позиционирование (и формы символов) получались бы случайным образом.

Для увеличения производительности некоторые контактные матричные принтеры печатают в двух направлениях: один ряд – слева направо, а следующий – справа налево. Такой режим функционирования устраняет потерю времени, затрачиваемого на возврат каретки с левой границы бумаги к исходному столбцу. Конечно же, такой принтер должен иметь достаточно памяти для полного хранения строки текста, чтобы прочесть его в обратном порядке.

Качество матричных символов

Символы, формируемые матричными принтерами, часто смотрятся довольно грубыми по сравнению с изображением, получаемым по технологии с жёстко заданной формой символов. Это происходит из-за того, что некоторые индивидуальные точки могут выделяться. Качество символов, получаемое матричным принтером, главным образом определяется числом точек в матрице. Чем больше плотность матрицы (больше число точек в данной площади), тем лучше смотрится символ.

Часто даже двунаправленные принтеры переходят на работу в одном направлении, если требуется получить качественную печать. Для увеличения плотности точек они проходят каждую строку два, а то и более число раз, передвигая бумагу на половину вертикальной ширины между каждым проходом, заполняя пространство между точками. Возможность работать в любом направлении помогает обеспечить аккуратное размещение каждой точки во время каждого прохода.

Матрицы 5´7 точек (горизонталь к вертикали) являются достаточным для формирования всех заглавных и прописных букв алфавита, хотя они смотрятся довольно грубо и не эстетично. Всё дело в том, что точки довольно большие и смотрятся угловато. Ещё хуже то, что минимальная матрица слишком мала для формирования отличимых символов, таких, как g, j, p, q и y. Нижняя часть этих букв неразборчива. Поэтому минимальной матрицей, используемой в большинстве коммерческих матричных принтеров, является матрица 9´9 точек. С её помощью формируется читаемый текст, но он всё ещё не элегантен. Хотя матричные принтеры способны и на большее. Лазерные принтеры тоже используют эту технологию, но они реализуют точечную технологию с очень высокой плотностью – 300 точек на дюйм. Каждый символ можно получить матрицей 30´50. Самые последние контактные матричные принтеры приближаются по качеству к этому уровню.

Точно так же, как это имеет место с компьютерными дисплеями, часто путаются понятия разрешающей способности и адресуемости точечных матричных принтеров. Упоминая разрешающую способность, имеется в виду адресуемость. Принтер может быть в состоянии адресоваться к любой позиции на бумаге с точностью, скажем, 1,120 дюйма. Хотя, если печатающая игла больше 1/120 дюйма в диаметре, механизм никогда не сможет напечатать с точностью большей, чем 1/120-дюймовая. Большие точки, формируемые широкой иглой, печатают расплывчатые символы. Более качественные ударные матричные принтеры используют более мелкие иглы. Лазерные принтеры обычно используют точки соответствующие их разрешающей способности – 1/300 дюйма.

Для текстовой печати в общем случае имеются следующие режимы, характеризующиеся различным качеством печати:

§ Режим черновой печати (Draft);

§ Режим печати, близкий к типографскому (NLQ – Near-Letter-Quality);

§ Режим с типографским качеством печати (LQ – Letter-Quality);

§ Сверхкачественный режим (SLQ – Super Letter-Quality).

Примечание. Режимы LQ и SLQ поддерживаются только струйными и лазерными принтерами.

В принтерах с различным числом иголок эти режимы реализуются по-разному. В 9-игольчатых принтерах печать в режиме Draft выполняется за один проход печатающей головки по строке. Это самый быстрый режим печати, но зато имеет самое низкое качество. Режим NLQ реализуется за два прохода: после первого прохода головки бумага протягивается на расстояние, соответствующее половинному размеру точки; затем совершается второй проход с частичным перекрытием точек. При этом скорость печати уменьшается вдвое.

Переключение режимов работы матричных принтеров и смена шрифтов могут осуществляться как программно, так и аппаратно путём нажатия имеющихся на устройствах клавиш и/или соответствующей установки переключателей.

Псевдографика

Кроме того, матричные принтеры способны формировать графическое изображение. Многие матричные принтеры имеют дополнительные множества символов, названных псевдографикой. Они позволяют формировать изображение при помощи встроенных блоков, имеющих форму простейших геометрических фигур, таких, как квадраты, прямоугольники, треугольники, горизонтальных и вертикальных линий и т. д. Каждая из этих фигур закодирована и распознается принтером точно так же, как буква алфавита. Принтер просто заполняет строчку за строчкой этими блочными символами, формируя картину. Изображение смотрится слегка грубоватым, потому что встроенные блоки больше. Наименьшие из них имеют в поперечном сечение 1/8 дюйма.

Шестицветный принтер.

Одной из главных проблем при воспроизведении фотографических изображений на струйном принтере является применение светлых цветов. Светлый цвет не должен означать использование меньшего количества чернил. Если вы хотите получить живой светлый цвет, то вам нужно столько же чернил, как и для насыщенного темного цвета. До сих пор на струйных принтерах достичь этого было трудно, так как набор цветов, который обеспечивает четырехцветный процесс печати - синий, красный, желтый и черный (обозначаемый иногда CMYK по буквам, входящим в английские названия этих цветов), - может оказаться темнее, чем цвета на фотографии.

Единственным способом получения светлых цветов с помощью этих чернил является, так сказать, разбавление белым цветом бумаги. При таком процессе, конечно, уменьшается и насыщенность. Для снятия этого ограничения разработана новая система с использованием дополнительных чернил светлых тонов.

Система Photo-REt работает со специальным фото- картриджем, которым заменяют картридж с черными чернилами при печати фотографий на принтере DeskJet 690С. Он устанавливается вместе с обычным трехцветным картриджем и тоже содержит чернила трех различных цветов: черный на основе пигмента и два цветных на основе красителя. Эти цветные чернила соответствуют светлым тонам голубого и красного цветов, которые обычно используются при цветной печати по методу CMYK. Светлые чернила содержат меньшее количество красителя и помогают воспроизводить более насыщенные светлые цвета. Это идеально подходит для печати фона неба, часто встречающегося в семенных фотографиях.

Программное обеспечение принтера определяет, какой цвет используется для любой области изображения. При установлении фото картридже DeskJet 690С печатает в шести цветах - голубом, красном, желтом, светло-голубом, светло красном и черном. Однако у фото картриджа есть и другое преимущество - струя чернил у его тоньше, чем у обычного картриджа. Использование более тонкой струи означает, что получаются более маленькие, почти невидимые точки, которые в свою очередь создают меньшую зернистость на принтере DeskJet 590С

Необходимость замены картриджей, конечно, не очень удобна, но печать фотографий составляет только небольшую долю типичных использований струнного принтера. Возможно, мы станем свидетелями использования в DeskJet трех печатных головок или картриджа с пятью цветными чернилами. Это было бы в традиции развития цветной печати в струйных принтерах DeskJet: первое семейство цветных принтеров требовало замены картриджей. Следующее поколение при помощи двойных картриджей уже использовало цвет в качестве стандарта.

Система PtotoREt создана для работы со всеми типами бумаги, используемыми в настоящее время в принтерах

DeskJet. HP работает над созданием таких печатных устройств, которым уже не потребуется покрывать бумагу специальным глянцем, чтобы получать печать почти фотографического качества. При использовании техники Photo REt нет необходимости нанесения большего количества чернил, поэтому не должно возникнуть дополнительных проблем с тем, что бумага будет заминаться.

Конечно, все это теоретические рассуждения, так как первый принтер с использованием системы Photo REt еще только должен появиться. Однако, если эта техника оправдает надежды, то на DeskJet мы получим более качественную и но зависящую от типа бумаги фотографическую репродукцию.

В связи с тем что все компании использу­ют одинаковую технологию цветной струйной печати, вы наверняка заметите сходство в качестве изображения на бумаге. Принципиальные различия этих принтеров лишь в том, что прилагается к ним. Каждый из производите­лей стремится предложить что-нибудь особенное. Это может быть низкая цена, хорошее программное обеспе­чение в дополнение к принтеру, высокая скорость или же высокое разрешение. Каждый производитель стре­мится по-своему привлечь к себе потенциальных поку­пателей.

Более высокое качество печати обеспечивают струйные принтеры, которые особенно удобны для вывода цветных изображений. Применение чернил разного цвета дает сравнительно недорогое изображение приемлемого качества. Цветную модель называют СМYB (С аун- М адента- Y ellow- B lack) по названиям основных цветов, образующих палитру: циан, пурпурный, желтый, черный.

Струйные принтеры значительно меньше шумят. Скорость печати зависит от качества. Этот тип принтера занимает промежуточное накопление между матричными и лазерными принтерами.

Лазерные принтеры.

В них применяется электрографический способ формирования изображений, используемый в одноимённых копировальных аппаратах. Лазер служит для создания сверхтонкого светового луча, вычерчивающего на поверхности предварительно заряженного светочувствительного барабана контуры невидимого точечного электронного изображения – электрический заряд стекает с засвеченных лучом лазера точек на поверхности барабана. После проявления электронного изображения порошком красителя (тонера), налипающего на разряженные участки, выполняется печать – перенос тонера с барабана на бумагу и закрепление изображения на бумаге разогревом тонера до его расплавления.

Лазерные принтеры обеспечивают наиболее качественную печать с разрешением до 50 точек/мм (1200 dpi) и скорость печати до 1000 зн./с. Широко используются цветные лазерные принтеры. Например, лазерные принтеры фирмы Tektronix (США) Phaser 550 имеет разрешение и по горизонтали, и по вертикали 1200 dpi; скорость цветной печати – 5 страниц формата A4 в минуту, скорость монохромной печати – 14 стр./мин.

К МП принтеры могут подключаться и через параллельный, и через последовательный порт. Параллельные порты используются для подключения параллельно работающих (воспринимающих информацию сразу по байту) принтеров. Например, адаптеры типа RS-232C (стык C2). Последовательное печатающее устройство вовсе не означает, что оно медленнодействующее. Большинство принтеров используют параллельные порты.

Многие быстродействующие принтеры имеют собственную буферную память ёмкостью до нескольких сотен килобайт. Самые популярные принтеры ПК (их доля составляет не менее 30%) выпускает японская фирма Seiko Epson. Язык управления этими принтерами (ESC/P) стал фактическим стандартом. Широко используются также принтеры фирм Star Micronics, Hewlett Packard, Xerox, Mannesmann, Citizen, Panasonic и др.

Память лазерных принтеров

Большинство матричных принтеров допускают реализацию точечно-адресуемой графики на лету. Информационные байты посылаются на принтер, и сразу же после их получения либо после получения информации по целой строке принтер без всяких задержек начинает печатать.

Лазерные принтеры не могут работать так быстро. Они работают постранично, переваривая графику целого листа, прежде чем приступят к нанесению первой точки на бумагу. Эти устройства работают строго на одной скорости. Они должны получить информацию соответствующего объёма, чтобы получить изображение нужной конфигурации. Кроме того, многие лазерные принтеры воспринимают команды графики более высокого уровня по начертанию линий и фигур на бумаге сразу по всей плоскости листа. Чтобы сформировать нужное изображение, этим устройствам необходимо получить информацию по картинке.

По этим и другим причинам, лазерным принтерам требуется большой объём памяти для буферирования информации по целой странице при работе в режимах с их наивысшей разрешающей способностью. (Это относится к режимам с поточечной адресацией. Большинство лазерных принтеров работает в режиме с посимвольной адресацией и тогда потребностью – 300 точек на дюйм – требует – около 1 мегабита памяти (90 тыс. бит на 1 кв. дюйм при 80 кв. дюймах одной страницы). Кроме того, этим устройствам требуется ещё некоторый объём памяти для реализации других функций. Особенно много её может понадобиться при загружаемости шрифтов.

Обычным стандартом объёма памяти многих лазерных принтеров является 512К, что не достаточно для работы с целыми страницами в графических режимах с наилучшей разрешающей способностью. Необходимо иметь, по крайней мере, мегабайт памяти, чтобы воспользоваться всеми достоинствами этих устройств. Иначе вам придётся довольствоваться режимами с меньшей разрешающей способностью (около 150 точек на дюйм) или работать не с целыми страницами.

Лазерные принтеры

Лазерные принтеры, как и копировальные аппараты используют принцип сухой ксерографии, в основе которого лежит напыление порошка на материал с последующим запеканием.

Как же устроен обычный лазерный принтер? Впрочем до того, как перейти непосредственно к принтерам рассмотрим вначале копировальные аппараты, поскольку на их основестроения былисделаны лазерные принтеры.

Функционально аппарат состоит из следующих частей (если не рассматривать сканирующую часть):

1. Фоторецептор (барабан)

2. Магнитный вал

3. Ракельный нож

4. Коротрон заряда

5. Вал переноса (коротрон переноса)

6. Коротрон отсечения

7. Бункер с тонером

8. Бункер отработки

9. Печка (фьюзер)

Фоторецептор представляет собой специальный материал (обычно это селен), нанесенный на металлическую основу. Обычно он выполняется в виде вала, поэтому иногда его называют барабан (drum unit).

Фоторецептор заряжается коротроном заряда, который представляет собой металлическую (обычно золотую или платиновую проволоку) или же резиновый вал с металлической основой. Причем резина токопроводящая. На старых аппаратах применялся проволочный коротрон. В настоящее время происходит переход к другой технологии. Дело в том, что проволочный коротрон сильно озонирует воздух из за высокого напряжения, подаваемого на него. Как известно озон полезен, но в малых количествах. Поэтому характерный запах озона в копировальных центрах постепенно уходит в прошлое.

После зарядки на фоторецептор подается изображение, которое в копировальных аппаратах освещается мощным источником света и проецируется через систему зеркал. Обычно для освещения оригинала используется каретка с лампой как в сканерах, Для увеличения и уменьшения изображения служит объектив с изменяемым фокусным расстоянием. Скорость барабана и каретки должна быть согласована. Те места на фоторецепторе, на которые падает свет меняют свой потенциал или вообще теряют заряд (в зависимости от типа копировального аппарата). Таким образом на фоторецепторе остается рисунок оригинала в виде заряженных участков.

Затем фоторецептор входит в контакт с магнитным валом, который покрыт смесью тонера и носителя.

Тонер представляет собой пыль состоящую из мельчайших частиц определенного цвета. Для достижения более высокого качества печати фирмы-производители стремятся к созданию более мелких частиц тонера.

Носитель (developer) представляет собой железные частицы, на которых осаждается тонер. Таким образом на магнитном валу находятся железные частицы, покрытые тонером. В некоторых аппаратах носитель отделен от тонера и заправляется отдельно, в других тонер представляет собой порошок уже смешанный с носителем. Тонер находится в специальном бункере. Внутри бункера устанавливается мешалка, которая предотвращает спрессовывание тонера.

Тонер переходит на фоторецептор за счет противоположного заряда на фоторецепторе. Весь этот процесс носит название проявки.

Во время этого процесса бумага подается на регистрацию. Т.е. она выбирается из лотка и устанавливается таким образом, чтобы начинать печать. Когда датчик регистрации бумаги сообщает, что бумага дошла до фото барабана, происходит перенос изображения с фото барабана на бумагу.

После того, как тонер перенесен подается бумага. Под бумагой проходит коротрон переноса (вал переноса), который имеет потенциал сильнее потенциала фоторецептора. Этот вал выполняется из металла, покрытого специальной токопроводящей резиной. Вал за счет более сильного потенциала на нем оттягивает на себя тонер, который осаждается на бумаге. Затем с помощью специального механизма бумага отрывается от рецептора и подается на запекание. В некоторых машинах существует такой механизм, в некоторых нет. Он представляет собой еще один коротрон, который оттягивает бумагу от рецептора.

Запекание представляет собой процесс высокотемпературного нагрева бумаги с одновременным прижимом специальным валиком. Механизм состоит из нагреваемого тефлонового вала, с кварцевой лампой внутри, и резинового прижимного вала. Механизм для запекания носит название печка (fuser). Иногда вместо тефлонового валаустанавливается специальный термоэлемент,покрытый термопленкой. Такие копиры имеют меньший срок прогрева и меньшее энергопотребление, однако и ходит термопленка значительно меньшее количество копий и повредить ее значительно легче при неправильном извлечении бумаги. В некоторых аппаратах предусмотрено смазывание прижимного вала силиконовой смазкой. Эта смазка предотвращает прилипание бумаги к валу.

Механизм с кварцевой лампой более дорогой, но и более надежный обычно используется в высокопроизводительных машинах. Механизм с термопленкой используется в принтерах и копирах малого класса.

Фоторецептор очищается от остатков тонера с помощью ракельного ножа, который сделан из специального материала и находится в плотном контакте с рецептором. Ракельный нож обычно выполняется в виде полосы из мягкого пластика. В некоторых аппаратах предусмотрена смазка ракельного ножа. Остатки тонера удаляются в бункер отработки. Это наиболее распространенный принцип удаления остатков тонера.

В некоторых аппаратах вместо ракельного ножа используется электростатическое удаление остатков тонера. В этих машинах опять же практически весь тонер переносится на бумагу

В больших машинах тонер, фоторецептор, девелопер, ракельный нож, коротрон меняются раздельно, после прохождения определенного количества копий. В малых принтерах и копирах все эти части объединяются в один картридж. В части аппаратов такой картридж разделяют на два: копи картридж (фоторецептор с ракелем) и тонер-картридж (тонер с магнитным валом). По правилам эксплуатации все такие картриджи имеют определенный срок службы и должны заменяться после его окончания.

Лазерный принтер как уже говорилось действует по тому же принципу, но в качестве источника света используется лазер, который меняет потенциал в определенных участках фоторецептора, на которые затем переносится тонер. При этом используется следующий механизм.

Лазерная пушка светит на зеркало, которое вращается с высокой скоростью. Отраженный луч через систему зеркал и призму попадает на барабан и за счет поворота зеркала выбивает заряды по всей длине барабана. Затем происходит поворот барабана на один шаг (этот шаг измеряется в долях дюйма и именно он определяет разрешение принтера по вертикали) и вычерчивается новая линия. В некоторых принтерах кроме поворота барабана используется поворот зеркала по вертикали, которое позволяет на одном шаге поворота барабана вычертить два ряда точек. В частности первые принтеры Lexmark с разрешением 1200 dpi использовали именно этот принцип.

Лазерные принтеры и копировальные аппараты потребляют много электроэнергии, которая расходуется на нагрев печки и на поддержание высокого напряжения на коротронах.

Лучи синего и красного цвета соответствуют различным положениям зеркала. В момент А зеркало повернуто под одним углом (красное положение зеркала). В следующий момент времени, соответствующий частоте лазера зеркало поворачивается и занимает синее положение. Отраженный луч попадает уже в другую точку фоторецептора. Естественно в реальности существуют еще дополнительные зеркала, призмы и световоды, отвечающие за фокусировку и изменение направления луча.

Лазерные принтеры кроме механической части включают в себя достаточно серьезную электронику. В частности на принтерах устанавливается память большого объема, для того, чтобы не загружать компьютер и хранить задания в памяти. На части принтеров устанавливаются винчестеры. Электронная начинка принтера также содержит различный языки описания данных (Adobe PostScript, PCL и т. д.). Эти языки опять же предназначены для того, чтобы забрать часть работы у компьютера и передать принтеру.

Лазерные и LED - принтеры.

В лазерных принтерах используется электрографический способ создания изображения - примерно такой же, как и в ксероксах.

Кроме лазерных существуют LED-принтеры, которые получили своё название