Презентация, доклад по информатике Печатающие устройства, их эволюция, направления развития

Т-212
Горбулев П.А.
Невзоров Р.В.

Руководитель: А.С. Клецкова

жизнь доказывает, что век бумаги и бумажного текста пройдёт ещё не скоро. А значит, принтер останется неизменным атрибутом любого офиса и даже квартиры. Струйные, лазерные, матричные... Что стоит за каждым из этих терминов? В работе описана история развития, принцип работы, достоинства и недостатки печатных устройств, принтеров.

искусства, науки и техники. Давным-давно, когда ещё не было печатающих устройств, все документы, книги и т. п. воспроизводились вручную. Для отображения информации использовались камень, дерево, бронза, папирус и другие носители.
Древнейшие египетские папирусы относятся к XXV веку до н. э. В Египетской Александрийской библиотеке хранилось огромное число рукописей, написанных на папирусе.
Первые греческие, римские и египетские книги, написанные в IX веке до н. э., имели форму свитка.
В древнем Риме производство книг приобрело коммерческий характер: книги переписывались специально обученными
рабами.

монахи. Переписчиков обучали каллиграфии и умению украшать книгу маленькими рисунками. Создание книги требовало большого труда и искусства.
Переписчик сидел, склонившись над листом, и гусиным пером старательно выводил строчку за строчкой заказанной ему книги. За день самый усидчивый и опытный переписчик мог переписать не более 10—15 страниц.
Огромное значение имело изобретение бумаги в Китае во II веке н. э. Однако в Европе вплоть до XII века в качестве материала для письма использовался пергамент, изготавливаемый из кожи животного. В VII веке в Европе даже появился указ, согласно которому все документы должны были исполняться только на пергаменте.
Своим рождением печатающие устройства обязаны изобретению в Китае в начале XI века подвижных литер, которые изготавливались из глины и дерева.
После того как в XIV веке в Корее были изготовлены металлические подвижные литеры, книгопечатание получило широкое распространение.

Гутенберг, который изобрел ручной словолитный прибор — аппарат для отлив-ки слов и печатный станок (около 1445 г.). Этот станок в течение нескольких веков являлся в Европе единствен-ным печатным аппаратом.

пресс с усовершенствованным меха-низмом для прижима бумаги к форме, а в 1863 г. Уильямом Буллоном (США) была скон-струирована первая ротацион-ная печатная машина, печа-тающая на "бесконечной" лен-те.

Спустя три года его соотечествен-ником К. Шеллсом собрана первая пишущая машинка, получившая название "ремингтон".

г. М.И. Алисовым (рис.1). А в 1889 г. Вагнер (США) сконструировал печатающую машинку с откры-тым шрифтом, т. е. при печати на такой машинке был виден набираемый текст (рис. 2). Эта машинка и явилась прототипом большинства современных электрических пишущих маши-нок.

(рис.1).

(рис.2)

(а разработки начались аж в 1822 году). Его изобретателем стал небезызвестный Чарльз Бэббидж. Изобретенное им устройство получило название Разностная машина.
  Оно предназначалось для использования в навигации, проектировании, банковском деле. Это был настоящий механический компьютер, способный автоматически печатать! К сожалению, в то время работающая модель так и не была построена, она увидела свет 150 лет спустя.
  Сотрудники Лондонского Музея Науки, под руководством его директора Дорона Суода, по чертежам автора собрали устройство, состоящее из более чем 8000 деталей ве-сом 5 тонн. Difference Engine могла решать простейшие уравнения и распечатывать результаты на бумаге.

века возникла необходимость сохранять полученные результаты вычислений. Для этого специально обученные люди сидели за печатными машинками и печатали получаемую информацию. Конечно, через некоторое время людям пришла идея подключить печатные машинки к компьютеру. И в 1953 году корпорация Remington-Rand создала первое печатающее устройство для компьютера UNIVAC (Universal Automatic Computer), получившее название UNIPRINTER. Он печатал 600 строк в минуту (по 130 знаков на строку). Этот монстр сильно напоминал печатную машинку и имел схожий с ней принцип работы. При нажатии на какую-либо клавишу, металлическая "косточка" с буквой бьет по бумаге через красящую ленту, таким образом оставляя на ней свой отпечаток.

на устройство печатных машинок. Рычаги приводились в движение при помощи электромагнитов, включением и выключением которых управляли компьютеры. У них были такие же литеры, закрепленные на рычагах, при механическом воздействии на рычаг литеры, ударяли по бумаге
через копировальную бумагу или специальную красящую ленту и оставляли на бумаге отпечаток буквы

Лепестковые принтеры

знаков в минуту).
Сильный шум при работе.
Низкая механическая надежность, определя-емая большим количеством элементов и ударными нагрузками, приходящимися на эти элементы.

них используется схожий принцип печати. Однако символы формируются из набора точек. "Любой символ и любое изображение можно сформировать из точек", -главный принцип матричных принтеров. Матричные принтеры имеют печатную головку, в которой размещен набор иголочек. Иголочки, как и буквы в лепестковых принтерах, ударяют по бумаге через красящую ленту, таким образом из точек формируется изображение. Автором первого матричного принтера стала корпорация Seiko Epson, разработавшая в 1964 году принтерный механизм, печатающий точное время. Однако крупнейшим производителем подобных принтеров в 70-х годах стала корпорация Centronics Data Computer.

Матричные принтеры

печати в нем использовался набор из 7 иголок (каждый символ имел размер 5x7 точек, поэтому принтеры и стали называться матричные), и он умел печатать со скоростью 165 символов в минуту. (рис.1) Стоимость такой игрушки составляла $2995. Затем в 1977 году была создана модель Micro-1 (240 символов в минуту и ценой $595). А год спустя Epson представила принтер ТХ-80, который имел огромный успех (в основном благодаря корпорации IBM, которая наладила выпуск и продажу этой модели по ОЕМ-лицензии).(рис.2)
Тем временем технологии не стояли на месте, стали появляться принтеры с 9, 12, 14, 18 и 24 иголочками. Все эти модификации делались для повышения качества печати. Так появились понятия: LQ (Letter Quality - высокое качество) и NLQ (Near Letter Quality - среднее качество).
А в конце 70-х появились первые цветные (!) матричные принтеры. В них использовалось 4 цветных печатающих ленты, для воспроизведения разных цветов. Но такие принтеры не получили распространения.(рис.3).

Матричные принтеры

(рис.1)

(рис.2)

(рис.3)

принтеры для печати высококачественных изображений
Неприятный шум при работе
Невозможность или сложность печати многоцветных документов

Бэббиджа. Еще в XIX веке лауреат Нобелевской премии по физике, лорд Рейли изучал распад струи жидкости и формирование капель. Но реализована эта технология была лишь в 1948 году, в лабораториях компании Siemens. Всего существует три метода печати, использующиеся в струйных принтерах: пьезоэлектрический метод (используется компаниями Epson и Brother), метод газовых пузырей (Canon) и метод drop-on-demand (Hewlett-Packard). Во всех устройствах используется резервуар с краской, на дне которого есть маленькое отверстие (сопло).

Струйные принтеры

установивший новые стандарты печати.

Струйные принтеры

Год спустя Siemens представила струйный принтер для персональных компьютеров

Немного позже Hewlett-Packard заявляет о своем методе печати - drop-on-demand. Но технология от HP была реализована в принтере только в 1984 году, когда компания представила устройства серии ThinkJet, которые быстро завоевали рынок.

резервуар с краской, на дне которого есть маленькое отверстие (сопло). При пьезоэлектрическом методе печати в сопло установлен плоский пьезокристалл, связанный с диафрагмой. Когда на пьезокристалл подается ток, он выгибается и давит на диафрагму.
Таким образом формируется капелька, которая выталкивается на бумагу. Этакий маленький насос. В методе газовых пузырей (название технологии BubbleJet) пьезокристалл не нужен - вместо него используется нагревательный элемент, который разогревает чернила в сопле до температуры 300-500 градусов, в результате чего образуются пузырьки газа, выталкивающие краску на бумагу. Метод drop-on-demand похож на метод газовых пузырей - там также используется нагревательный элемент. Только температура нагрева несколько ниже, и на бумагу попадает не капля, а пузырек пара.

ремонтопригодность (проще купить новый картридж, чем починить сломанный)
Засыхание чернил внутри сопла, что приводит к необходимости замены печатающей головки.
Отпечатки при контакте с влагой «расплываются»

появилась раньше, чем матричные принтеры. В 1938 году Chester Carlson изобрел метод печати, получивший название электрография. Этот принцип используется во всех современных лазерных принтерах, а заключается он в следующем: на алюминиевую трубку (фотобарабан), покрытую светочувствительным слоем, наносится отрицательный статический заряд. После этого луч лазера проходит по фотобарабану, и в том месте, где нужно что-то напечатать, снимает часть заряда.
После чего на фотобарабан наносится тонер (это сухие чернила, состоящие из смеси смол, полимеров, металлической стружки, угольной пыли и другой химии), также имеющий отрицательный заряд, и потому прилипающий к барабану в тех местах, где прошел лазер и снял заряд. Дальше все просто: барабан прокатывается по бумаге (имеющей положительный заряд) и оставляет на ней весь тонер, после чего бумага попадает в печку, где под воздействием высокой температуры тонер накрепко припекается к бумаге. Для печати цветного изображения все цвета на барабан наносятся по очереди, либо печать происходит в 4 прохода (для печати черного, голубого, пурпурного и желтого цветов).

началась разработка первого лазерного принтера в начале 1969 года. А увидел свет он в ноябре 1971 года. Назывался девайс EARS, но дальше лаборатории не вышел. Если верить документам, то первый официальный лазерный принтер назывался Xerox 9700 Electronic Printing System, и был выпушен в 1977 году.

в 1990 году принтеры Hewlett-Packard LaserJet IIP впервые стали стоить дешевле 1000 долларов. И в серии LaserJet III стала использоваться технология улучшенного разрешения (RET -Resolution Enhancement Technology). A еще два года спустя та же HP начинает продажи по-настоящему народного лазерного принтера LaserJet 4, который помимо относительно невысокой цены имел разрешение 600 dpi

потребление электроэнергии

изготовления допечатных цветных проб используют термические принтеры или, как их еще называют, цветные принтеры высокого класса.

Термические принтеры

красителя (термовосковая печать);
термоперенос красителя (сублимационная печать).

с одного экземпляра (от 50 экз.).

Дупликаторы

термопечатающим устройством. Затем мастер-пленка наматывается на барабан, из сетчатого материала.
Через барабан подаются чернила, которые вытекают через прожженные отверстия в мастер пленке и переносятся на копию. С одной мастер пленки можно получить до 10000 экземпляров.

стоимость мастер пленки, которая может использоваться только один раз.

техпроцесс совершенствуется, увеличивается количество точек на дюйм, улучшается качество и скорость печати. Но никаких существенных изменений в мире принтеров не происходит. Последняя революция в печати произошла в 80-х годах, когда был придуман трехмерный принтер. Первые трехмерные принтеры были похожи на станки, которые вытачивали из куска дерева или пластмассы вещь нужной формы, но затем появились "настоящие" ЗD-принтеры. Такие принтеры слой за слоем (слой может быть толщиной до 16 микрон) создают объемные объекты, нанося полимер на нужные места.

сказать что и где используется.
Матричные принтеры ушли в отставку, сохранив за собой лишь довольно узкую специализацию вроде печати чеков и тому подобных документов, также они применяются в бухгалтериях и билетных кассах для впечатывания текста в готовые бланки. Но каковы они были вначале и с помощью них произошёл бурный толчок в развитии принтерной индустрии. Именно матричные принтеры заложили основу всех последующих принтеров - «Любой символ и любое изображение можно сформировать из точек».
По распространённости лидером является струйная печать, второй -- лазерная. Да, именно они сейчас конкурируют за место в каждом доме.
Когда то утопическая идея «Принтер в каждый дом» реализовалась. Теперь эта техника конструируется в мировых масштабах и легко доступна. Ассортимент многогранен и удовлетворит потребности любого пользователя.
Но есть одно но. Технологии печати, придуманные в прошлом веке, сильно не изменились. Да, техпроцесс совершенствуется, увеличивается количество точек на дюйм, улучшается качество и скорость печати. Но никаких существенных изменений в мире принтеров не происходит.
Остаётся надеяться, что эволюция принтеров не закончилась и в будущем мы увидим ещё что то новенькое от учёных-технологов.