Внешние устройства персонального компьютера

изображения - примерно такой же, как и  в  копировальных  машинах.  Наиболее

важными частями  лазерного  принтера  можно  считать  фотопроводящий  барабан

(или ленту),  полупроводниковый  лазер   и  прецизионную  оптико-механическую

систему,  перемещающую  луч.  Лазер  формирует  электронное  изображение  на

светочувствительной фотопримной  ленте  последовательно  для  каждого  цвета

тонера  (CMYK).  То  есть  принтер,  работающий  в  монохромном  режиме   со

скоростью 8стр/мин, в цветном режиме  обеспечит  только  2  стр./мин.  Когда

изображение на  фоточувствительной  ленте  полностью  построено,  подаваемый

лист заряжается  таким  образом,  чтобы  тонер  с  барабана  притягивался  к

бумаге. После  этого изображение закрепляется на ней за счет  нагрева  частиц

тонера  до  температуры  плавления.   Окончательную   фиксацию   изображения

осуществляют  специальные валики, прижимающие  расплавленный тонер к бумаге.

 

       Технологически  данный  процесс   осуществляется  весьма  не   просто,

поэтому цены на цветные лазерные принтеры до  недавнего  времени  составляли

несколько десятков тысяч долларов.

Принтеры термопереноса.

Thermal wax transfer.

       Принцип  работы  принтера  с  термопереносом  состоит   в   том,   что

термопластичное красящее вещество, нанесенное на тонкой  подложке,  попадает

на бумагу именно в том  месте,  где  нагревательными  элементами  (аналогами

сопел и игл) печатающей головки обеспечивается  должная  температура  (около

70-80 градусов). Конструктивно  такой способ печати достаточно  прост, к  тому

же он обеспечивает практически  бесшумную  работу.  Для  нанесения  цветного

изображения требуется, разумеется, три или четыре  прохода:  по  одному  для

первичных цветов и один в случае  использования  отдельного  черного  цвета,

что соответственно увеличивает время печати. Принтеры,  использующие  данную

технологию,  обычно требуют специальной   бумаги.   Стоимость   выведенной

страницы с  изображением, как правило, дороже, чем  для  струйных  принтеров.

Для  данных  устройств  также  характерна  небольшая  скорость  печати  (1-2

страницы в  минуту). Тем не менее, принтеры  с  термопереносом  -  достаточно

надежные устройства,  которые  не  требуют  сложного  обслуживания  и  могут

воспроизводить  цветное  изображение  (до  16,7  миллионов  цветов)  как  на

пленке, так  и на бумаге, с разрешающей способностью 200-300  dpi  (точек  на

дюйм). Стоимость  подобных устройств  может  составлять  от  1  до  10  тысяч

долларов. 

Dye sublimation.

       Еще один класс цветных печатающих  устройств - так называемые принтеры

с  термосублимацией.   Эта   технология   наиболее   близка   к   технологии

термопереноса, только  элементы  печатающей  головки  нагреваются  в  данном

случае уже  до  температуры  около  400  градусов.  Хотя,  возможно,  термин

”термосублимация” не очень удачен, но он достаточно  четко  поясняет,  каким

образом   красящему   веществу   передается   необходимая   порция   энергии

сублимации. Напомним, что  под  сублимацией  понимают  переход  вещества  из

твердого  состояния   в  газообразное  минуя  стадию   жидкости   (например,

кристаллы йода сублимируют при нагревании). Таким образом, порция  красителя

сублимирует  с  подложки  и  осаждается  на  бумаге  или  ином  носителе.  В

принтерах  с  термосублимацией   красителя   имеется   возможность   точного

определения  необходимого  количества  красителя,  переносимого  на   бумагу

(например.  19%  cyan,  65%  magenta,  34%   yellow).   Комбинацией   цветов

красителей  можно подобрать практически  любую цветовую палитру.

       Данная  технология  используется  только  для   цветной   печати,   а

реализующие ее устройства  обычно  относятся  к  классу  ”high  end”.  К  их

основным  преимуществам  относится  практически   фотографическое   качество

получаемого изображения  и широкая гамма оттенков  цветов  без  использования

растрирования. Основным ограничением применения  данных  принтеров  является

высокая стоимость  каждой копии изображения (более  доллара за страницу).

Плоттеры.

       Устройство, позволяющее представлять  выводимые из компьютера данные  в

виде рисунка  или графика на бумаге, называют обычно плоттером, или

графопостроителем. Существуют перьевые плоттеры (pen plotter), струйные

плоттеры (ink-jet plotter), электростатические плоттеры(electrostatic

plotter), плоттеры  прямого вывода изображения(direct imaging plotter),

плоттеры на основе термопередачи(thermal transfer plotter) и лазерные

(светодиодные) плоттеры(laser/led plotter).

Перьевые  плоттеры.

       Перьевые плоттеры - это электромеханические устройства векторного

типа, и на ПП традиционно выводят  графические  изображения  различные

векторные программные  системы типа AutoCAD. ПП создают изображение при

помощи пишущих  элементов,  обобщенно называемых перьями,  хотя имеется

несколько видов  таких элементов, отличающихся друг от друга используемым

видом жидкого  красителя.  Пишущие элементы  бывают  одноразовые  и

многоразовые (допускающие перезарядку).  Перо крепится в держателе пишущего

узла, который  имеет одну или две степени  свободы перемещения.

       Существует два типа ПП:  планшетные, в которых бумага неподвижна, а

перо перемещается по всей плоскости изображения,  и барабанные  (или

рулонные),  в  которых перо перемещается вдоль  одной оси координат,  а

бумага - вдоль  другой, за счет захвата транспортным валом,  обычно

фрикционным. Перемещения  выполняются  при  помощи  шаговых  или линейных

электродвигателей,  создающих довольно большой шум.

Струйные  плоттеры.

       Струйная технология создания  изображения известна с  70-х   годов,

но истинный ее прорыв на рынке стал возможен только с разработкой фирмой

Canon технологии  создания реактивного пузырька (Bubblejet) -  направленного

распыления  чернил  на  бумагу  при помощи сотен мельчайших форсунок

одноразовой печатающей головки. Каждой форсунке соответствует  свой

микроскопический  нагревательный элемент (терморезистор), который мгновенно

(за 7-10 мкс) нагревается   под воздействием  электрического импульса.

Чернила закипают, и пары создают пузырек, который  выталкивает из форсунки

каплю чернил.  Когда импульс  кончается,  терморезистор  столь же быстро

остывает, а  пузырек исчезает.

Электростатические  плоттеры.

       Электростатическая технология основывается на  создании  скрытого

электрического  изображения (потенциального рельефа) на поверхности носителя

- специальной  электростатической  бумаги,  рабочая   поверхность

которой покрыта  тонким  слоем диэлектрика,  а  основа пропитана

гидрофильными солями для обеспечения требуемой  влажности  и

электропроводности. Потенциальный  рельеф  формируется  при осаждении на

поверхность диэлектрика  свободных зарядов,  образующихся при возбуждении

тончайших электродов записывающей головки высоковольтными импульсами

напряжения. Когда  бумага проходит через проявляющий  узел  с  жидким

намагниченным тонером, частицы  тонера оседают  на заряженных участках

бумаги. Полная цветовая гамма получается за четыре цикла создания скрытого

изображения и прохода носителя через четыре проявляющих узла с

соответствующими  тонерами.

Плоттеры  прямого вывода изображения.

       Изображение в ППВИ создается  на специальной  термобумаге  (бумаге,

пропитанной теплочувствительным  веществом)  длинной  на  всю  ширину

плоттера ”гребенкой”  миниатюрных нагревателей.  Термобумага,  которая

обычно подается  с  рулона,  движется вдоль ”гребенки” и меняет цвет в

местах нагрева.  Изображение получается высококачественным (разрешение

до 800 dpi, но, увы, только монохромным.

  Плоттеры на основе термопередачи.

   Отличие  этих  плоттеров  от  ППВИ  состоит в том,  что в них  между

термонагревателями  и бумагой  (или  прозрачной  пленкой)  размещается

”донорный цветоноситель” - тонкая, толщиной 5-10 мкм, лента (например,

лавсановая), обращенная к бумаге красящим слоем, выполненным на восковой

основе с  низкой (менее 100° С) температурой плавления.

       На донорной ленте последовательно  нанесены области каждого из

основных цветов размером, соответствующим листу  используемого формата. В

процессе вывода информации бумажный лист с наложенной на него донорной

лентой проходит  под  печатающей  головкой,  которая  состоит из тысяч

мельчайших  нагревательных элементов.  Воск в  местах нагрева расплавляется,

и пигмент остается на листе. За один проход наносится один цвет. Все

изображение получается за четыре прохода.

Лазерные (светодиодные) плоттеры.

       Эти плоттеры базируются на  электрографической технологии, в  основу

которой положены физические процессы внутреннего фотоэффекта  в

светочувствительных полупроводниковых слоях селено содержащих материалов и

силовое воздействие  электростатического поля. Промежуточный  носитель

изображения (вращающийся  селеновый барабан) в темноте  может быть заряжен до

потенциала  в сотни вольт.  Луч света  снимает этот заряд, создавая скрытое

электростатическое  изображение, которое притягивает  намагниченный

мелкодисперсный  тонер,  переносимый затем механическим путем на бумагу.

После этого  бумага с нанесенным тонером проходит через нагреватель, в

результате  чего частицы тонера запекаются,  создавая изображение.

CD-ROM.

       Принцип работы дисковода напоминает  принцип работы обычных дисководов

для гибких  дисков.  Поверхность  оптического  диска  (CD-ROM)  перемещается

относительно  лазерной головки  постоянной  линейной  скоростью,   а  угловая

скорость меняется  в  зависимости  от  радиального  положения  головки.  Луч

лазера направляется на дорожку, фокусируясь при этом с помощью катушки.  Луч

проникает сквозь защитный  слой  пластика  и  попадает  на  отражающий слой

алюминия на поверхности диска. При попадании  его на  выступ,  он  отражается

на детектор и проходит через призму, отклоняющую  его на  светочувствительный

диод. Если луч  попадает  в   ямку,  он  рассеивается,  и  лишь  малая  часть

излучения отражается обратно и доходит  до  светочувствительного  диода.  На

диоде световые  импульсы  преобразуются  в  электрические,  яркое  излучение

преобразуется в нули слабое - в единицы. Таким  образом, ямки  воспринимаются

дисководом  как  логические  нули,  а  гладкая  поверхность  как  логические

единицы.

       Производительность  CD-ROM  обычно   определяется   его   скоростными

характеристиками  при  непрерывной  передаче  данных  в  течение  некоторого

промежутка  времени  и  средним  временем  доступа  к  данным,   измеряемыми

соответственно  в Кбайт/с. Существуют одно-, двух-,  трех-,  четырех-,  пяти,

шести и восьмискоростные  дисководы,  обеспечивающие  считывание  данных  со

скоростью 150, 300, 450, 600,  750,  900,  1200  Кбайт/с  соответственно.  В

настоящий момент  распространены  двух-  и  четырехскоростные  дисководы.  В

общем случае дисководы  с четырехкратной  скоростью  обладают  более  высокой

производительностью,  однако,  оценить  чистое  преимущество   дисковода   с

четырехкратной  скоростью по сравнению с  дисководом  с  удвоенной  скоростью

бывает  не  так  просто.  Прежде  всего,  это  зависит  от  того   с   какой

операционной  системой  и  с  каким  типом  приложения  ведется  работа.  При

высокой  интенсивности  повторяющегося  доступа  к   CD-ROM   и   считывании

небольшого  количества  данных  (например,  при  работе  с  базами   данных)

”импульсная”  скорость считывания  информации  приобретает  важное  значение.

Например, по  данным  журнала  InfoWorld,  производительность  дисководов  с

четырехкратной скоростью, по сравнению с дисководами с удвоенной  скоростью,

в случае операции доступа к  базе  данных  в  среднем  повышается  вдвое.  В

случае простого копирования данных выигрыш составляет от 10 до 30%.  Однако,

наибольшее  преимущество получится при работе  с  полноформатным  видео.  Для

повышения  производительности  дисководов  их  снабжают   буферной   памятью

(стандартные  объемы КЭШа: 64, 128, 256, 512, 1024  Кбайт).  Буфер  дисковода

представляет  собой  память  для  кратковременного  хранения  данных,  после

считывания  их с CD-ROM, но до пересылки в плату  контролера, а  затем  в  ЦП.

Такая буферизация  дает возможность дисковому устройству передавать данные  в

процессор небольшими порциями, а не занимать его время  медленной  пересылкой

постоянного потока данных.  Например,  согласно  требованиям  стандарта  MPC

уровня 2 накопитель CD-ROM удвоенной скоростью должен занимать не более  60%

ресурсов ЦП. Важной характеристикой дисковода  является  степень  заполнения

буфера, которая  влияет на качество воспроизведения анимационных  изображений

и  видеофильмов.  Эта  величина  определяется  как  отношение  числа  блоков