Лекции - Информационные технологии в книжном деле

Подождите немного. Документ загружается.

капли, сопровождающие основную каплю. За счет этого повышается точность передачи

изображений.

Сопла для печатающих головок струйных принтеров, через которые

разбрызгиваются чернила, соответствуют ударным иглам матричных принтеров. Так как

размер каждого сопла существенно меньше диаметра иглы, а количество сопел может

быть больше количества игл, то изображение, получаемое с помощью струйной

технологии теоретически должно быть более качественным, но на самом деле качество

получаемых такой технологией изображений сильно зависит от качества бумаги, на

которой они воспроизводятся. Использование бумаги невысокого качества может

приводить к снижению яркости и изменению цветности изображения. Это объясняется,

прежде всего, тем, что чернила могут растекаться по бумаге, а также просачиваться сквозь

бумагу, если она недостаточно плотная.

К основным достоинствам струйной печати относятся возможность

воспроизведения широкой палитры цветов с достаточно высоким качеством, к основным

недостаткам – высокую стоимость расходных материалов, требование максимальной

загруженности устройства с целью не допустить высыхание чернил.

3. Thermal transfer

Принцип работы принтеров с термопереносом заключается в том, что

термопластичное красящее вещество, нанесенное на тонкую подложку, попадает на

бумагу в тех местах, где нагревательными элементами печатающей головки

обеспечивается должная температура (70-80С). При этом нагревательные элементы

являются аналогами игл или сопел. При таком способе печати принтер работает почти

бесшумно.

Но есть и недостатки. Например, для нанесения цветного изображения требуется 3-

4 прохода, что увеличивает время печати. Кроме того, принтеры с такой технологией

требуют специальной бумаги. В итоге стоимость одной страницы изображения, как

правило, дороже, чем при печати на струйных принтерах. Еще один недостаток данного

класса принтеров заключается в том, что для них характерна невысокая скорость печати:

1-2 страницы в минуту.

К преимуществам, помимо бесшумности, относятся высокая надежность данных

принтеров, возможность воспроизводить цветное изображение как на бумаге, так и на

пленке. При этом возможно воспроизводить 16,7 млн. цветов при разрешающей

способности до 300 точек на дюйм.

- -

4. Dye sublimation

Эта технология близка к технологии термопереноса, но в данном случае

нагревательные элементы головки нагреваются до температуры 400С. При такой

технологии печати под сублимацией понимают переход вещества из твердого в

газообразное вещество (минуя жидкую стадию). Таким образом, порция красителя

сублимирует с подложки и осаждается на бумаге или пленке. В принтерах с

термосублимацией красителя есть возможность точного определения необходимого

количества красителя, переносимого на бумагу. В результате точной комбинации цветов

красителей можно подобрать практически любую палитру. Данная технология

используется только для цветной печати. Реализующие эту технологию устройства

относятся к классу high-end. Основные преимущества этого метода – фотографическое

качество получаемого изображения, широкая гамма оттенков цветов. Но есть также

существенный недостаток – высокая стоимость копий.

5. Phase change ink-jet

Эта технология реализуется в принтерах с твердым красителем. Принцип работы

заключается в том, что для каждого первичного цвета красителя есть специальные

восковые стержни, которые постепенно расплавляются нагревательным элементом при

температуре около 90С, а затем красители попадают в отдельные резервуары. Находясь в

расплавленном состоянии, красители подаются из резервуаров специальным насосом в

печатающую головку, которая, как правило, работает на основе явления пьезоэффекта.

Капли воскообразного красителя застывают почти мгновенно, благодаря чему такой тип

принтеров может работать с любой бумагой. Качество цветов получается очень высоким.

Красители в бумагу не просачиваются, – поэтому возможна двусторонняя печать. Однако

скорость печати по такой технологии невысока: около 2 страниц в минуту.

- -

Схема ксеро-копировального аппарата

Обозначения на рисунке:

1 – ракель;

2 – каротрон заряда;

3 – фоторецептор;

4 – магнитный вал с тонером;

5 – нагреваемый элемент;

6 – пружинный вал;

7 – бумага или пленка;

8 – источник света;

9 – вал переноса;

10 – фьюзер (печка).

Фоторецептор – это специальный материал (как правило, селен, нанесенный на

металлическую основу). Обычно он выполняется в виде барабана, или вала. Фоторецептор

заряжается каротроном заряда, который представляет собой металлическую (золотую или

платиновую) проволоку или резиновый вал с металлической основой. В настоящее время

в связи с тем, что проволочный каротрон сильно озонирует воздух, то стараются

использовать в основном резиновый тип каротронов.

После зарядки на фоторецептор подается изображение, которое освещается

источником света и проецируется на фоторецептор через систему зеркал. Для уменьшения

- -

и увеличения изображения часто используют оптические системы. Скорость барабана

согласуется с системой передачи изображений. Те места на фоторецепторе, на которые

попадает свет, либо меняют свой потенциал, либо вообще теряют электрический заряд.

Таким образом, на фоторецепторе сохраняется рисунок оригинала в виде заряженных

участков.

На следующем этапе фоторецептор входит в контакт с магнитным валом , который

покрыт пылью, представляющей собой смесь тонера и носителя. Сам тонер – это

порошок, состоящий из микрочастиц определенного цвета. При этом чем меньше размер

частиц, тем качественнее осуществляется передача изображения. В свою очередь носитель

представляет собой металлические (как правило, железные) частицы, на которых

осаждается тонер. Таким образом, можно сказать, что на магнитном валу находятся

микрочастицы, покрытые тонером. Тонер переходит на фоторецептор за счет сил

электростатического притяжения между противоположными электрическими зарядами.

Весь этот процесс называется проявкой.

Во время процесса проявки бумага подается на регистрацию, то есть она

устанавливается в исходное состояние для печати. Как только бумага доходит до

фоторецептора, происходит передача изображения с фоторецептора на бумагу.

Под бумагой находится вал переноса, который имеет электрический потенциал

сильнее, чем электрический потенциал фоторецептора. Вал переноса изготавливается из

металла, покрытого токопроводящей резиной. Вал переноса за счет высокого

электрического потенциала оттягивает на себя весь тонер, который осаждается на бумаге.

После завершения бумага отделяется от фоторецептора и подается на запекание.

Механизм запекания представляет собой процесс высокотемпературного нагрева

бумаги с одновременным прижимом специальным валиком. Сама аппарат состоит из

нагреваемого тефлонового вала с кварцевой лампой внутри и прижимного вала. Аппарат

для запекания называется фьюзер («печка»).

В некоторых типах копировальных аппаратов вместо фьюзера устанавливается

специальный термоэлемент, покрытый термопленкой. Такие копиры имеют меньший срок

нагрева, но их недостаток – меньшее количество копий, так как термопленку легко можно

повредить. Для предотвращения прилипания пленки бумаги к валу часто используют

специальную силиконовую смазку. Копиры, в основе фьюзера которых – кварцевая лампа,

используются в высокопроизводительных установках.

Фоторецептор очищается от остатков тонера с помощью ракельного ножа, который

выполнен из специального материала (обычно это мягкий пластик), который находится в

плотном контакте с барабаном. Остатки тонера отправляются в бункер отработки. В

- -

Лазерный принтер

некоторых копирах эта функция возложена на специальную систему электростатического

очищения тонера.

В мощных копировальных аппаратах фоторецептор, тонер, ракель и каротрон

меняются отдельно после определенного количества копий. В небольших копирах эти

части объединяются в один комплекс, который называют картриджем. В некоторых

копирах картридж может быть разделен на два: копи-картридж (он включает в себя

фоторецептор и ракель) и тонер-картридж (он состоит из тонера и магнитного вала). Все

картриджи имеют определенный срок службы.

Лазерные принтеры

Лазерные принтеры действуют по тому же принципу, что и копиры. Отличие

заключается в том, что в качестве источника света используется лазер, который меняет

потенциал в определенных участках фоторецептора, куда затем переносится тонер.

Механизм работы лазерного принтера следующий:

луч лазера попадает на зеркало, которое вращается с высокой скоростью.

Отраженный луч через систему призм попадает на барабан и за счет вращения зеркала

выбивает заряды по всей длине барабана. При повороте барабана на 1 шаг, который

определяет разрешение принтера по вертикали и измеряется в долях дюйма,

вычерчивается новая линия. В некоторых принтерах кроме поворота барабана

используется поворот зеркала по вертикали.

Это позволяет на одном шаге поворота

барабана вычертить два ряда точек. Лучи

красного и синего цветов соответствуют

различным положениям зеркала.

Лазерные принтеры помимо

механической части имеют в своем составе

электронную компоненту, которая

обеспечивает работу памяти лазерного

принтера.

На некоторых лазерных принтерах кроме оперативной памяти устанавливаются

винчестеры, которые позволяют хранить специальные языки описания данных (например,

язык Post Script). Эти языки предназначены для реализации при печати лазерными

принтерами различных шрифтов. Наличие специальных языков описания данных

позволяет использовать лазерные принтеры для работы с графикой.

- -

В настоящее время самые качественные лазерные принтеры – принтеры

производства фирмы HP (Hewlett-Packard), которая является одним из лидеров на рынке

цифровой печати.

Методы лазерной печати основаны на построчном методе построения

изображений. Каждая строка – это поворот барабана на 1/300 дюйма. При этом бумага

перемещается на то же расстояние. Это перемещение – вертикальная ось листа. Лазерный

луч подобно электронному лучу в кинескопе сканирует строку, обеспечивая передачу

зарядов на фоторецептор, которые в свою очередь обеспечивают построение изображения

на барабане.

Более совершенные методы печати позволяют изменять размер точек, которые

переносятся на бумагу. Это достигается за счет модуляции лазерного луча в процессе

построения изображения. Горизонтальное разрешение при лазерной печати можно

увеличить за счет увеличения частоты управляющих сигналов для лазерного луча.

Лазерные принтеры условно разделяют на следующие группы:

- принтеры с невысокой производительностью (4-5 страниц в минуту), которые

рассчитаны на небольшие объемы печати (до 10†000 страниц в месяц) и, как правило,

используются для индивидуального применения;

- принтеры среднего класса (12 страниц в минуту), предназначенные для работы в

локальных сетях и обеспечивающие средние объемы печати (до 20†000 страниц в месяц);

- принтеры с высокой производительностью (30 и более страниц в минуту и до

50†000 страниц в месяц).

Качество печати лазерных принтеров зависит от разрешающей способности

принтера, которое определяется как количество точек, печатаемых на один дюйм.

300 т/дюйм обеспечивает производство деловых документов. Недостатки – плохое

качество печати мелких букв и полутоновых изображений.

600 т/дюйм обеспечивает хорошее качество печати для деловых документов.

Может применяться для издательских нужд при черно-белой полиграфии.

1200 т/дюйм обеспечивает высокое качество документов. Полутоновые

изображения получаются удовлетворительно.

1800 т/дюйм обеспечивается подготовку высококачественных изданий.

Следует иметь в виду, что скорость печати лазерных принтеров зависит не только

от самого принтера, но и от операционной системы, под управлением которой работает

вся вычислительная система. Как правило, реальная скорость лазерного принтера в

- -

составе вычислительной системы на 20 % (или даже 40%) ниже, чем заявленная скорость

печати принтера.

Лазерные принтеры могут печатать только на отдельных листах бумаги.

Большинство лазерных принтеров поддерживает формат бумаги А4 или несколько

больше.

Практически все лазерные принтеры обеспечивают печать на прозрачных пленках

и на почтовых конвертах. К качеству бумаги принтеры не привередливы, за исключением

низкосортной бумаги.

Для высокопроизводительных принтеров выпускаются специальные

приспособления для двухсторонней печати. Особенностями лазерных принтеров является

то, что получаемые от компьютера данные печатаются не сразу.

В оперативной памяти лазерных принтеров формируется изображение печатаемой

страницы и только после этого, данные отправляются на печать. Оперативная память в

лазерных принтерах используется также для хранения используемых для печати шрифтов.

Требуемый объем оперативной памяти принтера зависит от разрешения и максимального

формата бумаги. Например, для принтера для А4 с разрешением 300 т/дюйм оперативная

память составляет 1 Мб, для разрешения 600 т/дюйм – не менее 2 Мб. Такого объема

оперативной памяти достаточно для печати офисных, деловых документов. Если же

использовать принтер для печати иллюстраций, то необходимо установить в принтер

дополнительную оперативную память.

Большинство лазерных принтеров используют для управления печатью язык PCL

(printer control language). Принтеры, использующие PCL, позволяют использовать

используемые в операционной системе Windows масштабируемые шрифты в формате

«True Type» и дают возможность переводить эти шрифты в растровую форму при посылке

на печать.

Многие лазерные принтеры воспринимают язык описания страниц Post Script,

разработанный фирмой Adobe. Это мощный язык, позволяющий описывать изображения

в объектно-ориентированной форме. В издательских системах PS-принтеры являются

стандартом, т.к. подготовленный для них документ может быть без изменений выведен на

любой фотонаборной автомат, использующий для своих целей язык Post Script.

Драйверы PS-принтеров для операционной системы Windows позволяют

осуществлять увеличение или уменьшение выводимого изображения, обеспечивают

печать зеркального или негативного изображения, что необходимо для получения пленок

при офсетном способе печати.

- -

Принтеры, способные выводить графическую информацию в настоящее время

представляют собой растровые устройства. Вообще современные устройства печати

используют субтрактивную модель цветообразования. Первичными цветами для цветных

принтеров являются зелено-голубой, светло-красный и желтый. Наложение двух из

первичных цветов дает красный, зеленый или голубой цвета. Смешение трех цветов

субтрактивной модели дает черный цвет. В некоторых принтерах для получения черного

цвета используется отдельный черный краситель. Поэтому такая модель цветообразования

называется CMY или CMYK: cyan – голубой, magenta – пурпурный, yellow – желтый,

kontour – черный.

Реализация субтрактивной модели основана на том, что краситель, нанесенный на

бумагу, действует как фильтр, который поглощает и отражает электромагнитные

колебания различной частоты. Нужная насыщенность достигается за счет количества

белого цвета: при выводе изображения на бумагу промежуточные цвета получаются путем

пропуска нескольких точек основного цвета. Именно отношение количества цветных

точек к количеству белых точек определяет уровень насыщенности цвета.

Сканеры

Сканер – это устройство, позволяющее вводить в компьютер образы изображений,

представленные в виде текста, рисунков или другой графической информации.

Классификацию сканеров можно выполнить по прозрачности вводимого

оригинала-изображения, по кинематическому устройству сканера, по типу вводимого

изображения, по особенностям программного и аппаратного обеспечения сканеров.

Классификация сканеров по прозрачности оригинала

Эта классификация основывается на том, что оригиналы изображений,

предназначенные для воспроизведения в цифровом виде можно разделить на две группы:

 непрозрачные оригиналы (страницы журналов, книг, фотографии, рисунки и т.д.)

 прозрачные оригиналы (пленки, слайды, негативы и т.д.)

Изображения непрозрачных оригиналов можно наблюдать в отраженном свете. А

при сканировании прозрачных оригиналов воспринимается свет, прошедший через

оригинал. Поэтому для обработки прозрачных оригиналов стандартные сканеры должны

иметь специальные приставки, которые оценивают поглощенный свет.

- -

Классификация по механизму движения сканеров

Определяющим фактором для полноты воспроизводства оригиналов является

способ перемещения считывающей головки сканера и бумаги относительно друг друга. В

настоящее время сканеры условно по этому критерию делят на две группы:

 ручные

 планшетные

Ручной сканер перемещается по поверхности оригинала пользователем. В

планшетном сканере вдоль поверхности листа бумаги перемещается только сканирующая

головка.

Так как при использовании ручных сканеров считывающая головка перемещается

пользователем (у него могут, например, дрожать руки), то неравномерность перемещения

считывающей головки сказывается на качестве вводимого в компьютер изображения. В

ряде сканеров для подтверждения нормального ввода информации есть специальные

индикаторы. Ширина вводимого изображения у ручных сканеров обычно не превышает 4

дюймов. В некоторых моделях для повышения разрешающей способности ширину

вводимого изображения дополнительно уменьшают. Современные ручные сканеры могут

обеспечивать автоматическую «склейку» вводимого изображения (из отдельно вводимых

частей формируется целое изображение).

Планшетные, или страничные, сканеры позволяют вводить изображение размерами

А4 или А3. существует несколько конструктивных типов таких устройств:

 планшетные

 рулонные

 проекционные

Основное отличие планшетных сканеров заключается в том, что сканирующая

головка перемещается относительно бумаги вдоль вертикальной оси страницы (листа).

Как правило, перемещение осуществляется с помощью шагового электродвигателя.

Планшетные сканеры являются достаточно качественными устройствами. Внешне они

могут напоминать копиры. Для сканирования оригинал помещается изображением на

рабочий стол сканера – стеклянную пластину.

Работа рулонных сканеров напоминает работу современных факсимильных

аппаратов. Отдельные листы документов протягиваются через устройство, при этом и

осуществляется сканирование информации. Главный недостаток рулонных сканеров

заключается в том, что они не позволяют считывать информацию с книг и журналов.

Проекционные сканеры еще называют проекционными аппаратами или

фотоувеличителями. Оригинал, с которого считывается информация, кладется

- -

изображением вверх. Сканирующая головка при этом перемещается вдоль изображения.

Основное преимущество таких сканеров – возможность сканирования трехмерных

изображений.

Классификация по типу вводимого изображения

Сканеры подразделяются на черно-белые и цветные. Черно-белые сканеры, в свою

очередь, делятся на штриховые и полутоновые (серые).

Штриховые сканеры могут работать только в двоичном режиме, воспринимая либо

черный, либо белый цвета. Полутоновые сканеры используют максимальную

разрешающую способность, работая в двоичном режиме. Обычно такие сканеры могут

воспроизводить до 256 оттенков серого, которые ставятся в соответствие каждой точке

изображения. Разрешающая способность таких сканеров оценивается по числу точек на

дюйм изображения.

Благодаря операциям интерполяции, которые выполняются программно,

современные сканеры могут иметь разрешение до 1600 точек на дюйм. В результате

обработки с таким разрешением при сканировании изображения исчезают неровности

диагональных линий, однако время, требуемое для сканирования, возрастает.

Один из наиболее популярных принципов работы цветных сканеров заключается в

том, что сканируемое изображение освещается не белым светом, а тремя основными

цветами радуги, полученными при пропускании белого света через вращающийся RGB-

фильтр. Для каждого из основных цветов последовательность операций выполняется

практически так же, как при сканировании черно-белого оригинала. После трех

«проходов» сканирования получается файл, содержащий область изображения в трех

основных цветах. Однако при этом время сканирования увеличивается в 3 раза.

Для управления работой сканера необходимы специальные программные

драйверы, которые обеспечивают функционирование аппаратных устройств, выпущенных

различными фирмами. С целью унификации программного обеспечения создан

специальный стандарт – TWAIN. Это стандарт, согласно которому осуществляется обмен

данными между прикладной программой и внешними устройствами. Благодаря созданию

TWAIN-спецификации было достигнуто единообразие, совместившее программное

- -