Компьютеры - техническое обслуживание и ремонт. Мониторы и принтеры.

Монитор

ЭЛТ монитор                                               Два совмещённых ЖК монитора Apple.

Монито́р, диспле́й — интерфейс системы «человек — аппаратура — человек». Преобразует цифровую и (или) аналоговую информацию в видеоизображение.

 Классификация мониторов

По цветности

цветные

монохромные

По виду выводимой информации

алфавитно-цифровые

графические

По принципу действия

ЭЛТ — на основе электронно-лучевой трубки (англ. CRT — cathode ray tube)

ЖК — жидкокристаллические мониторы (англ. LCD — liquid crystal display)

Плазменный — на основе плазменной панели

Проекционный — видеопроектор и экран размещённые отдельно или объединённые в одном корпусе (как вариант через зеркало или систему зеркал)

По типу видеоадаптера

MDA

HGC

CGA

EGA

VGA, SVGA, XGA

По типу интерфейсного кабеля

композитный

раздельный

D-SUB

DVI

Дисплеи являются самым распространенным типом устройств вывода графической информации. Они применяются везде - от мобильных телефонов до рекламных щитов.

Дисплеи на ЭЛТ

Самый распространенный тип дисплеев среднего размера. Основан на использовании ЭЛТ - Электронно-Лучевой Трубки (англ. CRT - Cathode Ray Tube), которую называют кинескоп.

Кинескоп состоит из герметичной стеклянной трубки, внутри которой находится вакуум, то есть весь воздух удален. Один из концов трубки узкий и длинный - это горловина, а другой - широкий и достаточно плоский - это экран. С фронтальной стороны внутренняя часть стекла трубки покрыта люминофором (luminophor). В качестве люминофоров для цветных ЭЛТ используются довольно сложные составы на основе редкоземельных металлов - иттрия, эрбия и т.п.

 

Люминофор - это вещество, которое испускает свет при бомбардировке его заряженными частицами. Для создания изображения в ЭЛТ-мониторе используется электронная пушка, откуда под действием сильного электростатического поля исходит поток электронов. Сквозь металлическую маску или решетку они попадают на внутреннюю поверхность стеклянного экрана монитора, которая покрыта разноцветными люминофорными точками. Поток электронов (луч) может отклоняться в вертикальной и горизонтальной плоскости, что обеспечивает последовательное попадание его на все поле экрана. Отклонение луча происходит посредством отклоняющей системы (рис 3). Отклоняющая система состоит из нескольких катушек индуктивности, размещенных у горловины кинескопа. С помощью переменного магнитного поля две катушки создают отклонение пучка электронов в горизонтальной плоскости, а другие две - в вертикальной.

Понятно, что электронный луч, предназначенный для красных люминофорных элементов, не должен влиять на люминофор зеленого или синего цвета. Чтобы добиться такого действия используется специальная маска, чья структура зависит от типа кинескопов от разных производителей, обеспечивающая дискретность (растровость) изображения. ЭЛТ можно разбить на два класса - трехлучевые с дельтаобразным расположением электронных пушек и с планарным расположением электронных пушек. В этих трубках применяются щелевые и теневые маски, хотя правильнее сказать, что они все теневые. При этом трубки с планарным расположением электронных пушек еще называют кинескопами с самосведением лучей, так как воздействие магнитного поля Земли на три планарно расположенных луча практически одинаково и при изменении положения трубки относительно поля Земли не требуется производить дополнительные регулировки.

Электроны сначала ускоряются электромагнитным полем, а затем отклоняются в нужном направлении перпендикулярным полем (эта часть ЭЛТ называется пушкой). При попадании на поверхность экрана они вызывают свечение установленных там частиц люминофора, которое и воспринимается наблюдателем. Чем большее ускорение (а следовательно, большую энергию) получил электрон, тем ярче светится люминофор. У цветных дисплеев имеется 3 пушки для каждого из базисных RGB-цветов, а по поверхности экрана равномерно распределены частицы люминофора, соответствующие базисным цветам. Чтобы электроны, выпущенные из соответствующей пушки, попали только на люминофор своего цвета перед экраном ставится щелевая маска или апертурная решетка. Время послесвечения люминофора незначительно, и изображение постоянно обновляется; для вывода одного кадра пушка выпускает электроны последовательно слева направо в каждой строке и по строкам снизу вверх. Количество обновлений всего изображения в секунду носит название частота обновления или частота развертки (англ. refresh rate). Она должна быть достаточно высокой (> 75 Гц), чтобы не возникало утомляющего глаза мерцания.

Рис. 2.4.  Дисплей на ЭЛТ.

Виды масок ЭЛТ-мониторов

Теневая маска (shadow mask) - это самый распространенный тип масок, она применяется со времени изобретения первых цветных кинескопов. Поверхность у кинескопов с теневой маской обычно сферической формы (выпуклая). то сделано для того, чтобы электронный луч в центре экрана и по краям имел одинаковую толщину. Теневая маска состоит из металлической пластины с круглыми отверстиями, которые занимают примерно 25% площади. Находится маска перед стеклянной трубкой с люминофорным слоем. Теневая маска создает решетку с однородными точками (еще называемыми триады), где каждая такая точка состоит из трех люминофорных элементов основных цветов - зеленного, красного и синего - которые светятся с различной интенсивностью под воздействием лучей из электронных пушек. Изменением тока каждого из трех электронных лучей можно добиться произвольного цвета элемента изображения, образуемого триадой точек.

Апертурная решетка. Эти трубки стали известны под именем Trinitron и впервые были представлены на рынке компанией Sony в 1982 году. Это решение не включает в себя металлическую решетку с отверстиями, как в случае с теневой маской, а имеет решетку из вертикальных линий. Вместо точек с люминофорными элементами трех основных цветов, апертурная решетка содержит серию нитей, состоящих из люминофорных элементов выстроенных в виде вертикальных полос трех основных цветов. Такая система обеспечивает высокую контрастность изображения и хорошую насыщенность цветов, что вместе обеспечивает высокое качество мониторов с трубками на основе этой технологии.

Щелевая маска (slot mask) - это технология широко применяется компанией NEC под именем "CromaClear". Это решение на практике представляет собой комбинацию теневой маски и апертурной решетки. В данном случае люминофорные элементы расположены в вертикальных эллиптических ячейках, а маска сделана из вертикальных линий. Фактически вертикальные полосы разделены на эллиптические ячейки, которые содержат группы из трех люминофорных элементов трех основных цвето

Сведение лучей

Так как радиус кривизны экрана много больше расстояния от него до электронно-оптической системы вплоть до бесконечности в плоских кинескопах, а без применения специальных мер точка пересечения лучей цветного кинескопа находится на постоянном расстоянии от электронных пушек, необходимо добиться того, чтобы эта точка находилась точно на поверхности теневой маски, в противном случае образуется рассовмещение трёх цветовых составляющих изображения, увеличивающееся от центра экрана к краям. Чтобы этого не происходило, необходимо должным образом сместить электронные лучи.

В кинескопах с дельтаобразным расположением электронных пушек это делается специальной электромагнитной системой, управляемой отдельно устройством, которое в старых телевизорах была вынесена в отдельный блок — блок сведения — для периодических регулировок. В кинескопах с планарным расположением электронных пушек регулировка производится при помощи специальных магнитов, расположенных на горловине кинескопа. Периодически под влиянием временных факторов, особенно у кинескопов с дельтаобразным расположением электронных пушек, сведение нарушается и нуждается в дополнительной регулировке. Большинство компаний по ремонту компьютеров предлагают услугу повторного сведенеия лучей монитора.

Размагничивание

Необходимо в цветных кинескопах для снятия влияющей на качество изображения остаточной или случайной намагниченности теневой маски и электростатического экрана. Размагничивание происходит благодаря возникновению в так называемой петле размагничивания — кольцеобразной гибкой катушке большого диаметра, расположенной на поверхности кинескопа — импульса быстропеременного затухающего магнитного поля.

Выбиваемое электронным лучом пятно имеет нечёткие края. Глаз пытается фокусироваться, чтобы найти несуществующие детали, но это у него не получается. Поэтому на мониторах с электронно-лучевой трубкой глаза сильно устают. При этом на цветных трубках усталость даже выше, чем на чёрно-белых: во-первых, светоизлучающие элементы разных цветов разнесены, во-вторых, несведение цветов тоже делает изображение менее чётким. В том числе по этой причине в кассы и другие подобные рабочие места ставились только чёрно-белые мониторы.

На данный момент (2007 год) с точки зрения усталости глаз предпочтительнее ЖК-мониторы. ЭЛТ остаются незаменимыми лишь в некоторых областях компьютерного дела — например, в дизайне, полиграфии, фотографии (точная передача цветов).

Высокое напряжение

В работе ЭЛТ применяется высокое напряжение. Остаточное напряжение в сотни вольт, если не принимать никаких мер, может задерживаться на ЭЛТ и схемах «обвязки» неделями. Поэтому в схемы добавляют разряжающие резисторы, которые делают телевизор вполне безопасным уже через несколько минут после выключения.

Вопреки распространённому мнению, анодом ЭЛТ нельзя убить человека из-за небольшой мощности преобразователя напряжения — будет лишь ощутимый удар. Однако, напряжения и токи в отклоняющих и питающих схемах вполне способны убить человека.

Проблемой мониторов на ЭЛТ является то, что яркость свечения люминофора зависит от энергии попавшего на него электрона (в свою очередь определяемой напряжением в пушке Vs) не линейно, а по закону . Для большинства ЭЛТ . Для того чтобы компенсировать этот эффект, применяют т.н. гамма-коррекцию, т.е. подачу на пушку скорректированного напряжения Vc = Vs(1/γ).

Гамма-коррекция может также осуществляться программно, соответствующим изменением цвета пикселей. Для цветных ЭЛТ дисплеев, вообще говоря, γ своя для каждого из базисных RGB-цветов, но в простых системах это не учитывают.

Основными недостатками дисплеев на ЭЛТ являются сравнительно большие размер и вес, а также геометрические искажения на периферии экрана. Впрочем, последний недостаток в современных устройствах устранен. Основные достоинства - хорошая цветопередача и способность приемлемо работать в широком диапазоне разрешений экрана, в отличие от ЖК-дисплеев.

Разрешение зависит от плотности частиц люминофора на поверхности дисплея. Типичные значения - 85-130 ppi. Практически все ЭЛТ-дисплеи имеют аспектовое отношение 4:3.

Жидкокристаллические дисплеи

Рис. 2.5. 

Жидкокристаллический дисплей.

В настоящее время занимают доминирующую позицию (по сравнению с ЭЛТ) в качестве дисплеев персональных компьютеров. Единственный вид дисплеев, используемый в ноутбуках на настоящий момент. Устроены они следующим образом:

Сзади дисплея встроена лампа, свет от которой проходит или не проходит через экран. Экран жидкокристаллического дисплея состоит из 5 слоев: с двух сторон слои поляризационных фильтров и электродов, а посередине - слой жидких кристаллов. Для каждого пикселя слой жидких кристаллов состоит из нескольких молекул в ряд. При отсутствии напряжения этот ряд имеет форму спирали и свет полностью проходит через внешний фильтр (т.е. пиксель светится). При подаче напряжения на электроды молекулы распрямляются в ровный ряд и свет идет перепендикулярно внешнему фильтру и не проходит через него (т.е. пиксель - темный). Величина напряжения позволяет регулировать яркость. Цветное изображение формируется, как и в фотоаппаратах, с помощью микросветофильтров.

Основными достоинствами жидкокристаллических дисплеев являются меньшие, чем у ЭЛТ-дисплеев, размер в глубину, вес и энергопотребление, большая четкость. Помимо этого отсутствует мерцание изображения, наблюдающееся у ЭЛТ-дисплеев, что приводит к меньшему утомлению глаз. Недостатками являются: худшая, чем у ЭЛТ-дисплеев, цветопередача; цветовые искажения при косых углах зрения; большое среднее время реакции (время переключения с одного цвета на другой, типичное значение - 25 мс, т.е. максимум 40 кадр/с), что приводит к "смазыванию" динамично меняющихся изображений (прежде всего в видео и компьютерных играх), а также недостаточно темный черный цвет (т.к. на самом деле не весь свет удается блокировать кристаллом).

Типичное разрешение такое же, как и у ЭЛТ-дисплеев, - 85-130 ppi. Аспектовое отношение - 4:3 или 16:10 (т.н. широкоэкранные дисплеи).

Другие типы дисплеев

Также существуют менее распространенные типы дисплеев, в том числе и те, которые только появляются на рынке.

Плазменные панели. В плазменных панелях, подобно ЖК-панелям, экран состоит из нескольких слоев; так же, как и у ЖК-панелей, с двух сторон подведены электроды, только между ними находятся уже не жидкие кристаллы, а смесь инертных газов неона и ксенона. При подаче напряжения на электроды через смесь газов начинает проходить ток, что приводит к испусканию ионов, которые, как и в ЭЛТ-дисплеях, попадая на находящиеся в верхнем слое частицы люминофора вызывают его свечение. Так как в плазменных дисплеях используется люминофор, подобный тому, что используется в ЭЛТ-дисплеях, то и цветовые гаммы у них близки. Основные достоинства: они имеют малую глубину (порядка 10 см) и в то же время легко можно получить дисплей большого размера; помимо этого они обладают отличной яркостью. К недостаткам следует отнести высокую цену и большое энергопотребление, сравнимое с ЭЛТ для одинаковой площади экрана.

Дисплеи на светодиодах. Светоизлучающий диод (англ. LED - Light Emission Diode) - это полупроводниковый диод, обладающий дополнительным свойством испускания фотонов определенного цвета при прохождении через него электрического тока. Для построения цветного дисплея для каждого пикселя берется три светодиода - с соответствующими красному, зеленому и синему цветами излучения. Множество таких троек, расположенных на прямоугольной сетке, и образуют экран. Используются в основном для больших наружных дисплеев (реклама и т.п.).

Дисплеи на органических светодиодах. Органические светодиоды (англ. OLED - Organic LED) - это светодиоды, при производстве которых используются органические материалы, в частности полимеры, которые обладают свойством гибкости, что позволяет производить гибкие дисплеи. Также их достоинством является то, что их можно производить путем процесса, напоминающего струйную печать, т.е. сравнительно дешево. В настоящее время они используются в основном в портативных устройствах, таких как MP3-плейеры, но возможно найдут более широкое применение в будущем.

"Электронная бумага". Гибкие дисплеи, способные заменить обычную бумагу. От других типов отличаются тем, что рассчитаны не на постоянное обновление изображения, а наоборот, на его длительное сохранение без электрической энергии. Это является одним из основных требований. Разработано несколько технологий, удовлетворяющих этим требованиям, на данный момент они находятся на стадии прототипов.

Рассмотрим основные параметры, характеристики и показатели качества мониторов.

Физические

Размер рабочей области экрана  - это размер по диагонали от одного угла экрана до другого. У ЖК-мониторов номинальный размер диагонали экрана равен видимому, но у ЭЛТ-мониторов видимый размер всегда меньше. Изготовители мониторов в дополнение к физическим размерам кинескопов также предоставляют сведения о размерах видимой части экрана. Физический размер кинескопа - это внешний размер трубки. Поскольку кинескоп заключен в пластмассовый корпус, видимый размер экрана немного меньше его физического размера.

Радиус кривизны экрана ЭЛТ

Современные кинескопы по форме экрана делятся на три типа: сферический, цилиндрический и плоский. У сферических экранов поверхность экрана выпуклая и все пиксели (точки) находятся на равном расстоянии от электронной пушки. Такие ЭЛТ не дороги, но изображение, выводимое на них, не очень высокого качества. В настоящее время применяются только в самых дешевых мониторах. Цилиндрический экран представляет собой сектор цилиндра: плоский по вертикали и закругленный по горизонтали. Преимущество такого экрана большая яркость по сравнению с обычными плоскими экранами мониторов и меньшее количество бликов на экране. Плоские экраны (Flat Square Tube) наиболее перспективны. Устанавливаются в самых совершенных моделях мониторов. Некоторые кинескопы этого типа на самом деле не являются плоскими - но из-за очень большого радиуса кривизна (80 м - по вертикали, 50 м - по горизонтали) они выглядят действительно плоскими (это, например кинескоп FD Trinitron компании Sony).

Экранное покрытие

Важным параметром кинескопа являются отражающие и защитные свойства его поверхности. Если поверхность экрана никак не обработана, то он будет отражать все предметы, находящиеся за спиной пользователя, а также его самого. Кроме того, поток вторичного излучения, возникающий при попадании электронов на люминофор, может негативно влиять на здоровье человека. Наиболее распространенным и доступным видом антибликовой обработки экрана является покрытие диоксидом кремния. Это химическое соединение внедряется в поверхность экрана тонким слоем. Если поместить обработанный диоксидом кремния экран под микроскоп, то можно увидеть шершавую, неровную поверхность, которая отражает световые лучи от поверхности под различными углами, устраняя блики на экране. Антибликовое покрытие помогает без напряжения воспринимать информацию с экрана, облегчая этот процесс даже при хорошем освещении.

Частотные

Частота вертикальной развертки

Значение частоты горизонтальной развертки монитора показывает, какое предельное число горизонтальных строк на экране монитора может прочертить электронный луч за одну секунду. Соответственно, чем выше это значение (а именно оно, как правило, указывается на коробке для монитора) тем выше разрешение может поддерживать монитор при приемлемой частоте кадров. Предельная частота строк является критичным параметром при разработке ЖК монитора.

Частота горизонтальной развертки

Это параметр, определяющий, как часто изображение на экране заново перерисовывается. Частота горизонтальной развертки в Гц. В случае с традиционными ЖК мониторами время свечения люминофорных элементов очень мало, поэтому электронный луч должен проходить через каждый элемент люминофорного слоя достаточно часто, чтобы не было заметно мерцания изображения. Если частота такого обхода экрана становится меньше 70 Гц, то инерционности зрительного восприятия будет недостаточно для того, чтобы изображение не мерцало. Чем выше частота регенерации, тем более устойчивым выглядит изображение на экране. Мерцание изображения приводит к утомлению глаз, головным болям и даже к ухудшению зрения. Заметим, что чем больше экран монитора, тем более заметно мерцание, особенно периферийным (боковым) зрением, так как угол обзора изображения увеличивается. Значение частоты горизонтальной развертки зависит от используемого разрешения, от электрических параметров монитора и от возможностей видеоадаптера.

 Оптические

Шаг точек

Шаг точек - это диагональное расстояние между двумя точками люминофора одного цвета. Например, диагональное расстояние от точки люминофора красного цвета до соседней точки люминофора того же цвета. Этот размер обычно выражается в миллиметрах (мм). В кинескопах с апертурной решеткой используется понятие шага полос для измерения горизонтального расстояния между полосами люминофора одного цвета. Чем меньше шаг точки или шаг полосы, тем лучше монитор: изображения выглядят более четкими и резкими, контуры и линии получаются ровными и изящными. Очень часто размер токи на периферии больше, чем в центре экрана. Тогда производители указывают оба размера.

Допустимые углы обзора

Для ЖК-мониторов это критический параметр, поскольку не у всякого плоскопанельного дисплея угол обзора такой же, как у стандартного монитора ЭЛТ. Проблемы, связанные с недостаточным углом обзора, долгое время сдерживали распространение ЖК-дисплеев. Поскольку свет от задней стенки дисплейной панели проходит через поляризационные фильтры, жидкие кристаллы и ориентирующие слои, то из монитора он выходит большей частью вертикально ориентированным. Если посмотреть на обычный плоский монитор сбоку, то либо изображения вообще не видно, либо все же его можно увидеть, но с искаженными цветами. В стандартном TFT-дисплее с молекулами кристаллов, ориентированными не строго перпендикулярно подложке, угол обзора ограничивается 40 градусами по вертикали и 90 градусами по горизонтали. Контрастность и цвет варьируются при изменении угла, под которым пользователь смотрит на экран. Эта проблема стала приобретать все большую актуальность по мере увеличения размеров ЖК-дисплеев и количества отображаемых ими цветов. Для банковских терминалов это свойство, конечно, очень ценно (так как обеспечивает дополнительную безопасность), но обычным пользователям приносит неудобства. К счастью, производители уже начали применять улучшенные технологии, расширяющие угол обзора. Они позволяют расширить угол обзора до 160 градусов и выше, что соответствует характеристикам ЭЛТ-мониторов (рис.2). Максимальным углом обзора считается тот, где величина контрастности падает до соотношения 10:1 по сравнению с идеальной величиной (измеренной в точке, непосредственно расположенной над поверхностью дисплея).

Мертвые точки

Их появление характерно для ЖК-мониторов. Это вызвано дефектами транзисторов, а на экране такие неработающие пиксели выглядят как случайно разбросанные цветные точки. Поскольку транзистор не работает, то такая точка либо всегда черная, либо всегда светится. Эффект порчи изображения усиливается, если не работают целые группы точек или даже области дисплея. Стандарт ISO 13406-2 выделяет четыре класса экранов. Самый лучший - первый не допускает никаких дефектов, а худший - четвертый допускает существование до 549 нефункционирующих точек на 15-дюймовом экране, а на 20-дюймовом - до 1344 (приводятся данные о подпикселях). Хорошо, что нет ни одной компании, выпускающей мониторы этого класса. Почти все производители в своих гарантийных обязательствах руководствуются требованиями второго класса.

Максимальное количество дефектных пикселей на каждый миллион
Класс	Тип 1	Тип 2	Тип 3
I	0	0	0
II	2	2	5
III	5	15	50
IV	50	150	500

Например, компания Sony полностью придерживается норм второго класса. Ее 17-дюймовые мониторы с родным разрешением 1280 х 1024 имеют: 1280 х 1024 = 1310720 пикселей. Второй класс допускает по два пикселя первых двух типов на каждый миллион. На 1 310 720 пикселей может приходиться 2,6 дефектных, так что если на мониторе 2 белых и/или черных точки, Sony не будет его менять, а если их 3, то монитор заменят.

У каждого производителя есть свои нормативы. Обычно 3-5 неработающих точек считается нормой. Покупатели должны проверять этот параметр при получении компьютера, поскольку подобные дефекты не считаются заводским браком и в ремонт не принимаются.

Поддерживаемые разрешения

Максимальное разрешение, поддерживаемое монитором, является одним из ключевых параметров монитора, его указывает каждый производитель. Разрешение обозначает количество отображаемых элементов на экране (точек) по горизонтали и вертикали, например: 1024x768. Физическое разрешение зависит в основном от размера экрана и диаметра точек экрана (зерна) электронно-лучевой трубки экрана (для современных мониторов - 0.28-0.25). Соответственно, чем больше экран и чем меньше диаметр зерна, тем выше разрешение. Максимальное разрешение обычно превосходит физическое разрешение электронно-лучевой трубки монитора.

 Функциональные

Конструкция корпуса и подставки

Конструкция монитора должна обеспечивать возможность фронтального наблюдения экрана путем поворота корпуса в горизонтальной плоскости вокруг вертикальной оси в пределах ±30° и в вертикальной плоскости вокруг горизонтальной оси в пределах ±30° с фиксацией в заданном положении. Дизайн мониторов должен предусматривать окраску в спокойные мягкие тона с диффузным рассеиванием света. Корпус монитора должен иметь матовую поверхность одного цвета с коэффициентом отражения 0,4 - 0,6 и не иметь блестящих деталей, способных создавать блики.

Способ подключения монитора к компьютеру

Существует два способа подключения монитора к компьютеру: сигнальный (аналоговый) и цифровой. Монитору необходимо подведение видеосигналов, несущих информацию, отображаемую на экране. Цветному монитору требуется три сигнала, кодирующих цвет (RGB), и два сигнала синхронизации (вертикальной и горизонтальной развертки). Для подключения монитора к компьютеру используют сигнальные (аналоговые) кабели различных типов. Со стороны компьютера такой кабель в большинстве случаев имеет трехрядный разъем DB15/9, который еще называют VGA-разъемом. Этот разъем используется в большинстве IBM-совместимых компьютеров. Компьютеры Macintosh производства компании Apple используют другой соединитель - двухрядный DB15. Кроме того, существуют специальные коаксиальные кабели. Некоторые мониторы для удобства имеют два переключаемых входных интерфейса: DB15/9 и BNC. Имея два компьютера, можно один монитор использовать для работы с двумя компьютерами (естественно не одновременно). Помимо сигнального соединения возможно соединение монитора с компьютером через цифровой интерфейс, позволяющий управлять монитором из компьютера: калибровать его внутренние цепи, настраивать геометрические параметры изображения и т.п. в качестве цифрового интерфейса наиболее часто применяется разъем RC-232C.

Средства управления и регулирования

Под управлением понимают подстройку таких параметров, как яркость, геометрия изображения на экране. Существуют два типа систем управления и регулирования монитора: аналоговые (ручки, движки, потенциометры) и цифровые (кнопки, экранное меню, цифровое управление через компьютер). Аналоговое управление используется в дешевых мониторах и позволяет напрямую изменять электрические параметры в узлах монитора. Как правило, при аналоговом управлении пользователь имеет возможность настраивать только яркость и контраст. Цифровое управление обеспечивает передачу данных от пользователя к микропроцессору, управляющему работой всех узлов монитора. Микропроцессор на основании этих данных делает соответствующие коррекции формы и величины напряжений в соответствующих аналоговых узлах монитора. В современных мониторах используется только цифровое управление, хотя количество контролируемых параметров зависит от класса монитора и варьируется от нескольких простейших параметров (яркость, контраст, примитивная подстройка геометрии изображения) до сверхрасширенного набора (25 - 40 параметров) обеспечивают точные настройки.

LCD - мониторы

Экраны LCD-мониторов сделаны из вещества (цианофенил), которое находится в жидком состоянии, но при этом обладает некоторыми свойствами, присущими кристаллическим телам. Фактически это жидкости, обладающие анизотропией свойств (в частности оптических), связанных с упорядоченностью в ориентации молекул. Как ни странно, но жидкие кристаллы старше ЭЛТ почти на десять лет, первое описание этих веществ было сделано еще в 1888 г. Однако долгое время никто не знал, как их применить на практике.

Первое свое применение жидкие кристаллы нашли в дисплеях для калькуляторов и в электронных часах, а затем их стали использовать в мониторах для портативных компьютеров. Сегодня, в результате прогресса в этой области, начинают получать все большее распространение LCD-дисплеи для настольных компьютеров. Экран LCD монитора представляет собой массив маленьких сегментов (называемых пикселями), которыми можно манипулировать для отображения информации. LCD монитор имеет несколько слоев, где ключевую роль играют две панели, сделанные из свободного от натрия и очень чистого стеклянного материала, называемого субстрат или подложка, которые собственно и содержат тонкий слой жидких кристаллов между собой. На панелях имеются бороздки, которые направляют кристаллы, сообщая им специальную ориентацию. Бороздки расположены таким образом, что они параллельны на каждой панели, но перпендикулярны между двумя панелями. Продольные бороздки получаются в результате размещения на стеклянной поверхности тонких пленок из прозрачного пластика, который затем специальным образом обрабатывается.

При появлении электрического поля, молекулы жидких кристаллов частично выстраиваются вертикально вдоль поля, угол поворота плоскости поляризации света становится отличным от 90 градусов и свет беспрепятственно проходит через жидкие кристаллы. Поворот плоскости поляризации светового луча незаметен для глаза, поэтому возникла необходимость добавить к стеклянным панелям еще два других слоя, представляющих собой поляризационные фильтры. Эти фильтры пропускают только ту компоненту светового пучка, у которой ось поляризации соответствует заданному. Поэтому при прохождении поляризатора пучок света будет ослаблен в зависимости от угла между его плоскостью поляризации и осью поляризатора.

При отсутствии напряжения ячейка прозрачна, так как первый поляризатор пропускает только свет с соответствующим вектором поляризации. Технологические новшества позволили ограничить их размеры величиной маленькой точки, соответственно на одной и той же площади экрана можно расположить большее число электродов, что увеличивает разрешение LCD монитора, и позволяет нам отображать даже сложные изображения в цвете. Для вывода цветного изображения необходима подсветка монитора сзади, таким образом, чтобы свет исходил из задней части LCD дисплея. Это необходимо для того, чтобы можно было наблюдать изображение с хорошим качеством, даже если окружающая среда не является светлой. Цвет получается в результате использования трех фильтров, которые выделяют из излучения источника белого света три основные компоненты. Комбинируя три основные цвета для каждой точки или пикселя экрана, появляется возможность воспроизвести любой цвет.

DLP: движущиеся изображения на широком экране

Предложив новаторскую технологию цифровой обработки светового сигнала (Digital Light Processing, DLP), фирма Texas Instruments заняла прочные позиции на рынке проекционных дисплеев. Эта технология, основанная на использовании микросхем с крошечными зеркалами, уже доминирует в сегменте портативных проекторов и вторгается на рынок домашнего развлекательного оборудования для построения систем как с прямой, так и с обратной проекцией.

DLP-схема, как и ИС памяти, представляет собой кремниевую подложку с размещенными на ней полупроводниковыми компонентами. На каждом таком элементарном устройстве памяти (bit storage device) имеется микроскопическое квадратное зеркальце, именуемое цифровым микрозеркальным устройством (Digital Micromirror Device, DMD). Зеркальце крепится на шарнире и поэтому может отклоняться в одну или другую сторону в зависимости от того, какое значение (0 или 1) хранит расположенный под ним транзистор. Такого рода схемы с диагональю в 1 дюйм и менее могут обеспечивать высокие уровни разрешения. Одна из моделей имеет разрешение 1280x720, вполне достаточное для развлекательных видеосистем с широкими экранами.

За одну секунду зеркала могут несколько тысяч раз переключаться из одного положения в другое. Малое время отклика этих устройств позволило разработчикам построить полноцветные дисплеи на базе одной формирующей изображение интегральной схемы и вращающегося цветового круга, разделенного на красный, зеленый и голубой участки. Три окрашенных в разные цвета изображения сменяют друг друга с такой скоростью, что человеческий мозг воспринимает их как одно полноцветное изображение.

Но если свет проходит через фильтры так, что на экран попадает только красный, зеленый или синий цвет, это означает, что по меньшей мере две трети излучаемого света блокируются системой. Для проекторов, важнейшей характеристикой которых является яркость, это слишком много. Инженеры пришли к заключению, что, если добавить к вращающемуся кругу прозрачный сегмент, изображение будет освещаться белым светом, и тогда белый, а также светлые оттенки других цветов будут выглядеть ярче.

Как работает технология DLP

В устройствах DLP используются микроскопические зеркала, с помощью которых свет направляется в оптическую систему проектора или мимо нее. На одной интегральной схеме с диагональю 0,9 дюйма можно расположить свыше 1,3 млн. цифровых микрозеркальных устройств (DMD). Благодаря исключительно быстрому отклику зеркал устройства DLP прекрасно подходят для дисплеев, устанавливаемых в оборудовании для развлечений. Многие проекторы формируют полноцветные изображения с помощью одной панели DLP.

От источника света (А) световой сигнал сквозь быстро вращающийся цветовой фильтр-колесо (В) направляется на ИС. В данном примере среднее зеркало (С) отражает свет в сторону от объектива (D); в результате на экране появляется темный пиксел. Между тем соседние зеркала (Е) направляют свет в объектив, и на экране (F) появляются яркие пикселы. Зеркала движутся настолько быстро, что на панели может появляться то красное, то зеленое, то синее изображение синхронно с положением цветового фильтра. Эти изображения сменяют друг друга с такой быстротой, что в мозгу наблюдателя они объединяются в одно полноцветное изображение.

Специалисты Texas Instruments разработали также систему последовательных повторных захватов цвета (Sequential Color Recapture), в которой используется цветовой круг, разделенный на спиралевидные сегменты. В этой системе не участвующие в формировании изображения световые сигналы не поглощаются фильтром, а отражаются от него и поступают в имеющее форму стержня устройство-интегратор, которое опять отражает их и направляет обратно на фильтр. Там часть световых сигналов попадает на сегменты другого цвета, и таким образом повторно захваченный свет передается в светопроцессор DLP, формирующий изображение.

С точки зрения надежности эта технология выглядит весьма многообещающей: при тестировании микросхемы выполнили свыше 1 трлн. циклов без каких-либо признаков повреждения шарниров зеркал.

Бистабильные дисплеи: идеальная технология для мобильных устройств

Бистабильные дисплеи — самые экзотические устройства отображения; они обладают поразительной способностью сохранять экранные изображения даже после отключения электропитания. Как можно заключить из самого термина «бистабильные», элементы картинки имеют два (или более) устойчивых состояния. Энергия требуется дисплею лишь для изменения контента. В отличие от других рассматриваемых нами технологий, в бистабильных дисплеях эта цель достигается несколькими способами.

Бистабильные дисплеи могут обеспечивать существенное сокращение энергопотребления карманных ПК, ибо пользователю КПК нередко требуется та же информация, которая была отображена на экране при предыдущем обращении к нему. Как показали исследования специалистов фирмы Motorola, при переходе от обычной ЖК-панели к бистабильному дисплею время работы от батареи возрастает более чем в 600 раз.

Пока бистабильные дисплеи используются главным образом в качестве ценников на предприятиях розничной торговли, но следует признать, что это отличное начало. Теперь цены на различные товары можно изменять автоматически, поэтому служащим магазинов не придется обходить все торговые залы и изменять ценники вручную. Ожидается, что по мере снижения стоимости таких дисплеев сфера их применения будет расширяться.

Некоторые компании разработали бистабильные дисплеи, которые функционируют несколько иначе. В дисплее, разработанном фирмой Е Ink совместно с корпорацией Philips, используются электростатически заряженные крошечные сферы, находящиеся во взвешенном состоянии. Одна сторона такой сферы окрашена в черный, а другая — в белый цвет, причем эти стороны притягиваются противоположными электрическими зарядами. Когда переднему и заднему слою панели сообщается заряд, сферы реагируют на это изменением своей ориентации. При одном направлении заряда сферы обращены белыми сторонами к наблюдателю; если изменить направление заряда на противоположное, сферы развернутся черными сторонами к наблюдателю. Ориентация сохранится, даже если отключить электропитание.

Как работают бистабильные дисплеи

Бистабильные дисплеи — одна из новейших технологий, уверенно прокладывающая дорогу на рынок средств отображения. Существуют разные подходы к реализации этой технологии, но общим для всех является то, что изображение сохраняется на экране даже после отключения электропитания дисплея. Благодаря этому такие дисплеи могут найти широкое применение в портативных устройствах, работающих от батарей, где информация на экране изменяется относительно нечасто.

В разработке компании Е Ink используются микроскопические электрофоретические частицы, инкапсулированные в миниатюрных сферах (А). Эти частицы реагируют на приложение заряда к ячейке: к поверхности дисплея притягиваются отрицательно заряженные черные частицы (В) или положительно заряженные частицы белого цвета (С); это зависит от заряда между электродами (D и Е). Частицы не меняют своего положения и после прекращения воздействия заряда; в результате изображение сохраняется на дисплее даже после отключения электропитания.

Фирма Philips организовала дочернее предприятие Polymer Vision, которое специализируется на производстве бистабильных дисплеев по технологии Е Ink (электронные чернила)  с активной матрицей на пластмассовой подложке. Такие дисплеи применяются в новой продукции компании Sony – электронных книгах.

Классификация принтеров

После практических проверок разнообразных технологий печати на бумаге в настоящее время широко используются три: матричные, или игольчатые, струйные и лазерные. Технология печати на термобумаге, когда изображение появляется при нагреве листа, ныне используется только в факсимильных и кассовых аппаратах (fax, факс).

Примечание

В последнее время реанимирован принцип печати с термической сублимацией красителя. В таких принтерах краситель переносится на бумагу с красящей ленты (листов) с помощью термоголовки. Для цветной печати используется три прохода листа бумаги мимо печатающей головки, плюс еще один проход для нанесения защитного слоя. Качество печати цветных фотографий у таких моделей принтеров мало отличается от лазерной печати, но, стоимость отпечатка высока, фотография 10x15 обойдется примерно в 15 рублей.

Матричные принтеры

Самая простая технология печати - это ударная, когда металлическая литера, управляемая электромагнитом, через красящую ленту оставляет свой отпечаток на бумаге, как в обычной пишущей машинке. Довольно длительное время на заре развития вычислительной техники использовались самые разнообразные конструкции ударных принтеров. Но необходимость печатать графическую информацию, а также документы на любых языках, привела к созданию матричной технологии, когда символ на бумаге создается из маленьких точек, которые наносят на бумагу через красящую ленту стальные иголки.

Матричные принтеры, они же игольчатые, до сих пор остаются востребованными. Основные их достоинства - это нетребовательность к качеству бумаги и возможность печатать через копирку до 5-7 бумажных листов, при этом стоимость распечатки одного напечатанного листа очень невысока.

В печатающей головке в один, два или три ряда размещены 9, 24 или 48 игл. Каретка движется перпендикулярно ходу бумаги. Между печатающей головкой и бумагой натянута красящая лента. За счет использования шагового двигателя привода бумаги она движется пошагово, прерывисто. После очередного продвижения лист останавливается, и, пока он не двигается, каретка проезжает вдоль него, а иголки печатающей головки в нужный момент ударяют по бумаге через красящую ленту.

Конечно, у них масса недостатков. В первую очередь - это большой уровень шума при печати, качество печати невысокое по современным понятиям, особенно, когда красящая лента теряет свои свойства. Скорость печати матричного принтера, которая раньше считалась слишком малой, у скоростных моделей достигает вполне приличных результатов, сравнимых с возможностями массовых моделей струйных и лазерных принтеров.

Наиболее популярные в России матричные принтеры выпускаются корпорацией EPSON. В настоящее время популярен 9-игольчатый принтер EPSON LX-300+ (рис. 1), имеющий узкую каретку (для бумаги А4) и позволяющий печатать в строке до 80 символов (режим MS-DOS). Печатающая головка принтера показана на рис. 2. Для отвода тепла головка снабжена радиатором, но она все же может выйти из строя от перегрева, если в течение дня непрерывно печатать. Для больших объемов печати выпускаются "профессиональные" модели принтеров, которые обладают лучшими характеристиками и стоят намного дороже.

Для работы с бумагой формата A3 выпускаются принтеры с широкой кареткой, которые могут печатать до 132 символов в строке (в режиме MS-DOS). Практически все матричные принтеры имеют возможность работать с рулонной и перфорированной бумагой, печатать различные бухгалтерские бланки.

Для улучшения качества печати матричного принтера увеличивали число печатающих иголок до 24. Но даже такие модели не могли печатать с качеством, доступным для самых простых струйных принтеров. В настоящее время 24-игольчатые принтеры почти не выпускаются.

Кроме корпорации EPSON, в настоящее время матричные принтеры выпускаются еще рядом фирм. Но в магазинах матричные принтеры других фирм встречаются довольно редко.

Рис. 1. Матричный принтер EPSON LX-300+

Рис.2. Печатающая головка матричного принтера EPSON LX-З00+

Стоимость матричных принтеров, некогда регулярно снижающаяся, теперь имеет тенденцию повышаться. За пять последних лет стоимость массовых моделей матричных принтеров выросла чуть ли не на треть.

Струйные принтеры

Струйные принтеры получили свое название от принципа создания изображения на бумаге. Изюминкой этой технологии является бесконтактное нанесение краски на бумагу. Микроскопическая капелька краски примерно 2-5 пиколитра выстреливается из печатающей головки и, пролетая небольшое расстояние до бумаги, впитывается в нее, мгновенно высыхая.

Основные достоинства струйной технологии - высококачественная печать любых черно-белых и цветных документов и изображений, а в последнее время и фотографий, плюс высокая скорость печати, малый уровень шума.

К сожалению, у производимых в массовых количествах струйных принтеров имеются серьезные недостатки. В первую очередь, это высокая стоимость чернил, что приводит к излишне высокой цене отпечатка, а при фотопечати цена одного оттиска вообще для большинства пользователей становится запредельной. Второй, и наверное самый главный, недостаток - необходимость использования специальной бумаги, т. к. на некачественной и дешевой бумаге чернила расплываются. При печати фотографий качество бумаги вообще становится основным фактором, который влияет на качество отпечатка, отсюда не стоит удивляться, что стоимость одного листа фотобумаги достигает одного доллара и выше. Третий крупный недостаток этой технологии нестойкость чернил, которые выцветают и легко смываются водой. Конечно, сейчас стали появляться модели принтеров, в которых используются водостойкие и мало выцветающие чернила, но это, опять-таки, приводит к увеличению цены отпечатка.

Конструированием и производством струйных принтеров занимается ряд крупных фирм, которые разработали много оригинальных фирменных технологий. Соответственно, несмотря на примерно одинаковый внешний вид, способы нанесения краски на бумагу у них кардинально отличаются.

Корпорация Hewlett-Packard использует в печатающих головках струйных принтеров термический способ выброса микрокапельки чернил из сопла. Чернильница и печатающая головка объединены в единую конструкцию - картридж. Чернила поступают из резервуара по микроканалам, в которых расположены терморезисторы. При подаче напряжения на терморезистор чернила перед соплом нагреваются, вскипают, и небольшой пузырек газа выталкивает из сопла микрокаплю чернил. Основной недостаток такой технологии в том, что микроканалы быстро разрушаются, поэтому фирма рекомендует не заправлять картриджи повторно.

Метод drop-on-demand

Корпорация EPSON использует пьезоэлектрическую технологию. В этом варианте в микроканале устанавливается пьезоэлектрический элемент, который при подаче напряжения выталкивает механическим образом капельку чернил из сопла. Так как такая технология не разрушает быстро микроканалы, печатающая головка в принтере не сменная. Чернила поступают из чернильницы, которую можно заправлять. Но и у такой технологии есть существенный минус, например, при небрежной смене чернильницы возможно попадание воздуха в печатающую головку, что приводит к необходимости ее чистки. Высыхание чернил вызывает полный выход печатающей головки из строя, а это означает покупку нового принтера, поскольку цена ремонта чрезвычайно высока.

Пьезоэлектрический метод

Чернила для струйных принтеров отличаются высокой стоимостью, т. к. состоят из десятка компонентов и подвергаются глубокой очистке от механических примесей. У каждой фирмы, производящей струйные принтеры, своя особая технология приготовления чернил, состав чернил является промышленным секретом. Соответственно, заправка некачественными и нефирменными чернилами чаще всего очень быстро выводит печатающую головку принтера из строя.

Пузырьковый метод

Здесь все очень похоже на предыдущий метод. Такое же сопло, только его стенки со всех сторон твердые, без гибких участков. К стенке сопла не прикреплен никакой пьезокристалл, но вместо этого в нее вмонтирован нагревательный элемент — маленький резистор (к нему, конечно же, подведены контакты). В необходимый момент за несколько микросекунд резистор нагревается до 500єС. Краска, находящаяся в сопле, также нагревается и образует газовый пузырек паров краски. Этот пузырек занимает весь объем сопла и выталкивает из него краску в противоположные стороны, в том числе и на бумагу.

Независимо от технологии печати, стоимость одного напечатанного листа примерно одинакова для всех струйных принтеров смена комплекта картриджей или печатающей головки может быть сопоставима со стоимостью дешевой модели струйного принтера!

На рис. 3 приведена фотография струйного принтера корпорации EPSON. Ряд струйных принтеров могут работать с рулонной бумагой.

Рис. 3. Струйный принтер С45 компании EPSON

Для цветной печати в принтер устанавливается дополнительная печатающая головка (или картридж). Обычно в офисных принтерах используются трехцветные чернильницы. Для улучшения качества отпечатка часто используют, шесть или даже более чернильниц с различными цветами (добавляются оттенки основных цветов). Наиболее совершенные модели принтеров с применением фотокартриджей и специальной бумаги напечатают на бумаге изображение, почти неотличимое по качеству от фотографии, полученной традиционным фотоспособом.

Фотопринтеры  - это струйные принтеры, которые доработаны для работы с цифровыми фотоаппаратами. Появились они когда цифровые фотокамеры по цене оказались доступными широкому кругу фотолюбителей. Основное назначение фотопринтеров - оперативно, без использования компьютера, распечатать фотографию, хотя такой принтер можно использовать и традиционным способом.

Вначале фотопринтерами считались струйные принтеры формата А4, которые могли выводить изображение повышенного качества. Под этим понимается высококачественная передача цветов, разрешение не менее 300 точек на дюйм и повышенная точность позиционирования. Но очень быстро появились принтеры с дополнительными функциями, которые позволили работать с цифровыми фотокамерами напрямую, без использования компьютера. В дальнейшем, были разработаны малогабаритные и переносные модели, рассчитанные для печати фотографий, например, 10x15 см. Такие модели принтеров можно взять в командировку или туристическую поездку (рис. 4).

Наиболее "продвинутые" фотопринтеры снабжаются ЖК-экраном и "вшитым" программным обеспечением, позволяющим редактировать изображения без компьютера. Цветной ЖК-дисплей дает возможность выбрать нужную фотографию, изменить область печати, задать размер, установить яркость и контрастность. Используя функциональные клавиши, пользователь самостоятельно имеет возможность масштабировать и обрезать изображение. Кроме того, при печати разрешается применять различные эффекты, например, напечатать цветной снимок в черно-белом цвете, окрасить изображение (сепия), придать эффект стертости и многое другое.

Естественно, фотопринтеры снабжают дополнительным интерфейсом, который позволяет подключать цифровую камеру непосредственно к принтеру (варианты USB), а также слотами для подключения почти всех вариантов флэш-карт. Чаще всего фотопринтеры позволяют работать с картами памяти CompactFlash типа I и II, SmartMedia, Sony Memory Stick, Secure Digital и MultiMedia Cards.

В ряде случаев, разрешение наиболее совершенных моделей фотопринтеров довели до величины 4800 х 1200 dpi (для улучшения качества используются различные программные технологии, но реально оптическое разрешение обычно не превышает 600 х 600 dpi).

На рис. 5 и 6 показаны фотопринтеры, которые позволяют распечатывать фотографии без использования компьютера. Они снабжены функциями работы с флэш-картами и ЖК-панелью для просмотра фотографий.

Рис. 4. Фотопринтер PictureMate                                Рис. 5. Фотопринтер Photo Jetprinter P915

корпорации EPSON                                                         корпорации Lexmark

Рис. 6. Фотопринтер Stylus Photo R300 корпорации EPSON

Система непрерывной подачи чернил.

СНПЧ (система непрерывной подачи чернил) — используется как альтернатива дорогостоящим картриджам при струйной печати. СНПЧ представляет собой оригинальную конструкцию, которая размещается на рабочем столе рядом с принтером и состоит из ёмкостей с чернилами, спаянного силиконового шлейфа, модифицированных картриджей или заменяющих их капсул, автообнуляющих чипов (на тех моделях, на которых они требуются), держателей, фиксаторов и других составляющих, которые обеспечивают устойчивую работу принтера

Промывка без разборки

Если Вы наблюдаете, такие дефекты печати как полошение или бледность печати, то наиболее грамотный способ устранить эти проблемы с использованием промывочной жидкости-реаниматора.  Для промывки используется специальные жидкости A29 и G37, а также технологические картриджи которые ставятся на место штатных в момент промывки, при этом принтер не разбирается. Последовательность действий следующая:

1. Заправьте жидкостью-реаниматором ещё один картридж(чернильницу) в тот цветовой канал, работа которого вызывает у Вас проблемы.

2. По окончании рабочего дня установите этот картридж в печатную головку Вашего принтера.

3. Сделайте прочистку головки с помощью опций драйвера принтера.

4. Дайте принтеру отстоятся часа 2 и после этого спечатайте один лист бумаги тем цветом, на котором головка полосит. То есть, тем самым, смените остатки чернил в каналах и соплах печатной головки Вашего принтера на жидкость-реаниматор.

5. Оставьте принтер в этом состоянии на ночь.

6. При необходимости печати на следующий день Вы можете установить в принтер чернильницу с чернилами и немного спечатав цвет до его появления на бумаге работать с принтером.

7. При уходе с работы опять смените чернила в каналах головки принтера на жидкость-реаниматор указанным выше способом.

Так надо делать до тех пор, пока Ваша проблема не будет устранена.

Лазерные принтеры

В основе лазерной технологии печати лежит способ воздействия луча лазера на светочувствительный барабан на поверхность которого нанесен слой селена.

При вращении барабана его поверхность, проходя мимо электрода с высоким напряжением, заряжается статическим электричеством. Луч лазера через систему зеркал или жидкокристаллическую матрицу, как электронный луч в кинескопе, освещает заряженную поверхность и разряжает нужные участки поверхности барабана. Когда обработанная лазером поверхность барабана проходит мимо контейнера с красящим микропорошком, незаряженные участки барабана притянут краску, а заряженные останутся чистыми. Остается только прокатить барабаном по листу бумаги, чтобы краска к ней прилипла. После этого бумага с нанесенным на нее порошком нагревается до температуры выше 100 °С, микропорошок расплавляется и впитывается в бумагу. В итоге качество отпечатка на бумаге получается даже лучше, чем с помощью традиционных типографских методов.

Лазерная печать имеет ряд серьезных преимуществ перед другими способами печати: высокие скорость печати и качество изображения, краска не размывается и практически не выцветает, стоимость печати одного листа 1 документа при отличном качестве печати является самой низкой. Но, увы, существуют и значительные недостатки. Главный - это высокая цена лазерного принтера, а цветного в особенности. Кроме того, к недостаткам также следует отнести большие габариты принтера, повышенное потребление энергии и большое время, требуемое на разогрев барабана. На практике использование лазерного черно-белого принтера выгодно только тогда, когда требуется ежедневно печатать большой объем документации, а также в дизайн-студиях и фотостудиях.

Для повышения производительности лазерный принтер может быть укомплектован дополнительными лотками для бумаги.

Цветные лазерные принтеры до недавнего времени использовались только крупными фирмами для печати имиджевых документов и в других особых случаях, но сейчас появились модели со стоимостью  250-400 долларов, что позволит использовать их более широкому кругу пользователей.

Поскольку лазерная печать обеспечивает качество типографской печати, по сведениям организации Electronic Frontier Foundation, в каждую копию документа вносится ряд микроскопических точек желтого цвета. В него закладываются дата и время изготовления копии документа и серийный номер принтера, на котором она сделана. Обнаружить рисунок можно лишь под микроскопом в ультрафиолетовом свете. Представитель секретной службы США подтвердил, что заложенная в принтеры система отслеживания информации является частью соглашения между правительственными агентствами и рядом производителей лазерных принтеров, и заявил, что коды служат «исключительно для выявления фальшивомонетчиков при проведении уголовных расследований».

Внешний вид большинства моделей лазерных принтеров не блещет оригинальностью, как это имеет место для других типов принтеров. В основном это почти квадратные пластмассовые ящики, да изредка встречаются слегка округлые конструкции. На рис. 7 показана модель цветного лазерного принтера OKI C5400n, предназначенного для использования рабочими группами.

Рис. 7. Лазерный принтер OKI C5400n

Многофункциональные устройства

Многофункциональные, или комбинированные, устройства являются разновидностью принтера, который дополнительно имеет функцию сканирования. Когда добавляется еще блок модема, то появляется возможность отправки и приема факсимильных сообщений. В последнее время стали выпускаться многофункциональные устройства и для дома, которые прилично позволяют работать и с фотографиями.

На рис. 9 показана модель многофункционального устройства EPSON СХ5400, позволяющая обрабатывать фотоархивы, например, для восстановления старых фотоснимков или изменения их формата.

На рис. 8 приведена модель многофункционального устройства Lexmark Х5150, которая подойдет для работы с толстыми книгами, что является проблемой при использовании традиционных сканеров.

На рис. 10 продемонстрирован вариант, когда многофункциональное устройство имеет функции факса, модель Lexmark F4270 позволяет создать домашний офис, не создавая путаницу из проводов и множества различных блоков, заменяя пять различных офисных устройств: телефон, факс, цветной принтер, цветной копир и цветной сканер с полистовой подачей.

Для бизнеса выпускаются высокопроизводительные многофункциональные устройства, например, как это показано на рис. 11.

Рис. 8. Многофункциональное устройство Lexmark X5150

Рис.9. Многофункциональное устройство EPSON CX5400

Рис.10. Многофункциональное устройство для домашнего офиса Lexmark F4270

Рис. 11. Многофункциональное устройство для бизнеса Lexmark X632 MFP

Интерфейсы

Традиционно принтер подключается к одному из наиболее древних интерфейсов в персональном компьютере - параллельному интерфейсу или интерфейсу принтера.

Для параллельного интерфейса на корпусе компьютера установлен 25-контактный разъем DB-25 (рис. 12). Для подключения интерфейсного кабеля к принтеру используется 36-контактный разъем Centronics (рис. 13) с плоскими контактами. Длина простого принтерного кабеля не должна превосходить 5 м, а экранированного - 12м. Максимальная скорость передачи данных по параллельному интерфейсу лежит в диапазоне от 120 до 200 Кбайт/с.

Рис. 12. Разъем параллельного интерфейса DB-25 на корпусе компьютера

Рис. 13. Разъем параллельного интерфейса Centronics на кабеле принтера

В последнее время принтеры стали снабжать интерфейсом USB, а малогабаритные принтеры вообще не имеют параллельного интерфейса, обходясь лишь интерфейсом USB. Кроме того, на некоторых моделях принтеров используют интерфейс FireWire.

При подключении цифрового фотоаппарата или кинокамеры к интерфейсу USB принтера "вшитое" программное обеспечение позволяет распечатать фотографию без использования персонального компьютера.

Для упрощения работы с цифровыми камерами фотопринтеры снабжаются слотом для подключения флэш-карт любых стандартов.

Сетевые принтеры рассчитаны на работу в локальной сети и дают возможность распечатывать документы всем ее пользователям. Кроме интерфейса они имеют сетевую карту стандарта Ethernet 10/100, а также часто снабжаются слотом для установки сетевой карты любого стандарта.

Технологии

Для повышения качества изображения все крупные производители разрабатывают оригинальные технологии создания изображения на бумажном листе. Матричные принтеры и лазерные принтеры применяются, в основном, в офисах. А струйные являются наиболее универсальными, поэтому имеет смысл остановиться на рассмотрении технологий, которые применяются в струйных принтерах.

Технологии корпорации Hewlett-Packard

Технология C-REt (Color Resolution Enhancement technology) обеспечивает нанесение большого количества капель чернил на одну и ту же точку, позволяя увеличить количество напрямую распечатываемых цветов (т. е. количество цветов на пиксел).

Технология ColorSmart III - это дальнейшее развитие технологии ColorSmart. Выполняет интеллектуальный анализ документов и использует специальные алгоритмы обработки изображений для оптимизации качества и производительности цветной печати.

Технология PhotoREt (Photo Resolution Enhancement) разработана специально для получения фотореалистичных изображений за счет увеличения! количества напрямую распечатываемых цветов, достигаемого установкой дополнительного картриджа с чернилами, содержащими меньшее количество красителя.

Технология PhotoREt II (Photo Resolution Enhancement II) предназначена для многослойной цветной печати (HP PhotoREt II).

Технология PhotoREt III (Photo Resolution Enhancement III) направлена на получение изображений с предельно высоким разрешением, обеспечивает качество изображений и высокую производительность процесса и позволяет быстро получать профессиональные результаты на обычной или специальной бумаге широкого диапазона сортов.

С помощью ряда струйных принтеров возможно наносить изображения на поверхность дисков CD и DVD. Обратите внимание, что следует использовать диски со специальным покрытием, пригодным для струйной печати.

Для специальных целей выпускаются широкоформатные принтеры.

Производители принтеров

Как уже упоминалось, производством принтеров занимаются довольно много компаний, но в России получила наибольшее распространение продукция всего нескольких марок. Соответственно, далее приводятся справочные данные для продукции производства компаний EPSON, Hewlett-Packard, Canon, Lexmark и Oki. Также пользуются популярностью лазерные принтеры компаний Samsung, XEROX, Brother.

Сокращение SOHO – Small Office, Home Office, то есть, "Малый или домашний офис", означает, что принтер или МФУ этого класса предназначены для обеспечения потребностей в печати документов группы работников небольшого офиса, или домашних потребностей. В отличие от устройств печати для корпоративного сектора, принтеры класса SOHO, как правило, обладают умеренной производительностью, ограниченным набором интерфейсов соответствующей актуальности. Именно такие принтеры чаще всего называют "персональными", или попросту "настольными".

Максимальная скорость печати, указываемая в официальных спецификациях, как правило, отражает возможности печатающего механизма принтера. На практике скорость зависит от множества факторов, таких как тип интерфейса, качество используемого драйвера – даже тип документа или его заполнение.

DPI, или Dots per inch (точек на дюйм) - установившаяся мера разрешения печати, означающая количество отдельных точек, линейно размещающихся в процессе печати на отрезке в один дюйм, или 25,4 мм. Для струйных принтеров речь идёт о количестве капель чернил, для лазерных принтеров – о количестве различимых частиц тонера, спёкшихся под воздействием электрографического переноса.

Чем больше точек на дюйм способен "разместить" принтер, тем выше будет качество печати - 1200 dpi обеспечит более качественную печать по сравнению с разрешением 600 dpi. У матричных принтеров разрешение самое низкое.

LPI, или Lines per inch (линий на дюйм) – разрешение печати в системах с передачей полутонов, означает, насколько близко могут быть расположены при печати линии в сетке полутонов. Более высокое разрешение LPI означает более детальный результат печати с большей чёткостью. Как правило, эта характеристика применяется при работе с типографским оборудованием, где при печати журналов и газет ориентируются на систему полутонов.

Название цветовой модели – CMYK, составлено по первым буквам цветов, её формирующих, это Cyan (циан, голубой), Magenta (маджента, пурпур), Yellow (жёлтый) и Key (ключевой, то бишь, black, чёрный).

На экране монитора цвета формируются по аддитивной, то есть, суммирующей модели. RGB – результат комбинации основных цветов – красного (Red), зелёного (Green) и голубого (Blue); здесь "белый цвет" формируется максимальной яркостью основных цветов, а чёрный является результатом отсутствия яркости всех каналов. В цветовой модели CMYK, все совершенно противоположно: белый цвет – это носитель, чёрный – результат комбинации основных цветов чернил (или специально введённого для экономии расходов "ключевого", то есть, чернил чёрного цвета).

Точная передача цветовой гаммы изображения при печати, максимальное соответствие изображению на мониторе — сложнейшая задача, зависящая от множества факторов - типа используемой бумаги, всевозможных установок принтера и драйвера. У многих принтеров есть возможность с помощью драйвера выбирать заданные цветовые гаммы, а также устанавливать их вручную. Также многие принтеры комплектуются цветовыми профилями ICC, которые используются ICM — системой управления цветом, встроенной в Windows.

Для придания реализма фотографиям за счёт улучшения печати полутонов производители струйных фотопринтеров дополняют цветовую модель CMYK дополнительными картриджами с чернилами дополнительных "переходных" оттенков. Это могут быть "светло-малиновые", "фотографически чёрные", нейтрально-серые", бирюзовые" и другие оттенки чернил, в зависимости от реализации технологии и маркетинговой фантазии производителя.