Tiskárny Výstupní zařízení pro permanentní výstup výsledků X36PZA Periferní zařízení M. Šnorek
Obsah přednášky Dělení tiskáren. Barevný tisk.
Dělení tiskáren Úderové, rep. bezúderové, konturové, resp. bodové, tisk po znacích, resp. tisk řádkový, technologie tisku.
Dělení - podle technologie tisku Jehličkové, inkoustové, laserové, s tepelným přenosem.
Dělení - podle kvality tisku NLQ - Near Letter Quality, jehličkové, 16 x 18, 16 x 22, LQ - Letterr Quality, 24-jehličkové, 600 dpi. Ale tisk - 2100 dpi. černobílý tisk, barevný tisk.
Jak se tiskne barevně? Ve třech/čtyřech barevných rovinách, barevný model CMYK, řízení tónování šedé dithering, změnou velikosti bodu. Natáčení tiskové mřížky,
Barevný tisk Tiskárny pracují na subtraktivním principu míchání barev (na rozdíl od aditivního u monitorů) Používají se tři základní barvy: Azurová (Cyan), Purpurová (Magenta) a Žlutá (Yellow). Většina tiskáren používá ještě Černou barvu (black) případně Další. Barvy označujeme CMYK
Řízení tónování šedé I. Počítačová tiskárna nemůže dávkovat množství barvy do jednoho tiskového bodu výjimkou jsou tiskárny požívající sublimaci barev a některé laserové tiskárny. Libovolný barevný tón zobrazíme tak, že v matici tiskových bodů- (například 6x6) tiskneme jen některé body. Shluk bodů vnímáme jako bod o různé sytosti barvy. Tento algoritmus se nazývá polotónování, resp. dithering.
Demonstrace ditheringu Barevný model CMYK
Tónování šedé jinak Změnou velikosti tiskového bodu. Zblízka si prohlédněte vytištěný barevný bilboard Počítačové tiskárny tento způsob tónování neužívají.
Natáčení barevné mřížky Subtraktivně se netisknou barvy přes sebe, ale stále se tiskne na bílou. Jak? Natáčením tiskové mřížky.
Tiskové technologie přehled
Pravěk tiskáren - konturový tisk S typovými pákami (psací stroj), s typovým kolečkem (daisy wheel, moderní psací stroj). S typovým válcem. Používá se u rychlotiskáren u sálových počítačů. (rychlost 400 řádků/min). S typovým páskem nebo řetězem. Tisknou pouze znaky, které jsou na typové páce (válci, pásku nebo kolečku).
Jehličkové tiskárny - bodové Tisknou pomocí matice jehliček, které jsou elektromagneticky vystřelovány. Přes barvící pásku vytvářejí obraz. Rozdělují se podle počtu jehliček (9, 18, 24) a tím i podle kvality tisku (NLQ, LQ near letter quality a letter quality) Mohou tisknout i barevně, čtyřbarevná páska a adaptér pro její nastavování.
Jak funguje laserová tiskárna?
Charakteristika Bezúderový, bodový, stránkový, tedy ne řádkový nebo dokonce znakový tisk. Opravdu? Ne, ve skutečnosti tiskne bodově! Stránkový tisk se říká jen kvůli tomu, že to, díky rychlosti, tak vypadá.
Fyzikální pozadí Fotokonduktivita - vodivost látky se mění v závislosti na vnějším osvětlení. Elektrografie, objevena 1938 (Ch. Carlson, Xerox Corp.). Korona je elektrický výboj, který emitovanými elektrony ionizuje okolní plyn.
Fotokonduktivita Schopnost vést elektrický proud v závislosti na osvětlení. Fotokonduktory jsou v temnu izolanty, na světle vodiči.
Korona a fotokonduktivita Ozon O3 Fotokonduktory: Stínění Ionizovaný plyn Fotokonduktor (PC) fotovodič Vodivý mate riál nosiče PC Koronový vodič (0.1mm) Se - Selen, OPC - Organic Photo Conductor. Důležitý rozdíl: Se vyžaduje +, OPC - náboj! 5 7kV Korona produkuje jedovatý O3 (- více!)
Fáze laserového tisku Nabíjení Fotokonduktivní válec Mazací lampa Nabíjecí korona Rotační zrcadlo Čisticí jednotka Vyvíjecí jednotka Kazety s papírem Expozice Vyvíjení Laser Přenosová korona Přenos Fixace Fixace Čištění
Laserová tisková hlava Fotokonduktivní válec Plynový laser Zrcadlo Čidlo začátku mikrořádku Modulátor Čočky Rotační zrcadlo Expander paprsku Rotační zrcadlo typicky 8-36 plošek, 2.000 až 50.000 otáček za minutu. Objektiv
Varianta s polovodičovým laserem K rotačnímu zrcadlu Polovodičový laser Kolimátor Optika transformace paprsku
Laser Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation, tj. 'zesilování světla pomocí stimulované emise záření' je optický zdroj elektromagnetického záření tj. světla. Na rozdíl od světla přirozených zdrojů je polarizované, koherentní a monochromatické. Světlo v něm vzniká v aktivním prostředí, kterým může být plyn nebo polovodičová dioda.
Vložka: jak atomy emitují světlo? Toto vysvětlení platí i pro CRT, Plasmový displej, Laser. Jen částice jsou po každé jiné.
Tiskárna s plynovým laserem
Barevný laserový tisk? Čtyři fotokonduktivní válce, čtyři tonery, jeden průchod. Jeden fotokonduktivní válec, čtyři tonery, čtyři průchody. Výhody, nevýhody?
Co je to LED tiskárna?
LED tiskárna
Barevná LED tiskárna
Je rozdíl mezi tiskárnou a kopírkou? Principiálně ne, jen jinak vzniká latentní obraz u tiskárny modulací z počítače, u kopírky obrazem originálu.
Inkoustové tiskárny
Inkoustové tiskárny Ink on demand technologie vystříknutí inkoustu na žádost. Kontinuální stříkání inkoustu - starší technologie. Rozdíl mezi ink-jet a bubble-jet? Ve způsobu vytváření kapky: bubble-jet teplem, ink-jet piezoelektricky.
Bublinkové tiskárny Využívají k vytvoření kapky tlaku, který je v komůrce vytvářen bublinkou vypařujícího se inkoustu. Komůrka se plní inkoustem pomocí kapilárních sil. Při tisku se topné tělísko v komůrce ohřeje na teplotu, při které se část inkoustu vypaří. Celý děj trvá asi 10 s a spotřebuje se asi 130.10-12 l inkoustu. Je to nejrychlejší ohřev, kterého se vůbec kdy podařilo dosáhnout. Z důvodů odstranění špiček napájení jsou tisková tělíska buzena postupně.
Princip bublinkové tiskárny
Piezoelektrická trysková tiskárna Využívají piezoelektrickou deformaci tiskové komůrky. Před tiskem se boční stěny rozšíří přivedením napětí. Při tisku se změní polarita napětí, čímž dojde ke zmenšení komůrky a vystříknutí inkoustu. Umožňuje v určitých mezích dávkování inkoustu.
Piezoelektrická trysková tiskárna
Inkoustové tiskárny - souhrn Rozlišení až 1200 dpi, rychlost tisku cca 4 strany za minutu. Levné typy mají inkoustový zásobník v jednom celku s tiskovou hlavou nutno měnit celé. Cena nových náplní se tak často blíží ceně nové tiskárny, nebo ji dokonce převyšuje. Vyrábějí se a jako velkoformátové, často dnes nahrazují plotery. Kvalita tisku je závislá na druhu papíru, při použití kvalitního papíru je výsledek srovnatelný s laserovou tiskárnou.
Termotiskárny
Termo - tepelné tiskárny Se speciálním tepelně citlivým papírem. S běžným papírem a speciálními barvivy.
Se speciálním tepelně citlivým papírem Obsahují řadu polovodičových topných tělísek odpovídajících jednomu tiskovému řádku. Potřebují speciální tepelně citlivý papír. Jsou jednoduché, mají tichý provoz a jsou spolehlivé. Tisk však má malou trvanlivost, po čase se tisk ztratí. Aplikace: fax, tiskárny v samoobsluze, atp.
S běžným papírem a speciálními barvivy Používá termoplastická barviva nanesená ve formě proužků na nosné folii. Barvivo je v kontaktu s papírem, k jeho přenesení dochází pomocí zahřátí a obarvení příslušného místa. Speciálním případem je ablativní tiskárna (též termosublimační). Barvivo není v kontaktu s papírem, k jeho přenosu dochází sublimací po ohřátí a jeho zkondenzováním na papíře. Výhodou je možnost dávkování.
Co je sublimační tiskárna? Sublimace je změna skupenství z pevného na plynné přímo, bez přechodu do skupenství kapalného. Příklad sublimace? Sušení prádla v zimě. Barvy se do sebe zapouštějí. Znáte tiskárnu Canon Selphy?
SW rozhraní tiskáren
Softwarové rozhraní tiskáren K čemu slouží? Jazyk pro vytváření tiskových stran. Rozhraním se nepřenášejí obrazy všech tiskových bodů, ale příkazy k jejich vytvoření. ESC sekvence, PostScript, PCL X.
Ovládání tiskáren Escape sekvence Levné tiskárny jsou ovládany tzv. escape sekvencí od firmy Epson. Sekvence je posloupnost znaků začínající ASCII znakem pro (27 čili 1BH), která má význam příkazu. Takto tiskárna pak dostává příkazy postupně (nový řádek atd.), které taky postupně provádí. Vektorový jazyk PCL PCL jazyk je vektorový, který má poměrně málo příkazů a tak části, které neumí zapsat vektorově zapisuje jako bitmapu. Proto je jeho produkt závislý na druhu tiskárny (ovladači). Je pomalejší než Postscript a je velmi spolehlivý. Postscript Viz dále
Postscript Postscript je jazyk složitější a čistě vektorový. Je nezávislý na zařízení a jeho rozlišovací schopnosti. Vytváření kódu: Interpret PostScriptu nejdříve vytvoří seznam objektů jedné stránky se systémem souřadnic. Tím se stává nezávislý na zařízení. RIP - Raster Image Procesor převede příkazy PostScriptu do řídicích informací. Seznam se třídí a pak se převede do bitmapových rastrů. Osvitová zařízení doplňují RIP koprocesory. Obvykle se ale RIP vytváří softwarově v počítači.
Grafický výstup Zapisovače a kreslicí stoly X36PZA Periferní zařízení M. Šnorek
Terminologie I Grafický zapisovač výstupní zařízení pro pořízení trvalého grafického dokumentu. Pracuje (většinou) jako vektorový displej vektorový zapisovač. Některé moderní zapisovače se však podobají tiskárnám (bodovým) rastrový zapisovač.
Terminologie II Obvykle: grafické zapisovače = stolní provedení. Kreslicí stoly = větší a velké formáty. Příklady:
Součásti grafického zapisovače Řadič, Interpolátor. Kreslicí zařízení, Řízení pohybu kreslicí hlavy. Kreslicí hlava a nosič pisátek. Pohyb média. Interfejs k nadřazenému počítači, Spřažený, resp. nespřažený režim.
Způsob vytváření obrázku Vektorový Dnes obecně v útlumu. Používají se jen pro speciální aplikace: vyřezávání (reklama, CIM), vrtání či frézování (plošné spoje). Rastrový Dnes nejběžnější. Xerografická, inkoustová, elektrostatická hlava.
Řízení pohybu kreslicí hlavy (a někdy i média) Inkrementální s krokovým motorem. Spojitý, analogový se servomotorem.
Podstatné rozdíly Inkrementální Nevyžaduje zpětnovazební informaci. Vzpomínáte si na vystavování hlavičky diskety? Umí kreslicí hlavu vystavovat jen do určitých bodů rastru! Spojitý Vyžaduje zpětnou vazbu. Kresbu tvoří potenciálně všechny body kreslicí plochy. Pouze začátek a konec čáry je možný jen odněkud někam!
Interpolátor Digitální, resp. analogová interpolace.
Interpolátor Spojitý interpolátor generuje signál pro polohový servomechanismus, který řídí pohyb pisátka/média. Co pak dělá diskrétní interpolátor? Čáru v tomto případě tvoří diskrétní množina bodů! Je tam vůbec zapotřebí? Kde je interpolátor umístěn? Jakou má podobu?
Servomechanismus je automatické zařízení určené k úpravám provozních vlastností nějakého mechanismu na principu zpětnovazební chybové detekce. Součástí tohoto automatického zařízení je obvykle akční člen (servomotor) a regulátor (např. PID).
Technická realizace interpolátoru Analogový interpolátor s integrátory, s integrátory a s analogovou pamětí, exponenciální interpolátor.
Digitální interpolátory DDA intepolátor. Bresenhamův algoritmus.
Bressenhamův algoritmus podrobněji Autorem je J.E. Bressenham, 1965, IBM. Pro jednoduchost: vždy se kreslí úsečka v 1. oktantu. Úkol algoritmu: bude příštím bodem přímky diagonální nebo horizontální soused? Rozhodující je vertikální (ne kolmá) vzdálenost.
Konkrétní příklad Aproximujte přímku f(x, y) = ax - by = 0 pro a = 4 a b = 10. Zaveďme d = 2 f(x+1, y+1/2) = a(2x + 2) - b(2y+1). Všimněte si: d nabývá jen dvou různých hodnot!
Takže BA
Symetrie oktantů pro BA Stačí tedy umět kreslit úsečku v 1. oktantu. Úsečka v libovolné poloze se na tento algoritmus převede jen vhodnou záměnou hodnot diagonálního a nediagonálního přírůstku a dx a dy.
D-soubor K čemu sloužil D-soubor (Display File) u vektorového displeje? Umístění v řetězci zapisovače. Je zde (u zapisovačů) také zapotřebí?
Detail řízení pohybu média/hlavy Lankem
Detail řízení pohybu média/hlavy Ozubenými koly nebo kolem a ozubeným hřebenem.
Programový interfejs zapisovačů Programovací jazyk HP-GL. Hewlett-Packard Graphics Language = soubor příkazů pro řízení zapisovačů (i tiskáren). PCL X. Page Description Language. Jeho Level 5 právě zahrnuje i HP-GL.
Příklad CI RA RR EA ER WG EW PM FP EP SS SA Circle fill rectangleabsolute fill rectanglerelative edgerectangleabsolute edgerectanglerelative fill wedge edgewedge polygon mode fill polygon edgepolygon select standard font select alternativefont