Лекция 7. Печатающие устройства

Принципы построения различных типов принтеров.

Форматы данных и интерфейсы принтеров

Системная поддержка принтеров.

Литература: 1. Гук. М. Аппаратные средства IBM PC. Питер, 2005, с. 562-583.

1. Принципы построения различных типов принтеров.

Определения:

Принтер – это устройство, обеспечивающее вывод изображения на бумагу или пленку.

Плоттер – это устройство для вычерчивания изображения на бумаге.

Принципы формирования изображений:

у принтеров – соответствие растровым дисплеям;

у плоттеров - соответствие векторным дисплеям.

Принтеры и плоттеры создают так называемые твердые копии (hardcopy) документов; твердость означает невозможность их последующей произвольной модификации. По этому признаку принтеры и плоттеры относятся к пассивным устройствам графического вывода противоположность - активные устройства вывода - дисплеи.

По способу печати принтеры разделяются на буквопечатающие и знакосинтезирующие (что аналогично текстовому и графическому режимам дисплея), а также последовательные и параллельные.

В последовательных принтерах печать осуществляется поэлементно с продвижением по строке, и после завершения печати одной строки переходят к печати следующей строки.

В параллельных принтерах строка печатается целиком строкой.

Буквопечатающие принтеры способны печатать только строчки символов из фиксированного набора, что ограничивает область их применения для текстовых документов без возможности использования разнообразия шрифтов. Вместе с тем, у них есть преимущество в качестве печатаемых символов, а в ряде случаев - и в скорости печати.

Знакосинтезирующие , они же матричные принтеры, позволяют печатать произвольные изображения. По способу нанесения красителя они делятся на ударные (игольчатые), термические, струйные и лазерные, хотя под матричными, как правило, подразумевают именно игольчатые.

1. Матричные игольчатые принтеры

Игольчатые принтеры (Dot Matrix Printer) имеют печатающую головку, на которой расположена матрица игольчатых молоточков, управляемых электромагнитамитами. Иголки ударяют по бумаге через красящую ленту, бумага лежит на валике, перемещаясь только продольно (перевод строк выполняется поворотом вала, но в обоих направлениях. Перемещение по строке выполняет сама печатающая головка - она довольно легкая, поэтому ее можно двигать быстро. Все управление механикой выполняет встроенный микроконтроллер принтера. В его ведении находятся шаговые двигатели подачи бумаги и перемещения головки по строке, а также приводы иголок, которых может быть от 8 до 24. На принтере имеются механические или оптоэлектронные датчики крайних положений каретки, а также датчик конца бумаги. Управляя этими механизмами и пользуясь датчиками, можно вывести любое изображение. Во время печати головка движется по строке слева направо, и ударами иголок отпечатываются требуемые точки. После того как строка отпечатана, передвигается бумага и выполняется печать следующей строки. Если бумагу не перемещать, то можно повторно пропечатывать отдельные элементы (символы), и они будут выглядеть ярче. У некоторых принтеров печать может выполняться и на обратном ходе головки, что экономит время печати, хотя из-за люфтов механики возможно не очень точное совмещение точек, отпечатанных на прямом и обратном ходе.

Валик подачи бумаги Бумага печати Указатели поворота валика

Головка с матрицей

иголок

Датчики.

Микроконтроллер

ПЗУзнакогенератора

Буферное ОЗУ.

Интерфейс связи с ПК

Рис. 7.1. Функциональная схема матричного принтера.

Матричные принтеры могут работать как в графическом, так и в символьном режимах. Развертку символов в точечное изображение выполняет встроенный процессор (микроконтроллер) принтера, у которого есть ПЗУ с таблицами знакогенераторов. Обычно принтеры имеют несколько таблиц (для разных языков и шрифтов), переключаемых программно (по командам от компьютера), аппаратно (переключателями на принтере) или с помощью кнопок панели управления принтером.

Контроллер принтера по интерфейсу принимает от компьютера поток байтов, содержащий данные для печати и управляющие команды. Данные принимаются в буферное ОЗУ, откуда извлекаются и интерпретируются в соответствии с возможностями механики. Принтер обеспечивает обратную связь с компьютером:

управляет потоком (останавливает по заполнению буфера) и сообщает свое состояние - готовность (On-Line), конец бумаги (Paper End), ошибка (Error). Это позволяет программе работать с принтером не вслепую и сообщать пользователю о необходимости вмешательства.

Принтер способен печатать поступающие к нему данные, когда он включен, у него есть бумага и он находится в состоянии On-Line. В состоянии On-Line принтер готов к приему данных от компьютера (если у него есть место в буферной памяти). Заметим, что принтер печатает строку только после того, как «поймет», что у него в буферной памяти собрался окончательный образ для этой строки. В символьном режиме строка будет отпечатана в следующих случаях:

принято столько символов, сколько умещается в строке, и еще хотя бы один (принтеру полагается воспринимать код «забой», по которому он должен аннулировать предыдущий символ);

принят символ возврата каретки (CR), перевода строки (LF) или формата (FF);

оператор нажал кнопку перевода строки или формата (для их срабатывания принтер должен быть переведен в состояние Off-Line, печать строки может быть вызвана и переводом в это состояние).

Таким образом, матричный принтер является устройством построчного выво да.

В графическом режиме идея печати та же - строка печатается целиком, когда для нее готовы данные (для всех используемых иголок). При переводе принтера в стояние Off-Line печать и прием данных приостанавливаются, но оставшиеся в буфере данные сохраняются. Буфер очищается по включению питания, аппаратному сбросу по сигналу интерфейса и по приему специальной команды.

По включению питания, аппаратному или программному сбросу контроллер выполняет самотестирование и приводит механику в исходное состояние. Для этого он перемещает головку до срабатывания датчика левого положения, чтобы откалибровать систему позиционирования. Некоторые принтеры после этого немного прогоняют головку вправо, чтобы она не мешала заправке бумаги.

Разрешающая способность матричного принтера определяется размером матрицы иголок и разрешающей способностью печати: точки можно пропечатывать, смещая головку (влево-вправо) и бумагу (вверх-вниз) даже на долю шага так, что точки сольются в почти гладкую линию, для чего требуется довольно точная механика. Разрешающая способность печати связана со скоростью: поскольку иголки все-таки инерционны, предельная частота их срабатывания ограничена. Поэтому для высокого разрешения скорость перемещения головки и бумаги невысока. Современные модели матричных принтеров позволяют достигать разрешения вплоть до 360dpi (точек на дюйм) по обоим координатам. Принтеры, как правило, могут работать в режимах с различным разрешением - от малого разрешения для быстрой печати черновиков (draft) до высокого разрешения (NLQ. - Near Line Quality, качество, близкое к гладким буквам пишущих машинок).

Цветные матричные принтеры работают с многоцветной (обычно трехцветной) красящей лентой. Каждая строка печатается за несколько проходов головки, и на каждый проход устанавливается полоса ленты определенного цвета. Такая цветная печать происходит не быстро, да и качество цветопередачи невысокое.

Матричные принтеры весьма неприхотливы - могут печатать практически на любой бумаге - листовой, рулонной, фальцованной. Листовая бумага подаётся фрикционным механизмом - валиком, к которому она прижимается обрезиненным роликом. Листы могут заправляться вручную, а в более дорогих моделях имеются специальные лотки для автоматической подачи бумаги из пачки. Для печати из рулона или стопки фальцованной бумаги с перфорацией по краям механизм подачи бумаги имеет траки - резиновые или пластмассовые «гусеницы» с зубчиками. Траки расположены на общей оси и обеспечивают подачу бумаги без перекосов, неизбежных (пусть и в небольшой степени) при фрикционной подаче. Узкие принтеры позволяют печатать на бумаге шириной до формата А4 (вертикально заправленный лист), широкие - до A3 (горизонтально заправленный лист). Принтеры имеют направляющие, регулируемые по ширине листа, а у моделей с траками направляющие двигаются вместе с траками. Существуют специальные приспособления для печати этикеток.

Параллельные матричные принтеры (например, Tally Mannusman) не имеют подвижной печатающей головки - у них иголки расположены вдоль всей печатаемой строки. За счет этого печать происходит очень быстро (с той же скоростью, что и у барабанных буквопечатающих принтеров). Горизонтальное разрешение у этих принтеров не обязательно определяется числом иголок: печатающий блок может немного перемещаться вдоль строки, и каждая строка может быть отпечатана за несколько ударов, при которых точки смещаются относительно друг друга на доли шага иголок. От этих принтеров в основном требуется высокая скорость печати символов, так что механизм повышения разрешения, снижающий скорость печати, может включаться лишь для графической печати «экзотических» шрифтов. Эти принтеры, как правило, широкие и работают с рулонной и фальцованной бумагой с перфорацией по краям (фрикционная дача на большой длине всегда будет уводить бумагу в сторону). Данные принтеры имеют высокую цену, но при большом объеме текстовой печати весьма эффективные, т.к. Расходный материал - красящая лента.

Широкое проникновение компьютерных технологий во все сферы человеческой деятельности привело к появлению разнообразных печатающих устройств, удовлетворяющих современным требованиям к скорости, качеству, надежности и простоте в эксплуатации.

В первую очередь в этой главе рассмотрены «стандартные» типы принтеров, широко используемых в настоящее время. Такие специфические периферийные устройства, как плоттер и фотонаборный аппарат, описаны кратко.

Интерфейс. В противоположность другим периферийным устройствам принтер практически всегда подсоединяется к PC через параллельный интерфейс. Правда, для старых моделей принтеров имеется возможность подключения через последовательный интерфейс. В отличие от параллельной передачи данных использование последовательного интерфейса приводит к существенному замедлению работы, особенно при печати в графическом режиме.

Последние модели лазерных принтеров для повышения быстродействия снабжены высокоскоростным портом с расширенными возможностями ЕСР (Extended Capabilities Port) для быстрой печати. При этом драйвер принтера также должен обеспечивать режим ЕСР.

Драйверы. Драйверы для принтеров находятся в непрерывном развитии и постоянно обновляются. Только для небольшого числа принтеров имеются специальные драйверы, относящиеся к конкретной модели. Если такие драйверы прилагаются к принтеру, например, HP DeskJet и HP LaserJet, то следует применять именно их.

Эмуляция. Ситуация с нормированием и стандартизацией в области принтеров похожа на ситуацию в видеообласти. Правда, для принтеров имеется не так много норм, и обычно они устанавливаются ведущими производителями. Принтер должен быть не только коммутирован с PC, но и правильно обрабатывать принимаемые данные. Для управления принтером служат специальные языки.

Для лазерного принтера основными языками управления стали PCL (Printer Control Language) и PostScript. Как правило, принтеры всех типов также понимают стандартные команды ESC/P. ESC является сокращением от Epson Standard Code. Эти команды управления принтером начинаются со служебного символа ESC (так называемая ESC-последовательность). Такая имитация работы «чужого» принтера называется эмуляцией (Emulation).

Принтеры различаются по способу нанесения изображения на бумагу. Impact-принтер (принтер ударного действия) - это принтер, который создает изображение шрифта механически - «выколачиванием» красителя ленты прямо на бумагу. В качестве ударного механизма могут быть использованы шаблоны символов (типы) или иголки. Non-Impact-принтеры работают по другому принципу. Выводимое изображение создается с помощью применения тепла, чернил или других электрофотографических методов.

Сетевой принтер. В последнее время широкое распространение получило использование принтеров в сети. Это удобнее, чем переносить файл на другой компьютер с подключенным принтером. Если принтер используется как сетевой, то его прямое подключение к сети крайне выгодно по следующим причинам:

Нет необходимости выделять отдельную рабочую станцию для управления принтером.

Принтер может быть установлен в любом удобном месте. Напомним, что при подключении принтера к файловому серверу или рабочей станции через параллельный интерфейс длина кабеля, соединяющего принтер с PC, обычно не превышает 2-3 м.

Для использования принтера как сетевого в него должна быть установлена сетевая интерфейсная карта для принтеров или подключен внешний блок аппаратного сервера печати (принт-сервера), один разъем которого подсоединяется к параллельному порту принтера.

В последних моделях сетевых принтеров карта, как правило, уже установлена. Принтеры, содержащие карту, позволяют обойтись без выделенного PC и могут уменьшить затраты времени на печать по сравнению с другими вариантами организации вывода на печать в сетевой среде.

Естественно, к сетевым принтерам предъявляются повышенные требования. Прежде всего это касается скорости работы механизма печати.

Язык принтера. Язык для принтера - то же самое, что операционная система для PC. Здесь мы остановимся на языках, используемых в лазерных принтерах.

Набор команд языка принтера обычно содержится в ROM принтера и соответственно интерпретируется его CPU.

PCL6. Стандартный язык для лазерного принтера, разработанный фирмой Hewlett-Packard, называется PCL.

Но PCL содержит не только команды для управления принтером (аналогичные ESC-последовательностям для игольчатого принтера), в него также интегрированы графические функции, описывающие, например, геометрические фигуры или поворот шрифтов. Кроме того, PCL имеет небольшое количество встроенных шрифтов.

HP-GL. HP является языком принтера, разговор о котором более уместен при рассмотрении плоттеров. HP-GL (Hewlett-Packard Graphics Language) разработан фирмой Hewlett-Packard и представляет собой практически индустриальную норму для чертежных плоттеров. HP-GL является расширением команд PCL, дополненным командами управления последовательным интерфейсом, к которому обычно подключается плоттер. Команды HP-GL предоставляют в распоряжение принтера инструкции, с помощью которых изображение может быть повернуто на любой угол и отображено зеркально.

Геометрические фигуры (крут, прямоугольник или линии) генерируются с помощью HP-GL существенно быстрее, чем с помощью PCL.

PostScript. Третий распространенный язык для принтера называется PostScript. Это стандартизированный язык описания страницы, который предоставляет также возможность работы с цветом.

Создание языка PostScript было начато фирмой, разрабатывающей языки программирования для графической компьютерной анимации. Затем PostScript был доработан компанией Xerox и, наконец, усовершенствован фирмой Adobe.

PostScript предполагает наличие мощного аппаратного обеспечения. Шрифты посылаются на принтер не в виде растрового изображения типа bitmap, а имеются в распоряжении принтера в векторном виде. Но так как принтер строит страницу целиком из точек, эти векторы должны быть снова преобразованы с помощью RIP (Raster Image Processor) в растровое изображение. Для формирования знаков RIP хранит в ROM принтера контур каждого символа. Когда возникает необходимость создать битовый массив знака, интерпретатор PostScript должен получить информацию о выбранном знаке, его начертании, размере и расположении на странице. Используя эту информацию, интерпретатор выбирает контур знака, масштабирует его до заданного размера и размещает в указанном месте битового массива страницы. Так же обрабатываются и геометрические изображения. Укажем преимущества применения PostScript.

Большая часть информации, которую должен печатать принтер, передается в математической форме. Например, символы шрифта передаются не в формате bitmap, а в виде множества векторов, которые представляют только их контуры (линии Безье). Символы можно масштабировать, поворачивать, отображать зеркально и абсолютно точно позиционировать.

Содержит список, по меньшей мере, 25 различных шрифтов, которые обычно жестко прошиты в ROM принтера. Сверх этого многие производители предлагают шрифты в стандарте PostScript.

Экономится память принтера: соответствующие шрифты не переносятся с винчестера в принтер в виде битовых массивов.

Файлы PostScript независимы от аппаратного обеспечения: они могут восприниматься любым периферийным устройством (лазерным, струйным принтером или фотонаборным аппаратом), которые поддерживают PostScript. Лишь разрешение аппаратного обеспечения определяет качество печати.

Файлы PostScript можно редактировать как обычный текстовый файл. Обладая соответствующими знаниями команд PostScript, теоретически можно манипулировать результатом вывода на печать прямо из файла.

У «настоящего» устройства PostScript набор команд и векторизированные шрифты расположены в ROM принтера. Такое средство вывода должно быть оборудовано CPU и памятью соответствующего объема. В противоположность этому для большинства принтеров имеется возможность дополнительно установить специальные картриджи PostScript (например, принтер HP LaserJet4). Если вы хотите сделать устройство вывода «PostScript-образным», то этого можно достичь и чисто программно. Например, программа Freedom of Press генерирует печатаемые страницы в памяти PC, т. е. представляет собой программную реализацию интерпретатора PostScript. To, что для подобного PostScript необходим мощный производительный PC с большим объемом памяти, в объяснении не нуждается.

Первой фирмой, изготовившей струйный принтер, является Hewlett-Packard. Основной принцип работы струйных принтеров напоминает работу игольчатых принтеров, только вместо иголок здесь применяются тонкие сопла, которые находятся в головке принтера. На этой головке установлен резервуар с жидкими чернилами, которые через сопла, как микрочастицы, переносятся на материал носителя. Число сопел (от 16 до 64) зависит от модели принтера и изготовителя. Некоторые последние модели имеют гораздо большее число сопел.

Для хранения чернил используются два метода:

Головка принтера объединена с резервуаром для чернил; замена резервуара с чернилами одновременно связана с заменой головки;

Используется отдельный резервуар, который через систему капилляров обеспечивает чернилами головку принтера.

Принцип действия. Современные модели струйных принтеров в своей работе могут использовать следующие методы:

Пьезоэлектрический метод;

Метод газовых пузырей;

Метод drop-on-demand.

Пьезоэлектрический метод. Для реализации этого метода в каждое сопло установлен плоский пьезокристалл, связанный с диафрагмой. Как известно, под воздействием электрического поля происходит деформация пьезоэлемента. При печати находящийся в трубке пьезоэлемент, сжимая и разжимая трубку, наполняет капиллярную систему чернилами. Чернила, которые отжимаются назад, перетекают обратно в резервуар, а чернила, которые «выдавились» наружу, оставляют на бумаге точку (рис. 8.1 ). Подобные устройства выпускают компании Epson, Brother и др.

Метод газовых пузырей является термическим и больше известен под названием «инжектируемые пузырьки» (Bubblejef). При использовании этого метода каждое сопло оборудовано нагревательным элементом, который при пропускании через него тока за несколько микросекунд нагревается до температуры около 500°С, возникающие при резком нагревании газовые пузыри (bubbles) стараются вытолкнуть через выходное отверстие сопла необходимую каплю жидких чернил, которая переносится на бумагу (рис. 8.2 ). При отключении тока нагревательный элемент остывает, паровой пузырь уменьшается и через входное отверстие поступает новая порция чернил. Подобную технологию использует фирма Canon.

Метод drop-on-demand. Метод разработан фирмой Hewlett-Packard. Так же, как в методе газовых пузырей, здесь для подачи чернил из резервуара на бумагу используется нагревательный элемент. Однако в методе drop-on-demand для подачи чернил дополнительно используется специальный механизм, в то время как в методе газовых пузырей данная функция возложена исключительно на нагревательный элемент. На рис. 8.3 показан принцип работы механизма печати с использованием метода drop-on-demand.

Благодаря тому, что в механизмах печати, реализованных с использованием метода газовых пузырей, меньше конструктивных элементов, такие принтеры надежней в работе и срок их эксплуатации более продолжителен. Кроме того, использование этой технологии позволяет добиться наиболее высокой разрешающей способности принтеров. Обладая высоким качеством при прорисовке линий, данный метод имеет недостаток при печати плашек: они получаются несколько расплывчатыми. Применение метода газовых пузырей целесообразно при печати графиков, гистограмм и т.п., тогда как печать полутоновых графических изображений получается более качественной при использовании метода drop-on-demand.

Технология drop-on-demand обеспечивает наиболее быстрое впрыскивание чернил, что позволяет существенно повысить качество и скорость печати. Световое представление изображения в этом случае более контрастно.

Цветной струйный принтер. В струйных принтерах применяются четыре цветных красителя (синий, пурпурный, желтый и черный), а в некоторых моделях - шесть.

Особенности работы струйного принтера. Струйные принтеры работают тихо. Лишь двигатель, управляющий головкой принтера, издает легкое гудение. Уровень шума составляет около 40 дБ, что на 15 дБ меньше, чем у игольчатых принтеров.

Скорость печати струйного принтера, как и игольчатого, зависит от качества печати. При черновой печати струйный принтер по скорости значительно превосходит игольчатый. При печати в режиме высокого разрешения скорость печати значительно уменьшается и в среднем составляет 3-4 страницы в минуту.

Качество печати. Решающее преимущество струйного принтера в сравнении с матричным заключается в изображении шрифта. Для моделей с большим числом сопел характерно достижение качества печати лазерного принтера. Большое значение имеют качество и толщина бумаги. В принципе можно отказаться от специальной бумаги, предлагаемой различными изготовителями. Струйный принтер печатает на бумаге от 60 до 135 г/выделение">Головка принтера. Основным недостатком струйного принтера является относительно большая вероятность засыхания чернил внутри сопла.

Большинство принтеров имеют режим парковки, при котором печатающая головка возвращается в исходное положение внутри принтера, что предотвращает засыхание чернил. Некоторые струйные принтеры оборудованы устройством очистки сопел.

К классу струйных принтеров можно отнести широкоформатные принтеры.

Широкоформатные принтеры используются для выводов плакатов в единичных экземплярах. Разрешение печати на таких устройствах невысокое. Использование высококачественных материалов обеспечивает получение большого цветового диапазона и хорошей резкости. Такие устройства используют специальные растровые процессоры - внешние или встроенные.

К высококачественным устройствам вывода на основе струйной технологии печати можно отнести Iris SmartJet (фирма Iris Graphics).

Для уменьшения смешивания красок применяется последовательное их наложение. Сочетание специально подобранных чернил и бумаги с прецизионной механикой позволяет получать оттиски высокого качества, близкие к цветопробным.

Так называемые твердые чернила представляют собой материал на основе твердых синтетических восков с дополнением красителей. Брикеты такого красителя в принтере расплавляются, и расплав по потребности подается к печатающей головке, состоящей из инжекторов, которые с помощью электрического поля переносят микрокапли красителя на бумагу или пленку. При соприкосновении с бумагой капли почти мгновенно застывают. Это снимает проблемы возможного смешения красок, растекания и впитывания в бумагу. Благодаря тому, что сами твердые чернила обладают высокой насыщенностью, технология печати обеспечивает хороший цветовой охват. В этих принтерах (рис. 8.4 ) достигается высокая точность позиционирования капель, что дает возможность хорошо запечатывать плашечные области.

Характерные значения разрешения невысоки - 300х300 или 600х300 точек/дюйм. Это один из самых больших недостатков такой технологии печати. Другим недостатком является невозможность имитирования растровой структуры полиграфического оттиска.

Одна из наиболее привлекательных черт данной технологии - полная независимость от материала. Непрозрачность красок дает одинаковые результаты печати на любом носителе. Такие преимущества, как несмешиваемость красок и, вследствие этого, их широкий цветовой охват, высокая скорость печати, сделали эти принтеры популярными. Характерной особенностью твердых чернил (в отличие от чернил струйных принтеров) является их водостойкость. Кроме того, эти принтеры имеют одно из наилучших соотношений цена/качество + удобство.

Скорость печати также является одной из самых высоких: от 2 до 6 стр/мин, что сравнимо со скоростью лазерных принтеров.

Представители семейства: Tektronix Phaser 350, 300X.

Применять такие принтеры следует в основном для получения корректурного оттиска полос. Полезен он может быть и для пробной черновой распечатки работ художника-дизайнера.

При разрешении печати 600х300 точек на увеличенном фрагменте видна непрозрачность красок (цвета не смешиваются), хорошо различимы эффекты печати с неодинаковым разрешением по вертикали-горизонтали: пятна краски имеют вытянутую форму.

На рис. 8.5 приведена схема работы сублимационного принтера. Принтер дает отпечатки с плавными переходами цветов, напоминающие фотографические, благодаря такому способу печати, когда вместо прямого наложения чернил или красок на бумагу используются лавсановые пленки с красителем (как в принтерах с термопереносом), испаряющимся при нагреве элементов печатной головки. Используемые краски должны быть прозрачными, так как после испарения и попадания на специальное покрытие бумаги они проникают в него и там смешиваются. Степень нагрева микроскопических нагревательных элементов головки можно контролировать, и разные цвета получаются смещением разных количеств основных красителей. Испаряющаяся краска ложится на поверхность бумаги в виде довольно широкого пятна, и, следовательно, каждый элемент изображения запечатан полностью. Поэтому не нужно специально формировать растровую структуру изображения, что является одновременно достоинством и недостатком такого процесса печати. Достоинство - в получении исключительно плавных переходов цветов, создающих иллюзию фотографического отпечатка, а недостаток - следствие такого достоинства: неспособность формировать растр лишает сублимационные принтеры возможности имитировать растровую структуру полиграфического отпечатка. Имитация различного растаскивания растровых точек возможна лишь с помощью соответствующего изменения плотности накладываемых красок.

Отпечатки характеризуются хорошей цветопередачей. Цветовой охват таких принтеров - один из самых больших.

Характерным разрешением сублимационных принтеров является 300 точек/дюйм. Хотя растровые изображения могут хорошо выглядеть и при более низких разрешениях, воспроизведение текста, и так не очень-то хорошее при таком разрешении, будет совсем неудовлетворительным. Но даже при воспроизводимом разрешении 600x300 точек/дюйм текст все равно выглядит нерезким. Некоторые модели принтеров используют технологии увеличения резкости тонких линий и текста (PhotoFine, ShurePrint от фирм Tektronix и Seiko соответственно).

Возможности использования принтеров этого семейства как цветопробных ограничены. Отсутствие растровой структуры изображения может помешать заметить на допечатном этапе такие недостатки как муар, неправильное использование треппинга (или его неиспользование), и другие. Тем не менее некоторые принтеры выполняют печать цветоделенных изображений удовлетворительно. С помощью принтеров ЗМ Rainbow Color Proofing System, Tektronix Phaser 480X и NewGen Chromax Pro можно увидеть большую часть возможных проблем еще до печати.

Описанные возможности по эмуляции различые принтеры реализуют по-разному. Операции, требующие усиленной проработки на этапе растрирования изображения, реализуются с помощью растрового процессора, в моделях Fargo и 3М перенесенного на компьютер, к которому подключен принтер, т. е. используется программный RIP. Программная поддержка может эмулировать печать более чем в четыре краски (Rainbow).

Высокие цены сублимационных принтеров обусловливают высокие цены отпечатков. Дополнительные затраты на наращивание возможностей принтера могут заметно увеличивать расходы.

Таким образом, сублимационные принтеры желательно использовать только для выборочной пробной печати отдельных полос.

Работа принтеров этого класса основана на переносе красителя с лавсановой основы на бумагу при нагреве участка слоя красителя. Участок пленки с красителем нужного цвета нагревается именно в тех точках, которые должны остаться на бумаге, а затем пленка перематывается для нанесения следующего цвета. Таким образом, печать осуществляется последовательно. Недостатком такого способа печати является невысокое разрешение, что определяется технологией.

Краски по своему цвету довольно близки к используемым в полиграфии триадным, а отсутствие их смешений позволяет получать хорошую цветопередачу для плашечных элементов. Получить же хорошие значения резкости изображения (или плавность перехода полутонов) не удается ввиду низкой разрешающей способности таких устройств - обычно 300 точек/дюйм. Преимуществом такого способа печати является возможность создания высококачественных презентационных материалов. Прозрачная пленка с нанесенным на нее слоем красителя хорошо выглядит на проекторах. Недостатком этого способа является то, что для качественной печати пригодна не всякая бумага. Если поверхность бумаги не слишком гладкая (или мелованная), может произойти неполная передача красителя на бумагу. Другой недостаток - неэкономичный расход пленки с красителем. Даже если на лист надо нанести совсем немного краски, будет израсходовано ровно по одной странице каждого красителя. Скорость печати выше, чем у принтеров со струйной технологией, обычно она составляет 1/2 стр/мин. Все принтеры этого класса поддерживают обработку файлов в формате PostScript.

Возможно повышение качества печати с помощью увеличения разрешения до 600x300 точек/дюйм. Повышенное разрешение получают с помощью уменьшения сдвига бумаги относительно печатающей головки в 2 раза и при помощи специального растрирования, учитывающего уменьшенный шаг печати (рис. 8.6 ).

Некоторые принтеры могут наносить на бумагу специальное покрытие, выравнивающее поверхность бумаги и обеспечивающее полное и качественное прилипание слоя красителя.

Основное препятствие на пути их распространения - низкое разрешение печати. Будучи ранее практически единственными цветными принтерами, доступными для допечатного процесса, сейчас они уступают свои позиции другим технологиям печати, обеспечивающим более высокое качество.

В основу работы принтеров этого класса положен принцип электрофотографии (рис. 8.7 ). Поверхность светочувствительного барабана или, как в некоторых принтерах, свернутой в кольцо светочувствительной фольги сначала заряжается в электрическом поле коронного разряда. Затем с помощью лазерного луча некоторые участки поверхности разряжаются, создавая скрытое изображение, проявляемое далее тонером одного из цветов CMYK. При последовательном наложении всех четырех цветов создается полноцветное изображение, переносимое затем на бумагу. Последняя операция - припекание тонера к бумаге.

Некоторые технологические усовершенствования, например применение однокомпонентных тонеров в сочетании со специальным управлением лазерным излучением, позволили улучшить качество изображения.

Скорость печати лазерных принтеров - одна из самых высоких, что позволяет использовать их в качестве сетевых принтеров для групп пользователей. Обеспечивая промежуточное значение качества по сравнению со струйными и сублимационными технологиями печати, лазерные принтеры могут неплохо имитировать даже растровую структуру полиграфического оттиска, несмотря на дисперсионность краски. Невозможно получить растровую точку с резкими краями, так как часть тонера обязательно рассеется и снизит резкость конечного изображения. Другим недостатком принтера является сложность его конструкции с четырьмя картриджами для тонеров.

При сравнительно доступной цене и постоянно улучшающемся качестве печати лазерные принтеры становятся все более привлекательными для пользователей. Особенно популярны принтеры с разрешением 1200x1200 точек/дюйм.

Сейчас множество фирм выпускает целый ряд моделей цветных лазерных принтеров: Brother HL-720, HL-730, Canon LBP 465, Lexmark Optra E, QMS Magicolor CX/32, Textronix Phaser 550, Xerox Xprint 4925 Plus, HP LaserJet.

Некоторые принтеры оснащены ОЗУ с памятью 512 Кбайт (с возможностью расширения до 1,5 Мбайт) и реализуют технологию сжатия памяти фирмы Brother. Первоначально установленный картридж с тонером рассчитан на печать 1000 страниц, а наличие двухкомпонентного узла барабан-тонер позволяет снизить затраты на расходные материалы.

Лазерные принтеры с успехом можно применять для получения корректурного оттиска полос или (при отсутствии других возможностей) даже для печати малых тиражей.

В последние годы исключительно широкое распространение получила электрофотография. Это оперативная технология печати, обеспечивающая возможность быстрого размножения в относительно небольших количествах технической и административной документации (в том числе цветной). Преимуществом этого способа печати является высокая оперативность изготовления печатных форм, основой которых является фотопроводник (преимущественно селен и его соединения).

Использование лазеров открыло перед электрофотографией новую общирную область применения - оперативный вывод информации из компьютера.

В 1975-м и в последующие годы появилось несколько устройств такого типа, которые начали применять для вывода из автоматизированных систем текстовой и иллюстрационной информации в печатном виде. Наиболее совершенными из них являются лазерные принтеры фирмы ИБМ (IBM) (США) и «Фуджитсу» (FUJITSU) (Япония), имеющие высокую разрешающую способность. Почти одновременно близкие по характеристикам лазерные принтеры были созданы другими известными фирмами: RCA, «Ксерокс» (Xerox, США), «Сименс» (ФРГ), «Кенон» и «Оки» (Canon, Oki), «Никон» (Nicon), «Хитачи» (Hitachi) - Япония и др.

Следующей вехой в истории развития лазерного принтера явилось использование механизмов печати с большей разрешающей способностью под управлением контроллеров, обеспечивающих высокую степень совместимости устройств.

Другим важным событием стало появление цветных лазерных принтеров. Фирмы Xerox и Hewlett-Packard (далее сокращенно называемая HP) представили новое поколение принтеров, которые использовали язык описания страниц PostScript Level 2, поддерживающий цветное представление изображения и позволяющий повысить как производительность печати, так и точность цветопередачи. Язык принтера PCL 6 также поддерживает расширенные цветовые возможности представления изображений для принтеров серии HP Color LaserJet.

Характеристики лазерных принтеров

Лазерные технологии печати. Доминирующими для лазерных принтеров являются электрофотографическая и светодиодная (LED, Light Emitting Diode) технологии. Электрофотографическая технология подобна используемой в копировальных аппаратах. В светодиодной технологии в качестве оптического устройства, формирующего изображение, используются светодиоды (исторически светодиодные принтеры относятся к классу лазерных). Светодиодная технология, как правило, находит применение в широкоформатных принтерах (до 36 дюймов). Электрофотографическая технология обычно используется в настольных и офисных лазерных принтерах.

Формирование изображения. Лазерные принтеры формируют изображение путем позиционирования точек на бумаге (растровый метод). Первоначально страница формируется в памяти принтера и лишь затем передается в механизм печати. Растровое представление символов и графических образов производится под управлением контроллера принтера. Каждый образ формируется путем соответствующего расположения точек в ячейках сетки или матрицы, как на шахматной доске (рис. 8.8 ).

Растровая технология в значительной степени отличается от векторной, используемой в перьевых графопостроителях. При использовании векторной технологии изображение формируется путем построения линий из одной.

Принцип действия. Лазерные принтеры, получившие наибольшее распространение, используют технологию фотокопирования, называемую еще электрофотографической, которая заключается в точном позиционировании точки на странице посредством изменения электрического заряда на специальной пленке фотопроводящего полупроводника. Подобная технология печати применяется в ксероксах. Принтеры фирм HP и QMS, например, используют механизм печати ксероксов фирмы Canon.

Важнейшим конструктивным элементом лазерного принтера является вращающийся фотобарабан, с помощью которого изображение переносится на бумагу (рис. 8.9 ). Фотобарабан представляет собой металлический цилиндр, покрытый тонкой пленкой из фотопроводящего полупроводника (обычно оксид цинка). По поверхности барабана равномерно распределяется статический заряд с помощью тонкой проволоки или сетки, называемой коронирующим проводом. На этот провод подается высокое напряжение, вызывающее возникновение вокруг него светящейся ионизированной области, называемой короной.

Лазер, управляемый микроконтроллером, генерирует тонкий световой луч, отражающийся от вращающегося зеркала. Луч, попадая на фотобарабан, засвечивает на нем элементарные площадки (точки), и в результате фотоэлектрического эффекта в этих точках изменяется электрический заряд. Для некоторых типов принтеров потенциал поверхности барабана уменьшается от 900 до 200 В. Таким образом, на фотобарабане возникает копия изображения в виде потенциального рельефа.

На следующем рабочем шаге с помощью другого барабана, называемого девелопером (developer), на фотобарабан наносится тонер - мельчайшая красящая пыль. Под действием статического заряда мелкие частицы тонера легко притягиваются к поверхности барабана в точках, подвергшихся экспозиции, и формируют на нем изображение (рис. 8.10 ).

Лист бумаги из подающего лотка с помощью системы валиков перемещается к барабану. Затем листу сообщается статический заряд, противоположный по знаку заряду засвеченных точек на барабане. При соприкосновении бумаги с барабаном частицы тонера с барабана переносятся (притягиваются) на бумагу.

Для фиксации тонера на бумаге листу вновь сообщается заряд, и он пропускается между двумя роликами, нагревающими его до температуры 180-200°С (если вы хоть раз ставили пирог со сладкой начинкой в духовку, то знаете, как тяжело разделить пропеченные компоненты). После собственно процесса печати барабан полностью разряжается, очищается от прилипших частиц тонера и готов для нового цикла печати. Описанная последовательность действий происходит очень быстро и обеспечивает высокое качество печати. На рис. 8.11 представлена обобщенная схема работы лазерного принтера.

В светодиодном принтере для засвечивания барабана вместо лазерного луча, управляемого с помощью системы зеркал, используется неподвижная светодиодная строка (линейка), состоящая из 2500 светодиодов, которая формирует целую строку изображения. На этом принципе, например, работают лазерные принтеры фирмы OKI.

Цветная печать. При печати на цветном лазерном принтере используются две технологии.

В соответствии с первой, широко используемой до недавнего времени, на фотобарабане последовательно для каждого отдельного цвета (Cyan, Magenta, Yellow, Black) формировалось соответствующее изображение и лист печатался за четыре прохода, что, естественно, сказывалось на скорости и качестве печати.

Достичь высокого разрешения по горизонтали проще, чем по вертикали. Поэтому многие модели принтеров сегодня имеют «несимметричное разрешение», равное, например, 1200x600 dpi, когда точность перемещения лазерного луча составляет 1/1200 дюйма, а шаг вращения барабана - 1/600 дюйма. Воспроизводимое изображение разбивается при этом не на квадраты, а на прямоугольники со сторонами 1/600 и 1/1200 дюйма. Так как луч лазера может перемещаться не только по горизонтали, но и по вертикали, то он способен поставить точку либо в верхней, либо в нижней части прямоугольника. В этом случае говорят об алгоритмическом разрешении (рис. 8.12 ).

Очевидно, что высокое алгоритмическое разрешение заменяет аппаратное лишь отчасти. Оно позволяет сделать края изображений более гладкими.

Для передачи полутонов изображение принято разбивать на несколько ячеек. Например, для принтеров с разрешением 300x300 dpi часто применяется квадратная ячейка, состоящая из 25 точек размером 0,42x0,42 мм (длина стороны 1/60 дюйма), со сторонами, повернутыми на 45° относительно вертикали. При этом возможна передача 26 оттенков серого (от 0 до 25 точек в ячейке). Именно таковы рекомендации языка PostScript Level 1.

Так как размер ячейки достаточно велик, а число оттенков мало, то изображение получается зернистым.

В более высококачественных принтерах такая ячейка состоит из 128 точек (например, в принтерах фирмы Lexmark) и также имеет вид квадрата, повернутого на 45°. При разрешении 1200x1200 dpi его размер составляет 0,25x0,25 мм. Качество изображения улучшается не только потому, что размер ячейки меньше, но и из-за увеличения числа оттенков серого до 129.

Интерполяционные возможности. Как уже отмечалось, при печати на лазерном принтере каждый элемент изображения формируется путем соответствующего расположения точек в ячейках сетки или матрицы (см. рис. 8.12 ). В результате этого возникает так называемый «лестничный эффект», который проявляется не только при печати графических изображений, но и при печати текста крупным шрифтом.

Эта проблема впервые была решена фирмой HP с помощью технологии повышения разрешения, так называемой RET-технологии (Resolution Enhancement Technology). Основным составным элементом при этом является собственный чип, предназначенный для управления интенсивностью луча лазера, что позволяет изменять энергию заряда каждой точки растра на барабане в пределах пяти градаций для получения точек разного размера, позиционирование которых приводит к сглаживанию краев изображения. При этом сокращается расход тонера при печати пересекающихся линий. RET-технология увеличивает видимое разрешение до уровня выше аппаратного и повышает качество вывода текста, штриховых и полутоновых изображений (рис. 8.13 ).

Другие изготовители используют эту технологию под собственными названиями. Фирма OKI назвала ее Smoothing Technology, фирма NEC - SET (Sharp Edge Technology), а фирма Epson - RIT (Resolution Improvement Technology).

Чтобы избавиться от зазубренности линий, в принтерах фирмы Brother используются средства HRC (High Resolution Control - управление высоким разрешением), а для повышения качества печати полутоновых рисунков - ATP (Advanced PhotoScale Technology - усовершенствованная технология печати фотографического качества), что позволяет получить 61 уровень серого при линиатуре 150 lpi для разрешения 1200 dpi.

Некоторые принтеры фирмы Apple (например, Apple Lasern"nier 16/000 FS) позволяют получить разрешение 600 dpi при использовании технологии сглаживания краев изображений символов и штриховой графики Apple FinePrint, а также использовать технологию улучшения полутоновых изображений Apple PhotoGrade, но для этого потребуется к 8 Мбайт памяти базовой модели дополнительно установить еще 4 Мбайт.

В современных моделях принтеров Optra фирмы Lexmark качество передачи полутоновых изображений повышается за счет технологии Lexmark PuctureGrade, основанной на специальном алгоритме нанесения тонера при заполнении ячеек полутоновых изображений. На рис. 8.14 представлена элементарная ячейка полутонового изображения при зачернении 17% с использованием стандартного алгоритма (а) и алгоритма Lexmark PictureGrade (б).

Что касается интерполированной или повышенной разрешающей способности, которая часто указывается в характеристиках лазерных принтеров, то эти цифры следует воспринимать критически. С помощью регулирования размера точки на бумаге и ее расположения принтеры могут добиваться отличного сглаживания ступенчатых краев штриховых изображений и символов текста, однако нет единого мнения относительно того, как этот эффект выразить в виде разрешающей способности числом точек на дюйм.

Реальную проверку разрешающая способность проходит на бумаге, поэтому, чтобы убедиться в соответствии параметров принтера потребностям пользователя, следует внимательно изучит примеры распечаток. При этом можно воспользоваться лупой.

Качество тонера. На качество печати влияют не только разрешающая способность печатающего механизма и интерполяция, важную роль играют также размеры и форма частиц тонера, которые определяют форму и размеры точек, из которых состоит растровое изображение.

Фирмы-изготовители лазерных принтеров ведут серьезные работы по созданию тонера, максимально обеспечивающего плотность черных элементов, равномерность линий и четкость краев изображения. Так, например, в лазерных принтерах фирмы OKI применяется уникальный мелкодисперсный тонер сферического типа со средним размером частиц 8 мкм.

При заправке принтера таким тонером удалось добиться повышения разрешающей способности вдвое и достичь значения 600 dpi (например, у принтера HP LaserJet 6P). В настоящее время выпускаются лазерные принтеры с разрешением 1200 dpi.

Плоттер. Плоттер является устройством вывода, которое применяется только в специальных областях. Плоттеры обычно используются совместно с программами САПР. Результат работы практически любой такой программы - это комплект конструкторской и/или технологической документации, в которой значительную часть составляют графические материалы. В последние годы получили распространение плоттеры для распечатки полнокрасочных плакатов (в основном для рекламы).

Плоттер оборудован специальными вспомогательными средствами.

Поле для черчения у плоттеров соответствует стандартам ISO (форматы А4-АО) или ANSI (форматы А-Е).

Все современные плоттеры можно отнести к двум большим классам:

Планшетные для форматов A3-А2 (реже А1-АО) с фиксацией листа электрическим, реже магнитным или механическим, способом и пишущим узлом. Таким образом, если, например, необходимо провести линию, то печатающий узел перемещается в ее начальную точку, опускается штифт с пером, соответствующим толщине и цвету проводимой линии, и затем перо перемещается до конечной точки линии.

Барабанные (рулонные) плоттеры с шириной бумаги формата А1 или АО, роликовой подачей листа, механическим и/или вакуумным прижимом и с пишущим узлом.

Барабанные плоттеры используют рулоны бумаги длиной до нескольких десятков метров и позволяют создавать длинные рисунки и чертежи.

Большинство плоттеров имеют пишущий узел перьевого типа. Используются специальные фломастеры с возможностью их автоматической замены (по сигналу программы) из доступного набора. Кроме фломастеров, применяются чернильные, шариковые пишущие узлы, рапидографы и многие другие устройства, обеспечивающие различную ширину линий, насыщенность, цветовую палитру и т. д.

HP-GL/2. В качестве устройства для вывода текста плоттер пригоден весьма условно - его преимущество, прежде всего, заключается в точной и быстрой прорисовке чертежей с помощью геометрических элементов. Эти возможности плоттер реализует с помощью стандартного языка HP-GL. С 90-х годов новая версия HP-GL/2 (совместимая снизу вверх с HP-GL) обеспечила повышение скорости передачи данных, управление шрифтами, толщиной, цветом, заливками и штриховками.

Некоторые фирмы дополнительно применяют для векторной и растровой графики свои вариации форматов данных, систем команд и драйверов (DMPI, CalComp, MHGL, BLG и др.). Однако поддержка или эмуляция HP-GL является обязательной.

Режущий плоттер. В последнее время на базе перьевых плоттеров были созданы режущие плоттеры. В них пишущий узел заменяется на резак. Изображение переносится не на бумагу, а, например, на самоклеящуюся пленку или аналогичный носитель. Буквы или знаки, полученные с помощью режущего плоттера, можно увидеть на витринах, вывесках, указателях и т.п.

Струйный плоттер. Дальнейшим развитием семейства плоттеров по пути их продвижения на рынок художественной, графической и рекламной продукции стало создание группы устройств с пишущими узлами струйного типа. По сути эта группа устройств создана на базе механизмов стандартных плоттеров и оснащена современной струйной головкой, обеспечивающей до четырех цветов с разрешением 75-720 dpi.

Большинство струйных аппаратов обеспечивают как печать чертежей, карт и схем в форматах, применяемых в САПР, так и печать популярных графических файлов форматов TIF, BMP, PCX. Кроме того, они имеют драйверы для работы под Windows.

Скорость печати на струйном плоттере зависит от сложности рисунка и разрешения и в среднем составляет 30-60 мин на 1 опред-е">Электрический плоттер. Электрические плоттеры напоминают ксероксы или лазерные принтеры. Принцип работы этих устройств заключается в электризации отдельных точек (областей) специальной бумаги (пленки) с дальнейшей подачей ее в кювету с красителем. Закрепление красителя происходит аналогично процедуре ксерокопирования. Монохромная печать обеспечивается за один проход, цветная (в четыре основных цвета) - за четыре.

Разрешение современных устройств составляет около 400 dpi. Обеспечивается печать рисунков в форматах АО - А1 со скоростью 10-30 мм/с.

Контрольные вопросы

1. Какой принцип используется в струйных принтерах?

2. Какой принцип используется в лазерных принтерах?

3. Какой принцип используется в твердочернильных принтерах?

4. В каких цветных принтерах соотношение цены отпечатка и его качества наименьшее?

5. Какой эффект улучшения качества печати на лазерном принтере дает RET-технология?

6. Влияет ли объем оперативной памяти лазерного принтера на его производительность?

7. Какой язык описания страниц для принтеров является наиболее распространенным в полиграфии?

8. В чем состоит основное отличие фотонаборного выводного устройства от принтера?

9. В чем состоит отличие плоттера от принтера по назначению?

р екзкзтсеенаа

О у у ьбД -Ц

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

Союз Соеетскил

Социалистических

Республик

К ПАТЕНТУ. / l

М, Кл, G 06!с 15, 00

Заявлено 14.XI.1969 (Ме 1378476)28-12) Приоритет 14.XI.1968, № 15447)68, Швеция

Иностранец

Геста Курт Хьерпе (Швеция) Иностранная фирма

«Ингеньерсфирма Треко» (Швеция) Заявитель

ПЕЧАТАЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО

Зависимый от патента №

Изобретение относится к печатающему устройству для вычислительных и подобным им машинам предпочтительно с электронным управлением.

Известно печатающее устройство, например, к вычислительным машинам, содержащее бумагоопорный вал и печатающий узел, который состоит из наборного средства, двух групп деталей и литеродержателей. Каждый литеродержатель выполнен в виде кругового сектора. Одна группа деталей содержит основную часть литеродсржателя H центрирующий крюк литеродержателя, а другая группа— замковые средства на литеродержателе и печатающий молоточек.

С целью повышения удобства в пользовании в предлагаемом печатающем устройстве все литеродер катели связаны с осью посредством радиального плеча и втулки, а замковое средство выполнено в виде зубчатой рейки, расположенной на внутренней стороне литеродержателя и взаимодействующей в процессе выбора необходимого знака с центрирующим крюком, установленным на осп и расположенным между втулкой и зубчатой рейкой.

Каждый литеродержатель снабжен защелкой, находягцейся и постоянном зацеплечии с наборным средством и шарнирно установленной на втулке литеродержателя.

Первая группа деталей снабжена рычагом включения для приведения в действие центрирующего крюка и контактирующего с ним посредством концевой и боковой торцовых

5 поверхностей. Расстояние концевой поверхности от оси установки рычага возрастает в направлении его поворота при включении, Рычаг включения подпружинен в направле10 шш действия, а для повторного набора соосно с центрирующпм крюком установлен возвр»щ а ющи и мост.

Печатающее устройство снабжено электромагнитами для приведения в действие рыча15 гов включения, причем на каждом рычаге включения смонтирован якорь электромагнита.

Наборное средство имеет поводок для возврата печатающих молоточков в исходное

20 положение.

Все литеры смонтированы на литеродержателе с возможностью радиального перемещения.

Внутри дугообразного участка литеродер25 жателя расположен распределительный вал, снабженный кулачками для приведения в действие возвращающего моста и рычагов включения, а также затворной скобой для затшрания печатающих молоточков в наклонном

30 положении, 382312

Устройство снабяено кареткой, несущей печатающий узел и шарнирно установленной на

IIp0i1(c>K) To÷í0úI ва 1> с Возъ(0>кностыо осеВого перемещения. Для сообщения возвратно-вращательного движения каретке и наборному средству на раснредсл(ггсльном Валу установлены эксцентрики.

Устройство имеет позиционный код, держатель кода и считывающее приспособление, причем держатель позиционного кода установлен на оси л((теродер>кателей с возможностью поворота синхронно с наборным средством.

lla фпг. 1 изображено предлагаемое псчата(ощсе устройство с частичным поперечным разрезом; на фиг. 2 — то >ке, поперечный разрез, в котором печатающий молоточек (Iaxoднтся В исходном поло>кении; на фиг. 3 — то жс, зс(мко Ос ср(дство находится В рабочсъ(положснпи 0 10(lip)eT литеродержятель; пя фиг. 4 — TO >!Ie, I I e ii BTII 1011(HII ii(OJI OTO I 0 II Il d > Oдптся в рабочем положении; на фиг. 5 — то же, замковое средство находится в нерабочем положении; 1(a фиг. 6 — печатающее устройство, вид сбоку; на фиг. 7 — то же, крепление каретки с печающим узлом.

11ечатающее устройство содержит бумагоопорный вал 1 и печатающий узел, который состоит из литсродержателей 2 с литерами 3, наборного средства 4 и двух групп деталей, размещенных во внутренней части устройства ((o одну сторону литер (см. фиг. 1).

Kà>êäûé литеродср>катель состоит из кругового сектора 5, радиального плеча б и втулки 7. Литеры 8 установлены в круговом секторе с возможностью радиального перемещения (см. фиг. 2).

Все литеродержатели расположены на общей оси 8, с которой связаны посредством радиального плеча 6 и втулки 7.

Одна груп(па деталей печатающего узла содержит основную часть литеродержателя, центрирующий крюк 9 и взаимодействуя>щий с ним рычаг 10 включения (см. фиг. 3).

Центрирующий крюк установлен на осн 11, а рычаг включения — на оси 12 и соединен с пружиной И, действие которой направлено для замыкания с центрирующим крюком.

Рычаг включения контактирует с цснтрпрующим крюком посредством концевой и боковой торцовых поверхностей, причем расстояние концевой поверхности от оси 12 установки рычага возрастаетв направ;!си(!и егоповорота нри включении.

Другая группа деталей печатающего узла имеет замковое средство 14 и печатающие молоточки 15, взаимодействующие с хвостовиками литер (см. фиг. 2 и 4).

Замкогос средство выполнено в виде зубчатой рейки, располо>кенной на внутренней стороне литеродержателя и взаимодействующей в процессе выбора необходимого знака с центрирующим крюком, который удер>кивается в этом положении рычагом 10 включения, нагруженным пружиной И в направлении его поворота.

Печатающий молоточек 15 расположен между круговым сектором 5 литеродержателя и осью 8 и смонтирован с возможностью вращения на общей с литеродержателями оси 11.

Прп этом все печатающие молоточки в печатающем узле располояены поочередно с литеродсржателями.

Каждый литеродеряатель снабжен защелкой lб, шарнирно установленной на втулке 7 литеродеряателя. Защелка соединена посредством пружины 17 с радиальным плечом б лптсродсржателя для (IOCTOIIIIOCO зацепления со стер, нем 18 наборного средства 4.

1 тержснь 18 Вза!!мОДсйстВуст со Всеми зящслкяъlи лп I epOIIep>«aтслей ОдпОВременно (см. фиг. 2) .

При вращении осн 8 iio ;ясовой стрелке из положения, показанного на фиг. 2, с помощью защелки lб поворачивается также по часовой стрелке наборное средство 4 и литеродержатели, занимая кра1(псе верхнее положение (см. фиг. 5), которое определяется установочным стер>кием 19, входя(цим в вырез 20 втулки литсродержатсля. Литеродер>катель поворачивается по часовой стрелке и блокируется замковым средством 14 и центрирующим крюком 9 для уста((овки в рабочем положении (см. фпг. 3). Защелка lб выводится из зацепления со стержнем 18 наборного средства, преодолевая сопротивление пружины 17 (см. фиг. 4).

При повороте против часовой стрелки наборного средства стержень 18 устанавливается в положение, изображенное на фиг. 3, при этом защелка с помощью пружины 17 входит в зацепление со стер>кием 18, который при этом упирается в стопорную поверхность а литеродержателя (см. фиг. 4 и 5) для установки в исходное положение, изображенное на фиг. 2.

Блокирование литеродер>кателя в исходном поло>кении обеспечивается замковым средствог(, Входящим в зацепление с центрирующим крюком под действием рычага включепп>i, вращающегося вокруг оси 12 против часовой стрелки, который заклинивает крюк своими концевой и боковой торцовыми поверхпостямп.

Для удержания рычага включения в этом поло>кспип и центрирующего крюка в исходном положспии (cM. фиг, 5) служат электромагниты 21, причем па каждом рычаге включения смонтирован якорь 22 электромагнита.

Электро(,(агпппы располо>кепы в шахматном порядке, разбиты па группы по три электромагнита в каждой и электрически соединены на несущей пластине 28 (см. фиг. 1, 3 и 5).

При включении электромагнита рычаг 10 гключсния устанавливается во взведенном положении. При включении электромагнита рычаг под действием пружины 18 вводится в дейстгие, поворачивается против часовой стрелки и поворачивает цептрирующий крюк 9 до зацепления с зубчатой рейкой литеродержатсля. Электромагниты рычагов правляют38231

5 ся электронной схемой устройства, от которой получают соответствующие импульсы.

Для повторного набора соосно с центрирующим крюком установлен возвращающий мост 24, общий для всех рычагов включения и имеющий стержень 25, опирающийся на рычаги включения.

Поворотное движение рычага 10 в конечное положение (см. фиг. 5) вызывает поворот крюка 9 в нерабочее положение, в котором on находится под воздействием возвращающего моста. При повороте по часовой стрелке возвращающего моста стержень 25 вызывает поворот против часовой стрелки рычагов включения в положение, указанное на фиг. 5.

Для приведения в действие возвращающего моста и рычагов включения служит распределительный вал 26, расположенный внутри дугообразного участка литеродер>кателя и кулачки 27 которого взаимодействуют с закругленными концами 28 возвращающего моста.

Оси 8, 12 и вал 26 смонтированы в торцовых стенках 29 устройства, которые поддерживают также стержень 19, держатель 80 пружины 18 и направляющие копиры 81, 82 и 88 для литеродержателей, центрирующих крюков и рычагов включения.

Ка>кдый печатающий молоточек 15 нагружен в направлении удара по хвостовику литеры пружиной 84 растяжения, соединенной с держателем 80.

Для удержания молоточков в исходном положении на последних имеется выступ 85, взаимодействующий с поводком 86 наборного средства 4 при установке литеролержателей (см. фиг. 4). При возвратном движении наборного средства из положения, изображенного на фиг. 4, в исходное положение (см. фиг. 2) поводок 86 воздействует на выступ 85 печатающего молоточка и поворачивает cro в положение, при котором молоточек входит в зацепление с выступом 8 запирающей скобы 88 и запирает молоточек в наклонном положении (фиг. 4). Запирающая скоба шарнирно установлена на подшипнике 89, коицентричном с промежуточным валом 40, служащим для привода печатающего узла, и имеет выступ 41, взаимодействующий с кулачком 42, установленным на распределительном валу (см. фиг, 4).

Распределительный и проме>куточный валы связаны ме>кду собой с помощью зубчатой передачи 48 с передаточным отношением 1: 1 (см. фиг. 1). Кроме того, на распределительном валу установлены эксцентрики 44 и 45 (см. фиг. 6 и 7).

На эксцентрике 44 смонтирована промежуточная деталь 46, конец которой шарнирно соединен с рычагом 47, связанным с осью 8 для сообщения ей движения. При вращении распределительного вала кулачки 42, 27 и эксцеитрик 44 поворачиваются и с помощью детали 46 и рычага 47 сообщают оси 8 и на30

6 борному средству 4 возвратно-вращательное движение.

На эксцентрике 45 установлен соединительный стержень 48, конец которого шарнирно сочленен с кареткой 49, несущей печатающий узел (см. фиг. 7 и 1).

Торцовые стенки 29 устройства, между которыми перемещается каретка, имеют выемки 50 лля вставки втулок подшшшиков 89 (см. фиг. 3 и 5). Для поворота печатающего узла относительно промежуточного вала в подшипниках 89 иа втулках последних смоитиров;и! установочный элемент 51, соединенный одним кон!,ом с торцовой стенкой 29. При вращеи1ш по стрелке I> печатающий узел поворачив11ется относительно промежуточного зала 40 пол ле "ствпем эксцентрика 45 попре.lством соеди1штельного стержня 48 (с. !. фиг. 7) .

Эксцентрик 45 и соедиш1тельньш стержень 48, а также кулачки 42, 27 вместе с выступом 41 запирающей скобы 88 установлены в определенных положениях посредством направляющего кулачка 52, смонтированного на внутренней стороне торцовой стенки 29 (см. фиг. 5).

Каретка 49, несущая печатающий узел, установлена с возможностью бокового смещения вдоль промежуто шого вала 40 Ilo направля!Ошей 58. имеющей желобки для шариков 54, поддерживаемых штангой 55.

Направл!и01>!ая 53 жестко связана с торцовь ми пластинами 56, поддерживающими буIaroonopnI вал 1.

Для использования в электронных вычислительных машш1ах предлагаемое печатающее устройство снабжено позиционньп! кодом 57, держатель 58 которого установлен на оси 8 литсролержатслей с возможностью поворота синхрон!!о с 011борньп1 средством 4. Позиц ион н ьl Й 1 Ол соотг>етств >>ет и а ждо м >, положепшо литеры и считывается приспособлением, которое содержит лампы 59 и фотодиолы 60, установ снн1. с по обе стороны лержатсля 58 с кодом. Ла.:пы освещают отверстия позиционного кода, который считывается соответствующими фотодиолами, которые преобразуют световой сигнал, проходящий через указанные Отверстия, в электрический, подаваемый в управ."fÿ!0,ö!Ié передатчик электпонной схемы устройства в зависимости от налишя соответству1о.цсго знака.

Предмет изобретения

1. Пс 1 атающсе устройство, например. к вычислительн!>1м машинам, содержащее бумагоопорн..!11 вал и печатающий узел, состояицш из наборного средства, литеродержателей, кажлыи из которых выполнен в виде кругового сектора, и двух групп деталей, причем одна гр, ппа деталей содержит основную часть литеролержателя и центрирующий крюк литеродержателя, а другая — замковые средства на литсродержателе I! псчатаlош1ш мочото1ск, о тлу ч 0!О п{сс с.". Тс м. I ТО. с цсл ь10 !1 0".>1-ни спи я

i „",0IcTlIH B !Io,".I> o. анин, Oио сиабжPllo

382312 литеродер>кателей, с которой последние связаны посредством радиального плеча и втулки, а замковое средство выполнено в виде зубчатой рейки, расположенной на внутренней стороне литеродержателя и взаимодействующей в процессе выбора необходимого знака с центрирующим крюком, установленным на оси и расположенным между втулкой и зубчатой рейкой.

2. Печатающее устройство по п. 1, отличаюи1ееся тем, что каждый литеродержатель снабжен защелкой, находящейся в постоянном зацеплении с наборным средством и шарнирно установленной на втулке литеродержателя.

3. Печатающее устройство по п. 1, отли LQIoи1ееся тем, что первая группа деталей снабжена рычагом включения для приведения и действие центрирующего,крюка и контактирующего с нпм посредством концевой и боковой торцовых поверхностей, причем расстояние концевой поверхности от оси установки рычага возрастает в направлении его поворота при включении.

4. Печатающее устройство по пп. 1, 2 и 3, отличаюшееся тем, что рычаг включения подпружинен в направлении действия, а для повторного набора соосно с центрирующим крюком установлен возвращающий мост.

5. Печатающее устройство по и. 1, отличаюи1ееся тем, что оно снабжено электромагнитами для приведения в действие рычагов включения, причем на каждом рычаге включения смонтирован якорь электромагнита.

6. Печатающее устройство по п. 1, отличаюи ееся тем, что наборное средство имеет поводок для возврата печатающих молоточков в исходное поло>кение.

7. Печатающее устройство по и. 1, отличаюи1ееся тсм, что литеры смонтированы на лите5 родержателе с возможностью радиального перемещения.

8. Печатающее устройство по п. 1, отличаюи1ееся тем, что имеет распределительный вал, располо>кенпый внутри дугообразного участ10 ка, и промежуточный вал, на котором шарнирно установлена с возможностью осевого перемещения каретка, несу щая печатающий узел.

9. Печатающее устройство по п. 8, отличаю15 и1ееся тем, что на распределительном валу установлены эксцентрики, кинематически связанные с кареткой и наборным средством для сообщения им возвратно-вращательного дви>кения.

20 10. Печатающее устройство по пп. 1 — 8, отличаюи1ееся тем, что распределительный вал снабжен кулачками для приведения в действие возвращающего моста и рычагов включения, а также затворной скобой для запира25 ния печатающих молоточков в наклонном положении, причем затворная скоба шарнирно установлена на подшипнике, концентричном с промежуточным валом.

11. Печатающее устройство по п. 1, отли30 чаюи1ееся тем, что оно снабжено позиционным кодом, держателем позиционного кода и считывающим приспособлением, причем держатель позиционного кода установлен на оси литеродержателей с возможностью поворота

35 синхронно с наборным средством.

Составитель М. Лиманова

Техред Л. Богданова Корректор Е. Сапунова

Редактор В. Блохина

Заказ 2218/17 Изд. № 1505 Тираж 647 Подписное

ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР

Москва, 7К-35, Раушская наб., д. 4/5

Коммуникация, связь, радиоэлектроника и цифровые приборы

По способу печати принтеры разделяются на буквопечатающие и знакосинтезирующие что аналогично текстовому и графическому режимам дисплея а также последовательные и параллельные. В последовательных принтерах печать осуществляется поэлементно с продвижением по строке и после завершения печати одной строки переходят к печати следующей строки. Вместе с тем у них есть преимущество в качестве печатаемых символов а в ряде случаев и в скорости печати. Во время печати головка движется по строке слева направо и ударами иголок...

Лекция 7. Печатающие устройства

Вопросы:

1. Системная поддержка принтеров.

Литература: 1. Гук. М. Аппаратные средства IBM PC . Питер, 2005, с. 562-583.

1. Принципы построения различных типов принтеров.

Определения:

Принтер – это устройство, обеспечивающее вывод изображения на бумагу или пленку.

Плоттер – это устройство для вычерчивания изображения на бумаге.

Принципы формирования изображений:

у принтеров – соответствие растровым дисплеям;

у плоттеров - соответствие векторным дисплеям.

Принтеры и плоттеры создают так называемые твердые копии (hardcopy ) документов; твердость означает невозможность их последующей произвольной модификации. По этому признаку принтеры и плоттеры относятся к пассивным устройствам графического вывода противоположность — активные устройства вывода — дисплеи.

По способу печати принтеры разделяются на буквопечатающие и знакосинтезирующие (что аналогично текстовому и графическому режимам дисплея), а также последовательные и параллельные.

В п оследовательных принтерах печать осуществляется поэлементно с продвижением по строке, и после завершения печати одной строки переходят к печати следующей строки.

В параллельных принтерах строка печатается целиком строкой.

Буквопечатающие принтеры способны печатать только строчки символов из фиксированного набора, что ограничивает область их применения для текстовых документов без возможности использования разнообразия шрифтов. Вместе с тем, у них есть преимущество в качестве печатаемых символов, а в ряде случаев — и в скорости печати.

Знакосинтезирующие, они же матричные принтеры, позволяют печатать произвольные изображения. По способу нанесения красителя они делятся на ударные (игольчатые), термические, струйные и лазерные, хотя под матричными, как правило, подразумевают именно игольчатые.

1. Матричные игольчатые принтеры

Игольчатые принтеры (Dot Matrix Printer ) имеют печатающую головку, на которой расположена матрица игольчатых молоточков, управляемых электромагнитамитами. Иголки ударяют по бумаге через красящую ленту, бумага лежит на валике, перемещаясь только продольно (перевод строк выполняется поворотом вала, но в обоих направлениях. Перемещение по строке выполняет сама печатающая головка — она довольно легкая, поэтому ее можно двигать быстро. Все управление механикой выполняет встроенный микроконтроллер принтера. В его ведении находятся шаговые двигатели подачи бумаги и перемещения головки по строке, а также приводы иголок, которых может быть от 8 до 24. На принтере имеются механические или оптоэлектронные датчики крайних положений каретки, а также датчик конца бумаги. Управляя этими механизмами и пользуясь датчиками, можно вывести любое изображение. Во время печати головка движется по строке слева направо, и ударами иголок отпечатываются требуемые точки. После того как строка отпечатана, передвигается бумага и выполняется печать следующей строки. Если бумагу не перемещать, то можно повторно пропечатывать отдельные элементы (символы), и они будут выглядеть ярче. У некоторых принтеров печать может выполняться и на обратном ходе головки, что экономит время печати, хотя из-за люфтов механики возможно не очень точное совмещение точек , отпечатанных на прямом и обратном ходе.

Валик подачи бумаги Бумага печати Указатели поворота валика

Головка с матрицей

иголок

Датчики.

Микроконтроллер

ПЗУ знакогенератора

Буферное ОЗУ.

Интерфейс связи с ПК

Рис. 7.1. Функциональная схема матричного принтера.

Матричные принтеры могут работать как в графическом, так и в символьном режимах. Развертку символов в точечное изображение выполняет встроенный процессор (микроконтроллер) принтера, у которого есть ПЗУ с таблицами знакогенераторов. Обычно принтеры имеют несколько таблиц (для разных языков и шрифтов), переключаемых программно (по командам от компьютера), аппаратно (переключателями на принтере) или с помощью кнопок панели управления принтером.

Контроллер принтера по интерфейсу принимает от компьютера поток байтов, содержащий данные для печати и управляющие команды. Данные принимаются в буферное ОЗУ, откуда извлекаются и интерпретируются в соответствии с возможностями механики. Принтер обеспечивает обратную связь с компьютером:

управляет потоком (останавливает по заполнению буфера) и сообщает свое состояние — готовность (On - Line ), конец бумаги (Paper End ), ошибка (Error ). Это позволяет программе работать с принтером не вслепую и сообщать пользователю о необходимости вмешательства.

Принтер способен печатать поступающие к нему данные, когда он включен, у него есть бумага и он находится в состоянии On - Line . В состоянии On - Line принтер готов к приему данных от компьютера (если у него есть место в буферной памяти). Заметим, что принтер печатает строку только после того, как «поймет», что у него в буферной памяти собрался окончательный образ для этой строки. В символьном режиме строка будет отпечатана в следующих случаях:

• принято столько символов, сколько умещается в строке, и еще хотя бы один (принтеру полагается воспринимать код «забой», по которому он должен аннулировать предыдущий символ);
• принят символ возврата каретки (CR ), перевода строки (LF ) или формата (FF );
• оператор нажал кнопку перевода строки или формата (для их срабатывания принтер должен быть переведен в состояние Off - Line , печать строки может быть вызвана и переводом в это состояние).

Таким образом, матричный принтер является устройством построчного вывода.

В графическом режиме идея печати та же — строка печатается целиком, когда для нее готовы данные (для всех используемых иголок). При переводе принтера в стояние Off - Line печать и прием данных приостанавливаются, но оставшиеся в буфере данные сохраняются. Буфер очищается по включению питания, аппаратному сбросу по сигналу интерфейса и по приему специальной команды.

По включению питания, аппаратному или программному сбросу контроллер выполняет самотестирование и приводит механику в исходное состояние. Для этог о он перемещает головку до срабатывания датчика левого положения, чтобы откалибровать систему позиционирования. Некоторые принтеры после этого немного прогоняют головку вправо, чтобы она не мешала заправке бумаги.

Разрешающая способность матричного принтера определяется размером матрицы иголок и разрешающей способностью печати: точки можно пропечатывать, смещая головку (влево-вправо) и бумагу (вверх-вниз) даже на долю шага так, что точки сольются в почти гладкую линию, для чего требуется довольно точная механика. Разрешающая способность печати связана со скоростью: поскольку иголки все-таки инерционны, предельная частота их срабатывания ограничена. Поэтому для высокого разрешения скорость перемещения головки и бумаги невысока. Современные модели матричных принтеров позволяют достигать разрешения вплоть до 360 dpi (точек на дюйм) по обоим координатам. Принтеры, как правило, могут работать в режимах с различным разрешением — от малого разрешения для быстрой печати черновиков (draft ) до высокого разрешения (NLQ . — Near Line Quality , качество, близкое к гладким буквам пишущих машинок).

Цветные матричные принтеры работают с многоцветной (обычно трехцветной) красящей лентой. Каждая строка печатается за несколько проходов головки, и на каждый проход устанавливается полоса ленты определенного цвета. Такая цветная печать происходит не быстро, да и качество цветопередачи невысокое.

Матричные принтеры весьма неприхотливы — могут печатать практически на любой бумаге — листовой, рулонной, фальцованной. Листовая бумага подаётся фрикционным механизмом — валиком, к которому она прижимается обрезиненным роликом. Листы могут заправляться вручную, а в более дорогих моделях имеются специальные лотки для автоматической подачи бумаги из пачки. Для печати из рулона или стопки фальцованной бумаги с перфорацией по краям механизм подачи бумаги имеет траки — резиновые или пластмассовые «гусеницы» с зубчиками. Траки расположены на общей оси и обеспечивают подачу бумаги без перекосов, неизбежных (пусть и в небольшой степени) при фрикционной подаче. Узкие принтеры позволяют печатать на бумаге шириной до формата А4 (вертикально заправленный лист), широкие — до A3 (горизонтально заправленный лист). Принтеры имеют направляющие, регулируемые по ширине листа, а у моделей с траками направляющие двигаются вместе с траками. Существуют специальные приспособления для печати этикеток.

Параллельные матричные принтеры (например, Tally Mannusman ) не имеют подвижной печатающей головки — у них иголки расположены вдоль всей печатаемой строки. За счет этого печать происходит очень быстро (с той же скоростью, что и у барабанных буквопечатающих принтеров). Горизонтальное разрешение у этих принтеров не обязательно определяется числом иголок: печатающий блок может немного перемещаться вдоль строки, и каждая строка может быть отпечатана за несколько ударов, при которых точки смещаются относительно друг друга на доли шага иголок. От этих принтеров в основном требуется высокая скорость печати символов, так что механизм повышения разрешения, снижающий скорость печати, может включаться лишь для графической печати «экзотических» шрифтов. Эти принтеры, как правило, широкие и работают с рулонной и фальцованной бумагой с перфорацией по краям (фрикционная дача на большой длине всегда будет уводить бумагу в сторону). Данные принтеры имеют высокую цену, но при большом объеме текстовой печати весьма эффективные, т.к. Расходный материал — красящая лента.

1. Термопринтеры

Термопринтеры по конструкции напоминают игольчатые, но вместо ударов иголок по красящей ленте их головки нагревают отдельные точки специальной термочувствительной бумаги. Эти принтеры отличаются практически бесшумной работой, правда, скорость печати невысока. Главный недостаток — требуется специальная бумага, изображение на которой получается не очень устойчивым (на солнечном свету и при нагревании бумага темнеет). В настоящее время термопринтеры используются в основном в факсимильных аппаратах.

1. Струйные принтеры

Струйные принтеры также конструктивно аналогичны матричным игольчатым, но вместо удара по бумаге через красящую ленту они выстреливают по бумаге, капельками специальных чернил. Чернила выстреливаются из микроскопических сопел с использованием пьезоэлектрических механических микронасосов пузырьковой технологии (bublejet ). Пузырьки пара, выталкивающие чернила из сопла, образуются под воздействием микроскопического нагревательного элемента. Число сопел в головке измеряется десятками, благодаря их малому размеру удается достичь высокого разрешения (вплоть до 720 dpi =точек на дюйм). Цветные струйные принтеры имеют сопла для чернил базисных цветов и черных (набор цветов для модели CMYK — Cyan =Рыжий, Magenta , Yellow =Желтый, Black =Черный). По конструкции чернильниц принтеры разделяются на два типа: с отдельными сменными чернильницами и с чернильницами, совмещенными с головкой. В совмещенном варианте предусматривается дозаправка чернильниц. Струйные принтеры работают тихо, скорость печати определяется режимом:

черновая — быстро, качественная,

цветная печать, — довольно медленно.

Высокое качество достижимо только на хорошей бумаге. На плохой бумаге чернила растекаются, правда, против этого применяют разные ухищрения (например, подогрев бумаги для ускорения высыхания). Струйные принтеры печатают только на листовой бумаге, большинство моделей работает с форматом А4, но есть и A3. Для них подходит бумага, предназначенная для ксероксов. Из-за довольно высокой цены картриджей с чернилами стоимость печати на струйном принтере, особенно цветной, оказывается довольно высокой, в то время как сами принтеры относительно недороги. Иногда у принтеров пересыхают чернила в соплах, и это, как правило, приводит к необходимости замены довольно дорогой головки. В отличие от игольчатых принтеров, которые готовы к работе почти сразу по включению питания, струйные принтеры довольно медлительны — по включению питания они выполняют серию манипуляций с головкой и чернильницами, подготавливаясь к работе. Чтобы сопла не высыхали, головка паркуется в специальном месте. Нештатное включение питания во время работы не позволяет принтеру припарковать головку, и чернила могут засохнуть в соплах.

Число органов управления у струйных принтеров сведено к 1-2 кнопкам, одна из которых является выключателем питания. Одной кнопкой и переключают режим On - Line / Off - Line , и выводят недопечатанную страницу, и загружают новую страницу. Перевод строки, смена шрифтов и т. д. кнопками уже не выполняются — всеми этими функциями управляет компьютер. Это вполне закономерно поскольку в струйном принтере место листа, в котором производится печать в данный момент, скрыто от глаз (поэтому ручной перевод строки не имеет смысла), а шрифтовые возможности настолько богаты (благодаря высокому разрешению), что кнопочное управление тут просто неуместно.

1. Лазерные принтеры

В лазерных принтерах используется та же технология переноса изображения на бумагу, что и в копировальных аппаратах.

Контейнеры с красящим порошком

Источник лазера

Лазерный

луч

Бумага печати

Вращающееся Направление подачи бумаги

Зеркало Термовалик

Контейнер для сбора отработанного тонера

Рис. 7.2. Функциональная схема лазерного принтера

Имеется барабан, покрытый фоточувствительным полупроводником. Поверхность барабана электризуется, после чего модулированный лазерный луч сканирует всю поверхность барабана, разряжая засвеченные участки. Сканирование осуществляется с помощью вращающегося зеркала, направляющего луч на поверхность барабана, и вращения самого барабана. К разряженным точкам поверхности притягивается тонер — очень мелкий красящий порошок, таким образом, на барабане формируется изображение полного листа. Далее синхронно с вращением барабана по барабану прокатывается наэлектризованный лист бумаги, и частички тонера переходят на него. Затем бумага с тонером прокатывается через горячие валки, и тонер припекается к бумаге, после чего лист выводится из принтера. Лишний порошок тонера, собирается в контейнере сбора отработанного порошка. Таким образом, лазерный принтер является постраничным печатающим устройством — он может печатать страницу только целиком, не имея возможности остановиться посреди строки (как последовательный принтер) или листа (как построчный принтер). Цветная печать осуществляется в несколько проходов — каждый раз со своим цветом тонера, Лазерные принтеры обеспечивают высокое качество печати и обладают самым высоким разрешением. Они работают с листовой бумагой высокого качества, пачка которой загружается в лоток, или с пленкой, используемой в полиграфии вывода оригинал-макетов. Лазерный принтер можно использовать и для вывода фотошаблонов для изготовления печатных плат, используя различные пленки для получения изображений. Специально для печати на пленку принтеры имеют возможность зеркальной печати изображения (именно так и печатают макеты книг). Принтеры чувствительны к механическим свойствам бумаги — плохую и мятую бумагу они заминают, и для извлечения остатков листа приходится открывать принтер. Скорость черно-белой печати достигает десятков листов в минуту, цветная печать выполняется медленнее.

Лазерные принтеры выпускаются в широком ассортименте – от маломощных персональных до мощных. Большие принтеры имеют несколько лотков для бумаги и возможность программного выбора лотка. Для каждой модели принтера имеется оптимальная нагрузка — количество отпечатанных листов за единицу времени, а также ресурс барабана. Превышение нагрузки ведет к ускоренному износу, и принтер может не успеть выработать свой официальный ресурс, слишком малая нагрузка невыгодна — мощные принтеры стоят дорого, и удельная стоимость печати окажется слишком высокой.

Расходным материалом для лазерного принтера являются картриджи с тонером; иногда имеется возможность дозаправки картриджа порошком. Стоимость печати по расходным материалам у лазерного принтера невысока, но сами принтеры дороже всех других типов (правда, и качественнее).

Лазерные принтеры имеют мощные встроенные процессоры и большой объем буферной памяти, поскольку они должны хранить изображение целой страницы с высоким разрешением. Объемом буферной памяти определяется максимальное разрешение. Особенно много памяти требует цветная печать. Память лазерного принтера может быть расширена установкой дополнительных модулей динамической памяти, правда, ряд моделей довольно капризны по отношению к типам устанавливаемых модулей. Внутреннее ПО принтера, хранящееся в его ПЗУ, может быть расширено путем установки дополнительных модулей, как правило, флэш-памяти.

Органы управления «персональными» лазерными принтерами (как и струйными) минимизированы. Мощные принтеры, имеющие несколько лотков подачи бумаги и обеспечивающие возможность различных настроек, часто имеют небольшой жидкокристаллический дисплей и кнопки, позволяющие управлять принтером с помощью меню.

1. Плоттеры

Плоттеры, они же графопостроители, предназначены для вывода чертежей. Плоттеры являются векторными устройствами (по крайней мере по входным данным). В плоттерах первых поколений пишущее средство перемещалось на бумаге по траектории, заданной отображаемой в данный момент фигурой, способен рисовать графические примитивы: точка, отрезок прямой, дуга (окружность как его разновидность), прямоугольник. Поток данных, получаемый плоттером, содержит команды рисования этих примитивов и параметры. Многие плоттеры «понимают» и команды написания текста: каждую букву они внутренне интерпретируют как набор отрезков и дуг; для этого они должны иметь соответствующие таблицы знакогенераторов. Плоттеры позволяют выводить изображения на листы разного формата — от А4 для настольных устройств АО у крупных напольных устройств. Для принтеров такие большие раз1 доступны. По способу обеспечения движения пишущего средства относ: го бумаги различают планшетные и рулонные плоттеры.

В планшетном плоттере лист бумаги укладывается на плоский стол и неподвижно закрепляется. На небольших устройствах лист по краям прижимается металлическими полосками к магнитному столу. На устройствах большого формата листы иногда присасываются воздухом через специальные отверстия в столе. Над столом в одном направлении перемещается каретка, вдоль которой перемешается пишущая головка. Вся эта конструкция, напоминающая мостовой кран, приводится в движения двумя шаговыми двигателями, обеспечивающими перемещение пишущей головки по всей поверхности листа. Точность позиционирования измеряется десятыми и даже сотыми долями миллиметра. Головка перьевого плоттера снабжена пишущим пером. На головке имеется соленоид, который прижимает перо к бумаге в нужных местах. У струйного плоттера используется головка такого же типа, как и у струйного принтера (черно-белая или цветная). Приводы позиционирования и пишущего узла управляются встроенным микроконтроллером в соответствии с принимаемым потоком команд.

В рулонном плоттере имеется горизонтальный барабан, на который кладётся лист бумаги и прижимается к барабану валиками. Края листа свободно свисают вниз (это напольные конструкции). Пишущая головка перемещается по направляющей только вдоль оси барабана. Вращение барабана (в обоих направлениях) и перемещение головки совместно обеспечивают взаимно перпендикулярные перемещения пишущего средства относительно бумаги. Рулонные плоттеры позволяют выводить чертежи крупного формата, не занимая при этом огромной площади (как планшетные). Здесь жестко ограничена лишь ширина рулона (А1 или А0). Есть устройства, у которых края листа не свисают, а наматываются на специальные барабаны — такие плоттеры могут выводить полотна длиной в несколько метров. Однако в рулонном плоттере при повторных прогонах довольно трудно обеспечивать точное позиционирования бумаги, которая катается по барабану вперёд-назад во время вывода чертежа огромное количество раз. Из-за этого требуется очень высокоточная (а потому и дорогая) механика.

Современные струйные рулонные плоттеры сделаны несколько иначе. По сути дела они являются растровыми струйными принтерами, головка которых имеет ряд (и не один) сопел. При выводе бумага в них по барабану прокатывается всего один раз, в одном направлении, и за этот проход растровым способом выводится все изображение. Растеризация изображения производится во внутреннем ОЗУ огромного размера, но на данном этапе это оказывается уже проще, делать сложную механику.

Перьевой плоттер способен выбирать перья (по цвету чернил, типу и толщине) из имеющихся у него в распоряжении. Перья бывают разные — типа шариковой ручки (ball tip pen ), фломастера (fiber tip pen ) или керамического пера (keramic tip pen ) — каждый тип имеет свою нишу применения. Для выбора пера используют разные механизмы. В револьверном механизме перья устанавливаются в ячейки барабана, размещенного у края рабочего стола плоттера. Отдельный -привод поворачивает барабан на нужный угол, предоставляя для доступа требуемую ячейку. Головка подводится к барабану и определенным движением вынимает из него перо (предварительно поставив прежнее в свободную ячейку). У других плоттеров перья устанавливаются в ряд держателей, и головка для обмена подводится к одному из них.

Внешний интерфейс плоттера — параллельный или последовательный. В отличие от принтеров для плоттеров интерфейс не является узким местом — передача графических команд даже по последовательному интерфейсу происходит гораздо быстрее их механического исполнения. Параллельный интерфейс плоттера ничем не отличается от принтерного. С последовательным интерфейсом на некоторых старых плоттерах бывают сложности. Некоторые плоттеры с последовательным интерфейсом используют программное управление потоком, но посылают не стандартные символы XON / XOFF , а слова (ASCII -строки). Такой протокол обмена на уровне системы практически не поддерживается (эти плоттеры непосредственно «разговаривают» с прикладной программой). Это осложняет подключение плоттера к компьютерной сети (например, через принт-сервер).

У плоттеров имеется ряд специфических параметров:

• формат бумаги (максимальный и минимальный размеры листа);
• линейная скорость движения пера при рисовании и холостых перемещениях;
• максимальное ускорение головки;
• точность позиционирования;
• повторяемость позиционирования (способность многократно попадать в заданную точку после длительных «путешествий»);
• количество цветов;
• поддерживаемые языки графических команд.

Кроме рисующих плоттеров существуют и режущие плоттеры (cutter ), в них вместо пишущей имеется режущая головка с механическим или лазерным резаком.

1. Форматы данных и интерфейсы принтеров

2.1. Форматы данных

Современные принтеры способны работать в любом режиме — графическом или текстовом. После включения питания, аппаратного или программного сброса принтер готов к получению текстовых данных и команд. Принтеры, как правило, работают в расширенной (8-битной) таблице ASCII -кодов. Первые 32 кода (О- lFh ) используются для управляющих символов, непосредственно не отображаемых принтером. Далее следуют коды специальных символов, цифр, прописных (верхний регистр, uppercase ) и строчных (нижний регистр, lowercase ) букв латинского алфавита. Коды 80- FFh требуются для знаков национального (в частности, русского) алфавита и символов псевдографики.

Файл BINCOD . CHR представляет собой таблицу всех печатных символов (управляющие коды пропущены), расположенных по 16 символов в строке. Из управляющих кодов, используемых при печати в символьном режиме, особо отметим код возврата каретки (CR , ODh ), перевода строки (LF , OAh ) и формата (FF , ОС h ). Если принтеру задан режим AutoLF , то по коду возврата каретки принтер будет автоматически выполнять и перевод строки. Этот режим может быть задан настройкой принтера, а также специальным сигналом интерфейса Centronics . Файлы для печати в конце каждой строки, как правило, содержат пару кодов — CR и LF (последовательность байтов 0 D , ОА), и при их распечатке в режиме AutoLF будут пропускаться пустые строки. Обычно режим AutoLF не используют. По трактовке управляющих кодов среди матричных принтеров распространены две основные системы команд: IBM (для принтера IBM ProPrinter ) и Epson . Практически все команды изменения режимов печати (переключение шрифтов, изменение размера, эффекты печати и т. п.), а также переключения в графический режим, начинаются с кода Escape (Esc , lBh ). Далее следует один или более байтов кода команды; формат последовательности определяется первым байтом (командой), следующим за кодом Esc . Вся эта конструкция называется Escape -последовательностью.

Для графической печати существует множество языков со своими системами команд.

В матричных принтерах использовались два режима печати — битовый образ и растровый режим.

Битовый образ был вполне естественным для первых 8-9-игольчатых принтеров. В этом режиме блок графических данных несет байты, отвечающие за печать одной колонки всех иголок головки принтера. Для 9-игольчатых принтеров было удобно печатать колонки из 8 точек (чтобы колонка уместилась в байт), младшему биту байта соответствовала верхняя иголка. Байты задавали соседние колонки, слева направо. Escape -последовательность графического элемента строки состоит из команды печати, кода режима (разрешения), числа колонок в строке (2 байта), за которыми следует требуемое число байтов данных для каждой колонки. Графический принтер будет интерпретировать эту последовательность как блок графических данных, а следующие байты — как новую команду или символ текста. Для 24-игольчатых принтеров каждую колонку задают три байта графических данных. Строка будет напечатана после подачи символов CR , LF . В строке может быть несколько графических блоков, расположенных друг за другом, и они даже могут чередоваться (или совмещаться) с текстовыми символами, но использовать эту возможность программно неудобно. Для графической печати нужно отдельно программировать и вертикальный шаг перемещения бумаги (межстрочное расстояние). Управляя шагом и графическим режимом, можно выбирать требуемое разрешение по вертикали и горизонтали. Битовый образ пригоден только для черно-белой печати; он неудобен тем, что формат блока данных зависит от числа иголок принтера (бывают и 24-, и 48-игольчатые принтеры).

В растровом режиме черно-белой печати каждый байт графических данных несет информацию о горизонтальной группе из восьми точек линии; старший бит соответствует левой точке, следующие друг за другом байты отображаются слева направо. После байтов, описывающих одну линию, следуют байты следующей линии (сверху вниз), и так до конца страницы (аналогично образу экрана в графическом режиме). Для цветной печати формат несколько сложнее, но общая идея сохраняется. Растровый режим естественен для лазерных принтеров — он соответствует способу формирования изображения на барабане. Этот режим поддерживают и многие современные струйные принтеры. Логически этот формат удобнее, поскольку он не зависит от числа сопел, правда, требует довольно большой буферной памяти принтера, но на современном этапе развития техники это уже не проблема. Растровый режим позволяет представить любое изображение. Однако здесь (как и при битовом образе) объем передаваемых данных растет пропорционально произведению вертикального и горизонтального разрешения (dpi ) на размеры изображения (в дюймах) и число битов на пиксел для цветной печати.

Для лазерных принтеров фирма Hewlett - Packard разработала специальный язык PCL (Printer Control Language ), в котором кроме управляющих команд, аналогичных Escape -последовательностям матричных принтеров, имеются и графические, описывающие рисование геометрических примитивов. В языке имеются и средства работы со встроенными шрифтами принтера, включающие масштабирование и повороты букв. Язык PCL поддерживают и ряд струйных принтеров. Использование языка PCL позволяет сократить объем данных, передаваемых принтеру для печати сложных изображений, состоящих из текста и графики, по сравнению с растровым форматом. Особенно эта экономия существенна для высокого разрешения и цветной печати — для PCL объем передаваемой информации не так сильно зависит от разрешения и цветности. Однако для использования этих преимуществ язык PCL должно «понимать» и приложение, осуществляющее графический вывод. Поддержка PCL вполне естественна приложения с векторной графикой (включая текстовые процессоры и издательские системы). Сугубо растровые системы, естественно, будут генерировать команды растровой печати.

Язык PostScript также предназначен для лазерных принтеров. В этом языке вся страница описывается в векторном виде. Шрифты задаются контурами (линиями Безье), и их растеризацией (в нужном цвете) занимается встроенный процессор принтера, в соответствии с возможностями принтера и выбранным разрешением печати. Векторное описание всех объектов (символов и геометрических фигур) обеспечивает возможность точного выполнения преобразований (масштабирование, позиционирование, повороты, зеркальные отражения). При этом файл печати не зависит от типа принтера (или иного устройства) — требуется только поддержка версии языка, на которой создан файл. Шрифты, используемые для отображения страницы, передаются в файле печати в компактном торном виде. Кроме того, принтер PostScript имеет большое количество стандартных встроенных шрифтов, которые позволяют еще больше экономить объем передаваемых данных. Реализация PostScript требует наличия у принтера мощного встроенного процессора, ОЗУ и ПЗУ большого объема.

Для плоттеров, которые получают исключительно векторные команды рисования, существует несколько различных языков. Общепринятым является язык HP - GL , его понимают все плоттеры и практически все прикладные программы, использующие графический вывод на плоттер. Для плоттеров, особенно перьевых, актуальна оптимизация входных данных. Например, при многоцветных изображениях гораздо выгоднее нарисовать сначала все элементы одного цвета, затем другого. Программы, генерирующие данные для рисования, обычно поступают иначе: они «отрабатывают» изображения по объектам. Серия мелких многоцветных объектов породит частую смену перьев, за каждым из которых головка должна «сбегать» к магазину. Иногда имеет смысл использовать дополнительные программы-оптимизаторы, входными данными для которых служит выходной файл графического приложения.

Поскольку между печатающим (чертящим) приложением и принтером (плоттером) всегда находится программный драйвер, при несоответствии их языков почти всегда требуется драйвер-транслятор. Так, например, матричный принтер, не русифицированный на аппаратном уровне, можно русифицировать программно. Предпочтительно использовать загружаемый знакогенератор принтера — для этого компьютер должен послать в принтер блок данных определенного формата, содержащий команды загрузки и собственно содержимое знакогенератора. Однако такая загрузка должна выполняться каждый раз после включения принтера; драйвер должен отслеживать состояние принтера (по сигналам интерфейса), и своевременно подгружать знакогенератор. Однако не все принтеры имеют такую возможность. Проще обстоит дело, когда у принтера имеется знакогенератор с русскими буквами, но они расположены в ином порядке, чем требуется. В этом случае драйвер-русификатор должен просто перекодировать символы по таблице. Правда, для этого ему требуется «понимать» графические команды принтера и прозрачно (без преобразования) пропускать графические данные. Если принтер вообще не имеет нужного алфавита и загружаемого знакогенератора, приходится печатать текст в графическом режиме. Для этого драйвер должен выполнять растеризацию символов, неизвестных принтеру или всех подряд (для однородности), и выводить их на принтер в графическом режиме. При этом более чем на порядок возрастает объем передаваемой информации, что замедляет скорость печати, особенно при маломощном процессоре (время расходуется и на растеризацию, и на собственно вывод данных). Аппаратная или программная русификация принтеров актуальна лишь для печати текстовых файлов средствами DOS . Приложения Windows используют графические режимы принтеров, и вопросы русификации уже переходят в чисто программную область (драйверы и системные шрифты). Однако печать в графическом режиме на матричных игольчатых принтерах хоть и возможна, но по нынешним меркам слишком медлительна и шумна. Для такой печати больше подходят струйные, а еще лучше — лазерные принтеры.

Программный драйвер может реализовывать графический язык, не поддерживаемый принтером. Так, например, есть программные реализации языка PostScript . Однако при этом центральный процессор компьютера нагружается объемной "задачей растеризации, причем в ОЗУ должен умещаться весь растровый образ выводимой страницы. Кроме того, на принтер будет выводиться огромный объем данных, что особенно неприятно при сетевом подключении принтера. Так что при больших объемах печати лучше использовать настоящий (аппаратный) PostScript , а не пользоваться его программной эмуляцией.

Из вышесказанного вполне понятно, что драйвер принтера должен соответствовать типу принтера и его языковым возможностям. Так, например, при использовании принтера с PostScript об этом должен «знать» драйвер принтера, иначе графический вывод будет производиться всегда в растровом режиме и никаких преимуществ аппаратного PosScript пользователь не получит.

2.2. Интерфейсы принтеров и плоттеров

Современные принтеры, печатающие графические изображения (в том числе и текст в графическом режиме) с высоким разрешением, требуют высокоскоростной передачи данных по внешнему интерфейсу. У них интерфейс может стать узким местом, и фаза передачи данных будет занимать значительное время, расходуемое на вывод изображения. Напомним, что лазерный принтер не начнет печатать страницу до тех пор, пока она целиком не будет загружена в его буферную память. Параллельный интерфейс для этого уже работает на пределе возможностей, обеспечивая скорость передачи до 2 Мбайт/с в режиме ЕСР или ЕРР Обычный последовательный интерфейс RS -232 C с его пределом около 15 Кбайт/с здесь, конечно же, неприемлем.

В качестве внешнего интерфейса в последнее время стали чаще применять шину USB с ее удобным кабелем; в версии 1.0 она обеспечивает скорость до 1,5 Мбайт/с, но версия 2.0 обещает уже скорость в 50 Мбайт/с. В принтерах может применяться и интерфейс SCSI , но широкого распространения он пока не получил. Также пока очень сдержано применяется шина FireWire .

Принтеры, особенно мощные, часто используют для совместной работы в сети — задания на печать могут посылать пользователи с разных компьютеров. Разделяемый принтер может подключаться к сети разными способами.

• Подключаться обычным (параллельным или USB ) интерфейсом к компьютеру, включенному в сеть. Этот компьютер будет являться принт-сервером, для чего у него должно быть запущено специальное ПО. Для сетей Windows для этого достаточно запустить в сетевом окружении «службу доступа к файлам и принтерам», разрешить совместный доступ к ресурсам компьютера и конкретно — к данному принтеру.
• Подключаться параллельным (или последовательным) интерфейсом к аппаратному принт-серверу — небольшому устройству (по виду напоминающему малогабаритный хаб), подключенному к сети. Программные (протокольные) функции принт-сервера выполняет встроенное ПО (firmware ) данного устройства. Принт-сервер обычно имеет несколько внешних интерфейсных портов, параллельных, а иногда и последовательных, и к нему может быть подключено несколько принтеров (плоттеров). ПО принт-сервера обычно рассчитано на один из сетевых протоколов, и принт-сервер для Novell NetWare не подходит к сетям Windows , и наоборот. Бывают и мультипротокольные принт-серверы.
• Непосредственно подключаться к сети, как правило, по интерфейсу Ether net , разъемом BNC (10 Base 2) к коаксиальному кабелю (шине) или RJ -45 (lOBaseT или 100BaseTX) витой парой к сетевому концентратору. Сетевой интерфейс имеют мощные лазерные принтеры; для них предпочтительнее интерфейс 100BaseTX (Fast Ethernet ), обеспечивающий скорость до 10 Мбайт/с. Протокольные функции принт-сервера здесь выполняются встроенным ПО принтера, и здесь также поддерживаемый протокол (протоколы) должен соответствовать используемому в сети. Сетевые принтеры (принтер с аппаратным и программным интерфейсом локальной сети) как правило, имеют и альтернативный обычный интерфейс Centronics .

Сетевой принтер (или принт-сервер, к которому он подключен), должен быть по возможности привилегированным узлом сети. Его желательно подключать к порту коммутатора или непосредственно в сегмент, в который входят его пользователи. Сетевая печать из приложений Windows сильно нагружает 10-мегабитную сеть Ethernet , заставляя применять коммутаторы или переходить на Fast Ethernet .

Системная поддержка принтера

Вывод на принтер через порт LPT в стандартном режиме (SPP ) по интерфейсу Centronics имеет поддержку на уровне BIOS . Поддержка всех других режимов работы порта (Fast Centronics , ECP ) осуществляется только дополнительными драйверами или средствами ОС. Сервисы BIOS Int 17 h : обеспечивают инициализацию, вывод байта данных и опрос состояния принтера. При вызове функция задается в регистре АН, номер LPT -порта — врегистре DX .

• АН = 00 h — вывод байта из регистра AL по протоколу Centronics (без аппаратных прерываний). Данные помещаются в выходной регистр, и, дождавшись готовности принтера (снятия сигнала Busy ), формируется строб.
• АН = 01 h — инициализация интерфейса и принтера (установка исходных уровней управляющих сигналов, формирование импульса Init #, запрет аппаратных прерываний и переключение на вывод двунаправленного интерфейса)
• АН = 02 h – опрос состояния принтера (чтение регистра состояния порта)

При возврате регистр АН содержит байт состояния, который собирается из бит регистра состояния SR и программно формируемого флага тайм-аута. Биты 6 и 3 относительно байта, считанного из регистра состояния, инвертированы. Назначение бит байта состояния:

• бит 7 — не занято (сигнал Busy ); нулевое значение означает, что принтер занят (буфер полон или состояние Off - Line или ошибка);
• бит 6 — подтверждение (сигнал Аск#); единичное значение означает, что принтер подключен;
• бит 5 — конец бумаги (сигнал PaperEnd );
• бит 4 — принтер готов (сигнал Select ); нулевое значение означает, что принтер в состоянии Off - Line ;
• бит 3 — ошибка принтера (сигнал Error #); единичное значение соответствует ошибке;
• биты 2:1=00 (не используются);

бит 0 — флаг тайм-аута, устанавливается при неудачной попытке вывода символа, если сигнал Busy не снимается в течение времени, определенного для данного порта в ячейках тайм-аута (в BIOS Data Area ); в этом случае согласно протоколу Centronics строб данных не вырабатывается

Печать содержимого экрана (Print Screen ) поддерживается прерыванием BIOS Int 05. Обработчик этого прерывания посимвольно выводит содержимое видео-памяти (в текстовом режиме) на порт LPT 1. Обработчик пользуется ячейкой; 0050:0000 для отражения своего текущего состояния: 00 — неактивен, 01 — выполняется

печать, FF — во время последнего вызова произошла ошибка ввода вывода. Прерывание Int 05 вызывается обработчиком аппаратного прерывания от клавиатуры (Int 09), когда обнаруживается нажатие клавиши Print Screen (PrtSc )

Порт параллельного интерфейса был введен в PC для подключения принтера -отсюда и пошло его название LPT -порт (Line PrinTer — построчный принтер). Хотя через этот же порт подключается и большинство лазерных принтеров, которые по принципу действия не построчные, а постраничные, название « LPT » закрепилось основательно. Аппаратные средства «классического» стандартного LPT -порта позволяют программным способом реализовать протокол передачи данных Centronics (см. выше). Адаптер параллельного интерфейса представляет собой набор регистров, расположенных в пространстве ввода-вывода. Регистры порта адресуются относительно базового адреса порта, стандартными значениями которого являются 3 BCh , 378 h и 278 h . Порт может использовать линию запроса аппаратного прерывания, обычно IRQ 7 или IRQ 5. С внешней стороны порт имеет 8-битную шину данных, 5-битную шину сигналов состояния и 4-битную шину управляющих сигналов, выведенные на разъем-розетку DB -25 S . В LPT -п op т используются логические уровни ТТЛ, что ограничивает допустимую длину кабеля из-за невысокой помехозащищенности ТТЛ-интерфейса. Гальваническая развязка отсутствует — схемная земля подключаемого устройства соединяется со схемной землей компьютера.

Порт имеет поддержку на уровне BIOS — поиск установленных портов во время теста POST и сервисы печати Int 17 h (см. п. 9.3.9) обеспечивает вывод символа (по опросу готовности без аппаратных прерываний), инициализацию интерфейса и принтера, а также опрос состояния принтера. Стандартный порт ориентирован на вывод данных, хотя с некоторыми ограничениями позволяет вводить данные. Существуют различные модификации LPT -порта — двунаправленный, ЕРР, ЕСР и др., расширяющие его функциональные возможности, повышающие производительность и снижающие нагрузку на процессор. Поначалу они являлись фирменными решениями отдельных производителей, позднее был принят стандарт IEEE 1284.

К LPT -портам подключают принтеры, плоттеры, сканеры, коммуникационные устройства и устройства хранения данных, а также электронные ключи. Иногда параллельный интерфейс используют для связи между двумя компьютерами —

получается сеть, «сделанная на коленке» (LapLink ).

Практически все современные системные платы (еще начиная с PCI -плат для процессоров 486) имеют встроенный адаптер LPT -порта. Существуют карты ISA с LPT -портом, где он чаще всего соседствует с парой СОМ-портов, а также с контроллерами дисковых интерфейсов (FDC + IDE ). LPT -порт обычно присутствует и на плате дисплейного адаптера MDA (монохромный текстовый) и HGC монохромный графический «Геркулес»). Есть и карты PCI с LPT -портами, но и х применение может вызывать некоторые затруднения из-за их «чрезмерной интеллектуальности».

В спецификации РС"99 порт LPT пока еще разрешен для использования. Устройства,

подключаемые к LPT -порту, рекомендуется переводить на последовательные

шины USB и Fire Wire .

Адаптер LPT -порта SPP содержит три 8-битных регистра, расположенных по соседним адресам в пространстве ввода-вывода, начиная с базового адреса порта BASE (3 BCh , 378 h или 278 h ).

Data Register (DR) — регистр данных , a д pec=BASE. Данные, записанные в этот регистр, выводятся на выходные линии интерфейса. Данные, считанные из этого регистра, в зависимости от схемотехники адаптера соответствуют либо ранее записанным данным, либо сигнала на тех же линиях, что не всегда одно и то же. Если в порт записать байт с единицами во всех разрядах, а на выходные линии интерфейса через микросхемы с выходом типа «открытый коллектор» подать какой-либо код (или соединить ключами какие-то линии со схемной землей), то этот код может быть считан из того же регистра данных. Таким образом на многих старых моделях адаптеров можно реализовать порт ввода дискретных сигналов, однако выходным цепям передатчика информации придется «бороться» с выходным током логической единицы выходных буферов адаптера. Схемотехника ТТЛ такие решения не запрещает, но если внешнее устройство выполнено на микросхемах КМОП, их мощности может; не хватить для «победы» в этом шинном конфликте. Однако современные адаптеры часто имеют в выходной цепи согласующий резистор с сопротивлением до 50 Ом. Выходной ток короткого замыкания выхода на землю обычно не превышает 30 мА. Простой расчет показывает, что в случае короткого замыкания контакта разъема на землю при выводе «единицы» на этом резисторе падает напряжение 1,5 В, что входной схемой приемника

будет воспринято как «единица». Так что такой способ ввода будет работать не на всех компьютерах. На некоторых старых адаптерах портов выходной буфер отключается перемычкой на плате. Тогда порт превращается в обыкновенный порт ввода.

Status Register (SR ) — регистр состояния; представляет собой 5-битный порт ввода сигналов состояния принтера (биты SR .4- SR .7), адрес=ВА S Е+1. Бит SR .7 инвертируется — низкому уровню сигнала соответствует единичное значение бита в регистре, и наоборот.

Ниже показано назначение бит регистра состояния (в скобках даны номера контактов разъема порта).

Control Register (CR ) — регистр управления, адрес=ВА S Е+2. Как и регистр данных, этот 4-битный порт вывода допускает запись и чтение (биты 0-3), но его выходной буфер обычно имеет тип «открытый коллектор». Это позволяет корректно использовать линии данного регистра как входные при программировали их в высокий уровень.

Запрос аппаратного прерывания (обычно IRQ 7 или IRQ 5) "вырабатывается по отрицательному перепаду сигнала на выводе 10 разъема интерфейса (Аск#) при установке CR .4=1. Во избежание ложных прерываний контакт 10 соединен резистором с шиной +5 В. Прерывание вырабатывается, когда принтер подтверждает прием предыдущего байта. Как уже было сказано, BIOS это прерывание не использует и не обслуживает

Стандартный порт асимметричен — при наличии 12 линий (и бит), нормально работающих на вывод, на ввод работает только 5 линий состояния. Если необходима симметричная двунаправленная связь, на всех стандартных портах работоспособен режим полубайтного обмена — Nibble Mode . В этом режиме, называемым также Hewlett Packard Bi - hvnics , по линиям состояния одновременно при нимаются 4 бита данных, пятая линия используется для квитирования. Таким образом, каждый байт передается за два цикла, а каждый цикл требует по крайней ней мере 5 операций ввода-вывода.

Расширение порта

Недостатки стандартного порта частично устраняют новые типы портов, появившиеся в компьютерах PS/2.

Двунаправленный порт 1 (Туре 1 parallel port ) — интерфейс, введенный в PS/2. Такой порт кроме стандартного режима может работать в режиме ввода или двунаправленном режиме. Протокол обмена формируется программно, а для указания направления передачи в регистр управления порта введен специальный бит CR .5: 0 — буфер данных работает на вывод, 1 — на ввод.

Порт с прямым доступом к памяти (Туре 3 DMA parallel port ) применялся в PS/2 моделей 57, 90, 95. Был введен для повышения пропускной способности и разгрузки процессора при выводе на принтер. Программе, работающей с портом, требовалось только задать в памяти блок данных, подлежащих выводу, а затем вывод по протоколу Centronics производился без участия процессора.

PAGE 17

Электризованный

Барабан +

Заряд +

Траектория луча лазера

Тонер

ПК

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать
73005.		Определение количественного содержания воды нефти	20.57 KB
	Наличие воды вызывает серьёзные затруднения при её переработке вследствие чего нефть подвергают обессоливанию и обезвоживанию и эти процессы контролируются лабораторными анализами. Содержание воды солей мех. Содержание воды зависит от их группового углеводородного состава и температуры.
73006.		Изучение влияния частоты тока на показания вольтметров электромеханической группы	114 KB
	Цель работы изучить основные свойства вольтметров электромеханической группы и исследовать их характеристики. Ознакомиться с лабораторным стендом предназначенным для исследования вольтметров электромеханической группы...
73008.		Изучение устройства, принципа действия и методики выполнения измерений с помощью измерителя R, L, C типа Е7-11 и моста сопротивлений МКМВ	90.5 KB
	Цель работы изучить устройство и принцип действия измерителя моста сопротивлений МКМВ. Ознакомиться с назначением техническими характеристиками измерителя RLC универсального типа Е711 и моста сопротивлений МКМВ.
73010.		Методика навчання роботі з ОС Windows	496 KB
	Учень повинен пояснювати: відмінність між системним службовим та прикладним програмним забезпеченням; поняття ядра операційної системи інтерфейсу користувача драйвера та утиліти; поняття файлової системи; відмінності між поширеними файловими системами...
73011.		Методика створення комп’ютерних презентацій	93 KB
73012.		Методика навчання роботі з архіваторами і з антивірусними програмами	102 KB
	Мета. Розглянути основні методичні особливості вивчення теми в ШКІ, опрацювати методичні рекомендації у педагогічно-методичній, науковій літературі, розробити дидактичне забезпечення до вивчення навчального матеріалу з даної теми.
73013.		Методика навчання роботі з графічним редактором	349.5 KB
	Учень повинен пояснювати: поняття векторного і растрового зображення; поняття колірної системи; відмінність між роздільною здатністю монітора та роздільною здатністю зображення; описувати: властивості поширених форматів графічних файлів таких як BMP GIF JPEG...

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РФ

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ

ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

«БАШКИРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ПЕДАГОГИЧЕСКИЙ

УНИВЕРСИТЕТ ИМ. М. АКМУЛЛЫ»

Институт исторического и правового образования

Кафедра всеобщей истории и культурного наследия

КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА

ПЕЧАТАЮЩИЕ УСТРОЙСТВА. ПРИНЦИПЫ ИХ РАБОТЫ

Выполнила:

5 курс ОЗО

специальность «ДиДОУ»

Введение 3

1. Принтеры 4

1.1. Понятие принтера и виды 4

1.2. История развития принтеров 6

2. Принципы работы принтеров 8

2.1. Принцип работы матричного принтера 8

2.2. Принцип работы лазерного принтера 10

2.3. Принцип работы струйного принтера 12

3. Графопостроители 16

4. Факсовый аппарат 18

Заключение 19

Список литературы 20

ВВЕДЕНИЕ

Персональный компьютер (ПК) – это не один электронный аппарат, а небольшой комплекс взаимосвязанных устройств, каждое из которых выполняет определенные функции. Часто употребляемый термин «конфигурация ПК» означает, что конкретный компьютер может работать с разным набором внешних (или периферийных) устройств, например, с принтером, модемом, сканером и т. д. Эффективность использования ПК в большей степени определяется количеством и типами внешних устройств, которые могут применяться в его составе. Внешние устройства обеспечивают взаимодействие пользователя с ПК. Широкая номенклатура внешних устройств, разнообразие их технико-эксплуатационных и экономических характеристик дают возможность пользователю выбрать такие конфигурации ПК, которые в наибольшей степени соответствуют его потребностям и обеспечивают рациональное решение его задачи.

Уже довольно давно ведутся разговоры о "безбумажной" технологии, так как нормальную работу с компьютером пока еще трудно представить без использования печатающего устройства. Зачастую нужна копия на бумаге того или иного документа, рисунка, имеющихся в компьютере в файле.

В рамках данной работы рассмотрим такие печатающие устройства как принтеры, плоттеры и факсовый аппарат.

1. ПРИНТЕРЫ

1.1 Понятие принтера и классификация принтеров

Компьютерный принтер (англ. printer - печатник) - устройство печати цифровой информации на твёрдый носитель, обычно на бумагу. Относится к терминальным устройствам компьютера.

Процесс печати называется вывод на печать, а получившийся документ- распечатка или твёрдая копия.

Принтеры – довольно таки обширный класс устройств. Для того чтобы более полно объять этот класс устройств их нужно классифицировать. Классифицировать принтеры можно по разным признакам, например, по скорости вывода текстовой информации (этот параметр измеряется в количестве выведенных символов за единицу времени, у современных принтеров этот параметр может достигать нескольких тысяч символов в секунду), по разрешающей способности (этот параметр отражает возможность принтера выводить мелкие линии и точки и измеряется максимальным количеством линий, длина которых равна их ширине, на один квадратный сантиметр или дюйм. У современных принтеров этот параметр может достигать нескольких тысяч точек на один дюйм). Однако лучше всего (и проще) – классифицировать принтеры по принципу вывода графической и текстовой информации, т. е. по принципу их устройства.

По принципу вывода текстовой и графической информации принтеры делятся на:

1. Матричные

2. Струйные

3. Лазерные

А по цвету печати - чёрно-белые (монохромные) и цветные. Иногда из лазерных принтеров выделяют в отдельный вид светодиодные принтеры.

Монохромные принтеры имеют несколько градаций, обычно 2-5, например: чёрный - белый, одноцветный (или красный, или синий, или зелёный) - белый, многоцветный (чёрный, красный, синий, зелёный) - белый.

Монохромные принтеры имеют свою собственную нишу и вряд ли (в обозримом будущем) будут полностью вытеснены цветными.

Матричные принтеры, несмотря на то, что многие считают их устаревшими, все ещё активно используются для печати, (в основном с использованием непрерывной подачи бумаги, в рулонах) в лабораториях, банках, бухгалтериях , в библиотеках для печати на карточках, для печати на многослойных бланках (например, на авиабилетах), а также в тех случаях, когда необходимо получить второй экземпляр документа через копирку (обе копии подписываются через копирку одной подписью для предотвращения внесения несанкционированных изменений в финансовый документ).

Существует множество моделей принтеров, различающихся по качеству печати, производительности и другим характеристикам.

Основными характеристиками принтеров являются:

1. количество игл или сопел (за исключением лазерных), определяющее качество печати;

2. скорость печати, определяющая производительность принтера;

3. количество встроенных шрифтов;

4. формат бумаги и вид подачи листов (автоматическая или полуавтоматическая).

Получили распространение многофункциональные устройства (МФУ), в которых в одном приборе объединены принтер, сканер, копир и факс. Такое объединение рационально технически и удобно в работе. Широкоформатные (А3, А2) принтеры иногда неверно называют плоттерами.

1.2 История создания и развития принтеров

Принтер, или типограф, согласно словообразовательному словарю русского языка , - строкоотливная наборная машина с возвратно-поступательным движением матриц.

Появление самого понятия "принтер" неразрывно связано с ЭВМ. Первый серийный компьютер был создан в 1951 году в США компанией Remington Rand. Он назывался UNIVAC I (Universal Automatic Computer I) и был выпущен тиражом 46 экземпляров. Каждый из компьютеров мог производить от 400 до 2000 вычислительных операций в секунду, что по тем временам считалось невероятной скоростью. Разумеется, ЭВМ сразу загрузили различными задачами, результаты которых надо было документировать. Для этого был привлечен штат машинисток; но сразу же возник ряд проблем. Во-первых, компьютер выводил данные на экран или на систему индикаторов. В любом случае информацию нужно было прочитать, осознать и перепечатать, а не все профессиональные машинистки были к этому готовы. "Человеческий фактор" вносил определенное число ошибок, которые, особенно на промежуточных стадиях вычислений, обходились слишком дорого. Во-вторых, обсчитываемая информация представляла собой коммерческую или военную тайну, или обе одновременно. Поэтому машинисток решили сократить, и уже в 1953 году Remington Rand смогла присоединить печатную машинку напрямую к UNIVAC 1. Устройство получило название UNIPRINTER; часть этого названия (printer по-английски означает "печатник") вскоре стала нарицательной.

UNIPRINTER был барабанным принтером. Действовал он так: позади листа бумаги находился ряд молоточков, управляемых электромагнитом. Перед листом находилась красящая лента, а перед лентой вращался барабан шириной во всю страницу (120 символов), на котором находилось соответственно 120 колец с алфавитом . Барабан вращался непрерывно, и когда нужная буква в нужном столбце оказывалась над бумагой, один из 120 молоточков ударял по ней. Таким образом, за один оборот барабана можно было напечатать всю строку, после чего бумага перемещалась наверх. Из-за вращения барабана и неточности ударов молоточков буквы зачастую оказывались чуть выше или ниже центра строки. В нашей стране барабанные принтеры получили название АЦПУ ("алфавитно-цифровое печатающее устройство") и использовались вплоть до середины 80-х годов.

Почти одновременно с барабанными принтерами в Америке появились их родственники, еще более похожие на печатные машинки: лепестковые.

Reynold В. Johnson тем временем занялся созданием печатной матрицы для принтера от IBM. И в 1954, а затем и в 1955, голубой гигант поочередно представляет две модели принтеров, печатающих 1000 строк в минуту (по 100 знаков на строке). Но обе модели оказались ненадежными и не получили распространения. Чуть позже, в октябре 1959 года, миру был представлен принтер IBM 1403. Это устройство было частью комплекса Data Processing System.

IBM 1403 был самым быстродействующим на то время принтером, как заявляла сама IBM, их девайс печатал в четыре раза быстрее конкурентов и имел непревзойденное качество печати. Механизм печати несколько отличался от остальных моделей принтеров, хотя тут точно так же имелся набор символов, наносимых на бумагу через ленту. В IBM 1403 все символы располагались в один ряд, и каждый имел свой ударный механизм.

Принтер мог печатать до 1400 строк в минуту по 132 знака на строку (это примерно 23 страницы в минуту! 3 секунды на страницу!!!). Как рассказывают инженеры, работавшие с этой техникой, когда начинали распечатывать результаты очередных вычислений, весь пол за несколько минут покрывался плотным слоем бумаги, буквально вылетавшей из принтера на огромной скорости.

Забавной особенностью девайса было то, что при печати разных символов принтер издавал звуки разной тональности. Инженеры развлекались тем, что, подбирая и распечатывая определенные сочетания букв, заставляли принтер играть "музыку", если это можно так назвать. Инженерам удалось добиться относительной надежности и скорости своих устройств, но у них остались главные недостатки: лепестковые принтеры не могли печатать графику, издавали сильный шум при работе, и надежность по-прежнему оставляла желать лучшего. Кстати, а в Советском Союзе вместо слова "принтер" использовалось название АЦПУ (алфавитно-цифровое печатающее устройство). В настоящее время подобные принтеры нигде не используются.

2. ПРИНЦИПЫ РАБОТЫ ПРИНТЕРОВ

2.1 Принцип работы матричного принтера

Матричные принтеры стали первыми устройствами, обеспечившими графический вывод твёрдой копии.

Они относятся к классу ударных печатающих устройств (impact dot matrix). Изображение формируется печатающей головкой, которая состоит из набора иголок (игольчатая матрица), приводимых в действие электромагнитами. Головка передвигается построчно вдоль листа, при этом иголки ударяют по бумаге через красящую ленту, формируя точечное изображение. Этот тип принтеров называется SIDM (англ. Serial Impact Dot Matrix - последовательные ударно-матричные принтеры). Выпускались принтеры с 9, 12, 14, 18 и 24 иголками в головке. Основное распространение получили 9-ти и 24-х игольчатые принтеры. Качество печати и скорость графической печати зависит от числа иголок: больше иголок - больше точек. Принтеры с 24-мя иголками называют LQ (англ. Letter Quality - качество пишущей машинки). Существуют монохромные 5 цветные матричные принтеры, в которых используется 4 цветная CMYK лента. Смена цвета производится смещением ленты вверх-вниз относительно печатающей головки. Скорость печати матричных принтеров измеряется в CPS (англ. characters per second - символах в секунду).

Самая быстрая печать – это черновая печать (draft). В этом режиме работы за один проход печатающей головки формируется целая строка. В режиме печати с высоким качеством, для формирования одной строки требуется несколько проходов головки, обычно четыре.

Основными недостатками матричных принтеров являются: монохромность, низкая скорость работы и высокий уровень шума, который достигает 25дБ. Для устранения этого недостатка в отдельных моделях предусмотрен тихий режим, но скорость печати в тихом режиме падает в 2 раза, так как в этом случае каждая строка печатается в два прохода с использованием половинного количества игл. Для борьбы с шумом ещё применяют специальные звуконепроницаемые кожухи. Некоторые модели 24-игольчатых матричных принтеров обладают возможностью цветной печати за счёт использования многоцветной красящей ленты. Однако достигаемое при этом качество цветной печати значительно уступает качеству печати струйных принтеров. Матричные принтеры достаточно широко используются и в настоящее время благодаря тому, что стоимость получаемой распечатки крайне низка, так как используется более дешёвая фальцованная или рулонная бумага. Последнюю к тому же можно отрезать кусками нужной длины (не форматными). Некоторые финансовые документы должны печататься только через копировальную бумагу, для исключения возможности их подделки.

Выпускаются и скоростные линейно-матричные принтеры, в которых большое количество иголок равномерно расположены на челночном механизме (фрете) по всей ширине листа. Скорость таких принтеров измеряется в LPS (англ. Lines per second - строках в секунду).

Матричные принтеры как и сами стоят недорого, так и расходные материалы для них – картридж с красящей лентой. В случае необходимости (при израсходовании ресурса ленты) возможно как целиком поменять картридж, так и поменять только саму ленту. Красящей ленты обычно хватает примерно на страниц. Себестоимость печати получается самая низкая среди всех других типов принтеров. Но на этом их достоинства и заканчиваются. Матричные принтеры самые медленные, самые шумные и обладают самым маленьким разрешением.

2.2 Принцип работы лазерного принтера

Лазерные принтеры формируют изображение путем создания положения точек на бумаге. Первоначально страница формируется в памяти принтера и лишь, затем передается в механизм печати. Такое формирование изображения производится под управлением контроллера принтера. Каждый образ формируется путем соответствующего расположения точек в ячейках сетки или матрицы, как на шахматной доске. Такой тип формирования изображения называется растровым.

Технология - прародитель современной лазерной печати появилась в 1938 году - Честер Карлсон изобрёл способ печати, названный электрография, а затем переименованный в ксерографию. Принцип технологии заключался в следующем. По поверхности фотобарабана коротроном (скоротроном) заряда, либо валом заряда равномерно распределяется статический заряд, после этого светодиодным лазером (либо светодиодной линейкой) на фотобарабане снимается заряд, - тем самым на поверхность барабана помещается скрытое изображение. Далее на фотобарабан наносится тонер. Тонер притягивается к разряженным участкам поверхности фотобарабана, сохранившей скрытое изображение. После этого фотобарабан прокатывается по бумаге, и тонер переносится на бумагу коротроном переноса, либо валом переноса. После этого бумага проходит через блок термозакрепления для фиксации тонера, а фотобарабан очищается от остатков тонера и разряжается в узле очистки.

Важнейшим конструктивным элементом лазерного принтера является вращающийся фотобарабан, с помощью которого производится перенос изображения на бумагу. Фотобарабан представляет собой металлический цилиндр, покрытый тонкой пленкой из фотопроводящего полупроводника. По поверхности барабана равномерно распределяется электрический заряд. С помощью тонкой проволоки или сетки, называемой коронирующим проводом. На этот провод подается высокое напряжение, вызывающее возникновение вокруг него светящейся ионизированной области, называемой короной.

Лазер, управляемый микроконтроллером, генерирует тонкий световой луч, отражающийся от вращающегося зеркала. Этот луч, попадая на фотобарабан, засвечивает на нем точки, и в результате в этих точках изменяется электрический заряд. Таким образом, на фотобарабане возникает копия изображения в виде потенциального рельефа.

На следующем рабочем шаге с помощью другого барабана, называемого девелопером (developer), на фотобарабан наносится тонер - мельчайшая красящая пыль. Под действием статического заряда мелкие частицы тонера легко притягиваются к поверхности барабана точках, подвергшихся экспозиции, и формируют на нем изображение

Лист бумаги из подающего лотка с помощью системы валиков перемещается к барабану. Затем листу сообщается статический заряд, противоположный по знаку заряду засвеченных точек на барабане. При соприкосновении бумаги с барабаном частички тонера с барабана переносятся (притягиваются) на бумагу.

Для фиксации тонера на бумаге листу вновь сообщается заряд и он пропускается между двумя роликами, нагревающими его до температуры около 180°-200°С. После собственно процесса печати барабан полностью разряжается, очищается от прилипших частиц тонера и готов для нового цикла печати. Описанная последовательность действий происходит очень быстро и обеспечивает высокое качество печати.

Основные преимущества лазерных принтеров:

Высокая скорость;

Большие объемы печати;

Низкий уровень шума при работе;

Стойкость напечатанных копий к влиянию воды и света;

Низкая себестоимость одной копии – около пяти копеек за листок.

Недостатками лазерных принтеров являются:

Высокая цена

Незначительное излучение.

2.3 Принцип работы струйного принтера

Струйные принтеры работают по принципу “шприца”, а расходным материалом для них являются чернила. Формируя изображение, печатающая головка принтера передвигается вдоль листа бумаги и выбрызгивает мелкие капли чернил разных цветов.

Современные модели струйных принтеров в своей работе могут использовать следующие методы:

1. Пьезоэлектрический метод

2. Метод газовых пузырей

3. Метод drop-on-demand

Пьезоэлектрический метод.

Для реализации этого метода в каждое сопло установлен плоский пьезокристалл, связанный с диафрагмой. Как известно, под воздействием электрического поля происходит деформация пьезоэлемента. При печати находящийся в трубке пьезоэлемент, сжимая и разжимая трубку, наполняет капиллярную систему чернилами. Чернила, которые отжимаются назад, перетекают обратно в резервуар, а чернила, которые "выдавились" наружу, оставляют на бумаге точку. Подобные устройства выпускают компании Epson, Brother и др.

Метод газовых пузырей.

Этот способ является термическим и больше известен под названием инжектируемые пузырьки. При использовании этого метода каждое сопло оборудовано нагревательным элементом, который при пропускании через него тока за несколько микросекунд нагревается до температуры около 500°. Возникающие при резком нагревании газовые пузыри стараются вытолкнуть через выходное отверстие сопла необходимую каплю жидких чернил, которая переносится на бумагу. При отключении тока нагревательный элемент остывает, паровой пузырь уменьшается и через входное отверстие поступает новая порция чернил. Подобную технологию использует фирма Canon.

Метод drop-on-demand.

Метод, разработанный фирмой HP, называется методом drop-on-demand. Так же, как в методе газовых пузырей, здесь для подачи чернил из резервуара на бумагу используется нагревательный элемент. Однако в методе drop-on-demand для подачи чернил дополнительно используется специальный механизм, в то время как в методе газовых пузырей данная функция возложена исключительно на нагревательный элемент.

Благодаря тому, что в механизмах печати, реализованных с использованием метода газовых пузырей, меньше конструктивных элементов, такие принтеры надежней в работе и срок их эксплуатации более продолжителен. Кроме того, использование этой технологии позволяет добиться наиболее высокой разрешающей способности принтеров. Обладая высоким качеством при прорисовке линий, данный метод имеет недостаток при печати областей сплошного заполнения: они получаются несколько расплывчатыми. Применение метода газовых пузырей целесообразно при необходимости печати графикой, гистограмм и т. п., тогда как печать полутоновых графических изображений получается более качественной при использовании метода drop-on-demand.

Согласно технологии drop-on-demand обеспечивается наиболее быстрое впрыскивание чернил, что позволяет существенно повысить качество и скорость печати. Цветовое представление изображения в этом случае более контрастно.

Цветной струйный принтер.

Обычно цветное изображение формируется при печати наложением друг на друга трех основных цветов: циан (Суаn), пурпурный (Magenta) и желтый (Yellow). Хотя теоретически наложение этих трех цветов должно в итоге давать черный цвет, на практике в большинстве случаев получается серый или коричневый, и поэтому в качестве четвертого основного цвета добавляют черный (Blасk). На основании этого такую цветовую модель называют СМУВ (Суаn-Magenta-Yellow - Blасk).Цветная печать с помощью матричных принтеров не дает желаемого качества. Использование дли этой цели лазерных принтеров многим пользователям не по карману. Применение чернил различного цвета является недорогой и все же достаточно качественной альтернативой, что и привело к широкому распространению струйных принтеров.

По рассмотренной выше причине в новых моделях струйных принтеров применяются не три цветных патрона для создания цвета, а четыре, включая дополнительный черный патрон.

Принцип действия струйных принтеров похож на матричные принтеры тем, что изображение на носителе формируется из точек. Но вместо головок с иголками в струйных принтерах используется матрица, печатающая жидкими красителями. Картриджи с красителями бывают со встроенной печатающей головкой - в основном такой подход используется компаниями Hewlett-Packard, Lexmark. Фирмы, в которых печатающая матрица является деталью принтера, а сменные картриджи содержат только краситель. При длительном простое принтера (неделя и больше) происходит высыхание остатков красителя на соплах печатающей головки. Принтер умеет сам автоматически чистить печатающую головку. Но также возможно провести принудительную очистку сопел из соответствующего раздела настройки драйвера принтера. При прочистке сопел печатающей головки происходит интенсивный расход красителя. Особенно критично засорение сопел печатающей матрицы принтеров Epson, Canon. Если штатными средствами принтера не удалось очистить сопла печатающей головки, то дальнейшая очистка и/или замена печатающей головки проводится в ремонтных мастерских. Замена картриджа, содержащего печатающую матрицу, на новый проблем не вызывает.

Для уменьшения стоимости печати и улучшения других характеристик принтера применяют систему непрерывной подачи чернил.

Из вышесказанного: печатающие головки струйных принтеров создаются с использованием следующих типов подачи красителя:

1. Непрерывная подача (Continuous Ink Jet) - подача красителя во время печати происходит непрерывно, факт попадания красителя на запечатываемую поверхность определяется модулятором потока красителя. Утверждается, что патент на данный способ печати выдан (англ.) Вильяму Томпсону (William Thomson) в 1867 году.

2. Подача по требованию (Drop-on-demand(англ.)) - подача красителя из сопла печатающей головки происходит только тогда, когда краситель действительно надо нанести на соответствующую соплу область запечатываемой поверхности. Именно этот способ подачи красителя и получил

К недостаткам струйных принтеров относят:

1. дороговизну расходных материалов (картриджей и специальной бумаги);

2. уязвимость копий, напечатанных на нефирменной бумаге, к воздействию света и воды;

3. высокую себестоимость одной копии – около 25-30 копеек без учета стоимости бумаги.

3. ГРАФОПОСТРОИТЕЛИ

Графопостроитель (от греч. γράφω - пишу, рисую), плоттер - устройство для автоматического вычерчивания с большой точностью рисунков, схем, сложных чертежей, карт и другой графической информации на бумаге размером до A0 или кальке.

Графопостроители рисуют изображения с помощью пера (пишущего блока).

Связь с компьютером графопостроители, как правило, осуществляют через последовательный, параллельный или SCSI-интерфейс. Некоторые модели графопостроителей оснащаются встроенным буфером (1 Мбайт и более).

Первые плоттеры (например, Calcomp 565 из 1959) работали на принципе передвижения бумаги с помощью ролика, обеспечивая тем самым координату X, а Y обеспечивалась движением пера. Другой подход (воплощённый в Computervision"s Interact I, первая CAD система) представлял собой модернизированный пантограф, управляемый вычислительной машиной и имеющий шариковое перо в качестве рисующего элемента. Недостаток этого метода заключался в том, что требовалось пространство, соответствующее расчерчиваемой области. Но достоинством этого метода, вытекающим из его недостатка, является легко повышаемая точность позиционирования пера и соответственно точность самого рисунка, наносимого на бумагу. Позже это устройство было дополнено специальным кассетным держателем, который мог компоноваться перьями разной толщины и цвета.

Hewlett Packard и Tektronix в конце 1970х представили планшетные плоттеры со стандартным размером с рабочий стол. В 1980х была выпущена меньшая по размерам и более лёгкая модель HP 7470, использующая инновационную технологию «зернистого колеса» для перемещения бумаги. Эти небольшие плоттеры бытового назначения стали популярны в деловых приложениях. Но из-за их низкой производительности они были практически бесполезны для печати общего назначения. С широким распространением струйных и лазерных принтеров с высокой разрешающей способностью, удешевлением компьютерной памяти и скоростью обработки растровых цветных изображений, графопостроители с пером практически исчезли из обихода.

Типы графопостроителей:

· рулонные и планшетные;

· перьевые, струйные и электростатические;

· векторные и растровые.

Назначение графопостроителей - высококачественное документирование чертёжно-графической информации.

Графопостроители можно классифицировать следующим образом:

· по способу формирования чертежа - с произвольным сканированием и растровые;

· по способу перемещения носителя - планшетные, барабанные и смешанные (фрикционные, с абразивной головкой);

· по используемому инструменту (типу чертёжной головки) - перьевые, фотопостроители, со скрайбирующей головкой, с фрезерной головкой.

4. ФАКСОВЫЙ АППАРАТ

На сегодняшний день факсы получили очень широкое распространение. Несмотря на современные возможности интернета, и электронной почты, многие предпочитают передавать важные документы посредством факса.

Принцип действия факса достаточно прост. Документ, отправляемый посредством факса, сканируется и сохраняется в электронном виде в памяти устройства. Далее он передается с помощью телефонной линии на другой факс. Там снова преобразуется в обычный вид путем распечатки на бумаге. Получается нечто наподобие копировального аппарата с функцией модема.

Существует несколько разновидностей факсов, отличающихся по способам распечатки документов:

· факсы, работающие на термобумаге. Это, пожалуй, самый распространенный тип факсов. Факсы с печатью на термобумаге составляют более половины сегодняшних факсов. В основе принципа действия факсов работающих на термобумаге лежит выжигание изображения с помощью термолинейки на специальной термочувствительной бумаге. Достоинством данного типа факсов является их низкая цена и достаточно высокая надежность. К недостаткам можно отнести низкое качество получаемого изображения и высокая себестоимость;

· струйные факсы при печати схожи по функциям с обычными струйными принтерами. Основным недостатком является невысокая надежность и довольно дорогая цветная печать;

· лазерный факс, печатающий на обычной бумаге, является самым лучшим решением. Представляет собой совмещенный лазерный принтер и факс. Соответственно и принцип действия и даже расходные материалы аналогичны лазерным принтерам.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Мы рассмотрели основные виды печатающих устройств. Каждый из видов по-своему удобен в эксплуатации, а также боле пригоден для определенных родов деятельности.

Так скажем струйные принтера наиболее подходят для домашнего использования и небольших фирм, если основная задача - распечатка текстов, так как здесь не требуется высокое качество печати.

Лазерные принтеры - это более качественное решение тех же задач, которые решают струйные принтера (за исключением работы с цветом, где качество струйных принтеров выше).

Матричные принтера используются там, где не требуется качество, а нужна надежность и наименьшие расходы по использованию.

Факс удобен для пересылки информации на большие расстояния.

Плоттер для вычерчивания с большой точностью рисунков, схем, сложных чертежей, карт и другой графической информации на бумаге или кальке.

В общем же смысле, все печатающих устройств преследуют решение таких задач как:

· максимально улучшить качество выводимого на печать;

· увеличить скорость печати;

· уменьшения затрат требуемых для печати.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Алексеев. Учебное пособие. - М.: СОЛОН-Р, 2002. – 400с.

2. , Максимов Н. В, Партыка технологии. – М.: ИНФРА-М, 2004

3. Каймин. - М.: ИНФРА-М, 2001. – 272с.

4. Макарова. - М.: Финансы и статистика, 2000. – 768с.

6. Острейковский. М.: Высшая школа, 2005. – 511с.

7. Рыжиков. Лекции и практикум. - СПб.: КОРОНА принт, 2000.-256с.

8. Сергеева А. А., Тарасова. - М.: ИНФРА-М, 2006.-335 с.

9. Информатика: Базовый курс. – СПб.: Питер, 2003. – 640с.

ЭЛЕКТРОННЫЕ РЕСУРСЫ

1. http://www. *****/user/vnesh/8.shtml

2. http://ru. wikipedia. org/wiki/Плоттер

3. http://ru. wikipedia. org/wiki/Принтер

4. http://slovari. *****/dict/bse/article/00059/12000.htm

5. http://*****/articles/detail. php? ID=12456

6. http://www. *****/operating_systems/nw_print/ch9.shtml