7 положений печатающего устройства сообщение. Принципы построения различных типов принтеров

Печатающее устройство обеспечивает вывод данных, которые в электронном виде хранит в своей памяти ЭВМ на бумажный или иной носитель. Характерным признаком, позволяющим классифицировать такие устройства, является способ нанесения печати или технология, посредством которой изображение наносится на носитель.

Технология струйной печати

С использованием данной технологии осуществляется перенос изображения посредством капельной или струной подачи красителя. Картинка переносится на бумажный носитель любого качества, стоит только купить 3д принтер в магазине Цветной мир .

Технология ударной печати

Это способ переноса изображения на носитель любого вида посредством удара по красящей ленте одной литеры или целым набором иголок. К преимуществам данной технологии относят возможность передачи изображения носителю с любым качеством и фактурой бумаги. Из недостатков наиболее важным является достаточно высокой показатель шумового эффекта во время его функционирования при довольно низкой скорости печати. Принтеры этой категории подразделяются на две группы - матричные и печатающие устройства с наличием в печатающей головке шрифтоносителей.

Термоэлектрическая технология печати

Такой вид печати можно осуществить лишь путём нанесения изображения на специальный носитель - особый вид бумаги, в структуре которой происходят изменения под воздействием тепла. В точке нагрева такая бумага темнеет, за счёт чего и происходит формирование на неё требуемого изображения. Печатающая головка термоэлектрического принтера в своей конструкции содержит от одного до нескольких нагревательных элементов.

Основной недостаток термопринтера - возможность использования только одного типа бумаги. Поэтому и сфера применения этих печатающих устройств достаточно узкая, они необходимы, например, в качестве дополнительного оборудования для факсимильного аппарата.

Принтер со шрифтоносителем

Печатающая головка принтера, оснащённая шрифтоносителями, осуществляет перенос графической картинки на носитель посредством удара определённого набора литер по красящей ленте. Главное преимуществом принтеров этого типа - это печать на высокой скорости с качеством получаемого изображения, очень похожим на типографскую печать. Весомым недостатком печатающего устройства этого типа является наличие фактора ограничения их динамического развития таких принтеров, возникающего при необходимости сменить шрифт и распечатать необходимые графические данные.

Принтер матричного порядка

Получение изображения на бумаге или на ином носителе посредством матричного печатающего устройства производится за счёт удара по красящей ленте специальным набором иголок. Они могут быть расположены в ряд или подобно прямоугольнику, выполняя свою функцию по аналогии печатающей головки. На носитель картинка переносится точками, при этом в печатающей головке выдвигается одна головка, соответствующая конкретной точке, ударяющая по красящей ленте. Движение самой головки в процессе печатания происходит вдоль строки.

Принтеры матричного типа нашли широкое применение, поскольку достаточно неприхотливы в эксплуатации и обслуживании, расходные материалы к ним доступны по стоимости. Также такие устройства способны переносить изображение на бумажный носитель любого качества, они характеризуются надёжностью и высокой степенью работоспособности.

Матричный принтер незаменим, когда требования к качеству печатаемого материала минимальны и в тех случаях, когда выполнение печати технически невозможно на принтерах других типов. Его главное достоинство - это одновременная печать картинки в нескольких экземплярах.

В современном офисе практически все задачи, связанные с накоплением, хранением и обработкой самой разнообразной информации, выполняются при помощи компьютеров. Однако, хотим мы того или нет, перейти на полностью электронный документооборот в силу целого ряда различных причин пока еще невозможно, да и вряд ли удастся в ближайшем будущем. Именно поэтому современный офисный компьютер нельзя себе представить без устройств ввода-вывода.

Сканеры

канеры являются глазами компьютера, преобразующими аналоговые изображения (рисунки, фотографии, машинописный текст и т.п.) в тот или иной электронный формат для последующего хранения и обработки с использованием различных программных средств.

В зависимости от способа загрузки носителя сканеры делятся на несколько типов. Наиболее распространенными в настоящее время являются планшетные сканеры: сканируемый документ помещается изображением вниз на плоский стеклянный планшет (обычно он закрывается сверху специальной крышкой), под которым расположена подвижная каретка с источником света, оптической системой и линейкой светочувствительных элементов . В процессе сканирования каретка движется вдоль оси, параллельной длинной стороне планшета и построчно считывает изображение с размещенного на планшете носителя.

Нынешняя популярность планшетных сканеров вполне обоснована, поскольку они являются наиболее универсальными устройствами, позволяющими сканировать отдельные листы, страницы книг и журналов без расшивки, а при определенных навыках - и небольшие объемные предметы. При этом они просты в обращении и не требуют регулярного технического обслуживания.

Несколько иначе устроены протяжные сканеры: в них источник света, оптическая система и линейка светочувствительных элементов в процессе сканирования остаются неподвижными, а носитель при помощи системы валов и роликов протягивается через сканирующий узел. В настоящее время подобные устройства используются главным образом для сканирования носителей большого формата - А3 и более. Основная сфера их применения - ввод различных чертежей, схем, карт и тому подобных документов большого формата для систем САПР и ГИС.

Протяжные сканеры не столь универсальны, как планшетные, ибо позволяют работать с носителями только в виде рулонов или отдельных листов; при этом существуют ограничения по максимальной и минимальной толщине носителей.

Прежде были распространены также ручные и проекционные сканеры, но с развитием технологий первые были вытеснены дешевыми планшетными моделями, а вторые уступили место более компактным и удобным цифровым фотокамерам. Стоит отметить, что после ухода с массового рынка ручные сканеры сохранили за собой довольно специфичную нишу: теперь они довольно широко используются для считывания штрих-кодов в автоматизированных кассовых терминалах и других подобных системах.

Рассмотрим наиболее важные характеристики сканеров, на которые необходимо обратить внимание при выборе подходящей модели.

Разрешающая способность измеряется в пикселах на дюйм (pixels per inch, ppi), и чем больше эта величина, тем с большей детальностью можно оцифровывать исходные изображения. Производители обычно указывают два значения разрешающей способности: оптическое и интерполированное (например, 600 и 19 200 ppi), но на самом деле возможности сканера характеризует именно первый параметр.

Еще одна довольно распространенная у производителей маркетинговая уловка - указание различных величин оптического разрешения для вертикальной и горизонтальной осей, например 1200×600 ppi. Однако обольщаться в данном случае не следует, поскольку реальная величина разрешающей способности соответствует меньшему из приведенных значений. Вообще говоря, погоня за большой разрешающей способностью в контексте выбора офисного сканера вряд ли оправданна, так как сканирование непрозрачных оригиналов в отраженном свете с разрешением более 600 ppi нецелесообразно. Дело в том, что в силу ряда причин детальность получаемого изображения будет увеличиваться весьма незначительно, а вот объем файла - очень даже заметно. Пожалуй, одним из немногих исключений из этого правила является сканирование цветных оригиналов, отпечатанных типографским способом: использование более высокой разрешающей способности позволит лучше справиться с неизбежно возникающим в этом случае характерным муаром .

В качестве примера приведем значения разрешающей способности, необходимые для выполнения некоторых наиболее типичных офисных задач:

• оптическое распознавание текста - 300-400 ppi;
• копирование цветных и черно-белых документов - 200-600 ppi;
• ввод фотографий и рисунков для размещения на Web-сайтах, в электронных документах и презентациях - 75-150 ppi;
• ввод фотографий и рисунков для репродуцирования на монохромных и цветных печатающих устройствах - 200-400 ppi.

Количество воспроизводимых при сканировании оттенков определяется разрядностью, измеряемой в битах на цветовой канал. Для цветных сканеров часто указывается суммарная величина для трех цветовых каналов. Например, надпись «24 бит» означает, что по каждому из трех цветовых каналов - красному, синему и зеленому - разрядность составляет 8 бит на цвет; максимально возможное количество оттенков составляет около 16,7 млн. Типичное значение этого параметра - 8 бит на цветовой канал (24 бит RGB), а многие модели современных планшетных сканеров позволяют оцифровывать изображение с разрядностью 12, 14 и даже 16 бит на цветовой канал (соответственно 36, 42 и 48 бит RGB). Нужно сказать, что для офисного применения увеличение разрядности не имеет практического смысла, поскольку офисные приложения, как правило, не позволяют обрабатывать и размещать в документах изображения с разрядностью более 8 бит на цветовой канал. Некоторое время назад еще можно было встретить черно-белые сканеры, однако сегодня подавляющее большинство моделей позволяют сканировать в цвете.

Максимальный размер сканируемых оригиналов для планшетных сканеров определяется размером планшета; наиболее типичное значение - 216×297 мм (оно позволяет сканировать документы наиболее распространенного формата А4), хотя иногда встречаются модели с удлиненным планшетом (216×356 мм). Планшетные сканеры формата А3 (297×420 мм) довольно дороги и обычно относятся уже к профессиональному классу. Что касается протяжных моделей, то здесь ситуация несколько иная: если максимальная ширина носителей обусловлена физическими параметрами устройства (шириной подающего тракта), то ограничение по допустимой длине налагается драйвером и используемым программным обеспечением.

При большой нагрузке на сканер весьма критичной становится его производительность, которая зависит от скорости сканирования. Стоит отметить, что данный параметр даже для одной и той же модели меняется в зависимости от величины разрешающей способности: чем выше заданное в настройках разрешение, тем медленнее работает сканер. Кроме того, на общую производительность сканера влияет скорость предварительного сканирования и время прогрева. Следует также учесть, что при установке больших значений разрешающей способности узким местом может стать не сам сканер, а используемый для его подключения интерфейс.

Для ряда моделей планшетных сканеров выпускаются устройства автоматической подачи документов (Auto Document Feeder, ADF), которые могут входить в стандартный комплект поставки или продаваться отдельно. Использование подобного устройства (которое обычно устанавливается вместо штатной крышки планшета) позволяет повысить производительность сканера при вводе большого количества однотипных оригиналов на отдельных листах, например готовых форм (анкет, опросных листов), объемных машинописных текстов и т.п.

Сегодня наиболее распространенным интерфейсом для подключения сканеров является USB 1.1. В последнее время дорогие модели планшетных сканеров оснащаются более высокоскоростными интерфейсами - USB 2.0 и IEEE-1394. В отличие от USB 1.1, контроллеры USB 2.0 и IEEE-1394 пока еще редко встречаются в стандартной комплектации офисных компьютеров, так что для подключения сканеров с этими интерфейсами, скорее всего, потребуется установка соответствующей платы.

Среди старых и наиболее дешевых сканеров еще можно встретить модели, оснащенные SCSI и даже параллельным интерфейсом IEEE-1284, однако в современных условиях приобретение подобных устройств вряд ли можно признать целесообразным.

Типы печатающих устройств

Несомненным лидером среди офисных печатающих устройств на сегодняшний день являются монохромные лазерные принтеры форматов А4 и А3. Они обладают высокой производительностью, низкой себестоимостью отпечатков и способны выдерживать большие нагрузки. Еще одним их достоинством является стабильно высокое качество отпечатков, практически не зависящее от типа используемой бумаги.

В последнее время наблюдается рост популярности цветных лазерных принтеров. Еще несколько лет назад это были весьма дорогие и низкопроизводительные устройства (из-за использования четырехпроходного процесса скорость печати в цветном режиме была значительно ниже, чем в монохромном), однако сегодня цены на цветные лазерные модели заметно снизились, а многие производители освоили выпуск устройств, позволяющих одинаково быстро печатать как монохромные, так и цветные изображения.

Во многом схожи с лазерными светодиодные принтеры. Благодаря использованию упрощенной (по сравнению с лазерной) технологии нанесения изображений эти устройства дешевле лазерных; правда, при этом они уступают последним по качеству получаемых отпечатков и производительности. Сейчас многие производители выпускают как монохромные, так и цветные светодиодные принтеры.

В настоящее время на рынке представлен весьма широкий спектр моделей лазерных и светодиодных принтеров - от настольных персональных до сетевых корпоративных. Как правило, небольшие настольные модели имеют минимальные возможности расширения конфигурации и по этой причине обычно используются в небольших подразделениях. Если же говорить о лазерных и светодиодных принтерах уровня средних и больших рабочих групп, то практически все они представляют собой своего рода конструктор: к базовому устройству, в котором располагаются растровый процессор и печатающий механизм, пристыковывается необходимое количество различных функциональных модулей (дополнительные лотки для подачи разнообразных носителей, сортировщики, брошюровщики, финишеры и т.п.). Кроме того, предусматриваются возможности по наращиванию конфигурации базового устройства путем установки дополнительных компонентов (модулей памяти, жестких дисков, шрифтовых картриджей, сетевых адаптеров и принт-серверов, интерпретаторов языков описания страниц, модулей автоматической двусторонней печати и пр.). Благодаря этому можно довольно легко изменять набор функциональных возможностей печатающего устройства в зависимости от потребностей подразделения, в котором он используется.

В офисах довольно широко распространены и струйные модели, подавляющее большинство которых являются цветными. Их использование оправданно в тех случаях, когда существует потребность в цветных документах, а среднемесячные объемы печати невелики. При этом нужно отметить, что если стоимость самих струйных печатающих устройств гораздо ниже, чем лазерных или светодиодных, то затраты на расходные материалы и, следовательно, себестоимость копии значительно выше. Хотелось бы обратить внимание и на то, что еще года три-четыре назад в офисах использовались в основном персональные модели струйных принтеров (поскольку других практически не выпускалось), а сегодня уже выделился и активно развивается отдельный класс корпоративных струйных принтеров, специально ориентированных на офисные задачи. От персональных моделей их отличает более высокая производительность, использование картриджей увеличенной емкости, большой ресурс работы и максимально допустимая месячная нагрузка, а также меньшая зависимость качества получаемых изображений от типа используемой бумаги.

Несколько особняком стоят широкоформатные струйные принтеры, однако, поскольку они применяются для решения достаточно специфичных задач, в рамках этой статьи мы их рассматривать не будем.

Несмотря на то что матричные принтеры сегодня практически полностью уступили свои позиции на рынке персональных печатающих устройств, они до сих пор выпускаются и активно используются в различных организациях. Конечно, матричные устройства не могут похвастаться высокой производительностью и низким уровнем шума, однако благодаря простому устройству их отличает очень высокая надежность и крайне низкая себестоимость отпечатков. Но секрет их долголетия кроется не в этом, а в том, что это единственные широко распространенные сегодня печатающие устройства ударного действия (помимо точек красителя на бумаге остается рельефный след), а специфика деятельности ряда компаний требует использования именно таких принтеров при заполнении официальных документов и форм (например, железнодорожных и авиабилетов).

Нельзя не упомянуть и о довольно экзотичных аппаратах, встречающихся в офисах относительно редко, - о термических принтерах. Наиболее известными представителями термических принтеров, использующих технологию термопереноса твердого красителя, являются аппараты американской компании ALPS и их OEM-версии, выпускавшиеся также под марками Citizen Printiva и OKI. Эти устройства обладают довольно низкой скоростью печати и очень высокой себестоимостью копий, однако у них есть и ряд неоспоримых достоинств: использование твердого красителя обеспечивает очень высокую стойкость отпечатков к механическому и химическому воздействию, а получаемое изображение практически не зависит от типа и качества покрытия носителей. Кроме того, при использовании специальных носителей напечатанные изображения можно переносить на ткань и на поверхность различных предметов. Стоит также отметить, что для данных принтеров выпускаются кассеты с красителями нестандартных цветов (например, белого, зеленого, серебряного, бронзового, золотого и т.д.). Одним из наиболее типичных применений термических принтеров является изготовление небольших тиражей сувенирной и представительской (визиток, бланков, приглашений и пр.) продукции.

Выпускаются и специализированные термические принтеры, предназначенные для нанесения изображений на поверхность компакт-дисков. В качестве примера можно назвать принтеры Inscripta, выпускаемые корпорацией Primera Technology, а также Perfect Image Prism, выпускаемые корпорацией Rimage . Такие устройства могут стать хорошим решением для подразделений, деятельность которых связана с распространением различной продукции и информационных материалов на CD- и DVD-носителях.

Теперь, когда мы ознакомились с основными типами распространенных сегодня печатающих устройств, перейдем к рассмотрению основных характеристик принтеров.

Основные характеристики принтеров

Разрешающая способность измеряется количеством точек на дюйм (dots per inch, dpi). Чем больше этот параметр, тем более точно принтер позволяет воспроизводить выводимые изображения: при печати текста и монохромных рисунков это означает более высокую детальность изображения, а применительно к полутоновым изображениям - возможность передачи большего количества оттенков при одинаковой линиатуре. Для печати текстовых документов вполне достаточно разрешающей способности 300-600 dpi, в то время как для качественного вывода полутоновых и цветных изображений требуется разрешение 720 dpi и более.

В настоящее время производители используют в своих изделиях различные технологии, позволяющие повысить количество воспроизводимых полутонов без увеличения разрешающей способности. К тому же стоит отметить, что на практике далеко не всегда принтеры разных производителей, обладающие одной и той же разрешающей способностью, обеспечивают одинаково качественные изображения.

Производительность принтера обусловлена несколькими параметрами: временем прогрева, скоростью растрирования и скоростью работы печатающего механизма. Время прогрева зависит от используемой технологии печати: если струйные и матричные принтеры готовы к работе практически сразу после включения, то лазерным и термическим принтерам требуется определенное время (от нескольких секунд до нескольких минут) для выхода на рабочий режим.

В зависимости от конструкции того или иного аппарата растрирование выводимого на печать изображения может выполняться как драйвером (что характерно для большинства струйных и матричных устройств, а также лазерных принтеров начального уровня), так и специализированным процессором самого принтера (такое решение обычно применяется в средних и больших лазерных и в некоторых струйных моделях). В первом случае время растрирования в большой степени обусловлено конфигурацией компьютера, с которого документ отправляется на печать. При прочих равных условиях время растрирования зависит от разрешения, заданного в настройках печати: удвоение величины разрешающей способности приведет к увеличению объема растрового образа страницы в четыре раза, вследствие чего значительно возрастет время, необходимое для обработки документа и передачи его в принтер.

Производители принтеров в технических характеристиках своих изделий обычно указывают лишь два параметра: максимальную скорость работы печатающего механизма и время выхода первой страницы после отправки документа на печать. Однако следует учитывать, что в отличие от лазерных и светодиодных принтеров скорость работы печатающих механизмов струйных, матричных и некоторых термических устройств существенно зависит от установленной величины разрешающей способности и степени заполнения страницы; таким образом, реальные показатели для этих принтеров могут оказаться заметно ниже заявленных производителем.

Требования к используемым носителям обычно включают перечень подходящих для того или иного устройства типов носителей (обычная бумага, специальные сорта бумаг, конверты, открытки, наклейки, карточки, прозрачная пленка и т.д.) и диапазон допустимой плотности, или удельного веса, для каждого типа носителей (обычно указывается в граммах на квадратный метр, г/м 2 ; кроме того, иногда указывается ограничение по максимальной толщине носителей). Обратите внимание на то, что эти параметры могут различаться в зависимости от способа подачи (ручной или автоматический) и от использования различных дополнительных устройств (модуля автоматической двусторонней печати, брошюровщика и т.п.).

Емкость подающих и принимающих лотков указывается в технических характеристиках принтера. Наиболее часто данный параметр рассчитывается для листов обычной бумаги плотностью 60 или 75 г/м 2 .

Говоря об офисном принтере, нельзя не упомянуть об интеграции данного устройства в локальную сеть. Для этого могут использоваться различные решения, наиболее распространенным из которых является установка в принтер специального сетевого адаптера или принт-сервера. Естественно, при выборе печатающего устройства необходимо уточнить, есть ли в предлагаемом производителем принтеров ассортименте сетевых адаптеров и принт-серверов модули, совместимые с проектируемой или уже имеющейся локальной сетью предприятия или подразделения.

Оптимизация использования принтеров

Любому системному администратору, работающему в более-менее крупном офисе, хорошо известно, что нагрузка на принтеры крайне неравномерна - периоды временного затишья внезапно сменяются спонтанными всплесками активности сотрудников, и даже высокопроизводительные сетевые принтеры далеко не всегда могут справиться с лавиной обрушивающихся на них документов. Вот наиболее типичная ситуация: один из пользователей отправил на печать отчет объемом в несколько сотен страниц - в результате другие сотрудники вынуждены ждать, пока будут отпечатаны их одно-двухстраничные письма и счета.

Вполне очевидно, что приобретение дополнительных принтеров вряд ли позволит эффективно справляться с подобными ситуациями и, кроме того, повлечет за собой дополнительные финансовые затраты. Но, оказывается, можно обойтись и уже имеющимся парком принтеров, если повысить эффективность их использования.

Суть решения заключается в следующем: имеющиеся в распоряжении данного подразделения принтеры объединяются в кластер, работой которого управляет общий принт-сервер. Использование такой схемы позволяет получить целый ряд преимуществ по сравнению с более традиционным подключением отдельных сетевых принтеров.

Один из наиболее показательных примеров - распараллеливание печати при выводе объемных документов либо большого количества копий. Реализуется это следующим образом: при превышении заданного в настройках минимального количества страниц отправленный на печать документ делится на несколько частей, которые печатаются параллельно на различных принтерах кластера (пользователь, отправивший задание, получит уведомление о том, на каких именно устройствах отпечатаны части документа). Это позволяет не только сократить время получения готового документа, но и равномерно распределить нагрузку между входящими в кластер устройствами. Помимо этого контроллер кластера может перенаправлять задания в случае возникновения сбоев: например, если в каком-либо из принтеров закончился тонер или замялась бумага, все отправленные на него задания будут перенаправлены на другое устройство, а пользователи получат соответствующие уведомления.

Нужно сказать, что и с точки зрения пользователя процедура печати становится проще: вместо нескольких разных принтеров в меню остается одно универсальное печатающее устройство, на которое и направляются все задания, а выбором наиболее подходящего принтера для печати конкретного документа управляет уже контроллер кластера.

В качестве примеров решений кластерной печати можно привести JetCAPS ClusterQue (совместная разработка компаний Hewlett-Packard и LBM Systems) и Callisto (разработка Canon).

Многофункциональные устройства

ложно сказать, кому из разработчиков первому пришла в голову идея объединить принтер и сканер в единое устройство. Да это, в общем-то, и не важно. Выгоды такого симбиоза очевидны: пользователь получает один аппарат, который может выполнять функции сразу трех различных устройств - сканера, принтера и копировального аппарата, а если добавить факсимильный модуль - то и четырех. Разумеется, такое решение получается дешевле трех или четырех отдельных устройств и требует значительно меньше места. Правда, некоторым недостатком в данном случае является более низкая надежность: например, при выходе из строя блока питания вы одновременно лишитесь возможности использования сразу всех устройств, а при исчерпании тонера или чернил в печатающем модуле не сможете воспользоваться не только принтером, но и копировальным аппаратом.

Как бы там ни было, на протяжении нескольких лет многофункциональные устройства пользуются устойчивым спросом, а производители регулярно обновляют модельный ряд этих офисных комбайнов. В настоящее время существует довольно четкое деление многофункциональных устройств на две большие группы: компактные настольные аппараты и большие корпоративные комплексы.

Многофункциональные устройства в настольном исполнении отличаются разнообразием внешнего вида и технических решений. В продаже можно встретить многофункциональные устройства, построенные на базе как протяжных, так и планшетных сканирующих модулей. Если же говорить о принтерной части, то это может быть и струйное (цветное или монохромное), и лазерное (обычно монохромное) печатающее устройство. Обычно в таких аппаратах предусмотрена возможность подключения к компьютеру через двунаправленный параллельный интерфейс IEEE-1284 и/или USB.

Что касается корпоративных многофункциональных комплексов, то зачастую они представляют собой высокопроизводительные цифровые копировальные аппараты, оснащенные компьютерным интерфейсом. Обычно они оснащаются лазерным печатающим механизмом (цветным или монохромным) и модулем планшетного (реже - протяжного) сканера с устройством автоматической подачи документов. Аналогично корпоративным лазерным принтерам, конфигурацию многих многофункциональных комплексов можно расширять путем установки дополнительных компонентов и внешних функциональных модулей.

КомпьютерПресс 9"2002

Печатающее устройство

в вычислительной технике, входящее в состав ЭВМ или функционирующее самостоятельно устройство, посредством которого результаты обработки информации наносятся на бумагу или её заменитель (носитель записи) в доступной для зрительного восприятия буквенной, цифровой или графической форме (см. Алфавитно-цифровое печатающее устройство , Графопостроитель). Наиболее широко применяют П. у., в которых отпечаток символа (знака) механически наносится на бумагу нажатием (ударом) выпуклой литеры через красящую ленту (в некоторых конструкциях П. у. не литера прижимается к бумаге, а бумага специальным гладким «молоточком» прижимается через красящую ленту к выпуклой поверхности неподвижной литеры). Менее распространены П. у. с электрографической (см. Электрофотография) и магнитографической (см. Магнитография) печатью, фотооптические, струйные и другие. П. у. подразделяют на листовые, в которых информация записывается на отдельные листы бумаги, и рулонные - с записью информации на рулонную бумажную ленту, впоследствии фальцуемую и разрезаемую на отдельные листы. По характеру перемещения носителя записи различают П. у. с непрерывной подачей, в которых печатные знаки наносятся на движущийся носитель, и П. у. с прерывистой подачей, в которых в момент печати носитель записи неподвижен.

Основным элементом механического П. у. является печатающий механизм, в состав которого входят печатающий орган - литерный рычаг, сферическая головка или колесо с выпуклыми литерами (см. рис. ) - и система привода. Для того чтобы сделать оттиск знака, П. у. автоматически преобразует код данного знака, поступивший от ЭВМ, в электрический сигнал, который либо приводит в движение соответствующий литерный рычаг, либо поворачивает сферическую печатающую головку нужным знаком к бумаге, либо устанавливает цифровое колесо (цилиндр) в положение, при котором требуемая литера оказывается против молоточка. Механические П. у. работают относительно медленно, скорость их работы определяется инерционностью подвижных элементов и в зависимости от конструкции достигает 20 знаков в сек для знакопечатающих и 200-300 строк в мин для строкопечатающих П. у. Для уменьшения массы подвижных элементов в некоторых П. у., называемых матричными или растровыми, печатный знак образуют в виде совокупности точек, отпечатываемых независимо управляемыми проволочными пуансонами.

В немеханических П. у. изображение печатаемых знаков формируется автоматически либо на экране электроннолучевой трубки, либо с помощью оптических или иных специальных средств и переносится на бумагу оптическим или электрическим способом. Полученное таким образом изображение закрепляют прожиганием бумаги (искровая печать) либо химическим пли термическим способом с использованием фото- или термочувствительной бумаги, либо, наконец, нанесением красящего порошка, оседающего на электрически заряженных участках бумаги и закрепляемого термическим или химическим способом. В зависимости от конструктивных и технологических особенностей таких П. у. скорость печати составляет от 100 до 3000 знаков в сек .

Лит.: Савета Н. Н., Устройство ввода и вывода информации универсальных электронных цифровых вычислительных машин, М., 1971; Алферов А. В., Резник И. С., Шорин В. Г., Оргатехника, М., 1973.

М. Г. Гаазе-Рапопорт.

Большая советская энциклопедия. - М.: Советская энциклопедия . 1969-1978 .

Книги

• AutoCAD 2009 на примерах , Погорелов В. , Приводятся пошаговые упражнения, тематически объединенные в уроки, для изучения плоского черчения в среде AutoCAD 2008. Книга предназначена для освоения типовых операций по работе с… Категория:

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...

Рис. 7.3. Классификация печатающих устройств

Тип печатающего устройства (его наименование) определяется рядом классификационныx признаков. Наибольшее распространение в профессиональных ПЭВМ получили малогабаритные знакосинтезирующие ударные печатающие устройства, а также безударные печатающие устройства, использующие чернильно-струйный, термоконтактный, лазерный и другие способы печати.

Печатающие устройства ударного действия. Такие печатающие устройства используют механизмы печати с ударным способом записи символов на носителе с помощью красящего элемента (ленты). В процессе оттиска ударные элементы (иглы, молоточки) или литероноситель механически перемещаются. К достоинствам этих печатающих устройств можно отнести: возможность получения одновременно с оригиналом нескольких копий, использование обычных сортов бумаги, умеренную стоимость. В качестве недостатков отметим: сложность изготовления механических и электромеханических деталей и узлов, повышенный уровень шума, относительноневысокую надежность вследствие значительного количества движущихся деталей и узлов. В знакосинтезирующих ударных печатающих устройствах изображение символов формируется путем сочетания отдельных элементов (точек, отрезков, линий и т. п.). Все поле печатаемого символа разбивается на отдельные элементы в виде матрицы, называемой матрицей разложения. Контуры символа составляются из соответствующих элементов этой матрицы и по внешнему виду напоминают мозаику. Поэтому знакосинтезирующие печатающие устройства часто называют также матричными или мозаичными. Печатающая головка в матричном печатающем устройстве содержит набор вертикально расположенных игольчатых печатающих элементов, срабатывающих независимо друг от друга при включении соответствующих управляющих электромагнитов (рис. 7.4).

Различают матричные ударные печатающие устройства последовательного (посимвольные) и параллельного (построчные) типа. В устройствах последовательного типа печатающая головка скользит по направляющим параллельно красящей ленте и последовательно, колонка за колонкой, формирует соответствующий символ. Иглы прижимают красящую ленту к бумаге и формируют необходимую конфигурацию символа. В некоторых случаях вместо красящей ленты используется специальная бумага с термочувствительным покрытием, которая темнеет в тех местах, где его касаются иглы. В матричных печатающих устройствах последовательного типа наибольшее распространение получили 9-игольчатые печатающие головки, перемещаемые по длине печатаемой строки. Однако для получения высококачественной печати и высоких скоростей печати часто применяются наборы с большим количеством печатающих игл, например 12, 18 или 24.

В матричных печатающих устройствах параллельного типа элементы (иглы) печатающей головки расположены по всей длине строки. Они позволяют параллельно печатать символы всей строки, поэтому их называют растровыми. Несмотря на высокую скорость печати (до 1000 строк в минуту), растровые печатающие устройства имеют большие по сравнению с последовательными устройствами габаритные размеры, массу, уровень шума, стоимость и находят в ПЭВМ ограниченное применение.

Качество печати зависит от размера матрицы разложения и повышается с увеличением количества точек в матрице (возможно частичное перекрытие печатаемых точек). Наиболее часто применяют матрицы следующих размеров: 9х7, 9х9, 11х9 точек - для печати обычного качества; 18х18 точек - для печати повышенного качества; 35х16, 60х18 и более точек - для печати высокого качества. Сложные модели матричных печатающих устройств дают очень высокое качество печати, практически неотличимое от качества печати пишущей машинки. Для повышения качества используется также многопроходная печать в прямом и (или) обратном направлениях. Поскольку в матричных знакосинтезирующвх ударных печатающих устройствах отсутствует постоянный литероноситель, то его функции выполняет электронный знакогенератор. Количество и номенклатура печатаемых символов определяются емкостью знакогенератора. Постоянный комплект печатаемых знаков (различных национальных наборов, шрифтов, графических и других символов) - постоянный знакогенератор - записывается в ПЗУ блока управления печатью. Современные матричные, печатающие устройства оснащаются загружаемыми из ПЭВМ знакогенераторами, куда пользователь может записать необходимые ему знаки. При этом в матричном печатающем устройстве обеспечивается прямая адресация к ударным элементам печатающей головки.

Матричные знакосинтезирующие устройства, помимо вывода алфавитно-цифровой информации, как правило, могут осуществлять и вывод графической информации. Поэлементные описания графических изображений хранятся в ОЗУ блока управления печатью.

Широкое распространение в последние годы цветных дисплеев привело к ускоренной разработке и внедрению многоцветных матричных ударных печатающих устройств. Обычно используется красящая лента с четырьмя красящими дорожками: черной и трех основных цветов - голубого, желтого и красного. Применяются два основных принципа печати. В первом случае за один горизонтальный проход печатающей головки осуществляется печать только одним цветом, а затем повторные проходы другими цветами. Во втором за счет перемещения красящей ленты в процессе одного прохода печатающей головки печатаются все требуемые цвета. Все это требует усложнения печатающего устройства, а, следовательно, повышает его стоимость.

Таким образом, знакосинтезирующие ударные печатающие устройства последовательного типа характеризуются: небольшой потребляемой мощностью, небольшими габаритными размерами, возможностями изменения в широких пределах комплекта используемых символов и вывода графической информации, умеренной стоимостью. При этом, однако, скорость печати" сравнительно невысокая.

Знакопечатающие ударные печатающие устройства с лепестковым литероносителем типа «ромашка» обеспечивают по сравнению с знакосинтезирующими более высокое качество печати и более высокую надежность, применяются обычно для вывода текстовой информация. Изображение символов в них формируется зиакообразующим элементом (литерой), имеющим изображение символа. В состав печатающего механизма такого устройства входят (рис. 7.5): тонкий стальной диск со многими лепестками («ромашка»), на каждом из которых расположены рельефные литеры (буквы, цифры и др.); ударный рычаг (молоточек) с электромагнитом, который может прижать к бумаге через красящую ленту необходимую литеру, т. е. отпечатать тот или иной символ; электродвигатель, вращающий «ромашку» и подводящий перед оттиском необходимый лепесток к нужному ударному рычагу.

Типичное количество используемых лепестков - 50... 100. Из-за ограниченного набора печатаемых символов, определяемых литероносителем, при необходимости другого набора символов требуется смена печатающей головки. Скорость печати также невысока (20...80 знак/с). Эти обстоятельства и обусловили вытеснение лепестковых ударных печатающих устройств в ПЭВМ знакосинтезирующими.

Как знакосинтезирующие, так и знакопечатающие устройства имеют принципиальные недостатки: близкое к предельным значениям быстродействие, высокий уровень шума, сложность, недостаточную надежность. Поэтому ведется интенсивная разработка безударных печатающих устройств, свободных от этих недостатков.

В печатающих устройствах безударного действия используются бесконтактные способы печати или способы, при которых контакт регистрирующего элемента и бумажного носителя незначителен. Как правило, для безударных печатающих устройств требуется специальная бумага или красконоситель, они не позволяют получать копий документа. В данных устройствах знаки формируются за счет изменения свойств вещества на носителе под воздействием термического, химического, электрического, электромагнитного, светового или другого воздействия либо за счет нанесения регистрирующего вещества струйным или другим способом.

Безударные чернильно-струйные печатающие устройства характеризуются пониженным уровнем шума, высокой скоростью печати (до 200 знак/с или до 1 стр/мин), высокой разрешающей способностью (до 200 точек/см) и качеством печати за счет преобразования точечного изображения на бумаге в более однородное (вследствие текучести чернил), возможностью вывода произвольных графических изображений, а также многоцветной печати.

Регистрирующий орган - печатающая головка (рис. 7.6) - содержит несколько (обычно 12) капсул-эмиттеров (инъекторов), имеющих тонкие сопла с диаметром отверстия 0,01...0,1 мм. Внутри капсулы создается избыточное давление, и под действием вибрации (волнового импульса) регистрирующий орган производит дозирование и выброс струи чернил через сопло по направлению к бумажному носителю. Капельки чернил заряжаются от источника высокого напряжения и под действием ускоряющего электрического тюря направляются к валику, подающему бумагу и являющемуся одним из электродов. Входной сигнал модулирует поток капель аналогично модуляции электронного луча в ЭЛТ. Малый диаметр капель (0,03...0,2 мм) я высокая частота их генерации обеспечивают высокие разрешающую способность и скорость печати. Управление перемещением струи чернил по бумаге осуществляется с помощью отклоняющих пластин. В качестве регистрирующей красящей жидкости (чернил) используются растворы органических красителей, обладающие высоким поверхностным натяжением, высокой электризуемостью и хорошей впитываемостью в бумагу.

Имеются два способа подачи капель на бумагу. Первый - непрерывный способ, кота из сопла вытекает непрерывная струя капель, проходящая через управляющую электростатическую систему и попадающая либо на бумагу, либо в специальный сборник

При втором способе (ждущем) капсулы с красящим веществом выдают струю чернил лишь во время формирования необходимого символа

Рис. 7.6. Принцип действия чернильно-струйного печатающего устройства:

1 - валик перемещения бумаги; 2 - бумага; 3 - отклоняющие пластины; 4 - фокусирующий электрод; 5 - блок управления; 6 - сопло; 7 - пьезоэлектрический кристалл; в - ультразвуковой генератор; 9 - насос; 10 - резервуар для чернил; сборник отработанных чернил; 12 - сформированный символ

Рис. 7.7. Цветное чернильно-струйное печатающее устройство:

1 - кассета с тремя видами чернил; 2 - резервуар для остатков чернил;
3 - приемник чернил; 4 - игольчатые регуляторы; 5 - отделитель пузырьков;
б - шланговый насос для чернил; 7 - возврат отходов чернил; 8 - блок выключателя очистки; 9 - центральный процессор; 10 - привод управления чернильно-струйным механизмом; 11 - вторичный резервуар; 12 - переходной резервуар;
13 - блок управления приводом; 14 - двигатель грязесьемника;
15 - защитная крышка;16 - пульсирующая струйная головка

Ждущие чернильно-струйные печатающие устройства более просты по конструкции (рис. 7.7), чем непрерывно-поточные, расходуют меньше чернил и, следовательно, дешевле. Однако производительность их ниже, чем непрерывно-поточных. Путем увеличения количества сопел в печатающей головке и применения чернил разных цветов чернильно-струйные печатающие устройства обеспечивают возможность получения за счет комбинации основных цветов цветных изображений.

Главными факторами, сдерживающими широкое распространение чернильно-струйных печатающих устройств в ПЭВМ, являются:

конструктивная и технологическая сложность; необходимость применения специальных чернил; необходимость использования специальных сортов бумаги, обеспечивающих поглощение, приемлемое для заданного типа чернил; низкая надежность печатающей головки (возможность засорения сопел и капилляров, засыхание чернил); высокая стоимость и т. д.

Термопечатающие устройства относятся к низкоскоростным печатающим устройствам (при последовательном формировании символа до 30 знак/с) и поэтому не рассчитаны на использование в системах с большим объемом печати. Они компактны, отличаются низким уровнем шума, обеспечивают удовлетворительное качество печати, имеют относительно простую конструкцию и низкую стоимость.

Для термопечати необходима специальная термочувствительная бумага, изменяющая цвет под воздействием тепла, выделяемого при нагреве. Регистрирующим органом в термопечатающих устройствах является термопечатающая головка (рис. 7.8). Основная часть - штабик (обычно стеклянный), на котором методами тонкопленочной, полупроводниковой или толстопленочной технологии сформированы матрица точечных резистивных нагревательных элементов, контактные площадки и проводники. Термопечатающая головка может в процессе работы скользить по бумаге. Символы высотой Н и длиной L формируются в виде мозаики, путем воздействия в конкретной точке теплового импульса, получаемого от точечного резисторного нагревательного элемента. Современные термопечатающие устройства при разрешающей способности до 12 точек/мм, осуществляют последовательное или построчное знакосинтезирование печатной строки, позволяют получать сухие документы, не издающие запахов, характерных для струйной печати, так как. в них не применяются жидкие токсичные красители и сухие тонеры.

В термических переводных печатающих устройствах (термовосковых) используются резиновые валики, покрытые слоем восковых чернил. Тепло, поступающее от печатающей головки, плавит воск, и отпечаток проявляется на бумаге, где он, охлаждаясь, фиксирует изображение. Эта технология дает самые сочные, многоцветные и четкие изображения.

Широкому распространению в ПЭВМ таких термопечатающих устройств препятствуют использование специальной термочувствительной бумаге (как правило, восковой), более дорогой, чем обычная, и выцветание записи под воздействием прямого солнечного света и тепла. Эти ограничения устраняются при использовании термодиффузионного способа печати, т. е. при переносе в местах нагрева состава красящей ленты на обычную бумагу (рис.7.9).

Применяется специальная четырехслойная резистивно-термальная красящая лента, состоящая из полимерной основы, алюминиевого токопроводящего слоя и легкоплавкого слоя, герметизирующего пленку чернил. Термопечатающая головка имеет микроминиатюрные электроды, через которые энергия передается на красящую ленту. Печатающий механизм прижимает красящую ленту к бумаге, с электродов через полимерную основу передаются электрические заряды на алюминиевую фольгу, где происходит местный разогрев, разрушающий легкоплавкий слой. В результате осуществляется точечный перенос чернил на бумагу. Могут быть использованы и многоцветные красящие ленты. Уровень шума значительно ниже, чем у матричных печатающих устройств, и выше качество отпечатков. Недостатком подобных устройств является быстрый износ красящей ленты.

Лазерные печатающие устройства- более серьезная альтернатива традиционным ударным устройствам печати. Современным лазерным печатающим устройствам ПЭВМ свойственны отличное качество печати, высокая разрешающая способность. при выводе графической информации (24 точек/мм и более), высокая производительность (до 14 стр/мин и более), небольшие размеры, надежность. Принцип действия лазерных печатающих устройств схож с принципом действия электростатических копировальных устройств (рис. 7.10).

Рис. 7.10. Принцип работы лазерного печатающего устройства:

1 - твердотельный лазер; 2 - многогранный отражатель (зеркало);

3 - светочувствительный барабан; 4 - аппарат дня термического закрепления

тонера; 5 - приемно-комплектующее устройство; 6 - кассета с тонером;

7 - накопитель бумаги

Центральным элементом системы лазерного печатающего устройства является вращающийся барабан, покрытый светочувствительным полупроводниковым слоем толщиной несколько десятков микрометров. Полупроводниковый (селен и его сплавы в аморфном виде) слой в темноте является хорошим изолятором, поэтому поверхность барабана можно зарядить, подобно конденсатору, лучом высоковольтных ионизаторов, расположенных вблизи барабана. При освещении конкретной точки на поверхности барабана, заряженного электрическим зарядом, полупроводниковый слой становится проводящим только в этой точке и в ней происходит разряд. Данные, поступающие от ПЭВМ и содержащие информацию (графическую или текстовую), преобразуются в печатающем устройстве с помощью лазерно-оптической сканирующей системы в сигналы, модулирующие лазерный луч. При облучении точки поверхности барабана лазерным лучом переменной интенсивности остаточный заряд Оказывается пропорциональным изменению интенсивности лазерного луча. Таким образом, на поверхности барабана создается невидимое электростатическое изображение строки или страницы информации определенного формата. На следующем этапе изображение проявляется с помощью электростатически заряженной пылеобразной тонирующей краски из пластмассовых частиц диаметром порядка нескольких микрометров. Краска прилипает к поверхности барабана только там, где имеется статический заряд. Там, где поверхность была облучена лучом лазера, краска не прилипает. Проявленный сухой пылеобразной краской рисунок при вращении барабана прикасается к бумаге в точке приема, и под воздействием электростатического поля на поверхности бумаги формируется требуемый рисунок, который фиксируется путем расплавления краски специальными лампами и скрепления ее с бумагой.

Различают построчные и постраничные лазерные печатающие устройства. Постраничные лазерные печатающие устройства требуют для хранения изображения память достаточно большой емкости (до нескольких мегабайт). Ряд зарубежных фирм разработали модели лазерных печатающих устройств, имеющие расширенные функциональные возможности: растровую дигитализацию копируемою документа с записью в дисковый архив, прямое копирование документов,. печать выводимой из ПЭВМ информации с одновременным частичным копированием, т. е. можно подготавливать смешанные печатно-графические материалы для издательской деятельности.

К недостаткам лазерных печатающих устройств относятся: высокая сложность оптической сканирующей системы, содержащей множество оптических элементов (зеркальные многогранники для отклонения пучка; коллимирующие и фокусирующие линзы; цилиндрические линзы, используемые для коррекции ошибок позиционирования пучка, и др.); необходимость частой замены тонирующего порошка; повышенное влияние высокой температуры окружающей среды и влажности; большой объем требуемой буферной памяти; необходимость наличия специального программного обеспечения; высокая стоимость. Однако наметилась определенная тенденция к снижению стоимости лазерных печатающих устройств.

Требования, предъявляемые к печатающим устройствам и их основным характеристикам. Персональный характер ПЭВМ, специфика областей их применения обусловливают ряд определенных требований к печатающим устройствам. Печатающие устройства ПЭВМ должны быть дешевы, иметь малые габариты, массу, низкую потребляемую мощность, обеспечивать низкий уровень шума при работе. Они должны также обладать развитыми функциональными возможностями, в том числе возможностями вывода текстовой и графической информации, печати разнообразных наборов знаков, многоцветной печати и быть удобными при. эксплуатации их пользователем ПЭВМ. Например, если устройство способно печатать в обоих направлениях, т. е. не только слева направо, но и наоборот, то это в значительной мере повышает скорость печати. Если, например, устройство обладает логическими возможностями, то те строки, куда ничего не нужно писать, устройство способно просто «перескочить». Важны способ прогона бумаги, возможность подключения устройства автоматической подачи листа и укладки листов, легкосьемиость кассет с красящей лентой и т. д. Потребительское качество печатающих устройств определяется совокупностью и взаимосвязью их технических характеристик и зависит от назначения ПЭВМ. Поэтому не все типы печатающих устройств, применяемых в системах обработки данных, в больших или "портативных ЭВМ, оказываются пригодными для использования в составе профессиональных ПЭВМ.

Для пользователя профессиональной ПЭВМ важны следующие характеристики печатающих устройств: скорость, качество и цветность алфавитно-цифровой и графической печати; формат и качество бумаги и красящих лент, а также их доступность; простота (удобство) обслуживания и ремонта; программное обеспечение; методы кодирования и набор символов; вид интерфейсов и емкость памяти; уровень шума; потребляемая мощность; массогабаритные характеристики; внешнее оформление и др. Важнейшими характеристиками являются скорость и качество печати, обеспечиваемые обычно конкретным конструктивным исполнением печатающего устройства.

Скорость печати символьных (последовательных) устройств определяется количеством знаков, отпечатанных в секунду, а для параллельных (построчных и постраничных) - количеством строк или страниц, отпечатанных в минуту.

Качество печати определяется рядом параметров: числом символов, печатаемых в строке; шагом печати символов и строки, минимальной толщиной линий и допуском на нее, размерами знаков, плотностью печати, точностью и т. п., а также возможностью выделения («жирная» печать, получаемая двойной печатью знака или небольшим смещением контура знака), надстрочной и подстрочной печати, подчеркивания, печати графических изображений, многоцветной печати и т. п.

Набор печатаемых символов определяет возможности печати разнообразных текстовых и графических документов. В современных печатающих устройствах, кроме основного шрифта, как правило, имеется возможность программной генерации дополнительных символов. Некоторые печатающие устройства используют также другой вариант расширения библиотеки шрифтов. Точечные множества, необходимые для формирования альтернативных шрифтов, хранятся в микросхемах ПЗУ, содержащихся внутри специальных шрифтовых кассет. В процессе работы пользователь может изменять не только вид шрифта, но и размеры печатных символов, что особенно важно при распечатке таблиц.

Управление печатающими устройствами в основном осуществляется с помощью команд и кодов, стандартизованных фирмами Epson и IBM. Значительная часть наиболее распространенных команд для принтеров, например «возврат каретки», «табуляция» и др., а также символов, воспринимаемых принтером как коды, заимствована из набора символов кода ASCII. Управляющие последовательности начинаются специальным символом, име­ющим аббревиатуру ESC и значение в коде ASCII - 27.