Лекція 7. Друкуючі пристрої

Питання:

1. Принципи побудови різних типів принтерів.

2. Формати даних і інтерфейси принтерів

3. Системна підтримка принтерів.

Література: 1. Гук. М. Аппаратные засоби IBM PC. Пітер, 2005, з. 562-583.

1. Принципи побудови різних типів принтерів.

Визначення:

Принтер – цей пристрій, що забезпечує вивід зображення на папір або плівку.

Плоттер – цей пристрій для викреслювання зображення на папері.

Принципи формування зображень:

у принтерів – відповідність растровим дисплеям;

у плоттерів - відповідність векторним дисплеям.

Принтери і плоттери створюють так звані тверді копії (hardcopy) документів; твердість означає неможливість їх подальшої довільної модифікації. По цій ознаці принтери і плоттери відносяться до пасивних пристроїв графічного виводу протилежність — активні пристрої виводу — дисплеї.

За способом друку принтери розділяються на букводрукувальні і знакосинтезующі (що аналогічно текстовому і графічному режимам дисплея), а також послідовні і паралельні.

В послідовних принтерах друк здійснюється поелементно з просуванням по рядку, і після завершення друку одного рядка переходять до друку наступного рядка.

В паралельних принтерах рядок друкується цілком рядком.

Букводрукувальні принтери здатні друкувати тільки строчки символів з фіксованого набору, що обмежує область їх застосування для текстових документів без можливості використовування різноманітності шрифтів. Разом з тим, у них є перевага як друковані символи, а у ряді випадків — і в швидкості друку.

Знакосинтезующі, вони ж матричні принтери, дозволяють друкувати довільні зображення. За способом нанесення фарбника вони діляться на ударні (голкові), термічні, струменеві і лазерні, хоча під матричними, як правило, мають на увазі саме голкові.

1. Матричні голкові принтери

Голкові принтери (Dot Matrix Printer) мають друкуючу головку, на якій розташована матриця голковихх молоточків, керованих електромагнітами. Голки ударяють по паперу через фарбувальний стрічку, папір лежить на валу, переміщаючись тільки подовжньо (переклад рядків виконується поворотом валу, але в обох напрямах. Переміщення по рядку виконує сама друкуюча головка — вона досить легка, тому її можна рухати швидко. Все управління механікою виконує вбудований мікроконтролер принтера. В його веденні знаходяться крокові двигуни подачі паперу і переміщення головки по рядку, а також приводи голок, яких може бути від 8 до 24. На принтері є механічні або оптоелектронні датчики крайніх положень каретки, а також датчик кінця паперу. Управляючи цими механізмами і користуючись датчиками, можна вивести будь-яке зображення. Під час друку головка рухається по рядку зліва направо, і ударами голок віддруковуються необхідні крапки. Після того, як рядок віддрукований, пересувається папір і виконується друк наступного рядка. Якщо папір не переміщати, то можна повторно друкувати окремі елементи (символи), і вони виглядатимуть яскравіше. У деяких принтерів друк може виконуватися і на зворотному ходу головки, що економить час друку, хоча через люфти механіки можливо не дуже точне поєднання крапок, віддрукованих на прямому і зворотному ходу.

В алік подачі паперу Папір друку Показчики повороту валика

Г оловка с матрицею

г олок

Д атчики .

М ікроконтроллер

ПК

ПЗУзнакогенератора

Буферне ОЗУ .

Інтерфейс зв’язку з ПК

Мал. 7.1. Функціональна схема матричного принтера.

Матричні принтери можуть працювати як в графічному, так і в символьному режимах. Розгортку символів в точкове зображення виконує вбудований процесор (мікроконтролер) принтера, у якого є ПЗП з таблицями знакогенераторів. Звичайно принтери мають декілька таблиць (для різних мов і шрифтів), що перемикаються програмно (по командах від комп'ютера), апаратний (перемикачами на принтері) або за допомогою кнопок панелі управління принтером.

Контроллер принтера по інтерфейсу приймає від комп'ютера потік байтів, що містить дані для друку і управляючі команди. Дані приймаються в буферне ОЗУ, звідки витягуються і інтерпретуються відповідно до можливостей механіки. Принтер забезпечує зворотний зв'язок з комп'ютером:

управляє потоком (зупиняє по заповненню буфера) і повідомляє свій стан — готовність (On-Line), кінець паперу (Paper End), помилка (Error). Це дозволяє програмі працювати з принтером не всліпу і повідомляти користувача про необхідність втручання.

Принтер здатний друкувати що поступають до нього дані, коли він включений, у нього є папір і він знаходиться в стані On-Line. В стані On-Line принтер готовий до прийому даних від комп'ютера (якщо у нього є місце в буферній пам'яті). Помітимо, що принтер друкує рядок тільки після того, як «зрозуміє», що у нього в буферній пам'яті зібрався остаточний образ для цього рядка. В символьному режимі рядок буде віддрукований в наступних випадках:

• прийнято стільки символів, скільки уміщається в рядку, і ще хоча б один (принтеру належить сприймати код «забій», по якому він повинен анулювати попередній символ);

• прийнятий символ повернення каретки (CR), перекладу рядка (LF) або формату (FF);

• оператор натискував кнопку перекладу рядка або формату (для їх спрацьовування принтер повинен бути переведений в стан Off-Line, друк рядка може бути викликаний і перекладом в цей стан).

Таким чином, матричний принтер є пристроєм відрядкового виводу.

В графічному режимі ідея друку та ж — рядок друкується цілком, коли для неї готові дані (для всіх голок, що використовуються). При перекладі принтера в стояння Off-Line друк і прийом даних припиняються, але що залишилися в буфері дані зберігаються. Буфер очищається по включенню живлення, апаратному скиданню по сигналу інтерфейсу і по прийому спеціальної команди.

По включенню живлення, апаратному або програмному скиданню контроллер виконує самотестування і приводить механіку в початковий стан. Для цього він переміщає головку до спрацьовування датчика лівого положення, щоб відкалібрувати систему позиціонування. Деякі принтери після цього трохи проганяють головку управо, щоб вона не заважала заправці паперу.

Роздільна здатність матричного принтера визначається розміром матриці голок і роздільною здатністю друку: крапки можна друкувати, зміщуючи головку (вліво-вправо) і папір (вверх-вниз) навіть на частку кроку так, що крапки зіллються в майже гладку лінію, для чого потрібна досить точна механіка. Роздільна здатність друку пов'язана з швидкістю: оскільки голки все-таки інерційні, гранична частота їх спрацьовування обмежена. Тому для високого дозволу швидкість переміщення головки і паперу невисока. Сучасні моделі матричних принтерів дозволяють досягати дозволу аж до 360dpi (крапок на дюйм) по обох координатах. Принтери, як правило, можуть працювати в режимах з різним дозволом — від малого дозволу для швидкого друку чернеток (draft) до високого дозволу (NLQ. — Near Line Quality, якість, близька до гладких букв пишучих машинок).

Кольорові матричні принтери працюють з багатоколірною (звичайно трибарвної) фарбувальною стрічкою. Кожний рядок друкується за декілька проходів головки, і на кожний прохід встановлюється смуга стрічки певного кольору. Такий кольоровий друк відбувається не швидко, та і якість перенесення кольорів невисока.

Матричні принтери доволі невибагливі — можуть друкувати практично на будь-якому папері — листової, рулонної, фальцьованої. Листовий папір подається фрикційним механізмом — валом, до якого вона притискається обгумованим роликом. Листи можуть заправлятися вручну, а в більш дорогих моделях є спеціальні лотки для автоматичної подачі паперу з пачки. Для друку з рулону або стопки фальцьованого паперу з перфорацією по краях механізм подачі паперу має траки — гумові або пластмасові «гусениці» із зубчиками. Траки розташовані на загальній осі і забезпечують подачу паперу без перекосів, неминучих (хай і в невеликому ступені) при фрикційній подачі. Вузькі принтери дозволяють друкувати на папері вширшки до формату А4 (вертикально заправлений лист), широкі — до A3 (горизонтально заправлений лист). Принтери мають направляючі, регульовані по ширині листа, а у моделей з траками направляючі рухаються разом з траками. Існують спеціальні пристосування для друку етикеток.

Паралельні матричні принтери (наприклад, Tally Mannusman) не мають рухомої друкуючої головки — у них голки розташовані уздовж всього друкованого рядка. За рахунок цього друк відбувається дуже швидко (з тією ж швидкістю, що і у барабанних букводрукувальних принтерів). Горизонтальний дозвіл у цих принтерів не обов'язково визначається числом голок: друкуючий блок може трохи переміщатися уздовж рядка, і кожний рядок може бути віддрукований за декілька ударів, при яких крапки зміщуються щодо один одного на частки кроку голок. Від цих принтерів в основному потрібна висока швидкість друку символів, так що механізм підвищення дозволу, що знижує швидкість друку, може включатися лише для графічного друку «екзотичних шрифтів». Ці принтери, як правило, широкі і працюють з рулонним і фальцьованим папером з перфорацією по краях (фрикційна дача на великій довжині завжди відводитиме папір убік). Дані принтери мають високу ціну, але при великому об'ємі текстового друку вельми ефективні, оскільки Витратний матеріал — фарбувальна стрічка.