Упомянутые выше типы ударных принтеров в настоящее время широко не используются, так как они вытеснены новыми устройствами, имеющими более высокие технические показатели. В то же время, они по-прежнему используются в больших специализированных вычислительных центрах с супер ЭВМ (метеослужбы, военные и т.д.)
Разновидности печатающих устройств.
Принципы построения печатающих устройств
Лекция 7.В. ПРИНТЕРЫ
Тип принтера определяется рядом классификационных признаков:
- принцип действия;
- способ формирования текста;
- способ формирования символов;
- способ печати;
- наличие (или отсутствие) цветности;
- формат и тип носителя (бумаги, ткани, керамики);
- быстродействие (скорость печати).
Рассмотрим указанные выше признаки применительно к современным принтерам.
Принцип действия.
Все современные принтеры по принципу действия можно разделить на две большие группы – ударные и безударныеустройства.
Ударным принтером называют устройство, использующее механический удар при записи символов или элементов графики с помощью красящего элемента (ленты или копировальной бумаги). Образно говоря, ударные принтеры "вколачивают" текст или графику в поверхность носителя. В процессе печати ударные элементы (иглы, сегменты или молоточки) механически перемещаются. Шрифтоносителем называют механизм, в том или ином виде содержащий алфавит принтера.
В ударных принтерах шрифтоносители оформляются конструктивно по-разному, что определяет технологию печати, скорость работы принтера, его стоимость. В зависимости от конструктивного оформления шрифтоносителя принтеры получают свое название или тип. Так среди ударных принтеров принято различать следующие основные типы:
- барабанные алфавитно-цифровые печатающие устройства (АЦПУ);
- лепестковые или воланные принтеры;
- шаровые или цилиндрические принтеры.
К достоинствам таких устройств можно отнести:
- возможность получения одновременно с оригиналом нескольких копий;
- использование обычных сортов бумаги (в том числе низкосортную бумагу);
- высокую производительность (скорость печати, большие тиражи).
В качестве недостатков этих устройств можно отметить:
- громоздкость;
- большое энергопотребление;
- невозможность смены шрифтов без смены
шрифтоносителя (головки, барабана, волана);
- сложность изготовления механических и электромеханических деталей и узлов этих устройств;
- повышенный уровень шума при их работе;
- относительно невысокую надежность из-за
высокой сложности движущихся деталей и
механизмов.
Особое место среди принтеров ударного типа занимают знакосинтезирующие матричные принтеры.
Знакосинтезирующие принтеры не имеют шрифтоносителя как такового. Контур символа формируется каждый раз в момент печати. Печатающий механизм (печатающая головка) представляет собой набор стержней (иголок), конструктивно объединенных в так называемую матрицу. Изображение символа формируется путем выдвижения стержней, входящих в контур символа, под воздействием индивидуальных приводов стержней (электромагнитов) и осуществлении удара стержнями по бумаге через красящую ленту. Все поле печатаемого символа (знакоместо) разбивается на отдельные элементы, составляющие матрицу, которая называется матрицейразложения символа.
Безударные принтеры появились, как своего рода альтернатива ударным, что позволило резко снизить уровень шума при работе принтера и существенно повысить скорость печати. Кроме того, безударные принтеры позволили ввести в печать полноценную цветовую гамму.
В отличии от ударных, в безударных принтерах (БП) используются бесконтактные способы печати или такие способы, при которых контакт головки с бумагой минимален, и не снижает скорости печати.
В БП знаки на носителе формируются за счет изменения свойств вещества носителя или за счет нанесения красящего вещества на поверхность носителя. В первом случае используются термические, термохимические, термоэлектрические или электромагнитные процессы печати, во втором световые процессы и процессы напыления красящего вещества на поверхность носителя.
Так же как и в ударных устройствах, тип безударного принтера (его название) образуется по названию технологического процесса, используемого при печати: термические, электростатические, лазерные, струйные принтеры и т.п.
Способ формирования текста. С точки зрения способов формирования текста различают:
- последовательные (посимвольные) принтеры;
- параллельные (построчные) принтеры;
- постраничные принтеры.
Последовательными принтерами называют устройства, в которых печатающая головка (ПГ) перемещается вдоль выводимой строки текста и последовательно (символ за символом) печатает строку. Время печати символа в таких устройствах является циклом печати.
Параллельными принтерами называют устройства, в которых при выводе текста все символы, входящие в состав строки, печатаются за один цикл печати (одновременно).
Постраничные принтеры выводят на печать за один цикл текст размером в одну страницу.
Способ формирования символа.По этому признаку принтеры делятся на знакопечатающие и знакосинтезирующие устройства.
Знакопечатающие устройства осуществляют печать символа методом оттиска готовой литеры через красящую ленту или копировальную бумагу. Для таких принтеров характерен постоянный (несменяемый) набор литер (пишущая машинка, барабанный АЦПУ, цепочный принтер).
Знакосинтезирующие принтеры характеризуются тем, что контур знака создается в поле матрицы разложения в момент печати. Поскольку в таких принтерах отсутствует шрифтоноситель, функции его перекладываются на знакогенератор.
По способу печати различают статические и динамические принтеры.
В статических принтерах шрифтоноситель вне момента печати находится в покое, и его элемент начинает перемещаться к месту знака в строке по получении команды – пространственный принцип выбора нужного символа (лепестковые, шаровые и др. принтеры).
В динамических принтерах используется временной принцип выбора литеры.
Это означает, что шрифтоноситель находится в движении всегда (вне момента и в момент печати), а символ печатается тогда, когда литера занимает нужное место в строке (барабанные и цепочные принтеры).
Это относится к ударным принтерам и не может быть распространено на безударные принтеры.
По формату и типу бумаги принтеры подразделяются на А4, А3 и т.д. (т.е. в соответствии со стандартами офисной бумаги).Самый большой формат А0) реализуют плоттеры.
В больших АЦПУ ударного типа используется специальная бумага в виде толстой папки листов разделенных перфорационными отверстиями для последующего разрыва, а также отверстиями по краям всех листов для перемещения бумаги принтером в ходе печати.
В термических принтерах используется рулонная бумага, покрытая специальным составом.
Для печати фотографий используется бумага со специальной пропиткой.
По цветности принтеры могут быть монохромными и цветными.
По быстродействию принтеры могут быть разделены на три категории: низко- средне- и высокоскоростные. Для текста, быстродействие определяется количеством символов (страниц) в единицу времени. Следует отметить относительность этого деления, т.к. скорость прямым образом зависит от принципа печати, реализуемого в конкретном принтере, качества печати заданное в принтере (черновое, обычное, качественное и т.д.), а так же ряда других параметров (например, объема памяти принтера). Для объективного сравнения следует задавать на принтерах одинаковые исходные параметры и печатать одно и то же задание.
Матричные принтеры (МП) являются ударными устройствами. Их отличительной особенностью является то, что в них отсутствует шрифтоноситель как таковой. Контур знака синтезируется на матрице разложения в момент печати. Устройства этого типа ввиду их больших возможностей стали явными лидерами среди устройств ударного типа.
Изображение символа в МП синтезируется путем сочетания его отдельных элементов (точек, отрезков линий и т.п.). Наибольшее распространение в настоящее время получили принтеры, в которых используется разложение контура знака на отдельные точки. При этом матрица разложения может иметь различную размерность: M х N = 3х5; 5х7; 7х9; 9х12 и т.д. точек (рис.1.1).
Печатающая головка МП представляет собой механизм, состоящий из M х N выдвигающихся стержней (игл), управление которыми (выдвижение) осуществляется индивидуально с помощью электроприводов.
Использование такого принципа печати произвело в принтерах настоящую революцию, так как матричный способ печати позволил реализовать большие возможности, главными из которых являются:
- лёгкое изменение типа шрифта без смены печатающей головки;
- возможность печатать элементы графики;
- реализация различных режимов печати (Draft, NLQ, LQ);
- многопроходная печать, в том числе со смещением бумаги на интервал значительно меньший шага печатной строки;
- вариация скорости перемещения печатающей головки вдоль строки;
- программное управление печатью.
При этом удалось существенно снизить габариты и вес устройства и уменьшить его энергопотребление.
При очевидных преимуществах устройств этого типа перед другими ударными принтерами они не лишены недостатков:
- достаточно высок уровень шума при печати;
- качество печати зависит от количества элементов разложения (размерности матрицы разложения);
- сравнительно невысока скорость печати как в текстовом, так и, в особенности, в графическом режиме;
- высоки стоимость и сложность изготовления полноматричной печатающей головки;
- невозможно получить полноценное цветное изображение.
Скорость печати в текстовых режимах составляет от 50 до 600 знаков в секунду в зависимости от режима печати, разрешающая способность достигает величины 360 х 360 точек на дюйм (около 14 х 14 точек на миллиметр).
Ввиду высокой сложности и стоимости изготовления полноматричной печатающей головки современные МП имеют головку более простой конструкции, в которой печатающие стержни расположены в одном вертикальном ряду или в один ряд вдоль строки текста по ширине формата бумаги. В первом случае принтер является посимвольным (последовательным), во втором - построчным (параллельным).
Печать текста такой головкой осуществляется либо в однопроходном режиме, либо в многопроходном режиме со смещением бумаги на 0,3 - 0,5 шага между печатающими стержнями. При этом в зависимости от скорости перемещения печатающей головки вдоль строки, что определяет плотность печати, а также от величины шага перемещения бумаги в направлении перпендикулярном строке и количества стержней в ряду, возможны следующие варианты матриц разложения символов:
- 9 х 7, 9 х 9, 11 х 9 точек - печать низкого и среднего качества (Fast Draftи Draft);
18 х 18 точек - печать повышенного качества (Near Letter Quality - NLQ);
24 х 24, 35 х 16 точек и более - печать высокого (типографского) качества (Letter Quality - LQ);
24 х 24, 35 х 16 точек и более – печать очень высокого (типографского) качества (Letter Quality - LQ).
Ввиду того, что шрифтоносители в матричных ударных принтерах отсутствуют как таковые, их функции выполняет генераторы символов. Количество и номенклатура печатаемых символов (алфавит) определяется емкостью генератора. Количество типов шрифтов определяется также емкостью генератора символов.
