ПРИНТЕР Российский патент 1997 года по МПК G06K15/10 B41J2/22 

Изобретение относится к области вычислительной техники (персональные и пр. ЭВМ), а именно к устройствам вывода изображений с помощью плоттеров с рулонно-протяжным механизмом и устройствам вывода алфавитно-цифровой информации принтеров.

Известны устройства двух классов: плоттеры с рулонно-протяжным механизмом, сюда можно отнести и "струйники", и точечные принтеры, преобразующие специально закодированную информацию в цветные изображения (графики, чертежи и пр.) и в алфавитно-цифровой код.

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому устройству является выбранный в качестве прототипа точечный принтер с реверсивно скользящей по направляющей матричной головкой игольчатых электромагнитов и красящей в n цветов лентой, на которой n полос участков заполнены красящим наполнителем определенного цвета из набора n и с устройством управления знакосинтезирующим механизмом.

Недостатком данного принтера является следующие:
ограниченный набор цвета при печатании текста и рисовании фигур.

скорость получения изображения цифро-буквенной информации и фигур имеющихся плоттеров и принтеров с реверсивно движущимися перьями (плоттеры) и игольчатыми матрицами (принтеры) низкое из-за последовательного способа изображения фигуры или ее части по мере продвижения пера или матрицы по оси X.

Недостаточная надежность этих устройств, т.к. в этих устройствах имеются, как обязательные элементы, дорогостоящие, т. к. выполнены с высокой точностью, электронно-механические устройства с шаговыми двигателями, обеспечивающими реверсивное движение по направляющей либо платы с пишущими цветными перьями (плоттер), либо матрицы игольчатых электромагнитов (принтер). Некоторые принтеры имеют еще и многоцветную ленту (LQ Prinkrs, UNICORP COMPUTERS PRT. LTD-точечный принтер UCPL/LQ2500+) со сложным и высокоточным устройством лентопротяжного механизма. Лентопротяжные механизмы имеют также и недостаточную надежность из-за обрыва, перекоса лент.

На фиг. 1 изображен принтер для случая, когда количество матриц с игольчатыми печатными узлами равно трем (т.е. число цветов равно3, при увеличении числа цветов на 1 добавляется следующая такая же матрица и т.д.); на фиг. 2 матрица с игольчатыми печатающими узлами, вид в плане; на фиг. 3 - кассета-держатель красящей пластины; на фиг. 4 блок-схема устройства управления; на фиг. 5 скрепляющая рамная конструкция.

Таким образом, многоцветный принтер содержит n неподвижно фиксированных матриц 1 размером X*Y каждая, где X ее длина, равная ширине бумажной ленты, а Y боковой размер, с разновременно работающими в каждой матрице игольчатыми печатающими узлами 2, которые расположены по всей матрице (в плане) косоугольными рядами относительно горизонтальной и соответственно, вертикальной оси изображения со сдвигом игольчатых печатающих узлов ΔX (проекция в плане) относительно друг друга по горизонтали не более чем на d_i ΔX≥ d_i где d_i ширина игольчатого печатающего узла (например, d_i 0,3 мм) и по вертикальной проекции (проекция с боку) не менее, чем на d_i Δy ≅ d_i (фиг. 2), пропитанную красящим веществом цвета N_j из количества (набора) цветов n и расположенную под каждой либо над каждой матрицей игольчатых печатающих узлов пластину 4, а также кассету-держатель этих пластин 8, состоящую из двух скрепляющихся половин 5, 3 с прямоугольными окнами (фиг. 3) в каждой половине, и с обрамляющими по периметру изнутри окна внутренними углублениями-пазами 7 (фиг. 3) в нижней половине кассеты для удержания пластины 4 (фиг. 3), рамную конструкцию 9 для крепления на ней всех вышеуказанных устройств, а также устройство управления знакосинтезирующим механизмом 10 (фиг. 1, 4) с приемным регистром 12 15, состоящим из регистра кода номера горизонтальной строки 12, регистратора приема кода позиции наклонного ряда 13, регистра кода литеры, цифры или знака 14, регистра кода номера цвета изображения 15, с позиционно-временным дешифратором цвета и выбора в каждый минимальный рабочий такт в строке игл определенного набора игольчатых печатающих узлов в рабочее (ударное) состояние (11) при назначении программным способом позиций точек следов изображения при рисовании всего изображения по минимальным строкам.

Расположение иголок по всей матрице (проекция в плане) и их сдвиг на Δx≥ d_i и Δy ≅ d_i устраняют необходимость реверсивного продвижения матрицы в принятом исполнении по направляющей и этим увеличивает скорость исполнения изображения, при обеспечении качества изображения, а саму скорость исполнения изображения позволяет сделать постоянной. Постоянство же скорости, в свою очередь, позволяет упростить организацию программного драйвера, обеспечивающего управление печатью и усиливает надежность принтера.

Все вышеизложенное позволяет сделать вывод, что предлагаемый принтер имеет существенные отличия от прототипа и содержит в себе новые свойства, следовательно предлагаемое техническое решение отвечает критериям "существенные отличия" и "новизна".

Работа устройства.

Введем некоторые понятия, используемые в тексте.

Строка иголок 6 (фиг. 2) один ряд игольчатых печатающих узлов в матрице, расположенный по ее длине X; в этой строке игольчатые печатающие узлы, необходимые для точечного изображения части графика (символов) в виде точек на строке, срабатывают в один минимальный такт и одновременно. Информацию для строки иголок назовем минимальной строкой.

Страница графическая или текстовая информация, требующая определенного объема памяти в буферном файле и при распечатке, располагаемая на площади прямоугольника, ширина которого равна ширине рулона, а высота в среднем эквивалентна высоте обыкновенного писчего листа бумаги. Страница получается за с минимальных тактов (c>g), называемых страничным циклом управления.

Матричный кадр часть страницы, которая при распечатке имеет ширину рулона, а высота эквивалентна ширине Y матрицы; матричный кадр получается при работе всех строк иголок поочередно сверху вниз в порядке поступления минимальных строк за g минимальных тактов, называемых матричным циклом управления; m матричных циклов образуют страничный цикл управления.

Тестовая строка часть матричного кадра, которая при распечатке имеет такую же ширину, а высота эквивалентна высоте изображаемого символа (литеры); в результате распечатки тестовой строки получаем какую-либо надпись в виде одной строки полной или неполной. Текстовая строка получается за t минимальных тактов (t <g), называемых строковым циклом управления.

Различают графический и текстовый режимы принтера. В графическом режиме предложенный принтер работает следующим образом.

При работе функциональной программы рисунок, предназначенный для последующего его изображения на принтере, накапливается в буферном файле памяти по страницам. Каждая страница может быть вызвана на печать, когда она закрыта.

Далее порция информации, равная по объему графическому матричному кадру, из страницы, под управлением соответствующего драйвера, поступает по обычной коммутационной шине на устройство управления переключением матриц.

Информация поступает в виде g минимальных строк, причем для каждой минимальной строки она поступает "порциями" (частями) на приемный регистр, состоящий из регистров 12 15, (фиг. 4) в устройстве управления 5 (фиг. 1) для приема этой строки до тех пор, пока эти "порции" последовательно не заполнят его. В регистр 12 размещается код номера горизонтальных строк, в регистр 13 код позиции наклонного ряда, в регистр 14, соответственно, поступает код литеры, цифры или знака, в регистр 15 код номера цвета. Общее число разрядов в приемном регистре равно числу игольчатых печатающих узлов матрицы с добавлением дополнительных разрядов для расположения кодов различных признаков; каждый разряд регистра, за исключением дополнительных, включает один печатающий узел, а дешифратор 11 дешифрирует в определенных разрядах этой строки код (номер) цвета и подключает матрицу i, соответствующую этому цвету. По "умолчанию", при отсутствии кода цвета, подключается матрица для изображения черным цветом. Далее в такт e срабатывают те узлы строки иголок 6, которые соответствуют точечным следам изображения, расположенным на одной линии бумаги. Таким образом, каждому точечному следу соответствует "свой" разряд (ячейка) приемного регистратора.

За g минимальных тактов матричного цикла срабатывают последовательно сверху вниз все строки иголок 6 матрицы. По окончании матричного цикла получается часть графического изображения страницы. При сработке m матричных циклов, образующих страничный цикл управления, получается изображение страницы. Графическое изображение может располагаться либо на странице, либо на нескольких страницах.

В текстовом режиме предложенное устройство работает таким же образом, но матричный цикл подразделяется на n строковых циклов. За один строковый цикл печатается на бумаге строка символов.

В каждом режиме задействованы "свои" специальные драйверы. Следует особо отметить, что команды управления принтером и его режимами, формирование новых символов с помощью Esc последовательностей, кодировка символов, литер, чисел и т. п. производятся принятым способом. Все стандарты для принтеров, например, Esc/p, остаются прежними. Для осуществления вышесказанного применительно к матрице, кодировка и перекодировка кодов производится с помощью специального драйвера. Принцип кодировки и перекодировки такой же, как и в имеющихся принтерах. Остаются прежними возможность и методика использования загружаемых шрифтов. При этом в машине заранее формируется файл, в котором кодируются буквы требуемого алфавита, а сам файл запоминается в оперативной памяти принтера. При кодировке нового символа учитывается разновременность работы иголок по мере движения ленты и их сдвиг относительно друг друга для получения окончательного изображения этого символа. Поэтому двоичные коды столбцов матрицы, изображающие букву, из-за разновременности работы иголок и их сдвига относительно друг-друга не будут визуально прослеживать (похожи) изображаемую букву, как это имеет место при кодировке символов для имеющихся принтеров. Буква (знак) будет иметь необходимый вид только после обработки всех закодированных активных игольчатых узлов для данной буквы.

Кодировка линий в графическом режиме весьма проста и также учитывает сдвиг иголок и разновременность их сработки.

Вместо драйвера в устройстве управления можно применить два схемных дешифратора, один для графического режима, другой для тестового. Схемные дешифраторы можно выполнить в виде единой микросхемы.

Устройство управления выполняется также в виде единой микросхемы.

Рамная конструкция служит для крепления кассет и матриц и компонует их в виде единого блока. Рамная конструкция позволяет целиком откидывать весь блок кассет и матриц с целью удобства заправки бумажной ленты или листов.

Принтер позволяет уменьшить время исполнения рисунка или текста, получить цветные изображения фигур и текста при улучшении качества, исключить дорогостоящие прецизионные электромеханические узды и увеличить надежность работы всего устройства.

Эксплуатационные характеристики многоцветного принтера улучшатся за счет исключения красящей ленты.

Изобретение относится к вычислительной технике. Его использование в устройствах вывода информации позволяет упростить и ускорить печать с достижением высокого качества и с возможностью многоцветной печати. Принтер содержит по меньшей мере одну прямоугольную матрицу 1 с игольчатыми узлами 2 и рулонно-протяжный механизм. Технический результат достигается благодаря тому, что каждая матрица 1 выполнена по длине равной ширине бумажной ленты рулонно-протяжного механизма, печатающие узлы 2 в каждой матрице 1 расположены параллельными рядами, в которых соседние печатающие узлы сдвинуты друг относительно друга по длине и ширине матрицы на заданные расстояния, а расстояние между соседними рядами в направлении длины матрицы равно соответствующему заданному расстоянию, умноженному на число печатающих узлов в одном ряду. Между каждой матрицей 1 и бумажной лентой размещена сменная пластина 4 из эластичного материала, пропитанная красящим веществом и закрепленная своими краями в кассете-держателе 8. 3 з.п. ф-лы, 5 ил.

1. Принтер, содержащий по меньшей мере одну прямоугольную матрицу с игольчатыми печатающими узлами и рулонно-протяжный механизм, отличающийся тем, что каждая прямоугольная матрица выполнена по длине, равной ширине бумажной ленты рулонно-протяжного механизма, игольчатые печатающие узлы в каждой матрице расположены параллельными рядами, в которых соседние игольчатые печатающие узлы сдвинуты друг относительно друга в направлении длины и ширины прямоугольной матрицы на расстояние соответственно ΔX и ΔY, а расстояние между соседними рядами в направлении длины прямоугольной матрицы равно N•ΔX, где N число игольчатых печатающих узлов в одном ряду, между каждой прямоугольной матрицей и бумажной лентой рулонно-протяжного механизма размещена сменная эластичная пластина, пропитанная соответствующим красящим веществом и закрепленная своими краями в кассете-держателе. 2. Принтер по п.1, отличающийся тем, что кассета-держатель содержит две скрепляющихся между собой половины с прямоугольными окнами по числу и размеру прямоугольных матриц, причем в одной из половин по краям прямоугольных окон выполнены углубления для закрепления эластичных пластин. 3. Принтер по п.1, отличающийся тем, что дополнительно содержит устройство управления работой матриц и игольчатых печатных узлов, выходы которого подключены к управляющим входам каждой прямоугольной матрицы. 4. Принтер по п. 1, отличающийся тем, что все прямоугольные матрицы с игольчатыми печатными узлами и кассета-держатель со сменными эластичными пластинами расположены в съемной рамной конструкции.