Сущность матричной печати и сферы её применения

Термин «матричные принтеры» (dot-matrix) имеет широкое и узкое значение. В широком значении все современные принтеры можно назвать матричными, так как они формируют отпечатки при помощи матрицы из точек и пикселей. В узком смысле слова под термином “матричные принтеры” подразумеваются ударно-оттисковые устройства, в которых точки образуются посредством методичных ударов печатающего элемента по носителю через красящую ленту. В данном разделе мы раскроем содержание термина «матричные принтеры» в его узком значении и рассмотрим принцип матричной печати и сферы её применения.

Последовательно-матричные принтеры

Технология последовательно-матричной печати (от англ. Serial Impact Dot Matrix или сокращённо SIDM), разработанная в 1964 году японской корпорацией Seiko Epson, является «прародительницей» всех современных ударных методов печати. В России она известна как «игольчатая печать», а в зарубежных странах её чаще всего называют «точечной печатью».

Последовательно-матричные принтеры отличаются по устройству от других матричных принтеров. Их печатающий механизм состоит из картриджа с красящей лентой и печатающей головки с игольчатой матрицей. Конструкция печатающего механизма показана на рисунке.

Основным конструктивным элементом последовательно-матричного принтера является печатающая головка, оснащённая набором матричных игл. Головка и картридж крепятся на подвижной каретке, которая приводится в движение электродвигателем с ременной передачей и перемещается вдоль линии печати. Иглы ударяют по красящей ленте, оставляя на носителе точки, формирующие изображение.

Следует отметить, что ни один матричный принтер, даже имеющий печатающую головку, оснащённую 48 иголками, не может достичь качества струйной и тем более лазерной печати. Если хорошенько присмотреться к буквам на игольчатом отпечатке, то можно убедиться, что они состоят из множества мелких точек, которые являются своеобразной «визитной карточкой» матричной печати. Качество изображения может быть улучшено за счёт перекрытия точек или за счёт их более близкого расположения. Чем ближе друг к другу расположены точки, тем более гладкими и чёткими получаются знаки и символы.

Линейно-матричные принтеры

Технология линейно-матричной печати появилась в 1974 году, через 10 лет после того, как всемирно известная компания Seiko Epson изготовила первый последовательно-матричный принтер. Её запатентовала, а впоследствии реализовала в модели Р300 молодая растущая компания Printronix. Образец первого в мире линейно-матричного принтера Printronix Р300 показан ниже.

Линейно-матричные принтеры не имеют печатающих головок и кареток, а их картриджи не двигаются вдоль линии печати. Основным конструктивным элементом линейно-матричных принтеров является печатающая планка (шаттл), оснащённая по всей длине молоточками.

Шаттл переносит на бумагу целую строку точек, поэтому линейно-матричные принтеры порой называют строчными. В формировании строки участвуют сразу все молоточки, поэтому строчные принтеры печатают значительно быстрее последовательно-матричных, скорость наиболее продвинутых моделей достигает 1500 символов в секунду.

---

Каретка

Каретка матричного принтера движется по специальным направляющим вдоль линии печати и «возит» на себе картридж и печатающую головку. К каретке подводится шлейф, через который к отдельным иголкам матрицы поступают электрические импульсы. Справа и слева в крайних положениях каретки закрепляются датчики, которые не позволяют ей заклиниваться во время печати.

Печатающая головка

Печатающая головка состоит из игольчатой матрицы со встроенными иглами, изготовленными из прочного вольфрамового сплава. Чаще всего матрица принтера содержит 9 игл или 24 иглы, но встречаются устройства с 18, 36 и даже 48 иглами. Иглы располагаются вертикальными столбцами или в виде ромба. Каждая игла вставляется в направляющую и снабжается пружиной. Во время печати иглы совершают резкие удары по красящей ленте, прижимая её к бумаге, а затем отскакивают от упругого бумагоопорного вала и возвращаются в исходное положение. Во время удара иглы по красящей ленте на бумаге остаётся точка. Впоследствии из массива таких точек формируется готовое изображение.

Баллистический механизм движения иглы

При баллистической печати матричная игла втягивается в электромагнит, а пружина нанизывается на иглу и сжимается. Когда ток исчезает, пружина выталкивает иглу на место, причём быстрому возвращению иглы в исходную позицию способствуют упругость бумагоопорного вала и носителя.

Печать с запасённой энергией

Для реализации технологии с запасённой энергией каждый молоточек оснащается пружинкой, удерживаемой постоянным магнитом. После подачи электрического импульса на обмотке магнита создаётся некоторое магнитное поле, которое компенсирует силу притяжения постоянного магнита. В этот момент пружина отрывается от магнита и приводит в движение приделанный к ней молоточек. Когда подача электрического импульса прекращается, молоточек возвращается в исходное положение.

Механизм подмотки ленты

Чтобы лента равномерно использовалась по всей длине, матричный принтер оснащается механизмом подмотки ленты, состоящим из нескольких шестерёнок. Механизм выполнен таким образом, что лента двигалась всегда в одну сторону, независимо от направления движения каретки.

Система охлаждения печатающего механизма

Так как электромагниты во время работы нагреваются, печатающая головка оснащается радиатором для пассивного отвода тёплого воздуха. В высокопроизводительных матричных принтерах для принудительного охлаждения механизма используется вентилятор, а также система контроля температуры, снижающая при перегреве печатающей головки скорость работы устройства.

Бумага

Матричные принтеры не требовательны к качеству, плотности и толщине носителей. Бумага для таких устройств может быть непрерывной или листовой.

В последовательно-матричных принтерах чаще всего используется непрерывная бумага, свёрнутая в рулон или сложенная в стопку гармошкой. Такая бумага может иметь перфорацию в виде округлых отверстий вдоль продольных срезов листа. Перфорация удерживается специальными выступами на валу принтера и не позволяет устройству сминать или зажёвывать бумагу.

В линейно-матричных принтерах рулонная бумага не используется, так как при высоких скоростях печати она требует дополнительной подмотки при подаче и при приёмке. Для таких принтеров производится перфорированная фальцованная бумага, скомпонованная в пачки по 2 тысячи листов.

Устройства ударно-точечной печати также рассчитаны на листовые носители формата А4, но встречаются экземпляры с широкой кареткой А2 и узкой кареткой для печати чеков.

Автоподатчик бумаги

Матричные принтеры последнего поколения оснащены автоподатчиком листов – подающим лотком, из которого бумага автоматически поступает в печатающий тракт. В остальных устройствах оператору приходится вставлять бумагу самостоятельно.

Установка зазора

Некоторые модели матричных принтеров оснащены функцией автоматической установки зазора между бумагоопорным валом и печатающей головкой. Эта функция жизненно необходима в том случае, если для печати используются носители разной плотности и толщины.

Плюсы и минусы

К несомненным преимуществам матричной печати следует отнести низкую стоимость расходных материалов, нетребовательность к носителям, простоту конструкции, сравнительно невысокую стоимость устройств. Среди недостатков матричных принтеров выделяются низкое качество цветной печати, высокий уровень шума при работе, низкая производительность младших моделей.

Лидеры рынка матричных устройств

Лидером рынка матричных устройств является компания Epson, которая одна из первых представила потребителям свои ударно-точечные принтеры. В арсенале компании есть как гиганты вроде DFX-8000, которые особенно любят банковские организации, так и малышки вроде Epson LX-300, полюбившиеся торговым компаниям. И, конечно же, любимцы бухгалтерских служб – модели Epson LX-1050 и FX-1170.

Также на рынке матричных устройств присутствуют фирмы Brother, OKI, Panasonic, Citizen и NEC. Рынок высокоскоростных матричных устройств представлен тремя игроками: OKI, Tally и Printronix.

Сферы применения матричной печати

Матричная печать надёжно закрепилась в ряде отраслей, для которых скорость и качество печати не критичны, а важна стоимость владения устройством и возможность печатать многослойные документы. Матричные принтеры используются в банкоматах, терминалах по оплате услуг, пунктах обслуживания клиентов. Небольшие чековые аппараты нашли широкое применение в розничной торговле и общественном питании. Высокоскоростные принтеры используются для потоковой печати в банковской, финансовой и научной сфере, промышленности и некоторых других отраслях народного хозяйства.