В каких принтерах изображение формируется ударами металлических стержней по бумаге

Обновлено: 17.05.2024

Матричные (или точечно-матричные) принтеры представляют группу широко распространенных принтеров, обеспечивающих среднее качество печати при небольших материальных затратах.

Особенности печати, присущие оттискам, полученным матричным способом (рельефность оттиска и внедрение краски вглубь бумаги, а также ее устойчивость), в настоящее время находят применение при заполнении бланков документов.

В частности, рассматривается вопрос о заполнении бланков паспортов на «паспортных» матричных принтерах типа

Основной печатающий элемент в матричном принтере - печатающая головка. Она представляет собой матрицу, в которую вертикально в ряд помещены печатающие стержни - иголки. Такие печатающие головки называются однорядными, они получили наибольшее распространение. Кроме однорядных, существуют и плоскостные головки, в них знаки формируются в плоской матрице. При печати все точки, составляющие знак, воспроизводятся одновременно.

Матричные принтеры - принтеры ударного действия (impact-принтеры). Свое название матричные принтеры получили от используемого ими способа формирования изображений печатаемых символов. При печати изображение формируется из отдельных точек на основе специальной матрицы изображения символа. Только матричные принтеры позволяют печатать тексты одновременно на нескольких экземплярах бумаги через копирку.

Существуют два типа точечно-матричных принтеров. Первую группу представляют обычные (serial-принтеры). В них изображение формируется при движении печатающей головки вдоль печатаемой строки, а стержни в нужный момент ударяют по бумаге через красящую ленту, соответственно знаки пе- 126

чатаются последовательно в зависимости от движения головки - слева направо или справа налево.

Ко второй группе относятся высокоскоростные матричные принтеры, используемые в крупных офисах для распечатки больших объемов текстовой информации.

Головки таких принтеров печатают одновременно всю строку сверху вниз и снизу вверх, что обеспечивается применением блока колеблющихся печатающих модулей (шатл-механизма) - это матричные принтеры параллельной печати (Line Matrix Impact Printers).

Матричные Serial-принтеры - это группа наиболее широко распространенных, компактных, недорогих принтеров, используемых для распечатки текстовой информации. Для печати графических изображений матричные принтеры мало пригодны из-за низкого разрешения. В таких принтерах точки наносятся на бумагу иголками печатающей головки, движущейся вдоль бумаги. Иголки расположены в головке вертикально, одна над другой с равными промежутками. Они приводятся в движение управляющими электромагнитами. Каждая иголка управляется собственным электромагнитом.

Рис. 44. Принципиальная схема устройства печатной головки матричного принтера.

Когда на электромагнит подается импульс тока, управляемая им иголка выталкивается и ударяет по красящей ленте. Управляющий сигнал может одновременно подаваться на любую комбинацию электромагнитов.

В процессе печати иголки ударом прижимают красящую ленту к бумаге, оставляя на бумаге точечные следы, соответствующие очередной колонке матрицы изображения символа. После удара головка смещается в сторону для печати следующей колонки точек. Возникающее при этом множество точек на бумаге создает рисунок соответствующего символа или графического изображения. При печати импульсы тока сильно нагревают головку. Чтобы не допустить ее перегрева, используется металлический теплоотводный радиатор. Головка перемещается поперек листа в обоих направлениях строго по горизонтали специальным прецизионным механизмом, обеспечивающим ее установку в фиксированных положениях.

Рис. 45 Принципиальная схема печати изображений ударноматричным Serial-принтером.

1 - печатающая, матричная головка принтера; 2 - направление движения головки; 3 - отпечатанный знак; 4 - печатающийся знак; 5 - красящая лента; 6 - иголки, находящиеся в состоянии нанесения удара.

Шаг письма и межстрочный интервал при печати устанавливаются программно. Эти размерные характеристики имеют самые различные значения, в большей степени зависящие не от типа принтера, а от возможностей соответствующей программы печати.

В зависимости от количества иголок в печатающей головке матричные принтеры делятся на 9-, 12- и 24-игольчатые. Чем больше количество иголок, тем выше качество печати. Наиболее распространены 9-игольчатые матричные принтеры.

В матричных принтерах имеется возможность выбора одного из нескольких шрифтов. 03

Конкретное начертание выбранного шрифта можно изменить, используя различную жирность и угол наклона букв. Также можно устанавливать различные расстояния между символами и создавать собственные символы.

Самым быстрым и наименее качественным является режим печати Draft, в котором знаки формируются, как правило, за один проход головки в обе стороны.

Для высококачественной печати используется режим NLQ (Near Letter Quality), в котором символ формируется в два и более проходов печатающей головки. На втором проходе точки заполняют промежутки между точками в изображении, полученном при первом проходе. При этом скорость печати снижается пропорционально количеству проходов, однако качество заметно возрастает.

Принтер может работать в двух режимах - в текстовом и графическом. В текстовом режиме принтер принимает от компьютера коды символов и печатает их в соответствии со специальной таблицей шрифта, в которой каждому коду символа соответствует матрица его изображения.

В графическом режиме таблица не используется, и каждая иголка печатающей головки управляется компьютером отдельно, что позволяет выводить на печать произвольные графические изображения. При этом скорость печати значительно снижается. В графический режим принтер переводится специальной командой из компьютера.

Матричные Line-принтеры представляют класс принтеров, используемых для печати больших объемов текстовой, промышленной графической информации, а также печати штрих-кодов.

Такие принтеры печатают на перфорированной листовой бумаге шириной от 8 до 42 см.

Рис. 46. Принципиальная схема устройства печатающего механизма Line-принтера.

1-6 - печатающие головки (модули); 7 - привод (шатл-механизм); 8 - верхний ряд иголок; 9 - нижний ряд иголок.

Основным печатающим узлом такого принтера является модуль (головка шатл-механизма). В качестве примера рассмотрим принцип печати Line-принтером типа «Genicom». Шатл-механизм таких принтеров включает шесть модулей (головок), жестко закрепленных на шасси. Каждая головка содержит матрицу из 22 иголок, расположенных в два ряда (2х11). Таким образом, получается два ряда по 66 иголок, расположенных друг над другом. Это позволяет печатать одновременно две линии. Если головка обычного Serial-принтера

пробегает всю строку поперек листа, то головка Line-принтера лишь колеблется в пределах нескольких знаков. Колебательные (челночные) движения модулям сообщает привод, получивший название шатл-механизма. Если шрифт имеет средние размеры, то каждая иголка печатает два соседних символа. При печати мелким шрифтом эта же иголка печатает уже 4 соседних символа.

Модули в Line-принтерах по горизонтали не перемещаются, а только колеблются. Основное же перемещение происходит по вертикали. Этот фактор следует учитывать при исследовании матричных принтерных текстов.

В некоторых моделях матричных принтеров фирмы OKI вместо модулей с иголками используются банки минимолоточков (hammerbank).

Матричные принтеры. Процесс печати в таких принтерах осуществляется следующим образом: печатающая головка принтера содержит вертикальный ряд тонких металлических стержней (иголок). Головка движется вдоль печатаемой строки, а стержни в нужный момент ударяют по бумаге, через красящую ленту. Это и обеспечивает формирование на бумаге символов и изображений. В мат­ричных принтерах обычно применяются головки с 9-ю или 24-мя иголками. Каче­ство печати очень посредственное.

Матричные принтеры, некогда считавшиеся стандартным оборудованием, сейчас занимают более скромное место. Но, когда речь заходит об одновремен­ной печати нескольких экземпляров документа или скоростной выдаче больших объемов печатной продукции, этим устройствам по-прежнему нет равных. Этот метод также лучше других подходит для работы с некоторыми, неудобными для печати типами бумаги, например плотными карточками или банковскими (сбе­регательными) книжками. А построчно печатающие устройства представляют собой наиболее экономичные средства высокоскоростной печати писем на блан­ках для крупных предприятий и государственных учреждений.

Струйные принтеры. В этих принтерах изображение формируется микро­каплями специальных чернил, выдуваемых на бумагу с помощью сопел. Каче­ство печати струйных принтеров разное — от плохого, с видимыми полосами и тусклыми цветами, до очень хорошего, приближающегося в некоторых случаях к фотографическому, по крайней мере на специальной бумаге. Некоторые из струйных принтеров могут давать достаточно насыщенные цвета на прозрачных пленках, применяемых в современных технологиях обучения и презентациях.

Струйные принтеры могут служить и монохромными и цветными, но не все они просто переключаются между этими режимами. Принтеры делятся на две группы в зависимости от числа заправляемых сразу красок. Принтеры, у кото­рых четыре цвета CMYK, могут переходить от монохромной печати к цветной в пределах одной страницы без перерыва в печати. В трехцветные CMY-принтеры устанавливается один картридж с краской (красками). Можно сделать его моно­хромным, вставив картридж с черной краской, или цветным, установив картридж с тремя красками. Это означает, что для перехода от монохромной печати к цвет­ной картридж необходимо сменить. Кроме того, черный цвет текста на цветной странице будет составным — из трех наложенных друг на друга цветов. Если крас­ки совместятся не совсем точно, то текст может выглядеть сероватым, а не чер­ным. Большинство современных струйных принтеров четырехцветные CMYK.

Принтеры с твердым красителем (принтеры с твердой восковой мастикой, с изменением фазы или распылением воска). Название таких принтеров в не­которой степени вводит в заблуждение. В них нет красителя в буквальном смыс­ле, и краситель не является твердым в момент печати. Краситель поставляется в виде твердого воскового блока, но перед началом печати принтер плавит его и распыляет через сопла, совсем как струйный.

Принтеры с твердым красителем, выпускавшиеся до 1995 г., были очень по­хожи на струйные, поскольку распыляли восковую мастику прямо на бумагу. В современных принтерах этого типа принят другой метод, при котором мастика напыляется на барабан, а затем переносится на бумагу, что во многом похоже на технологию лазерного принтера. Этот принцип настолько ускоряет печать, что делает принтер удобным как для монохромной, так и для цветной печати. Он решает также проблему, с которой эта техника постоянно сталкивалась при пе­чати на пленках. Капли жидкой мастики, наносимые на пленку, застывают в виде полусфер, создающих линзовый эффект, из-за чего принтер с твердым красите­лем плохо подходит для печати на пленках. Новая конструкция устраняет дан­ную проблему, так как при переносе с барабана на пленку капли мастики сплю­щиваются.

Обе разновидности принтеров с твердым красителем прекрасно передают цвета на бумаге, благодаря чему они являются хорошим выбором для печати графики и предметом внимания со стороны художников, которым нужно по­смотреть, как будет выглядеть результат их работы на специальных бумагах.

Принтеры с термовосковой печатью переносят мастику с ленты на бумагу. Сильной стороной этой технологии всегда была прекрасная цветопередача на графических изображениях, особенно, наносимых на пленку. При разрешении 300 dpi становятся заметными структуры псевдосмешения — эффект, вызван­ный наложением цветов. Но при разрешении 600 х 300 dpi некоторые из этих принтеров могут печатать сканированные фотографии с качеством, приближа­ющимся к фотографическому.

Сублимационные принтеры (принтеры с термопереносом красителя). Рабо­та таких принтеров во многом похожа на термический перенос воскоподобной мастики, за исключением того, что ленты несут краситель, а не мастику. Сегод­ня это единственная из имеющихся технологий, которая обеспечивает фотогра­фическое качество печати. Здесь не видно структур псевдосмешения, посколь­ку сублимационные принтеры не смешивают цвета, а печатают по-настоящему плавные переходы тона.

Безрастровое отображение определяется как вывод, в котором ячейка пол­ностью заполнена цветом и тоном, ничего белого не остается. Сублимационные принтеры, выводящие непрерывный тон, дают иллюзию гладкого непрерывного изображения без использования полутоновой точки и базовых цветов. Непре­рывный тон ставит в соответствие каждому пикселю изображения точку на вы­водящем устройстве с коэффициентом 1:1, поэтому он также называется пря­мым цифровым выводом.

Основной недостаток сублимационных принтеров — это высокая стоимость печати. Также в них применяется особо плотная бумага, которая на вид и ощупь напоминает фотографическую. Но если решаемые задачи не критичны к бумаге и цене, сублимационные принтеры дадут наилучшее качество печати и фото, и графики как на бумаге, так и на пленке.

Принтеры с двумя режимами. Технологии термовосковой печати и субли­мации настолько похожи, что не трудно реализовать их обе в одном принтере. Принтеры с двумя режимами могут дать экономию, позволяя печатать черновые материалы и графики, не нуждающиеся в сублимационном качестве, в более де­шевом режиме термовосковой печати.

Слайд-принтеры предназначены для вывода цифровых изображений (в т. ч. полноцветных) на фотографическую пленку — слайд (обычно 35 мм). Слайд - принтеры представляют собой устройство в светонепроницаемом корпусе со встроенном фотоаппаратом, объектив которого направлен внутрь и сфокусиро­ван на экране небольшой электронно-лучевой трубки миниатюрного монохром­ного монитора или жидкокристаллического дисплея. Созданное на компьютере изображение экспонируется на фотопленку. При выводе полноцветного изоб­ражения используется тройное экспонирование фотопленки цветоделенными компьютером изображениями.

Лазерные принтеры. В лазерных принтерах используется электрографи­ческий принцип создания изображений (примерно такой же используется в ко­пировальных аппаратах). Этот процесс включает создание рельефа электроста­тического потенциала в слое полупроводника с последующей визуализацией этого рельефа с помощью частиц сухого порошка — тонера, наносимого на бумагу.

В механизме лазерных принтеров могут быть выделены три основных ком­понента:

• система подачи бумаги;

Система подачи бумаги продвигает лист бумаги от входного лотка к лазер - но-механическому устройству, которое воспроизводит изображение в соответ­ствии с сигналами, полученными от контроллера.

Наиболее важной частью лазерного принтера является лазерномеханичес - кое устройство, состоящее из фотопроводящего цилиндра (печатающего бара­бана), полупроводникового лазера и прецизионной оптико-механической систе­мы, перемещающей луч.

В лазерном принтере текст и графические изображения регистрируются (печатаются) в результате электрофотографического процесса. При этом все необходимые действия в механизме принтера сосредоточены вокруг барабана — алюминиевого цилиндра, покрытого светочувствительным материалом. Особен­ностью этого покрытия является переход в проводящее состояние под воздей­ствием света. С точки зрения электрической проводимости, используемый све­точувствительный материал ведет себя в темноте подобно резине, а при освещении — подобно меди. В связи с этим, имеющиеся на поверхности электри­ческие заряды будут оставаться на ней, пока барабан находится в темноте. Если осветить барабан, светочувствительный слой отведет эти заряды на внутреннюю поверхность, где они рассеются на алюминиевой основе. Практически, это по­зволяет использовать направленное освещение для снятия электрических заря­дов с определенных участков поверхности барабана.

Получить изображение страницы на поверхности барабана и передать его на бумагу позволяют следующие процедуры:

• экспонирование изображения на барабан;

• проявление изображения на барабане;

• передача изображения на бумагу;

• закрепление изображения на бумаге.

Схематическое изображение процесса лазерной печати на рис. 1.7 иллюст­рирует последовательность проведения перечисленных процедур в направлении движения часовой стрелки.

Чтобы ликвидировать заряды, оставшиеся от предыдущей страницы, вся повер­хность барабана очищается освещением специальной «гасящей» лампой. Оставши­еся частицы тонера удаляются механической щеткой.

Статический заряд однородно распределяется по всей поверхности барабана. Для этого барабан вращается в проволочном кольце, находящемся под высоким напряжени­ем. Отрицательный заряд с проволоки переходит (благодаря «коронному эффекту») на барабан (первичная корона), который находится в темноте. Поэтому светочувствитель­ный слой остается изолятором и сохраняет заряды на поверхности барабана.

Скрытое изображение на барабане создается избирательной ликвидацией зарядов с помощью лазерного луча. Можно представить лазерный луч в виде
карандаша, который пишет на заряженном барабане; различие между черным и белым, получающееся на бумаге, на стадии экспони­рования воспроизводится как различие между нали­чием и отсутствием заряда на поверхности барабана.

На стадии записи на ба­рабане создается электро­статическое поле, соответ­ствующее изображению, в котором черное и белое от­личается энергетическим потенциалом зарядов. На стадии проявления изобра­жения скрытое негативное изображение «проявляется» аналогично соответствующему процессу в фото­графии. Черный тонер электростатически заряжен и удерживается только на площадках поверхности барабана с противоположным зарядом, отталкиваясь от других площадок. В результате на барабане возникает изображение битово­го массива страницы.

Черное изображение передается на бумагу путем создания на ней соответ­ствующего заряда. Вторичная корона, имеющая высокий потенциал, заряжает бумагу противоположно заряженности тонера. Поскольку используемый по­тенциал создает значительно более высокий, чем на барабане заряд, при контак­те бумаги с барабаном тонер переходит на бумагу.

Черное позитивное изображение, полученное на бумаге, сначала удержи­вается электростатическими силами. Затем это изображение закрепляется про­катыванием под давлением и нагревом. При температуре около 200 оС тонер вплавляется в бумагу. После выхода бумаги из принтера устройство готово для следующего цикла, начинающегося с очистки барабана.

Широко используются два метода создания скрытого изображения: «за­пись черного» и «запись белого». В обоих случаях лазерный луч используется для ликвидации зарядов на барабане.

Рис. 1.7. Процесс лазерной печати

В устройствах «запись черного» экспонируемые лазерным лучом площади притягивают тонер и становятся черными на выведенной бумаге, отсюда назва­ние — «запись черного». Если изображение на полученной в таком принтере странице не подверглось воздействию лазерного луча, она будет белой, посколь­ку заряженный барабан на всей поверхности только отталкивает тонер.

В устройствах «запись белого» площади, не подвергавшиеся воздействию лазерного луча, притягивают тонер и становятся черными. Лазерный луч лик­видирует все заряды на поверхности барабана, исключая места, которые дол­жны быть черными. Если изображение не подверглось воздействию лазерно­го луча, страница будет полностью черной, поскольку в этом случае заряженный барабан притягивает тонер, который покрывает всю неэкспони­рованную поверхность.

Как видно из рис. 1.8, форма записи изображений различна. Устройство с записью черного создает площадки, на которых тонер должен удерживаться с использованием круглых точек, поэтому знаки получаются жирными.

В конструкциях с записью белого создаются площадки, где не должен удержи­ваться тонер (тонер удерживается на оставшихся неэкспонированных площадках), поэтому знаки получаются тонкими, лазерный луч записывает белые площадки стра­ницы, оставляя «вырезанные» знаки.

В лазерных принтерах не обязательно использование лазерного луча. Для со­здания скрытого изображения на светочувствительной поверхности барабана мо­гут применяться другие подходящие по точности и скорости светоизлучающие ком­поненты, например, светодиодные матрицы, затворы на основе жидких кристаллов, электронно-лучевые трубки.

Ма́тричный принтер (англ. dot matrix printer ) — компьютерный принтер, создающий изображение на бумаге из отдельных маленьких точек ударным способом.

Матричные принтеры — старейшие из доныне применяемых принтеров. Их механизм был изобретён в 1964 году корпорацией Seiko Epson. [ источник не указан 4047 дней ]

В матричном принтере изображение формируется на носителе печатающей головкой, представляющей собой набор иголок, приводимых в действие электромагнитами. Головка располагается на каретке, движущейся по направляющим поперёк листа бумаги, при этом иголки в заданной последовательности наносят удары по бумаге через красящую ленту, аналогичную применяемой в печатных машинках и обычно упакованную в картридж, тем самым формируя точечное изображение. Для перемещения каретки обычно используется ремённая передача, реже — зубчатая рейка или винтовая передача. Приводом каретки является шаговый электродвигатель. Такой тип матричных принтеров именуется SIDM (англ. Serial Impact Dot Matrix — последовательные ударно-матричные принтеры). Скорость печати таких принтеров измеряется в CPS (англ. characters per second — символах в секунду).

Иглы в печатающей головке располагаются, в зависимости от их количества, одним или двумя вертикальными столбцами, или в виде ромба. Материалом для игл служит износостойкий вольфрамовый сплав. Для привода игл используются две технологии, основанные на электромагнитах — баллистическая и с запасённой энергией. [1] Поскольку электромагниты нагреваются при работе, печатающая головка снабжается радиатором для пассивного отвода тепла; в высокопроизводительных принтерах может применяться принудительное охлаждение печатающей головки вентилятором, а также система температурного контроля, снижающая скорость печати или прекращающая работу принтера при превышении допустимой температуры печатающей головки.

Для печати на носителях различной толщины в матричном принтере имеется регулировка зазора между печатающей головкой и бумагоопорным валом. В зависимости от модели, регулировка может производится вручную, либо автоматически. При автоматической установке зазора принтер имеет функцию определения толщины носителя.

В разное время выпускались принтеры с 9, 12, 14, 18, 24 и 36, 48 иголками в головке; разрешающая способность печати, а также скорость печати графических изображений напрямую зависят от числа иголок. Наибольшее распространение получили 9- и 24-игольчатые принтеры.

9-игольчатые принтеры применяются для высокоскоростной печати с невысокими требованиями к качеству. Для достижения высокой скорости в некоторых принтерах используются сдвоенные (2х9) и счетверённые (4х9) 9-игольчатые печатающие головки. За счёт меньшего количества игл 9-игольчатая печатающая головка отличается большей надежностью и меньшим нагревом. В настоящее время 9-игольчатые матричные принтеры занимают большую часть рынка.

Преимуществом 24-игольчатого принтера является высокое качество печати, в графическом режиме максимальное разрешение составляет 360х360 точек на дюйм. При этом скорость печати 24-игольчатого принтера существенно ниже, чем у 9-игольчатого. Основная сфера применения — печать с высокими требованиями к качеству. 24-игольчатые матричные принтеры часто используются для заполнения бланков официальных документов.

Кроме игольчатой, известна технология Unihammer, представленная в 80х годах компанией Seikosha. В ней гладкий бумагоопорный вал был заменен вращающимся ребристым цилиндром, а печатающая головка представляет собой единственный вертикальный ударник с электромагнитным приводом. Красящая лента расположена аналогично игольчатому принтеру, между печатающей головкой (ударником) и бумагой. В месте удара ударника по ребру цилиндра на бумаге остается точка, изображение создается аналогично игольчатым принтерам. Технология Unihammer использовалась преимущественно в недорогих принтерах для домашних компьютеров, например Commodore MPS-801, удешевление достигалось за счёт отказа от игольчатой головки как дорогостоящего высокоточного узла. Недостатками были низкая скорость печати и высокий уровень шума, фактически, по сравнению с 9-24 иглами традиционного игольчатого принтера, это был одноигольчатый принтер, создающий за один проход одну строку точек.

В современных матричных принтерах красящая лента упакована в картридж, содержащий также узлы для протяжки и натяжения ленты. В зависимости от конструкции принтера, картридж располагается на станине или на каретке. В ранних моделях вместо картриджа может использоваться лента на катушках для печатной машинки.

В матричных принтерах может использоваться два типа красящей ленты — многопроходная (стандартная) и однопроходная (пленочная), отличающихся качеством оттиска и конструкцией. Многопроходная лента, применяемая в большинстве случаев, представляет собой кольцо из плотного нейлона, пропитанного красящим веществом и, во многих современных принтерах, смазкой для печатающей головки. Для повышения ресурса ленты её длина часто составляет 6 и более метров. Часто используется дополнительная подкраска с помощью бункера или ролика из пористого материала (фетра), пропитанного краской, причём бункер с краской может быть сменным, что позволяет многократно увеличить ресурс красящей ленты. В некоторых принтерах для увеличения ресурса лента имеет вид ленты Мёбиуса. Недостатком многопроходной ленты является постепенное снижение яркости оттиска по мере работы. В то же время такая лента не имеет четкого ресурса, после исчерпания которого дальнейшая печать невозможна. Однопроходная лента, предназначенная для высококачественной печати на 24-игольчатых принтерах, является тонкой плёнкой с нанесённой с рабочей стороны краской. В отличие от многопроходной ленты, при ударе иглы на бумагу переходит весь краситель. В процессе печати использованная лента сматывается с одной катушки картриджа на другую, подобно магнитной ленте в кассете. Высокое качество печати, достигаемое при использовании однопроходной ленты, имеет два побочных эффекта:

• На каждый печатаемый символ теряется без использования как минимум 50% и до 99,9% поверхности ленты, так как каждый печатаемый элемент требует нового участка ленты. Поскольку протяжка красящей ленты механически связана с приводом каретки, лента расходуется при каждом перемещении печатающей головки, независимо от того, производится ли печать.
• Однопроходная лента создаёт угрозу информационной безопасности, так как вследствие полного перехода красителя на бумагу на ленте четко видна печатавшаяся информация. Для устранения опасности утечки конфиденциальной информации использованная однопроходная красящая лента требует утилизации методами, исключающими восстановление с неё информации.

Большинство матричных принтеров имеет несколько вариантов подачи бумаги, отличающихся конфигурацией тракта прохода бумаги. Листовая бумага обычно подается сверху по U-образному пути вокруг бумагоопорного вала, для подачи носителей повышенной толщины и многослойной бумаги используется путь с меньшим изгибом с подачей снизу или спереди принтера. Для подачи листовой бумаги применяется фрикционная подача, перфорированная бумага подается тракторным податчиком, использующим зубчатое зацепление с перфорацией бумаги, что значительно снижает риск замятия бумаги. Тракторный податчик обычно можно установить в толкающую или тянущую позицию. В случае применения листовой бумаги большинство матричных принтеров требует её ручной заправки; во многих моделях имеется возможность использования опционального автоподатчика листовой бумаги (англ. CSF, Cut Sheet Feeder ). Варианты подачи бумаги переключаются вручную рычагом или автоматизированно с возможностью программного выбора.

Для печати на плотных и многослойных носителях применяются принтеры с прямым трактом подачи, исключающим изгиб носителя. Такие принтеры используются для печати на авиа- и железнодорожных билетах, сберегательных книжках, паспортах.

SIDM технология обеспечивает сравнительно низкую скорость печати, так как для печати строки печатающая головка в общем случае должна пройти вдоль всей области печати и вернуться к начальной позиции для печати следующей строки. Для повышения скорости печати используется ряд технологий:

• Двунаправленная печать (Bidirectional print). Печать осуществляется в обоих направлениях. Вместо холостого возврата каретки при её обратном ходе производится печать следующей строки. На некоторых принтерах начального уровня двунаправленная печать возможна только при условии печати в текстовом режиме с использованием встроенного знакогенератора;
• Печать с логическим поиском, "пропуск белого" (Logic seek, White skip). Вне запечатываемой области строки печатающая головка перемещается с повышенной скоростью;
• Режим ускорения печати (Print Speed Enhancer (PSE). Фирменная технология Epson для ускорения печати при минимальном ухудшении качества заключается в разреженной печати с автоматическим уменьшением расстояния между столбцами, что делает оттиск более плотным по сравнению с разреженной печатью с неизменным шагом столбцов.

Следующие технологии подразумевают изменение конструкции принтера:

• Линейно-матричная печать. За счёт большого количества молоточков, равномерно расположенных на челночном механизме по всей ширине области печати производится печать одновременно всей строки. Механизм разработан компанией Printronix [2] , скорость таких принтеров измеряется в строках в секунду (LPS, (англ. Lines per second );
• Увеличение числа печатающих головок. В технологии TriMatrix, разработанной и используемой компанией Output Technology, используются три отдельные печатающие головки, перемещение которых жёстко синхронизировано. Повышение скорости печати достигается за счёт параллельной печати строки несколькими печатающими головками, каждая из которых обслуживает свою область печати.

Помимо печати текстовой информации, когда удары иголок контролируются программным обеспечением самого принтера, многие матричные принтеры имеют режим индивидуального управления иголками с компьютера, что обеспечивает возможность печати графической информации, однако в этом режиме скорость печати значительно падает. Иногда встроенное программное обеспечение принтера поддерживает загрузку во встроенную память принтера дополнительного набора шрифтов.

В зависимости от модели, матричные принтеры могут поддерживать все или некоторые из следующих режимов:

• графический режим (англ. semi-graphic, character graphic );
• алфавитно-цифровой режим:
  • LQ (англ. Letter Quality — «типографское качество»), качественный режим 24-игольчатых принтеров;
  • NLQ (англ. Near Letter Quality — «качество близкое к типографскому»), качественный режим 9-игольчатых принтеров;
  • Draft — черновое качество печати; в этом режиме достигается максимальная скорость печати за счёт ухудшения её качества [3] ;

  Некоторые модели матричных принтеров обладают возможностью многоцветной печати при использовании четырёхцветной CMYK красящей ленты. Смена цвета достигается смещением картриджа с лентой относительно печатающей головки дополнительным механизмом. Цветной матричный принтер позволяет получить семь цветов: основные цвета печатаются в один проход, а дополнительные цвета — в два прохода. Многоцветная матричная печать может использоваться для распечатки цветного текста и простой графики, и непригодна для получения фотореалистичных изображений. Чаще всего возможность цветной печати реализуется с помощью дополнительной оснастки (color kit), как в принтерах Epson LX-300+II и Citizen Swift 24; реже многоцветная печать является базовой возможностью (Epson LQ-2550, Okidata Microline-395C).

  Серьёзным недостатком технологии цветной матричной печати является постепенное загрязнение первичных цветов на ленте чёрным вследствие контакта ленты с многоцветным изображением, приводящего к искажению цветов на распечатке.

  Цветные матричные принтеры не получили широкого распространения, поскольку к моменту возникновения широкой потребности в цветной печати были вытеснены цветными струйными принтерами, обладающими более высокими эксплуатационными качествами, и в настоящее время практически не встречаются.

  
  

  Кабельный 36-контактный разъём Centronics для подключения внешнего устройства (IEEE 1284-B)

  Управление матричными принтерами осуществляется при помощи различных систем команд, общепринятыми из которых являются две: Epson ESC/P (англ. EPSON Mode ) и IBM ProPrinter (англ. IBM Mode ); большинство принтеров поддерживает обе системы.

  Традиционно матричные принтеры подключаются к компьютерам через параллельный интерфейс, стандартом лат. de facto является Centronics. Другой устоявшийся интерфейс — RS-232C токовая петля 20 мА. Выпускающиеся в настоящее время матричные принтеры имеют современный интерфейс USB, однако поддержка устаревших интерфейсов в них, как правило, сохраняется для обеспечения совместимости с существующими промышленными или измерительными системами; так, например, принтер Epson LX-300+II оснащён всеми тремя интерфейсами.

  Для задания базовых настроек принтера типа выбора овой страницы, длины формы и т. д. в старых моделях обычно используются DIP-переключатели, причём в большинстве принтеров имеется встроенная распечатываемая справка по настройкам. В большинстве современных моделей базовые настройки производятся через ту или иную реализацию меню и хранятся в энергонезависимой памяти. Базовые настройки действуют только в текстовом режиме, также операционная система может переопределять их независимо от текущих установок принтера.

  Несмотря на то, что технологии матричной печати часто воспринимаются как устаревшие, матричные принтеры по-прежнему находят применение там, где требуется недорогая массовая печать на многослойных бланках (например, на авиабилетах) или под копирку, а также в случаях, когда требуется вывод значительного количества чисто текстовой информации без предъявления особых требований к качеству получаемого документа (печать этикеток, ярлыков, данных с систем управления и измерения); дополнительная экономия при этом достигается за счёт использования дешёвой фальцованной или рулонной бумаги.

  Ударная технология печати является единственной технологией компьютерной печати, приемлемой для длительного архивного хранения документов ввиду необратимой деформации носителя и особенностей используемых красителей [4] . Также ударная печать ввиду аналогии с пишущей машинкой является единственной технологией компьютерной печати с доказанной на практике длительностью архивного хранения оттисков.

  Возможность долговечной печати на носителях, непригодных для других технологий.

  Ещё одним преимуществом матричной печати является высокий ресурс как самого принтера (8 млн строк), так и печатной головки (30-400 млн символов). [5]

  Основными недостатками матричных принтеров являются:

  • высокий уровень шума
  • низкая скорость и качество печати в графическом режиме
  • ограниченные возможности цветной печати

  Для снижения шума при печати в отдельных моделях предусмотрен тихий режим, в котором каждая строка печатается в два прохода с использованием половинного количества игл; побочным эффектом такого решения является значительное снижение скорости печати. Для борьбы с шумом также применяют специальные конструкции с звуконепроницаемыми кожухами.

  А вы знаете, что исторически одним из первых печатающих устройств, подключаемых к компьютеру, был именно матричный принтер?

  Почему принтер называется матричным?

  
  

  В механических печатных машинках и первых печатающих устройствах печать осуществлялась посредством удара рычага с зеркальным изображением печатаемого знака через красящую ленту.

  Но такие конструкции были либо слишком сложны, либо не обеспечивали требуемой скорости печати.

  Чем больше элементов (точек) в каждом знаке шрифта, тем более качественным будет его изображение, но и сложнее печать. В конце концов, остановились на матрицах размером 7х9 и 9х12. Каждая точка создается ударом иглы по носителю (чаще всего – бумаге) через ленту из синтетических волокон, смоченную специальными красителями.

  Скорость печати матричного принтера измеряется в cps (simbol per second, символах в секунду). Почти всегда в рекламных целях указывают наибольшую скорость для draft (чернового режима). В графических режимах работы скорость может иметь существенно меньшую величину.

  Составные части матричного принтера

  Матричный принтер состоит из следующих составных частей (систем):
  • печатающей головки,
  • картриджа с красящей лентой,
  • системы перемещения печатающей головки,
  • системы подачи и протяжки бумаги,
  • микропроцессорной системы управления,
  • механических и оптических датчиков,
  • источника вторичного электропитания.

  Устройство печатающей головки

  
  

  Рассмотрим вкратце, как устроена печатающая головка. Основа ее – иголки с пружинками, рычажки и соленоиды.

  В исходном состоянии печатающие иглы (диаметром 0,2 – 0,3 мм) с надетыми на них пружинками не выступают за пределы головки.

  При подаче импульса напряжения на обмотку соленоида возникающее магнитное поле скачком выдвигает подвижный сердечник (на рисунке – вниз).

  Этот сердечник бьет по рычажку, который поворачивается на шарнире. Через рычажок удар передается на иголку. Она бьет по бумаге через красящую ленту и, таким образом, появляется одна из точек изображения знака шрифта. Затем иголка под действием пружины возвращается в первоначальное положение. Процесс периодически повторяется со всеми иголками.

  
  

  Головки могут содержать разное количество иголок, наиболее часто используются головки с 9 и 12 иголками. Для более качественной (или быстрой) печати используются 18 и 24 иголки.

  При печати обмотки соленоидов нагреваются. Поэтому головка содержит в себе радиатор из алюминиевых сплавов, отводящий тепло.

  Головка может содержать в себе температурный датчик. При длительной работе, когда радиатор ее сильно нагревается, датчик сигнализирует об этом управляющей схеме принтера. Та учитывает это и замедляет скорость печати во избежание перегрева.

  Когда головка остывает, управляющая схема автоматически поднимает скорость печати. На радиаторе обычно находится пластмассовая решетка. Она предназначена для защиты оператора от случайного прикосновения к нагретой поверхности.

  А как из точек получаются знаки шрифта?

  
  

  Как происходит процесс печати, лучше всего показать на примере.

  Любую букву или знак можно представить в точечном виде. Если конкретная иголка ударит в конкретном месте, получим точку.

  Печать осуществляется столбцами точек. Для печати, например, буквы F в первый момент должны одновременно сработать иглы 1 – 7, и получится основная «палочка» буквы.

  Затем каретка с головкой чуть отъезжает, и срабатывают иголки 1 и 4, потом вновь они же и затем – только игла 1. Для печати нижнего хвостика буквы g (а также запятых) используются иголки 8 и 9. Но это так называемый «черновой режим», когда ясно видно точечная структура знака. Чтобы отдельные точки не так резали глаза, используется несколько способов.

  Во-первых, можно дважды ударить одной и той же иголкой по одному и тому же месту. Это не так глупо, как может показаться на первый взгляд. Дело в том, что иголка никогда точно не попадет в то же место, всегда будет небольшое смещение. Это эквивалентно тому, что для одного используется большее количество точек. В результате начертание сглаживается.

  Два удара, два прохода и подводный камень

  Чаще всего «двойной удар» делается в два прохода. Один раз каретка с головкой движется слева направо (и печатает знаки), второй раз – справа налево. Понятно, что при этом скорость печати падает вдвое. За качество надо платить! Но здесь скрыт один подводный камень.

  По мере износа движущихся частей (втулок каретки) принтера люфт увеличивается.

  Изнашивается и направляющая каретки. Каретка начинает «болтаться», и иголки перестают попадать туда, куда должны. В результате знаки начинают двоиться, что выглядит очень некрасиво. Если «болтанка» невелика, ее можно скомпенсировать встроенными средствами. Если же износ большой, каретку и направляющую следует заменить.

  Другой подход заключается в том, что для начертания знака с самого начала используется больше точек, чем для чернового режима. Так получаются всякие «красивые» шрифты (курсив, например) со сглаженными углами. Если еще применить двойной удар, на шрифт уже приятно посмотреть! А если еще применяется головка с 12 или 24 иглами – качество еще более повышается.

  Система перемещения печатающей головки

  В систему перемещения печатающей головки входят:

  • каретка, на которой крепится печатающая головка,
  • направляющая (стальной вал), по которой каретка с головкой движется слева направо и наоборот,
  • шаговый электродвигатель с ременной передачей, который и двигает каретку.

  
  

  Каретка содержит в себе пластмассовые или латунные втулки, контактирующие с направляющей, которая покрыта тонким слоем смазки.

  В нижней части каретки имеется войлочная подушечка, касающаяся вала.

  Она впитывает смазку и потихонечку отдает ее.

  Концы направляющей опираются с обеих сторон на эксцентрики, которые связаны с рычагом регулировки толщины бумаги.

  В самой нижней части каретки имеется замок (извилистая щель) для крепления ременной передачи. Ремень с одной стороны гладкий, а с другой (внутренней) – зубчатый. Это необходимо для надежного сцепления с насадкой, насаженной на вал двигателя.

  Различная толщина носителя печати

  
  

  Бумага может иметь различную толщину.

  К тому же, печать может осуществляться сразу на нескольких листах через копирку.

  Весь этот «бутерброд», естественно, намного толще одного листа.

  При отведении рычага регулировки толщины назад («на себя») направляющая вместе с кареткой отодвигается от резинового вала, который подает носитель печати. Этому помогают эксцентрики. Теперь можно печатать на более толстой бумаге. Если печатают на одиночном листе бумаги, рычаг отводят «от себя». При этом направляющая придвигается ближе к валу.

  Иногда после печати «бутерброда» начинают печатать вновь на одиночных листах и забывают придвинуть рычаг. При этом сила удара игл уменьшается, так как они находятся на большем расстоянии. Печать будет более бледной, и можно сделать ошибочный вывод об износе ленты картриджа.

  С другой стороны, если головка придвинута слишком близко к валу (и печатают сразу на нескольких листах) – она будет задевать за «бутерброд». Поэтому головка должна быть на оптимальном расстоянии от резинового вала. Точному позиционированию помогает цифровая шкала на рычаге прижима бумаги.

  Шаговый двигатель – что это такое и зачем?

  
  

  В систему перемещения печатающей каретки с головкой входит шаговый двигатель (stepping motor).

  Он отличается от обычного тем, что его ротор может занимать не любое положение, но принимать ряд дискретных значений.

  При подаче управляющего импульса в обмотки ротор двигателя поворачивается на один шаг (несколько градусов) вокруг своей оси.

  Величина шага определяется конструкцией двигателя и иногда указывается на этикетке. Применение шагового двигателя позволяет точно отслеживать положение каретки с печатающей головкой.

  Схема управления «знает», сколько импульсов она послала в обмотки двигателя, следовательно, «знает» сколько оборотов сделал его ротор. На этом основании она «делает вывод», как далеко отъехала каретка (жестко связанная ременной передачей с ротором) от первоначального положения.

  В цепь питания шагового двигателя включают токовый датчик.

  При возникновении препятствий или попадании посторонних предметов в зону движения каретки двигатель подтормаживает. При этом потребляемый им ток возрастает. Схема управления фиксирует это и обесточивает его.

  Если бы такого датчика не было, двигатель продолжал бы работать и разнес бы вдребезги систему перемещения каретки. Или порвал бы ременную передачу. При высыхании смазки на направляющей сопротивление движению возрастает, токовый датчик это фиксирует. При этом схема обесточит двигатель, и печать станет невозможной.

  Читайте также:

    
  • Установка принтера canon ip1300
    
  • Удаление инфицированных архивов модуль сканер dr web
    
  • Как заправить картридж для принтера hp 1200
    
  • Типы принтеров как формируют символ
    
  • Сканер ошибок автомобиля elm327 отзывы