Принцип роботи матричного принтера: переваги пристрою

Чому принтер називається матричним?

У механічних друкованих машинках і перших друкуючих пристроях друк здійснювався за допомогою удару важеля з дзеркальним зображенням знака друку через фарбуючу стрічку.

Але такі конструкції були або занадто складні, або не забезпечували необхідної швидкості друку.

Потім додумалися розкласти зображення шрифтів на складені елементи - точки.

Чим більше елементів (точок) в кожному знаку шрифту, тим більш якісним буде його зображення, але і складніше друк. Зрештою, зупинилися на матрицах розміром 7х9 і 9х12. Кожна точка створюється ударом голки по носію (найчастіше - папері) через стрічку з синтетичних волокон, змочену спеціальними барвниками.

Швидкість друку матричного принтера вимірюється в cps (simbol per second, символах на секунду). Майже завжди в рекламних цілях вказують найбільшу швидкість для draft (чорнового режиму). У графічних режимах роботи швидкість може мати істотно меншу величину.

Що це таке?

В основі функціонування матричного принтера лежить рішення набирати текстові дані не з уже заздалегідь заготовлених символів друкованого пристрою, а шляхом з'єднання окремих точок. Базова відмінність моделей матричного типу від лазерних, що з'явилися трохи пізніше, а також струменевих полягає в техніці нанесення точок на аркуші. Матричні пристрої немов вибивають текст ударами тонких голок крізь червону стрічку. У момент удару голка міцно притискає до паперу маленький фрагмент тонера і робить відбиток, наповнений чорнилом.

Струменеві принтери формують картинку з дрібних крапель чорнил, а лазерні - з електрично заряджених частинок барвника. Простота технології зробила матричний принтер найбільш стійким і водночас найдешевшим.

Історія

Перший сплеск попиту на матричні принтери припав на 70-ті роки минулого століття. У той період повсюдно поширювалися пристрої фірми DEC. Вони дозволяли здійснювати набір зі швидкістю до 30 знак/с, при цьому характеризувалися малим розміром рядка - залежно від особливостей конструкції вона варіювалася від 90 до 132 знак/с. Красива стрічка тягнулася за допомогою храпового механізму, який працював досить звучно. З розвитком галузі у продажу з'явилися більш якісні моделі, які знайшли широке застосування не тільки на виробництві, але і в побуті. Найпопулярнішим став принтер марки Epson MX-80.

А як з точок виходять знаки шрифту?

Будь-яку букву або знак можна представити в точковому вигляді. Якщо конкретна голка вдарить в конкретному місці, отримаємо крапку.

Друкує стовпчики точок. Для друку, наприклад, літери F в перший момент повинні одночасно спрацювати голки 1 - 7, і вийде основна «паличка» букви.

Потім каретка з головкою трохи від'їжджає, і спрацьовують голки 1 і 4, потім знову вони ж і потім - тільки голка 1. Для друку нижнього хвостика літери g (а також ком) використовуються голки 8 і 9. Але це так званий «чорновий режим», коли ясно видно точкова структура знака. Щоб окремі точки не так різали очі, використовується кілька способів.

По-перше, можна двічі вдарити однією і тією ж голкою по одному і тому ж місцю. Це не так нерозумно, як може здатися на перший погляд. Справа в тому, що голка ніколи точно не потрапить в те ж місце, завжди буде невелике зміщення. Це еквівалентно тому, що для одного використовується більша кількість точок. У результаті накреслення згладжується.

Два удари, два проходи і підводний камінь

Найчастіше «подвійний удар» робиться в два проходи. Один раз каретка з головкою рухається зліва направо (і друкує знаки), другий раз - справа наліво. Зрозуміло, що при цьому швидкість друку падає вдвічі. За якість треба платити! Але тут прихований один підводний камінь.

У міру зносу рухомих частин (втулок каретки) принтера люфт збільшується.

Зношується і напрямна каретки. Каретка починає «бовтатися», і голки перестають потрапляти туди, куди повинні. В результаті знаки починають двоїтися, що виглядає дуже негарно. Якщо «базікання» невелике, його можна скомпенсувати вбудованими засобами. Якщо ж знос великий, каретку і напрямну слід замінити.

Інший підхід полягає в тому, що для накреслення знака від самого початку використовується більше точок, ніж для чорнового режиму. Так виходять всякі «красиві» шрифти (курсив, наприклад) зі згладженими кутами. Якщо ще застосувати подвійний удар, на шрифт вже приємно подивитися! А якщо ще застосовується головка з 12 або 24 голками - якість ще більш підвищується.

Система пересування головки друку

У систему переміщення друкуючої головки входять:

• каретка, на якій кріпиться друкуюча голівка,
• напрямна (сталевий вал), по якій каретка з головкою рухається зліва направо і навпаки,
• кроковий електродвигун з ремінною передачею, який і рухає каретку.

У нижній частині каретки є війлочна подушечка, що стосується валу.

Вона вбирає змазку і потихеньку віддає її.

Кінці направляючої спираються з обох сторін на ексцентрики, які пов'язані з важелем регулювання товщини паперу.

У найнижчій частині каретки є замок (звивиста щілина) для кріплення ремінної передачі. Ремінь з одного боку гладкий, а з іншого (внутрішнього) - зубчастий. Це необхідно для надійного зчеплення з насадкою, насадженою на вал двигуна.

Принцип дії і трохи історії

Ідея набирати текст не з готових символів друкарської машинки, а з окремих точок отримала першу масштабну реалізацію в 1960-х роках і лягла в основу матричної, а потім і всієї сучасної печатки.

Принципова відмінність матричних принтерів від струменевих і лазерних у тому, яким способом точки наносяться на папір.

Матричні принтери вибивають зображення ударами дрібних голок через фарбуючу стрічку. При ударі об лист, голка притискає до нього крихітну ділянку фарбуючої стрічки і залишає відбиток, заповнений чорнилом.

Для порівняння, струменеві принтери створюють зображення з найдрібніших чорнильних крапель, а лазерні - з електрично заряджених часточок тонера. Як ви вже здогадалися, матричний відбиток виявляється найбільш стійким і дешевим, але про це трохи пізніше.

Свою назву матричний принтер отримав через особливості друкуючої головки. Це матриця з голок, розташованих в певному порядку. У рух вони приводяться за допомогою електромагнітів.

Перша популярність прийшла до матричних апаратів у 70-х роках. Тоді досить широке поширення отримали матричні принтери компанії DEC (Digital Equipment Corporation). Вони друкували зі швидкістю 30 символів на секунду і відрізнялися малою шириною рядка: у різних моделей вона становила від 80 до 132 символів. Фарбована стрічка простягалася за допомогою галасливого храпового механізму.

У міру розвитку галузі стали з'являтися більш швидкісні і доброзичливі користувачеві апарати, які знаходили застосування не тільки в офісі, але і вдома. Особливою популярністю користувався матричний принтер Epson MX-80. У 1978 році він надійшов у продаж у комплекті з комп'ютерами IBM.

Сучасні матричні принтери менше шумлять, друкують швидше і якісніше ніж їх попередники і як і раніше з успіхом забезпечують потоковий друк на підприємствах.

Секрети успіху

По-перше, матричні принтери прості за своєю конструкцією, а значить, надійні і не потребують складного обслуговування. Коли мова йде про величезні обсяги повсякденного друку, ця перевага виявляється одним з вирішальних.

Наприклад, 24-голчасті матричні принтери Epson LQ серії 2100 відомі своєю відмовостійкістю: ресурс друкуючої головки у них становить 400 млн точок на одну голку! Вражає і ресурс червоної стрічки - вона дозволяє надрукувати до 8 млн знаків.

По-друге, друк на матричному принтері обходиться багаторазово дешевше лазерної, струменевої або твердочорнильної. Це найекономічніший спосіб представити інформацію в друкованому вигляді. Фарбуюча стрічка для матричного принтера коштує набагато дешевше того об'єму чорнил і тонера, який необхідний для заправки одного картриджа.

По-третє, матричні принтери можуть працювати з папером різного типу і формату: від листової фальцьованої до безперервних стрічок і картону. Безперервний друк дозволяє значно прискорити випуск стандартних форм, що важливо в квиткових касах, банках, сервіс-центрах або магазинах, де потрібно швидко обслужити клієнта. Крім того, матричні принтери можуть створювати декілька ідентичних примірників документа одночасно. Для цього застосовується друк на копіювальному папері.

Різні моделі матричних принтерів підтримують різну кількість шарів копіювання. Наприклад, 9-голчастий принтер OKI Microline 3311e може створювати до 5 примірників документа одноразово (оригінал + 4 копій).

Крім того, відбиток, зроблений на матричному принтері, неможливо повністю змити. На папері в будь-якому випадку залишається відбиток голки. Це допомагає встановлювати справжність бухгалтерської або іншої фінансової документації.

Огляд видів

Матричні принтери бувають лінійно-матричними і точково-матричними. Ці пристрої характеризуються різним рівнем шумовиділення, періодом безперервної роботи, а також швидкістю роботи. З технічної точки зору відмінності зводяться до різниці в схемі ПГ і техніках її пересування.

Точково-матричні

Особливості функціонування точково-матричного принтера ми вже в загальних рисах описали - точки фіксуються спеціальними голками через тонер. Залишається лише додати, що ПГ такого пристрою рухається від одного кінця до іншого за рахунок електроприводу, обладнаного спеціальними датчиками позиціонування. Така конструкція дозволяє коректно визначити місце розташування точок, а також ввести кольоровий друк (звичайно тільки при наявності спеціального картриджу з різнокольоровими тонерами).

Швидкість роздруківки на точкових матричних пристроях відносно невелика і прямо залежить від загального числа голок у ПГ - чим їх буде більше, тим вище швидкість роздруківки і краще її якість. Максимальною популярністю в наші дні користуються 9- і 24-голкові моделі, саме вони дають функціональне співвідношення швидкість роботи/якість. Хоча у продажу зустрічаються також вироби з 12, 14, 18, а також 36 і навіть 48 голками.

Як було сказано вище, збільшення кількості голок ПГ дає зростання швидкості і підвищення яскравості текстового проповідування. Ця різниця особливо видна, якщо число голок збільшено більш ніж в 2 рази. Припустимо, 18-голкова модель буде друкувати набагато швидше, ніж 9-голчастий пристрій, але відмінність у чіткості тексту буде практично непомітною. А от якщо порівняти відбитки, зроблені на 9-голковому і 24-голковим пристроях, то відмінності будуть кидатися в очі.

Однак, як свідчить практика, підвищення якості аж ніяк не завжди є критичним для користувача, тому для побутового використання або виробничого апарату стартового рівня люди частіше купують 9-голчасті пристрої, тим більше що коштують вони на порядок дешевше. А для більш трудомістких завдань віддають перевагу 24-голчастим або купують лінійні моделі.

Лінійно-матричні

Ці принтери встановлюють на великих фірмах, де до оргтехніки пред'являються вимоги щодо стійкості до підвищених навантажень. Такі апарати актуальні там, де друк проводиться в режимі 24/7.

Лінійні матричні механізми характеризуються підвищеною продуктивністю, зручністю використання і максимальною економічністю. Вони дають можливість користувачам ефективно витрачати свій робочий час і скорочувати виробничі витрати на купівлю витратників.

Крім того, власники лінійної техніки набагато рідше звертаються в сервісні служби за ремонтом.

На виробничих підприємствах вирішальним критерієм при підборі моделі матричного принтера традиційно стає співвідношення практичності та вартості експлуатації обладнання, при цьому сукупна ціна володіння прямо залежить від ціни запчастин і витратників, а також коштів, що витрачаються на ремонт. Лінійні пристрої характеризуються надійністю конструкції і мають досить недорогі витратники, тому обходяться дешевше точкових матричних установок і сучасних лазерних моделей. Таким чином, лінійно-матричний механізм вигідний тим, що при підвищених обсягах друку він дає максимальну економію грошових коштів.

Замість стандартної рухомої ПГ в лінійних установках використовується шатл. Він являє собою конструкцію з модулів з невеликими друкуючими молотками, які здатні охопити цілу сторінку за шириною. Під час роздрукування тексту блок з молоточками досить швидко рухається з одного краю аркуша до іншого.

Якщо у точково-матричних моделей ПГ рухається вздовж аркуша, то блоки шатла переміщуються на невелику відстань, що відповідає величині розбіжності між функціональними молоточками. Як наслідок, вони утворюють весь ланцюг точок у повному обсязі - після цього аркуш подається трохи вперед і запускається набір іншої лінії. Саме тому швидкість роздруківки лінійних механізмів заміряється не в символах в секунду, а в рядках в секунду.

Шатл лінійно-матричного пристрою піддається зносу набагато повільніше, ніж ПГ точкових пристроїв, оскільки рухається він не сам по собі, а тільки його окремий фрагмент, при цьому амплітуда переміщення відносно невелика. Тонер картриджа також витрачається економно, оскільки стрічка розташовується під невеликим кутом до молоточок, і її поверхня піддається зносу максимально рівномірно.

Крім цього, лінійно-матричні механізми, як правило, мають розширені функції адміністрування - більшість з них допускається приєднувати до офісної мережі фірми, а також об'єднувати в окремі групи для організації єдиного віддаленого управління. Лінійні матричні механізми виробляються з розрахунком на великі компанії, тому вони відрізняються хорошим потенціалом для проведення апгрейду. Так, до них можна підвести рулонний і листовий автопідатчики, папероукладач, а також механізм протяжки для виконання копій друку. Є можливість підключення карти пам'яті і тумби з модулями для додаткових аркушів.

Деякі сучасні лінійно-матричні принтери передбачають інтерфейсні плати, що дозволяють здійснювати бездротове підключення. При такій багатій різноманітності існуючих доповнень кожен користувач завжди зможе підібрати для себе ефективну конфігурацію.

Рівні якості друку

Будь-яка технологія роботи принтерів незмінно ставить користувачів перед вибором між якістю роботи пристрою і швидкістю роздруківки. На підставі цих параметрів виділяють 3 ступені якості пристроїв:

• LQ - забезпечує підвищення якості надрукованого тексту за рахунок використання принтерів з 24 голками;
• NLQ - надає середню якість друку, працює на 9-голкових пристроях за 2 підходи;
• Draft -зумовлює гранично високу швидкість друку, але в чорновому виконанні.

Середня і висока якість друку зазвичай буває вбудованою, а чорнова найчастіше йде як додаткова опція.

При цьому 24-голкові моделі можуть підтримувати всі режими, тому кожен власник техніки самостійно вибирає той формат роботи, який йому потрібно в тій чи іншій ситуації.

Типи матричного друку

Матричні принтери бувають точково-матричними і лінійно-матричними. На ділі вони розрізняються швидкістю друку, рівнем шуму і максимальним часом безперервної роботи. Технічна відмінність між ними полягає, перш за все, в будові і способі переміщення друкуючої головки.