Устройсто матричного принтера

СОДЕРЖАНИЕ

 

1. Введение
2. Описание матричного принтера
3. Технология печати
4. Классификация матричных принтеров
5. Особенности матричных принтеров
6. Заключение
7. Список литературы
 

ВВЕДЕНИЕ

 

Принтер или печатающее устройство - это устройство вывода на материальный носитель алфавитно-цифровой или графической информации. При этом под материальным носителем чаще всего подразумевается бумага, но в качестве такового могут выступать и другие предметы. Например, прозрачная лента.

На  сегодняшний день принтер является самым популярным периферийным устройством, подключаемым к персональному компьютеру. Хотя разговоры о "безбумажной" технологии ведутся уже довольно давно, нормальную работу с компьютером  пока еще трудно представить без  использования печатающего устройства. Зачастую нужна копия на бумаге того или иного документа, рисунка  и т. п., имеющегося в компьютере в  файле.

Печатающие  устройства позволяют получать в  виде документов результаты обработки  данных в удобной для восприятия человеком форме. Существует много  различных типов печатающих устройств. Они различаются принципами работы, быстродействием и стоимостью.

По  методу нанесения изображения печатных знаков принтеры можно подразделить на электромеханические устройства ударного принципа и немеханические устройства безударного принципа действия.

Матричные принтеры исторически были самыми первыми  принтерами, изобретенными человеком. Лет 10-15 назад матричные принтеры были самыми распространенными. Сейчас эти принтеры занимают свою скромную долю менее 10%.

 

 

ОПИСАНИЕ  МАТРИЧНОГО ПРИНТЕРА

 

Матричный принтер (англ. dot matrix printer) — компьютерный принтер, формирующий изображения символов с помощью отдельных маленьких точек.

Печатающая головка матричного принтера обычно содержит от 9 до 24 печатающих иголочек, которые выборочно ударяют  по красящей ленте, создавая изображение  на бумаге, расположенной за красящей лентой.

Для печати на матричном принтере используется рулонная или фальцованная перфорированная бумага. При печати на отдельных листах на большинстве  матричных принтеров требуется  ручная подача. Для автоматической подачи отдельных листов используется опциональный автоподатчик (CSF, Cut Sheet Feeder). Матричные принтеры — старейший из ныне применяемых типов принтеров, его механизм был изобретён в 1964 году корпорацией Seiko Epson. Матричные принтеры стали первыми устройствами, обеспечившими графический вывод твёрдой копии.

Выпускались принтеры с 9, 12, 14, 18 и 24 иголками в головке. Основное распространение  получили 9-ти и 24-х игольчатые принтеры. Качество печати и скорость графической  печати зависит от числа иголок: больше иголок — больше точек. Принтеры с 24-мя иголками называют LQ (англ. Letter Quality — качество пишущей машинки). Существуют цветные матричные принтеры, в которых используется 4 цветная CMYK лента. Смена цвета производится смещением ленты вверх-вниз относительно печатающей головки. Скорость печати матричных принтеров измеряется в CPS (англ. characters per second — символах в секунду).

Основными недостатками матричных  принтеров являются: монохромность, низкая скорость работы и высокий  уровень шума, который достигает 25дБ. Для устранения этого недостатка в отдельных моделях предусмотрен тихий режим, но скорость печати в  тихом режиме падает в 2 раза, так  как в этом случае каждая строка печатается в два прохода с  использованием половинного количества игл. Для борьбы с шумом ещё  применяют специальные звуконепроницаемые кожухи.

Некоторые модели матричных принтеров  обладают возможностью цветной печати за счёт использования многоцветной красящей ленты. Однако достигаемое  при этом качество цветной печати значительно уступает качеству печати струйных принтеров.

Матричные принтеры достаточно широко используются и в настоящее время  благодаря тому, что стоимость  получаемой распечатки крайне низка, так  как используется более дешёвая  фальцованная или рулонная бумага. Последнюю к тому же можно отрезать кусками нужной длины (не форматными). Для многих финансовых документов необходим факт деформации носителя за счёт ударной печати, для исключения возможности их подделки. Также матричные принтеры могут применяться в тех случаях, когда надо получить две гарантированно одинаковые твердые копии - для этого печать ведётся на несколько листов самокопирующейся бумаги или через копирку - другие распространённые виды принтеров для этого непригодны, так как не используют контактный метод.

Выпускаются и скоростные линейно-матричные  принтеры, в которых большое количество иголок равномерно расположены на челночном  механизме (фрете) по всей ширине листа. Скорость таких принтеров измеряется в LPS (англ. Lines per second — строках в секунду).

 

 

ТЕХНОЛОГИЯ ПЕЧАТИ

 

Матричная печать, где используется старейшая  технология, сейчас практически не пользуется спросом в персональном домашнем использовании. Однако в ряде областей её  до сих пор не представляется возможным заменить, что оставляет  ее по-прежнему востребованной - это  печать многоэкземплярных форм; пин-конвертов для SIM-карт и банковских карт; авиабилетов; печать на ответственных бланках и формах, где важен факт нанесения информации ударным способом.

Технология  последовательно-матричной печати отличается  простотой реализации, надежностью и неприхотливостью. Единственным недостатком является то, что по мере возрастания объемов  печати пригодность принтеров резко  снижается.

В данном сегменте печати распространение  получили 9-игольчатые и 24-игольчатые матричные  принтеры.

Линейно-матричная  технология появилась на свет в 1974 г. Её задачей стала потребность  устранить недостатки, которые присущи  технологии последовательно-матричной  печати, особенно заметные при больших  объемах вывода. Преимуществом линейно-матричных  принтеров, таким образом, является большая дешевизна расходных  материалов - катушки лент в 4-8 раз  дешевле картриджей с красящей лентой для последовательных принтеров, а  также имеют больший ресурс работы. Помимо названного, упрощенный механизм печати в сочетании с легко  меняемой печатающей головкой снижает  на порядок стоимость обслуживания, обеспечивая высокую надежность при повышенных нагрузках на принтер.

Рассмотрим  подробнее саму технологию.

Изображение на бумаге получается путем  нанесения точек на ее поверхность  при ударе иголок печатающей головки  через красящую поверхность. Иголки расположены группами по 9 или 24 в  вертикальных рядах. По их количеству матричные принтеры и разделяются  на 9-ти и 24-х игольчатые. Существует ещё один тип принтеров, оснащенный печатающими головками с 18 иголками, расположенными ромбовидно. Данное расположение способствует повышению скорости печати, но ее качество соответствует качеству печати 9-ти игольчатого принтера.

Принцип работы обычного матричного принтера, где используется последовательная ударная точечно-матричная технология, следующий: во время работы печатающая головка движется вдоль каретки, и изображение формируется за счет точек, получающихся на бумаге благодаря иголочкам, касающимся красящей ленты. Существует и другой принцип работы, используемый в линейно-матричных принтерах, пользующихся популярностью в больших организациях.

Основная часть линейно-матричного принтера - это конструкция, состоящая  из станины, имеющей ширину печати, на которой по горизонтали по всей длине установлены печатающие молоточки, объединенные в модули - фреты. Во время работы станина, приводимая в движение кривошипно-шатунным механизмом, совершает возвратно-поступательные движения с большой частотой и амплитудой, равной расстоянию между соседними молоточками. В зависимости от количества молоточков во фрете меняется скорость - те принтеры, где число молоточков во фрете больше, имеют большую скорость.

При движении шаттла из одной мертвой точки в другую, молоточки в тех местах, где требуется, наносят изображения на бумаге благодаря удару по красящей ленте, формируя за каждый проход полную горизонтальную линию заданного изображения. После этого бумага передвигается на шаг вперед, и шаттл возвращается в обратном направлении, формируя изображение линия за линией. Скорость печати принтера, работающего по данной технологии, измеряют в строках в минуту при печати текста, или в дюймах в минуту - при печати графики. Лента закреплена под углом относительно станины, что даёт возможность достаточно равномерного изнашивания. При печати она движется или в одну, или в другую сторону, перематываясь с бобины на бобину. При таком способе печати, если печать ведется на бумаге малой ширины (формат А4), лента изнашивается неравномерно - происходит износ лишь одной половины ленты. При обоснованной необходимости такой печати  рекомендуется время от времени переворачивать бобины, чтобы заставить работать то одну, то другую половины красящей ленты попеременно.

Технологии, приводящие в движение иголку либо молоточек матричного принтера, делятся на баллистическую и технологию печати с запасённой энергией. В первом случае игла втягивается в электромагнит, как сердечник в катушку, по которой проходит ток, а пружина, нанизанная на иглу, сжимается. После выключения тока, происходит возврат иглы на место благодаря пружине. В случае применения технологии с запасенной энергией пружина в состоянии покоя напряжена за счет действия постоянного магнита. При печати магнитное поле катушки, через которую пропустили ток, компенсирует поле постоянного магнита. Этой компенсации достаточно для того, чтобы пружина оторвалась от магнита, и иголка пришла в движение. При снятии питания с обмотки, пружина вновь притягивается к постоянному магниту, возвращая иголку в исходное состояние.

Технология  с запасённой энергией - более новая, чем баллистическая, и её основное преимущество - при работе головка  меньше нагревается, так как для  компенсации силы магнита необходимо подать заметно меньшую мощность на катушку, чем в случае, когда  электромагнит приводит иголку в  действие.

Ещё одним преимуществом является то, что сила удара иголки практически  не меняется со временем или от нагрева, потому что в головке с запасённой энергией она зависит только от жёсткости  постоянно согнутой пружины. Зато печатающие головки, которые сделаны по баллистической технологии, заметно меньше по размеру - это позволяет экономить энергию  на их перемещении вдоль каретки, а также делать на них более  мощные теплообменники.

Различают символьные матричные принтеры и  игольчатые матричные принтеры.

 

 

ЛИТЕРНЫЕ (СИМВОЛЬНЫЕ) ПРИНТЕРЫ

 

При классификации принтеров одним  из самых важных является вопрос: касается ли механизм бумаги при нанесении  на неё изображения. Контактный принтер  бьёт бумагу «до усмерти». Бесконтактные принтеры прижимают и давят её и даже, возможно, бьют её электрическим током, но никогда не ударяют по ней резко. Практическое отличие между этими технологиями по отношению к тому, что случается с бумагой, невелико. Но оно может определять качество, надёжность и даже уровень шума работающего устройства.

Терминами “контактный” и “бесконтактный”  описывается технология, с помощью  которой формируются отметки  на бумаге. Но способ формирования самого символа, как задаётся его форма, опускается. В то время как различия в реализуемых принтерных технологиях  сказываются на качестве формируемого ими изображения и областях их применения, другие характеристики так  же очень важны для качества. Среди  наиболее важных и способ формирования формы символов.

Первые пишущие машинки и  более поздние устройства, выпущенные до конца 70-х, основываются на принципе использования готовых форм символов. Эта технология применялась ещё  в первом печатном прессе Гутенберга. Каждая буква получалась из оттиска, жёстко заданной формы, имеющие обратное изображение. Каждый молоточек, в устройствах этого класса действует наподобие пресс-формы для получения изображения соответствующей буквы.

Компьютерные принтеры, формирующие  изображение символов аналогичным  образом, называются принтерами с готовыми символами. Иногда их называют другими  именами, например литерными. Среди  них качественные буквенные принтеры и колёсные принтеры.

Почти все принтеры этого класса используют контактный принцип нанесения  чернил на бумагу. Вместо того чтобы  использовать отдельный молоточек  на каждую букву, символы разделяются  на отдельные элементы, которые вставляются  между одним молоточком и резиновым  валиком. Молоточек от соленоида, управляется  электроникой принтера и компьютера, выбирает нужный элемент. С его помощью  затем выдавливаются чернила  с красящей ленты на бумагу. Чтобы  позволить напечатать все алфавитно-цифровые символы на бумаге, печатаемые элементы отклоняются или вращаются, позволяя молоточку выбрать требуемый  в нужный момент элемент.

Чаще всего символы устанавливаются  по периметру круга. Эта конструкция  заработала термин “колесо маргаритки”  потому что напоминает лепестки цветка.

Характерной чертой принтеров с жестко заданной формой символов является высшее качество формируемого изображения. Стандарт, к которому все другие принтеры стремятся, задается бесконтактным принтером с полностью сформированной формой символов, названным phototypesetter или photocomposer. Этот тип машин используется для получения первых оттисков газет, журналов и книг. Эти машины работают фотографически. Символы имеют заданную форму, нанесённую на плёнку в виде негатива. Каждый нужный символ вносится в зону света по очереди, и его образ высвечивается на фотобумаге. В результате получают ряды великолепных символов.

 Другие принтеры этого типа  обеспечивают качество текстов  приблизительно такого же качества. Главным ограничением является  не принтерная технология, а используемая  красящая лента. Некоторые колёсные  принтеры, снабжённые лентой Mylar, могут сравниться по качеству со стандартом.

Скорость передачи является одним  из главных недостатков большинства  доступных коммерческих принтеров  с жёстко заданной формой символов. Они очень медленны. Некоторые  из них работают со скоростью 12-20 символов в секунду. Такая производительность сравнима с производительностью  машинистки. Более дорогие устройства этого класса способны на 40-90 символов в секунду. Это быстрее, но всё  равно в три раза медленнее, чем  производительность принтеров, реализуемых  по другим технологиям, и стоящих  те же деньги.