Устройсто матричного принтера

Эти принтеры печатают символы из ограниченного множества. Можно  получить оттиск только тех символов, которые напрессованы на принтерном колесе или напёрстке. Более того, они формируют плохое графическое  изображение, а большинство из них  не формируют его вовсе.

 

Игольчатые  матричные принтеры

Альтернативой принтерам с жёстко заданной формой символов является технология, по которой можно получить изображение  символа заданной конфигурации. Исходным элементом, из которого формируется  изображение символов на бумаге, служит тот же элемент, используемый и при  формировании изображения на экране. Из некоторого множества точек можно  составить любой символ, который  нужно напечатать. Чтобы облегчить  алгоритм печати (и его разработку), принтеры, формирующие символы из точек, обычно размещают их в матрицы. Так как символы формируются  из точек матрицы, правомерно называть их точечно-матричными принтерами.

 Прототипом таких принтеров  являются контактные устройства. Они используют печатные головки,  которые ходят вперёд и назад  по всей ширине бумаги. Некоторое  число тонких печатных иголок  действуют, как молоточки, нанося  чернила с красящей ленты на  бумагу.

 Печатающая игла в обычном  положении находится в стороне  от красящей ленты и бумаги. Её движение вперёд происходит  под воздействием силы постоянного  магнита. Магнит обмотан витком  провода, образуя электромагнит.  Полярность электромагнита противоположна  постоянному магниту. Их поля  нейтрализуют друг друга. Поле  постоянного магнита образует  составляющую, удерживающую иглу  в нормальном положении. Подача  энергии в электромагнит приводит  к тому, что игла направляется  к красящей ленте и оставляет  отпечаток на бумаге. После этого  электромагнит обесточивается, и  постоянный магнит возвращает  иглу в позицию ожидания, готовя  её к следующему акту. Этот принцип реализуется с одной целью – удерживать иголки в позиции ожидания при отсутствии питания на принтере.

 Сложность механизма оправдывается  реализацией им защиты деликатных  печатающих игл. Печатающая головка  (на рис. 1 - PG) матричного принтера  образуется некоторым числом  печатающих игл. Количество иголок  в печатающей головке определяет  качество печати. Недорогие принтеры  имеют 9 игл. Матрица символов  в таких принтерах имеет размерность  7´9 или 9´9 точек. Более совершенные матричные принтеры имеют 18 игл и даже 24.

 Чтобы напечатать строку  символов, принтерная головка движется  горизонтально по бумаге и  каждая игла ударяет в строго  заданной позиции для получения  нужного символа. Удар иглы  происходит в заданное время,  когда она будет занимать точно  заданное положение в матрице.  Игла выстреливает в ленту  – головка принтера никогда  не останавливается до тех  пор, пока она не достигнет  границы бумаги. Головка устанавливается на каретке и движется вдоль печатаемой строки. При этом иголки в нужный момент ударяют через красящую ленту по бумаге. Это обеспечивает формирование на бумаге символов и изображений.

 

Для перемещения красящей ленты  используется передаточный механизм, использующий движение каретки. За перемещение  каретки отвечает шаговой двигатель. Еще один шаговой двигатель отвечает за перемещение бумагоопорного валика. Скорость печати матричных принтеров невысока. В зависимости от выбранного качества печати и модели принтера скорость печати составляет от 10 до 60 секунд на страницу.

Главным фактором, ограничивающим скорость этих устройств, служит время, проходящее между возможностями запуска  различных игл. Физические законы движения ограничивают увеличение производительности принтеров. Таким образом, время  необходимое для возможности  последующего использования каждой печатающей иглы, является физическим ограничением того, как быстро печатающая головка может передвигаться по бумаге. Головка не может перемещаться к следующей точечной позиции, прежде чем все её иголки не придут в состояние готовности. Если бы головка принтера перемещалась слишком быстро, точечное позиционирование (и формы символов) получались бы случайным образом.

 Для увеличения производительности  некоторые контактные матричные  принтеры печатают в двух направлениях: один ряд – слева направо,  а следующий – справа налево. Такой режим функционирования устраняет потерю времени, затрачиваемого на возврат каретки с левой границы бумаги к исходному столбцу. Конечно же, такой принтер должен иметь достаточно памяти для полного хранения строки текста, чтобы прочесть его в обратном порядке.

Символы, формируемые матричными принтерами, часто смотрятся довольно грубыми  по сравнению с изображением, получаемым по технологии с жёстко заданной формой символов. Это происходит из-за того, что некоторые индивидуальные точки  могут выделяться. Качество символов, получаемое матричным принтером, главным  образом определяется числом точек  в матрице. Чем больше плотность  матрицы (больше число точек в  данной площади), тем лучше смотрится  символ.

Часто даже двунаправленные принтеры переходят на работу в одном направлении, если требуется получить качественную печать. Для увеличения плотности  точек они проходят каждую строку два, а то и более число раз, передвигая бумагу на половину вертикальной ширины между каждым проходом, заполняя пространство между точками. Возможность  работать в любом направлении  помогает обеспечить аккуратное размещение каждой точки во время каждого  прохода.

Матрицы 5´7 точек (горизонталь к вертикали) являются достаточным для формирования всех заглавных и прописных букв алфавита, хотя они смотрятся довольно грубо и не эстетично. Всё дело в том, что точки довольно большие и смотрятся угловато. Ещё хуже то, что минимальная матрица слишком мала для формирования отличимых символов, таких, как g, j, p, q и y. Нижняя часть этих букв неразборчива. Поэтому минимальной матрицей, используемой в большинстве коммерческих матричных принтеров, является матрица 9´9 точек. С её помощью формируется читаемый текст, но он всё ещё не элегантен. Хотя матричные принтеры способны и на большее. Лазерные принтеры тоже используют эту технологию, но они реализуют точечную технологию с очень высокой плотностью – 300 точек на дюйм. Каждый символ можно получить матрицей 30´50. Самые последние контактные матричные принтеры приближаются по качеству к этому уровню.

Матричные принтеры, как правило, поддерживают несколько шрифтов и их разновидностей, среди которых получили широкое  распространение roman (мелкий шрифт пишущей машинки), italic (курсив), bold-face (полужирный), expanded (растянутый), elite (полусжатый), cadenced (сжатый), pica (прямой шрифт – цицеро), courier (курьер), san serif (рубленый шрифт сенсериф), serif (сериф), prestige elite (престиж-элита) и пропорциональный шрифт (ширина поля, отводимого под символ, зависит от ширины символа).

 Переключение режимов работы  матричных принтеров и смена  шрифтов могут осуществляться  как программно, так и аппаратно  путём нажатия имеющихся на  устройствах клавиш и/или соответствующей  установки переключателей.

 Кроме того, матричные принтеры способны формировать графическое изображение. Многие матричные принтеры имеют дополнительные множества символов, названных псевдографикой. Они позволяют формировать изображение при помощи встроенных блоков, имеющих форму простейших геометрических фигур, таких, как квадраты, прямоугольники, треугольники, горизонтальных и вертикальных линий и т. д. Каждая из этих фигур закодирована и распознается принтером точно так же, как буква алфавита. Принтер просто заполняет строчку за строчкой этими блочными символами, формируя картину.

Точно так же, как это имеет  место с качеством текста, точность печати принтеров, образует широкий диапазон от среднего до очень хорошего качества. Настоящая разрешающая способность указывает, как точны могут быть печатаемые детали. Она может быть в пределах от 72 до 300 или более точек на дюйм. Чем больше точек на дюйм разрешающей способности, тем лучше будет выглядеть печатаемая графика.

 Помимо индивидуальной адресации  к каждой точке бумаги некоторые  матричные принтеры позволяют  даже определить точечное множество  для символов целого алфавита. Формы символов, определённые вами, могут использоваться в качестве  обычного шрифта. Каждое множество  букв печатается посылкой обычного  алфавитно-цифрового символа компьютера. Такая характеристика называется  загружаемостью множеством символов, потому что информация, необходимая для формирования символов, загружается с компьютера в память принтера.

 Некоторые матричные принтеры  используют другой вариант расширения  библиотеки шрифтов. Точечные  множества, необходимые для формирования  символов альтернативных шрифтов,  хранятся в микросхемах ПЗУ,  содержащихся внутри специальных  шрифтовых кассет. Сама кассета  просто обеспечивает установку  микросхем ПЗУ и содержит разъём, подключаемый к принтеру. С помощью  такой кассеты можно увеличить память принтера. Многие контактные и лазерные принтеры разработаны таким образом, чтобы иметь возможность использовать такие шрифтовые кассеты.

 Кроме матричных игольчатых  принтеров есть ещё группа  матричных термопринтеров, оснащённых  вместо игольчатой печатающей  головки головкой с термоматрицей и использующих при печати специальную термобумагу или термокопирку.

Сегодня матричные принтеры еще  можно встретить - в банках, пунктах  обмена валюты или бюро по продаже  авиабилетов. Их там держат, в частности, из-за высокой надежности. Приходится мириться с их громким стрекотом, но особого выбора нет - это единственные устройства, способные печатать под копирку.

 

 

ОСОБЕННОСТИ ПОСЛЕДОВАТЕЬНЫХ МАТРИЧНЫХ ПРИНТЕРОВ

 

Для данных принтеров обычно возможно использование как форматной, так  и рулонной бумаги. Головка принтера может быть оснащена 9, 18 или 24 иголками. Существуют модели принтеров как  с широкой (формат А3), так и с узкой (формат А4) кареткой. Высокое качество печати достигается в режимах NLQ (Near Letter Quality) для 9-игольчатых принтеров (почти машинописное) и LQ (Letter Quality) для 24-игольчатых принтеров. Как правило, современные принтеры оснащены резидентными или загружаемыми масштабируемыми шрифтами.

При ударной цветной печати палитра  и качество воспроизводимых цветов, как правило, оставляют желать лучшего. К тому же со временем цвета становятся все более тусклыми, поскольку  лента загрязняется по мере ее использования. Впрочем, к достоинствам подобных устройств  можно отнести низкую стоимость  страницы изображения, которая обычно не превышает 2-5 центов. К тому же скорость цветной печати не отличается от монохромной. Цена цветного ударного принтера составляет примерно 300-400 долларов.

 

ОСОБЕННОСТИ ПАРАЛЛЕЛЬНЫХ МАТРИЧНЫХ ПРИНТЕРОВ

 

Принтеры ударного действия (impact-принтеры) обладают наилучшим соотношением цена/ производительность, имеют постраничные операционные расходы по эксплуатации в 3-5 раз ниже, чем лазерные принтеры, и обеспечивают печать на многослойных бланках или на носителе большой  толщины. Кроме того, impact-принтеры крайне неприхотливы, а лучшие модели могут  работать круглосуточно. Скорость работы обычного матричного ударного принтера (serial-принтера), в котором используется печатающая головка с управляемыми иголками, движущаяся вдоль всей строки, невелика и увеличить ее не представляется возможным из-за перегрева иголок, большого шума и значительной вибрации аппарата, а также вследствие ограничения скорости движения каретки. Задача скоростной печати решается просто - обрабатывается вся строка сразу. Устройства, основанные на принципе построчной печати, составляют класс line-принтеров (принтеров параллельной печати).

Их скорость печати современных line-принтеров составляет 1440 строк/мин (режим draft при 8 строках на дюйм) - это почти физический предел для ударного способа печати. Как и обычный матричный, line-принтер позволяет менять шрифты, выводить промышленную графику и штрих-коды. Печатает на перфорированную листовую (фальцованную) бумагу шириной от 8 до 42 см.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

 

Вплоть до 80-х годов на рынке  печатной техники бал правила  матричная технология печати, пока ее не потеснили принтеры, основанные на лазерной и струйной технологиях. Однако и по сей день она сохранила за собой весьма значительный сегмент рынка печатающих устройств благодаря обеспечиваемой высокой производительности печати, надежности, простоте обслуживания и дешевизне использования. В случаях же, когда необходимо получить несколько идентичных копий документа одновременно, заменить матричный принтер просто нечем.

Фирма Epson оставила самый заметный след на мировом рынке матричных принтеров. Epson, выпускающая и струйные, и лазерные принтеры, сообщает, что, как ни странно, но спрос на матричные принтеры уже не падает дальше.

Ожидается, что он будет существовать и в дальнейшем, так как остаются места, где требуется печатать документы  и при этом необходимо сразу получить несколько копий – платежных  поручений, билетов, накладных, счетов, наклеек с адресами или штрих–кодами и других финансовых, торговых и складских документов.