С течением времени в данной области началось внедрение более быстрых и удобных устройств, которые можно было эффективно использовать не только в офисных условиях, но и в домашней обстановке. Одним из наиболее популярных принтеров этой эпохи стал матричный принтер Epson MX-80, который начал свою коммерческую жизнь в 1978 году, когда его начали продавать в комплекте с компьютерами IBM.
Устройство и принцип работы матричного принтера
Матричный принтер относится к категории самых ранних технологий печати, причем первое устройство подобного типа было создано японской компанией Epson ещё в 1964 году.
Далее стоит выделить ключевые элементы, из которых состоит данное печатающее устройство:
- Печатающая головка;
- Система управления печатающей головкой;
- Микропроцессор;
- Механические и оптические датчики;
- Источник питания;
- Механизм подачи бумаги;
- Картридж с чернилами.
Механизм матричного принтера состоит из двух основных блоков:
- Блок управления, в который входят процессор, структурная плата и оперативная память (ОЗУ);
- Блок печатающей головки, включающий в себя все механизмы, обеспечивающие процесс печати.
Принцип работы матричного принтера
Печать осуществляется посредством технологии ударной печати, при которой печатающая головка нанося удары по точкам на листе бумаги формирует изображение. В процессе работы матричные принтеры могут производить как черно-белую, так и цветную печать. Для полноцветной печати используется специальная чернильная лента.
На сегодняшний день матричная печатающая головка обычно состоит из 24 игл. Важно отметить, что матричные принтеры обладают возможностью печати нескольких документов параллельно, что делает их весьма эффективными для многих задач. Эти устройства способны печатать на самых различных типах бумаги.
Процесс печати выполняется в два цикла по технологии, известной как dual-path.
Основные характеристики
- Скорость печати — этот параметр напрямую зависит от качества печатаемого изображения: чем выше качество, тем меньше скорость;
- Объем памяти для данных, поступающих от ПК, в традиционных устройствах варьируется от 4 до 6 Кб, в то время как у более продвинутых моделей он превышает 200 Кб;
- Разрешающая способность;
- Качество цветной печати — оно значительно уступает качеству цветных изображений, созданных на струйных принтерах;
- Разнообразие шрифтов для печати изображений.
- Умеренная себестоимость печати одного листа;
- Низкие затраты на расходные материалы;
- Доступная стоимость сервисного обслуживания;
- Даже при отсутствии чернил печать может продолжаться, хотя символы будут гораздо светлее;
- Возможность копирования печати;
- Способность печатать на рулонных, а также на бумагах низкого качества.
- Умеренная, но не высокая скорость печати;
- Ограниченное количество цветов в процессе печати;
- Шум во время работы устройства.
Что это такое?
Механизм работы матричного принтера основан на принципе формирования текстовых данных не с помощью заранее подготовленных символов, а посредством объединения отдельных точек. Основное отличие матричных принтеров, появившихся до появления лазерных и струйных принтеров, заключается в применяемой технологии для формирования точек на печатаемой странице. Эти устройства функционируют как тонкие иглы, которые проталкивают чернильную ленту. В момент удара игла сильно прижимает небольшую порцию чернил к бумаге, оставляя след, заполненный краской.
Струйные принтеры создают изображение за счет мельчайших капель чернил, тогда как лазерные принтеры формируют картинку из электрически заряженных частиц пигмента. Простота технологии изготовления матричных принтеров сделала их одновременно наиболее долговечными и доступными по цене.
История
Первый рост интереса к матричным принтерам пришелся на 1970-е годы, когда активно использовались компьютеры DEC, способные печатать со скоростью до 30 символов в секунду, с размером строки, варьирующимся от 90 до 132 символов в зависимости от конкретной модели. Лента в таких устройствах протягивалась с помощью храповика, что создавало достаточно высокий уровень шума. С развитием технологий на рынке начали появляться более совершенные модели, которые получили широкое распространение как в производственной среде, так и в повседневной жизни. Epson MX-80 стал одним из самых популярных принтеров этого времени.
В начале 1990-х годов на рынке начали доминировать струйные принтеры, которые обеспечивали гораздо лучшее качество печати и работали практически бесшумно, что повлияло на резкое снижение спроса на матричные устройства. Тем не менее, матричные принтеры продолжали оставаться востребованными благодаря своей низкой стоимости и простоте в использовании, в частности, в таких областях как бухгалтерия и документация.
Устройство и принцип работы
Процесс описания механизма работы матричного принтера не представляет особой сложности. Самым дорогостоящим и сложным в производстве элементом устройства является печатающая головка, размещенная на каретке. Конструкторские особенности каретки влияют на кошерность функциональности механизма. В корпусе принтера размещены электромагниты, выталкивающие или втягивающие сердечник, внутри которого находятся иглы. Печатающая головка может выполнить печать только одной строки текста за проход.
Картридж для ленты представляет собой пластиковую коробку, в которй находится чернильная лента.
Устройство включает в себя катушку для бумаги, которая тянет листы и удерживает их на месте во время процесса печати. Барабан в этом механизме тоже имеет защитное покрытие, выполненное из пластика или резины, что обеспечивает лучшее сцепление с листом бумаги.
Кроме того, принтер имеет встроенные ролики, которые плотно прижимают бумагу к барабану и поддерживают её во время печати. Движение барабана осуществляется с помощью шагового двигателя.
Дополнительный корпус содержит специальный компонент, который отвечает за подачу листа бумаги и транспортировку её до момента зажима. Эта деталь также обеспечивает правильное позиционирование текста. В случае использования рулонной бумаги, пользователь может дополнительно ознакомиться с подставкой для листов.
Одним из ключевых компонентов матричного принтера является панель управления. Она включает в себя блок управления, внутреннюю память, а также интерфейсы для корректного взаимодействия с компьютером. Основная функция этой панели заключается в помощи принтеру в выполнении всех его основных операций. Плата управления, как правило, представлена в виде небольшого микропроцессора, который отвечает за декодирование всех поступающих команд от компьютера.
Ввод текста в матричное устройство осуществляется через печатающую головку, которая включает в себя набор игл, управляющихся электромагнитами. Печатающая головка перемещается вдоль листа бумаги по встроенным направляющим. На момент печати иглы ударяют по бумаге в заданной последовательности, прежде чем коснуться красящей ленты.
Для отображения определенного шрифта несколько комбинаций игл срабатывают одновременно, что позволяет принтеру воспроизводить практически любой шрифт. Большинство современных моделей матричных принтеров можно программировать для управления иглами через компьютер.
Секреты успеха
Прежде всего, матричные принтеры характеризуются простой и надежной конструкцией, что делает их менее подверженными поломкам и снижает необходимость в длительном обслуживании. Это важное преимущество становится решающим фактором при осуществлении ежедневной печати больших объемов информации.
Например, серия матричных принтеров Epson LQ 2100, обладающая 24 иглами, известна своей надежностью — ресурс печатающей головки может составлять до 400 миллионов точек на иглу! Ресурс чернильной ленты также впечатляет: она может напечатать до 8 миллионов символов.
На изображении матричный принтер Epson LQ 2190.
Во-вторых, себестоимость печати на матричном принтере значительно ниже, чем на струйных или лазерных принтерах. Это является наиболее экономичным способом вывода информации на бумаге, так как лента для матричного принтера стоит гораздо дешевле, чем чернила и тонеры для других типов устройств.
Третье преимущество заключается в способности матричных принтеров обрабатывать бумагу различных типов и форматов, от сложенных листов до рулонов и картона. Непрерывная печать существенно ускоряет процесс создания стандартных форм, что особенно важно в таких сферах, как продажа билетов, банковские услуги или сервисные центры, когда необходимо оперативно обслуживать клиентов. Кроме того, такие принтеры могут одновременно создавать несколько идентичных копий документов, что становится возможным благодаря печати на специальной бумаге для ксерокопирования.
Некоторые модели матричных принтеров поддерживают печать нескольких копий одновременно. Например, принтер OKI Microline 3311e с 9 иглами может за один проход сделать до 5 копий (оригинал плюс 4 копии).
Еще стоит отметить, что отпечаток, выполненный на матричном принтере, невозможно полностью размазать, так как на бумаге всегда останется след от иглы. Это может быть полезно для проверки подлинности бухгалтерских записях и других важных финансовых документов.
Типы матричной печати
Существует несколько типов точечно-матричных принтеров, которых можно разделить на игольчатые и линейно-матричные. Эти устройства отличаются по скорости печати, уровню шума и продолжительности работы. Различия между этими типами заключаются, в основном, в конструкции и методах перемещения печатающей головки.
Примером является матричный принтер OKI ML280EL, который сочетает отличное качество печати, компактные размеры и доступную цену.
Точечно-матричные
Принцип работы матричных принтеров заключается в том, что точки формируются за счет ударов иглы через чернильную ленту. Однако здесь также стоит отметить один важный момент.
Печатающая головка в матричном принтере перемещается электрически от края до края листа с использованием оптического датчика положения. Это обеспечивает довольно точное размещение точек и равномерное цветное изображение, если используется лента с разными цветами. Скорость печати, как правило, невысока и зависит от количества игл в печатающей головке: чем больше игл, тем быстрее и лучше качество печати.
На сегодня наиболее распространены матричные принтеры с 9 и 24 иглами, которые обеспечивают оптимальный баланс между качеством и скоростью. Однако существуют также модели с 12, 14, 18, 36 и даже 48 иглами.
Увеличение количества игл в печатающей головке приводит к росту скорости печати и лучшему разрешению. Особенно это очевидно, когда количество игл удваивается: например, принтер с 18 иглами печатает быстрее, чем устройство с 9 иглами, хотя разница в качестве может быть незначительной. Однако разница между отпечатками устройства с 9 иглами и устройства с 24 иглами, как правило, ощутима невооруженным глазом.
На практике пользователи обычно предпочитают 9-игольчатые принтеры для задач начального уровня, но для более серьезной работы выбирают 24-игольчатые или линейно-матричные модели.
Скорость печати матричных принтеров обычно измеряется в символах в секунду (CPS).
Уже упомянутый ранее 9-игольчатый принтер OKI Microline 3311e, к примеру, способен печатать до 435 символов в секунду. Он не только быстрый, но и надежный: ресурс печатающей головки у него достигает 20 миллионов ударов на иглу, а среднее время наработки на отказ (MTBF) равно 10 000 часов.
На изображении представлен матричный принтер OKI Microline 3311e с 9 иглами.
Существуют и матричные принтеры, разработанные для специализированного применения, которые при этом превосходят других конкурентов по производительности. Например, к таким относятся компактные высокоскоростные принтеры, предназначенные для печати чеков и этикеток, такие как монохромный матричный принтер OKI OKIPOS 93.
Бренды матричных принтеров
Среди ведущих производителей матричных принтеров выделяются компании OKI и Epson. Особенно известными являются модели матричных принтеров OKI серии Microline и Microline MX, а также принтеры Epson LQ, FX и LX.
Матричные принтеры OKI
Линейно-матричные принтеры OKI Microline MX достигают впечатляющей скорости печати до 2000 строк в минуту, при этом работая без задержек! Их конструкция ориентирована на бесперебойную работу с минимальным участием пользователя. Эта высокая надежность комбинируется с низкой себестоимостью печати, а также поддержкой больших емкостных картриджей, что делает их особенно выгодными в производственных центрах или при обработке больших объемов информации в офисах, требующих автоматической печати.
Принтеры Microline MX просты в использовании и могут дистанционно настраиваться через сеть. Замена расходных материалов становится проще благодаря цветовой маркировке компонентов. Уровень шума в линейных моделях Microline MX не превышает 55 дБ, что делает их подходящими для использования в офисной обстановке.
В зависимости от требуемых характеристик рабочей нагрузки можно выбрать модели MX1050, MX1100, MX1150 и MX1200, которые обеспечивают скорость печати от 500 до более чем 2000 линий в минуту. Первые три модели доступны как в корпусном оружии (с закрытой оболочкой), так и в тумбовом варианте (с открытой тумбой на роликах). Благодаря отличной звукоизоляции уровень шума у корпусных моделей снижен до 52 дБ.
Ассортимент матричных принтеров Microline также включает офисные устройства формата A3, а также компактные высокоскоростные устройства, предназначенные для кассовых аппаратов, точек продаж и точек обслуживания. Основные преимущества матричных принтеров от OKI заключаются в продолжительном сроке службы печатающей головки и универсальности, позволяющей работать с непрерывными формами и различными форматами копировальной бумаги.
Запатентованные технологии OKI обеспечивают надежную работу автопарковки печатающей головки и прямого пути бумаги, что повышает эффективность и снижает вероятность ошибок при печати.
На изображении матричный принтер Microline ML 320FB с функциями автоматической парковки, автоматической подачи и прямого протаскивания бумаги.
Широкоформатные принтеры OKI, такие как OKI Microline ML 3311 Elite, прекрасно подходят для банковской и коммерческой печати. Данная модель отличается простотой в использовании, поддерживает функции считывания штрих-кодов и может печатать ленты шириной до 406 мм и сложенные конверты размером 239 x 102 мм.
Надежность матричных принтеров марки OKI настолько высока, что производитель предлагает гарантию на 3 года при покупке через официальных дистрибьюторов.
Принцип работы матричного принтера
Матричные принтеры являются одними из самых старых используемых принтеров. Печать осуществляется с помощью печатающей головки и ряда игл, которые управляются электромагнитами. Печатающая головка перемещается вдоль листа бумаги таким образом, что иглы наносить удары по материалу через чернильную ленту, формируя текст. Несмотря на почти полное вытеснение их другими технологиями в различных полях, матричные принтеры всё еще востребованы в некоторых сферах. В различных онлайн-сообществах можно часто встретить сообщения, где пользователи интересуются: «проверьте рабочий матричный принтер». В этой статье мы подробно разберём работу данного устройства.
Описать функционирование такого устройства не сложно. Дорогим и сложным в производстве компонентом в любом матричном принтере является печатающая головка, размещенная на печатающей каретке. Конструктивные характеристики каретки имеют впечатляющее влияние на различные параметры устройства. В каретке имеются электромагниты, которые отвечают за движение сердечника с иглами. Эта секция печатает только одну строку текста за проход.
Картридж с лентой представляет собой пластиковый контейнер для хранения ленты. Во время передачи данных лента непрерывно подается к лентопротяжной головке, что способствует поддержанию высокого качества печати. Механизм подачи ленты включает два ролика, между которыми перемещаются участки ленты.
Принтер обладает катушкой для бумаги, которая удерживает листы и предотвращает их перемещение в процессе печати. Барабан изготавливается с резиновым или пластиковым покрытиями для эффективности сцепления с бумагой. В то же время на барабане располагаются ролики, которые прижимают и удерживают листы на поверхности. Движение барабана осуществляется за счёт шагового двигателя.
В корпусе также имеется элемент, который отвечает за подачу и поддержку листа до достижения момента его извлечения из барабана. Также эта деталь обеспечивает правильное позиционирование листа во время печати. Когда используется рулонная бумага, устройство дополнительно оснащается подставкой.
Важно отметить и плату управления, которая включает в себя блок управления, буфер и интерфейсы для корректного взаимодействия с компьютером. Основная задача платы управления — гарантировать соответствие выполнения всех функций аппарата. Обычно плата управления представлена как микропроцессор, отвечающий за интерпретацию команд от компьютера.
Принцип работы матричного принтера
Тексты в матричном принтере формируются с помощью печатающей головки. Этот компонент состоит из ряда игл, которые управляются электромагнитами. Головка перемещается по направляющим в пределах всей длины бумаги. Во время печати иглы наносят удары по листу в установленной последовательности, но перед тем как касаться бумаги, они сначала соприкасаются с красящей лентой, помещенной в матричный картридж.
Перемещение каретки осуществляется при помощи ременной передачи. Шаговый двигатель служит электроприводом для данной системы. Этот тип принтера классифицируется как матричный, но также существуют линейно-матричные версии, предлагающие более высокую скорость печати. В этих устройствах эффект переноса стежков достигается за один проход, благодаря равномерно расположенным молоточкам в конструкции переноса.
Стоит отметить, что для воспроизведения определенного шрифта одновременно используются различные комбинации игл, что позволяет печатать практически любой нужный шрифт. Некоторая встроенная программа может поддерживать загрузку различных шрифтов, а большинство матричных принтеров имеют возможность индивидуального компьютерного управления иглами.
Преимущества матричного принтера
Хотя данная технология считается устаревшей, матричные принтеры продолжают активно использоваться и сегодня благодаря своим многочисленным преимуществам для специфических областей применения.
- Прежде всего, низкая стоимость самого оборудования: цена таких принтеров в десятки раз ниже, чем у струйных или лазерных моделей.
- Время службы значительно превышает таковое у устройств других типов: красящая лента не высыхает внезапно, и вы всегда можете заранее заметить ухудшение качества печати, так как текст начинает немного бледнеть. В отличие от иных устройств, которые могут полностью выйти из строя, когда вы не спонсируете замену картриджей.
- Широкий выбор типов бумаги: печать возможна не только на специализированной бумаге, но и на обычной, что обеспечивает большую универсальность.
- Высокая стойкость напечатанного текста к воздействию грязи и воды.
- Система позволяет быстро размножать печать под «копирку», что особенно удобно для экстренной печати однотипных документов.
Однако, наряду с множеством преимуществ, у матричных принтеров имеются и недостатки, которые ограничивают их применение в ряде сфер.
- Эти устройства не могут эффективно печатать фотографии, поскольку недостаточно качественно воспроизводят изображения. Для таких целей матричные принтеры просто не предназначены.
- Относительно низкая производительность: в отличие от современных аналогов, они обеспечивают существенно меньший объем печатаемых страниц. Следует отметить, что при печати однотипных документов, их скорость может иногда превосходить скорость других моделей. Хотя существуют режимы, позволяющие повысить скорость, в этих случаях качество печати будет заметно снижаться.
- Существуют также недостатки, связанные с уровнем шума: поскольку многие детали работают на механическом уровне, уровень шума может быть довольно высоким. Это потребует использования шумоизоляции, чтобы убрать лишние звуки или размещение устройства в отдельном помещении.
Несмотря на то, что матричные офисные машины являются одними из старейших в своей категории, инженеры постоянно вносят изменения и улучшают технологию. Однако сложные механизмы остаются неизменными, что делает их несколько устаревшими. Тем не менее, низкая цена на такие принтеры зачастую компенсирует многие их недостатки.
Система перемещения печатающей головки
Система привода печатающей головки состоит из следующих составляющих:
- каретка, на которой установлена печатающая головка;
- направляющая, представляющая собой стальной вал, по которому перемещается каретка;
- шаговый электродвигатель с ременной передачей, который обеспечивает движение каретки.
Каретка имеет пластиковые или латунные кольца, которые соприкасаются с направляющими, на которых расположен тонкий слой смазки для улучшения движения.
На нижней стороне каретки находится войлочная прокладка, которая обеспечивает контакт с осью.
Эта прокладка впитывает смазку и медленно её высвобождает.
Конечные части направляющей поддерживаются кулачками, сочетающимися с рычагом, позволяющим регулировать толщину бумаги.
Под кареткой находится замок (спиральный паз), который предназначен для подключения приводного ремня. Ремень несколько скошен с одной стороны и зубчатый с внутренней стороны, что гарантирует надежное закрепление сопла на валу двигателя.
Различная толщина носителя печати
При печати возможно использование бумаги различной толщины.
Печатание на нескольких листах одновременно также можно осуществить с помощью угольной щетки.
Из-за особенностей конструкции такой «сэндвич» может быть гораздо толще одного стандартизированного листа.
При отведении рычага регулировки толщины в заднее положение («в сторону»), привод тележки отходит от резинового валика, подающего печатный носитель, что позволяет использовать более толстую бумагу. В случае, если выполняется печать только на одном листе бумаги, рычаг перемещается «вперед», тем самым приближая направляющую к валу.
Следует учесть, что если после использования «сэндвича» вы вернетесь к печати одного листа бумаги и забудете переместить рычаг, сила удара игл ослабит, так как они будут располагаться дальше друг от друга. Это приведет к бледному отпечатку, и пользователи могут неправильно решить, что лента печатающего картриджа израсходована.
С другой стороны, если печатающая головка слишком близко располагаться к валку (когда печать также осуществляется на нескольких листах), это может вызвать застревание головки в «сэндвиче». Поэтому головка должна находиться на оптимальном расстоянии от валика. Цифровая шкала на рычаге зажима бумаги помогает точно настраивать высоту.
Шаговый двигатель – что это такое и зачем?
Движение каретки с печатающей головкой осуществляется с помощью шагового двигателя.
Главное отличие шагового двигателя от традиционного заключается в том, что ротор не может быть перемещен в любое положение, а принимает только определенные дискретные значения.
Когда на обмотки подается управляющий импульс, ротор двигателя поворачивается на один шаг (несколько градусов) по оси.
Размер шага зависит от конструкции двигателя и иногда указывается прямо на корпусе. Использование шагового двигателя позволяет точно контролировать положение каретки, что имеет важное значение при печати.
Система управления «знает», сколько импульсов было передано на обмотки двигателя, снижая вероятность ошибок. Каждый ротор фиксирует, насколько далеко переместилась каретка (которая жестко закреплена с ротором через ремень) относительно своего начального положения.
В цепь шагового двигателя встроен датчик тока.
Если каретка наткнется на препятствие или другие предметы в своей зоне работы, двигатель остановится. Таким образом, потребление тока увеличится. Система управления контролирует это и отключает двигатель, предотвращая повреждение устройства.
Если бы такого датчика не было, двигатель продолжил бы работать, создавая перегрузку в системе привода каретки, или же порвался бы приводной ремень. Если смазка на приводе засохнет, сопротивление увеличится, и датчик тока сработает. Это приводит к отключению двигателя и невозможности печати.
На данный момент всё. Надеюсь, что вам было интересно, уважаемые читатели! Во второй части нашей статьи мы продолжим изучение матричного принтера, расскажем о системе подачи бумаги и других аспектах его функционирования.
