Матричная печать , [1] иногда называемая ударно-матричной печатью , представляет собой процесс компьютерной печати , при котором чернила наносятся на поверхность с использованием точечной матрицы относительно низкого разрешения для макета. Матричные принтеры — это тип ударного принтера , который печатает с использованием фиксированного количества штифтов или проводов [2] [3] и обычно использует печатающую головку, которая перемещается вперед и назад или вверх и вниз по странице и печатает. ударом, ударив пропитанную чернилами тканевую ленту о бумагу. Они также были известны как последовательные матричные принтеры . [4] В отличие от пишущих машинок или линейных принтеров , в которых используется аналогичный механизм печати, матричный принтер может печатать произвольные узоры, а не только определенные символы.
Воспринимаемое качество матричных принтеров зависит от вертикального и горизонтального разрешения и способности принтера перекрывать соседние точки. Распространены 9-контактный и 24-контактный разъемы; это определяет количество контактов в определенном вертикально выровненном пространстве. В 24-контактных принтерах горизонтальное движение может слегка перекрывать точки, обеспечивая визуально превосходное качество печати ( почти качество письма или NLQ), обычно за счет скорости.
Точечно-матричную печать обычно отличают от безударных методов, таких как струйная , термическая или лазерная печать , которые также используют растровое изображение для представления печатной работы. Эти другие технологии могут поддерживать более высокое разрешение точек и печатать быстрее и с меньшим шумом. В отличие от других технологий, ударные принтеры могут печатать на многоэкземплярных формах , позволяя одновременно делать несколько копий, часто на бумаге разных цветов. [5] Он также может использовать бесконечную печать с использованием непрерывной бумаги , фальцованной веером с перфорацией, чтобы каждая страница могла легко отрываться друг от друга.
В 1925 году Рудольф Хелл изобрел « Хеллшрайбер» , раннее факсимиле - телетайп на основе матричной матрицы , [6] запатентованный в 1929 году.
Между 1952 и 1954 годами Фриц Карл Прейкшат подал пять патентных заявок [7] [8] на свой телетайп 7 стилус 35 матричный, также известный как принтер PKT, [6] матричный телетайп, построенный между 1954 и 1956 годами в Германии. Как и более ранний «Хеллшрайбер», он по-прежнему использовал электромеханические средства кодирования и декодирования, но для связи использовал метод «старт-стоп» ( асинхронная передача ), а не синхронную передачу . [6] В 1956 году, когда он работал в компании Telefonbau und Normalzeit GmbH ( TuN , позже названной Tenovis ), устройство было предложено Deutsche Bundespost (немецкой почтовой службе), которая не проявила интереса. Когда Прейкшат эмигрировал в США в 1957 году, он продал права на использование приложений в любых странах (кроме США) компании TuN. Прототип также был показан General Mills в 1957 году. Усовершенствованная транзисторная конструкция [6] стала основой для портативного матричного факсимильного аппарата, прототип которого был прототипирован и оценен для военного использования компанией Boeing примерно в 1966–1967 годах. [9] [10]
IBM выпустила свой первый матричный принтер в 1957 году, в том же году, когда на рынок вышел сублимационный принтер . [12] [13]
В 1968 году японский производитель OKI представил свой первый серийный ударный матричный принтер (SIDM) — OKI Wiredot. Принтер поддерживал генератор символов на 128 символов с матрицей печати 7×5. Он был ориентирован на правительственный, финансовый, научный и образовательный рынки. За это достижение OKI получила награду Общества обработки информации Японии (IPSJ) в 2013 году. [14] [15] [16]
В 1970 году [17] компания Digital Equipment Corporation (DEC) представила ударный матричный принтер LA30 , как и Centronics (тогда из Гудзона , Нью-Гемпшир ): Centronics 101. [18] [19] [20] Поиск Благодаря надежному механизму принтера компания установила отношения с японской компанией Brother Industries, Ltd и стала продавать механизмы принтеров Brother под маркой Centronics, оснащенные печатающей головкой Centronics и электроникой Centronics. В отличие от Digital, Centronics сконцентрировалась на рынке недорогих линейных принтеров со своими уникальными устройствами. В процессе они разработали параллельный электрический интерфейс , который должен был стать стандартом для большинства принтеров, пока в конце 1990-х его не начала заменять универсальная последовательная шина ( USB ).
DEC была крупным поставщиком, хотя и делала упор на использование своей линейки миникомпьютеров PDP. [21] Их матричный принтер LA30 со скоростью 30 символов в секунду (CPS), первый из многих, был представлен в 1970 году. В середине 1980-х годов цены на матричные принтеры падали, [3] [a] и начали превосходят по продажам принтеры Daisywheel из-за их более высокой скорости и универсальности. [22] Apple ImageWriter был популярным потребительским матричным принтером с 1980-х до середины 1990-х годов.
В 1970-х и 1980-х годах матричные ударные принтеры обычно считались лучшим сочетанием цены и универсальности, и до 1990-х годов они были, безусловно, наиболее распространенной формой принтера, используемой на персональных и домашних компьютерах . [23]
Увеличение количества контактов печатающей головки с 7, 8, 9 или 12 до 18, 24, 27 или 36 позволило обеспечить превосходное качество печати, что было необходимо для успеха на азиатских рынках для печати разборчивых символов CJKV . [24] 24-контактная серия LQ от Epson стала новым фактическим стандартом с разрешением 24/180 дюйма (7,5 lpi за проход). 24-контактный принтер мог не только наносить более плотный точечный рисунок за один проход, но и одновременно покрывать большую площадь и печатать быстрее. Хотя качество текста на 24-контактном принтере по-прежнему заметно уступало качеству настоящего принтера для печати, такого как ромашка или лазерный принтер, качество печати значительно превосходило качество печати на 9-контактном принтере. По мере снижения производственных затрат 24-контактные принтеры постепенно вытесняли 9-контактные принтеры.
К началу 1990-х годов струйные принтеры стали более распространены, чем принтеры для ПК. [25] [26]
В матричной печати используется печатающая головка, которая перемещается вперед-назад или вверх-вниз по странице и печатает путем удара, ударяя пропитанную чернилами тканевую ленту о бумагу, очень похоже на механизм печати на пишущая машинка . Однако, в отличие от пишущей машинки или принтера с ромашковым колесом , буквы рисуются из точечной матрицы, и, таким образом, можно создавать разнообразные шрифты и произвольную графику.
Каждая точка создается крошечным металлическим стержнем, также называемым «проволокой» или «булавкой», который приводится в движение вперед с помощью крошечного электромагнита или соленоида либо напрямую, либо через небольшие рычаги (собачки). [27] Напротив ленты и бумаги находится небольшая направляющая пластина, называемая держателем или защитной маской ленты, которую иногда также называют бабочкой из-за ее типичной формы. В нем имеются отверстия, служащие направляющими для штифтов. Пластина может быть изготовлена из твердого пластика или искусственного камня, например сапфира или рубина .
Часть принтера, содержащая штифт, называется печатающей головкой. При работе принтера он обычно печатает по одной строке текста за раз. Головка принтера прикреплена к металлическому стержню, который обеспечивает правильное выравнивание, но горизонтальное положение контролируется лентой, которая крепится к звездочкам на двух колесах с каждой стороны, которые затем приводятся в движение электродвигателем. [28] Эта лента может быть изготовлена из нержавеющей стали, фосфористой бронзы или сплавов меди, бериллия, нейлона или различных синтетических материалов со витой нейлоновой сердцевиной для предотвращения растяжения. Фактическое положение можно определить либо методом точного подсчета с использованием шагового двигателя , поворотного энкодера , прикрепленного к одному колесу, либо прозрачной пластиковой ленты с маркировкой, которая считывается оптическим датчиком на головке принтера (обычно для струйных принтеров ).
Поскольку печать предполагает механическое давление, матричные принтеры могут создавать углеродные и безуглеродные копии . [29]
Хотя почти все струйные , термические и лазерные принтеры печатают близко расположенные точки, а не сплошные линии или символы, их не принято называть матричными принтерами. [27]
Матричные принтеры имеют одну из самых низких затрат на печать одной страницы. [ нужна цитата ]
Они могут использовать фальцованную непрерывную бумагу с отверстиями для трактора.
Матричные принтеры создают шум, когда булавки или шрифт ударяют ленту о бумагу, [30] и в тихой обстановке, возможно, придется использовать звукопоглощающие корпуса.
Они могут печатать только графику с более низким разрешением, с ограниченной цветопередачей, ограниченным качеством и более низкой скоростью по сравнению с безударными принтерами. [31] [32] [33]
Обычные последовательные матричные принтеры используют горизонтально перемещающуюся печатающую головку. [34] Печатающую головку можно представить как имеющую один вертикальный столбец из семи или более штифтов, примерно равный высоте блока символов. В действительности штифты расположены в виде до четырех вертикальных и/или горизонтально слегка смещенных столбцов, чтобы увеличить плотность точек и скорость печати за счет чередования, не вызывая застревания штифтов. Таким образом, для формирования символов строки можно использовать до 48 контактов [35] при горизонтальном движении печатающей головки. Скорость печати последовательных матричных принтеров с подвижными головками варьируется от 30 [36] до 1550 символов в секунду (cps) . [37]
В совершенно иной конфигурации так называемые линейно-матричные принтеры [38] используют фиксированную печатающую головку, почти такую же ширину, как тракт прохождения бумаги, используя для печати горизонтальную линию из тысяч игл. Иногда два слегка смещенных по горизонтали ряда используются для улучшения эффективной плотности точек за счет чередования. Несмотря на то, что эти принтеры для профессионального рынка сверхмощных принтеров по-прежнему ориентированы на линии, они эффективно печатают целую строку за раз, в то время как бумага продвигается вперед под печатающей головкой. Линейно-матричные принтеры способны печатать со скоростью более 1000 символов в секунду, что обеспечивает производительность до 800 страниц в час.
Разновидностью матричного принтера был точечный принтер с крестообразным молотком, запатентованный Seikosha в 1982 году. [39] Гладкий цилиндрический валик обычного принтера был заменен вращающимся рифленым цилиндром. Печатающая головка представляла собой простой молоток с вертикальным выступающим краем, приводимый в действие электромагнитом. Там, где вертикальный край молотка пересекал горизонтальную канавку цилиндра, сжимая между собой бумагу и ленту, на бумаге была отмечена единственная точка. Персонажи были построены из нескольких точек.
В отличие от 80-колоночной матрицы LA30 с разрешением только заглавных букв (5 x 7 точек), линейка продуктов DEC росла. Включены новые модели:
DECwriter LA30 представлял собой терминал матричной печати со скоростью 30 символов в секунду , представленный в 1970 году компанией Digital Equipment Corporation (DEC) из Мейнарда, Массачусетс [41].
Он печатал 80 столбцов точечно- матричных символов размером 7 × 5 только в верхнем регистре на бумаге уникального размера. Печатающая головка приводилась в движение шаговым двигателем , а бумага продвигалась шумным соленоидным храповым приводом. LA30 был доступен как с параллельным интерфейсом (LA30-P), так и с последовательным интерфейсом (LA30-S); однако серийный номер LA30 требовал использования символов-заполнителей во время возврата каретки. В 1972 году стал доступен вариант только для приема под названием LA30A.
За LA30 в 1974 году последовал LA36 , [ 42] который добился гораздо большего коммерческого успеха, [43] став на какое-то время стандартным матричным компьютерным терминалом. В LA36 использовалась та же печатающая головка, что и в LA30, но он мог печатать на формах любой ширины до 132 столбцов смешанного формата на стандартной фальцованной бумаге с зелеными полосами . [43] Каретка перемещалась с помощью гораздо более мощного сервопривода с использованием электродвигателя постоянного тока и оптического энкодера/ тахометра . Бумагу перемещал шаговый двигатель. LA36 был доступен только с последовательным интерфейсом, но, в отличие от более раннего LA30, символы заполнения не требовались. Это было возможно, потому что, хотя принтер никогда не обменивался данными со скоростью более 30 символов в секунду, механизм фактически был способен печатать со скоростью 60 символов в секунду. Во время периода возврата каретки символы помещались в буфер для последующей печати на полной скорости в течение периода догона. Двухцветный шум, создаваемый догоняющей печатью со скоростью 60 символов в секунду, а затем обычной печатью со скоростью 30 символов в секунду, был отличительной особенностью LA36, которую быстро копировали многие другие производители вплоть до 1990-х годов. Наиболее эффективные матричные принтеры использовали этот метод буферизации.
Позже цифровые технологии расширили базовую линейку LA36 до широкого спектра матричных принтеров.
DEC LA50 был разработан как «компактный матричный принтер» [21] . В графическом режиме (в отличие от текстового режима) печатающая головка может генерировать графические изображения. В режиме растровой графики LA50 может принимать и печатать графические изображения формата Sixel [b] .
Centronics 101 [44] (выпущенный в 1970 году) на момент своего создания был очень инновационным и доступным по цене. Некоторые избранные характеристики:
.jpg/1280px-IBM_5103_printer_in_Tekniska_museet_(1).jpg)
IBM 5103 [45] был единственным принтером IBM, который можно было подключить к IBM 5100 , первому портативному компьютеру. Печать осуществлялась с разрешением 8 точек на дюйм, шагом 10, 6 LPI и возможностью двунаправленной печати из набора из 128 символов. Были предложены две модели: [46] 80 и 120 символов в секунду. [47]
Режим качества, близкого к букве , неофициально определяемый как почти достаточно хороший для использования в деловых письмах [48] — наделил матричные принтеры качеством, имитирующим качество пишущей машинки. Используя несколько проходов каретки и более высокую плотность точек, принтер может увеличить эффективное разрешение. В 1985 году The New York Times описала использование « качества, близкого к букве, или NLQ» как «просто небольшой шумихи» [3] , но признала, что они «действительно демонстрируют свои достижения в области шрифтов, улучшений печати». и графика».
Принтеры NLQ обычно можно настроить на печать в «черновом режиме», и в этом случае будет использоваться один проход печатающей головки на строку. Это приводило к более низкому качеству печати при гораздо более высокой скорости вывода.
В 1985 году журнал PC Magazine писал: «Для среднего пользователя персонального компьютера точечная матрица остается наиболее работоспособным выбором». [11] В то время IBM продавала Epson MX-80 как IBM 5152. [49]
Другая технология, струйная печать , которая использует бизнес-модель «бритва и лезвия» (отдай ручку бритвы, заработай на лезвии бритвы) [50] снизила ценность низкой стоимости принтера: «цена за миллилитр на одном уровне». с жидким золотом» для чернил/тонера. [51]
В июне 1978 года был выпущен Epson TX-80/TP-80, [52] 8-контактный матричный принтер, который в основном использовался для компьютеров Commodore PET . Этот и его преемник, 9-контактный MX-80/MP-80 (выпущенный в 1979–1980 годах) [53] вызвали популярность ударных принтеров на рынке персональных компьютеров. [54] MX-80 сочетал в себе доступную цену и хорошее качество вывода текста (для своего времени). Первые ударные принтеры (в том числе MX) были очень громкими во время работы из-за молоткообразного механизма печатающей головки. MX-80 даже послужил источником названия для нойз-рок-группы . [55] Низкая плотность точек MX-80 (60 точек на дюйм по горизонтали, 72 точки на дюйм по вертикали) позволяла получать отпечатки характерного «компьютерного» качества. По сравнению с четким качеством пишущей машинки принтера с ромашкой, разборчивость матричного принтера оказалась особенно плохой. В офисных приложениях качество вывода было серьезной проблемой, поскольку читаемость матричного текста быстро ухудшалась с каждым поколением фотокопий .
Первоначально стороннее программное обеспечение для улучшения качества печати предлагало быстрое решение проблемы качества. Общие стратегии заключались в следующем:
Некоторые новые матричные ударные принтеры могут воспроизводить растровые изображения с помощью функции «точечной адресации». В 1981 году Epson предложила комплект модернизации EPROM под названием Graftrax , чтобы добавить его ко многим принтерам ранней серии MX. Баннеры и вывески , созданные с помощью программного обеспечения, использующего эту возможность, такого как типография Broderbund , стали повсеместными в офисах и школах на протяжении 1980-х годов.
По мере увеличения скорости каретки и увеличения плотности точек (с 60 до 240 точек на дюйм) с некоторым добавлением цветной печати дополнительные шрифты позволяли пользователю изменять внешний вид текста на распечатках. Шрифты с пропорциональными интервалами позволяли принтеру имитировать неравномерную ширину символов наборного устройства, а также более темные распечатки. «Шрифты, загружаемые пользователем» работали до тех пор, пока принтер не был выключен или не выполнен программный сброс. Пользователь мог встроить до двух пользовательских шрифтов NLQ в дополнение к встроенным (ПЗУ) шрифтам принтера.
Настольный ударный принтер постепенно был заменен струйным принтером. Когда истек срок действия патентов Hewlett-Packard на паровые фотолитографические струйные головки, [ когда? ] механизм струйной печати стал доступен полиграфической промышленности. Для применений, не требующих воздействия (например, копировальная печать), струйный принтер превосходил почти во всех отношениях: сравнительно тихая работа, более высокая скорость печати и качество печати, почти такое же хорошее, как у лазерного принтера. К 1995 году струйная технология превзошла матричную ударную технологию на массовом рынке и отнесла матричную технологию к нишевым приложениям. [56]
По состоянию на 2021 год технология точечно-матричного воздействия по[update] -прежнему используется в таких устройствах и приложениях, как :
Термопечать постепенно вытесняет их в некоторых из этих приложений, но полноразмерные матричные ударные принтеры по-прежнему используются для печати многоэкземплярных канцелярских товаров . Например, матричные ударные принтеры до сих пор используются в банковских кассах и авторемонтных мастерских, а также в других приложениях, где желательно использовать бумагу для подачи в трактор, например, в регистрации данных и в авиации . Большинство этих принтеров теперь оснащены интерфейсами USB в качестве стандартной функции, облегчающей подключение к современным компьютерам без устаревших портов.
Матричные и струйные принтеры имеют одну общую характеристику — оба создают изображения из маленьких точек. В матричном принтере иголка проходит через ленту, оказывая воздействие на страницу. Струйные принтеры имеют электрический сигнал, который заставляет микроскопическое количество чернил распыляться на страницу.
Отчет о компьютерных периферийных устройствах... ударные принтеры обычно считались лучшим сочетанием цены и универсальности, и до 1990-х годов они были...
В начале 1990-х годов продажи струйных принтеров начали бурный рост, который продолжался более десяти лет.
Начиная с начала 1990-х годов струйные принтеры...
Digital Equipment Corporation (DEC) разрабатывает и производит множество периферийных устройств, предлагаемых вместе с PDP-11. Как разработчик и производитель периферийных устройств, DEC может предложить чрезвычайно надежное оборудование... LA30 DECwriter, телетайп, полностью разработанный и изготовленный DEC, может служить альтернативой телетайпу.
DEC вывела LA36 на рынок в 1974 году.
LA36 DECwriter II был первым коммерчески успешным устройством компании... Механизм принтера использует матричный метод для печати 132 столбцов текста на стандартных 14-дюймовых компьютерных формах.
два ранее анонсированных продукта: модели IBM 5103 с 11 и 12 двунаправленными матричными принтерами.
