2.6
Рядкові ДП
Рядкові
принтери побудовані на базі матричних принтерів і
методів комп’ютерного оброблення інформації. Хоча і те,
і інше вже застарілі технології, але друк символів
відтиском літер на папері досі використовується за
рахунок низької вартості відбитку ударно-відтискових
пристроїв. У потужних принтерів (для робочих груп)
вартість відбитка дещо нижча ніж у малопотужних моделей
(для індивідуального користування). Так, наприклад,
принтери HP LaserJet 8000, або Xerox N40 мають ресурс
картриджів відповідно 15000 та 23000 аркушів за умови
п’ятивідсоткового заповнення. Насправді заповнення
аркуша в середньому у два рази більше, тому ресурс
картриджа також зменшиться вдвічі. Можливим виходом з
даної ситуації є перезаправлення картриджів, що
призводить до погіршення якості друку і не рекомендовано
виробниками принтерів. Максимальна кількість заправок
картриджів не більше п’яти, а вартість однієї заправки
приблизно третина вартості самого картриджа. Виходячи з
цього при найбільшій економії вартість 1000 аркушів
складатиме не менше 15 у. о. А рядкові принтери можуть
зменшити нижню межу до 5 у. о. за 1000 аркушів. Тобто,
виграш складе три-сім разів. Звичайно ефективність
рядкових принтерів слабко проявляється, якщо необхідно
друкувати лише пару сотень аркушів за тиждень, хоча
можуть зацікавити цілий ряд цікавих технічних рішень,
які зібрані воєдино в цих принтерах. Але якщо необхідно
друкувати 50 – 100 тисяч аркушів в місяць, то економія
складатиме 500 – 2000 у. о. за місяць. Але пристрої
побудовані за ударною технологією досить повільні і
робота їх гучна, а відбитки не завжди якісні.
Ударні друкувальні пристрої забезпечують дешевий
відбиток завдяки можливості використовувати майже
будь-який папір і недорогу фарбувальну стрічку. Цей
принцип роботи був реалізований в друкарських машинах, в
яких швидкодія залежала від швидкості набору людиною.
Ставши в 1933 році електричними, ще через чверть
століття друкувальні машини стали використовувати
обов’язки консолі оператора. Через обмеженість набору
символів таких пристроїв і низьку швидкість друку на їх
місце з’явились: термінал, матричний принтер, не
обмежений набором знаків, і персональний комп’ютер (ПК)
для розширення функціональних можливостей швидкісного
друку.
В матричних принтерах відмовились від фіксованого
набору знаків (так званого повносимвольного шрифтоносія),
синтезуючи зображення з точок і послідовно переходячи
від символу до символу. В комп’ютері – навпаки: однакові
шрифтоносії «приготували» для кожної позиції друку.
Таким чином розпаралелили роботу і забезпечили друк
цілого рядка майже за той час, за який раніше
друкувалась літера. Так швидкість друку досягла
декількох сотень рядків (десятків аркушів) за хвилину.
Для акуратного протягування паперу з такою швидкістю,
почали використовувати паперову стрічку з перфорацією по
краю. Ця стрічка на довгі роки стала символом
обчислювальної техніки.
Коли в інформаційні технології увійшла графіка,
виникла необхідність виведення будь-яких зображень за
допомогою ДМ. Це призвело до витіснення ДМ. Але від
ударного друку не відмовились внаслідок економічної
ефективності останнього. Необхідно було сумістити
переваги матричних принтерів зі швидкодією друкувальних
автоматів. Це зробили в компанії Printronix, який є
лідером продаж в США рядкових принтерів.
Принтери OKI Microline MX взяли від матричних
принтерів принцип синтезу зображення з окремих точок. А
від друкувальних автоматів – ідею друкування одразу
всього рядка, начеб-то друкувальну матрицю повернули на
90° і розтягли до ширини рядка. В матричному принтері
будь-яку з точок в колонках, з яких складається рядок,
друкує окрема голка. Її роботою керує мініатюрна
котушка, яка при пропусканні струму перетворюється в
електромагніт. Але щоб друкувати так весь рядок,
необхідно більше тисячі пар котушка/голка, точно
вирівняних в лінію. Створити таку конструкцію неймовірно
важко та дорого, тому рядкові принтери роблять
по-іншому.
Друкарські голки разом з пружинами, які
піддержують їх, збирають у фрети по 4, 7 або 13 голок.
Розмір фрета незмінний, відповідно, змінюється відстань
між голками. Від числа голок залежить швидкість друку –
чим їх більше, тем менше точок у відтиску «обслуговує»
кожна, і тим швидший друк. Для мінімально прийнятної
якості відбитку таких точок необхідно хоча б 30-40 на
сантиметр. Для того щоб роздрукувати всі розташовані на
одній лінії з голками точки, голки необхідно
переміщувати. Для цього фрети монтуються на загальній
основі, яка називається блоком молоточків і приводяться
в коливальний (зворотно-поступальний) рух в напрямку,
паралельному лінії друку. Двигун одночасно надає рух
блоку молоточків і його противазі. Вони синхронно
зміщуються в протилежних напрямках. Такий
компенсувальний рух знижує навантаження на нерухомі
елементи конструкції та дозволяє досягти дуже високої
швидкості переміщення блоку молоточків майже без
вібрації та шуму.
Амплітуда коливань цього блока точно відповідає
кроку молоточків. Швидкість переміщення блока молоточків
обмежена часом друку однієї точки. Поки голка притискає
фарбувальну стрічку до паперу, «далеко» переміщувати
блок молоточків не можна. А час уколу голкою задається
конструкцією пари котушка/голка. Збільшивши кількість
голок на фреті, зменшується відстань, на яку зміщується
блок молоточків, тобто пришвидшується друк рядка точок.
Для збільшення швидкості руху голки в блоці молоточків пружини, які підтримують голки, початково максимально напружені. Досягається це за рахунок притягнення краю пружини, на якому закріплена голка, сильним постійним магнітом, який розміщений за п’ятою молоточка. Котушка у цьому випадку охоплює магніт, і при пропусканні струму поле котушки компенсує поле магніту і відпускає пружину. Така технологія називається Energy Stored – з енергією запасу (рис 2.16).
Рисунок
2.16 – Принцип друкування зі збереженою енергією
Дякуючи технології Energy Stored, голку можна зробити дуже короткою. При
цьому в неї не буде напрямної, як і в матричних
принтерах. Тому рух пружини, яка розпрямляється
повинен: а) забезпечити точність попадання голки в
потрібну точку (в п’ятому поколінні рядкових
принтерів зміщення точки не перевищує
Конструкція подачі стрічки дуже проста: лише дві котушки, як в
друкарській машині, забезпечують мінімальну вартість
цього витратного матеріалу. Стрічка рухається під
нахилом відносно лінії друку. Цим забезпечується
виробка всієї площі стрічки і тривала її
придатність: з однією стрічкою можна віддрукувати в
чорновому режимі 45 мільйонів символів. А сама
стрічка має низьку вартість.
Роздруківка матричного принтера має низьку контрастність з
кількох
причин, але не через недоліки використаної
технології. Ці причини: стара, нерідко самостійно
підфарбована стрічка або стрічка куплена не у
виробника; інша причина налаштування принтера за
замовчуванням. Відразу після ввімкнення принтера
встановлюється чорновий режим Draft. Якість такого
друку спеціально занижена, щоб зекономити витратні
матеріали і час. Але це спостерігається при друці в
DOS. Хоча друк з Windows відбувається у графічному
режимі, за замовчуванням все ж виставляється низька
роздільна здатність. За замовчуванням роздільна
здатність складає 180 × 180 точок на дюйм, а
максимальна складає 360 × 360. Якщо протерти головку
матричного принтера спиртом, заправити в нього нову
стрічку, виставити високу роздільну здатність, то
можна переконатись у високій якості друку. Але
обравши високу роздільну здатність, тобто високу
якість швидкість друку суттєво знижується.
У рядкових принтерів OKI роздільна здатність складає 180 × 96, але для
принтерів виробника Tally при друці графіки складає
240 × 288 точок на дюйм. При цьому Tally належить
найшвидший рядковий принтер у світі з максимальною
швидкістю друку 1800 рядків за хвилину.
Досягти таку високу швидкість при високій роздільній здатності складно.
Тому розробникам довелося поставити не один, а два
рядки молоточків: вони одночасно друкують точки в
рядках на деякій відстані одна від одної. Така
унікальна конструкція крім високої швидкості друку
забезпечила принтерам пізнішої моделі Т6180 ще й
більшу надійність: при виході з ладу друкарської
голки в одному з блоків молоточків принтер може
відключити весь блок і продовжувати друк. Звичайно з
меншою швидкістю, зате без погіршення якості і
втрати функціональних можливостей.
В принтерах Tally замість складнопрофільної пружини, яка забезпечує рух
голки строго перпендикулярно паперу використовується
значно простіша конструкція молоточка. Його
друкувальний елемент не голка (стержень), а кулька з
надтвердого матеріалу. При використанні кульки не
має суттєвого значення під яким кутом він вдаряє по
паперу. Звичайно це призводить до зниження якості
при зношенні кульки – тоді величина точки зростає.
Як і всі інші принтери для колективного користування, принтери Tally
можуть працювати в мережі. Принтери Tally мають усі
переваги рядкових принтерів: друкувати можна на
різному папері, можна отримувати до п’яти копій
одночасно; вартість витратних матеріалів низька.
Хоча замість стрічки в цих принтерах
використовується картридж, що призводить до
здорожчання обладнання, але не суттєвого. Друк
графіки можливий з роздільною здатністю до 300 dpi,
такої якості достатньо для друку штрих-кодів.
Насправді максимальна швидкість друку в характеристиках рядкових
принтерів відповідає лише режиму чорнового друку і
лише великими літерами (у верхньому регістрі)
подібно до АЦПП. Це відноситься до всіх без винятку
рядкових принтерів. Так при переході до шрифту
Courier і до роботи в обох регістрах швидкість
принтера моделі Tally впаде з 1800 символів за
хвилину до 570, а в принтера моделі Printronix з
1500 до 459 (в режимі якісного друку). Так само
(приблизно втричі) зменшиться і швидкість інших
нижчих моделей рядкових принтерів. А при переході до
друку з Windows втрати ще суттєвіші.
Використовувати рядкові принтери доцільно при об’ємі друку в десятки
тисяч
аркушів
в
місяць.
При
друці
в такій
кількості документів
частіше є деякі форми в яких змінюється лише
частина тексту. Для оптимальності роботи принтера
слід підготовити
засоби для друку форм стандартними (швидкими)
шрифтами. Для цього необхідно використовувати
псевдографіку. Для цього при використанні Windows
необхідно розробити або купити програму, яка буде
генерувати форми відповідно до потреб і відправляти
їх на принтер у швидкісному
форматі.
Отже, при використанні рядкових пристроїв проявляється принцип: щоб зекономити – потрібно спочатку витратити. Придбавши в декілька раз дорожчі принтери, можна достатньо швидко окупити їх за рахунок економії на витратних матеріалах та надійної роботи впродовж кількох років.
Вінницький національний технічний університет