1. Чому принтер називається матричним?
2. Складові частини матричного принтера
3. Пристрій голівки
4. А як з точок виходять знаки шрифту?
5. Два удари, два проходи і підводний камінь
6. Система переміщення друкуючої головки
7. Різна товщина носія друку
8. Кроковий двигун - що це таке і навіщо?

Наш бизнес-партнер Bikinika.COM.UA

Добрий день друзі!

А ви знаєте, що історично одним з перших друкуючих пристроїв, що підключаються до комп'ютера, був саме матричний принтер?

Чому принтер називається матричним?

У механічних друкарських машинках і перших друкуючих пристроях друк здійснювалася за допомогою удару важеля з дзеркальним зображенням друкованого знака через фарбувальну стрічку.

Але такі конструкції були або занадто складні, або не забезпечували необхідної швидкості друку.

Потім додумалися розкласти зображення шрифтів на складові елементи - точки.

Чим більше елементів (точок) в кожному знаку шрифту, тим якіснішим буде його зображення, а й складніше друк. Зрештою, зупинилися на матрицях розміром 7х9 і 9х12. Кожна точка створюється ударом голки по носію (найчастіше - папері) через стрічку з синтетичних волокон, змочену спеціальними барвниками.

Швидкість друку матричного принтера вимірюється в cps (simbol per second, символах в секунду). Майже завжди в рекламних цілях вказують найбільшу швидкість для draft (чорнового режиму). У графічних режимах роботи швидкість може мати значно меншу величину.

Складові частини матричного принтера

Матричний принтер складається з наступних складових частин (систем):

• голівки,
• картриджа з фарбуючою стрічкою,
• системи переміщення друкуючої головки,
• системи подачі і протяжки паперу,
• мікропроцесорної системи управління,
• механічних і оптичних датчиків,
• джерела вторинного електроживлення.

Пристрій голівки

Розглянемо коротко, як влаштована друкуюча головка. Основа її - голки з пружинками, важелі і соленоїди.

У початковому стані друкують голки (діаметром 0,2 - 0,3 мм) з натягнутими на них пружинками не виступають за межі головки.

При подачі імпульсу напруги на обмотку соленоїда виникає магнітне поле стрибком висуває рухливий сердечник (на малюнку - вниз).

Цей сердечник б'є по важеля, який повертається на шарнірі. Через важіль удар передається на голку. Вона б'є по паперу через фарбувальну стрічку і, таким чином, з'являється одна з точок зображення знака шрифту. Потім голка під дією пружини повертається в початкове положення. Процес періодично повторюється з усіма голками.

Головки можуть містити різну кількість голок, найбільш часто використовуються головки з 9 і 12 голками. Для більш якісної (або швидкої) друку використовуються 18 і 24 голки.

При друку обмотки соленоїдів нагріваються. Тому головка містить в собі радіатор з алюмінієвих сплавів, що відводить тепло.

Головка може містити в собі температурний датчик. При тривалій роботі, коли радіатор її сильно нагрівається, датчик сигналізує про це керуючої схемою принтера. Та враховує це і уповільнює швидкість друку, щоб уникнути перегріву.

Коли головка остигає, керуюча схема автоматично піднімає швидкість друку. На радіаторі зазвичай знаходиться пластмасова решітка. Вона призначена для захисту оператора від випадкового дотику до нагрітої поверхні.

А як з точок виходять знаки шрифту?

Як відбувається процес друку, найкраще показати на прикладі.

Будь-яку букву або знак можна уявити в точковому вигляді. Якщо конкретна голка вдарить в конкретному місці, отримаємо точку.

Друк здійснюється стовпцями точок. Для друку, наприклад, літери F в перший момент повинні одночасно спрацювати голки 1 - 7, і вийде основна «паличка» букви.

Потім каретка з головкою трохи від'їжджає, і спрацьовують голки 1 і 4, потім знову вони ж і потім - тільки голка 1. Для друку нижнього хвостика літери g (а також запитах) використовуються голки 8 і 9. Але це так званий «режим чернетки» , коли ясно видно точкова структура знака. Щоб окремі точки не так різали очі, використовується кілька способів.

По-перше, можна двічі вдарити однієї і тієї ж голкою по одному і тому ж місцю. Це не так безглуздо, як може здатися на перший погляд. Справа в тому, що голка ніколи точно не потрапить в той же місце, завжди буде невелике зміщення. Це еквівалентно тому, що для одного використовується більша кількість точок. В результаті написання згладжується.

Два удари, два проходи і підводний камінь

Найчастіше «подвійний удар» робиться в два проходи. Один раз каретка з головкою рухається зліва направо (і друкує знаки), другий раз - справа наліво. Зрозуміло, що при цьому швидкість друку падає вдвічі. За якість треба платити! Але тут криється один підводний камінь.

У міру зношування рухомих частин (втулок каретки) принтера люфт збільшується.

Зношується і спрямовуюча каретки. Каретка починає «бовтатися», і голки перестають потрапляти туди, куди повинні. В результаті знаки починають двоїтися, що виглядає дуже непривабливо. Якщо «бовтанка» невелика, її можна компенсувати вбудованими засобами. Якщо ж знос великий, каретку і спрямовуючу слід замінити.

Інший підхід полягає в тому, що для накреслення знака з самого початку використовується більше точок, ніж для чорнового режиму. Так виходять всякі «красиві» шрифти (курсив, наприклад) із згладженими кутами. Якщо ще застосувати подвійний удар, на шрифт вже приємно подивитися! А якщо ще застосовується головка з 12 або 24 голками - якість ще більше підвищується.

Система переміщення друкуючої головки

У систему переміщення друкуючої головки входять:

• каретка, на якій кріпиться друкуюча головка,
• напрямна (сталевий вал), по якій каретка з головкою рухається зліва направо і навпаки,
• кроковий електродвигун з ремінною передачею, який і рухає каретку.

Каретка містить в собі пластмасові або латунні втулки, що контактують з направляючої, яка покрита тонким шаром мастила.

У нижній частині каретки є повстяна подушечка, яка стосується вала.

Вона вбирає мастило і потихеньку віддає її.

Кінці направляючої спираються по обидва боки на ексцентрики, які пов'язані з важелем щільності паперу.

У самій нижній частині каретки є замок (звивиста щілину) для кріплення пасової передачі. Ремінь з одного боку гладкий, а з іншого (внутрішньої) - зубчастий. Це необхідно для надійного зчеплення з насадкою, насадженої на вал двигуна.

Різна товщина носія друку

Папір може мати різну товщину.

До того ж, друк може здійснюватися відразу на декількох аркушах через копірку.

Весь цей «бутерброд», природно, набагато товщі одного листа.

При відведенні важеля регулювання товщини назад ( «на себе») напрямна разом з кареткою відсувається від гумового валу, який подає носій друку. Цьому допомагають ексцентрики. Тепер можна друкувати на більш товстому папері. Якщо друкують на одиночному аркуші паперу, важіль відводять «від себе». При цьому напрямна присувається ближче до валу.

Іноді після друку «бутерброда» починають друкувати знову на одиночних листах і забувають присунути важіль. При цьому сила удару голок зменшується, так як вони знаходяться на більшій відстані. Друк буде більш блідою, і можна зробити помилковий висновок про знос стрічки картриджа.

З іншого боку, якщо головка знаходиться поруч занадто близько до валу (і друкують відразу на декількох аркушах) - вона буде зачіпати за «бутерброд». Тому головка повинна бути на оптимальній відстані від гумового валу. Точному позиціонуванню допомагає цифрова шкал а на важелі притиску паперу.

Кроковий двигун - що це таке і навіщо?

У систему переміщення друкуючої каретки з головкою входить кроковий двигун (stepping motor).

Він відрізняється від звичайного тим, що його ротор може займати не будь-яке положення, але приймати ряд дискретних значень.

При подачі керуючого імпульсу в обмотки ротор двигуна повертається на один крок (кілька градусів) навколо своєї осі.

Величина кроку визначається конструкцією двигуна і іноді вказується на етикетці. Застосування крокового двигуна дозволяє точно відстежити каретки з друкуючої головкою.

Схема управління «знає», скільки імпульсів вона послала в обмотки двигуна, отже, «знає» скільки оборотів зробив його ротор. На цій підставі вона «робить висновок», як далеко від'їхала каретка (жорстко пов'язана ремінною передачею з ротором) від початкового положення.

У ланцюг харчування крокової двигуна включають струмовий датчик.

При виникненні перешкод або попаданні сторонніх предметів в зону руху каретки двигун пригальмовує. При цьому споживаний їм струм зростає. Схема управління фіксує це і обезструмлює його.

Якби такого датчика не було, двигун продовжував би працювати і розніс би вщент систему переміщення каретки. Або порвав би ремінну передачу. При висиханні мастила на направляючої опір руху зростає, струмовий датчик це фіксує. При цьому схема знеструмить двигун, і друк стане неможливим.

На сьогодні все. Сподіваюся, вам було цікаво, шановні читачі! У другій частині статті ми закінчимо коротке знайомство з матричним принтером і розповімо, як влаштована система подачі паперу.

НЕ пропустіть! З Вами був Віктор Геронда.

До зустрічі!