Ударная печать

Ударная печать — это технология нанесения изображений и текста на поверхность материала с помощью механического воздействия печатающего элемента, передающего красящее вещество через красящую ленту (картридж) или непосредственно воздействующего на бумагу. В отличие от струйной и лазерной печати, ударная печать основана на физическом контакте печатающей головки с носителем. Ключевой особенностью технологии является возможность создания копий документа через копировальную бумагу (самокопирующиеся бланки) и высокая устойчивость отпечатков к механическим и химическим воздействиям.

История

Ранние механические устройства

Первые устройства, использующие принцип ударной печати, появились в XIX веке. В 1868 году Кристофер Шоулз, Карлос Глидден и Сэмюэл Соул запатентовали первую коммерчески успешную пишущую машинку, в которой рычаги с литерами ударяли по бумаге через пропитанную краской ленту. Это устройство положило начало массовому производству пишущих машинок, которые доминировали в офисной работе до 1980-х годов.

Развитие матричной печати

В 1960-х годах компания Centronics Data Computer Corporation (США) разработала первый матричный принтер, в котором изображение формировалось из точек, наносимых иголками, расположенными в головке. В 1970 году был выпущен принтер Centronics 101, ставший стандартом для подключения к компьютерам. В 1970-х годах японская компания Epson представила свои модели матричных принтеров, которые отличались компактностью и надёжностью. К 1980-м годам матричные принтеры стали основным типом печатающих устройств для персональных компьютеров.

Появление лепестковых принтеров

Параллельно с матричными принтерами в 1970-х годах получили распространение лепестковые (ромашковые) принтеры, в которых печатающие элементы были расположены на вращающемся диске (лепестке). Такие устройства обеспечивали высокое качество печати, сравнимое с пишущими машинками, но были медленнее и шумнее матричных. К концу 1980-х годов они были вытеснены более универсальными лазерными и струйными принтерами.

Современное состояние

Несмотря на распространение струйной и лазерной печати, ударная технология сохраняет нишевое применение. В 2020-х годах матричные принтеры продолжают использоваться в промышленности, банковском деле, логистике и государственных учреждениях для печати на многослойных бланках, накладных, квитанциях и этикетках. Крупнейшими производителями современных матричных принтеров являются японские компании Epson, OKI и Fujitsu.

Принцип действия

Ударная печать основана на механическом перемещении печатающего элемента (иглы, лепестка, молоточка) к поверхности носителя. В зависимости от типа устройства, печатающий элемент либо ударяет по красящей ленте, прижимая её к бумаге, либо непосредственно воздействует на бумагу через копировальную бумагу.

Основные компоненты

• Печатающая головка: содержит набор игл (в матричных принтерах) или лепестков (в лепестковых принтерах). Иглы приводятся в движение электромагнитами.
• Красящая лента: пропитанная краской тканевая или полимерная лента, которая подаётся между головкой и бумагой.
• Механизм подачи бумаги: тракторная или фрикционная подача, обеспечивающая точное позиционирование листа.
• Блок управления: микропроцессор, который преобразует цифровые данные в сигналы для активации игл.

Процесс печати

1. Формирование изображения: компьютер или управляющее устройство передаёт данные о символах или графике.
2. Позиционирование: головка перемещается вдоль строки, а бумага — по вертикали.
3. Удар: электромагниты активируют иглы, которые выдвигаются и ударяют по красящей ленте, перенося краску на бумагу.
4. Формирование точки: каждая игла оставляет на бумаге точку. Совокупность точек образует символ или изображение.

Классификация

По типу печатающего элемента

• Матричные (точечно-матричные): используют головку с набором игл (обычно 9, 18 или 24). Изображение формируется из точек. 24-игольные принтеры обеспечивают более высокое качество печати, приближающееся к лазерному.
• Лепестковые (ромашковые): используют вращающийся диск с выпуклы литерами. Качество печати высокое, но скорость низкая, а смена шрифта требует замены диска.
• Литерные (шаровые): используют сферический элемент с литерами, вращающийся для выбора нужного символа. Применялись в пишущих машинках IBM Selectric.
• Молоточковые (линейно-матричные): используют ряд молоточков, расположенных по всей ширине строки. Применяются в высокопроизводительных промышленных принтерах.

По способу подачи бумаги

• Тракторная подача: бумага с перфорацией подаётся через тракторный механизм, обеспечивающий точное позиционирование. Используется для печати на непрерывных бланках.
• Фрикционная подача: бумага подаётся с помощью резиновых валиков, как в обычных принтерах. Подходит для отдельных листов.

По типу красящей ленты

• Тканевая лента: многократного использования, пропитана краской. Обеспечивает умеренное качество, но экономична.
• Полимерная лента: однократного использования, покрыта краской. Обеспечивает более чёткие отпечатки и большую стойкость.
• Лента с микрокапсулами: используется в самокопирующихся бланках, где краска выделяется при механическом воздействии.

Характеристики

Качество печати

Разрешение матричных принтеров обычно составляет от 180 до 360 точек на дюйм (dpi). 24-игольные модели могут достигать 600 dpi в режиме высокого качества. Лепестковые принтеры обеспечивают чёткое воспроизведение символов, но не могут печатать графику.

Скорость печати

Скорость ударной печати измеряется в символах в секунду (cps) или строках в минуту (lpm). Типичные значения:

• Матричные принтеры: 100–600 cps (в черновом режиме) или 30–100 cps (в качественном режиме).
• Линейно-матричные принтеры: до 2000 lpm.
• Лепестковые принтеры: 10–30 cps.

Надёжность

Ударная печать характеризуется высокой механической износостойкостью. Печатающая головка матричного принтера может выдерживать до 200–400 миллионов ударов иглы. Красящая лента требует замены после печати 2–10 миллионов символов. Принтеры этого типа способны работать в условиях высокой запылённости, вибрации и перепадов температур.

Шум

Ударная печать является шумной технологией. Уровень шума матричных принтеров составляет 50–70 дБ, что сопоставимо с работой пылесоса. Для снижения шума используются звукоизолирующие кожухи.

Применение

Промышленность и логистика

Ударные принтеры широко используются для печати накладных, транспортных этикеток, упаковочных листов и других документов, требующих многослойного копирования. В складских и производственных помещениях, где возможны загрязнения и перепады температур, матричные принтеры остаются востребованными.

Банковское дело и финансы

В банках и финансовых учреждениях ударные принтеры применяются для печати чеков, выписок, квитанций и договоров. Возможность печати на самокопирующихся бланках позволяет создавать несколько копий документа одновременно.

Государственные учреждения

В органах власти, налоговых службах и судах ударные принтеры используются для печати официальных бланков, справок и удостоверений, где требуется высокая степень защиты от подделки и возможность работы с гербовой бумагой.

Розничная торговля

Кассовые аппараты и терминалы оплаты часто оснащаются встроенными матричными принтерами для печати чеков. Такие устройства обеспечивают быструю печать и устойчивость к износу.

Преимущества и недостатки

Преимущества

• Возможность многослойной печати: создание до 5–6 копий документа за один проход.
• Устойчивость отпечатков: отпечатки не выцветают, не размазываются и устойчивы к воде, маслу и химикатам.
• Низкая стоимость расходных материалов: красящая лента дешевле тонера и чернил.
• Работа в сложных условиях: устойчивость к пыли, грязи, вибрации и перепадам температур.
• Долговечность оборудования: принтеры могут работать десятилетиями при правильном обслуживании.

Недостатки

• Низкое качество печати: особенно в графическом режиме, по сравнению с лазерной и струйной печатью.
• Высокий уровень шума: требует дополнительных мер звукоизоляции.
• Низкая скорость: особенно в качественном режиме.
• Ограниченная цветопередача: большинство ударных принтеров печатают только чёрным цветом; цветные модели (например, с четырьмя лентами) редки и дороги.
• Большие габариты и вес: по сравнению с современными лазерными принтерами.

Интересные факты

• Первый матричный принтер Centronics 101 весил около 27 кг и стоил около 3000 долларов США в 1970 году.
• В 1980-х годах матричные принтеры были основным средством вывода графики для персональных компьютеров, включая печать штрих-кодов и QR-кодов.
• В некоторых моделях ударных принтеров используется технология «безленточной печати», где краска наносится непосредственно на бумагу с помощью нагрева, но это скорее исключение.
• В 2020-х годах компания Epson продолжает выпускать матричные принтеры серии LQ, которые используются в банковской и промышленной сферах.

Источники

• «История развития печатающих устройств» — журнал «КомпьютерПресс», 2005.
• Техническая документация Epson: «Matrix Printers: Technology and Applications», 2019.
• «Принтеры: устройство и принцип работы» — учебное пособие для вузов, 2017.
• «Centronics 101: The First Dot Matrix Printer» — Computer History Museum, 2020.
• «Ударная печать в XXI веке» — отраслевой обзор, 2022.