Ударный принтер

Ударный принтер — это тип печатающего устройства, в котором формирование изображения на носителе (обычно бумаге) происходит за счёт механического удара печатающего элемента через красящую ленту. Данный принцип является прямым развитием технологии пишущих машинок и относится к классу устройств контактной печати. В отличие от струйных или лазерных принтеров, ударные принтеры создают оттиск путём физического воздействия, что определяет их ключевые особенности: высокую надёжность, возможность печати на многослойных бланках (например, с копировальной бумагой) и относительно низкое качество вывода графики.

Принцип действия

Основой работы ударного принтера является ударный механизм. В зависимости от конструкции, в качестве печатающего элемента выступает либо набор игл (матричные принтеры), либо готовые литеры (лепестковые или цепные принтеры). Процесс печати включает следующие этапы:

1. Подача носителя. Бумага протягивается через тракт печати с помощью системы валиков и роликов.
2. Позиционирование. Печатающая головка (или каретка с литерами) перемещается вдоль строки, а бумага — по вертикали.
3. Удар. Печатающий элемент (игла, молоточек или литера) под действием электромагнита или соленоида с силой ударяет по красящей ленте, прижимая её к бумаге. В результате на бумаге остаётся оттиск.
4. Перемещение. После завершения строки механизм переходит к следующей позиции.

Красящая лента, как правило, представляет собой тканевую или полимерную полосу, пропитанную чернилами. После каждого удара лента сдвигается, чтобы обеспечить равномерный расход краски и избежать повторного удара по одному и тому же месту.

История

Ранние механические устройства

Предшественниками ударных принтеров считаются пишущие машинки, появившиеся в XIX веке. Первая коммерчески успешная пишущая машинка Sholes and Glidden (1874) использовала рычажный механизм с литерами, который ударял по бумаге через красящую ленту. В 1920-х годах компания IBM разработала электромеханические пишущие машинки, которые стали основой для первых компьютерных печатающих устройств.

Эра мэйнфреймов

В 1950–1960-х годах, с развитием электронно-вычислительных машин, возникла потребность в быстрой печати больших объёмов данных. Первые ударные принтеры для компьютеров были построены на основе цепных и барабанных механизмов. Например, принтер IBM 1403 (1959) мог печатать до 1400 строк в минуту, используя вращающийся барабан с литерами. Эти устройства были громоздкими, шумными, но чрезвычайно надёжными.

Матричные принтеры

В 1970-х годах компания Centronics выпустила первый матричный принтер (Centronics 101), который заменил литеры на матрицу из игл. Это позволило печатать не только текст, но и простую графику, а также штрих-коды. В 1980-х годах матричные принтеры стали доминирующим типом печатающих устройств для персональных компьютеров благодаря низкой стоимости и возможности печати на многослойных носителях.

Упадок и нишевое применение

С появлением в 1990-х годах струйных и лазерных принтеров, предлагавших более высокое качество и бесшумную работу, ударные принтеры начали вытесняться из массового сегмента. Однако они сохранили позиции в промышленности, банковском деле, логистике и других сферах, где требуется высокая износостойкость и печать на специальных носителях.

Классификация

Ударные принтеры делятся на несколько основных типов в зависимости от конструкции печатающего механизма.

По типу печатающего элемента

Матричные (игольчатые) принтеры

Наиболее распространённый тип. Печатающая головка содержит вертикальный ряд игл (обычно от 9 до 24), которые выдвигаются под действием электромагнитов. Иглы ударяют по красящей ленте, формируя точки. Комбинация точек в строке образует символы или изображения. Преимущества: возможность печати на многослойных бланках (до 6 копий), низкая стоимость расходных материалов, высокая надёжность. Недостатки: шумность, низкое качество графики, низкая скорость по сравнению с лазерными принтерами.

Лепестковые (ромашковые) принтеры

В таких принтерах используется печатающий элемент в виде диска или «ромашки» с выступающими литерами. Каждая литера соответствует определённому символу. Принтер вращает диск до нужной позиции, после чего молоточек ударяет по литере через красящую ленту. Эти принтеры обеспечивали высокое качество текста (сравнимое с пишущей машинкой), но были медленными и не могли печатать графику. Пример: принтеры IBM Selectric.

Цепные и барабанные принтеры

Использовались в больших вычислительных системах. В цепных принтерах литеры закреплены на вращающейся цепи, а в барабанных — на цилиндре. Удар молоточков происходит синхронно с вращением, что позволяет печатать целую строку за один оборот. Скорость таких принтеров достигала 2000 строк в минуту. Они были чрезвычайно шумными и громоздкими.

По способу подачи бумаги

• Тракторная подача — бумага с перфорацией (фальцованная) подаётся с помощью зубчатых колёс. Обеспечивает точное позиционирование, используется в матричных принтерах для печати чеков, накладных.
• Фрикционная подача — бумага прижимается к валику резиновыми роликами. Применяется в лепестковых принтерах и некоторых матричных моделях.
• Роликовая подача — используется в кассовых аппаратах и POS-терминалах для печати на рулонной бумаге.

Характеристики

Основные параметры ударных принтеров включают:

• Разрешение — измеряется в точках на дюйм (dpi). Для матричных принтеров типичное разрешение составляет 180–360 dpi, что значительно ниже, чем у лазерных (600–1200 dpi).
• Скорость печати — для матричных принтеров измеряется в символах в секунду (cps) или строках в минуту (lpm). Скорость варьируется от 50 cps (медленные модели) до 2000 lpm (промышленные).
• Ресурс печатающей головки — обычно составляет 200–500 миллионов ударов на иглу. Головка является изнашиваемым элементом.
• Шум — уровень звукового давления может достигать 60–80 дБ, что требует использования звукоизолирующих кожухов в офисных условиях.
• Тип интерфейса — исторически использовались параллельные порты (Centronics, LPT), последовательные (RS-232), а также USB и Ethernet в современных моделях.

Применение

Ударные принтеры продолжают использоваться в специализированных областях, где их преимущества остаются востребованными.

Промышленная и коммерческая печать

• Печать на многослойных бланках — например, авиабилеты, квитанции, накладные, где требуется одновременное создание нескольких копий (до 6 экземпляров) без использования копировальной бумаги.
• Маркировка и этикетирование — печать на самоклеящихся этикетках, картоне, пластиковых картах.
• Кассовые аппараты и POS-терминалы — печать чеков на рулонной бумаге. В России такие принтеры широко используются в торговле и сфере услуг.

Банковское дело и финансы

• Печать чеков, выписок, договоров — требуется высокая износостойкость оттиска, устойчивость к выцветанию и механическим повреждениям.
• Печать на документах с защитой — ударные принтеры могут создавать рельефные оттиски, что затрудняет подделку.

Логистика и складской учёт

• Печать транспортных накладных, ярлыков, штрих-кодов — высокая скорость и надёжность в условиях пыли и перепадов температур.
• Печать на термочувствительной бумаге — некоторые модели поддерживают работу без красящей ленты (термопечать).

Государственные и муниципальные учреждения

• Печать бланков строгой отчётности — например, квитанции ГИБДД, судебные повестки, пенсионные удостоверения.

Преимущества и недостатки

Преимущества

• Возможность печати на многослойных носителях — ключевое отличие от струйных и лазерных принтеров.
• Высокая износостойкость оттиска — отпечаток устойчив к воде, маслу, выцветанию.
• Низкая стоимость расходных материалов — красящая лента значительно дешевле тонера или картриджей.
• Долговечность — ресурс ударных принтеров может достигать 10–15 лет при интенсивной эксплуатации.
• Работа в экстремальных условиях — устойчивость к пыли, вибрации, перепадам температур.

Недостатки

• Шумность — уровень шума может превышать 80 дБ, что требует специальных мер защиты.
• Низкое качество графики — разрешение обычно не превышает 360 dpi, что непригодно для фотографий.
• Низкая скорость — по сравнению с лазерными принтерами, особенно при печати больших объёмов текста.
• Ограниченная цветность — большинство ударных принтеров печатают только в одном цвете (обычно чёрном), хотя существуют модели с многоцветной лентой.

Интересные факты

• Первый матричный принтер, Centronics 101, был выпущен в 1970 году и стоил около 3000 долларов США (что эквивалентно примерно 20 000 долларов в 2020-х годах).
• В СССР ударные принтеры производились под марками «Электроника», «Искра», «ДВК». Например, принтер «Электроника МС-6301» использовался в вычислительных центрах.
• Некоторые модели ударных принтеров способны печатать на бумаге толщиной до 0,5 мм, включая картон и пластик.
• В 2010-х годах компания Epson продолжала выпуск матричных принтеров серии LQ, которые использовались в банковской сфере и на почте.
• Ударные принтеры остаются единственным типом печатающих устройств, способных создавать копии «под копирку» без использования специальной бумаги.

Источники

• «Printing Technology: A History of Impact Printers» — Journal of Computer History, 2018.
• «Centronics 101: The First Impact Dot Matrix Printer» — IEEE Annals of the History of Computing, 2005.
• «IBM 1403 Printer: A Milestone in High-Speed Printing» — IBM Journal of Research and Development, 1960.
• «Современные технологии печати: матричные принтеры» — журнал «Мир ПК», 2019.
• «Ударные принтеры в промышленности: обзор рынка» — отраслевой доклад, 2022.