Impresión matricial de puntos

La impresión matricial de puntos , ^[1] a veces llamada impresión matricial de impacto , es un proceso de impresión por computadora en el que se aplica tinta a una superficie utilizando una matriz de puntos de resolución relativamente baja para el diseño. Las impresoras matriciales de puntos son un tipo de impresora de impacto que imprime utilizando un número fijo de pines o cables ^{[2] [3]} y generalmente utilizan un cabezal de impresión que se mueve hacia adelante y hacia atrás o en un movimiento de arriba a abajo en la página e imprime por impacto, golpeando una cinta de tela empapada en tinta contra el papel. También se conocían como impresoras matriciales de puntos en serie . ^[4] A diferencia de las máquinas de escribir o las impresoras de línea que utilizan un mecanismo de impresión similar, una impresora matricial de puntos puede imprimir patrones arbitrarios y no solo caracteres específicos.

La calidad percibida de las impresoras matriciales depende de la resolución vertical y horizontal y de la capacidad de la impresora para superponer puntos adyacentes. Las impresoras de 9 y 24 pines son comunes; esto especifica la cantidad de pines en un espacio alineado verticalmente específico. Con impresoras de 24 pines, el movimiento horizontal puede superponer ligeramente los puntos, lo que produce una salida visualmente superior ( calidad cercana a la de una carta o NLQ), generalmente a costa de la velocidad.

La impresión matricial de puntos se distingue típicamente de los métodos sin impacto, como la impresión por inyección de tinta , térmica o láser , que también utilizan un mapa de bits para representar el trabajo impreso. Estas otras tecnologías pueden admitir resoluciones de puntos más altas e imprimir más rápidamente, con menos ruido. A diferencia de otras tecnologías, las impresoras de impacto pueden imprimir en formularios de varias partes , lo que permite realizar múltiples copias simultáneamente, a menudo en papel de diferentes colores. ^[5] También pueden emplear la impresión sin fin utilizando papel continuo que se pliega en abanico y se perfora para que las páginas se puedan separar fácilmente unas de otras.

Parte de una serie sobre el
Historia de la imprenta
Técnicas Impresión en madera 200 Tipos móviles 1040 Intaglio (grabado) 1430 Prensa C.  1440 Aguafuerte C.  1515 Grabado mezzotinto 1642 Impresión en relieve 1690 Acuatinta 1772 Litografía 1796 Cromolitografía 1837 Prensa rotativa 1843 Hectógrafo 1860 Impresión offset 1875 Composición tipográfica en caliente 1884 Mimeógrafo 1885 Impresión con rueda de margarita 1889 Fotocopia y rectigrafía 1907 Serigrafía 1911 Duplicador de espíritus 1923 Impresión matricial de puntos 1925 Xerografía 1938 Impresión de chispas 1940 Fotocomposición 1949 Impresión por inyección de tinta 1950 Sublimación de tinta 1957 Impresión láser 1969 Impresión térmica C.  1972 Impresión con tinta sólida 1972 Impresión por transferencia térmica 1981 Impresión 3D 1986 Impresión digital 1991
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En 1925, Rudolf Hell inventó el Hellschreiber , uno de los primeros dispositivos de teletipo basados ​​en una matriz de puntos similar al facsímil , ^[6] patentado en 1929.

Entre 1952 y 1954, Fritz Karl Preikschat presentó cinco solicitudes de patente ^{[7] [8]} para su teletipo de matriz de puntos de 7 agujas y 35 puntos, también conocido como impresora PKT, ^[6] un teletipo de matriz de puntos construido entre 1954 y 1956 en Alemania. Al igual que el Hellschreiber anterior, todavía utilizaba medios electromecánicos de codificación y descodificación, pero utilizaba un método de arranque y parada ( transmisión asíncrona ) en lugar de transmisión sincrónica para la comunicación. ^[6] En 1956, mientras trabajaba en Telefonbau und Normalzeit GmbH ( TuN , más tarde llamada Tenovis ), el dispositivo fue ofrecido a Deutsche Bundespost (Oficina de Correos alemana), que no mostró interés. Cuando Preikschat emigró a los EE. UU. en 1957, vendió los derechos para utilizar las aplicaciones en cualquier país (excepto los EE. UU.) a TuN. El prototipo también fue mostrado a General Mills en 1957. Un diseño transistorizado mejorado ^[6] se convirtió en la base para una máquina de fax de matriz de puntos portátil, que fue prototipada y evaluada para uso militar por Boeing alrededor de 1966-1967. ^{[9] [10]}

IBM comercializó su primera impresora matricial en 1957, el mismo año en que la impresora de sublimación de tinta entró en el mercado. ^{[12] [13]}

En 1968, el fabricante japonés OKI presentó su primera impresora matricial de impacto (SIDM) en serie, la OKI Wiredot. La impresora admitía un generador de caracteres para 128 caracteres con una matriz de impresión de 7 × 5. Estaba destinada a los mercados gubernamentales, financieros, científicos y educativos. Por este logro, OKI recibió un premio de la Sociedad de Procesamiento de la Información de Japón (IPSJ) en 2013. ^{[14] [15] [16]}

En 1970 ^[17] Digital Equipment Corporation (DEC) introdujo una impresora matricial de impacto , la LA30 , al igual que Centronics (en ese entonces de Hudson , New Hampshire ): la Centronics 101. ^{[18] [19] [20]} La búsqueda de un mecanismo de impresora confiable la llevó a desarrollar una relación con Brother Industries, Ltd de Japón , y la venta de mecanismos de impresora Brother con la insignia Centronics equipados con un cabezal de impresión Centronics y electrónica Centronics. A diferencia de Digital, Centronics se concentró en el mercado de impresoras de gama baja con sus unidades distintivas. En el proceso, diseñaron la interfaz eléctrica paralela que se convertiría en estándar en la mayoría de las impresoras hasta que comenzó a ser reemplazada por el Bus Serie Universal ( USB ) a fines de la década de 1990.

DEC era un proveedor importante, aunque centrado en el uso con su línea de minicomputadoras PDP. ^[21] Su impresora matricial de 30 caracteres/segundo (CPS) LA30, la primera de muchas, se introdujo en 1970. A mediados de los años 1980, las impresoras matriciales estaban bajando de precio, ^{[3] [a]} y empezaron a venderse más que las impresoras de rueda de margarita , debido a su mayor velocidad y versatilidad. ^[22] La Apple ImageWriter fue una impresora matricial de consumo popular en los años 1980 hasta mediados de los años 1990.

En las décadas de 1970 y 1980, las impresoras de impacto matriciales generalmente se consideraban la mejor combinación de costo y versatilidad, y hasta la década de 1990 eran, con diferencia, la forma más común de impresora utilizada en computadoras personales y domésticas . ^[23]

El aumento del número de pines del cabezal de impresión de 7, 8, 9 o 12 pines a 18, 24, 27 o 36 permitió una calidad de impresión superior, que era necesaria para el éxito en los mercados asiáticos para imprimir caracteres CJKV legibles . ^[24] La serie LQ de 24 pines de Epson se convirtió en el nuevo estándar de facto, a 24/180 pulgadas (por pasada: 7,5 lpi). Una impresora de 24 pines no solo podía establecer un patrón de puntos más denso en una sola pasada, sino que también podía cubrir simultáneamente un área más grande e imprimir más rápidamente. Aunque la calidad del texto de una impresora de 24 pines todavía era visiblemente inferior a una impresora de calidad de letra real , como una impresora de rueda de margarita o láser, la calidad de impresión era muy superior a una impresora de 9 pines. A medida que los costos de fabricación disminuyeron, las impresoras de 24 pines reemplazaron gradualmente a las impresoras de 9 pines.

A principios de la década de 1990, las impresoras de inyección de tinta se volvieron más comunes como impresoras para PC. ^{[25] [26]}

La impresión matricial utiliza un cabezal de impresión que se mueve hacia adelante y hacia atrás, o hacia arriba y hacia abajo, sobre la página e imprime por impacto, golpeando una cinta de tela empapada en tinta contra el papel, de forma muy similar al mecanismo de impresión de una máquina de escribir . Sin embargo, a diferencia de una máquina de escribir o una impresora de rueda de margarita , las letras se dibujan a partir de una matriz de puntos y, por lo tanto, se pueden producir fuentes variadas y gráficos arbitrarios.

Cada punto es producido por una pequeña varilla de metal, también llamada "alambre" o "pasador", que es impulsada hacia adelante por la potencia de un pequeño electroimán o solenoide , ya sea directamente o a través de pequeñas palancas (trinquetes). ^[27] Frente a la cinta y al papel hay una pequeña placa guía llamada porta-máscara de cinta o protector, a veces también llamada mariposa por su forma característica. Está perforada con agujeros que sirven como guías para los alfileres. La placa puede estar hecha de plástico duro o de una joya artificial como el zafiro o el rubí .

La parte de la impresora que contiene el pasador se llama cabezal de impresión. Cuando la impresora está en funcionamiento, generalmente imprime una línea de texto a la vez. El cabezal de la impresora está unido a una barra de metal que garantiza la alineación correcta, pero el posicionamiento horizontal está controlado por una banda que se fija a las ruedas dentadas de dos ruedas a cada lado que luego se accionan con un motor eléctrico. ^[28] Esta banda puede estar hecha de acero inoxidable, bronce fosforoso o aleaciones de cobre-berilio, nailon o varios materiales sintéticos con un núcleo de nailon retorcido para evitar el estiramiento. La posición real se puede averiguar mediante un recuento muerto utilizando un motor paso a paso , un codificador rotatorio unido a una rueda o una banda de plástico transparente con marcas que se lee mediante un sensor óptico en el cabezal de la impresora (común en las impresoras de inyección de tinta ).

Debido a que la impresión implica presión mecánica, las impresoras matriciales pueden crear copias de carbón y copias sin carbón . ^[29]

Aunque casi todas las impresoras de inyección de tinta , térmicas y láser también imprimen puntos muy espaciados en lugar de líneas o caracteres continuos, no se acostumbra llamarlas impresoras matriciales. ^[27]

Las impresoras matriciales tienen uno de los costos de impresión por página más bajos. ^{[ cita requerida ]}

Pueden utilizar papel continuo plegado en acordeón con agujeros tractores.

Las impresoras matriciales generan ruido cuando los pines o el tipo de letra golpean la cinta contra el papel, ^[30] y puede ser necesario utilizar carcasas que amortigüen el sonido en entornos silenciosos.

Sólo pueden imprimir gráficos de menor resolución, con un rendimiento de color limitado, una calidad limitada y velocidades más bajas en comparación con las impresoras sin impacto. ^{[31] [32] [33]}

Las impresoras matriciales en serie comunes utilizan un cabezal de impresión que se mueve horizontalmente. ^[34] Se puede pensar que el cabezal de impresión presenta una única columna vertical de siete o más pines aproximadamente de la altura de un cuadro de caracteres. En realidad, los pines están dispuestos en hasta cuatro columnas desplazadas verticalmente u/o horizontalmente ligeramente para aumentar la densidad de puntos y la velocidad de impresión mediante el intercalado sin provocar que los pines se atasquen. De este modo, se pueden utilizar hasta 48 pines ^[35] para formar los caracteres de una línea mientras el cabezal de impresión se mueve horizontalmente. La velocidad de impresión de las impresoras matriciales en serie con cabezales móviles varía de 30 ^[36] a 1550 caracteres por segundo (cps) . ^[37]

En una configuración considerablemente diferente, las denominadas impresoras matriciales de línea ^[38] o impresoras matriciales de línea utilizan un cabezal de impresión fijo casi tan ancho como el recorrido del papel utilizando una línea horizontal de miles de pines para imprimir. A veces se utilizan dos filas ligeramente desplazadas horizontalmente para mejorar la densidad de puntos efectiva mediante el intercalado. Si bien siguen estando orientadas a la línea, estas impresoras para el mercado profesional de alta resistencia imprimen efectivamente una línea completa a la vez mientras el papel avanza por debajo del cabezal de impresión. Las impresoras matriciales de línea son capaces de imprimir mucho más de 1000 cps, lo que da como resultado un rendimiento de hasta 800 páginas por hora.

Una variante de la impresora matricial fue la impresora de puntos de martillo cruzado, patentada por Seikosha en 1982. ^[39] El rodillo cilíndrico liso de una impresora convencional fue reemplazado por un cilindro giratorio acanalado. El cabezal de impresión era un simple martillo, con un borde vertical saliente, operado por un electroimán. Donde el borde vertical del martillo intersectaba la acanaladura horizontal del cilindro, comprimiendo el papel y la cinta entre ellos, se marcaba un único punto en el papel. Los caracteres se construían a partir de múltiples puntos.

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A diferencia de la matriz de puntos de 5 x 7 pulgadas y 80 columnas del LA30, la línea de productos de DEC creció. Los nuevos modelos incluían:

• LA36 (1974): admite mayúsculas y minúsculas, con hasta 132 columnas de texto (también 30 CPS)
• LA34: una alternativa más económica al LA36
• LA38: un LA34 con más prestaciones
• LA180: 180 CPS
• LS120: 120 cps
• LA120: 180 CPS (y algunas funciones avanzadas)
• LA12: un terminal portátil – el corresponsal de DECwriter ^[40]

La DECwriter LA30 fue una terminal de impresión matricial de 30 caracteres por segundo introducida en 1970 por Digital Equipment Corporation (DEC) de Maynard, Massachusetts ^[41].

Imprimió 80 columnas de caracteres de matriz de puntos de 7 × 5 en mayúsculas en un papel de tamaño único. El cabezal de impresión estaba accionado por un motor paso a paso y el papel avanzaba mediante un ruidoso mecanismo de trinquete con solenoide . La LA30 estaba disponible tanto con una interfaz paralela (LA30-P) como con una interfaz serial (LA30-S); sin embargo, la LA30 serial requería el uso de caracteres de relleno durante el retorno de carro. En 1972, estuvo disponible una variante de solo recepción denominada LA30A.

En 1974, la LA30 fue seguida por la LA36, ^[42] que alcanzó un éxito comercial mucho mayor, ^[43] convirtiéndose durante un tiempo en la terminal de computadora matricial estándar. La LA36 usaba el mismo cabezal de impresión que la LA30, pero podía imprimir en formularios de cualquier ancho hasta 132 columnas de salida con mayúsculas y minúsculas en papel continuo de barra verde estándar . ^{[43] El carro era movido por un} servomotor mucho más capaz que usaba un motor eléctrico de CC y un codificador óptico/ tacómetro . El papel era movido por un motor paso a paso. La LA36 solo estaba disponible con una interfaz en serie, pero a diferencia de la LA30 anterior, no se requerían caracteres de relleno. Esto fue posible porque, si bien la impresora nunca se comunicó a más de 30 caracteres por segundo, el mecanismo era capaz de imprimir a 60 caracteres por segundo. Durante el período de retorno del carro, los caracteres se almacenaban en búfer para la impresión posterior a toda velocidad durante un período de recuperación. El zumbido de dos tonos producido por la impresión de recuperación a 60 caracteres por segundo seguida de la impresión normal a 30 caracteres por segundo fue una característica distintiva de la LA36, rápidamente copiada por muchos otros fabricantes hasta bien entrada la década de 1990. Las impresoras matriciales más eficientes utilizaban esta técnica de almacenamiento en búfer.

Posteriormente, la tecnología digital amplió la línea básica LA36 a una amplia variedad de impresoras matriciales.

La DEC LA50 fue diseñada para ser una impresora "compacta, matricial" ^[21] . Cuando está en modo gráfico (a diferencia del modo de texto), el cabezal de impresión puede generar imágenes gráficas. Cuando está en modo gráfico ( mapa de bits ), la LA50 puede recibir e imprimir formato gráfico Sixel ^{[b] .}

El Centronics 101 ^[44] (introducido en 1970) fue sumamente innovador y asequible en sus inicios. Algunas especificaciones seleccionadas:

• Velocidad de impresión: 165 caracteres por segundo
• Peso: 155 libras (70,3 kg)
• Tamaño: 27 ½" de ancho x 11 ¼" de alto x 19 ¼ de profundidad (aprox. 70 cm x 29 cm x 49 cm)
• Envío: 200 libras (aprox. 91 kg), caja de madera, desembalaje quitando 36 tornillos
• Caracteres: 62: 10 numéricos, 26 mayúsculas y 26 caracteres especiales (ninguna minúscula)
• Tamaño de carácter: 10 caracteres por pulgada ( paso de 10" )
• Interlineado: 6 líneas por pulgada (6 LPI)
• Control vertical: lector de cinta perforada para parte superior del formulario y pestaña vertical
• Grosor del formulario: original más cuatro copias
• Interfaces: Centronics paralelo, serie RS-232 opcional

La IBM 5103 ^[45] fue la única impresora IBM que se podía conectar a la IBM 5100 , una de las primeras computadoras portátiles. La impresión era de 8 DPI, 10 pitch, 6 LPI y capaz de imprimir de forma bidireccional a partir de un conjunto de 128 caracteres. Se ofrecieron dos modelos: ^[46] 80 y 120 caracteres por segundo. ^[47]

El modo de calidad cercana a la carta (que informalmente se especifica como casi lo suficientemente bueno como para usarse en una carta comercial ^[48]) dotó a las impresoras matriciales de una calidad similar a la de una máquina de escribir. Al utilizar múltiples pasadas del carro y una mayor densidad de puntos, la impresora podía aumentar la resolución efectiva. En 1985, The New York Times describió el uso de la " calidad cercana a la carta " o NLQ como "simplemente un pequeño toque de propaganda" ^[3], pero reconoció que "realmente demuestran su valía en el área de fuentes, mejoras de impresión y gráficos".

Las impresoras NLQ generalmente se podían configurar para imprimir en "modo borrador", en cuyo caso se utilizaba una sola pasada del cabezal de impresión por línea. Esto producía una impresión de menor calidad a una velocidad de salida mucho mayor.

En 1985, la revista PC Magazine escribió que "para el usuario medio de ordenadores personales, la matriz de puntos sigue siendo la opción más viable". ^[11] En aquel momento, IBM vendía el MX-80 de Epson como su IBM 5152. ^[49]

Otra tecnología, la impresión por inyección de tinta , que utiliza el modelo de negocio de las cuchillas y las hojas de afeitar (regala el mango de la cuchilla y gana dinero con la hoja de afeitar) ^[50] ha reducido el valor del bajo coste para la impresora: "un precio por mililitro a la altura del oro líquido" para la tinta/tóner. ^[51]

En junio de 1978, se lanzó la Epson TX-80/TP-80, ^[52] una impresora matricial de 8 pines utilizada principalmente para la computadora Commodore PET . Esta y su sucesora, la MX-80/MP-80 de 9 pines (introducida en 1979-1980), ^[53] provocaron la popularidad de las impresoras de impacto en el mercado de las computadoras personales. ^[54] La MX-80 combinaba asequibilidad con una salida de texto de buena calidad (para su época). Las primeras impresoras de impacto (incluida la MX) eran notoriamente ruidosas durante el funcionamiento, resultado del mecanismo similar a un martillo en el cabezal de impresión. La MX-80 incluso inspiró el nombre de una banda de noise rock . ^[55] La baja densidad de puntos de la MX-80 (60 ppp horizontales, 72 ppp verticales) produjo impresiones de una calidad "computarizada" distintiva. En comparación con la nítida calidad de una impresora de rueda de margarita, la legibilidad de la impresora matricial parecía especialmente mala. En las aplicaciones de oficina, la calidad de salida era un problema grave, ya que la legibilidad del texto de la matriz de puntos se degradaba rápidamente con cada generación de fotocopias .

Inicialmente, el software de mejora de la impresora de terceros ofrecía una solución rápida al problema de calidad. Las estrategias generales eran:

• doublestrike (imprime cada línea dos veces), y
• modo de doble densidad (ralentiza el cabezal de impresión para permitir una colocación de puntos más densa y precisa).

Algunas impresoras de impacto de matriz de puntos más nuevas podían reproducir imágenes de mapa de bits mediante la capacidad de "direccionamiento de puntos". En 1981, Epson ofreció un kit EPROM de actualización llamado Graftrax para agregar esto a muchas de las primeras impresoras de la serie MX. Los carteles y pancartas producidos con software que utilizaba esta capacidad, como Print Shop de Broderbund , se volvieron omnipresentes en oficinas y escuelas durante la década de 1980.

A medida que aumentaba la velocidad del carro y la densidad de puntos (de 60 ppp a 240 ppp), y algunos agregaban impresión a color, los tipos de letra adicionales permitían al usuario variar la apariencia del texto de las impresiones. Las fuentes con espaciado proporcional permitían a la impresora imitar los anchos de caracteres no uniformes de un tipógrafo, y también impresiones más oscuras. Las "fuentes descargables por el usuario" funcionaban hasta que se apagaba la impresora o se reiniciaba por software. El usuario podía incorporar hasta dos tipos de letra personalizados NLQ además de los tipos de letra incorporados (ROM) de la impresora.

La impresora de impacto de escritorio fue reemplazada gradualmente por la impresora de inyección de tinta . Cuando la patente estadounidense 4578687 de Hewlett-Packard sobre cabezales de inyección de tinta producidos fotolitográficamente propulsados ​​por vapor expiró en 2004, el mecanismo de inyección de tinta estuvo disponible para la industria de las impresoras. Para aplicaciones que no requerían impacto (por ejemplo, impresión de copias al carbón), la inyección de tinta era superior en casi todos los aspectos: operación comparativamente silenciosa, mayor velocidad de impresión y calidad de salida casi tan buena como una impresora láser. En 1995, la tecnología de inyección de tinta había superado a la tecnología de impacto de matriz de puntos en el mercado general y relegó la matriz de puntos a aplicaciones de nicho. ^[56] 

A partir de 2021 ^[update], la tecnología de impacto de matriz de puntos sigue utilizándose en dispositivos y aplicaciones como: ^{[ cita requerida ]}

• Cajas registradoras ,
• Cajeros automáticos ,
• Cheques bancarios, de libreta y de caja,
• Tarjetas de tiempo y talones de estacionamiento,
• Contratos multicapa para firma,
• Sistemas de alarma contra incendios ,
• Terminales de punto de venta,
• Estaciones de bomberos británicas e irlandesas para hojas de asistencia,
• Aplicaciones que requieren una salida continua en papel plegado en acordeón.

La impresión térmica las está reemplazando gradualmente en algunas de estas aplicaciones, pero las impresoras de impacto de matriz de puntos de tamaño completo aún se utilizan para imprimir papelería de varias partes . Por ejemplo, las impresoras de impacto de matriz de puntos aún se utilizan en cajeros de bancos y talleres de reparación de automóviles, y otras aplicaciones donde el uso de papel alimentado por tractor es deseable, como el registro de datos y la aviación . La mayoría de estas impresoras ahora vienen con interfaces USB como una característica estándar para facilitar las conexiones a computadoras modernas sin puertos heredados.

• Impresión con rueda de margarita
• ESC/P
• Impresora de sublimación de tinta
• Impresora IBM Pro
• Impresora Typeball

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• Tomash, Erwin. "La industria estadounidense de impresoras para ordenadores". jacques-andre.fr . Consultado el 21 de noviembre de 2023 .