도트 매트릭스 프린터

섬네일|230px|덮개를 개방하고 촬영한 엡손 VP-500 프린터
도트 매트릭스 프린터()는 탄소 리본에 충격을 가하는 방법으로 글자를 인쇄하는 충격식 프린터(impact printer)를 말하며 대부분 도트 프린터()이다. 사무용으로는 더 이상 쓰지 않지만, 현재도 신용 카드 계산서 인쇄 등에 일부 사용된다.

계산서 인쇄 이외에도 찾아보면 의외로 도트 매트릭스 프린터가 사용되는 곳이 있다. 연속 용지를 사용할 수 있는 도트 프린터의 특성상, 문서 발송 봉투를 인쇄하는데 사용하기도 하고, 페이지 단위로 인쇄해야 하는 레이저, 잉크젯 프린터와는 달리 줄 단위로 인쇄할 수 있는 특성 때문에 실시간으로 시스템의 현재 상태를 프린트 하기 위한 용도로도 사용이 되고 있다. 예전에는 KTX 승차권 발매용으로도 사용하였으나, 지금은 사용하지 않는다.

 역사 
1925년, 루돌프 헬은 초기의 팩스같은 도트 매트릭스 방식의 전신 인자기인 헬슈라이버를 발명하였으며, 1929년에 특허를 받았다.

1952년부터 1954년까지 Fritz Karl Preikschat은 독일에서 1954년부터 1956년까지 제조되었던 도트 매트릭스 전신 타자기의 하나인, 그의 전신 타자기 7 스타일러스 35 도트 매트릭스, 즉 PKT 프린터에 대해 5개의 응용 특허를 출원하였다. (8 pages)

1968년, 일본의 제조업체 오키는 최초의 직렬 충격 도트 매트릭스 프린터(SIDM) 오키 와이어돗(OKI Wiredot)을 선보였다. 이 프린터는 7x5 프린트 매트릭스의 128자의 문자 발생기를 지원하였다. 정부, 금융, 과학, 교육 시장을 염두에 두고 개발되었다. 이에 대한 성과로 말미암아 오키는 2013년에 일본정보처리학회(IPSJ)로부터 상을 받았다.

1970년 디지털 이큅먼트 코퍼레이션(DEC)은 충격식 도트 매트릭스 프린터인 LA30을 출시했으며, 당시 뉴햄프셔주 허드슨에 있던 센트로닉스도 센트로닉스 101을 출시했다.최초의 비충격식 도트 매트릭스 프린터는 1957년 IBM에 의해 시장에 출시되었다:  신뢰할 수 있는 프린터 메커니즘을 찾던 센트로닉스는 일본의 브라더 공업과 관계를 맺게 되었고, 센트로닉스의 프린트 헤드와 전자 장치를 장착한 센트로닉스 브랜드의 브라더 프린터 메커니즘을 판매했다. 디지털 이큅먼트 코퍼레이션과 달리 센트로닉스는 독특한 제품군을 앞세워 저가형 라인 프린터 시장에 집중했다. 그 과정에서 그들은 병렬 전기 인터페이스를 설계했으며, 이는 1990년대 후반 범용 직렬 버스(USB)로 대체되기 시작할 때까지 대부분의 프린터에서 표준이 되었다.

DEC는 주요 공급업체였으나, 주로 자사의 PDP 미니컴퓨터 라인과 함께 사용하는 데 중점을 두었다. 1970년에 출시된 초당 30자(CPS)를 인쇄하는 LA30은 수많은 도트 매트릭스 프린터 중 첫 번째 모델이었다. 1980년대 중반에 이르러 도트 매트릭스 프린터의 가격이 하락했고, 더 빠른 속도와 다재다능함 덕분에 데이지 휠 프린터보다 더 많이 팔리기 시작했다. 애플의 ImageWriter는 1980년대부터 1990년대 중반까지 인기 있는 소비자용 도트 매트릭스 프린터였다.

1970년대와 1980년대에 도트 매트릭스 충격식 프린터는 비용과 범용성 측면에서 일반적으로 최적의 조합으로 간주되었으며, 1990년대까지 개인용 컴퓨터 및 가정용 컴퓨터와 함께 사용되는 가장 흔한 형태의 프린터였다.

프린트 헤드의 핀 수를 7, 8, 9 또는 12핀에서 18, 24, 27 또는 36핀으로 늘림으로써 인쇄 품질이 향상되었으며, 이는 아시아 시장에서 가독성 있는 한중일 한자를 인쇄하기 위해 필수적인 요소였다. 엡손의 24핀 LQ 시리즈는 새로운 사실상의 표준(de facto standard)으로 부상했다. 24핀 프린터는 한 번의 통과로 더 조밀한 도트 패턴을 배치할 수 있을 뿐만 아니라, 동시에 더 넓은 영역을 커버하며 더 빠르게 인쇄할 수 있었다. 24핀의 텍스트 품질은 데이지 휠이나 레이저 프린터와 같은 진정한 서신 품질 프린터에 비해 여전히 가시적으로 열세였으나, 9핀 프린터보다는 훨씬 우수했다. 제조 비용이 하락함에 따라 24핀 프린터는 점차 9핀 프린터를 대체했다.

1990년대가 시작될 무렵, PC용 프린터로 잉크젯 프린터가 더욱 보편화되었다.

 설계 
섬네일|left|초고속(draft) 모드에서 작동하는 도트 매트릭스 프린터의 전형적인 출력물. 이 이미지 전체는 약  크기의 출력 영역을 나타낸다.
섬네일|덮개를 제거한 엡손 VP-500 프린터
섬네일|Tally Genicom T2240, 24핀 프린터 헤드 단면. 이 프린트 헤드 상단에는 원형 케이스 안에 방사형으로 배치된 24개의 솔레노이드가 있다. 각 솔레노이드는 레버에 연결되어 있고, 이는 다시 긴 로드에 연결되어 프린트 헤드 하단에서 핀 역할을 한다.

도트 매트릭스 인쇄는 페이지 위에서 좌우 또는 상하로 움직이는 프린트 헤드를 사용하며, 타자기의 인쇄 메커니즘과 유사하게 잉크에 적셔진 천 리본을 종이에 두드려 충격을 주는 방식으로 인쇄한다. 하지만 타자기나 데이지 휠 프린터와 달리 글자가 도트 매트릭스로 그려지므로 다양한 글꼴과 임의의 그래픽을 생성할 수 있다.

각 도트는 "와이어" 또는 "핀"이라고도 불리는 작은 금속 막대에 의해 생성되며, 이 막대는 직접 또는 작은 레버(폴)를 통해 작은 전자석이나 솔레노이드의 힘으로 앞으로 밀려 나간다. 리본과 종이 사이에는 그 전형적인 모양 때문에 '버터플라이'라고도 불리는 리본 마스크 홀더 또는 프로텍터라는 작은 가이드 플레이트가 있다. 여기에는 핀의 가이드 역할을 하는 구멍이 뚫려 있다. 이 플레이트는 경질 플라스틱이나 사파이어 또는 루비와 같은 인조 보석으로 만들어질 수 있다.

핀을 포함하는 프린터의 부분을 프린트 헤드라고 한다. 프린터를 작동할 때 일반적으로 한 번에 한 줄의 텍스트를 인쇄한다. 프린터 헤드는 정확한 정렬을 보장하는 금속 바에 부착되어 있지만, 수평 위치는 양쪽의 두 바퀴에 있는 스프로킷에 연결된 밴드에 의해 제어되며 전기 모터로 구동된다. 이 밴드는 스테인리스 스틸, 인청동 또는 베릴륨 구리 합금, 나일론, 또는 늘어남을 방지하기 위해 꼬인 나일론 코어가 있는 다양한 합성 재료로 만들어질 수 있다. 실제 위치는 스테퍼모터를 사용한 데드 카운트, 한쪽 바퀴에 부착된 회전 인코더, 또는 프린터 헤드의 광학 센서가 읽는 표시가 있는 투명 플라스틱 밴드(잉크젯에서 흔함)를 통해 파악할 수 있다.

인쇄 과정에 기계적 압력이 가해지기 때문에 도트 매트릭스 프린터는 먹지 사본과 카본리스 카피 용지를 만들 수 있다.
거의 모든 잉크젯, 감열식, 레이저 프린터 또한 연속된 선이나 문자가 아닌 조밀하게 배치된 점을 인쇄하지만, 이들을 도트 매트릭스 프린터라고 부르는 것이 관례는 아니다.

도트 매트릭스 프린터는 페이지당 인쇄 비용이 가장 저렴한 편에 속한다.

이들은 트랙터 구멍이 있는 팬폴드 방식의 연속 용지를 사용할 수 있다.

도트 매트릭스 프린터는 핀이나 활자가 리본을 거쳐 종이를 타격할 때 소음이 발생하며, 조용한 환경에서는 방음 인클로저를 사용해야 할 수도 있다.

이들은 저해상도 그래픽만 인쇄할 수 있으며, 비충격식 프린터에 비해 색상 표현이 제한적이고 품질이 떨어지며 속도가 느리다.

 변형 
섬네일|left|14인치 너비의 종이를 위해 설계된 와이드 캐리지 프린터의 예시. 리갈 용지(8.5"×14")가 장착된 모습이다.
섬네일|upright|24핀 프린터의 프린트 헤드 (Tally Genicom T2240)
섬네일|upright|9핀 프린터의 프린트 헤드 (Star NL10)

일반적인 직렬 도트 매트릭스 프린터는 수평으로 이동하는 프린트 헤드를 사용한다. 프린트 헤드는 문자 박스의 높이와 거의 일치하는 7개 이상의 핀으로 구성된 단일 수직 컬럼을 특징으로 한다고 생각할 수 있다. 실제로는 핀이 걸리는 현상 없이 인터리빙을 통해 도트 밀도와 인쇄 속도를 높이기 위해 수직 또는 수평으로 약간 어긋난 최대 4개의 컬럼으로 핀이 배열된다. 이를 통해 프린트 헤드가 수평으로 이동하는 동안 한 줄의 문자를 형성하는 데 최대 48개의 핀이 사용될 수 있다. 헤드가 이동하는 직렬 도트 매트릭스 프린터의 인쇄 속도는 초당 30자에서DEC LA30 1550자(cps)까지 다양하다.

상당히 다른 구성으로, 소위 라인 도트 매트릭스 프린터 또는 라인 매트릭스 프린터는 인쇄를 위해 수천 개의 핀이 수평으로 배열된, 종이 경로만큼 넓은 고정된 프린트 헤드를 사용한다. 인터리빙을 통해 유효 도트 밀도를 높이기 위해 수평으로 약간 어긋난 두 줄의 행이 사용되기도 한다. 여전히 라인 지향적이지만, 전문적인 대량 인쇄 시장을 위한 이 프린터들은 종이가 프린트 헤드 아래로 이동하는 동안 효과적으로 한 줄 전체를 한 번에 인쇄한다. 라인 매트릭스 프린터는 1000cps를 훨씬 상회하는 인쇄가 가능하며, 시간당 최대 800페이지의 처리량을 보여준다.

도트 매트릭스 프린터의 변형 중 하나는 1982년 세이코샤(Seikosha)가 특허를 받은 크로스 해머 도트 프린터이다. 기존 프린터의 매끄러운 원통형 롤러가 회전하는 홈이 파인 실린더로 대체되었다. 프린트 헤드는 전자석으로 작동되는 수직 돌출 에지가 있는 단순한 해머였다. 해머의 수직 에지가 실린더의 수평 홈과 교차하며 그 사이의 종이와 리본을 압축하는 지점에 단일 도트가 표시되었다. 글자는 여러 개의 도트가 모여 구성되었다.

 제조업체 및 모델 
 DEC 

LA30의 80열, 대문자 전용 5 x 7 도트 매트릭스 이후 DEC의 제품 라인은 확장되었다. 새로운 모델은 다음과 같다:
 LA36 (1974): 대소문자 지원, 최대 132열 텍스트 (30 CPS)
 LA34: LA36의 저가형 대안
 LA38: 기능이 추가된 LA34
 LA180: 180 CPS
 LS120: 120 CPS
 LA120: 180 CPS (및 일부 고급 기능)
 LA12: 휴대용 터미널 – DECwriter Correspondent

 LA30 
DECwriter LA30은 1970년 매사추세츠주 메이너드의 디지털 이큅먼트 코퍼레이션(DEC)이 출시한 초당 30자의 도트 매트릭스 프린터 터미널이다.

이 제품은 독특한 크기의 종이에 80열의 대문자 전용 7 × 5 도트 매트릭스 문자를 인쇄했다. 프린트 헤드는 스테퍼모터에 의해 구동되었고 종이는 소음이 심한 솔레노이드 래칫 드라이브에 의해 전진했다. LA30은 병렬 인터페이스(LA30-P)와 직렬 인터페이스(LA30-S) 모델이 모두 있었으나, 직렬 방식의 LA30은 캐리지 리턴 중에 채움 문자를 사용해야 했다. 1972년에는 수신 전용 변형 모델인 LA30A가 출시되었다.

 LA36 
LA30의 뒤를 이어 1974년 출시된 LA36은 훨씬 더 큰 상업적 성공을 거두었으며, 한동안 표준 도트 매트릭스 컴퓨터 터미널로 자리 잡았다. LA36은 LA30과 동일한 프린트 헤드를 사용했지만, 표준 연속 용지에 대소문자가 혼합된 최대 132열의 어떤 너비의 양식에도 인쇄할 수 있었다. 캐리지는 직류 전동기와 광학 인코더 / 타코미터를 사용하는 훨씬 더 성능이 뛰어난 서보 드라이브에 의해 이동되었다. 종이는 스테퍼 모터로 이동했다. LA36은 직렬 인터페이스로만 제공되었지만 이전 LA30과 달리 채움 문자가 필요하지 않았다. 이는 프린터가 초당 30자보다 빠른 속도로 통신하지는 않았지만, 메커니즘 자체는 초당 60자를 인쇄할 수 있었기 때문에 가능했다. 캐리지 리턴 기간 동안 문자는 버퍼링되었다가 이후 따라잡기 기간 동안 최대 속도로 인쇄되었다. 초당 60자의 따라잡기 인쇄 후에 이어지는 초당 30자의 일반 인쇄에서 발생하는 두 가지 톤의 윙윙거리는 소리는 LA36의 독특한 특징이었으며, 1990년대까지 많은 다른 제조업체들이 이를 빠르게 모방했다. 대부분의 효율적인 도트 매트릭스 프린터는 이 버퍼링 기술을 사용했다.

디지털 기술은 나중에 기본 LA36 라인을 매우 다양한 도트 매트릭스 프린터로 확장했다.

 LA50 
DEC LA50은 "컴팩트 도트 매트릭스" 프린터로 설계되었다. 텍스트 모드와 반대되는 그래픽 모드일 때 프린트 헤드는 그래픽 이미지를 생성할 수 있다. (비트맵) 그래픽 모드에서 LA50은 식셀(Sixel) 그래픽 형식을 수신하고 인쇄할 수 있다.
섬네일|식셀 형식으로 변환된 위키백과 로고

 센트로닉스 101 

1970년에 도입된 센트로닉스 101Centronics and Digital Equipment corporation launch the dotmatrix printers, Centronics 101 and LA30 respectively. Centronics claimed to be the first..." 은 출시 당시 매우 혁신적이고 가격이 저렴했다. 주요 사양은 다음과 같다:
 인쇄 속도: 초당 165자
 무게: 155파운드 (70.3 kg)
 크기: 가로 27 ½" x 세로 11 ¼" x 깊이 19 ¼" (약 70 cm x 29 cm x 49 cm)
 배송: 200파운드 (약 91 kg), 나무 상자, 36개의 나사를 제거하여 포장 해제
 문자: 62개: 숫자 10개, 대문자 26개, 특수 문자 26개 (소문자 없음)
 문자 크기: 인치당 10자 (10 "피치")
 줄 간격: 인치당 6줄 (6 LPI)
 수직 제어: 용지 상단 및 수직 탭을 위한 펀치 테이프 판독기
 양식 두께: 원본 외 사본 4매
 인터페이스: 센트로닉스 병렬, RS-232 직렬(옵션)

 IBM 5103 
섬네일|테크니스카 뮤제트에 전시된 IBM 5103 프린터
IBM 5103은 초기 휴대용 컴퓨터인 IBM 5100에 연결할 수 있는 유일한 IBM 프린터였다. 인쇄 해상도는 8 DPI, 10피치, 6 LPI였으며 128개 문자 집합에서 양방향 인쇄가 가능했다. 두 가지 모델이 제공되었으며, 속도는 각각 초당 80자와 120자였다.

 고품질 인쇄 (NLQ) 

Near Letter Quality(NLQ) 모드(비공식적으로 비즈니스 서신에 사용하기에 충분히 좋은 품질로 규정됨)는 도트 매트릭스 프린터에 타자기와 유사한 품질을 시뮬레이션하여 부여했다. 캐리지를 여러 번 통과시키고 도트 밀도를 높임으로써 프린터는 유효 해상도를 높일 수 있었다. 1985년 뉴욕 타임스는 "고품질 인쇄 또는 NLQ"의 사용을 "단지 깔끔하고 작은 과대광고"라고 묘사했지만, "글꼴, 인쇄 향상 및 그래픽 분야에서 진가를 발휘한다"는 점은 인정했다.

NLQ 프린터는 일반적으로 "드래프트 모드"로 설정하여 인쇄할 수 있었는데, 이 경우 줄당 프린트 헤드가 한 번만 통과했다. 이는 훨씬 높은 출력 속도에서 낮은 품질의 인쇄물을 생성했다.

 PC 사용 
1985년 PC 매거진은 "평균적인 개인용 컴퓨터 사용자에게 도트 매트릭스는 여전히 가장 실용적인 선택"이라고 썼다. 당시 IBM은 엡손의 MX-80을 자사의 IBM 5152로 판매했다.부제: "IBM 5152는 엡손 MX-80의 리배징 제품임에 유의하십시오." 

면도기와 면도날 비즈니스 모델(면도기 핸들은 공짜로 주고 면도날로 돈을 버는 방식)을 사용하는 또 다른 기술인 잉크젯 인쇄는 프린터 자체의 저렴한 비용의 가치를 떨어뜨렸다. 잉크/토너의 경우 "밀리리터당 가격이 액체 금과 맞먹는다"는 평가를 받기도 한다.

 개인용 컴퓨터 
1978년 6월, 주로 코모도어 PET 컴퓨터에 사용된 8핀 도트 매트릭스 프린터인 엡손 TX-80/TP-80이 출시되었다. 이 모델과 그 후속작인 9핀 MX-80/MP-80(1979–1980년 도입)은 개인용 컴퓨터 시장에서 충격식 프린터의 인기를 불러일으켰다. MX-80은 저렴한 가격과 (당시 기준으로) 양질의 텍스트 출력을 결합했다. MX를 포함한 초기 충격식 프린터는 프린트 헤드의 해머와 같은 메커니즘으로 인해 작동 중에 악명 높을 정도로 시끄러웠다. MX-80의 낮은 도트 밀도(가로 60 dpi, 세로 72 dpi)는 특유의 "컴퓨터화된" 느낌의 인쇄물을 만들어냈다. 데이지 휠 프린터의 선명한 타자기 품질과 비교할 때 도트 매트릭스 프린터의 가독성은 특히 나빠 보였다. 사무용 응용 분야에서 출력 품질은 심각한 문제였는데, 복사기로 복사할 때마다 도트 매트릭스 텍스트의 가독성이 급격히 떨어졌기 때문이다.

 PC 소프트웨어 
초기에는 제3자 프린터 강화 소프트웨어가 품질 문제에 대한 빠른 해결책을 제공했다. 일반적인 전략은 다음과 같았다:
 이중 인쇄 (각 줄을 두 번 인쇄)
 고밀도 모드 (프린트 헤드 속도를 늦추어 더 조밀하고 정확한 도트 배치를 가능하게 함)

일부 최신 도트 매트릭스 충격식 프린터는 "도트 주소 지정" 기능을 통해 비트맵 이미지를 재현할 수 있었다. 1981년 엡손은 많은 초기 MX 시리즈 프린터에 이 기능을 추가하기 위해 Graftrax라고 불리는 개조용 EPROM 키트를 제공했다. 브로더번드의 프린트 샵과 같이 이 기능을 사용하는 소프트웨어로 제작된 배너와 표지판은 1980년대 내내 사무실과 학교에서 어디에나 존재했다.

캐리지 속도와 도트 밀도가 증가함에 따라(60 dpi에서 최대 240 dpi까지), 일부 제품은 컬러 인쇄 기능을 추가했고 추가적인 서체를 통해 사용자가 인쇄물의 텍스트 모양을 다양하게 바꿀 수 있게 했다. 가변 폭 글꼴(proportional-spaced fonts)은 프린터가 식자공의 불균일한 문자 너비를 모방할 수 있게 했으며, 더 진한 인쇄도 가능하게 했다. '사용자 다운로드 글꼴'은 프린터 전원이 꺼지거나 소프트 리셋될 때까지 유지되었다. 사용자는 프린터의 내장(ROM) 서체 외에도 최대 두 개의 NLQ 사용자 정의 서체를 내장할 수 있었다.
섬네일|상단: 도트 매트릭스 프린터용 검은색 잉크가 든 Inmac 잉크 리본 카트리지. 하단: 잉크가 묻고 접힌 리본이 왼쪽의 롤러 메커니즘에 의해 카트리지 안으로 다시 밀려 들어가는 모습.

 현대적 사용 
데스크톱 충격식 프린터는 점차 잉크젯 프린터로 대체되었다. 휴렛 팩커드의  증기 구동 광식각 방식 잉크젯 헤드 특허가 2004년에 만료되면서 잉크젯 메커니즘을 프린터 업계에서 널리 사용할 수 있게 되었다. 충격이 필요하지 않은 용도(예: 먹지 복사 인쇄)의 경우, 잉크젯은 상대적으로 조용한 작동, 빠른 인쇄 속도 및 레이저 프린터에 거의 필적하는 출력 품질 등 거의 모든 면에서 우수했다. 1995년 무렵 잉크젯 기술은 주류 시장에서 도트 매트릭스 충격식 기술을 추월했으며 도트 매트릭스를 틈새 응용 분야로 밀어냈다.

 기준으로 도트 매트릭스 충격식 기술은 다음과 같은 장치 및 응용 분야에서 여전히 사용되고 있다:
 금전등록기
 ATM
 은행 업무, 통장 및 수표
 타임카드 및 주차 확인증
 서명용 다층 계약서
 화재 경보 시스템
 결제 단말기(POS)
 영국 및 아일랜드 소방서의 출동 지시서
 팬폴드 용지에 연속 출력이 필요한 응용 분야

감열식 인쇄가 이러한 용도 중 일부를 점차 대체하고 있지만, 다중 양식 용지를 인쇄하기 위해 풀사이즈 도트 매트릭스 충격식 프린터는 여전히 사용된다. 예를 들어, 도트 매트릭스 프린터는 은행 창구와 자동차 수리점, 그리고 데이터 로깅 및 항공 분야와 같이 트랙터 피드 용지 사용이 바람직한 다른 응용 분야에서 여전히 사용된다. 현재 이러한 프린터의 대부분은 레거시 포트가 없는 현대적 컴퓨터와의 연결을 용이하게 하기 위해 USB 인터페이스를 표준 기능으로 탑재하고 있다.

 같이 보기 
 데이지 휠 프린터
 각주 

 내용주

 외부 링크 

 Erwin Tomash's The U.S. Computer Printer Industry

분류:프린터
분류:충격 인쇄