ドットマトリクス印刷とは？
パソコンやスマートフォンなどのデジタルデバイスの画面に表示される文字や画像はすべてドットまたはピクセルと呼ばれる微細な点で描かれています。スタジアムやビルの壁面などに設置され、デジタルサイネージとして利用されているLEDビジョンなども、埋め込まれたLEDがドットとなって文字や映像を表現しています。このような表示に用いられている、整然と並べられたドットのパターンを「ドットマトリクス（dot matrix）」といいます。
デジタル機器のプリンターもほとんどがドットマトリクスの原理に基づいて文字や画像を印刷しています。これを英語で「dot matrix printing（ドットマトリクス印刷）」といいます。日本では「ドットマトリクス方式」という言い方が一般的で、「ドットマトリクス印刷」ということばは、あまり使われません。
ドットマトリクス印刷の原理
ドットマトリクスによる表現はどういうものかは、ビデオゲームの画面やバンダイのたまごっちの表示を思い浮かべてもらえば、イメージできると思います。ビットマップフォントやパソコン用アイコンを作ったことがあれば、ドットマトリクスの原理での創作をすでに経験済み、ということになります。
タテ・ヨコ限られた数のマス目、たとえば８×８個の正方形のうちのどれを点灯させるか、どのマス目を印刷するか、によって文字や記号、画像を表現するわけです。マス目つまりドットの数が多ければ多いほど表現の自由度は高くなります。
現在では技術の進歩のおかげで、パソコンやスマートフォンの画面のドット（ピクセル）は極めて小さく緻密になり、機器自体の処理能力も高くなりました。そのため普段は、画面やプリントアウトを見てもドットを意識することはほとんどないでしょう。
現代でもさまざまなシーンで、ドットマトリクスの原理に基づいた印刷がおこなわれていますが、「ドットマトリクスプリンター」という場合は、特定の印字機構を持つプリンターを指します。これについては後述します。
ビットマップフォントとドットマトリクスプリンターの元祖「Hellschreiber」
ドイツのRudolf Hell（ルドルフ・ヘル）が1929年にHellschreiber（ヘルシュライバー）という通信装置を考案しました。電話回線または無線で遠隔地へテキストベースの情報を送る機械です。世界初の商業ラジオ局が放送を開始したのが1920年、日本でラジオ放送が始まったのが1925年という時代のことです。
装置の名称の「hell」はドイツ語で、明るいとか賢いという意味です。地獄という意味の英語とはまったく関係ありません。また、「schreiber」は英語のwriterにあたり「書く人・モノ」という意味です。Hellschreiberは今風にいえば「スマートライター」といった感じでしょうか。発明者Hellの名前にもかけてあります。
ドットで文字を表現
このHellschreiberの特徴のひとつが、文字を７×７のドットに分解したことです。デジタル的に字形を分解し、ドットでアルファベットや数字をデザインしました。まさにビットマップフォントの元祖といえます。タイプライターによく似たキーボードで文字を打ち込むと、１文字ごとに合計49個のマス目（ドット）のどの部分を印字すべきかという単純なオンオフの電気信号に変えられます。そのオンオフ情報が遠隔地に電話回線や電波で送信されます。
ドットで文字を印刷
ふたつめの特徴が、ドットマトリクス方式による印刷です。受信側のHellshreiberは、受け取った信号のオンオフ情報に基づいて、紙テープに文字を印字します。タイプライターや活版印刷のような文字の形をした部品（字母）はありません。
印刷用紙である紙テープは、らせん状の突起のあるローラーと、圧胴の間を進みます。ローラーの突起にはインキがつけられています。信号がオンのときに圧胴が紙をローラーの突起に押し付け、オフのときには離れます。これによって入力されたドット文字と同じ文字が印刷されるのです。オンオフ信号に基づいてドット文字を印字するという仕組みは、のちに開発されるドットマトリクスプリンターとまったく同じです。
Hellschreiberは、現在でもアマチュア無線のモードのひとつとして残っていて、欧米を中心に愛好家の一部では利用されているようです。紙テープへの印字はなく、代わりにソフトウェアで画面上に表示されます。
ドットマトリクスプリンターとドットインパクトプリンター
コンピューターの出力用プリンターとしては、1940年代に活字方式のものが登場し、70年代までテキスト出力用に使われていました。70年前後に世界の複数メーカーからドットマトリクスプリンターが発売されます。
ドットマトリクスプリンターのヘッドは複数の微細なピン（またはワイヤー）で構成されていて、印刷用紙の上のインクリボンをピンがたたいて印字するという方式です。突き出すピンの組み合わせを変えることで印刷される文字が決まります。ピンが高速で紙に当てられるので印刷時には独特の音がしました。オフィスではプリンター専用の防音カバーでおおわれることもありました。
インクジェットプリンターも原理的にはドットマトリクス方式です。それまでのドットマトリクスプリンターとの違いは、インクリボンなどを直接たたくことをせず、インクの微細な粒子を吹き付ける点です。90年代にインクジェットプリンターが普及し始めると、解像度の低い旧来タイプと区別する必要が生じました。ピンでリボンをたたくタイプに対して「ドットインパクトプリンター」という新しいカテゴリー名が考え出されます。インクジェットプリンターやレーザープリンターに対しては、あえてドットマトリクスプリンターという呼び方をしないために、いまでは「ドットマトリクスプリンター＝ドットインパクトプリンター」とされるのが一般的です。
複写用紙とATM通帳記入
オフィスや家庭ではドットインパクトプリンターが見られることは少なくなりましたが、いまでも特定の分野では活躍しています。たとえば、オンラインで買い物をするとカートンに送り状が貼られています。送り主、配送業者、受け取りなど何枚ものカーボン紙が重なっていて、一番上に書き込まれた宛先や送り主などの情報がすべての用紙に複写されるようになっています。これはピンを叩きつけて圧を加えるドットインパクトプリンターでしかできない仕事です。
また、ほかの方式に加えて紙の厚さに対する対応力もあります。このため現在でも、見積書、請求書、納品書などの伝票類や銀行ATMで通帳への印字に利用されています。
【参考資料】
・Dot matrix printing – Wikipedia (https://en.wikipedia.org/wiki/Dot_matrix_printing)
・Hellschreiber – Wikipedia (https://en.wikipedia.org/wiki/Hellschreiber)
・Hellschreiber fonts (https://www.nonstopsystems.com/radio/hellschreiber-fonts.htm)
・ドットマトリクス – Wikipedia (https://ja.wikipedia.org/wiki/ドットマトリクス)
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