Лекция 4 Лазерные принтеры

Лекция 4.

Лазерные принтеры

В лазерных принтерах применяется электрографический способ фор­мирования изображений, используемый в одноименных копироваль­ных аппаратах. Лазер служит для создания сверхтонкого светового лу­ча, вычерчивающего на поверхности предварительно заряженного светочувствительного барабана контуры невидимого точечного элек­тронного изображения — электрический заряд стекает с засвеченных лучом лазера точек на поверхности барабана. После проявления элек­тронного изображения порошком красителя (тонера), налипающего на разряженные участки, выполняется печать — перенос тонера с бараба­на на бумагу и закрепление изображения на бумаге разогревом тонера до его рас плавления.

Лазерные принтеры обеспечивают наиболее высококачественную печать с разрешением до 50 точек на миллиметр и скорость печати до 1000 знаков в секунду. Широко используются цветные лазерные прин­теры. Например, лазерный принтер фирмы Tektonik (США) Phaser 550 имеет разрешение и по горизонтали и по вертикали 48 точек на миллиметр; скорость цветной печати — 5 страниц формата А4 в мину­ту, скорость монохромной печати — 14 страниц в минуту.

К ПК принтеры могут подключаться и через параллельный и через последовательный порты.

Параллельные порты используются для подключения параллельно работающих (воспринимающих информацию сразу по байту) принте­ров через адаптеры типа Centronics (обычно одновременно можно под­ключить до 3 принтеров).

Последовательные порты (2 шт.) служат для подключения последова­тельно работающих (воспринимающих информацию последовательно по 1 биту) принтеров через адаптеры типа RS-232C (стык С2). Большинство быстродействующих принтеров используют параллельные порты.

Быстродействующие принтеры имеют собственную буферную па­мять, используемую как при обмене данными с ПК, так и для хране­ния загружаемых шрифтов. Память у матричных принтеров неболь­шая — до нескольких сотен килобайтов, у струйных — до нескольких мегабайтов и у лазерных — до нескольких десятков мегабайтов.

В заключение следует отметить, что самые популярные принтеры ПК (их доля составляет не менее 30%) выпускает фирма Seiko Epson (Япония) Существует даже стандарт принтеров IBM PC — стандарт Epson Характеристики принтеров Epson представлены в табл 32 Ши­роко используются также принтеры фирм Star, Man-nesmann, Citizen, Panasonic и др

Лазерные технологии печати

Доминирующими для лазерных принтеров являются электрофотографиче­ская и светодиодная (LED, Light Emitting Diode) технологии. Электрофото­графическая технология подобна используемой в копировальных аппаратах. В светодиодной технологии в качестве оптического устройства, формирую­щего изображение, используются светодиоды (исторически светодиодные принтеры относятся к классу лазерных). Светодиодная технология, как правило, находит применение в широкоформатных принтерах (до 36 дюй­мов). Электрофотографическая технология обычно используется в настоль­ных и офисных лазерных принтерах.

Формирование изображения.

Лазерные принтеры формируют изображение путем позиционирования точек на бумаге (растровый метод). Первоначально страница формируется в памяти принтера и лишь затем передается в механизм печати. Растровое представление символов и графических образов производится под управле­нием контроллера принтера. Каждый образ формируется путем соответст­вующего расположения точек в ячейках сетки или матрицы, как на шахмат­ной доске (рис. 2.1).

Растровая технология в значительной степени отличается от векторной, используемой в перьевых графопостроителях. При использовании векторной технологии изображение формируется путем построения линий из одной точки в другую.

Принцип действия

Лазерные принтеры, получившие наибольшее распространение, используют технологию фотокопирования, называемую еще электрофотографической, которая заключается в точном позиционировании точки на странице по­средством изменения электрического заряда на специальной пленке из фотопроводящего полупроводника Подобная технология печати применя­ется в ксероксах. Принтеры фирм HP и QMS, например, используют меха­низм печати ксероксов фирмы Canon.

Важнейшим конструктивным элементом лазерного принтера является вра­щающийся фотобарабан, с помощью которого производится перенос изо­бражения на бумагу. Фотобарабан представляет собой металлический ци­линдр, покрытый тонкой пленкой из фотопроводящего полупроводника (обычно оксид цинка). По поверхности барабана равномерно распределяет­ся статический заряд. С помощью тонкой проволоки или сетки, называемой коронирующим проводом. На этот провод подается высокое напряжение, вызывающее возникновение вокруг него светящейся ионизированной облас­ти, называемой короной.

Лазер, управляемый микроконтроллером, генерирует тонкий световой луч, отражающийся от вращающегося зеркала. Этот луч, попадая на фотобарабан. засвечивает на нем элементарные площадки (точки), и в результате фотоэлектрического эффекта в этих точках изменяется электрический заряд Для некоторых типов принтеров потенциал поверхности барабана уменьша­ется от -900 до -200 В. Таким образом, на фотобарабане возникает копия изображения в виде потенциального рельефаю. На следующем рабочем шаге с помощью другого барабана, называемого девелопером (developer), на фотобарабан наносится тонер — мельчайшая красящая пыль. Под действием статического заряда мелкие частицы тонера легко притягиваются к поверхности барабана в точках, подвергшихся экспо­зиции, и формируют на нем изображение (рис. 2.3).

Лист бумаги из подающего лотка с помощью системы валиков перемещает­ся к барабану. Затем листу сообщается статический заряд, противополож­ный по знаку заряду засвеченных точек на барабане. При соприкосновении бумаги с барабаном частички тонера с барабана переносятся (притягива­ются) на бумагу. Для фиксации тонера на бумаге листу вновь сообщается заряд и он пропус­кается между двумя роликами, нагревающими его до температуры около 180°—200°С (если вы хоть раз ставили пирог со сладкой начинкой в духовку, то знаете, как тяжело разделить пропеченные компоненты). После собст­венно процесса печати барабан полностью разряжается, очищается от при­липших частиц тонера и готов для нового цикла печати. Описанная после­довательность действий происходит очень быстро и обеспечивает высокое качество печати.

В светодиодном принтере для засвечивания барабана вместо лазерного луча, управляемого с помощью системы зеркал, используется неподвижная свето­диодная строка (линейка), состоящая из 2500 светодиодов, которой форми­руется не каждая точка изображения, а целая строка (рис 2 5) На этом принципе, например, работают лазерные принтеры фирмы OKI.

Цветная печать .

При печати на цветном лазерном принтере используются две технологии В соответствии с первой, широко используемой до недавнего времени, на фотобарабане последовательно для каждого отдельного цвета (Cyan, Magenta, Yellow, Black) формировалось соответствующее изображение, и лист печа­тался за четыре прохода, что, естественно, сказывалось на скорости и каче­стве печати. В современных моделях (например, HP Color LaserJet 5) в результате четырех последовательных прогонов на фотобарабан наносится тонер каждого из четырех цветов. Затем при соприкосновении бумаги с барабаном на нее переносятся все четыре краски одновременно, образуя нужные сочетания цветов на отпечатке. В результате достигается более ровная передача цвето­вых оттенков, почти такая же, как при печати на цветных принтерах с тер­мопереносом красителя. Соответственно в цветных лазерных принтерах используются четыре емко­сти для тонеров. Принтеры этого класса оборудованы большим объемом памяти (см. приложение 4), процессором и, как правило, собственным винчестером. На винчестере содержатся разнообразные шрифты и специ­альные программы, которые управляют работой, контролируют состояние и оптимизируют производительность принтера. Цветные лазерные принтеры имеют довольно крупные габариты и большую массу.

Технология процесса цветной лазерной печати весьма сложна, поэтому и цены на цветные лазерные принтеры еще очень высоки. В настоящее время даже дорогие модели цветных лазерных принтеров не дают идеального фотографического качества. Для этой цели лучше восполь­зоваться термическими принтерами.

Фотонаборный аппарат

Еще одно устройство вывода, которое вы, как частный пользователь, навряд ли приобретете — фотонаборный аппарат Его можно увидеть разве только в солидной дизайн-студии, бюро допечатной подготовки, типографии

Фотонаборный аппарат отличается высоким разрешением. В противопо­ложность лазерному принтеру, максимальное разрешение которого достига­ет 1200 dpi (в среднем 600 dpi), фотонаборный аппарат, например, Lmotromc 530 фирмы Linotype работает с разрешением 2540 dpi и более при линиатуре растра 150 Ipi (lines per inch), что соответствует размеру точки 0,1 мм Наря­ду с Linotype, другими ведущими изготовителями фотонаборных устройств являются фирмы Agfa и Mannesmann Все фотонаборные аппараты используют язык PostScript, в частности, они оборудуются растровыми процессорами RIP (Raster Image Processor), кото­рые функционируют как интерпретаторы языка PostScript и обеспечивают растрирование векторных и точечных изображений В отличие от лазерного принтера, в фотонаборном аппарате лазерным лучом засвечивается не барабан, а фотопленка (реже — фотобумага).

Таблица 1 Сравнительные характеристики некоторых принтеров Epson

Модель	LX-100	LX-1050	DFX 5000	LQ-100	LQ 860 LQ-1060	Styles 800	SQ-«70 SQ-U70	EPL-5000 EPL-5200
Тип	Точечно матричные					Струйные	Струйные	Лазерные
					цветные	цветные
Количество иголок	9	9	IS	24	24
Скорость печати зн /сек	240	240	533	200	300	7 стр/мин	660	6 стр/мин
Формат бумаги	А4	A3	A3	А4	A3	A3	A3	А4
Количество встроенных шрифтов	3	3	4	8	11	12	9
Подача бумаги листов	Автом 50 лист	Полу автомат	Руюн бумага	Автом 50 лист	Полу автомат	no'ly автомат	Полу автомат	Автом 250 лист

Себестоимость напечатанной страницы.

При выборе принтера вы должны себе четко представлять, для каких целей собираетесь его использовать и насколько экономически целесообразно приобретение той или иной модели (мы имеем в виду стоимостные характе­ристики печати). В табл. 2.1 представлены основные характеристики рас­ходных материалов лазерных принтеров, а в табл. 2.2 для сравнения пред­ставлены аналогичные характеристики для принтеров других типов, наиболее распространенных в России (информация предоставлена Санкт-Петербургским компьютерным центром "Кей"). Ресурс расходных материалов (тонера или чернил) рассчитывался из условия 1800 символов на страницу. Стоимость печати на струйных плоттерах составляет около $3—5 за 1 м², на режущих — $10—20 за 1 м², а для перьевых графопостроителей себестои­мость одной напечатанной страницы лишь на 5—15% дороже стоимости бумаги.

Таблица 2.2. Характеристики расходных материалов различных принтеров

Модель принтера		Макс. кол-во копий одно­временно	Ресурс тонера или чернил, стр.		Себестоимость печати одной страницы, $		Примечание
Матричные принтеры А4, 9 иголок
Epson LX-100 Star LC-90 Panasonic КХ-Р 1150		3 3 2	1667 667 2222		0,0022
Матричные принтеры А4, 24 иголки
Epson LQ-100		2	1111		0,0032
Матричные принтеры		A3, 9 иголок
Epson FX-1170 Epson LX-1050+		4 3	1667 1667		0,002 0,002
Матричные принтеры A3, 24 иголки
Star SR 3415	4		2222
Струйные принтеры	А4
Epson Stylus Color	1		840	0,0345
Epson Styfus 300	1		389	0,099
Epson Styfus 800+	1		389	0,0591
HP DeskJet 320	1		500	0,07		картридж HP 51633A
HP DeskJet 520	1		1000	0,04		картридж HP 51626А
HP DeskJet 540	1		1000	0,04		картридж HP 51626А
Цветные струйные принтеры А4
Epson Stylus Color	1		670	0.0866		картридж HP 51625A
HP DeskJet 320	1		250	0,188		Картридж HP 51625A
HP DeskJet 540	1		250	0,188		картридж HP 51625A
Струйные принтеры A3
Epson Stylus 1000	1		389	0,0591
Цветные лазерные	принтеры А4
QMS magicolor LX	1		4000	0,04		черно-белая печать с 5% текста
			3000	0.41		цветная печать 50% цветное изображение
Xerox Xprint 4925	1		5000	0,029		черно-белая печать с 5% текста
			4000	0,2		цветная печать 50% цветное изображение
Цветные термические принтеры А
Fargo Pfimera Pro Color Printer	1			2,79		сублимационная печать
Fargo Pictura 310				0,56		термовосковая печать
	1			3,94		сублимационная печать
				1,24		термовосковая печать