Фотоэлектронные печатающие устройства

Фотоэлектронные способы печати основаны на освещении за­ряженной светочувствительной поверхности промежуточного носи­теля и формировании на ней изображения в виде электростатиче­ского рельефа, притягивающего частицы красителя, которые далее переносятся на бумагу.

Для освещения поверхности промежуточного носителя исполь­зуют:

• в лазерных принтерах — полупроводниковый лазер;

• в светодиодных — светодиодную матрицу;

• в принтерах с жидкокристаллическим затвором — люминес­центную лампу.

Лазерные принтеры. Эти устройства обеспечивают более высокое качество, чем струйные принтеры. Наиболее известными фирма­ми—разработчиками лазерных принтеров являются Hewlett-Packard, Lexmark, Epson, Canon, Toshiba, Ricoh.

Принцип действия лазерного принтера основан на методе сухо­го электростатического переноса изображения, предложенном Ч. Ф. Карлсоном в 1939 г. и используемом также в копировальных аппаратах (рис.6.14).

Функциональная схема лазерного принтера приведена на рис.6.14, б. Основным элементом конструкции лазерного принтера является вращающийся барабан, служащий промежуточным носи­телем, с помощью которого производится перенос изображения на бумагу. Принтер является постраничным, т. е. формирует для печа­ти полную страницу. Барабан представляет собой цилиндр, покрытый тонкой пленкой светопроводящего полупроводника (оксид цинка или селен).

а б

Рис.6.14. Лазерный принтер: а – общий вид; б – схема процессов

По поверхности барабана равномерно распреде­ляется статический заряд, это обеспечивается с помощью тонкой проволоки или сетки, называемой коронирующим проводом.

Лазер, управляемый микроконтроллером, генерирует тонкий световой луч, отражающийся от вращающегося зеркала. Развертка изображения происходит так же, как и в телевизионном кинескопе: есть движение луча по строке и кадру. С помощью вращающегося зеркала луч скользит вдоль барабана и изменяет его электрический заряд в точках падения. Размер заряженной точки зависит от фоку­сировки луча лазера с помощью объектива. Для некоторых типов принтеров в процессе подзарядки потенциал поверхности барабана изменяется с 900 до 200 В. Таким образом, на барабане, промежу­точном носителе, возникает скрытая копия изображения в виде электростатического рельефа.

На следующем этапе на фотонаборный барабан наносится то­нер — краска, состоящая из мельчайших частиц. Под действием статического заряда эти частицы притягиваются к поверхности ба­рабана в точках, подвергшихся экспозиции, и формируют изобра­жение в виде рельефа красителя.

Бумага втягивается из подающего лотка и с помощью системы валиков перемещается к барабану. Перед подходам к барабану бу­маге сообщается статический заряд. Затем бумага соприкасается с барабаном и притягивает благодаря своему заряду частички тонера, нанесенные ранее на барабан.

Для фиксации тонера страница вновь заряжается и пропуска­ется между двумя роликами с температурой около 180 °С. После окончания печати барабан полностью разряжается, очищается от прилипших лишних частиц, готовясь для печати следующей стра­ницы.

Цветное изображение с помощью лазерного принтера получается по стандартной схеме CMYK, используемой также в струйных принтерах. Это фактически четыре черно-белых аппарата с одним общим фотобарабаном. В цветном лазерном принтере изо­бражение формируется на светочувствительной фотоприемной лен­те последовательно для каждого цвета (голубой, пурпурный, желтый и черный), имеются четыре емкости для тонеров и от двух до четы­рех узлов проявления (рис.6.15).

Рис.6.15. Структура процесса печати в цветном лазерном принтере

В более старых аппаратах краски каждого из базовых цветов по­следовательно наносились на фотобарабан и бумагу, в результате лист печатался за четыре прогона. В более современных цветных принтерах краски наносятся отдельными прогонами только на бара­бан, а на бумагу с него переносятся все сразу.

Цветные лазерные принтеры оборудованы большим объемом памяти, процессором и, как правило, собственным винчестером. На винчестере располагаются образцы шрифтов и специальные про­граммы, которые управляют работой, контролируют состояние и оптимизируют производительность принтера.

Характеристики

Уровень шума лазерного принтера составляет в среднем 40 дБ, причем в режиме off-line это значение меньше.

Разрешение лазерного принтера по горизонтали и по верти­кали зависит от следующих факторов. Вертикальное разрешение определяется шагом вращения

барабана и в основном дюйма.

Горизонтальное разрешение определяется числом точек в одной строке и ограничено точностью фокусировки лазерного луча. Мно­гие модели лазерных принтеров имеют «несимметричное разреше­ние», например 1200 х 600 тнд: точность перемещения лазерного луча составляет

дюйма, а шаг вращения барабана дюйма.

Скорость печати лазерного принтера измеряется в страни­цах в минуту и для обычных принтеров находится в диапазоне от 4 до 8 стр./мин. При печати сложных графических изображений ско­рость печати лазерного принтера снижается. Высокопроизводитель­ные сетевые принтеры обеспечивают скорость печати более 20 стр./мин. Скорость печати лазерного принтера зависит от сле­дующих факторов: времени механической протяжки бумаги, скоро­сти обработки данных, поступающих от ЭВМ, и формирования рас­тровой страницы для печати. Как правило, лазерный принтер осна­щен собственным процессором. Скорость печати определяется не только работой процессора, но и существенно зависит от объема па­мяти, которой оборудован принтер.

Память лазерного принтера, который обрабатывает информа­цию постранично, должна обеспечивать большое количество вычис­лений. Например, при разрешении 300 х 300 тнд на странице фор­мата А4 насчитывается почти 9 млн точек, а при разрешении 1200 х 1200 — более 140 млн. Минимальной величиной памяти ла­зерного принтера считается 1 Мбайт, а в основном используют па­мять от 2 до 4 Мбайт, причем цветные лазерные принтеры обладают еще большей памятью.

Интерфейс более мощных лазерных принтеров выполнен в виде соединителя параллельного порта, называемого С-порт и отли­чающегося от обычного разъема Centronics более плотным располо­жением контактов, длиной кабеля, которая может составлять до 10 м, и лучшими возможностями двунаправленной скоростной пе­редачи данных. При этом имеется возможность использования стандартного разъема Centronics. В отдельных моделях применяется беспроводный интерфейс на основе инфракрасных приемопередат­чиков. В противоположность другим периферийным устройствам принтер практически всегда подсоединяется к ПК.

Язык принтера является для него тем же, чем для ПК — командный язык ОС. Набор команд языка принтера обычно содер­жится в ROM принтера и соответственно интерпретируется его ЦП. Наиболее распространенными языками для лазерных принтеров яв­ляются: PCL6 PCL (Printer Control Language версии 6), HP-GL (Hewlett-Packard Graphic Language), PostScript — стандартизованный язык описания страниц, предполагает наличие соответствующего аппаратного обеспечения. К числу его преимуществ относится то, что значительная часть информации, которую должен печатать принтер, передается в математической форме.

Светодиодные принтеры, или LED-принтеры (Light Emitting Diode), основаны на том же принципе действия, что и лазерные. Конструктивным различием является то, что барабан освещается не лучом лазера, развертка которого обеспечивается с помощью меха­нически управляемых зеркал, а неподвижной диодной строкой, со­стоящей из 2500 светодиодов, которая описывает не каждую точку, а целую строку. На основе этой технологии работают принтеры фир­мы OKI.

В принтерах с жидкокристаллическим затвором в качестве ис­точника света служит люминесцентная лампа. Свет лампы управля­ется жидкокристаллическим затвором, прерывателем света, который выполняет команды драйвера. Скорость печати такого принтера ог­раничена скоростью срабатывания жидкокристаллического затвора и не превышает 9 листов в секунду.