41162

История лазерных принтеров

Лекция

Косметология, дизайн и стилистика

На поверхности фоторецептора создается электростатическое а затем видимое изображение копируемого оригинала с последующим переносом этого изображения на бумагу или специальный материал. Формирование изображения На этапе формирования изображения на поверхности фоторецептора создается оптическое изображение оригинала. Полученное оптическое изображение должно: а обладать требуемыми геометрическими параметрами б иметь распределение освещенностей соответствующее оптическим плотностям оригинала. Проявление На этапе проявления на участки...

Русский

2013-10-23

1.9 MB

7 чел.

История лазерных принтеров

ксерография

xerografía

Look at other dictionaries:

  •  КСЕРОГРАФИЯ — (от греческого xeros - сухой и...графия), наиболее распространенный способ оперативного копирования документов в черно-белом или цветном изображении методами электрофотографии с использованием сухого порошка. Изобретена в 1938 г.… (Современная энциклопедия)
  •  КСЕРОГРАФИЯ — (ксерографическое копирование) (от греч. xeros - сухой и графия) - наиболее распространенный способ оперативного копирования документов в черно-белом или цветном изображении методами электрофотографии. Изобретен Ч. Карлсоном США) в… (Большой Энциклопедический словарь)
  •  КСЕРОГРАФИЯ —  наиболее распространенный процесс ФОТОКОПИРОВАНИЯ.… (Научно-технический энциклопедический словарь)
  •  КСЕРОГРАФИЯэлектрофотография на фотопроводящем слое диэлектрика или высокоомного полупроводника, способ копирования различных документов. Такой фотографический процесс широко применяется в учрежденческих копировальных аппаратах ксероксах. КОПИРОВАЛЬНЫЙ… (Энциклопедия Кольера)
  •  ксерография — ксерографическое копирование (от греч. xērós сухой и ...графия), способ оперативного копирования документов в чёрно белом или цветном изображении методами электрофотографии. Изобретён Ч. Карлсоном (Ch. Carlso, США) в 1938.… (Энциклопедический словарь)
  •  Ксерография — Честер Ф. Карлсон Электрографию придумал Честер Карлсон. Первый оттиск он и его помощник Отто Корнеи получили в своей домашней лаборатории в Нью Йорке 22 октября 1938 года. Патент на эту технологию был получен 6 октября 1942 года U.S. Patet… (Википедия)
  •  КСЕРОГРАФИЯ — [ гр. xeros сухой + grapho пишу] сухой электростатический метод получения копий документов, рисунков и т.д. с использованием явления светопроводимости. См. КСЕРОКС. (Источник: Словарь иностранных слов . Комлев Н.Г., 2006)… (Словарь иностранных слов русского языка)
  •  ксерография — сущ., кол во синонимов: (2) • ↑копирование (41) • ↑ксерокс (3) (Источник: Словарь синонимов ASIS , Тришин В.Н., 2009) … (Словарь синонимов)
  •  ксерография — xerographyxerography… (Большой англо-русский и русско-английский словарь)
  •  термопластичная ксерография — deformation xerography, thermoplastic xerography… (Большой англо-русский и русско-английский словарь)
  •  ксерография — ж.xérographie f… (Большой французско-русский и русско-французский словарь)

Основные определения:

Копировальный аппарат

- устройство, предназначенное для получения копий с оригиналов, выполненных на различных материалах - бумаге, пленке. Его работа основана на принципе ксерографии.
По определению Института инженеров по электротехнике и радиоэлектронике (IEEE) США ксерография - это ветвь
электростатической электрофотографии, в которой используются фотопроводники для формирования с помощью инфракрасного видимого или ультрафиолетового излучений скрытого электростатического изображения, а последнее служит для получения видимого изображения.
Ксерография базируется на двух физических явлениях:
взаимодействии электростатических зарядов и фотоэффекте.

Фоторецептор

- основной узел любого копировального аппарата. На поверхности фоторецептора создается электростатическое, а затем видимое изображение копируемого оригинала с последующим переносом этого изображения на бумагу или специальный материал.

Полный ксерографический цикл включает в себя восемь основных этапов. Эти этапы взаимосвязаны. Для получения копий хорошего качества необходимо правильное проведение каждого из этапов.


Этапы:

  1.  Зарядка

На этапе зарядки на поверхность фоторецептора наносится равномерно распределенный электростатический заряд определенной величины.

  1.  Формирование изображения

На этапе формирования изображения на поверхности фоторецептора создается оптическое изображение оригинала. Полученное оптическое изображение должно:
а) обладать требуемыми геометрическими параметрами,
б) иметь распределение освещенностей, соответствующее оптическим плотностям оригинала.

  1.  Экспонирование


На этапе экспонирования на поверхности фоторецептора создается невидимый электростатический рельеф, соответствующий исходному оптическому изображению. При этом величина поверхностного заряда на участках, содержащих изображения, отличается от величины заряда на участках, не содержащих изображения.

  1.  Проявление

На этапе проявления на участки поверхности фоторецептора, которые содержат скрытое изображение, наносятся частички тонера, которые формируют на поверхности фоторецептора видимое изображение.

  1.  Перенос

При выполнении операции переноса бумага приводится в контакт с фоторецептором. Затем бумаге сообщается такой электростатический заряд, что частички тонера отрываются от поверхности фоторецептора и притягиваются к бумаге. В результате большая часть тонера переносится на бумагу, а остатки тонера удаляются с фоторецептора на этапе очистки.

  1.  Отделение

На данном этапе бумага с нанесенным на нее тонером отделяется от фоторецептора, на котором она ранее удерживалась электростатическими силами.

  1.  Закрепление


На этапе закрепления бумага проходит между нагревательным и прижимным валиками. При этом под воздействием температуры и давления частички тонера расплавляются и впрессовываются в бумагу, создавая устойчивое к внешним воздействиям изображение.

  1.  Очистка

На этом этапе выполняется две операции:
а) разрядка фоторецептора,
б) механическое удаление остатков тонера.

В настоящее время производится много различных копиров. Однако методы реализации ксерографического процесса в них отличаются незначительно.

Фоторецепторы

Большинство этапов ксерографического процесса осуществляется с помощью фоторецептора, который является основным узлом копировального аппарата. На этапе зарядки поверхность фоторецептора заряжается. Процесс зарядки протекает в темноте и фоторецептор удерживает полученный заряд. Во время экспонирования с тех участков фоторецептора, которые подверглись воздействию света, заряд стекает на массу, так как в этом случае фоторецептор работает как проводник.
Фоторецептор состоит из двух основных частей - подложки, изготовленной из материала, хорошо проводящего электроток, и фотопроводящего слоя.

Конструкция фоторецепторов

В настоящее время используются два основных типа фоторецепторов:

  •  цилиндрические фоторецепторы,
  •  ленточные фоторецепторы.

Цилиндрические фоторецепторы представляют собой полые алюминиевые цилиндры, на внешнюю поверхность которых нанесен фотопроводящий слой. Они используются в аппаратах малой и средней производительности и имеют сравнительно небольшие габариты, их легко снимать и заменять.

Ленточные фоторецепторы представляют собой проводящую подложку в виде гибкой широкой ленты, на внешнюю сторону которой нанесен фотопроводящий слой. Обычно они используются в аппаратах большой производительности, так как на них можно практически мгновенно полностью спроецировать изображение оригинала, что значительно повышает скорость работы аппаратов. Такие фоторецепторы значительно больше по размеру, чем цилиндрические.

Прежде чем рассказать об истории лазерных принтеров, необходимо пояснить, в чем, собственно, заключается суть технологии, на которой эти устройства основаны.

В основе лазерной печати лежит всем известное статическое электричество, которое заставляет притягиваться объекты с противоположными зарядами. Принтер использует этот эффект в качестве своеобразного «клея» временного действия. Главной частью печатающего устройства является фоторецептор – обычно вращающийся цилиндр (барабан) из фотопроводящего материала, разряжаемого фотонами. Сначала барабан заряжается положительным электрическим зарядом с помощью провода коронирования. По мере вращения барабан облучается лазером, который разряжает нужные точки на его поверхности, рисуя таким образом сетку необходимых букв и изображений. По завершению сетки барабан покрывается положительно заряженным тонером (мелким черным порошком), который прилипает только к разряженным областям барабана. После этого барабан прокатывается по протягиваемому листу бумаги, который несет на себе отрицательный заряд, полученный от другого провода коронирования. Данный заряд превосходит отрицательный заряд сетки, поэтому тонер притягивается к бумаге, формируя изображение. А чтобы бумага не прилипала к барабану, сразу же после нанесения тонера она испытывает действие третьего провода коронирования. Далее бумага проходит через термофиксатор («печку») – пару нагретых роликов. При этом тонер плавится и впечатывается в волокна бумаги, которая затем наконец выползает на лоток. После нанесения тонера на лист поверхность барабана проходит под яркой лампой разрядки для полного удаления электростатической сетки и получает новый положительный заряд от провода коронирования. И так далее.



Принцип работы лазерного принтера 

А теперь перейдем к делам дней минувших. Если история струйной печати преисполнена научности и насыщена исследованиями и открытиями, то история создания и развития лазерных принтеров имеет, наверное, более деловой уклон и до известной степени связана скорее с маркетингом, нежели с наукой.

В 1938 году студент юридического факультета Честер Карлсон (который, кстати, в будущем стал адвокатом по патентным делам, чтобы подкрепить таким образом свои изобретательские таланты) получил первое ксерографическое изображение, что стало успешным результатом многих лет его работы, начавшейся из-за его недовольства медлительностью существующих мимеографов и дороговизной получаемых отпечатков. Само слово «ксерография» было образовано от греческих слов «сухой» и «писать». А смысл новой технологии заключался в использовании статического электричества для переноса сухих чернил (тонера) на бумагу.

Однако только по прошествии 8 лет, получив отказ от IBM и даже от войск связи США, в 1946 году Карлсону удалось найти компанию, которая согласилась производить придуманные им электростатические копиры. Этой компанией была Haloid Company, которая позже превратилась во всем известную Xerox Corporation.

Xerox Corporation (произносится «Зиэрокс карпэре́йшн» [ˈzɪərɒks], в русскоязычных странах распространено транслитерированное произношение «Ксерокс») — американская корпорация, один из мировых лидеров в области технологий печати и управления документами, пионер массового выпуска копировальных аппаратов.

Первый копир — Model A — был выпущен в 1949 году. В 1959 году выпущен первый автоматический офисный копир Xerox 914, который позволял копировать документы на простую бумагу. Устройство было настолько популярным, что в 1961 году прибыль компании составила около 60 млн долларов, а к концу 1965 года — более 500 млн.

В 2004 году в Xerox приняли новый корпоративный логотип — XEROX®, заменивший логотип «The Document Company — Xerox» и «цифровой» логотип X — маркетинговый знак, принятый в 1994 году.

8 января 2008 года компания впервые за 40 лет сменила свой графический логотип, на котором появился красный шар со строчной буквой X.

Xerox в СССР

Корпорация Xerox была пионером на советском рынке копировальных аппаратов: в 1968 году прошла первая выставка, в 1974 году открыто представительство в Москве. В результате по сей день в разговорном языке все копировальные аппараты (независимо от производителя) часто называют ксероксами, а фотокопии, полученные на таких аппаратах — ксерокопиями, или также ксероксами. Также в просторечии можно встретить производный глагол: ксерить (несов.), отксерить (сов.), а также отглагольное прилагательное: отксеренный.

Интересные факты

  •  Имя компании в русском языке стало нарицательным, и в результате зачастую ксероксом называют копировальное устройство вообще.
  •  Именно специалисты компании Xerox в научном центре разработок в Пало-Альто придумали компьютерную мышь и интерфейс ее использования в персональных компьютерах.

На рынок первое устройство Xerox поступило в 1949 году под названием Model A. Это было весьма громоздкое и сложное устройство. Чтобы добиться от него копии документа, нужно было произвести вручную ряд операций. И лишь десять лет спустя был коммерциализирован полностью автоматический ксерограф – Xerox 914, который был способен выдавать 7 копий в минуту. Эта модель и стала прообразом всех копиров и лазерных принтеров, появившихся впоследствии.

Xerox 914



Xerox 9700 

Над созданием лазерных принтеров Xerox начала работать в 1969 году. Успеха добился в 1978 сотрудник компании Гэри Старкуезер, который смог добавить к технологии работы существующих копиров Xerox лазерный луч, создав таким образом первый лазерный принтер. Полнодуплексный Xerox 9700 мог печатать 120 страниц в минуту (он, кстати, до сих пор остается быстрейшим лазерным принтером в мире).

 

Однако размеры устройства были просто огромны, а цена 350 тысяч долларов (без поправки на тогдашний курс) никак не укладывалась в идею «принтер в каждый дом».



LBP-4000 

В начале 1980-х спрос на устройства, превосходящие существующие матричные принтеры по качеству печати, достиг критической отметки. В 1982 году предложение последовало от компании Canon, представившей первый настольный лазерный принтер LBP-10. На следующий год компания в частном порядке продемонстрировала новую модель LBP-CX калифорнийским Apple, Diablo и HP.

На тот момент Canon требовались сильные партнеры по маркетингу своей продукции на новом для компании рынке, поскольку компания имела крепкие позиции в области камер и решений для офиса (тех же копиров), однако не имела связей, необходимых для эффективных продаж на рынке устройств обработки данных. Сначала Canon обратилась к Diablo Systems, подразделению Xerox Corporation. Это было очевидно и логично, поскольку Diablo владела большей частью рынка лепестковых принтеров, а ее маркетологи высказывали желание поместить логотип Diablo и на продукцию других производителей. Таким образом Xerox стала первой компанией, которой было предложено выводить на рынок систему CX с контроллером Canon.

Однако Xerox отклонила это предложение, поскольку вместе с японской Fuji-Xerox сама занималась разработками устройства, которое планировалось сделать лучшим настольным лазерным принтером на рынке. Но, хотя новая модель 4045 сочетала в себе копир и лазерный принтер, она весила около 50 килограммов, стоила вдвое больше CX, не имела заменяемого картриджа с тонером и обеспечивала не самое лучшее качество печати. Впоследствии бывшие маркетологи Diablo признавались, что упускать предложение Canon было довольно-таки большой ошибкой, а вышедший несколько позднее принтер HP LaserJet мог бы быть Xerox LaserJet.

В любом случае, после того как Diablo отклонила предложение Canon во Фремонте, представители последней, проехав несколько миль, навестили офисы HP в Пало Альто и Apple Computer в Купертино. Hewlett-Packard была вторым логически оправданным выбором, поскольку тесно сотрудничала с Diablo и имела достаточно широкие линейки матричных и лепестковых принтеров.



Canon LBP-CX 



HP LaserJet 

Результатом сотрудничества Canon и HP стал выпуск в 1984 году принтеров LaserJet, способных печатать 8 страниц в минуту. Их продажи весьма быстро росли и привели к тому, что к 1985 году Hewlett-Packard завладела почти всем рынком настольных лазерных принтеров. Надо учесть, что, как и в случае со струйными принтерами, новые устройства стали по-настоящему доступны лишь после разработки для них заменяемых картриджей с тонером (в данном случае разработчиком была Hewlett-Packard).

При этом вопросы удешевления новых и переработки использованных картриджей, количество которых стало намекать на проблемы с экологией, породили целую отрасль перерабатывающей промышленности, датой рождения которой можно считать 1986 год.

Принцип действия

В основе технологии лежит принцип сухого электростатического переноса. Суть этого принципа такова: источник света светит на предварительно заряженную поверхность светочувствительного вала (фотобарабана, фотовала). На тех местах, на которые попал свет, меняется заряд и к этим местам затем притягивается тонер. Затем этот тонер перетягивается за счёт электростатики на бумагу, на которой попадает в печку, где и закрепляется, под действием высокой температуры и давления. Отпечатки, сделанные таким способом, не боятся влаги, устойчивы к истиранию и выцветанию. Качество такого изображения очень высоко.

Источники света, которые используются в устройствах с технологией сухого электростатического переноса, бывают разные. В самых первых устройствах это был свет лампы, отражённой от оригинала: именно таким образом делались и делаются до сих пор аналоговые копии. Однако позже появилась технология, в которой источником света стал луч лазера. Понятно, что принтеры, в которых стал использоваться этот принцип засветки светочувствительного вала, стали называться лазерными принтерами. Луч лазера, отражённый от быстро вращающегося многогранного зеркала (призмы), пробегающий строчку за строчкой по всей длине светочувствительного вала,  прорисовывает тем самым на нём последовательно, по мере его вращения, электростатическое изображение. На засвеченные участки потом притягивается тонер. Вращаясь дальше, светочувствительный барабан входит в соприкосновение с бумагой и за счёт напряжения переноса, приводимого к бумаге посредством ролика переноса, тонер переносится на бумагу, оставаясь примагниченным к ней до тех пор, пока бумага с тонером на нём, не попадёт в узел термозакрепления (печку), где тонер будет вплавлен в бумагу, создав тем самым готовый отпечаток. Альтернативным источником света, который засвечивает фотобарабан в современном принтере, является светодиодная линейка. Она состоит из множества (от 2.5 до 10 тысяч штук, в зависимости от разрешения линейки) светодиодов, размещённых в ряд (образующих тем самым светодиодную линейку) вдоль всей длины светочувствительного вала. Засветка одной строки в светодиодном принтере происходит одновременно: по команде контроллера, те светодиоды, под которыми на светочувствительном валу должна появиться точка изображения, вспыхивают, остальные - нет. Ряды точек при вращении фотобарабана также формируют на нём электростатическое изображение, которое затем проявляется тонером и переносится на бумагу, где и закрепляется - точно так же, как описано выше для лазерной печати.

Качество печати, получаемое на принтерах, использующих эти две технологии, практически идентично и сами отпечатки обладают одинаковыми потребительскими свойствами. Однако есть и некоторые отличия.

Есть минусы и у светодиодной технологии: достаточно сложно технологически сделать все светодиоды в линейке с одинаковыми характеристиками, что может приводить к неравномерности изображения по вертикали; на сегодняшний день (январь 2005г), луч, испускаемый светодиодом, невозможно модулировать, что приводит к невозможности варьировать размер точки, которую засвечивает на фотовалу этот луч.
Начиная с мая 2005 года это ограничение перестало существовать. В мае фирмой Oki были представлены на рынках Японии, Европы и США новые принтеры моделей С9600 и С9800, свечение каждого светодиода в печатных головках которых можно модулировать, создавая многобитную растровую точку.

Рассмотрим процесс печати более подробно

(на примере светодиодных принтеров Оки)

1. Подача бумаги

Именно с этого начинается процесс печати. Бумага подаётся из лотка принтера при помощи подающего ролика. Он прижимается к пачке бумаги и вращаясь начинает сдвигать верх пачки в сторону механизма принтера. Верхний лист отделяется от остальной пачки при помощи т.н. тормозной площадки, называемой также сепаратором, которая останавливает движение всех остальных листов, подавая в принтер только один. Двигаясь дальше, лист попадает под ролик регистрации, где его передний край выравнивается. Производится это за счёт небольшой задержки вращения этого ролика, когда бумага, подаваемая непрерывно из лотка несколько "горбится" перед ним, пока он не вращается. Когда он начинает вращение, то захватывает передний край целиком и бумага продаётся в принтер ровно.

2. Зарядка фотовала

Одновременно с подачей бумаги начинается зарядка светочувствительного вала (фотобарабана). Зарядка производится при помощи Ролика зарядки (Charge Roller), на который подаётся постоянны отрицательный потенциал с Высоковольтного Блока Питания (ВВБП). Поверхность светочувствительного вала получает постоянный отрицательный заряд по всей длине вала. Следует отметить, что именно процесс зарядки фотовала традиционно сопровождался активным выделением озона. Происходило это потому, что вместо ролика зарядки ранее использовался коронатор - тонкая нить, по которой проходил ток высокого напряжения, создающий коронный разряд (отсюда и название "коронатор" или "коротрон"), создавая заряд на фотобарабане. Параллельно с зарядом фотобарабана, нить коронатора ионизировала воздух, заставляя молекулы кислорода расщепляться, образуя в большом количестве озон. Полезный в малых дозах, в больших он вреден для здоровья, приводя к головокружению и утомляемости. На сегодня практически во всех принтерах коронатор заменён роликом зарядки, при работе которого не образуется озон.

3. Засветка

Светодиодная линейка (или в случае с лазерными принтерами - сканирующий по длине фотовала луч лазера) освещает отрицательно заряженную поверхность фотобарабана. Места, которые должны быть засвечены на фотобарабане, определяются контроллером построения изображения. На тех местах, куда попадает луч света, отрицательный заряд снимается, становясь нулевым. Тем самым на поверхности фотобарабана создаётся электростатическое изображение будущего отпечатка.

4. Проявка

Отрицательно заряженный ролик подачи тонера придаёт тонеру отрицательный заряд и подаёт его на ролик проявки. Дозирующее лезвие распределяет его на этом ролике тонким ровным слоем. После этого тонер входит в контакт с фотобарабаном и притягивается на него в тех местах, где отрицательный заряд был снят путём засветки. Тем самым электростатическое  (невидимое) изображение преобразуется в видимое (проявляется). Притянутый к фотобарабану тонер движется на нём дальше, пока не приходит в соприкосновение с бумагой.

5. Перенос

В месте контакта фотобарабана с бумагой, под бумагой находится ещё один ролик, называемый роликом переноса. На него подаётся положительный заряд, который он сообщает и бумаге, с которой контактирует. Частички тонера, войдя в соприкоснове-ние с положительно заряженной бумагой, перетягиваются на неё и удерживаются на поверхности за счёт электростатики. Если в этот момент посмотреть на бумагу, на ней будет сформировано полностью готовое изображение, которое, однако можно легко разрушить, проведя по нему пальцем: изображение состоит из притянутого к бумаге порошка тонера, ничем другим, кроме электростатики, на бумаге не удерживаемое. Для получения финального отпечатка изображение необходимо закрепить.

6. Закрепление

Закрепляется изображение за счёт нагрева и давления. Происходит этот процесс в печке (фьюзере). Она состоит из двух валов - верхний вал, внутри которого находится нагревательный элемент (обычно - галогенная лампа), называемый термовалом и нижний вал (прижимной ролик), который прижимает бумагу к верхнему за счёт подпорной пружины. За температурой термовала следит термодатчик (термистор). При нагреве бумаги тонер, притянутый к ней, расплавляется и в жидком виде вжимается в текстуру бумаги. Выйдя из печки тонер быстро застывает, что создаёт постоянное изображение, устойчивое к внешним воздействиям. Чтобы бумага, на которой нанесён тонер, не прилипала к термовалу, на нём выполнены отделители бумаги. Следует отметить, что термовал - не единственная реализация нагревателя. Альтернативой является печка, в которой используется термоплёнка: специальный гибкий материал с на нагревательными элементами в своей структуре. Преимущество печек с термоплёнкой состоит в том, что они очень быстро (практически сразу после включения принтера) выходят на рабочую температуру, в то время как печке с термовалами необходимо время, чтобы прогреться перед началом работы. С другой стороны, плёнка более подвержена повреждениям, в случае если внутрь печки попадёт твёрдый предмет.

7. Очистка

В процессе переноса не весь тонер, который должен был попасть на бумагу, в действительности на неё попадает. Часть тонера остаётся на поверхности фотобарабана. Для её очистки в светодиодных принтерах Оки существует специальный чистящий цикл. Он выполняется после каждых 10 листов или принудительно запускается вручную пользователем. В процессе этого цикла, напряжение подаётся на специальный ролик очистки (находящийся ниже ролика заряда). Тонер перетягивается на этот ролик, а затем вновь возвращается на фотобарабан. На его поверхности он доходит до ролика проявки, на который на цикле очистки подаётся положительный потенциал, что заставляет тонер переходить на него и возвращаться в бункер со свежим тонером. Таким образом работает система рециркуляции, позволяющая повторно использовать тонер, который не попал на бумагу. Надо сказать, что это не самая распространённая схема. В большом количестве принтеров не используется рециркуляция. Вместо ролика очистки в картриджах таких принтеров стоит чистящее лезвие (Cleaning Blade), которое механически "срезает" остатки тонера с поверхности фотобарабана и отправляет их в специальный бункер сбора отработки - полость внутри картриджа, заизолированную от полости, где находится свежий тонер. У каждого из таких подходов есть плюсы и минусы. Плюсом картриджей с бункером отработки является то, что тонер, участвующий в печати, всегда чистый, свободный от мусора, который может попасть в него с бумаги. Плюсом картриджей с рециркуляцией является заметная (до 30%) экономия тонера. При использовании качественной бумаги больших проблем не возникает и с мусором, но если на бумаге экономить, наличие рециркуляции быстро приведёт к ухудшению качества печати за счёт загрязнения тонера и износа валов внутри картриджа.

Цветная лазерная и светодиодная печать

Основные принципы построения изображения и перевода его с "языка цифр" в видимый отпечаток полностью аналогичны тому, как это происходит в чёрно-белых принтерах. Поэтому рассмотрим здесь только создание цветного изображения, используемые для этого элементы и технологические решения. Для создания цветного изображения принтер должен сформировать на бумаге 4 накладывающихся друг на друга изображения, каждое из которых будет окрашено в свой цвет: голубой, пурпурный, жёлтый или чёрный. Это основные полиграфические цвета, участвующие в субтрактивной модели создания цветного изображения. Существуют 2 различных способа создания полноцветного изображения: многопроходная и однопроходная технология.


Многопроходная технология 

подразумевает наличие в принтере промежуточного носителя (т.н. ремня переноса изображения) на который на каждом из проходов попадает изображение своего цвета. После формирования всех четырёх изображений готовая полноцветная картинка переводится с ремня переноса на бумагу точно так же, как в рассмотренном выше чёрно-белом варианте на этапе 5. Такая технология очень хорошо отработана - принтеры и копировальные аппараты, использующие её, были самыми первыми полноцветными устройствами. На сегодня эта технология используется в основном в самых младших моделях цветных лазерных принтеров, что позволяет делать их весьма дешёвыми. Одним из основных недостатков такой технологии считается достаточно низкая скорость цветной печати (для формирования полноцветного изображения, как хорошо видно на анимации слева, механизм принтера вынужден совершить 4 рабочих хода). Кроме того, в силу достаточно большого количества подвижных элементов внутри принтера, при работе такого механизма создаётся много шума (особый вклад в это вносит вращающийся револьвер с тонер-картриджами). Скорость чёрно-белой печати таких принтеров обычно приближается к скорости печати хороших сетевых принтеров, а себестоимость чёрно-белой печати практически равна себестоимости печати на обычном чёрно-белом принтере. Необходимо обратить внимание, что ресурс фотобарабана и ремня переноса изображений для многопроходных принтеров обычно заявляются для чёрно-белых отпечатков. При цветной пе

чати заявленный ресурс надо делить на 4.

Однопроходная печать (в наиболее характерной своей реализации, в том числе используемой и в цветных принтерах Оки) подразумевает наличие в принтере четырёх печатных механизмов, расположенных в ряд (тандемный тип) и создающих полноцветное изображение непосредственно на бумаге за один проход. Бумага движется на транспортном ремне через принтер и проходит последовательно под каждым из четырёх цветных фотобарабанов, с которых на неё переносится тонер, в результате чего за один проход создаётся полностью сформировавшееся цветное изображение. Такой способ формирования изображения позволяет достигать весьма высокой скорости цветной печати, в 3-4 раза превышающей скорость печати многопроходных принтеров (что очевидно). Скорость чёрно-белой печати при этом также весьма высока. При чёрно-белой печати печатные барабаны цветов C,M и Y поднимаются над поверхностью бумаги и не принимают участия в создании изображения, благодаря чему их ресурс при чёрно-белой печати не расходуется. А чёрный барабан имеет возможность вращаться быстрее, так как отсутствуют дополнительные потребители энергии в виде трёх других фотобарабанов. Благодаря прямому маршруту прохождения бумаги появляется возможность использовать носители достаточно большой плотности, а кроме того, в силу отсутствия промежуточных носителей, можно использовать материалы превышающие стандартную длину: в частности печатать на баннерах длиной до 1.2 метра! Однопроходная технология цветной печати, впервые реализованная на бюджетных цветных принтерах именно фирмой OKI (модель OKIPAGE 8c, появившаяся в начале 1998 года), стала возможной в основном благодаря тому, что для засветки фотовалов используются компактные светодиодные линейки, а не громоздкие оптико-механические лазерные системы.

Однако, для достижения быстрой цветной печати, сегодня однопроходная технология используется в цветных принтерах многих производителей (хотя далеко не для всех очевидно, что скорость печати вообще является важным фактором для цветных принтеров). Но реализация часто отличается от изложенной выше. Справа приведён один из примеров (применяется в принтерах Konica-Minolta и Xerox). Для печати используется печатный картридж, в котором содержится 3 вала, два из которых формируют промежуточное двух-цветное изображение, а на третьем изображения с двух валов складываются и формируют полноценное цветное изображение, которое тут же наносится на бумаги и закрепляется в печке. Для засветки фотовалов используется остроумная система разделения лазерных лучей, имеющая фирменное название у каждого из производителей. Очевидным недостатком такой системы является невозможность экономии ресурса неиспользуемых валов при чёрно-белой печати: ведь все 3 вала всегда будут находиться во взаимном соприкосновении и постоянно вращаться вне зависимости от того, цветное изображение создаёт принтер или чёрно-белое. С другой стороны принтеры, использующие такой метод формирования изображения, являются весьма компактными и у них удобно реализован доступ к расходным материалам. Да и печатный картридж всего один вместо четырёх, как в рассмотренном выше варианте. Следует отметить, что расходными материалами для цветных принтеров являются 4 тонера (по цветам CMYK), которые устанавливаются в принтер по отдельности; фотобарабан или фотобарабаны (для однопроходной печати), ремень переноса для многопроходного принтера и транспортный ремень в однопроходных принтерах, а также печка. Часто производители не заявляют печку в качестве расходного материала, но обычно её ресурс заметно ниже ресурса самого принтера и пользователю рано или поздно нужно будет её заменить. Лёгкость замены и отсутствие необходимости производить замену при помощи сервисного инженера может являться заметным преимуществом.
В отличие от чёрно-белых принтеров, в цветных не может быть применена
система рециркуляции тонера, потому как в процессе работы тем или иным образом тонер одного цвета может попасть в зону картриджа другого цвета. Если при этом он будет отправлен в систему рециркуляции, то цвет его будет отличаться от чистого и создать нормальное изображение будет невозможно. Поэтому в цветных принтерах всегда используется сброс отработанного тонера в бункер и его последующая утилизация. Бункер при этом может быть организован как в качестве отдельной ёмкости (которую можно либо заменить, как рекомендовано, либо просто опорожнить, как чаще всего и делают), так и в виде заизолированной полости непосредственно в тонер-картридже.

Светодиодная линейка в деталях

Светодиодная (LED - от Light Emitting Diode) линейка является источником света, засвечивающим поверхность фотобарабана в светодиодных принтерах. По своей сути она является альтернативой лазеру с оптической системой развёртки в классическом лазерном принтере и полностью заменяет его функцию, не меняя технологии электрографии.
Светодиодная линейка состоит из набора отдельных источников света - светодиодов, ра
змещённых на текстолитовой плате. На одном дюйме светодиодной линейки может размещаться 300, 600 или 1200 отдельных светодиодов, что будет определять разрешающую способность принтера, в котором такая светодиодная линейка используется.

Свет от источников проходит через линзы, собранные в 2 ряда.

Линзы представляют собой 7-миллиметровые отрезки оптоволокна. Каждый из таких отрезков проводит через себя свет от нескольких источников,

при этом свет проходит через линзу по спирали и попадает всегда на строго определённое место фотобарабана.

Важным параметром является правильное фокусное расстояние от торца линзы до поверхности фотобарабана. Если оно не выдержано, то изображение на отпечатке будет размытым. Для обеспечения необходимого расстояния в цветных светодиодных принтерах используются специальные прецизионные фокусирующие вставки, одним краем опирающиеся на поверхность фотобарабана, а другим - на регулировочный эксцентрик, размещённый на корпусе светодиодной линейки.


4.Твердочернильная печать

Твердочернильные принтеры являются достаточно интересным технологическим решением, предложенным в своё время фирмой Tektronix и теперь перешедшим к фирме Xerox. Вот схематическое изображение основных элементов твердочернильного принтера:

Печатающим элементом такого принтера является пьезоструйная головка. Она движется вдоль вала переноса, который, в свою очередь, вращается. По мере вращения вала и движения головки, вся поверхность вала последовательно покрывается зеркальным изображением будущего отпечатка. Когда изображение сформировано на валу, в принтер подаётся бумага и изображение с вала переносится на бумагу, где и остаётся, создавая отпечаток.
Самым интересным в этой технологии является краситель. Он представляет из себя цветные воскообра
зные бруски. Они уложены в 4 направляющих по цветам CMYK и подпружинены. При начале работы нагреватели, расположенные в конце каждой из направляющих, расплавляют бруски и жидкий расплав попадает в ёмкости, размещённые на печатающей головке. Эти ёмкости постоянно подогреваются и краситель содержится в них в жидком виде. Далее процесс печати практически не отличается от струйного: по каналам краситель подаётся к соплам, откуда выстреливается за счёт пьезоэффекта. Вал переноса, на котором создаётся изображение, тоже подогревается с тем, чтобы нанесенный на него краситель находился в жидком виде и именно в таком виде попадал бы на бумагу. Длина окружности вала переноса соответствует максимально допустимой для принтера длине листа: понятно, что перенос изображения на бумагу осуществляется за один оборот вала переноса. Изображение переходит на бумагу за счёт вдавливания красителя в её поверхность, что достигается посредством прижимного ролика. На бумаге краситель мгновенно застывает, создавая окончательный отпечаток.

Преимущества технологии очевидны: будучи построенными на основе струйной печати, принтеры позволяют производить очень высококачественные изображения. В силу высокой вязкости красителя невозможно достичь очень малого объёма капли, чем хвастают современные струйные принтеры, но и то, что достигается, позволяет получать отличные результаты. Принтеры, работающие на этой технологии, позволяют получать очень сочные цвета и весьма плотные заливки (плашки). Изображение получается глянцевым, нарядным. В связи с тем, что при печати носитель не подвергается воздействию высокой температуры, есть возможность печатать на довольно плотных и толстых носителях, в том числе - на пластике.

К сожалению, хватает и недостатков. Первый - неустойчивость отпечатков к физическому воздействию. Напомню, что краситель представляет собой воскоподобное вещество, которое может быть легко отделено от бумаги, стоит лишь поцарапать изображение. Боится отпечаток, также, сильного нагрева - в ламинаторе изображение "плывёт", не удержится оно, также, в случае попадания под прямые солнечные лучи летом (к примеру, если отпечаток оставлен в запертом автомобиле, оставленном на солнце). Изображение может частично отслаиваться и после долгого контакта с другим листом бумаги под прессом (отпечаток оставлен в папке, которая лежит в стопке документов). Ещё один, довольно большой недостаток, происходит от особенности технологии: этот принтер нельзя выключать. Если он выключен, то перед началом следующей работы принтер сливает все, что осталось в ёмкости с расплавленным красителем, в контейнер сбора отработки в связи с тем, что застывший и вновь расплавленный краситель перестаёт обладать необходимыми для нормальной печати свойствами. Потери красителя, происходящие при каждом включении принтера, делают экономически оправданным приобретение мощного источника бесперебойного питания (UPS) с тем, чтобы предотвратить возможности остановки принтера при аварийном прекращении подачи электроэнергии: 3-4 выключения по стоимости могут сравняться с недорогим UPS! Ну и, наконец, для такого принтера не существует альтернативных заправок, что делает невозможным снижение стоимости печати.

Видимо, недостатки технологии пересилили её бесспорные достоинства и ни один другой производитель, кроме Xerox, не производит принтеров, построенных на её основе. А жаль - появись конкуренция, обязательно появилась бы и альтернативная заправка, да и некоторые другие недостатки, возможно, удалось бы устранить общими усилиями...


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

18218. Загальні основи навчання рухових дій 126 KB
  Змістовий модуль 2 Тема 5. Загальні основи навчання рухових дій. Особливості навчання у фізичному вихованні. 1.1. Зміст спеціальних фізкультурноспортивних знань. 1.2. Класифікація рівнів засвоєння знань. Рухові уміння та навички. 2.1. Характеристика
18219. Загальна характеристика та основи методики розвитку рухових здібностей 262 KB
  Змістовий модуль 3 Тема 6. Загальна характеристика та основи методики розвитку рухових здібностей. Поняття про рухові здібності та основні форми їх прояву. 1.1. Визначення поняття рухові здібності€ потенціальні€ та актуальні€ рухові здібності конди
18220. Теорія і методика фізичного виховання, як наукова та навчальна дисципліна. Система фізичного виховання 122 KB
  Змістовий модуль 1 Тема 1. Теорія і методика фізичного виховання як наукова та навчальна дисципліна. Система фізичного виховання. Під терміном теорія€ в науці і зокрема в ТМФВ розуміють систему основних ідей форму наукового знання що дає цілісне уявлення про законо...
18221. Урок – основна форма фізичного виховання молодших школярів 308.5 KB
  Змістовий модуль 4 Тема 8. Урок – основна форма фізичного виховання молодших школярів. Зміст навчального предмету Фізична культура€. 1.1. Аналіз програми Основи здоров’я і фізична культура€ Київ 2001 року програмовий матеріал години на проходження зміст к...
18222. Фізична культура в системі виховання дітей шкільного віку 106.5 KB
  Змістовий модуль 5 Тема 10. Фізична культура в системі виховання дітей шкільного віку. План. Соціальнопедагогічне значення фізичної культури дітей шкільного віку. 1.1. Мета завдання спрямованість фізичного виховання школярів. 1.2. Вікові особливості розвитк...
18223. Форми організації занять фізичними вправами в школі 174 KB
  Змістовий модуль 4 Тема 7. Форми організації занять фізичними вправами в школі. Форми фізичного виховання протягом навчального дня. 1.1. Гімнастика перед заняттями. 1.2. Фізкультурні хвилинки і фізкультурні паузи. 1.3. Години здоров’я. 1.4. Спортивна година в групах подо...
18224. Математичні терміни 154.5 KB
  Математичні терміни. Твердження судження думка в якій виділяється певний об'єкт встановлюються його властивості або зв'язки з іншими об'єктами. Ознака думка про властивість об'єктів. Ознака істотна – ознака без якої об'єкт існувати не може. Ознака неі...
18225. Поняття інформаційних системи, б/д - визначення, властивості, етапи розвитку, класифікація; інформаційна модель концептуального рівня 94.5 KB
  Поняття інформаційних системи б/д визначення властивості етапи розвитку класифікація; інформаційна модель концептуального рівня. 1.1. Поняття інформаційної системи. При самому загальному підході інформаційну систему ІС можна визначити як сукупність організац
18226. Реляційне числення. Мова Альфа 87.5 KB
  Реляційне числення. Мова €œАльфа€ Реляційне числення Кодда є одним із найважливіших наріжних каменів теорії реляційних моделей баз даних. У СУБД що існували до появи реляційного підходу було багато засобів для обробки даних і формулювання запитів. Основою для їх р