63467

Струйная печать

Лекция

Информатика, кибернетика и программирование

Лишние капли отклоняющая система направляет в систему сбора и рециркуляции чернил чтобы затем использовать их вновь иначе расход красителя сделал бы себестоимость печати дорогой. Так в коммерческих системах печати капли генерируются...

Русский

2014-06-20

370 KB

2 чел.

Струйная печать.

В промышленных печатающих устройствах нашла применение технология, разработанная корпорацией IBM, непрерывной струйной печати (НСП). В домашних и офисных струйных принтерах используется импульсная струйная печать (ИСП). Печатающая головка в системе НСП так же, как и в импульсных системах, выстреливает краситель каплями, формируемыми, например, пьезоэлектрическим элементом, но делает это непрерывно, что и дало название технологии. После того как капля покинула печатающую головку, она проходит через электроды и приобретает электрический заряд. Затем на пути к носителю (бумаге) капле предстоит пройти через отклоняющую систему, создающую электрическое поле высокой напряженности и тем самым меняющую траекторию полета капли. В результате капли попадают на бумагу только в те места, куда им следует попасть для формирования изображения. Лишние капли отклоняющая система направляет в систему сбора и рециркуляции чернил, чтобы затем использовать их вновь, иначе расход красителя сделал бы себестоимость печати дорогой. НСП отличается весьма крупными объемами капель (от 100 пл и выше) и очень высокой скоростью их создания. Так, в коммерческих системах печати капли генерируются с частотой до 150 кГц, а в специальных системах частота доходит до 1 МГц. Как следует из сути технологии НСП, к чернилам предъявляются особые требования, в частности, они обязаны быть электропроводными. Поскольку НСП подразумевает использование дорогого оборудования и высокую стоимость владения (эксплуатации и обслуживания), подобные системы получили распространение преимущественно в промышленной сфере.

В настоящее время наиболее популярны импульсные системы струйной печати. Существует несколько технологий ИСП.

Твердочернильная технология. 

Одна из разновидностей ИСП, является твердочернильная технология. Самым известным примером печати с использованием твердых чернил была компания Tektronix (принтерная часть которой впоследствии отошла фирме Xerox). В ее твердочернильных принтерах красители в исходном состоянии представляют собой восковые палочки четырех основных цветов модели CMYK1. Во время работы нагревательные элементы расплавляют воск, который стекает в резервуары, где также поддерживается температура, при которой красители остаются в жидком состоянии. При печати чернила из резервуаров закачиваются в печатающую головку, откуда выстреливаются капельками в нужных для формирования изображения количествах. Заключительный этап печати — «разглаживание» нанесенных на бумагу чернил с помощью валиков, после чего поверхность отпечатка приобретает глянец. Главное преимущество твердочернильных аппаратов в том, что красители совершенно не впитываются в бумагу, благодаря чему исключается их растекание и достигается высокое качество вывода. Недостатков у твердочерниль-ной технологии два: высокая стоимость отпечатков и их относительно низкая устойчивость к механическим воздействиям. Однако когда требуется достичь достоверной цветопередачи (например, при изготовлении цветопроб), у принтеров с твердыми чернилами есть приимущества.

Термоструйная и пьезоэлектрическая технологии струйной печати.  

В реальности на рынке струйных принтеров широко применяются только системы импульсной печати основанные на  термоструйной и пьезоэлектрической технологии печати. Основных фирм-изготовителей струйных принтеров всего четыре — Canon, Epson, Hewlett-Packard и Lexmark. Из этих фирм только  Epson остается бессменным и единственным приверженцем пьезоэлектрической конструкции, остальные же три компании развивают термоструйную печать.

При термоструйной печати в качестве элемента, вызывающего выброс капель из сопел печатающей головки, служат встроенные в головку нагревательные элементы (терморезисторы). При подаче кратковременного напряжения температура нагревательного элемента резко (в течение микросекунд) возрастает до нескольких сотен градусов и вызывает мгновенное вскипание и испарение контактирующих с ним чернил. Возникающий при этом пузырек пара и выполняет роль элемента, создающего давление и заставляющего чернила «выстреливать» из сопла. Затем напряжение с терморезистора снимается, он остывает, при этом исчезает и газовый пузырек, тем самым способствуя всасыванию в головку очередной порции чернил.

 

Рис. Термоструйная печать (HP, Lexmark)

Несмотря на то, что принтеры Canon, Hewlett-Packard и Lexmark роднит одна и та же технология, они имеют свои конструктивные особенности.

В аппаратах фирм Hewlett-Packard и Lexmark чернила поступают в, условно говоря, отдельную камеру, где и установлен терморезистор. Как можно видеть на рисунке, капля «выстреливается» в том же направлении, в котором образуется газовый пузырек.

Компания Canon пошла несколько иным путем. В «пузырьково-струйных» (Bubble-Jet) принтерах Canon пузырьки образуются в направлении, перпендикулярном выбросу капель из сопел. Такое решение дешевле в производстве и теоретически обеспечивает меньшую точность «серийных выстрелов» (хотя на практике последнее заметить трудно). В современных моделях принтеров, использующих термоструйную технологию печати, частота генерирования капель составляет десятки килогерц, а микроскопические дюзы формируют капли минимальным объемом 1 пл. При этом печатающие головки, изготавливаемые фотолитографическим способом, могут содержать свыше шести тысяч сопел. Стоит заметить, что фирмы по-разному подходят к вопросу о том, как именно должна быть выполнена печатающая головка.

Рис. Пузырьково-струйная термопечать (Canon)

В изделиях  Lexmark печатающая головка — часть картриджа, и потому ее ресурс невелик (соплам достаточно выработать лишь содержащееся в картридже количество чернил), но также невелики и проблемы в случае, если головка, к примеру, пересохнет — пользователь просто меняет картридж и продолжает работу. Аналогичная конструкция применяется и в большинстве принтеров Hewlett-Packard (исключение — последние модели с технологией SPT).

Иначе выполнен ряд аппаратов Canon, у которых печатающая головка представляет собой отдельный (и довольно дорогой) блок с большим ресурсом, при необходимости легко заменяемый другим, а чернила поступают из устанавливаемых в этот блок картриджей.

В основе развиваемой компанией Epson пьезоэлектрической технологии (разработка таких печатающих головок началась еще в 1970-е гг.) лежит явление обратного пьезоэлектрического эффекта, при котором пьезокристалл изменяет свою форму (изгибается) под воздействием электрического напряжения. В каждом сопле пьезоэлектрической головки установлен многослойный пьезоэлемент (толщина которого измеряется микронами), конструктивно связанный с диафрагмой-мениском. При подаче электрического импульса пьезоэлемент деформируется, вследствие этого меняется положение диафрагмы, которая и выталкивает порцию чернил из сопла. Для точного дозирования и формирования капли, а также уменьшения количества мелких паразитных капель диафрагма-мениск в момент выстрела движется сначала в поступательном, а затем в обратном направлении, т. е. совершает цикл выталкивания-втягивания чернил. Такой механизм позволяет получать капли малых размеров, не прибегая к существенному уменьшению диаметров сопел, как это присуще термоструйной печати. Пьезоэлектрические головки значительно дороже в производстве термоструйных, поэтому в случае возникновения каких-либо проблем замена головки возможна только в условиях сервис-центра и в любом случае обойдется весьма недешево (до 2/3 цены принтера). Необходимо отметить, что, несмотря на сравнительно большие размеры сопел в пьезоэлектрических головках, принтеры на их основе предполагают более регулярное использование, чем термоструйные   модели,   иначе   неизбежны   повышенные траты дорогих чернил на прочистку головок - иными словами, рост себестоимости печати.

Рис. Пьезоэлектрическая струйная печать

Перспективы развития струйной печати.

На данный момент качество и скорость печати струйных принтеров (во всяком случае, их старших моделей) достигли столь высокого уровня, что дальнейшие улучшения в этих направлениях носят лишь эволюционный характер. Значительно актуальнее проблема повышения эффективности печати, т.к. основная статья расходов у владельцев струйных принтеров приходится на покупку картриджей. Однако многие пользователи даже не подозревают, как много чернил уходит на обслуживание принтера, а вовсе не на печать. Если принтер работает с постоянной нагрузкой, то доля чернил, уходящих «не по назначению», относительно невелика. Но вот при не слишком регулярной печати (т. е. в обычном для многих режиме работы «включил-выключил») на плановые и вынужденные прочистки печатающей головки может расходоваться чуть ли не 40% содержимого картриджей, плюс еще некоторое количество остается неизрасходованным в совмещенных картриджах.

Последнее обстоятельство требует некоторого пояснения. Принято считать, что совмещенные картриджи (когда в одном картридже находится три резервуара с разными чернилами) — чуть ли не главная причина неэкономной траты денег на печать, и значительно выгоднее применять системы с раздельными картриджами. Разумеется, если вы печатаете преимущественно тонированные (с преобладанием какого-либо одного цвета) изображения, то данное утверждение абсолютно справедливо. Но в реальной жизни, как правило, такое встречается редко, и доля остающихся в картридже неизрасходованных чернил невелика. Кроме того, в новых моделях компактных фотопринтеров Hewlett-Packard соотношение объемов разных чернил в совмещенных картриджах выбрано с учетом их среднего расхода при печати «среднестатистической» фотографии, чтобы минимизировать неизрасходованные остатки. Сторонники устройств с раздельными картриджами часто забывают о том, что при замене даже одного картриджа принтер расходует чернила из всех картриджей на прочистку головки, так что говорить о полной независимости картриджей друг от друга не приходится.

В свете вышесказанного очень привлекательной представляется технология, недавно предложенная компанией Hewlett-Packard и получившая название «Масштабируемая технология печати» (Scalable Printing Technology, SPT). Сразу заметим, что слово «масштабируемая» относится к производству, а не к эксплуатации готового устройства, так как позволяет фирме создавать принтеры различной конфигурации на основе исходных «кирпичиков». С точки зрения пользователя система SPT интересна, главным образом, повышением эффективности печати, т. е. расходом чернил по прямому назначению. По информации фирмы, разработка технологии SPT велась в течение пяти лет и потребовала инвестиций в размере более миллиарда долларов.

Суть новой системы HP легко понять на примере одного из принтеров, построенных по технологии SPT. В отличие от других бытовых струйных принтеров, раздельные картриджи здесь не перемещаются вместе с печатающей головкой, а устанавливаются на неподвижную панель. Печатающая головка (как и в случае с принтерами Epson, она монтируется на заводе) снабжена резервуарами, периодически заполняемыми чернилами по гибким трубкам с помощью реверсивного насоса. Любопытно заметить, что конструкция головки такова, что объема чернил в резервуарах всегда заведомо хватает на печать полной страницы, т. е. пользователь застрахован от такой неприятной вещи, как окончание красителя в середине операции. Картриджи в системе SPT — это простые емкости для чернил без каких-либо абсорбирующих элементов, ибо таковые не нужны. Главная же отличительная особенность таких картриджей в том, что они не только отдают чернила, но и принимают их обратно, для чего оснащены двумя клапанами. И именно циркуляция чернил между головкой и картриджами — главная изюминка технологии масштабируемой печати. Иными словами, отныне все чернила, требующиеся для прочистки подсохших сопел, не пропадают, а предварительно очистившись от воздушных пузырьков — этих злейших врагов печатающей головки, снова поступают в картридж. Таким образом, даже если вы будете включать принтер только от случая к случаю, это не приведет к увеличению себестоимости отпечатков.

Технология Hewlett-Packard названа «масштабируемой» потому, что она подразумевает использование усовершенствованного процесса литографии, позволяющего изготавливать цельные печатающие головки, а не собирать их из отдельных элементов. Таким образом, фирма при необходимости может наращивать печатающую головку в обоих направлениях: в длину — для повышения производительности, и в ширину (т. е. вводя дополнительные линейки сопел) — для увеличения числа цветов. Каковы будут последствия этого нововведения HP — покажет время. Недостатки технологии SPT в том, что система, словно сама просится, чтобы к неподвижным картриджам подвести трубки, соединенные с емкостями, содержащими контрафактные чернила, и легко превратить ее в одну из ныне популярных (и полулегальных) систем непрерывной подачи чернил (СНПЧ). Разумеется, истинного качества, обеспечиваемого настоящими чернилами, при этом не добиться, и с несменной головкой наверняка возможны потенциальные проблемы.

Типы чернил для струйной печати.

По типу красящего вещества применяемые в принтерах чернила делятся на два основных типа: пигментные и на основе красителя. Кроме того, существует некая промежуточная разновидность, иногда именуемая быстросохнущими водостойкими чернилами.

Пигментные чернила представляют собой взвесь твердых (нерастворимых в воде) окрашенных частичек, которые при нанесении на бумагу приклеиваются к ее поверхности, не проникая вглубь. Как правило, пигментные красители применяются в черных картриджах, так как достичь правильной цветопередачи при использовании цветного пигмента значительно сложнее, чем с помощью чернил на основе красителя. Впрочем, опыт фирмы Epson, активно экспериментирующей именно с пигментными чернилами, свидетельствует, что и здесь «возможны варианты».

Чернила на основе красителя не защищены от воздействия влаги, поскольку в качестве растворителя в них используется деионизированная вода, но отлично подходят, например, для фотопечати. Именно поэтому во многих универсальных принтерах, рассчитанных на вывод как офисных, так и полноцветных графических документов, используется сочетание цветных чернил на основе красителя и черных на основе пигмента.

Следует понимать, что устойчивость к воде в ряде случаев зависит не только от чернил, но и от носителя, на который они нанесены. Кроме того, даже пигментные красители порой бессильны, если отпечаток намочить, а затем с некоторым усилием провести по его поверхности, скажем, пальцем. В то же время без механического воздействия никаких следов от попавшей на отпечаток воды не останется (если, конечно, не считать коробления самой бумаги).

Характеристики струйных принтеров.

  •  Производитель.
  •  Технология печати (3-, 4-, 5-, 6-цветная)
  •  Разрешение, dpi (4800x12000, 9600x2400)
  •  Объем капли, pl (5, 2, 1)
  •  Формат (А4, А3, А2, А1, А0)
  •  Скорость ч/б печати, смешанной  печати, цветной  печати2 , стр/мин (14, 25, 29, 30 …) или м2/ч (для широкоформатных принтеров – плоттеров)
  •  Скорость фотопечати,  сек на 1 фотографию 10*15см
  •  Тип установленного процессора
  •  Встроенная память стандартная/максимальная, Мб
  •  Интерфейс подключения (USB, FireWare)
  •  Стандартные языки управления принтером
  •  Максимальное количество отпечатанных страниц в месяц
  •  Ресурс картриджа чб/цвет/фото, страниц (300/170, 195/155, 450/450 …)
  •  Дополнительные возможности: кардридер (для подключения карт памяти),                                                       ЖК-экран, печать без подключения ПК, печать на рулонной бумаге и др.
  •  Потребляема мощность (в режиме ожидания, в режиме работы)
  •  Габариты
  •  Масса
  •  Дополнительное программное обеспечение.

Лазерные принтеры.

Лазерный принтер - это устройство, формирующее на бумаге или другом носителе (прозрачной пленке, специальной ткани  и  пр.) полученное от компьютера   изображение   способом   электрофотографии, т. е. используя способность некоторых материалов изменять свой электрический заряд под воздействием светового излучения.

Электрофотографический принцип печати. Первый коммерческий аппарат основанный электрофотографическом принципе печати  был разработан в 1959 г. Назывался он Automatic Xerographic Machine, или просто Xerox 914. С тех пор слово «ксерокс» стало нарицательным, обозначающим любой копировальный аппарат, поскольку все они базировались именно на принципе ксерографии. Оригинал освещался перемещавшейся вдоль него сильной лампой, отраженный свет попадал на вращающийся синхронно с ее движением заряженный фоточувствительный барабан и разряжал те участки, где в оригинале не было изображения. Затем на барабан наносился черный порошок из термопластичного полимера (тонер), причем его частицы прилипали к барабану только в тех местах, где оставался электрический заряд, т. е. тех, которые соответствовали темным участкам оригинала. Барабан прокатывался по чистому листу бумаги, также предварительно заряженному зарядом противоположной полярности, и частицы тонера переходили с барабана на бумагу. После этого оставалось только закрепить порошок на бумаге путем нагревания до высокой температуры. При этом частицы тонера плавились и «вплавлялись» в бумагу, образуя стойкое изображение.

Следующий шаг, приведший к появлению лазерного принтера, был сделан в знаменитом теперь Исследовательском центре корпорации Xerox в Пало-Альто (PARC). Гэри Старкуэзер (Gary Starkweather), взяв за основу копир 914, оснастил его вместо лампы лазером, модулированный луч которого, отклоняемый вращающимся зеркалом в виде 10-гранной призмы, построчно «рисовал» изображение на фоточувствительном барабане подобно тому, как это делает электронный пучок на экране ЭЛТ. Дальнейший процесс нанесения на барабан тонера, переноса изображения на бумагу и его термического закрепления оставался тем же, что и в копировальном аппарате. Первый в мире лазерный принтер под названием EARS (Electronic Array Raster Scanner), созданный группой Старкуэзера, увидел свет в ноябре 1971 г. Подобные принтеры представляли собой огромные машины стоимостью в несколько сот тысяч долларов.

Первый лазерный печатающий механизм «персонального» класса был создан одним из самых известных изготовителей копировальной техники — японской компанией Canon. Назывался он LBP-CX (LBP — аббревиатура от Laser Beam Printer, т. е. «печатающее устройство с лазерным лучом»). Но к нему необходимо было добавить электронику и ПО, позволяющие построить полноценный принтер. За разработку недостающих компонентов взялась компания Hewlett-Packard. Так в 1984 г. появился HP LaserJet, положивший начало самой популярной на рынке серии лазерных принтеров.

Успех лазерных принтеров на рынке офисной печати объясняется их высоким (близким к типографскому) качеством вывода документов, стойкостью отпечатков к внешним воздействиям, высокой надежностью и долговечностью, небольшой (по сравнению со струйными принтерами) стоимостью отпечатанной страницы и большим ресурсом расходных материалов. Главное преимущество струйных принтеров — возможность печатать в цвете — утратило решающее значение с появлением в середине 1990-х гг. цветных лазерных устройств. А неуклонное снижение цен на эти принтеры привело к тому, что они стали вполне конкурентоспособными со «струйниками» и по этому параметру.

Устройство лазерного принтера

Любое современное печатающее устройство состоит из трех основных узлов:

1) собственно печатающего механизма (слово «механизм» в применении к лазерному принтеру, вообще говоря, не совсем уместно, на самом деле это очень точное и сложное электронно-оптико-механическое устройство, во многих элементах которого, особенно тонере, реализуются последние достижения химических технологий),

2) контроллера, содержащего растровый процессор, который преобразует поступающие от компьютера данные в графические образы печатаемых страниц (в некоторых случаях эта задача может быть возложена и  на центральный  процессор ПК),

3) интерфейсного блока, обеспечивающего двунаправленный обмен данными с компьютером.

Рис. Принцип действия лазерного принтера

Печатающий механизм.

Фотобарабан. Центр печатающего механизма лазерного принтера - фотобарабан, называемый иногда также фотовалом, — металлическая трубка, покрытая пленкой из органического фоточувствительного полупроводника (ОРС, Organic Photo-Conductor). Сопротивление фоточувствительного слоя в темноте очень велико, но при освещении оно значительно уменьшается. Именно он с помощью тонера превращает в видимое и переносит на бумагу (или другой носитель) сформированное на нем лучом лазера изображение, представляющее собой «карту» электрических зарядов. Рассмотрим этот процесс более подробно (см.рис.).

Отметим, что длина самого барабана равна максимальной ширине печатаемой страницы, тогда как длина его окружности значительно меньше максимальной длины страницы, так что страница печатается за несколько оборотов ОРС (обычно за три). Поэтому все описанные ниже операции в процессе печати страницы, движущейся под барабаном с помощью системы резиновых роликов, повторяются при непрерывном его вращении с постоянной угловой скоростью.

Прежде всего на барабан наносится значительный равномерный положительный электрический заряд. Раньше это делалось с помощью расположенных в непосредственной близости от него одного или нескольких коронирующих электродов (тонких проволочек, находящихся под напряжением в несколько тысяч вольт, вокруг которых возникает коронный разряд). Сейчас большинство изготовителей лазерных печатающих механизмов использует для этого специальный валик, так называемый валик первичного заряда (PCR, Primary Charge Roller). Затем блок развертки лазерного луча, управляемый контроллером принтера, построчно (в зависимости от разрешения принтера на одном дюйме окружности барабана может умещаться 300, 600, 1200 и более строк) переносит на барабан сформированное в памяти инверсное (зеркальное) изображение соответствующей части страницы.

Устройство блока развертки. Модулированный луч лазерного диода ИК-диапазона мощностью от единиц (в принтерах начального уровня) до десятков (в высокопроизводительных принтерах) милливатт, пройдя коллиматор, через цилиндрическую линзу, изменяющую эллиптическое сечение луча на круговое, попадает на вращающееся с высокой скоростью зеркало (в виде многогранной призмы, обычно 10-гранной), каждая грань которого отклоняет луч на всю ширину барабана. Поскольку отклонение луча происходит по дуге окружности, фокусировка его на краях барабана ухудшается. Чтобы «распрямить» фокальную плоскость луча, используются специальные, так называемые f-тэта-линзы, — сложные и дорогие оптические системы, в которых расстояние точки изображения на выходе от центральной оси пропорционально углу отклонения от нее падающего луча (), а не тангенсу этого угла, как в обычных сферических линзах. Полярность заряда в засвеченных точках меняется на противоположную, т.е. отрицательную. Таким образом, на поверхности барабана формируется карта зарядов разной полярности, причем положительно заряженные участки соответствуют «пустым» (белым) участкам исходного изображения, а отрицательно заряженные — темным (точкам и линиям). Это невидимое изображение необходимо теперь сделать видимым, и здесь в дело вступает блок проявления (developer).

Блок проявления (developer). Этот блок состоит из бункера с тонером, магнитного вала и так называемого дозирующего скребка (doctor blade). Магнитный вал, находящийся на небольшом расстоянии от фотобарабана или, в зависимости от конкретного исполнения, в непосредственном контакте с ним, захватывает тонер, который содержит магнитные частицы (обычно железо), и придает ему положительный заряд. Дозирующий скребок снимает с магнитного вала лишний тонер. Регулируя расстояние между скребком и валом, можно менять количество подаваемого тонера, а следовательно, насыщенность получаемого изображения. С магнитного вала положительно заряженные частицы тонера благодаря притяжению противоположных зарядов переходят на отрицательно заряженные участки фотобарабана, т. е. именно те, которые соответствуют темным участкам исходного инверсного изображения. Положительно заряженные участки остаются чистыми. Поскольку по абсолютной величине отрицательный заряд фотобарабана больше положительного заряда частиц тонера, последние меняют полярность своего заряда на отрицательную.

В результате на барабане образуется видимое изображение, составленное из отрицательно заряженных частиц тонера и соответствующее исходному. Теперь его необходимо перенести на бумагу.

Это делается все тем же проверенным электростатическим способом: на проходящий под фотобарабаном лист бумаги наносится положительный заряд. Для этого используется еще один валик, называемый валиком переноса (transfer roller). Отрицательно заряженные частицы тонера притягиваются к положительно заряженному листу, формируя на нем готовое изображение. Однако на этом этапе полученное изображение еще нестабильно, его нужно закрепить на бумаге.

Закрепление выполняется сдавливанием листа с тонером между двумя валиками блока термического закрепления (fuser), в просторечии «печки». Верхний валик нагревается до высокой (100—300 °С, в зависимости от материала тонера) температуры и расплавляет частицы тонера, а благодаря обеспечиваемому нижним (прижимным) валиком давлению расплавленный тонер проникает в структуру бумаги, образуя стойкое изображение.

Оставшиеся на фотобарабане частицы тонера счищаются полиуретановым чистящим скребком (wiper blade) и отправляются в емкость для неиспользованного тонера (waste bin). Чтобы счищенные частицы тонера не попали на бумагу, используется еще один скребок из майлара, направляющий их в емкость. Очистка барабана необходима, чтобы на странице не возникало «призрачных» (ghost) изображений, создаваемых оставшимися от предыдущего прохода частицами тонера.

Контроллер. 

В контроллер лазерного принтера входят центральный процессор (как правило, построенный по RISC-архитектуре), оперативная память, в которую помещаются растровые образы печатаемых страниц, постоянная (чаще всего перезаписываемая) память, в которой хранится встроенное ПО контроллера, а также встроенные шрифты. Дополнительные модули флэш-памяти могут содержать дополнительные шрифты или программы-интерпретаторы языков описания страниц, например PostScript.

GDI-принтеры. Прежде чем начать печатать страницу, ее изображение должно быть сформировано в ОЗУ принтера. Самый простой вариант — это передача из ПК полного растрового образа страницы. Именно так работают так называемые GDI-, или Windows-принтеры. В них всю работу по превращению текстовых и графических элементов страницы в растровое изображение выполняет центральный процессор ПК, хранится это изображение в оперативной памяти компьютера, а управляет процедурой формирования растра GDI-драйвер конкретного принтера, которому «известны» особенности его печатающего механизма. Такой подход применяется в наиболее дешевых персональных моделях принтеров, поскольку он позволяет кардинально снизить вычислительную нагрузку на процессор принтера (благодаря этому можно использовать более простые, медленные и соответственно дешевые процессоры) и требования к объему его внутренней памяти. Самые большие недостатки таких принтеров — невозможность работы без Windows (хотя сейчас изготовители GDI-принтеров нередко снабжают их также драйверами для Linux и Маc OS, печатать на них, например, из старых DOS-программ, как правило, невозможно) и «торможение» на недостаточно мощных ПК. Правда, совершенствование драйверов, увеличение пропускной способности интерфейсов и мощности компьютеров привело к тому, что последний недостаток уже можно не принимать во внимание.

Полноценные растровые процессоры. Более дорогие модели снабжаются полноценным растровым процессором (Raster Image Processor, RIP). Описание страницы передается в виде программы на специальном языке (Page Description Language, PDL). команды которого интерпретируются встроенным процессором, а растровое изображение формируется во внутреннем ОЗУ принтера.

Отраслевые языки для принтеров. Фактическим отраслевым стандартом стал разработанный компанией Hewlett-Packard язык описания страниц PCL (Printer Control Language). Сейчас в монохромных моделях используется шестая версия этого языка, PCL 6, а в цветных — PCL 5с, ориентированная на работу с цветом. Практически любой современный лазерный принтер (кроме GDI-моделей) «понимает» PCL 6. хотя иногда команды этого языка преобразуются в «естественный» для принтера фирменный язык (такой, например, как RPCS компании Ricoh или KPDL компании Куосега). Поэтому нередко при работе с драйвером, реализующим «естественный» язык принтера, его производительность, а иногда и качество печати оказываются выше, чем при работе с PCL-драйвером.

Для сетевых моделей, начиная с уровня принтеров для средних и больших рабочих групп, практически обязательно наличие встроенного интерпретатора языка описания страниц PostScript компании Adobe. Этот аппаратно-независимый язык обладает максимальной гибкостью и позволяет описывать наиболее сложные, насыщенные графикой страницы. Текущая, третья, версия языка содержит все средства для описания самых сложных цветных изображений.

Описание на языке PostScript отсылаемой на принтер страницы представляет собой не расположение точек на ее растровом образе, а описание составляющих ее объектов (текста, линий, окружностей, кривых, фигур произвольной формы и т. п., в том числе растровых изображений, если они есть). Такое описание не зависит от типа устройства вывода и может быть с максимально возможной степенью детализации выведено на любом устройстве, способном его интерпретировать — от дисплея с разрешением 640x480 точек до фотолитографической машины с разрешением 2400 и более точек на дюйм. PostScript — это фактически специализированный язык программирования (основой для него послужил популярный в свое время «стековый» язык Forth, его выбрали потому, что он требовал минимального количества ресурсов для реализации интерпретатора), его операторы задают перемещения текущей точки изображения (виртуального курсора) и параметры линий, которые при этом должны отрисовываться.

Буквы, цифры и другие символы также представляют собой сочетания точек, линий и кривых, и теоретически их можно представлять в виде описаний этих сочетаний. Но гораздо эффективнее использовать готовые описания всех символов для каждой гарнитуры (набора символов шрифта определенного начертания) и держать их в постоянной или оперативной памяти принтера. Тогда для передачи каждого символа можно использовать лишь один байт — его ASCII-код.

С появлением в 1984 г. языка PostScript компания Adobe ввела в употребление два типа масштабируемых шрифтов: PostScript Type 1 и PostScript Type 3. Формат Туре 1 был проработан лучше, чем Туре 3, и обеспечивал более высокое качество вывода благодаря встроенному механизму указаний, или подсказок (hints), т. е. способов улучшения качества при выводе на устройствах с меньшим разрешением или для малых кеглей (размеров символов). Кроме того, в шрифтах Туре 1 использовался более эффективный алгоритм сжатия описывающих гарнитуру данных. В спецификации Туре 3 имелись некоторые возможности, отсутствующие в Туре 1, но в целом это был значительно более простой формат.

Спецификация на шрифты Туре 3 была опубликована, тогда как подробности формата Туре 1 не раскрывались. Последний использовался компанией Adobe при разработке собственных коммерческих гарнитур, библиотека из нескольких десятков которых встраивалась в любой PostScript-принтер. В то же время на базе спецификации Туре 3 также разрабатывались гарнитуры, но не Adobe, а независимыми поставщиками шрифтов (например, МоnоТуре), выпускавшими целые библиотеки таких гарнитур. В конце 1980-х гг. Adobe разработала интерпретатор PostScript для вывода изображений на экран дисплея, Display PostScript, и предложила лицензировать его обоим ведущим разработчикам ОС для ПК — компаниям Apple и Microsoft. Однако они, во-первых, не захотели допустить вмешательства третьей стороны в важнейшие подсистемы своих ОС, а во-вторых, сочли требуемые Adobe лицензионные отчисления чрезмерными. Поэтому Apple и Microsoft решили объединить усилия и разработать собственный формат шрифтов и технологию их вывода, аналогичную PostScript.

Так в 1992 г. в Mac OS 7 и Windows 3.1 впервые появились шрифты TrueType. Microsoft разработала для них PDL под названием Truelmage, однако этот язык был недостаточно хорошо проработан, его реализация изобиловала ошибками и так и не получила широкого распространения. В ответ Adobe выпустила специальный драйвер, Adobe Type Manager (ATM), который улучшал качество вывода шрифтов PostScript Type 1 на экран и на принтеры не-PostScript. Одновременно компания наконец опубликовала спецификацию на шрифты Туре 1.

В результате большинство крупнейших поставщиков гарнитур принялись переводить свои библиотеки в Туре 1, оставив «на потом» решение вопроса о выпуске TrueType-версий. Следствием этого стало появление на рынке множества непрофессионально выполненных TrueType-гарнитур. В сочетании с рядом недоработок в блоке растрирования TrueType-шрифтов Windows 3.1 это привело к тому, что технология TrueType незаслуженно приобрела негативную репутацию, от которой ей удалось избавиться лишь с появлением ОрепТуре.

В 1996 г. Adobe и Microsoft удивили ИТ-сообщест-во, обнародовав совместные планы по созданию нового формата шрифтов, который объединит обе конкурирующие технологии — PostScript и TrueType. Новая технология, получившая кодовое название ОрепТуре, должна была положить конец войнам шрифтовых стандартов. ОрепТуре — это гибридный формат, похожий на TrueType, но в шрифте ОрепТуре могут содержаться данные как TrueType-шрифта, так и его PostScript-аналога. Шрифты ОрепТуре совместимы со всеми версиями Windows, начиная с 2000. Но формат ОрепТуре полностью платформонезависим, кроме того, обладает рядом полиграфических преимуществ над предшественниками и возможностью работы с многобайтовыми наборами символов, в частности Unicode.

Интерфейс подключения. До недавнего повсеместного проникновения интерфейса USB практически любой выпускавшийся в мире принтер, за исключением редких моделей с интерфейсами RS-323C или SCSI, оснащался параллельным интерфейсом Centronics с 36-контактным разъемом, который подключался кабелем к 25-контактному D-образ-ному разъему LPT-порта ПК.

Первоначально скорость передачи интерфейса составляла 150 кбайт/с, и он был однонаправленным, т. е. данные могли передаваться только от компьютера к принтеру. Поэтому информацию о состоянии принтера компьютер получить не мог. В дальнейшем спецификация интерфейса была расширена режимами EPP (Enchanced Parallel Port) и ЕСР (Extended Capability Port), применяя которые можно было обеспечить двунаправленную передачу данных и поднять скорость передачи до 2 Мбайт/с. Стандарт, описывающий такой параллельный интерфейс, был принят IEEE в 1994 г. и получил название IEEE 1284.

В современных принтерах IEEE 1284 встречается все реже и реже, причем, как правило, только как дополнительный к основному интерфейсу USB. Версия 1.1 последнего обеспечивает двунаправленную последовательную передачу данных с (теоретическими) скоростями до 12 Мбит/с (1,2 Мбайт/с), а версия 2.0 — до 480 Мбит/с (48 Мбайт/с). Большинство последних моделей принтеров оснащаются интерфейсом USB 2.0, хотя его максимальная скорость передачи чаще всего избыточна для этих целей.

После USB самый распространенный сейчас интерфейс принтеров — это Ethernet 10/100 Мбит/с. В последнее время сетевым интерфейсом нередко стали оснащаться не только высокопроизводительные принтеры для средних и больших рабочих групп, но и модели для небольших рабочих групп и даже некоторые модели уровня SOHO. Часто принтер стандартно оснащается только интерфейсом USB, но в нем предусматривается гнездо для установки приобретаемой дополнительно сетевой интерфейсной платы, причем это может быть не только проводной Ethernet-адаптер, но и плата Wi-Fi, Bluetooth или комбинированная. Для некоторых моделей принтеров факультативно предлагается ИК-приемник, позволяющий выводить данные на печать через ИК-порт ноутбука или КПК.

Современный сетевой интерфейс принтера — это не просто Ethernet-контроллер. Это фактически принт-сервер, реализующий различные стеки протоколов, в том числе TCP/IP, IPX/SPX, AppleTalk, NetBEUI и др. Нередко в состав встроенного ПО сетевого адаптера входит полнофункциональный HTTP-сервер с Web-узлом, обеспечивающим управление принтером и контроль его состояния с помощью обычного браузера. Встроенный FTP-сервер позволяет передавать задания на принтер по протоколу FTP, а также модернизировать встроенное ПО путем передачи по FTP новых образов встроенного ПО. Могут быть реализованы также протоколы telnet, time, SMTP, POP3 (в этом случае принтер способен принимать задания на печать и передавать сообщения об изменении своего состояния по электронной почте), а также SSL-защита передаваемых данных.

Некоторые компании-изготовители принтеров и ряд независимых компаний выпускают внешние принт-серверы, имеющие, с одной стороны, обычный проводной и/или беспроводной сетевой интерфейс (это может быть также интерфейс Bluetooth), а с другой — один или несколько (в этом случае к одному принт-серверу можно подключить несколько принтеров) интерфейсов USB или IEEE 1284.

Рассматриваемую категорию принтеров следовало бы называть не лазерными, а электрофотографическими, так как общее для них — именно электрофотографический принцип переноса изображения из памяти на бумагу. Во всех таких принтерах для изменения заряда точек поверхности фоточувствительного барабана в соответствии с исходным изображением используется модулированный источник света. Но хотя в большинстве моделей таким источником служит описанная выше система развертки лазерного луча, это не единственный способ засветки фотобарабана.

Светодиодные и  ЖК-технологии электрофотографической печати.

Наиболее известная конкурирующая технология — светодиодная, но существует еще и довольно экзотическая ЖК-технология, когда в качестве источника света выступает, как в копировальных аппаратах, мощная галогенная лампа, а в качестве модулятора ее света — линейка из жидких кристаллов.

Светодиодные принтеры. Рассмотрим более подробно светодиодную технологию печати, изобретенную компанией Casio и доведенную до коммерческого применения фирмой OKI. Сейчас эта технология применяется в большинстве моделей OKI. а также в некоторых моделях компании Lexmark, Xerox и Куосега. Вместо сложной оптико-механической системы развертки лазерного луча здесь применяется неподвижная линейка светодиодов, над каждым из которых располагается фокусирующая микролинза. Длина светодиодной линейки равна длине фотобарабана. поэтому засветка всех необходимых точек каждой строки изображения на барабане осуществляется одновременно. Сторонники  светодиодной технологии утверждают, что благодаря отсутствию движущихся частей светодиодная линейка обладает гораздо более высокой надежностью, чем лазерная оптическая система. Подчеркивая это, компания OKI дает на свои светодиодные головки «пожизненную» гарантию: вышедшая из строя линейка подлежит бесплатной замене в течение всего срока службы принтера. Кроме того, светодиодная линейка значительно компактнее и дешевле лазерной системы, ее можно расположить в непосредственной близости от фотобарабана, а ее применение исключает проблемы расфокусировки лазерного луча на краях барабана.

Однако светодиодной технологии присущ и ряд существенных недостатков, главный из которых — затруднительность применения методов повышения разрешения, используемых в лазерных принтерах (см. ниже). Разрешающая способность светодиодного принтера, по крайнем мере по горизонтали, определяется количеством светодиодов на погонном дюйме линейки. Ниже незначительные различия в яркости составляющих линейку светодиодов приводят к появлению полос на участках изображения с равномерной серой заливкой. Есть  и  еще  один   важный  недостаток:  срок  «жизни» фотобарабана светодиодного принтера сильно сокращается, если часто печатаются задания, каждое из которых состоит из небольшого числа страниц (а статистические данные свидетельствуют, что средний размер одного задания на печать при обычной офисной работе не превышает 3-5 страниц). Надежность же лазерных систем за многие годы совершенствования достигла практически такого же уровня, как и светодиодных.

Характеристики электрофотографических принтеров.

Разрешение. От лазерного принтера с физическим разрешением, скажем, 600 точка дюйм можно добиться качества печати текста и векторной графики, близкого к тому, которое дают аппараты с вдвое и более высоким разрешением.

Для этого необходима система модуляции лазерного луча, позволяющая засвечивать точки разного размера. При наличии такой системы, если применить специальные алгоритмы модуляции, можно, вставляя между стандартными точки меньшего размера, сгладить края линии (особенно это заметно на отрезках тонких линий, идущих под небольшими углами к горизонтали и вертикали) так, что глаз их будет воспринимать такими же, как на принтерах с более высоким физическим разрешением (см. рис.).

Наиболее известная из таких технологии — разработанная компанией Hewlett-Packard REt (Resolution Enhancement technology), но аналогичные методы «повышения» разрешения применяются сейчас практически всеми изготовителями лазерных принтеров.

Следует понимать, что подобные методы на самом деле не увеличивают разрешение принтера, поэтому. если вы видите в технических данных аппарата выражение типа «1200 dpi class resolution», это скорее всего означает, что физическое разрешение его равно 600 точка дюйм, но применяется та или иная технология, обеспечивающая визуальное повышение качества вывода текста и векторной графики до следующей ступени. К сожалению, в некоторых сложных случаях алгоритмы повышения разрешения не срабатывают, поэтому подобный принтер, вообще говоря, не обеспечивает такого же качества печати, как его аналог с физическим разрешением  1200 точка дюйм.

Рис.  Технология повышения разрешения (REt)

Цветная лазерная печать. В 1994 г. компании HP, QMS и Xerox почти одновременно представили свои первые модели цветных лазерных принтеров. Они были громоздкими, дорогими и медленными, но положили начало продолжающемуся по сей день вторжению цветной лазерной печати.

По принципу действия цветной лазерный принтер мало отличается от монохромного — разница лишь в том, что изображение наносится на бумагу (или фотобарабан) не один, а четыре раза: отдельно тонерами каждого из четырех основных полиграфических цветов — голубого (Cyan), пурпурного (Magenta), желтого (Yellow) и черного (blасК). Однако существует несколько способов нанесения цветного изображения и переноса его на носитель, наиболее широко используются три из них (см. рис.).

Четырехпроходная «карусельная» техноология. В первых моделях цветных лазерных принтеров использовалась применяемая до сих пор в моделях начального уровня четырехпроходная «карусельная» технология. Вокруг фотобарабана располагалась «карусель» из четырех картриджей с CMY- и К-тонерами и блоками проявления. За четыре оборота барабана на него последовательно наносились заряды, соответствующие изображениям каждого из четырех цветов, при этом определенные тонер-картриджи путем поворота «карусели» совершали свои «подходы» к фотобарабану, нанося на него изображения своего цвета. Затем готовое цветное изображение переносилось на бумагу и термически закреплялось. Из-за необходимости как минимум четырех оборотов фотобарабана скорость цветной печати использующих эту технологию принтеров примерно в четыре раза меньше, чем монохромной. Даже если изготовитель принтера не указывает, что реализуется четырехпроходная технология, это можно установить косвенным путем, по соотношению заявленных скоростей цветной и черно-белой печати.

Рис.  Способы переноса на носитель цветного изображения

Однопроходные (тандемные) цветные принтеры. Первые однопроходные цветные принтеры выпустила компания OKI. Как и в монохромных моделях этой фирмы, в них для засветки фотобарабанов использовались не лазерные оптические системы, а светодиодные линейки. Для каждого из четырех основных цветов имелся полный комплект формирующих изображение  элементов:  светодиодная  линейка,   фотобарабан, блок проявления и резервуар с тонером. Они располагались один за другим в горизонтальной плоскости от передней части принтера к задней, поэтому эта технология получила название тандемной. Каждый фотобарабан переносит изображение своего цвета на промежуточный ремень переноса (transfer belt), ширина которого равна длине фотобарабана, т. е. максимальной ширине печатаемой страницы. С ремня изображение переносится на бумагу и закрепляется «печкой», как обычно. Эти принтеры были довольно компактными по меркам тогдашних цветных лазерных аппаратов, а скорость цветной и монохромной печати у них были почти одинаковыми. Недостатком тандемной технологии, кроме общих недостатков светодиодной печати, было и остается требование очень точного выравнивания четырех светодиодных линеек для получения удовлетворительного совмещения цветовых плоскостей. Из-за недостаточно точного выравнивания фотографические изображения на таких принтерах нередко получались слегка размытыми, а объекты одного цвета на фоне другого приобретали ореолы.

Линейная (in-line) технология. Наконец, третий вариант, называемый линейной (in-line) технологией, предполагает прямой перенос на бумагу или другой носитель в один проход изображений четырех основных цветов, без применения промежуточного ремня переноса. Такая технология напоминает тандемную светодиодную в том смысле, что здесь также применяются расположенные один за другим четыре фотобарабана со своими тонерными бункерами и блоками проявления, однако кардинально отличается от нее тем, что для засветки всех четырех фотобарабанов используется одна лазерная оптическая система. Мало того, что при этом исключаются сложности с выравниванием отдельных светодиодных линеек, более важно, что такой способ засветки позволяет в полной мере использовать возможности тонкой модуляции лазерного луча, т. е. наносить точки разных размеров, регулируя качество печати подобно тому, как это делалось в монохромных принтерах с технологиями «повышения разрешения».

Развивая эту технологию, разработчики компании Hewlett-Packard расположили блоки переноса изображения каждого цвета в одну линию не в горизонтальной, а в вертикальной плоскости. Таким образом удалось уменьшить занимаемую принтером на столе площадь, облегчить замену расходных материалов, сократить вероятность замятия бумаги, а если таковое произошло, максимально упростить его устранение. Однако далось это, как нетрудно догадаться, ценой значительного увеличения высоты аппаратов.

Расходные материалы. Расходные, т. е. подлежащие замене материалы в любом лазерном принтере, независимо от применяемой в нем технологии, — это тонер, фотобарабан, блок проявления (developer) и блок термического закрепления («печка»). По способу замены расходных материалов все лазерные принтеры подразделяются на две категории: с совмещенным картриджем и с раздельными расходными материалами.

Совмещенный картридж (применяется в большинстве моделей принтеров HP и некоторых других компаний, именно такой картридж схематически изображен на рис.) содержит практически все основные элементы тракта переноса изображения, кроме оптического блока и «печки»: фотобарабан, бункер с тонером, блок проявления, очищающие элементы и емкость для неиспользованного тонера. Все компоненты такого картриджа подобраны так, чтобы срок их службы соответствовал количеству страниц, которое может быть напечатано с помощью имеющегося в картридже тонера. Заменяя картридж, пользователь, как часто говорят изготовители таких аппаратов, получает новый принтер (разумеется, это не совсем так, поскольку в процессе работы изнашиваются и другие элементы тракта печати).

Преимущество совмещенных картриджей в удобстве их замены, преимущество раздельных расходных материалов в том, что их изделия экономически выгоднее и экологичнее, поскольку каждый элемент заменяется только тогда, когда заканчивается именно его ресурс.

Например, компания Куосега выпускает керамические фотобарабаны со сроком службы до 100 тыс. страниц. При раздельной системе замене обычно подлежат пластиковая туба с тонером, блок фотобарабана с проявителем и очистителем, иногда емкость для неиспользованного тонера и, если он предусмотрен конструкцией, ремень переноса.

Технология совмещенных картриджей. В мире существует целая индустрия перезаправки изначально одноразовых картриджей, причем количество перезаправок одного картриджа может достигать пяти-шести. Новейшие разработки компаний-изготовителей принтеров, такие, например, как «умные» (SMART) картриджи HP, оснащенные встроенными микросхемами, следящими за уровнем тонера, усложняют задачу перезаправщиков, но они находят способы обхода оборонительных рубежей производителей. Недостатки совмещенных технологий: прибегая к услугам перезаправщиков, на устройство перестают распространяться любые гарантии изготовителя, а срок службы механизмов принтера при использовании перезаправленных картриджей, особенно если перезаправка выполнена неквалифицированно, может сократиться настолько, что вся экономия от перезаправки будет с лихвой перекрыта стоимостью ремонта или необходимостью досрочной покупки нового принтера, не говоря уже о снижении качества печати.

Тонер. Невзрачный черный или цветной порошок, тонер — один из важнейших элементов, обеспечивающих качество печати любого лазерного принтера. Он должен быть достаточно мелким, чтобы обеспечить номинальное разрешение принтера, «достаточно черным», чтобы отпечатанные документы были близки по виду к типографским, должен содержать магнитные частицы и хорошо электризоваться. В то же время он должен легко и быстро плавиться при не слишком высокой температуре, чтобы при больших скоростях печати «печка» успевала справиться со своей задачей, не потребляя киловатты электроэнергии.

До сравнительно недавнего времени тонер изготавливался путем мелкого помола смеси из нескольких компонентов. Размеры получаемых при этом частиц плохо поддавались контролю, их не удавалось сделать меньше 10-12 мкм, процесс был дорогим, довольно много материала уходило в отходы. В цветных аппаратах использовался тонер, для закрепления которого требовалось масло, из-за чего нередко возникали проблемы — порча отпечатков из-за протечек масла, неточная его дозировка, приводившая к ухудшению качества закрепления, и т. п.

Сейчас основные изготовители лазерных принтеров используют тонер, частицы которого получены методом химического выращивания. Частицы полимера, воска и красителя размером около 1 мкм собираются вместе и благодаря химическому процессу, называемому эмульсионной агрегацией (emulsion aggregation), формируют более крупные сферические частицы контролируемого размера (4-6 мкм). Такая частица имеет легкоплавкое восковое ядро, в которое вкраплены частицы красителя и магнитного материала. Тонер этого типа обеспечивает изображение более высокого качества, не требует для закрепления масла, отпечатки не имеют свойственного более ранним моделям цветных лазерных принтеров с масляным и восковым тонером глянца (для фотографических изображений глянец, возможно, был даже полезен, но читать глянцевый текст приходилось только под определенным углом, когда отраженный свет не ухудшал разборчивости).

Бумага. Еще один расходный материал, о котором нередко забывают, говоря о лазерных принтерах, — это бумага. Между тем она тоже часть, причем немаловажная, процесса печати. Конечно, качество печати лазерных принтеров не так сильно зависит от применяемой бумаги, как у струйных аппаратов, однако если вы хотите получать профессионально выглядящие отпечатки, особенно цветные, стоит раскошелиться на бумагу, рекомендуемую изготовителем конкретной модели принтера.

Бумага втягивается в тракт печати специальными обрезиненными роликами и, проходя по нему, взаимодействует со всеми основными элементами этого тракта: фотобарабаном, валиком переноса и валиками «печки». Структура ее поверхности должна быть такой, чтобы хорошо удерживать перенесенный с фотобарабана тонер, без потерь донести его до «печки» и «принять» в себя расплавленный тонер с минимальными искажениями изображения. 

При прохождении бумаги через тракт печати могут возникать проблемы. Это замятия, подача двух и более листов вместо одного, неподача листа, скручивание готового отпечатка после окончательного высыхания тонера, образование пузырей в структуре бумаги (см.рис.). Кроме этих, чисто механических, неприятностей, есть еще ряд дефектов получаемого отпечатка, связанных со свойствами бумаги: растекание электрических зарядов, выражающееся в появлении на отпечатке точек и линий произвольной формы, наличие фона из-за паразитных зарядов, рассыпание скоплений частиц тонера, вызывающее нежелательное утолщение линий, уже упоминавшееся появление «призраков» предыдущего изображения, крапчатость — появление темных пятен различной формы. зависящей от структуры бумаги и внешних условий (температуры, влажности и т. п.).

Рис. Замятие бумаги (слева) и образование пузырей в структуре бумаги (справа)

Для борьбы со всеми этими явлениями ведущие изготовители лазерных принтеров и независимые поставщики бумаги создают специальные многослойные структуры. Так, последняя разработка компании HP - бумага для цветных лазерных принтеров, имеет пяти-слойную структуру (см.рис.)

Рис. Пятислойная структура бумаги HP для цветных лазерных принтеров

Основные параметры. Параметры, которые необходимо учитывать при выборе лазерного принтера, таковы:

  •  максимальный формат носителя,
  •  разрешение,
  •  номинальная скорость печати в монохромном и цветном (для цветного принтера) режиме,
  •  время выхода первой страницы,
  •  время выхода из энергосберегающего режима (прогрева),
  •  объем памяти,
  •  интерфейсы,
  •  количество и емкость подающих и приемных лотков для бумаги,
  •  разнообразие допустимых видов носителей,
  •  рекомендуемая максимальная месячная нагрузка,
  •  ресурс расходных материалов,
  •  наличие дополнительных аксессуаров (дуплекса, лотков, финишеров, интерфейсных плат, жестких дисков и др.) в комплекте поставки или за дополнительную плату,
  •  энергопотребление в различных режимах работы.

Рассмотрим каждый из этих параметров более подробно.

Формат. Лазерные принтеры выпускаются в расчете на максимальные форматы носителей А4 и A3. Наиболее массовая категория — аппараты формата А4, или Letter (листы этого американского формата немного шире и короче, чем А4). Принтеры формата A3 (а иногда и еще более крупного формата АЗ+ -- 329x483 мм) - это сетевые машины масштаба больших и средних рабочих групп, обычно оснащаемые дополнительными лотками и оборудованием для финишной обработки.

Разрешение. (Этот параметр уже рассмотрен).

Количество выводимых градаций серого цвета - этот параметр, отчасти связанный с разрешением, который далеко не всегда можно найти в технических данных принтера. Если оно меньше 128, то получить приемлемое качество фотографических и других полутоновых изображений на этом принтере вряд ли удастся. Поэтому, если предполагаете печатать на монохромном лазерном принтере такие изображения, следует тем или иным способом удостовериться, что он обеспечивает достаточное число градаций серого.

Скорость печати. Указываемая в технических данных принтера скорость печати — это номинальная скорость работы его печатающего механизма в непрерывном режиме, без учета затрат времени на подготовку к работе, прием данных от компьютера и их обработку, т. е. создание растровых образов страниц. Поэтому реальная производительность принтера при печати документов различного типа может существенно отличаться от этой цифры. Если документ содержит сложные графические элементы или нестандартные шрифты, растровый процессор принтера может не успеть обработать следующую страницу за время печати предыдущей. Тогда контроллеру принтера придется останавливать механизм, а по готовности очередной страницы вновь запускать его. В таких случаях реальная скорость печати может оказаться в несколько раз ниже номинальной.

Времена выхода первой страницы и прогрева. Это время в большинстве случаев несколько больше, чем время печати остальных страниц задания. Дело в том, что если при печати последующих страниц прием и обработка данных каждой следующей страницы происходит во время печати предыдущей (за исключениями, о которых говорилось выше), то первая страница должна быть полностью передана и в памяти принтера должен быть полностью сформирован ее растровый образ до начала процесса печати. Сказанное выше верно только в том случае, если перед началом передачи на принтер задания на печать он находился в состоянии готовности. Если же он был в энергосберегающем (дремлющем) режиме, то время выхода первой страницы увеличивается на время перехода из «дремлющего» режима в режим готовности. В основном это время тратится на прогрев «печки». Для большинства монохромных принтеров оно составляет 30-50 с, для цветных может достигать нескольких минут. Однако существуют модели принтеров (ранее исключительно модели HP, но теперь такие принтеры появляются и у других изготовителей), которые почти не тратят времени на разогрев «печки». Это достигается специальной конструкцией термовала, позволяющей разогревать его буквально за считанные секунды, т. е. практически за время, которое тратится на передачу, растрирование и перенос изображения первой страницы. Такая особенность важнее всего для персональных офисных принтеров, на которых печатаются одно-, трехстраничные документы с большими перерывами. Ожидание прогрева принтера перед печатью каждого документа раздражает пользователя, а иногда и вовсе неприемлемо, так что приходится отключать переход в «дремлющий» режим, а это приводит к неоправданно высокому расходу электроэнергии.

Объем памяти. Объемом внутреннего ОЗУ принтера (за исключением уже упоминавшихся Windows-, или GDI-моделей, где формирование растрового образа страниц происходит в памяти компьютера) определяется максимальная сложность страницы, которую он способен растрировать при заданном разрешении. Зависимость здесь довольно сложная, поскольку сейчас нередко используются технологии сжатия данных в памяти и другие ухищрения, но в целом можно сказать, что, чем выше разрешение принтера, тем больше у него должен быть объем памяти. Цветной принтер должен иметь как минимум в четыре раза больший объем памяти, чем монохромный с таким же разрешением. Если объем памяти принтера с высоким разрешением недостаточен, вы можете столкнуться с ситуацией, когда некоторые страницы придется печатать с пониженным разрешением.

Интерфейсы. Большинство современных принтеров оснащается интерфейсом USB, и многие модели имеют сетевой адаптер в стандартном комплекте или факультативно. Если предполагается, возможно, в будущем, использовать принтер в сети, следует выбирать именно такую модель. В домашних условиях и небольших офисах сейчас нередко используются беспроводные сети. Если принтер предполагается установить в такой сети, стоит проверить, есть ли в списке предлагаемого для него дополнительного оборудования адаптер Wi-Fi. Заметим, что проблему сетевого подключения принтера, оснащенного только интерфейсом USB, можно решить с помощью внешнего проводного и/или беспроводного принт-сервера, причем нередко такое устройство независимого поставщика может обойтись дешевле, чем дополнительная сетевая плата изготовителя принтера.

Лотки. Большинство лазерных принтеров оснащается как минимум одним кассетным лотком для автоматической подачи бумаги, обычно расположенным в нижней части принтера, под печатающим механизмом, и лотком ручной подачи, чаще всего выполненным в виде откидной крышки в передней части устройства. Лотки ручной подачи бывают двух типов — одно- и многолистовыми. При прочих равных условиях стоит предпочесть принтер с многолистовым лотком ручной подачи, который позволит положить, скажем, сразу несколько конвертов или прозрачных пленок, а не подавать их по одному вручную. Емкость кассетного лотка для принтеров персонального класса обычно не превышает 250 листов стандартной бумаги плотностью 80 г/м-, тогда как для групповых принтеров она может составлять 500 и даже 1000 листов.

У многих моделей при подаче из ручного лотка, открыв специальную крышку на задней стенке, можно обеспечить прямое (без перегибов) прохождение носителя через тракт печати. Это позволяет использовать более плотную, чем обычно, бумагу (вплоть до полукартона) и другие носители, не допускающие перегиба. Если вам приходится даже изредка печатать на подобных носителях, следует убедиться, что в выбранной модели предусмотрен прямой путь прохождения.

Виды и форматы носителей. Большинство лазерных принтеров, кроме стандартной бумаги, могут печатать на конвертах, прозрачных пленках (специально предназначенных для лазерных принтеров, т. е. выдерживающих высокую температуру «печки»), наклейках и других носителях, например на ткани. В технических данных принтера указывается диапазон допустимых плотностей бумаги и типы носителей, на которых он может печатать, а также их форматы.

Максимальная месячная нагрузка. Этот параметр (на него часто не обращают должного внимания) на самом деле очень важен для правильного выбора принтера. Он определяет, какие материалы применяются для механических элементов конструкции, их прочность и долговечность. Попытка заставить дешевый принтер с рекомендуемой месячной нагрузкой 3-5 тыс. страниц печатать по 10-20 тыс. приведет к тому, что аппарат очень скоро полностью выйдет из строя. Поэтом)-, приобретая принтер для офиса или рабочей группы, следует хотя бы приблизительно оценить его месячную нагрузку и выбирать модель с не меньшим значением этого параметра.

Ресурс расходных материалов. В моделях с совмещенным картриджем указывается его ресурс и ресурс «печки» в условных страницах с 5%-ным заполнением (это значит, что тонером заполнено 5% площади страницы). В моделях с раздельными расходными материалами ресурс каждого компонента указывается отдельно. Реальный ресурс тонера, естественно, может отличаться в ту или иную сторону в зависимости от фактического среднего заполнения страниц печатаемых документов.

Дополнительное оборудование. Разнообразие дополнительного оборудования для лазерных принтеров очень велико, причем чем выше класс-принтера, тем оно больше. Приспособления для автоматической двусторонней печати (дуплексы), дополнительные лотки, жесткие диски, финишное оборудование (сортировщики, почтовые ящики, фальцовщики, сшиватели и др.). различные интерфейсные платы. ИК-приемники и многое другое — «упакованный по полной про-грамме» групповой принтер может стоить в 2-3 раза дороже, чем базовая модель. Иногда предлагается даже сканерный блок (с факс-модемом или без него), установив который на базовую модель принтера, можно превратить его в многофункциональное устройство.

Отдельно следует сказать о приспособлениях для двусторонней печати. Сейчас появляется все больше моделей принтеров со встроенным дуплексом. Это необходимо учитывать при покупке, поскольку дополнительный дуплекс для модели, в которой он стандартно не устанавливается, может обойтись в заметную сумму.

Энергопотребление. Лазерный принтер — устройство со значительным энергопотреблением, большая часть которого приходится на разогрев блока термического закрепления. Цветные принтеры высокого класса могут потреблять в рабочем режиме несколько киловатт. Если экономия электроэнергии входит в число ваших приоритетов, следует по рассмотренным выше причинам выбирать принтер с «мгновенным» разогревом «печки», который может начинать печатать практически прямо из режима энергосбережения и возвращаться в него почти сразу после окончания печати. Тогда большую часть времени ваш принтер будет находиться в режиме с потреблением от единиц до нескольких десятков ватт. т. е. меньше электролампочки.

Классификация. Стандартизованной классификации лазерных принтеров не существует, изготовители подходят к этому вопросу по-разному. Наиболее распространенная классификация этих устройств — по целевому назначению.

Персональные принтеры. Это компактные настольные модели формата А4 со скоростями печати 10-18 стр./мин и разрешением 600 точка/дюйм. Они обычно оснащаются одним интерфейсом USB и часто представляют собой GDI-принтеры, не имеющие собственной памяти и растрового процессора. Их рекомендуемая максимальная месячная нагрузка обычно не превышает 5-10 тыс. страниц, ресурс картриджей — 1,5-5 тыс. стр. Цена таких моделей от 150 до 350 долл.

Принтеры класса SOHO. Эти модели, называемые также принтерами для малых рабочих групп, имеют формат А4. скорость печати 16-24 стр./мин и разрешение 600 точка/дюйм. Они тоже могут быть GDI-принтерами, но чаще имеют встроенную память и растровый процессор. Многие оснащаются сетевым интерфейсом либо стандартно, либо факультативно. Нередко комплектуются встроенным дуплексом. Максимальная месячная нагрузка таких принтеров 30-75 тыс. стр., ресурс картриджей — 5-12 тыс. стр., цены от 300 до 800 долл. В этом сегменте уже можно встретить и цветные модели, чаще всего четырехпро-ходные, с ценами от 350 долл.

Принтеры для средних рабочих групп. Это модели формата А4 со скоростями печати 20-50 стр./мин и разрешением 600 или 1200 точка/дюйм. Большинство таких принтеров стандартно комплектуется Ethernet-адаптером 10/Ю0 Мбит/с и многопротокольным сетевым контроллером со встроенным Web-сервером. Максимальная месячная нагрузка моделей этого класса 100-200 тыс. стр., ресурс картриджей 10-20 тыс. стр. Для таких принтеров предусматривается ограниченный ассортимент дополнительного оборудования (лотки, жесткие диски, сетевые платы и др.). В эту категорию попадают и цветные, как правило, однопроходные модели со скоростями печати 16-24 стр./мин. Начиная с этой категории, о ценах говорить сложно, так как они очень сильно зависят от комплектации принтеров.

Принтеры масштаба отдела. В этом сегменте доминируют монохромные и однопроходные цветные модели формата A3 (АЗ+) со скоростями печати до 50 стр./мин и разрешением 1200 точка/дюйм. Они оснащаются одним или несколькими сетевыми интерфейсами, несколькими лотками для бумаги, общая емкость которых достигает 5 тыс. листов, встроенным дуплексом, разнообразным финишным оборудованием. Их максимальная месячная нагрузка может быть 300 тыс. стр.. а цена — 10 тыс. долл. и более.

1 CMYK – полиграфические цвета: голубой (Cyan), пурпурный (Magneta), желтый (Yellow), черный (blacK)

2 Иногда указывается качество печати – нормальная, улучшенная.

PAGE  

PAGE  22


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

26105. Понятие затрат, издержек и расходов. Классификация затрат для принятия управленческих решений 48 KB
  Например: швейной фабрикой был закуплен материал на 100 тыс руб. Однако находится предприятие которое согласно купить изделия из этого материала за 300 тыс руб. при этом дополнительные затраты на изготовление этой продукции составят 260 тыс руб. целесообразно ли принимать заказ Затраты в сумме 100 тыс руб произведены и не будут изменяться в зависимости от выбранного варианта решения.
26106. Классификация затрат для исчисления себестоимости 29.5 KB
  1Прямые это те затраты которые экономически обосновано напрямую включаются в себестоимость отдельного вида продукции работ услуг. Материалы могут основными и вспомогательными прямые трудовые зарплата основных производственных рабочих 2Косвенные общепроизводственные расходы их нельзя напрямую отнести на готовою продукцию они распределяются между отдельными изделиями согласно выбранной на предприятии методики пропорционально базе распределения косвенных расходов Себестоимость продукции это выраженные в денежной форме...
26107. Понятие и объекты калькулирования 32.5 KB
  Задача калькулирования определить размер затрат приходящихся на единицу продукции. фактическая отчетная калькуляция отражает совокупность всех затрат на производство и реализацию продукции. Для рациональной организации учета издержек необходимо правильно выбрать метод учета затрат и калькулирования себестоимости продукции работ услуг. Под методом учета затрат и калькулирования себестоимость понимают совокупность документирования и отражения производственных затрат обеспечивающих определение фактической себестоимости продукции а т.
26108. Попроцессный метод учета затрат на производств и калькулирование себестоимости продукции 31 KB
  Попроцессный метод учета затрат на производств и калькулирование себестоимости продукции Структура ответа: Сфера и условия применения. Особенности таких видов производства массовый тип производства непродолжительный цикл ограниченность номенклатуры выпускаемой продукции единые единицы измерения полное отсутствие либо не значительные размеры незавершенного производства.простой используется при отсутствии запасов готовой продукции на конец отчетного периода. Себестоимость = затраты за отчетный период объем произведенной продукции в...
26109. Попередельный метод учета затрат на производств и калькулирование себестоимости продукции 39.5 KB
  Объектом калькулирования продукт каждого передела. Сущность метода заключается в том что прямые затраты в текущем учете отражаются не по видам продукции а по переделам. Особенностями организации учета при этом методе является: открытие аналитических счетов к синтетическому счету 20 для каждого передела 20. Учет затрат на производство ведется без бухгалтерских записей при передаче полуфабриката из одного передела в другой.
26110. Позаказный метод учета затрат на производств и калькулирование себестоимости продукции 28 KB
  проблема распределения косвенных расходов между отдельными производственными заказами выполняемыми в отчетном периоде решается с помощью бюджетной ставки распределения косвенных расходов. Бюджетная ставка предварительный норматив который рассчитывается бухгалтерской службой накануне отчетного периода по следующему алгоритму: определяется сумма ожидаемых косвенных расходов предстоящего периода выбирается база для распределения косвенных расходов и прогнозируется ее величина. Расчет бюджетной ставки путем деления суммы прогнозируемых...
26111. Калькулирование сокращенной себестоимости по системе «директ-кост» 31.5 KB
  Общехозяйственные расходы так же исключаются из калькулирования они являются периодическими и полностью включаются в себестоимость реализованной продукции. В конце отчетного периода указанные общехозяйственные расходы списываются Д90 2 К26. Операционная прибыль = маржинальный доход постоянные расходы. в маржинальный доход включаются постоянные расходы и операционная прибыль.
26112. Анализ безубыточности производства 34 KB
  Прибыль = выручка себестоимость Прибыль = выручка совокупные переменные расходы совокупные постоянные расходы Прибыль = объем реализации цена реализации за единицу объем реализации удельные переменные совокупные постоянные Прибыль = объем реализации цена реализации за единицу удельные переменные совокупные постоянные т. точка безубыточности = 0 то Объем реализации цена реализации за единицу удельные переменные совокупные постоянные = 0 объем реализации в точке безубыточности х х = совокупные постоянные ...
26113. Концепция бухгалтерской (финансовой) отчетности в России и международной практике 37.5 KB
  Концепция бухгалтерской финансовой отчетности в России и международной практике Структура ответа: Сущность и назначение бухгалтерских отчетов пользователи отчетности адреса и сроки ее представления. Нормативное регулирование бухгалтерской отчетности. Виды отчетности и ее состав. Формы отчетности установлены приказом Минфина РФ №66Н от 02.