Принтеры лазерные и светодиодные. Конструкция и характеристики.

КОНСТРУКЦИЯ И ПРИНЦИП РАБОТЫ ЛАЗЕРНОГО ПРИНТЕРА

 

В лазерных принтерах используется электрографический принцип создания изображений. Сердцем лазерного принтера является фотопроводящий цилиндр (печатающий барабан). С помощью барабана производится перенос изображения на бумагу. Он представляет собой металлический цилиндр, покрытый тонкой пленкой фотопроводящего полупроводника. Поверхности этого покрытия можно придать положительный или отрицательный заряд, который сохраняется на поверхности, но только до тех пор, пока барабан не освещен. Если какую либо часть барабана проэкспонировать, то покрытие приобретает проводимость и заряд стечет с освещенного участка, образовав незаряженную зону. Данный момент очень важен для понимания принципа работы лазерного принтера.

 

 

Рисунок 1 Устройство лазерного принтера: 1.Генератор лазера; 2.Вращающееся зеркало; 3.Лазерный луч; 4.Валики, подающие бумагу; 5.Валик, подающий тонер; 6.Фотопроводящий цилиндр; 7.Узел фиксации изображения.

Следующей важной его частью является лазер и презиционно оптико-механическая система, перемещающая луч.

Малогабаритный лазер генерирует тонкий световой луч, отражающийся от вращающегося зеркала (как правило, шестигранного) разряжает положительно заряженную поверхность барабана. Чтобы получилось изображение, лазер включается и выключается управляющим микроконтроллером. Вращающееся зеркало разворачивает луч в строку на поверхности печатающего барабана. Все это вместе создает на его поверхности строку скрытого изображения, в котором те участки, которые должны быть черными, имеют один заряд, а белые противоположный. После формирования строки изображения, специальный презиционный шаговый двигатель поворачивает барабан так, чтобы можно было формировать следующую строку. Это смещение равняется разрешающей способности принтера и обычно составляет 1/300,1/600 дюйма. Этот этап печати напоминает построение изображения на экране телевизионного монитора.

На поверхности барабана появляется заряд, необходимый для создания изображения. Для этого служит тонкая проволока или сетка, называемая "коронирующим проводом". На провод подается высокое напряжение, вызывающее возникновение светящейся ионизированной области вокруг него, называется короной и придает барабану необходимый статический заряд.

На барабане сформировано изображение вроде статического заряда и незаряженных участков. Дальше барабан проходит мимо валика, подающего из специального контейнера черный красящий порошок тонер. Частички тонера, заряженные положительно, прилипают только к нейтральным участкам, отталкиваясь от положительно заряженных.

Следующим этапом является перенос тонера на бумагу. Бумага вытягивается из подающего лотка и с помощью системы валиков перемещается к печатающему барабану. Перед самым барабаном бумаге сообщается статистический заряд с помощью еще одного коронирующего провода, подобного тому, что используется для подготовки барабана к экспонированию. Затем бумага прижимается к поверхности барабана. Заряды разной полярности, накопленные на поверхности бумаги и на поверхности барабана, вызывают перенос частиц тонера на бумагу и их надежное прилипание к последней. После переноса тонера бумага покидает поверхность барабана.

При этом валики продолжают перемещать бумагу к выходному лотку принтера. Следующим звеном принтера, встречающего бумагу с изображением на этом пути, является узел фиксации изображения. Тонер содержит вещество, способное легко плавится. Обычно это какой-нибудь полимер или смола. При нагревании до 200-220 градусов и повышении давления порошок расплавляется и намертво соединяется с поверхностью бумаги. Только что вышедшие из принтера листы теплые, а слишком нетерпеливый пользователь, хватающий появившийся листок, рискует обжечь пальцы.

Далее бумага протаскивается к выходному лотку. При этом, если листы выводятся напрямую, верхним в стопе отпечатков оказывается последний лист. Многие принтеры, однако, переворачивают бумагу лицом вниз, складывая стопу в правильном порядке, то есть верхним будет первый лист, нижним последний.

Последняя важная позиция очистка барабана. При переносе изображения на бумагу не все частички тонера прилипают к ней и небольшое количество их остается на барабане. Для этого на него подается электрический заряд, барабан очищается и готов к печати следующего листа.

Важным является устройство управления, как правило, микроконтроллер на базе микропроцессора. Контроллер обслуживает порты, оперативную память, осуществляет диагностику принтера, выдает сообщения на панель управления, эмулирует различные стандарты подключения и, конечно, выдает десятки сигналов, управляющих всеми узлами принтера.

Луч лазера электризует ее, вычерчивая образ будущего изображения. После чего к наэлектризованным частям барабана прилипают частицы тонера. Далее в нагревателе тонер расплавляется и намертво «приклеивается» к поверхности бумаги. Результатом является качество печати, сравнимое с полиграфическим.

Конструкция лазерных принтеров может быть разной. В «раздельном» варианте картриджи содержат только тонер, а барабан встраивают в принтер и стараются изготовить, по возможности, более долговечным. Причем здесь работает закон - чем более дорогой барабан используется, тем дороже стоит его замена. Например, у принтеров Kyocera ресурс барабана исчисляется сотнями тысяч листов (100 000 - у младших моделей и 300 000 - у старших), но замена может обойтись в половину цены принтера. У моделей OKI ресурс барабана значительно меньше - десятки тысяч листов, зато его замена обходится гораздо дешевле, примерно в пятую часть цены принтера.

Другая конструкция предполагает использование «одноразового» барабана, который меняется при каждой смене картриджа - то есть, встроен в него. Это так называемая «совмещенная схема»; ее применяет большинство производителей (Canon, Epson, Hewlett-Packard, Panasonic, Samsung, Xerox), поскольку она имеет массу преимуществ (пользователю вообще не надо думать о капитальном ремонте, а только о профилактике). Но, разумеется, цена печати листа при этом выходит более высокой - ведь картридж получается дорогим и сложным. Кроме емкости с тонером, в него приходится встраивать барабан, developer, ракель и буфер для отработанного порошка.

• Скорость печати. В зависимости от модели принтера может колебаться от 4-5 до 14 и более страниц в минуту. Объем оперативной памяти. Обычно лазерные принтеры имеют объем ОЗУ не менее 1 Мбайта. Объем памяти (как и у самого компьютера) существенно сказывается на быстродействии принтера.

• Формат бумаги. Наиболее распространенным форматом принтеров является А4. Принтеры форматом А3 и более используются крайне редко из-за их высокой стоимости.

• Наличие цвета. Наибольшее распространение получили черно-белые принтеры, цветные используются крайне редко.

• Шрифтовое обеспечение. Любые принтеры в принципе могут использовать три тина шрифтов: резидентные(или встроенные), загружаемы шрифты, записанные на специальные устройства, которое вставляется в принтер – картридже. Встроенные шрифты обеспечивают достаточно высокое быстродействие, однако их количество крайне ограниченно. Шрифты, которые загружаются в ОЗУ принтера из компьютера, имеют огромное разнообразие форм и размеров, но требуют дополнительных ресурсов памяти и тексты распечатываются относительно медленно. Сменные картриджи с наборами различных шрифтов являются достаточно хорошим компромиссом, но их использование требует дополнительных аппаратных средств и удорожание самого принтера.

При выборе лазерного принтера необходимо ориентироваться, в первую очередь, на количество листов, которые придется ежедневно печатать.

Качество печати лазерных принтеров задается разрешением, но невозможно составить верное представление о нем, ориентируясь только на цифры dpi - слишком много реальных факторов влияют на конечное качество отпечатка (точность механики, параметры печки, качество тонера и др.). Так что проще не «высчитывать», а оценить конечный результат с помощью несложных тестов. Для этого заготавливается одностраничный документ с несколькими строчками текста, кегль которых меняется от 2-го до 10-го. На тот же лист можно нанести однородные заливки с разным заполнением: 1-, 3-, 5-, 10-, 20- и 50-процентным, а также градиентную заливку с переходом от белого к черному цвету. Число переходов лучше выставить достаточно большое, порядка 256.

Оценка качества в тестовых распечатках проводится по нескольким контрольным точкам. Прежде всего, стоит обратить внимание на наименьший размер кегля, в котором шрифт становится читаемым. Для большинства моделей при нормальном режиме печати это 2-ой или 3-ий кегль. При экономичном режиме читаемость ухудшается и без усилия можно прочесть лишь текст, напечатанный 4-6 кеглем.

Некоторых пользователей мало интересует качество вывода графики - они придерживаются мнения, что лазерные принтеры созданы только для вывода текстовых документов. Но многие печатают на лазерных принтерах презентации, рекламные листки, для которых необходима хорошая полутоновая графика. Даже обычные прайс-листы выигрывают от вставки небольших графических элементов. И сегодня практически все производители научились создавать заливки не за счет простого разрежения точек, но при помощи более тонких технологий (например, Hewlett-PackardREt), - и тогда удается получить «ровнозакрашенные» площади без заметного «зерна». Кстати, о качестве пятипроцентной заливки может наглядно свидетельствовать тот вид, какой примут на документе водяные знаки (или штампы) - фоновые надписи по диагонали всего листа (например, «Черновик» или «Секретно»).

При выборе принтера также стоит обратить внимание на возможности осветления или затемнения картинки средствами драйвера. Осветление может быть полезно для экономии тонера - если экономичный режим, как таковой, не дает приемлемого качества, можно найти такую степень осветления, при которой качество будет устраивать, а тонер - все же окажется сэкономлен. Затемнение помогает «добивать» картриджи до последней пылинки тонера. То есть, время для затемнения картинки наступает тогда, когда порошка становится слишком мало, и качество печати падает.

Для тех, кто имеет дело с печатью черно-белой графики, немаловажен объем собственной памяти принтера и возможности ее наращивания. У лазерных принтеров этими параметрами определяется не только скорость печати, но и сама принципиальная возможность распечатки графических файлов - страница должна помещаться в памяти целиком. При распечатке текстовой информации это не проблема, но если идет работа со сложной графикой, память приходится увеличивать до 8-ми, 10-ти, а иногда и до 16-ти Мб. Еще один важный момент: тип элементов для расширения памяти. Как правило, это обычная компьютерная SDRAM формата DIMM или SIMM.

 

ПРЕИМУЩЕСТВА И НЕДОСТАТКИ ЛАЗЕРНЫХ ПРИНТЕРОВ

 

Основные преимущества лазерных принтеров:

- высокая скорость;

- большие объемы печати;

- низкий уровень шума при работе;

- стойкость напечатанных копий к влиянию воды и света;

- низкая себестоимость одной копии - около пяти копеек за листок.

Недостатками лазерных принтеров являются:

- высокая цена;

- незначительное излучение.

 

СВЕТОДИОЙДНЫЕ ПРИНТЕРЫ

Главное различие светодиодного принтера от лазерного основано на системе освещения светочувствительного вала. Лазерный принтер выполняет это одним источником – лазером, пробегающий по всему валу. А светодиодный принтер использует в своей системе освещения вала линейку светодиодов, расположенных по поверхности вала. Линейка может включать в себя до 10 тысяч диодов. Перенос на барабан тонера, потом на бумагу и в завершении закрепление его в печке идентичен системе лазерной печати. Достоинство светодиодной системы принтеров характеризуется компактностью светодиодной линейки, что влияет и на габариты самого устройства. Для примера, цветные светодиодные принтеры почти вдвое меньше лазерных принтеров. Также механизм оборудования проще и долговечнее, так как отсутствуют подвижные части при формировании изображений. Стоит отметить, что все светодиоды, находящиеся в линейке, дают одинаковые световые пятна, которые корректируют искажение световых пятен на краях фото барабана. Данные к линейке можно подавать параллельно, перехват данных осуществляется при помощи радиосканера, но такой тип подачи данных усложняет перехват. Чаще всего применяется последовательная подача данных, что существенно облегчает перехват. При отклонении яркости освещения некоторых светодиодов происходит появление полос вдоль движения бумаги с высокой или низкой насыщенностью качества печати, что является существенным недостатком такого оборудования. В отличие от лазерного принтера, где корректируется только один лазерный светодиод, в светодиодной линейке невозможно провести коррекцию полностью всех диодов, так как линейка может содержать до 5000 и больше светодиодов. Еще один недостаток у светодиодных принтеров – невозможность сдвига элементарных точек. Возможность сдвига нужна для улучшения качества изображения в печати. Также применяют изменение размера точек, что характерно как для светодиодной техники, так и для лазерной. Из-за своей компактности, в светодиодных принтерах ограничена фокусировка света от некоторых диодов линейки. Кроме того, светодиодная система обуславливается низкой печатью - около 40 страниц в минуту, по сравнению с лазерной технологией - от 110 страниц в минуту.

 

LED-принтер он же свтодиойдный

В LED-принтерах (Light Emmiting Diode) вместо полупроводникового лазера используются мельчайшие светодиоды.

Принтеры с другими принципами работы

Печатающая головка термопринтера состоит из мельчайших нагревательных элементов, которые переносят специальное красящее вещество на бумагу именно в том месте, где обеспечивается необходимая температура. Различаются принтеры с переносом специальной красящей мастики и принтеры, в которых перенос вещества осуществляется в газообразном состоянии. Эти устройства имеют отличные показатели печати почти фотографического качества.

Основные характеристики принтера

Разрешение принтера характеризует, насколько мелкие детали изображения может передавать принтер. Этот показатель измеряется в dpi (dot per inch), в точках на дюйм. Современные принтеры имеют разрешение от 600 до 1200 dpi. Этот показатель приводится для черно-белых изображений. Для цветных и полутоновых изображений этот показатель ниже. Многие принтеры используют специальные алгоритмы, улучшающие разрешение.

На качество получаемого изображения большое влияние оказывает используемая бумага. Качество бумаги особенно актуально для струйных принтеров, использующих чернила, которые могут расплываться, ухудшая качество печати.

Количество цветов имеет важное значение. Обычно используются три основных цвета, смешением которых получается любой цвет. Черный цвет получить трудно, поэтому он добавляется к другим. При использовании трех цветов достаточно сложно получить приемлемый результат при печати изображений светлых тонов. Поэтому некоторые модели принтеров используют 6 цветов: три основных цвета и дополнительно три светлых. В основном это относится к струйным принтерам.

Качество драйверов и используемые алгоритмы цветоделения играют немаловажную роль для получения качественной печати.

Скорость печати измеряется количеством страниц в единицу времени, обычно в минуту. Современные принтеры имеют скорость печати от 1-2 до 10-12 страниц в минуту. Ресурс принтера определяется временем непрерывной эксплуатации и измеряется количеством страниц в единицу времени, обычно в месяц. Превышение ресурса существенно повышает вероятность поломки принтера.

Ресурс одной заправки вместе с ее стоимостью определяет стоимость эксплуатации принтера. Лазерные принтеры обычно стоят дороже струйных, но эксплуатация последних несколько дороже.