Принцип действия
Принцип, по которому игольчатый принтер печатает знаки на бумаге, очень прост. В отличие от типового или принтера с шаровой головкой, игольчатый принтер формирует знаки несколькими иголками, расположенными в головке принтера.
Механика подачи бумаги, в общем, мало изменилась: бумага втягивается с помощью вала, а между бумагой и головкой принтера располагается красящая лента. При ударе иголки по этой ленте на бумаге остается закрашенный след.
Иголки, расположенные внутри головки, обычно активизируются электромагнитным методом. Головка двигается по горизонтальной направляющей и управляется шаговым двигателем.
9- и 18-игольчатые принтеры
9-игольчатый принтер является преемником так называемого игольчатого ударного принтера — первого принтера в этой категории. Как уже видно из его названия, в головке принтера находятся 9 иголок, которые, как правило, располагаются вертикально в один ряд.
Благодаря горизонтальному движению головки принтера и активизации отдельных иголок напечатанный знак образует как бы матрицу, причем отдельные буквы, цифры и знаки "заложены" внутри принтера в виде бинарных кодов. По этой причине головка принтера "знает", какие иголки и в каких позициях необходимо активизировать, чтобы, например, создать за 10 шагов головки букву "К".
Хотя наличие девяти иголок в головке принтера обеспечивает высокую скорость печати, однако хорошего качества достичь не удается.
Вы, наверняка, знаете типичный шрифт принтера, когда на бумаге виден отпечаток каждой из иголок, а в связи с износом красящей ленты качество еще больше ухудшается.
Для улучшения качества каждую строку пропечатывают два раза, при этом отдельные точки, составляющие знаки, несколько смещаются при втором проходе печати. Такой метод хотя и улучшает качество изображения, но, естественно, увеличивает время процесса печати.
Дальнейшим развитием 9-игольчатого принтера стал 18-игольчатый принтер, правда, его технология не имела успеха. В качестве предшественника 24-игольчатого принтера он имел расположение иголок в головке в два ряда по 9 иголок.
24-игольчатый принтер
В 24-игольчатых принтерах используется технология последовательного расположения иголок в два ряда. Вследствие того, что иголки в соседних рядах сдвинуты по вертикали, точки на распечатке перекрываются таким образом, что их трудно различить.
Иголки расположены в два ряда по 12 штук. Для 24-игольчатых принтеров также имеется возможность перемещения головки дважды по одной и той же строке, чтобы знаки пропечатывались еще раз с небольшим смещением. Изображение буквы, возникающее таким образом, только при тщательном рассмотрении можно идентифицировать как "произведение" игольчатого принтера. Поэтому такое качество печати обозначают как LQ, что является сокращением от Letter Quality (машинописное качество). Несколько худшую по качеству печать соответственно обозначают NLQ (Near Letter Quality).
Строчный принтер
У строчного принтера головка отсутствует, но имеется печатающая планка, которая от начала до конца укомплектована иголками. Таким образом, при печати изображения матрица, соответствующая строке, полностью переносится на бумагу.
Так как головка принтера не должна двигаться слева направо или справа налево, а строка печатается целиком за один раз, то это, конечно же, дает существенное преимущество в скорости печати. Такие принтеры выпускаются фирмами Genicom и Dataproducts. Скорость печати достигает 1500 строк в минуту (примерно 20 страниц в минуту).
Особенности работы игольчатого принтера
Игольчатые принтеры по сравнению с безударными (Non-Impact) принтерами имеют одно существенное преимущество — они могут печатать одновременно несколько копий документа. Мы имеем в виду даже не печать "под копирку" — способ, широко применяемый в России. Речь идет об игольчатых принтерах, которые специально сконструированы для одновременной печати пяти и более экземпляров. Такие принтеры предназначены для эксплуатации в промышленных условиях и могут печатать на карточках, сберегательных книжках и других носителях из плотного материала. В этом смысле использование такого игольчатого принтера более выгодно, чем, например, лазерного принтера, где каждую копию документа необходимо печатать индивидуально, а печать на сберегательной книжке весьма проблематична.
Вообще игольчатый принтер является более универсальным принтером при работе с бумагой, чем лазерный или струйный, для которых, как правило, отсутствует возможность использования бумаги в рулоне. По этой причине игольчатые принтеры часто оборудованы стандартными направляющими для перфорированного рулона. Правда, при печати на рулоне порой возникают проблемы, связанные с тем, что вертикальный размер листа формата А4 и расстояние между линиями разрыва листа на рулоне отличаются (рулон — 31,48 см, А4 — 29,7 см).
Если драйвер сообщает принтеру, что тот должен печатать на бумаге формата А4, а аппаратно (через DIP-переключатели или рычаги) в принтере установлен режим "печать рулона", то в этом случае головка принтера безжалостно печатает через перфорацию бумаги. Пользователям игольчатых принтеров знакома эта проблема. Для большинства типов принтеров мы можем рекомендовать только одно: программное и аппаратное обеспечение всегда должны быть согласованы между собой.
Многие принтеры оборудованы механизмом автоматической подачи бумаги (Cut Sheet Feeder), с помощью которого принтер самостоятельно заправляет новый лист.
Скорость печати
Изготовители всегда указывают теоретическую скорость печати, т. е. максимально возможную скорость чернового (Draft) режима, при этом качество печати не играет роли. LQ-печать для игольчатых принтеров длится, конечно же, дольше.
Еще дольше приходится ожидать печать графики, потому что при этом набор знаков не читается из внутренней памяти (ROM) принтера, а каждая печатаемая точка должна рассчитываться.
Единицей измерения скорости печати обычно является число знаков, которое принтер переносит на бумагу за 1 с (characters per second — cps).
Объем памяти
Игольчатые принтеры оборудованы внутренней памятью (буфером), которая принимает данные от PC. Объем памяти недорогих игольчатых принтеров составляет от 4 до 64 Кбайт. Хотя, конечно же, существуют модели, имеющие и больший объем памяти (например, Seikosha SP-2415 имеет буфер размером 175 Кбайт). В области принтеров, как и во всем компьютерном мире, действует правило: чем больше памяти, тем лучше.
Шум
Игольчатый принтер является механическим устройством, а работа механических узлов всегда сопровождается шумом. Если вы не можете работать при постоянном шуме, то переместите принтер в другое место (что проблематично, если расстояние от PC превышает 10 м) или установите принтер в звуконепроницаемую коробку, которую можно приобрести в солидном компьютерном центре.
Фирмы-изготовители игольчатых принтеров применяют различные технические решения, чтобы уменьшить шум. Для некоторых принтеров можно включить так называемый тихий режим (Quiet Mode). Правда, такое понижение шума обойдется снижением скорости печати в два раза. Лучше оборудуйте внутреннюю сторону корпуса изоляцией, например, из пенопласта.
Разрешение
Так же, как и для других устройств вывода, качество печати зависит от разрешения принтера, т. е. количества точек, которое печатается на одном дюйме (dots per inch — dpi). Для игольчатого принтера разрешение играет роль собственно только тогда, когда он печатает в графическом режиме, где должно точно рассчитываться положение каждой отдельной точки на бумаге. При печати обычных текстовых знаков следует помнить, что для механических принтеров существенную роль играют и другие факторы, такие как точность позиционирования головки принтера, количество иголок и качество красящей ленты.
Цветная печать
Только сравнительно небольшое число игольчатых принтеров имели опцию цветной печати. Это можно объяснить тем, что когда на рынке появились первые модели 24-игольчатых цветных принтеров, цена на цветные струйные принтеры уже существенно упала. А качество цветной печати 24-игольчатого принтера, которое реализовано с помощью многоцветной красящей ленты, не идет ни в какое сравнение с качеством печати на струйном принтере.
Шрифты
Многие изготовители оборудуют свои принтеры большим количеством встроенных шрифтов. Эти шрифты записаны в ROM принтера и считываются только оттуда. В связи с этим следует обратить внимание на моменты, указанные ниже.
Эти шрифты могут использоваться программным обеспечением, если установлен "родной" драйвер принтера. Обычно программы обработки текста "не знают" шрифты, встроенные в принтер, и всегда используют стандартный шрифт.
При работе в системе Windows изобилие шрифтов TrueType обесценивает наличие большого количества встроенных в принтер шрифтов.
В табл. 22.1 представлены характеристики некоторых моделей игольчатых принтеров. Возможно, здесь приведены и не самые современные модели, но зато все они проверены временем и являются наиболее распространенными моделями различных ведущих изготовителей.
Таблица 22.1. Параметры 24-игольчатых принтеров
| Модель принтера | Citizen Swift24 | Epson LQ2550 | NEC P6+ | OKI ML 380 |
| Диаметр иголки, мм | - | - | 0,2 | 0,2 |
| Срок службы головки, млн зн. | — | — | ||
| Скорость печати, cps | ||||
| Разрешение, dpi | 360x360 | 360x360 | 360x360 | 180x360 |
| Объем памяти, Кбайт | ||||
| Уровень шума, дБ | - | |||
| Срок службы красящей ленты, млн знаков | — |
Струйные принтеры
Первой фирмой, изготовившей струйный принтер, является Hewlett-Packard.
Основной принцип работы струйных принтеров чем-то напоминает работу игольчатых принтеров, только вместо иголок здесь применяются тонкие, как волос, сопла, которые находятся в головке принтера. В этой головке установлен резервуар с жидкими чернилами, которые через сопла, как микрочастицы, переносятся на материал носителя. Число сопел (от 16 до 64) зависит от модели принтера и изготовителя. Некоторые последние модели имеют гораздо большее число сопел. Например, головка HP DeskJet 1600 имеет 300 сопел для черных чернил и 416 для цветных.
Для хранения чернил используются два метода:
головка принтера объединена с резервуаром для чернил; замена резервуара с чернилами одновременно связана с заменой головки;
используется отдельный резервуар, который через систему капилляров обеспечивает чернилами головку принтера.
Принцип действия
Современные модели струйных принтеров в своей работе могут использовать следующие методы:
метод газовых пузырей;
пьезоэлектрический метод.
Метод газовых пузырей
Принцип пузырьково-струйной печати был изобретен еще в конце 1970-х гг. С 1984 г. разработку технологии начали компании Hewlett-Packard и Canon, но только в начале 1990-х гг. удалось добиться приемлемого качества и скорости печати. В 1994 г. к Hewlett-Packard и Canon присоединилась компания Lexmark.
Этот способ является термическим и больше известен под названием инжектируемые пузырьки (bubblejet). При использовании этого метода каждое сопло оборудовано нагревательным элементом, который при пропускании через него тока за несколько микросекунд нагревается до температуры около 500°. Возникающие при резком нагревании газовые пузыри (bubbles) стараются вытолкнуть через выходное отверстие сопла необходимую каплю жидких чернил, которая переносится на бумагу. При отключении тока нагревательный элемент остывает, паровой пузырь уменьшается и через входное отверстие поступает новая порция чернил.
Основной недостаток струйно-пузырькового метода заключается в том, что для быстрого выбрасывания капли чернил требуется быстрый нагрев дюзы до высокой температуры. Образование пузырька пара сопровождается испарением растворителя и на стенках дюзы оседает сухой краситель. Когда в дюзу снова поступает жидкость, краситель растворяется, однако некоторая часть красителя успевает разложиться под действием высокой температуры. При этом образуются смолистые вещества, которые уже не растворяются и постепенно накапливаются на стенках, "засоряя дюзы".
(Примечание)
Дюза (от немецкого Duse), устаревшее название наконечника (сопла, насадки) для выброса (распыления) направленной струи жидкости или газа.
По этой причине картриджи пузырьково-струйного принтера в большинстве случаев представляют собой чернильницу и печатающую головку, объединенные в единую конструкцию. Когда чернила заканчиваются, то картридж выбрасывают, и головка служит недолго.
Некоторые фирмы (например, Olivetti) производят раздельные картриджи с печатающими головками и чернильницы — емкости с чернилами. Но со временем дюзы все же выходят из строя и приходится заменять картридж.
Пьезоэлектрический метод свободен от этих недостатков.
Пьезоэлектрический метод
Физический принцип метода был открыт в конце XIX века. Он основан на способности некоторых кристаллических веществ (их называют пьезоэлектриками) изменять свои размеры под действием электрического поля. Это свойство используется в частности в пьезоэлектрических зажигалках.
В 1993 г. фирма Epson разработала на основе пьезоэлектрического эффекта технологию печати. Эта технология также используется в плоттерах (широкоформатных принтерах) фирмы CalComp.
По конструкции печатающие головки сходны. Принципиальное отличие пьезоэлектрического метода от струйно-пузырькового заключается в том, что вместо нагревательного элемента около дюзы расположен пьезоэлемент, а стенки капилляра сделаны упругими. При печати находящийся в трубке пьезоэлемент, сжимая и разжимая трубку, наполняет капиллярную систему чернилами. Чернила, которые отжимаются назад, перетекают обратно в резервуар, а чернила, которые "выдавились" наружу, оставляют на бумаге точку.
Поскольку процесс печати сопровождается лишь минимальным нагревом, обусловленным прохождением тока через проводники, то испарение чернил внутри дюзы не происходит, и поэтому дюзы практически не засоряются. Головка служит значительно дольше, чем при печати методом газовых пузырей, и работает в течение всего срока эксплуатации, а картридж принтера представляет собой только чернильницу (или несколько чернильниц, объединенных в одном корпусе). Зато изготовление головки, содержащей сотни пьезоэлементов, технически более сложно и головка получается дороже. Кроме того, в пьезоэлектрических печатающих устройствах не удается добиться столь же высокой плотности размещения дюз, как в струйно-пузырьковых, поэтому номинальное разрешение при печати у последних выше.
Цветной струйный принтер
Цветная печать с помощью игольчатых принтеров не дает желаемого качества. Использование для этой цели других типов принтеров, лазерных или термических, многим обычным пользователям не по карману. Применение же чернил различного цвета является недорогой и все же достаточно качественной альтернативой, что и привело к широкому распространению струйных принтеров.
Обычно цветное изображение формируется при печати наложением друг на друга трех основных цветов: циан (Cyan), пурпурный (Magenta) и желтый (Yellow). Хотя теоретически наложение этих трех цветов должно в итоге давать черный цвет, на практике в большинстве случаев получается серый или коричневый, и поэтому в качестве четвертого основного цвета добавляют черный (black). На основании этого такую цветовую модель называют CMYK (Cyan-Magenta-Yellow-Black).
Наряду со стандартными цветами (CMYK) некоторые современные принтеры фирм Canon и Epson используют light cyan и light magenta. Эти светло-голубые и светло-пурпурные тона позволяют получить более естественные тона при печати пейзажей (голубое небо, морская вода) и портретов. Главный конкурент данных фирм — компания Hewlett-Packard — пока использует четыре "классических" цвета по технологи PhotoRet-III (см. далее).
По рассмотренной выше причине в новых моделях струйных принтеров применяются не три цветных патрона для создания цвета, а четыре, включая дополнительный черный патрон.
Особенности работы струйного принтера
Шум
В противоположность Impact-принтерам, которые являются ударно-механическими, струйные принтеры работают тихо. Лишь двигатель, управляющий головкой принтера, издает легкое гудение. Уровень шума составляет около 40 дБ, что на 15 дБ меньше, чем у игольчатых принтеров.
Скорость печати
Скорость печати струйного принтера, как и игольчатого, зависит от качества печати. Обычно для принтера приводится максимальная достижимая скорость при печати в черновом режиме. Она приблизительно соответствует скорости работы бумагопротяжного механизма. При максимальной скорости строка печатается за один проход головки.
В качестве примера рассмотрим скорость печати в различных режимах струйного принтера Epson Stylus С80, печатающая головка которого содержит 180 сопел (монохромная) и 3x60 (цветная). Максимальная скорость печати составляет:
монохромный текст — 20 стр./мин;
цветной текст — 10,5 стр./мин;
фото 10x15 см — 40 с.
Печать одной страницы монохромного и цветного текста занимает 3 и 6 с соответственно. Это легко объяснить, если учесть, что на каждый из трех цветов приходится по 60 сопел, а на черный — 180. Фотография, площадь которой примерно в два с половиной раза меньше, печатается в семь раз дольше, причина этого — высокое качество печати. Строка печатается не за один проход, а за два или более.
Качество печати
Формальным критерием качества печати является разрешающая способность (разрешение) принтера, которое принято измерять в точках на дюйм. Однако это утверждение верно скорее для черно-белых лазерных принтеров. Для цветных струйных принтеров необходимо учитывать и другие параметры, такие как:
качество точки;
качество линий;
четкость линий и др.
 |
Качество точки существенно влияет на качество всей распечатки. Идеальная точка должна иметь круглую форму и резко выраженные края. Но на практике точки получаются не совсем круглыми, по краям наносится меньше красителя, чем в середине. Кроме того, вокруг наносимой точки нередко образуются мелкие кляксы.
При профессиональном тестировании точки фотографируют при помощи микроскопа. Но чтобы приблизительно оценить качество точки, достаточно рассмотреть ее в сильную лупу.
От качества точки в значительной мере зависит другой параметр — четкость линии. Четкость линии можно оценить, распечатав тонкую белую линию на черном или цветном фоне. Если толщина линии неизменна, то принтер обеспечивает высокую четкость и способен сохранить мелкие детали при печати.
К критерию четкости близок другой – качество линии (зазубренность кромок). В идеальном случае края линии должны быть совершенно гладкими. Но поскольку линия при печати формируется из точек, ее кромки получаются неровными, зазубренными. Качество линий очень хорошо видно на рисунке, образованном тонкими линиями, сходящимися под очень малым углом. При растекании краски изображение темнеет, т. к. расстояние между линиями уменьшается.
Кроме приведенных объективных критериев качества цветного струйного принтера существуют и субъективные критерии качества, которые определяются нашим зрительным восприятием. В качестве критериев качества фотопечати можно назвать:
естественные цвета;
отсутствие видимой зернистости изображения;
отсутствие пятен или полосы;
резкие, четко выраженные границы между отдельными объектами;
плавные переходы цвета на неравномерно освещенных объектах.
С точки, зрения передачи цветов в системе CMYK наиболее сложными для передачи, но, как правило, самыми заметными при рассмотрении отпечатка, являются цвет голубого неба, зеленой травы и цвета человеческого лица. Как правило, большинство цветных струйных принтеров имеют в поставке тестовое изображение, которое копируется на жесткий диск при инсталляции драйвера принтера. Только сравнивая тестовые распечатки различных принтеров можно отдать предпочтение одному из них.
Естественно, наилучшее качество печати достигается при использовании специальной бумаги, предназначенной для определенной модели принтера. Но специальная бумага стоит недешево.
В принципе можно отказаться от специальной бумаги, предлагаемой различными изготовителями. Струйный принтер печатает на бумаге плотностью от 60 до 135 г/м2. Хорошо зарекомендовала себя бумага для ксероксов (80 г/м2).
Для повышения качества печати фирмы-производители используют различные технические решения.
Так, для избежания ухудшения качества печати, связанного с растеканием чернил в некоторых моделях (HP PaintJet XL 300 и DeskJet 1200С и др.), выпускаемых фирмой Hewlett-Packard, для быстрого высыхания чернил применяется подогрев бумаги.
Для повышения качества печати фирмы, производящие принтеры, используют принцип регулирования размеров точки. Так, для получения капель разного размера в дюзе струйно-пузырьковой головки располагают два нагревателя (очень редко три). При этом можно получить капли соответственно двух или трех размеров. Значительно проще это сделать для пьезоэлектрической технологии печати, которой пользуется фирма Epson. Наиболее совершенные принтеры Epson (начиная с Epson Stylus Color 980) печатают точками шести размеров.
Hewlett-Packard применяет в своих принтерах технологию PhotoRet (последняя версия PhotoRet III), согласно которой каждая точка изображения формируется из 29 капель, что дает возможность отобразить до 5000 цветовых оттенков в каждой точке. В предыдущей технологии PhotoRet II для формирования точки использовалось до 16 капель (около 250 цветов), а еще ранее в каждую точку наносилось две капли.
Работа с бумагой
Струйный принтер не может использовать бумагу в рулоне. Подобная обработка бумаги все еще является "вотчиной" игольчатых принтеров. Несколько копий на струйном принтере можно получить только с помощью многократной печати одного и того же документа.
Для получения качественных фотоизображений и изображений, предназначенных для длительного хранения, необходимо использовать спец. бумагу.
Головка принтера
Основным недостатком струйного принтера является относительно большая вероятность засыхания чернил внутри сопла. В этом случае, к сожалению, поможет только одно – заменить печатающую головку.
Принтеры некоторых типов нельзя выключать во время эксплуатации, т. к. в этом случае головка останется стоять в промежуточной позиции, что приведет к более быстрому высыханию сопел. Большинство принтеров имеют режим парковки, при котором печатающая головка возвращается в исходное положение внутри принтера, что предотвращает засыхание чернил. Некоторые струйные принтеры оборудованы функцией очистки сопел. В этом случае чернила подаются на головку под большим давлением. Для этого необходимо на панели принтера нажать соответствующую клавишу или в драйвере выбрать соответствующую опцию.
(Примечание)
Если головка засохла и функция очистки сопел не помогает, попробуйте сделать следующее. Намочите ватку или бинт в глицерине (или в нашатырном спирте) и поставьте головку на несколько часов отмокать (соплами вниз). Затем запустите процедуру очистки сопел. Иногда это помогает.
В табл. представлены основные параметры для некоторых современных струйных принтеров.
Основные параметры струйных принтеров
| Параметры | HP Deskjet 990cxi | Epson Stylus Color 980 | Canon S800 | Lexmark Z52 |
| Технология печати | Bubble-Jet | Piezo | Bubble-Jet | Bubble-Jet |
| Максимальное разрешение, dpi | 2400x2400 600x600 | 2400x2400 600x600 | 1440x1200 1440x1200 | 1200x1200 1200x1200 |
| Память | 8 Мбайт | 8 Мбайт | 128 Кбайт | 512 Кбайт |
| Скорость печати, стр./мин: | ||||
| монохромная (черновой режим/ - стандартный режим) | 17/6,7 | 4/3,4 | ||
| цветная (черновой режим/ стандартный режим) | 3,1/0,9 | 4/1,9 < | ||
| фото А4 (стандартный режим/высококачественный) | 2,4/0,8 | -/0,45 | ||
| Интерфейс | USB, LPT, IR | USB, LPT | USB, LPT | USB, LPT |
Чернила
Чернила, используемые при печати, обычно представляют собой водный раствор органического красителя, реже – водно-спиртовой. Чернила на водной основе – самые дешевые. Обычно на этикетке таких чернил имеется надпись water based inc. Иногда в чернила добавляют трудно испаряющийся органический растворитель, который не позволяет чернилам засыхать в каналах, обычно это глицерин или гликоль.
Чернила находятся в чернильнице – специальной емкости, герметичной либо сообщающейся с воздухом. От чернильницы к печатающей головке ведут тончайшие трубочки – капилляры. Чернила втягиваются в них под действием сил поверхностного натяжения; в каждый момент времени капилляр либо заполнен, либо заполняется.
Поскольку стоимость картриджей для струйных принтеров довольно высока, а заканчиваются они довольно быстро, многие пользователи предпочитают самостоятельно заправлять картриджи.
Для заправки картриджа необходимо использовать только специальные чернила, предназначенные для данной модели вашего принтера. В противном случае вы можете не только не добиться качественной печати, но и испортить печатающую головку. Обычно на упаковках чернил указано, для каких принтеров они предназначены.
При заправке на специальной заправочной станции чернила фильтруются и попадают в картридж. При домашней заправке лучше покупать чернила подороже, чтобы не засорить головку. Как правило, хорошие чернила производятся в Европе (например, StarJet (Франция), HP Inc (Германия)), а более дешевые — в Китае (Unocorn), Корее (LG), США (Raven).
Лазерные принтеры
Лазерный принтер был разработан в корпорации IBM в 1971 г. Однако широкое распространение лазерные принтеры получили начиная с 1984 г., когда Hewlett-Packard выпустила свою первую модель лазерных принтеров LaserJet, которая получила широкую популярность во всем мире.
Несмотря на сильную конкуренцию со стороны струйных принтеров, лазерные принтеры на сегодня позволяют достигать более высокого качества печати.
Немного истории
В 1939 г. два друга по Стендфордскому университету Уильям Р. Хевлетт и Дэвид Пакард организовали компанию Hewlett-Packard. Первое изделие Hewlett-Packard - резистивно-емкостной звуковой генератор, основанный на конструкции, разработанной У. Р. Хевлеттом во время обучения в школе. Первое "предприятие" компании представляло собой маленький гараж в Пало-Альте (Калифорния), а начальный капитал составлял 538 USD.
К сожалению, цветные лазерные принтеры доступны далеко не всем. Однако радует то, что качество получаемого с их помошью изображения приближается к фотографическому, а цены имеют тенденцию к снижению. Уже сейчас цветной лазерный принтер можно приобрести менее чем за 5000 USD.
Таким образом, для получения высококачественной черно-белой распечатки следует отдавать предпочтение лазерному принтеру по сравнению со струйным. Если вы желаете получить цветное изображение, то в большинстве случаев можете быть удовлетворены цветным струйным принтером.
Уровень шума при "жужжании" лазерного принтера составляет в среднем 40 дБ. В режиме off-line это значение еще меньше.
Принцип действия
Большинством изготовителей лазерных принтеров используется механизм печати, который применяется в ксероксах. Принтеры HP и QMS, например, используют механизм печати ксероксов фирмы Canon.
Важнейшим конструктивным элементом лазерного принтера является вращающийся барабан, с помощью которого производится перенос изображения на бумагу. Барабан представляет собой металлический цилиндр, покрытый тонкой пленкой светопроводящего полупроводника. Обычно в качестве такого полупроводника используется оксид цинка. По поверхности барабана равномерно распределяется статический заряд. Для этого служит тонкая проволока или сетка, называемая коронирующим проводом. На этот провод подается высокое напряжение, вызывающее возникновение вокруг него светящейся ионизированной области, называемой короной.
Лазер, управляемый микроконтроллером, генерирует тонкий световой луч, отражающийся от вращающегося зеркала. Этот луч, приходя на барабан, изменяет его электрический заряд в точке прикосновения. Для некоторых типов принтеров потенциал поверхности барабана уменьшается от -900 до -200 В. Таким образом, на барабане возникает скрытая копия изображения.
На следующем рабочем шаге на фотонаборный барабан наносится тонер – мельчайшая красящая пыль. Под действием статического заряда эти мелкие частицы легко притягиваются к поверхности барабана в точках, подвергшихся экспозиции, и формируют изображение.
Бумага втягивается из подающего лотка и с помощью системы валиков перемещается к барабану. Перед самым барабаном бумаге сообщается статический заряд. Затем бумага соприкасается с барабаном и притягивает, благодаря своему заряду, частички тонера от барабана.
Для фиксации тонера бумага вновь заряжается и пропускается между двумя роликами с температурой около 180 °С. После собственно процесса печати барабан полностью разряжается, очищается от прилипших лишних частиц и готов для нового процесса печати.
Альтернативой приведенному принципу действия является так называемый светодиодный принтер, или LED-принтер (Light Emitting Diode). Вместо лазерных лучей, управляемых с помощью механики зеркал, в этом принтере барабан освещает неподвижная диодная строка, состоящая из 2500 светодиодов, которая описывает не каждую точку, а целую строку. На этом принципе работает лазерный LED-принтер OKI.
В цветном лазерном принтере изображение формируется на светочувствительной фотоприемной ленте последовательно для каждого цвета (Cyan, Magenta, Yellow, Black). Лист печатается за четыре прохода, что, естественно, сказывается на скорости печати, имеются четыре емкости для тонеров и от двух до четырех узлов проявления. Принтеры этого класса оборудованы большим объемом памяти, процессором и, как правило, собственным винчестером. На винчестере располагаются разнообразные шрифты и специальные программы, которые управляют работой, контролируют состояние и оптимизируют производительность принтера. В результате цветные лазерные принтеры являются весьма габаритными и массивными аппаратами.
Технологически процесс цветной печати на лазерном принтере осуществляется очень сложно, поэтому и цены на такие принтеры еще очень высоки.
В настоящее время даже дорогие модели цветных лазерных принтеров не дают идеального фотографического качества.
Все принтеры снабжены винчестером.
Особенности работы
Скорость печати
Скорость печати лазерного принтера определяется двумя факторами. Первый из них – это время механической протяжки бумаги, другой – скорость обработки данных, поступающих от PC, и формирования растровой страницы для печати.
Обычно лазерный принтер оборудован собственным процессором. Как правило, для черно-белых принтеров используется микропроцессор Motorola 68000. В высокопроизводительных принтерах, например HP, используют процессор, имеющий тактовую частоту более 133 МГц и сокращенный набор команд (RISC-архитектура).
Несколько лет назад, когда процессоры были дорогие, для удешевления принтеров разработали модели, функционирующие на основе интерфейса графического устройства (Graphic Device Interface, GDI). Подобные принтеры, оснащенные специальным контроллером, используются для построения образа страницы и пересылки данных CPU компьютера. Вывод изображения с помощью принтера GDI, естественно, сопровождается дополнительной нагрузкой на систему, и производительность приложений, выполняемых в среде Windows, может снизиться до нуля. В настоящее время, когда цены на микропроцессоры снизились, наметилась тенденция к сокращению выпуска подобных устройств.
Так как лазерный принтер является страничным принтером (т. е. он формирует для печати полную страницу, а не отдельные строки, как игольчатый или струйный), скорость печати измеряется в страницах в минуту.
Средний лазерный принтер печатает 8, в лучшем случае 14 страниц в минуту. Высокопроизводительные принтеры, которые, как правило, используются в компьютерных сетях для рабочих групп, могут печатать до 20 и более страниц в минуту.
Лазерный принтер, как и игольчатый, печатает страницы не с одной и той же скоростью. При печати сложных графических изображений лазерный принтер "задумывается" дольше.
Разрешение
Разрешение лазерного принтера по горизонтали и по вертикали определяется факторами, перечисленными ниже.
Вертикальное разрешение соответствует шагу барабана и для большинства принтеров составляет 1/600 дюйма (для более дешевых – 1/300 дюйма).
Горизонтальное разрешение определяется числом точек в одной строке и ограничено точностью наведения лазерного луча.
Поэтому сегодня многие модели принтеров имеют "несимметричное разрешение", равное, например, 1200x600 dpi, когда точность перемещения лазерного луча составляет 1/1200 дюйма, но шаг барабана по-прежнему 1/600 дюйма. Воспроизводимое изображение разбивается при этом не на квадратики, а на прямоугольники со сторонами 1/600 и 1/1200 дюйма. Так как луч лазера может перемещаться не только по горизонтали, но и по вертикали, то он способен поставить точку либо в верхней, либо в нижней части прямоугольника. В этом случае говорится об алгоритмическом разрешении. Очевидно, что алгоритмическое высокое разрешение заменяет реальное лишь отчасти. Оно позволяет сделать края изображений более гладкими (рис. 24.2).
Для передачи полутонов изображение принято разбивать на несколько ячеек. Например, для принтеров с разрешением 300x300 dpi часто применяется квадратная ячейка из 25 точек размером 0,42x0,42 мм (длина стороны 1/60 дюйма), со сторонами, повернутыми на 45° относительно вертикали. При этом возможна передача 26 оттенков серого (от 0 до 25 точек в ячейке). Именно таковы рекомендации языка PostScript Level 1. Так как размер ячейки достаточно велик, а число оттенков мало, то изображение получается несколько зернистым.
В высококачественных принтерах такая ячейка состоит из 128 точек (например, принтеры фирмы Optra) и тоже имеет вид квадрата, развернутого на 45 градусов. При разрешении 1200x1200 dpi его размер составляет 0,25x0,25 мм. Качество изображения улучшается не только потому, что меньше размер ячейки, но и из-за увеличения числа оттенков серого до 129.
Проблемы, которые имеются (или имелись) у других типов принтеров, также присущи и лазерным принтерам.
Для игольчатых или струйных принтеров толщина иголок или сопел обусловливает неравномерное расположение отдельных точек, из которых, например, создается диагональная линия. В результате этого возникает так называемый "лестничный эффект", который проявляется не только при печати графических изображений, но и при печати крупного текста.
Эту проблему впервые решила фирма Hewlett-Packard, применив технологию повышения разрешения (Resolution Enhancement Technology, RET), также называемую RET-технологией. Эта технология была реализована с помощью специального чипа, который управляет интенсивностью луча лазера и поэтому может манипулировать энергией заряда барабана. При использовании этого метода заряд каждой точки растра варьируется пятью градациями. RET-технология повышает качество вывода текста, штриховых и полутоновых изображений.
Другие изготовители переняли эту технологию п