Лазерные принтеры и дальномеры

    

    Рис.2.3 Принцип действия 

2.3. Технология лазерной печати

    Лазерные  принтеры, получившие наибольшее распространение, используют технологию фотокопирования, называемую еще электрофотографической, которая заключается в точном позиционировании точки на странице посредством изменения электрического заряда на специальной пленке из фотопроводящего полупроводника. Подобная технология печати применяется в ксероксах.

    Отпечатки, сделанные таким способом не боятся влаги, устойчивы к истиранию и выцветанию. Качество такого изображения очень высокое.

Процесс лазерной печати складывается из пяти последовательных шагов: 

Рис.1.3 Процесс лазерной печати 
 

2.3.1. Зарядка фотовала 

     Фотовал — цилиндр с покрытием из фотополупроводника (материала, способного менять своё электрическое сопротивление при освещении). В некоторых системах вместо фотоцилиндра использовался фоторемень — эластичная закольцованная полоса с фотослоем.

     Зарядка фотовала — нанесение равномерного электрического заряда на поверхность  вращающегося фотобарабана (1). Наиболее часто применяемый материал фотобарабана — фотоорганика — требует использования отрицательного заряда, однако есть материалы (например, кремний), позволяющие использовать положительный заряд.

     Изначально  зарядка производилась с помощью скоротрона (скоротрона, англ. scorotron) — натянутого провода, на который подаётся напряжение относительно фотобарабана. Между проводом и фотобарабаном обычно помещается металлическая сетка, служащая для выравнивания электрического поля.

     Позже стали применять зарядку с помощью зарядного валика (англ. Charge Roller) (2). Такая система позволила уменьшить напряжение и снизить проблему выделения озона в коронном разряде (преобразование молекул O2 в O3 под действием высокого напряжения), однако влечёт проблему прямого механического контакта и износа частей, а также чистки от загрязнений. 
 

2.3.2 Лазерное сканирование 

     Лазерное  сканирование (засвечивание) — процесс прохождения отрицательно заряженной поверхности фотовала под лазерным лучом. Луч лазера (3) отклоняется вращающимся зеркалом (4) и, проходя через распределительную линзу (5), фокусируется на фотовалу (1). Лазер активизируется только в тех местах, на которые магнитный вал (7) в дальнейшем должен будет нанести тонер. Под действием лазера участки фоточувствительной поверхности фотовала, которые были засвечены лазером, становятся электропроводящими, и заряд на этих участках «стекает» на металлическую основу фотовала. Тем самым на поверхности фотовала создаётся электростатическое изображение будущего отпечатка в виде ослабленного заряда. 

2.3.3 Наложение тонера 

     Отрицательно  заряженный ролик подачи тонера придаёт  тонеру отрицательный заряд и  подаёт его на ролик проявки. Тонер, находящийся в бункере, притягивается  к поверхности магнитного вала под  действием магнита, из которого изготовлена сердцевина вала[1]. Во время вращения магнитного вала тонер, находящийся на его поверхности, проходит через узкую щель, образованную между дозирующим лезвием и магнитным валом. После этого тонер входит в контакт с фотовалом и притягивается на него в тех местах, где отрицательный заряд был снят путём засветки.

     Тем самым электростатическое (невидимое) изображение преобразуется в  видимое (проявляется). Притянутый к  фотовалу тонер движется на нём дальше, пока не приходит в соприкосновение с бумагой. 

2.3.4 Перенос тонера 

     В месте контакта фотовала с бумагой, под бумагой находится ещё  один ролик, называемый роликом переноса. На него подаётся положительный заряд, который он сообщает и бумаге, с  которой контактирует. Частички тонера, войдя в соприкосновение с положительно заряженной бумагой, переносятся на неё и удерживаются на поверхности за счёт электростатики.

     Если  в этот момент посмотреть на бумагу, на ней будет сформировано полностью  готовое изображение, которое можно  легко разрушить, проведя по нему пальцем, потому что изображение состоит из притянутого к бумаге порошка тонера, ничем другим, кроме электростатики, на бумаге не удерживаемое. Для получения финального отпечатка изображение необходимо закрепить. 

2.3.5 Закрепление тонера 

     Бумага (8) с «насыпанным» тонерным изображением двигается далее к узлу закрепления (печке) (11). Закрепляется изображение  за счёт нагрева и давления. Печка  состоит из двух валов:

верхнего, внутри которого находится нагревательный элемент (обычно — галогенная лампа), называемый термовалом;

нижнего (прижимной ролик), который прижимает  бумагу к верхнему за счёт подпорной пружины.

     За  температурой термовала следит термодатчик (термистор). Печка представляет собой два соприкасающихся вала, между которыми проходит бумага. При нагреве бумаги (180—220 °C) тонер, притянутый к ней, расплавляется и в жидком виде вжимается в текстуру бумаги. Выйдя из печки, тонер быстро застывает, что создаёт постоянное изображение, устойчивое к внешним воздействиям. Чтобы бумага, на которую нанесён тонер, не прилипала к термовалу, на нём выполнены отделители бумаги.

     Однако  термовал — не единственная реализация нагревателя. Альтернативой является печка, в которой используется термоплёнка: специальный гибкий материал с нагревательными элементами в своей структуре. 
 

2.4. Классификация лазерных принтеров 

    По  быстродействию принтеры разделяются  на персональные и сетевые. Еще недавно, принтеры с номинальным быстродействием 8 страниц в минуту, относились к сетевым, но в настоящее время, к ним относятся любые принтеры с быстродействием выше 12 стр./мин.

    В свою очередь персональные принтеры делятся на:

    1. принтеры, пришедшие на смену  струйным 

    2. принтеры для небольших рабочих групп

    3. монохромные принтеры для печати  графики 

 

2.4.1. Принтеры, пришедшие на смену струйным 

    Струйные  принтеры обеспечивают достаточно качественный вывод текста и работу с цветом при цене от 300 долларов, поэтому  не удивительно, что этот класс устройств  оказался наиболее привлекательным  для пользователей домашних компьютеров  и даже применения в сфере малого бизнеса. Однако качество монохромной печати не достигает уровня, который пользователь привык ожидать от лазерных принтеров.

    Еще одна проблема скорость печати: большинство  недорогих принтеров выводят  в лучшем случае 2 стр./мин., в то время, как лазерные от 4 до 6. Если вам не требуется цветная печать, а необходимо готовить в большом количестве профессионально выглядящие документы, то недорогой лазерный принтер станет вашим лучшим выбором. К данной категории можно отнести следующие модели: Brother HL 630, HL 645, HL 660, и WL 660, Epson Action Laser 1100 и Action Laser 1400, HP Laser Jet 5L, Laser Jet 5P, Laser Jet 5MP, Kyocera FS 400, NEC Silentwriter SuperScript 610plus, SuperScript 660, и SuperScript 660i, а также Panasonic KX P6100. 

2.4.2. Принтеры для небольших рабочих групп 

    Быстродействие  печати это группы принтеров достигает  от 8 до 10 страниц в минуту. Некоторые  из них могут подключаться к сети, а возможности загрузки бумаги и  скорости печати соответствует потребностям подразделения из 5 10 сотрудников. Эти устройства являются идеальным решением для тех, кому сейчас необходим персональный компьютер, а в недалеком будущем сетевой. Таковы: Kyocera Ecosys FS1550A и FS 1600A, Lexmark 4039, 10plus Laser Printer, QMS 1060E и Texas Instrument. 

2.4.3. Монохромные принтеры для печати графики 

    Одна  из проблем, связанных с печатью  в приложениях, работающих с графикой (например, настольные издательские системы), это ограниченный формат (обычно печать возможна на бумаге формата 216х280, или 216х356 мм, в то время, как при подготовке макетов для типографии, зачастую необходимо использовать бумагу большего размера (280х430мм). Кроме того, для изготовления готовых переводу на фотоформу оригиналов изданий, типа информационного бюллетеня, недостаточно бывает и разрешения в 600х600 точка/дюйм. В таких случаях, вам потребуется устройство, имеющее разрешение 800 или даже 1200 точка/дюйм. Принтер должен также иметь сетевой интерфейс, чтобы им могли пользоваться все сотрудники отдела.

    Перечисленным требованиям соответствуют следующие принтеры: Data products Typhoon 8, GCC Elite XL608, Elite XL808, и Elite XL1208. 
 

2.4.4. Сетевые принтеры 

    Пока  персональные компьютеры не были соединены  между собой, печать не вызывала затруднений. Либо принтер был подключен к вашему компьютеру, либо вы переносили свой файл в чей то компьютер с подключенным принтером. Но как только пользователи начали работать с общими файлами в сети, они захотели также иметь и общие принтеры. И такие принтеры появились.

    При ценах, рекомендуемых изготовителями (в пределах 1199 долларов для Brother HL 960, до 21999 долларов за QMS 3825 Print System), эти модели предлагают широкий набор сетевых возможностей от внутренних многопротокольных серверов печати, до сложных программных средств дистанционного управления печатью. И мало вероятно, что дальнейшие улучшения прекратятся.

    По  оценкам International Data Corporation, к 1998 году около  половины всех проданных в Соединенных  Штатах Америки принтеров, будут  подключены к локальным вычислительным сетям.

    Многие  сетевые принтеры предоставляют  возможность одновременной печати на двух сторонах листа, по сети можно  узнать и изменить параметры принтера, а также узнать какое количество бумаги осталось в лотке.

    Скорость  печати этой группы принтеров очень  высока. Так модель Xerox 4230/MRP печатает со скоростью 30 страниц в минуту, а QMS 3825 Print System имеет максимальную скорость печати 38 страниц в минуту. А некоторые принтеры даже имеют встроенный жесткий диск для хранения шрифтов. Это позволяет экономить время на постоянную выгрузку шрифтов по сети.

    Также к сетевым лазерным принтерам  относятся: HP Laser Jet 4V, Optra R (Lexmark). 

2.4.5. Цветные лазерные принтеры 

    Эта группа принтеров до некоторого времени  не пользовалась широкой популярностью  из-за высокой цены на них. Всего лишь 2 года назад цветные лазерные принтеры, ценой не более 10 тыс. долларов и их все еще не много. Но к 1999г.по оценкам фирмы BIC, количество цветных лазерных принтеров достигнет 225 тысяч.

    Цветные лазерные принтеры обладают некоторыми из тех же возможностей, что и струйные. Они могут печатать на простой бумаге в один или несколько цветов по одному заданию и на одной странице без перенастройки и имеют относительно низкую стоимость печати, составляющую 3 4 цента для монохромного текста и 25 центов для 1 цветной страницы. В одном только эти две технологии разнятся в цене, так как реальные розничные цены лазерных принтеров составляют от 4800 до 9000 долларов.

    Качество  печати лазерных принтеров самое  разное. Большинство принтеров имеет  разрешение 600х600точка/дюйм (1200х300точка/дюйм Xerox Xprint 4915). Но даже отличные цены и графика не восполняют такого недостатка как блеск отпечатываемого изображения. Скорость печати этих устройств достигает 3 страниц в минуту а емкость оперативного запоминающего устройства 24 мегабайт и выше.

    Лучшими цветными лазерными принтерами являются: QMS magicolor CX, QMS magicolor LX, Apple Color Laser Writer 12/600PS, Phaser 5400plus, XPrint 4925.

    При средней цене 7000 долларов, цветной  лазерный принтер не назовешь дешевым. Кому захочется потратить такую кучу денег? Ясно, что этот продукт предназначен для корпоративного пользователя. По мере того, как цвет становится стандартом для проведения демонстраций, подготовки отчетов и электронных таблиц, возникает настоятельная потребность в устройстве, обеспечивающем одновременно прекрасное качество печати текста и хорошую цветопередачу. До недавнего времени эту задачу решали следующим образом: некоторые (черно- белые) страницы печатали на монохромном лазерном принтере, а другие на учережденческом цветном (если такой имелся). При этом возникала необходимость в сортировке страниц. А если нужно было несколько экземпляров? Цветной лазерный принтер решает эти проблемы. Вы получаете безупречное качество печати текста, а также очень хорошую цветопередачу для печати деловых диаграмм, возможность заливки сплошными цветами (spot color) а некоторые лазерные принтеры имеют режим с переменным размером точки.