Лазерные и другие принтеры

Лазерный принтер является ближайшим рдственником ксерокса, в нем используется тот же самый принцип. Этот принцип позволяет достичь довольно высокого качества печати за небольшие деньги, что позволило лазерным принтерам достичь на рынке серьезных принтеров практически доминирующего положения. Кроме более высокого качества печати (особенно цветной) по сравнению со струйными принтерами, лазерные также выгодно отличаются хорошей производительностью - скорость печати раза в три выше по сравнению со струйными, - а также себестоимостью отпечатка: стоимость черно-белого изображения ниже где-то в два раза, а цветного чуть ли не в 5 раз или даже больше. Шумят лазерные принтеры не больше, чем струйные, а в режиме off-line их характерное жужжание еще меньше. Пожалуй, единственным их серьезным недостатком являются большая масса (до сотни килограммов) и внушительные габариты. Хотя этими особенностями обладают только цветные принтеры, а черные по этим параметрам вполне соспоставимы со струйными. Правда, и стоят эти устройства куда дороже струйных принтеров, но, если учесть их стоимость эксплуатации и качественные характеристики, то затраты на лазерный принтер в большинстве случаев вполне оправданы.

Важнейшим конструктивным элементом принтера является вращающийся барабан, который и отвечает за перенос изображения на бумагу. Барабан выполнен в виде металлического цилиндра, покрытого тонкой пленкой фотопроводящего полупроводника (обычно используется оксид цинка). Во время печати по поверхности барабана с помощью тонкой проволоки или сетки, называемой коронирующим проводом (когда на этот провод подается высокое напряжение, вокруг него возникает светящаяся ионизированная область - корона), распределяется статический заряд. Лазер, управляемый соответствующей электроникой, генерирует световой луч, который, отражаясь от вращающегося зеркала, попадает на барабан и изменяет его статистический заряд в точке прикосновения. У некоторых принтеров разность потенциалов на поверхности барабана может составлять несколько сотен вольт. Лазер попадает на барабан только в тех точках, в которых должно быть изображаение, таким образом на барабане получается скрытая копия отпечатка.

На следующем шаге на барабан наносится тонер (мельчайшай красящая пыль). Проходя мимо тонера, барабан притягивает его в точках, подвергшихся облучению лазером. Затем на поверхность барабана накладывается бумага, и тонер переходит на нее. Чтобы краска лучше держалась, перед самым барабаном ей тоже сообщается заряд, а в самом конце бумага проходит между двумя роликами с температурой около 180 градусов.

Альтернативной является светодиодный принтер, где вместо лазера и зеркала используется неподвижная строка с диодами LED (Light Emitting Diode), которая засвечивает барабан не по одной точке, а сразу по целой линии. На этом принципе работают принтеры фирмы OKI.

Другая категория лазерных принтеров - цветные лазерные принтеры. Они стоят значительно дороже и имеют большие размеры, так как по сути состоят из двух-четырех обычных. Изображение формируется последовательно для каждого основного цвета, и лист печатается за четыре прохода (как и в струйных принтерах, используется CMYK-представление цвета), что, естественно, сказывается на скорости печати. В принтере соответственно имеются четыре емкости с тонером каждого цвета. Качество цветной печати заметно лучше, чем у струйных принтеров, однако оно все-таки не фотографическое. Так что для подделки документов и иных криминальных применений, а также просто для качественной печати фотографий лучше все же воспользоваться специальными принтерами для цветной печати, о которых будет рассказано ниже. Зато черно-белое изображение очень даже на высоте (однако не следует думать, что качественно печатать в цвете на лазерных принтерах невозможно - если на изображении отсутствуют ярко выраженные полутона, то качество просто отменное, да и фотографии тоже получаются довольно неплохо).

Для лазерного принтера очень важно, сколько памяти в нем установлено. Дело в том, что лазерный принетр сначала формирует изображение целиком, а только потом начинает его печатать. Понятно, что цветное изображение с разрешение порядка 600х600 dpi занимает не так уж и мало, поэтому для обеспечения приемлемого быстродействия принтер должен иметь достаточное количество памяти. Цветные принтеры обычно имеют около 32-64 Mb памяти, но для печати больших фотографий этого конечно же недостаточно. Поэтому память можно расширять до нескольких сотен мегабайт (или меньше; это зависит от максимального разрешения и формата), обычно это делается стандартными модулями оперативной памяти (как правило, SIMM). Черные принтеры соответственно имеют меньшее количество памяти - около 4-8 Mb. Этого тоже достаточно для печати только простых рисунков или текста с маленькими графическими вставками, поэтому, если необходимо, памяти принтеру лучше добавить (неплохо бы до максимального объема, тем более что память сейчас стоит недорого и постоянно дешевеет). Кроме оперативной памяти, в принтере обычно имеется (хотя далеко и не обязательно) и собственная Flash ROM, в которой хранятся различные шрифты, шаблоны, микропрограммы и тому подобное, что отменяет необходимость загрузки этих аксессуаров из РС, и, естественно, убыстряет работу. Иногда в принтере присутствует еще и маленький жесткий диск.

Из других особенностей можно отметить, что выпускаются устройства, совмещающие в себе еще сканер, копировальный аппарат и даже факс. По сути это и есть факс, оснащенный соответствубщим программным обеспечением, и который может работать в составе компьютерной системы. Хотя такой гибрид и может быть весьма полезен, однако лучшее качество и гораздо более широкий набор функций имеют отдельный хороший лазерный принтер, сканер и факс (или факс-модем).

Естественно, для формирования страницы нужно производить кое-какие вычисления. А этот объем вычислений достаточно велик, особенно в случае с цветным изображением, поэтому лазерные принтеры также оснащаются процессором. Еще не так давно, когда процессоры были дорогие, выпускались устройства, функционирующие на основе графического интерфейса GDI (Graphic Device Interface), которые для построения изображения пользовались процессором РС. Такой способ является капитальным тормозом всей системы - при маломощном CPU производительность Windows-приложений может снизиться практически до нуля. Сейчас же стоимость маломощных (а для принтера вовсе не нужен самый быстродействующий CPU) процессоров составляет чуть ли не несколько долларов, поэтому подобные устройства уже давно не производятся. Черно-белые принтеры обычно оснащаются процессором с частотой порядка 33 MHz, в цветных же можно встретить более мощные процессоры с частотами около 133 MHz. Кому-то это может показаться мало (в самом деле, обработка изображения, состоящего из десятков миллионов точек, на компьютере с 133-мегагерцовым процессором будет осуществляться очень долго), но процессоры для принтеров имеют сокращенный набор инструкций и хорошо оптимизированы под конкретный тип вычислений, так что приемлемая скорость обеспечивается.

Так как лазерный принтер, как уже было сказано, формирует для печати сразу полную страницу, то и скорость печати измеряется в страницах в минуту. Она обычно составляет около 6-8 страниц в минуту для черно-белого изображения, для цветного примерно в четыре-пять раз меньше. Высокопроизводительные принтеры могут иметь скорость печати до 32 стр/мин. Так как лазерные принтеры зачастую предназначены для использования в сети, то некоторые принтеры могут быть оснащены встроенными принт-серверами.

Картридж для лазерного принтера Как и другие типы принтеров, в зависимости от предполагаемой области использования формат бумаги может быть различным, обычно А4 или А3. Цветные принтеры, как правило, печатают только на листах А4 или меньших. Практически стандартной стала возможность печати на пленках или иных материалах, отличных от бумаги. Встречаются также модели, способные печатать на рулонной бумаге, что окончательно отняло у матричных принтеров эту особенность, которая долгое время считалась исключительно их прерогативой. Иногда принтер оснащается устройством для двусторонней печати, в остальных же приличных моделях предусмотрена возможность его установки (правда, стоит не дешево - несколько сотен USD). Необходимость такого устройства возникла не только из-за неудобства печати с обеих сторон листа, но также из-за того, что при печати на уже отпечатанном листе сильно уменьшается срок службы барабана, так как на нем при этом остаются частицы тонера, и в последствии принтер может одарить отпечаток различными артефактами в виде полос, пятен или чего-нибудь еще не слишком приятного. Поэтому, если принтер не оборудован устройством для двусторонней печати, печатать на обратной стороне листа очень не рекомендуется. Также не следует подвергать барабан длительному (более 3 минут) освещению. Кроме того, после окончания срока службы барабана (для недорогих моделей около 60000 страниц, для хороших соответственно больше) необходимо его заменить, так как со временем фотоэлектрические свойства последнего ухудшаются. Кстати, у многих принтеров барабан меняется вместе с картриджем. Вообще-то это не очень оправдано экономически (ресурс картриджа редко превышает 10-15 тысяч страниц, в большинстве же случаев он всего 3-7 тысяч), но практически всегда находятся организации, которые заправляют картриджи разных производителей и они становятся не намного хуже новых. Однако, по-моему, лучше, когда принтер имеет возможность отдельной остановки картриджа(ей), - тогда вы в любой момент можете без проблем заменить его самостоятельно и не бегать в поисках людей, которые возьмутся за восстановление картриджа, тем более что эта процедура весьма сложная и не всегда дает положительный результат, так как хорошо справиться с ней может только квалифицированный персонал. Стоимость картриджа в рассчете на страницу (особенно цветную) у лазерных принтеров существенно ниже, чем у струйных.

Естественно, важно и разрешение принтера. Оно, как и у струйных может не быть симметричным. В таком случае большее значение определяет шаг лазерного луча, а меньшее - шаг барабана. Для лазерных принтеров стандартом является разрешение 600х600 dpi, однако бывает и меньше. У хороших принтеров (как правило, только черных, хотя иногда встречаются и цветные) оно может быть 1200х1200 или больше. Для передачи полутонов изображение разбивается на ячейки из нескольких десятков точек, и цветовая насыщенность обеспечивается числом пикселов в этой ячейке. Естественно, чем больше их в ячейке, тем выше качество. В лазерных принтерах для повышения качества применяется технология повышения разрешения, называемая RET (Resolution Enhancement Technology). Она реализована с помощью специального чипа, который управляет интенсивностью лазера и таким образом позволяет варьировать энергией заряда барабана. При использовании этого метода заряд каждой точки определяется несколькими градациями. RET-технология позволяет существенно повысить качество изображения, особенно полутонового. Хотя изобретение было сделано фирмой Hewlett-Packard, используется оно и другими производителями. Например, OKI называет его Smoothing Technology, NEC говорит, что это технология S.E.T (Sharp Edge Technology), а фирма Epson, не думая долго, назвала ее RIT (Resolution Improvement Technology). Так что хотя бы поэтому лазерный принтер лучше струйного с таким же разрешением.

Так как лазерный принтер - устройство доволно скоростное, то очень не рекомендуется подключать его к допотопному параллельному порту. Если есть сеть, то лучше сделать его сетевым устройством (если принтер не оснащен принт-сервером, то необходимо установить в него соответствующую карточку или использовать внешний принт-сервер), в противном случае можно воспользоваться USB-портом. Проблема только в том, что еще не все принтеры его имеют, поэтому при покупке лазерного принтера обязательно стоит обращать внимание на возможность его работы через шину USB.

Еще одной особенностью описываемых устройств является еще то, что они работают через стандартный программный интерфейс, или язык принтера. Стандартный язык для лазерных принтеров разработала HP, назвав его довольно банально: PCL, или Printer Control Language. Он имеет несколько версий, совместимых сверху вниз. Все принтеры должны понимать PCL. Кстати, этот язык не только ответственен за управление принтером, в него также входят некоторые графические функции, описывающие, например, геометрические фигуры, поворот шрифтов и т. п. PCL иногда применяется и в струйных принтерах HP.

Другой, более продвинутый язык называется PostScript. Это стандартизированный язык описания страниц, который также предусматривает работу с цветом. PostScript разрабатывался фирмой Evansj Suther Land, создающей языки программирования для графической анимации, затем был дополнен Xerox, и, наконец, усовершенствован Adobe. Шрифты посылаются на принтер не в виде растрового изображения (типа bitmap), а используется их векторное представление. Так как принтер работает все же с растровым изображением, то шрифты должны быть снова преобразованы в растровую форму. Этим занимается RIP (Raster Image Processor) - специальный процессор, который, пользуясь интерпретатором языка, создает битовый образ символа на основе его размера, очертаний, расположения на странице и т. д. Таким же образом обрабатываются и геометрические изображения. В связи с этим PostScript обладает рядом существенных преимуществ перед PCL: экономит память принтера, так как записанные в векторной форме изображения занимают намного меньше места, предоставляет большие возможности в графическом плане (масштабирование, поворот, зеркальное отображение и прочее, причем все это с абсолютной точностью, так как данные представляются в математической форме), файлы языка не зависят от апаратного обеспечения - они могут восприниматься любым устройством (фотонаборным аппаратом или другим лазерным принтером), поддерживающим язык PostScript. Естественно, все это требует определенных ресурсов, поэтому лазерные принтеры с такой поддержкой стоят подороже. Но эти затраты вполне оправданы, так как значительно расширяют область применения устройства. Правда, эмуляции PostScript можно добиться и чисто программным способом, то есть чтобы страницы генерировались непосредственно в памяти РС, но это сильно грузит процессор и сопровождается некоторыми притормаживаниями. Поэтому принтерам с поддержкой языка PostScript все же стоит отдавать большее предпочтение.

Наконец, третий язык. Он носит название HP-GL (Hewlett-Packard Gtaphics Language) и представляет собой практически индустриальную норму для чертежных принтеров или плоттеров. Он является расширением PCL. Туда входят инструкции, с помощью которых можно поворачивать изображение на любой угол или отобрпжать зеркально. Геометрические фигуры генерируются с помощью HP-GL существенно быстрее, чем с помощью стандартного PCL. Этот язык поддерживают только широкоформатные принтеры или графопостроители, обычные лазерные принтеры такой поддрежки не имеют.

Термические принтеры для цветной печати

Как бы ни были хороши лазерные принтеры, они не позволяют все же достичь качества, при котором отпечаток будет не сильно отличаться от фотографии. Для этого предназначены специальные цветные принтеры, в которых используется термоперенос красителя. Существует несколько технологий термической печати:

Струйный перенос расплавленного красителя (термопластичная печать)

Контактный перенос расплавленного красителя (термовосковая печать)

Термоперенос красителя (сублимационная печать)

Термический принтер В последних двух случаях краситель нагревается и переносится на бумагу (или иной материал) в жидкой или газообразной форме. За несколько проходов формируется полноцветное изображение. Принтеры, в которых используется струйный перенос, называются еще восковыми твердокрасочными принтерами. При печати кусочки цветного воска плавятся и выбрызгиваются на носитель, при этом получаются очень насыщенные и реалистичные цвета, и изображение выглядит даже получше иной фотографии. Отпечаток выходит слегка зернистым, поэтому такие принтеры не годятся для изготовления диапозитивов, так как капли воска после высыхания имеют сферическую форму. Существуют также устройства, совмещающие в себе как сублимационную, так и термрмовосковую технологии (они различаются тем, что при термовосковой печати, как правило, используется специальная бумага с восковым покрытием, а при сублимационной она не нужна).

Как и лазерные принтеры, термические принтеры тоже являются страничными. В связи с этим то, что актуально для лазерных принтеров (в частности, объем памяти и необходимость в наличии процессора), актуально и для термических. Скорость печати у них из-за инертности тепловых процессов намного ниже, чем у лазерных, и составляет для сублимационных 0.1-0.8 страниц в минуту, а для термовосковых - от 0.5 до 2 страниц формата А4 в минуту.

Кроме того, стоимость подобных устройств достаточно велика, поэтому используются они в основном только там, где действительно есть острая необходимость в высококачественной печати цветных изображений.