Типы принтеров и их характеристики

Печатающая  головка содержит механизм формирования капель и сопла. Она может размещаться  в подвижной каретке или в  чернильном картридже. В принтерах  Epson используют несъемную печатающую головку, установленную в каретке. В принтерах Canon ее можно заменять, а компании Lexmark и Hewlett Packard предпочитают встраивать печатающие головки в картриджи с чернилами.

Дополнительными компонентами струйного принтера являются:

1. устройства печати на рулонной бумаге и на CD-дисках
2. печати с оборотом листа
3. резаки для рулонной бумаги
4. распечатка изображений с носителей флэш-памяти
5. ЖК-дисплеи индикации и предварительного просмотра

Современные модели струйных принтеров не нуждаются  в подключении к компьютеру для  распечатки фотографий.

Качество печати струйных принтеров в основном определяется разрешением и цветовым охватом. Ныне разрешение механизмов печати струйных принтеров достигло такого уровня (1200-4800 dpi), что в дальнейшем его повышении нет никакого смысла. В отличие от электрографической печати, где полутоновое (цветное) изображение формируется элементами растра, определяемыми линиатурой, при струйной печати допускается наложение точек друг на друга с целью получения заданного цвета. Тем самым, растр в обычном понимании на струйном отпечатке отсутствует, и скорее следует сравнивать его с "зерном" обычной фотографии. Снимок, распечатанный с разрешением 2880 dpi на специальной бумаге, без лупы невозможно отличить от фотоотпечатка.Гораздо труднее на струйном принтере воспроизвести цветовой охват фотографии. На цветопередачу влияет несколько факторов: одними из главных являются характеристики используемых чернил. Хотя во всех принтерах используют чернила с цветовым спектром CMYK, абсолютно точно воспроизвести палитру CMY невозможно, поскольку сами чернила полупрозрачны и смешиваются как с друг другом, так и с бумагой. Особую трудность представляет воспроизведение тонов с низкой оптической плотностью. Поэтому в последних моделях так называемых фотопринтеров (то есть предназначенных для печати изображений фотографического качества) в дополнение к основной палитре стали применять другие цвета: Light Magenta, Light Cyan, Gray. Такой подход позволил существенно улучшить цветовой охват струйного отпечатка и довести его практически до уровня фотографии. Сегодня даже специалист на глаз не сможет отличить высококачественный струйный отпечаток от фотографии.Важным потребительским параметром струйного принтера является стоимость отпечатка. В среднем она в два раза выше, чем у лазерных принтеров (для черно-белых отпечатков). Однако при небольших объемах печати струйный принтер является лучшим решением для дома и малого бизнеса. А для цветной печати фотографического качества альтернативы струйным принтерам практически нет (твердочернильные принтеры слишком дороги для офисно-домашнего применения). 
Сегодня можно утверждать, что струйные принтеры одного ценового диапазона обеспечивают примерно одинаковый уровень качества и различаются в основном дополнительными устройствами, стоимостью владения, совершенством драйверов и доступностью расходных материалов в конкретном регионе.

Струйная  технология печати порождает и ряд  проблем, среди которых основной является проблема предотвращения засыхания  чернил в соплах и одновременно с  этим обеспечения быстрого их высыхания  при попадании на бумагу. Она решается либо путем погружения сопел в  резервуар с красителем, либо автоматизацией очистки сопел, либо благодаря использованию  красителя, расплавляющегося при нагревании и затвердевающего при остывании. Последний способ решения проблемы представляется наиболее перспективным. Для его реализации достаточно подогреть  сопла и, возможно, резервуар с красителем.

Струйная  технология является одним из основных видов получения высококачественной цветной печати. Для цветной печати, как правило, используются красители  уже названных четырех цветов. По парное их смешение до нанесения  капель на бумагу дает еще три цвета. Чтобы выйти за семицветное ограничение, струйные принтеры используют прием, известный  как подмешивание:

печать  смежных (возможно, с наложением) точек  разными цветами, которые глаз воспринимает как одноцветный блок. Однако из-за того, что подмешивание заменяет одну точку определенного цвета несколькими  точками разных цветов, изображения, напечатанные методом подмешивания, получаются несколько размытыми.

Термографические  принтеры.

Между принципом  действия термографических и точечно-матричных  принтеров можно провести вполне определенную параллель. Отличия состоят  лишь в том, что для нанесения  точек в первых принтерах используется свойство некоторых материалов изменять свой цвет при нагревании (или расплавляться), а вместо обычных металлических  игл применяются тонкие нагреваемые  электроды. Таким образом, в термографических принтерах для формирования изображения  на бумаге используется не удар, а нагрев. Иногда эти устройства называют химическими  принтерами, так как в них используется одноименная реакция, вызванная  нагреванием.

Термографические  печатающие устройства подразделяются на два типа:

1. принтеры с прямым нагревом;
2. принтеры с переносом.

В устройствах  первого типа используется бумага со специальным химическим покрытием. Нагретый электрод непосредственно  касается такой бумаги, и в результате химической реакции точка "проявляется", приобретая синий или черный цвет.

В принтерах  второго типа используется специальная  красящая лента, краситель которой, расплавляясь от касания нагретым электродом, переносится на бумагу отпечатывая точку.

Достоинство принтеров с передачей состоит  в том, что им не требуется специальной  бумаги, однако сама красящая лента  довольно дорога.

Термографические  принтеры почти бесшумны, просты по конструкции, недороги и, хотя обладают малым для большинства моделей  быстродействием (40 - 80 символ/с), дают довольно высокое качество печати, естественно, предоставляя и графические возможности. Простота конструкции привела к  тому, что устройства этого типа часто используются в портативных  ПЭВМ.

Существуют  и высокоскоростные термографические принтеры (450 символ/с), а также построчно  и постранично печатающие устройства.

Технология  цветной термографической печати достаточно проработана, однако независимо от типа устройства (с прямым нагревом или  с переносом) она требует нескольких проходов (по одному на каждый основной цвет).

Электрофотографические (лазерные) принтеры

В лазерном (электрографическом) принтере печатаемое изображение формируется  лучом лазера поточечно (и построчно) на вращающемся барабане, покрытом слоем полупроводникового материала - фоторецептора (обычно используют селен). Этот материал способен уменьшать удельное сопротивление под воздействием света.Специальное устройство (коротрон) наносит на фоторецептор электрический заряд. Под воздействием лазерного луча в данной точке изменяется знак электрического заряда.

Сформированная  строка в ходе вращения барабана попадает в зону напыления тонера - мелкодисперсной  смеси полимера, красителя и магнитного материала. Тонер через магнитный  вал и ракель (устройство заряда тонера) поступает к барабану, и  частицы тонера притягиваются к  участкам с противоположным зарядом. В это время заряженный другим коротроном лист бумаги также поступает к барабану и частицы тонера переносятся на него за счет большей заряженности листа. После "прокатки" запечатываемой области тонер вдавливается в бумагу механическим валиком и лист нагревается в печке (фьюзере) до температуры плавления полимера, что приводит к прочному сцеплению тонера с бумагой.

Варианты конструкции  лазерных принтеров предусматривают так называемое "совмещенное" или "раздельное" размещение механизмов переноса.

В первом случае в картридже находятся  и барабан, и тонер с устройствами переноса (кроме оптико-лазерной системы). При раздельном размещении в картридже  расположены только ракель и тонер. Светодиодные принтеры имеют другой механизм формирования изображения.

Параметры лазерных принтеров

К основным техническим  и потребительским параметрам лазерных принтеров относятся

• Цветовой диапазон
• разрешающая способность,
• допустимая нагрузка,
• ресурс,
• скорость печати,
• стоимость печати в расчете на один лист.

Что касается цветового диапазона, то лазерные принтеры выпускаются в двух вариантах - для монохромной (черно-белой) и цветной печати. Цветные принтеры имеют четыре последовательно расположенных узла переноса для основных субтрактивных цветов CMYK.

Разрешающая способность принтера измеряется в точках на дюйм по горизонтали и вертикали. Разрешение по горизонтали определяется, главным образом, точностью позиционирования лазерного луча и размером частиц тонера.

 Среди принтеров офисного класса лучшие модели имеют разрешение до 1200 dpi. В профессиональных принтерах достигнуто физическое разрешение 1800 dpi.

Разрешение  по вертикали определяется возможностями  механизма вращения барабана. Здесь  также получено разрешение 1200 dpi. Недорогие массовые модели имеют разрешение 600x600 dpi. Большая разрешающая способность позволяет не только более точно воспроизводить тонкие графические элементы, но и расширить тоновый диапазон растровых изображений. Полутоновые изображения в процессе печати обязательно подвергаются растрированию, а плотность растра (и, тем самым, количество воспроизводимых полутонов) имеет прямую зависимость от разрешающей способности. Диапазон 256 уровней воспроизводится на принтерах класса 1200 dpi с линиатурой 75 lpi, что примерно соответствует "газетному" качеству.

Допустимая  нагрузка на принтер указывается изготовителем и измеряется числом непрерывно печатаемых страниц. Для дешевых моделей нагрузка составляет 75-150 страниц, для более дорогих - до 500 страниц.

Ресурс  принтеров совмещенной конструкции обычно составляет 300-500 тысяч листов, а реально ограничивается сроком службы в 5-6 лет при средней нагрузке.Для принтеров раздельной конструкции ресурс определяется износостойкостью барабана и обычно составляет 100 000 листов для младших и 300 000 листов для старших моделей.

Важным  преимуществом лазерных принтеров  выглядит низкая стоимость отпечатка (выражается в центах). Этот показатель рассчитывается как сумма удельной амортизации (стоимость принтера, разделенная на ресурс) и расхода тонера на один лист при пятипроцентном заполнении.Например, для сетевого принтера Lexmark T520 расчетная стоимость отпечатка составляет около 1,3 цента за страницу. Средняя стоимость отпечатка достигает 1,5-1,6 цента.

В основе большинства лазерных принтеров  лежит электрофотографический принцип  печати, заимствованный из ксерографии, где используется свойство фоточувствительных материалов изменять свой поверхностный  заряд в зависимости от освещенности. Пионером в области производства лазерных принтеров является фирма Xerox. В 1984 г. фирма Canon USA (США) предложила лазерный принтер LBP-CX, имеющий радикально новую конструкцию. Основное новшество состояло в размещении всего того, что подлежит частой замене, в сменной кассете. Дополнительно к этому была усовершенствована оптика. Стоило данное устройство существенно дешевле, но и имело заметно худшие характеристики по сравнению с изделиями фирмы Xerox. Именно принтер LBP-CX был первым лазерным принтером, доступным для ПЭВМ. Его конструкция легла в основу популярных ныне печатающих устройств LaserJet фирмы HP, LaserWriter компании Apple Computer и 8/300 фирмы Imagen.

Лазерный  принтер содержит вращающийся барабан (реже - ленту), покрытый фоточувствительным (светочувствительным) материалом. В  исходном состоянии поверхность  барабана электрически нейтральна или  имеет электрический заряд, равномерно по ней распределенный (в зависимости  от разновидности принтера). В процессе работы устройства при помощи сканирующего зеркала осуществляется растровая  развертка луча от лазерного диода  по поверхности барабана. После множества  коротких вспышек этого диода, выполняемых  в соответствии с выводимым изображением, на барабане засвечиваются все требуемые  участки и электрический заряд их изменяется. После засветки на барабан наносится порошок определенного цвета, называемый тонером, частицы которого обладают заданным электрическим зарядом. В результате электростатического взаимодействия частицы тонера прилипают к барабану только в тех местах, которые были освещены или не были освещены, что зависит от системы окрашивания (разновидности принтера). Затем рисунок переносится на бумагу путем ее прижима к барабану и последующего приложения электрического поля. Наконец, тонер фиксируется на бумаге (чаще всего разогретым валиком). Иногда фиксация осуществляется вследствие воздействия паров какого-либо растворителя.

Изображение формируется по точкам, однако за счет высокого разрешения лазерными принтерами обеспечивается типографское качество печати текстов и возможность  воспроизведения высококачественных рисунков, что позволяет размещать  на одной странице как графические изображения, так и текстовую информацию с широким диапазоном размеров букв и множеством различных шрифтов.

Для лазерных, да и ряда других типов принтеров  разработаны и используются различные  языки описания страниц, среди которых  наибольшей известностью пользуется язык PostScript. Он создан несколько лет назад фирмой Adobe Systems. Этот язык может быть реализован как программно, так и аппаратно оборудованием принтера. Конечно, аппаратная реализация обходится дороже, но и является более эффективной. Фирма HP для своих лазерных принтеров использует собственный язык PCL, также весьма популярный, и одновременно обеспечивает возможность работы на языке.