Студопедия

КАТЕГОРИИ:


Архитектура-(3434)Астрономия-(809)Биология-(7483)Биотехнологии-(1457)Военное дело-(14632)Высокие технологии-(1363)География-(913)Геология-(1438)Государство-(451)Демография-(1065)Дом-(47672)Журналистика и СМИ-(912)Изобретательство-(14524)Иностранные языки-(4268)Информатика-(17799)Искусство-(1338)История-(13644)Компьютеры-(11121)Косметика-(55)Кулинария-(373)Культура-(8427)Лингвистика-(374)Литература-(1642)Маркетинг-(23702)Математика-(16968)Машиностроение-(1700)Медицина-(12668)Менеджмент-(24684)Механика-(15423)Науковедение-(506)Образование-(11852)Охрана труда-(3308)Педагогика-(5571)Полиграфия-(1312)Политика-(7869)Право-(5454)Приборостроение-(1369)Программирование-(2801)Производство-(97182)Промышленность-(8706)Психология-(18388)Религия-(3217)Связь-(10668)Сельское хозяйство-(299)Социология-(6455)Спорт-(42831)Строительство-(4793)Торговля-(5050)Транспорт-(2929)Туризм-(1568)Физика-(3942)Философия-(17015)Финансы-(26596)Химия-(22929)Экология-(12095)Экономика-(9961)Электроника-(8441)Электротехника-(4623)Энергетика-(12629)Юриспруденция-(1492)Ядерная техника-(1748)

Тема 2. Конструкция и принцип действия лазерных принтеров




В каждом из трех основных типов принтеров применяются различные методы создания изображения на бумаге и разные материалы; порошковый тонер, жидкие чернила или красящая лента. В следующих разделах речь пойдет о том, как создается изображение на бумаге в каждом типе принтеров.

Лазерные принтеры

Процесс печати документа на лазерном принтере состоит из следующих этапов:

· подключение;

· обработка данных;

· форматирование;

· растеризация;

· лазерное сканирование;

· наложение тонера;

· закрепление тонера.

Различные принтеры выполняют эти действия разными способами, однако большинством принтеров выполняется именно такая последовательность действий. Например, недорогие модели принтеров интенсивно используют в процессе печати компьютер, а более дорогие и совершенные модели большую часть операций выполняют с помощью собственного аппаратного и программного обеспечения.

Подключение

Для того, чтобы напечатать документ, вначале необходимо отправить задание печати с компьютера на принтер. Для этого традиционно используется параллельный порт компьютера, но отдельные принтеры могут работать и с последовательным портом. Некоторые модели принтеров поддерживают оба порта и могут быть подключены к нескольким компьютерам. Сетевые модели принтеров, кроме поддержки параллельного или последовательного подключения, имеют встроенный сетевой адаптер и могут напрямую подключаться к сетевому кабелю. В последнее время стали появляться первые модели с интерфейсом USB для рынка SOHO.

При подключении компьютера к принтеру задание печати отправляется на принтер. Однако поток данных может быть двунаправленным, т.е. и принтер может посылать компьютеру контролирующие сигналы, которые информируют его о приостановке или продолжении передачи потока данных. Обычно установленный в принтере объем памяти намного меньше задания печати. При переполнении буфера принтер сообщает компьютеру о приостановке передачи данных. Как только страница будет напечатана, принтер продолжает считывать данные из буфера и информирует компьютер о возобновлении передачи. Этот процесс называется синхронизацией (handshaking). Для нее используется специальный протокол.

Как указывалось выше, для хранения данных задания печати используется память принтера, а если ее недостаточно, то необходимо добавить дополнительные модули. Некоторые модели принтеров оснащаются встроенным жестким диском для хранения данных печати и коллекции шрифтов. Процесс временного хранения заданий перед их печатью называется спулингом печати (print spooling).

Многие современные модели принтеров обладают дополнительными коммуникационными возможностями, позволяя пользователю с помощью программного обеспечения осведомляться о состоянии принтера и даже конфигурировать параметры, которые ранее можно было установить с помощью кнопок управления на принтере. Для такого типа связи принтера и компьютера необходим порт с разрешенными возможностями, например ЕСР или ЕРР.

Обработка данных

После загрузки данных в принтер компьютер начинает процесс интерпретации кода. Большинство лазерных принтеров представляют собой специализированный компьютер для печати, поскольку содержат микропроцессор и память, которые работают аналогично компонентам настоящего компьютера. Эта часть принтера называется интерпретатором (interpreter) и включает программную поддержку языка (или языков) описания страниц.

Вначале интерпретатор из поступивших данных выделяет управляющие команды и содержимое документа. Процессор принтера считывает код и выполняет команды, являющиеся частью процесса форматирования, а затем выполняет другие инструкции по конфигурации принтера (например, выбор лотка с бумагой, односторонняя или двухсторонняя печать и т.д.).

Форматирование

Процесс интерпретации данных включает фазу форматирования, в ходе которой выполняются команды, указывающие, как содержимое документа должно располагаться на странице. Этот процесс опять-таки зависит от возможностей принтера. В низших моделях принтеров основную часть процесса выполняет компьютер, который отправляет принтеру специальные инструкции, описывающие точное расположение каждого символа на странице. Старшие модели принтеров (а следовательно, и более дорогостоящие) выполняют форматирование самостоятельно и делают это намного быстрее.

Ваше приложение может отображать документ в формате WYSIWYG; и хотя в этом формате он выглядит просто прекрасно, это отнюдь не означает, что точно также он будет выглядеть на бумаге. Точность изображения зависит от драйвера принтера. В большинстве случаев принтер формирует документ путем интерпретации набора команд, которые определяют такие параметры, как размер бумаги, расположение полей страниц, интервал между строками. Затем контролер помещает текст и графику в этот макет страницы и выполняет такие сложные процедуры, как выравнивание текста.

Процесс формирования также включает преобразование контуров шрифтов и векторной графики в растр. Например, при появлении команды, предполагающей использование какого-либо шрифта определенного размера, контролер обращается к контуру шрифта и генерирует растровое изображение набора символов необходимого размера. Эти растровые изображения символов помещаются во временной кэш шрифтов, откуда извлекаются по мере необходимости для непосредственного использования в том или ином месте документа.

Растеризация

В результате процесса форматирования с помощью детального набора команд определяется точное расположение каждого символа и графического изображения на каждой странице документа. В конце процесса интерпретации данных контролер выполняет команды для создания массива точек, которые затем будут перенесены на бумагу. Эта процедура называется растеризацией (rasterization). Созданный массив точек помещается в буфер страницы и находится там до момента переноса на бумагу.

Эффективность растеризации зависит от количества установленной в принтере памяти и используемого разрешения в текущем задании печати. При монохромной печати каждая точка – это один бит памяти; для размера бумаги Letter и разрешения 300 dpi необходимо 1 051 875 байт памяти ([{8x11}x]/8), что больше 1 Мбайт. При разрешении 600 dpi необходимый объем памяти возрастает до 4 Мбайт. Некоторые модели принтеров имеют достаточно памяти, чтобы разместить в буфере целую страницу, пока выполняется форматирование следующей страницы. А в некоторых моделях принтеров памяти недостаточно даже для размещения целой страницы. В таком случае используются буферы полосы (band buffers).

Принтеры использующие буферы полосы, разделяют страницу на несколько горизонтальных полос. Контролер выполняет растеризацию данных одной полосы, отправляет ее на печать, очищает буфер и приступает к обработке следующей полосы. Таким образом, страница по частям попадает на фоточувствительный барабан или другое печатающее устройство. Использование буфера полосы позволяет снизить стоимость принтера благодаря уменьшению объема установленной памяти. Однако такой тип буферизации больше подтвержден ошибкам, и вы можете обнаружить, например, несовпадение изображения на напечатанной странице. Снижение стоимости памяти привело к тому, что производители принтеров постепенно отказываются от буферов полосы.

Лазерное сканирование

После растеризации изображение страницы сохраняется в памяти, а затем передается печатающему устройству, которое физически выполняет процесс печати. Печатающее устройство (print engine) – это общий термин для определения устройств, которые непосредственно переносят изображение на бумагу в принтере и включают следующие элементы: узел лазерного сканирования (далее – узел лазера), фоточувствительный элемент, контейнер с тонером, блок распределения тонера, коротроны, разрядную лампу, блок закрепления и механизм транспортировки бумаги. Чаще всего эти элементы конструктивно выполнены в виде одного модуля (аналогичное печатающее устройство используется в копировальных машинах). Большинство производителей принтеров приобретают печатающее устройство у других производителей, таких, например, как Canon. Принтеры и копировальные машины отличаются способом получения и обработки данных. Копировальная машина содержит встроенный сканер, с помощью которого формируется образ документа, а принтер получает эти данные в цифровом виде из компьютера. После растеризации изображение передается печатающему устройству, и остальные действия над документом практически не отличаются от аналогичных действий в принтере.

На рисунке 2.1 показана схема процесса печати

Рисунок 2.1. Процесс лазерной печати

 

Узел лазера, называемый иногда выходным растровым сканером (raster output scanner – ROS), используется в лазерном принтере для создания электростатического массива точек на фоточувствительном барабане, называемом фоточувствительным элементом. Данный массив полностью соответствует изображению, хранящемуся в буфере страницы. Узел лазера состоит из собственно лазера, вращающегося зеркала и линз. Лазер в этом узле закреплен неподвижно, а для создания узора и точек в горизонтальном направлении по всей ширине барабана используется вращающееся зеркало. Луч фокусируется с помощью линз так, что точки на внешней границе барабана не искажаются при отдалении из источника света. Вертикальное перемещение обеспечивается медленным и равномерным вращением барабана.

Фоточувствительный барабан (в некоторых принтерах он может иметь вид ремня) покрыт слоем гладкого материала, который накапливает электростатический разряд и может его терять в отдельных местах поверхности при попадании света. Начальная зарядка всей поверхности барабана осуществляется с помощью устройства, называемого зарядным коротроном. Коротрон (corotron) – это проволока под большим напряжением, которая при работе ионизирует окружающий воздух. При зарядке поверхности барабана выделяется озон. В некоторых небольших принтерах используется валик вместо коротрона, что позволяет предотвратить появление озона.

Барабан чувствителен к любому типу света, но точки лучше всего создавать с помощью лазера. Именно лазер обеспечивает высокое разрешение, необходимое для создания документов на профессиональном уровне. Каждое пятно, которое составляет лазер на барабане, становится электрически нейтральным, таким образом на поверхность барабана наносятся образы символов и изображений страницы. Лазер нейтрализует области барабана, относящиеся к черной части страницы, т.е. символы и изображения, из которых состоит документ. Этот процесс печати носит название запись черного (write-black). А процесс печати, при котором происходит нейтрализация фона страницы, называется запись белого (write-white).

Наложение тонера

При вращении барабана часть поверхности, которая уже обработана лазером, попадает в блок распределения тонера (рис. 2.2).

Валик распределения тонера покрыт магнитным слоем и выполняет функцию «кисти» для тонера. Тонер (toner) – это обладающий особыми свойствами черный порошок, благодаря которому на печатаемой странице создается изображение. При вращении валика частицы тонера из контейнера распределяются по магнитной поверхности валика. Этот валик расположен в непосредственной близости от фоточувствительного барабана, и, когда поверхность последнего соприкасается с валиком, частицы тонера притягиваются к тем областям, которые были нейтрализованы с помощью лазера. Таким образом, посредством частиц тонера формируется изображение страницы на барабане.

Барабан продолжает медленно вращаться и прикасается своей поверхностью к поверхности бумаги. В принтере есть механизм для извлечения листа бумаги из лотка и передачи его в устройство печати таким образом, что этот лист оказывается точно под вращающимся барабаном. Скорость подачи бумаги соответствует скорости вращения барабана. Под листом бумаги находится еще один коротрон (называемый передаточным коротроном – transfer corotron), с помощью которого заряжается лист бумаги и частицы тонера с барабана переносится на него, формируя изображение. После переноса тонера на бумагу барабан продолжает вращаться и попадает под разрядную лампу (обычно это линейка светодиодов), с помощью которой происходит «очищение» поверхности барабана. Теперь барабан полностью восстановлен и может использоваться для печати следующей страницы.

При таком процессе печати ошибки незначительны. Это достигается очень близким расположением элементов печатающего устройства. Многие производители принтеров размещают печатающее устройство в картридже с тонером. Такое конструктивное решение хотя и увеличивает стоимость картриджа, но позволяет без проблем заменять наиболее чувствительные элементы принтера.

 

Нагреватель

Рис. 2.2. Схема печатающего устройства лазерного принтера

Закрепление тонера

После переноса тонера с фоточувствительного барабана на бумагу последняя продолжает свое движение и проходит еще над одним коротроном, называемым разрядным коротроном. Он снимает заряд, который был применен передаточным коротроном перед помещением тонера на бумагу. Это необходимо для электрической нейтрализации листа бумаги перед ее соприкосновением с другими частями принтера, например с направляющими валиками.

Итак, на листе бумаги «рассыпан» тонер, представляющий некое изображение. Тонер имеет вид порошка, и даже небольшое воздействие может разрушить изображение. Для закрепления тонера на бумаге лист прокатывается между двумя валиками, нагретыми до 200С (рис. 2.3). Такой нагрев приводит к появлению частиц тонера и прилипанию к волокнам бумаги. Когда процесс печати завершен, лист бумаги «выползает» из принтера.

Рисунок 2.3. Процедура закрепления тонера на листе бумаги




Поделиться с друзьями:


Дата добавления: 2014-10-15; Просмотров: 701; Нарушение авторских прав?; Мы поможем в написании вашей работы!


Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет



studopedia.su - Студопедия (2013 - 2024) год. Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав! Последнее добавление




Генерация страницы за: 0.024 сек.