Компьютерра - Журнал "Компьютерра" №725

Но мутации на этом не закончились! Например, многие (если не все) МФУ домашнего сегмента уже научились печатать фотографии достаточно высокого качества, а также напрямую работать с USB-флэшками и флэш-картами.

Во время работы над темой открытием для меня стало то, что лазерную печать, традиционно правящую бал в этом секторе, стала активно теснить печать струйная!

Чтобы прояснить этот любопытный момент, я пообщался с представителями нескольких основных фирм "принтерного" сегмента, которые и разъяснили, что к чему (комментарии знатоков вы прочитаете ниже).

Впрочем, несмотря на большое желание рассказать "обо всем на свете", в этом выпуске мы сосредоточимся исключительно на печати (причем только лазерной) и, следуя негласной схеме этой рубрики, расскажем о том, как устроен лазерный принтер, что такое тонер и девелопер, а также вкратце рассмотрим, что происходит сейчас на рынке принтеров и МФУ для дома и офиса.

Которая все стерпит

Автор: Юрий Ревич

Появление интернета и других электронных средств коммуникаций часто сравнивают с еще одной информационной революцией - изобретением книгопечатания в XV веке. Действительно, сходство налицо - и та и другая революции привели к качественному скачку прежде всего в области доступности информации.

Но подобно тому, как рукописные тексты и картины никуда не делись за полтысячелетия, прошедшего со времен Гутенберга, так и "бумажные" технологии не собираются исчезать по мере распространения электронных средств представления информации. Если электронные устройства, сравнимые по удобству чтения с бумажными книгами, постепенно возникают на горизонте, то, к примеру, в офисной практике ничего не меняется - работать с электронными документами удобно, но читать с бумаги гораздо комфортнее. Статистика говорит, что, к сожалению, потребление бумаги в офисах растет устрашающими темпами: до 15–20% в год, причем, например, в Голландии годовое потребление офисных бумаг на человека превышает 13 кг (Россия, к счастью, отстала почти на порядок - в 2005 году эта цифра составляла 1,6–1,7 кг, зато рост у нас примерно 25-процентный).

Но вот что информационная революция действительно совершила, так это переворот в самой технологии получения бумажных изображений. Длился сей процесс всего лишь несколько десятилетий: еще в раннем школьном возрасте, в 1960-е годы, я не раз ходил на экскурсию в типографию "Литературной газеты", где собственными глазами видел, как работают линотипы - огромные (с человеческий рост) автоматы, на входе которых - клавиатура пишущей машинки, а на выходе - отливные формы типографских строк из специального безусадочного свинцово-сурьмяного сплава, гарта. Деятели из современных комиссий по охране окружающей среды, даже пайку свинцовыми припоями запрещающие, упали бы в обморок, если б зашли в эти цеха. В домашних же условиях и в конторах (ныне именуемых офисами) оставался лишь выбор между рукописью и машинописью. По всем этим причинам появление принтеров в быту и фотонаборных автоматов в полиграфии приняли все, сразу и безоговорочно.

Если не брать в расчет рисование от руки, то на сегодняшний день есть четыре основные технологии получения изображений на плоском носителе: типографская красочная печать, фотографический "серебряный" процесс, электрография и струйная печать. Кроме того, есть еще несколько менее распространенных и не столь универсальных. Каждая из технологий имеет ряд вариантов: например, электрография употребляется как для получения копий (ксерокопирование), так и для печати. Соответствующие принтеры известны под названием лазерных, и эту технологию мы рассмотрим подробнее.

Электрографический процесс (у нас его нередко называют "ксерографическим") был изобретен в 1938 году американским инженером Честертоном Карлсоном. В 1947 году изобретение было продано Haloid Company, которая в 1950 году произвела на свет первый копировальный аппарат. В 1961 году компания получила название Xerox Corporation. Первый лазерный принтер был создан в начале 1970-х годов инженерами знаменитой лаборатории Xerox PARC [Легенда гласит, что сеть Ethernet была изобретена специально для того, чтобы все сотрудники лаборатории могли попечатать на этом принтере], а в 1975 году IBM первой начала их промышленное производство. Эти принтеры были безумно дорогими [Например, модель Xerox 9700 в 1977 году можно было приобрести за 350 тысяч долларов], медленными и капризными, и более-менее широкое распространение лазерная печать получила лишь начиная с 1984 года, когда компания Hewlett-Packard выпустила первый "народный" принтер серии LaserJet.

Принцип электрографической печати по идее несложен, но довольно громоздок в исполнении. Он основан на зависимости электрического сопротивления полупроводников от освещенности. Пластина (ныне это круглый барабан), покрытая полупроводниковым светочувствительным слоем (традиционно на основе селена, но теперь используют и другие материалы, например, органические полупроводники), равномерно заряжается положительным статическим зарядом (1000 В и более).

В темноте полупроводник представляет собой отличный изолятор, потому заряд сохраняется достаточно долго - как на пластмассовой расческе, потертой о синтетику или мех. Затем луч ИК-лазера (или другого источника с высокой интенсивностью света, например от светодиодов), модулированный изображением оригинала, который был сформирован сканирующей системой, обегает поверхность полупроводника, и там, где свет попадает на полупроводник, сопротивление полупроводника резко падает, и положительные заряды через металлическую подложку уходят "в землю".

В копировальных аппаратах, в отличие от принтеров, используют яркую лампу (как в сканерах), освещающую оригинал, изображение которого проецируется на пластину или барабан со светочувствительным слоем. Этим объясняется, почему копировальные аппараты возникли гораздо раньше электрографических принтеров, - тогда попросту не существовало достаточно дешевых и компактных лазеров или других подобных источников света, которые можно было модулировать для получения построчной развертки.

Тем или иным образом на поверхность полупроводникового слоя переносится невидимый пока рисунок оригинала, образованный положительно заряженными частицами. Чтобы сделать оригинал видимым и перенести на бумагу, на небольшом расстоянии от светочувствительной поверхности проворачивают магнитный валик с положительно заряженным тонером (красящим порошком). Электростатические силы притяжения преодолевают магнитные, удерживающие тонер на барабане, и тонер прилипает к фоточувствительному барабану там, где заряды стекли, - так, как наэлектризованные бумажки притягиваются к стеклянной палочке. Осталось прокатить по такой поверхности лист бумаги (тонер перенесется на нее), а затем пропустить лист через печку, где частицы тонера плавятся и намертво схватываются с бумагой.

Из этого краткого описания понятно, что лазерный принтер устроен довольно сложно (отсюда относительная дороговизна аппаратов в сравнении со струйными) и состоит из механизма подачи бумаги, блока сканирующей оптики, картриджа, в котором находится отсек с тонером и светочувствительный барабан с полупроводниковым покрытием, и печки. Для развертки лазерного луча используют вращающееся зеркало. Общая схема работы лазерного принтера приведена на рис. слева вверху.

В отличие от лазерных, светодиодные принтеры, впервые разработанные фирмой OKI в 1981 году, вместо лазера с оптической системой имеют линейку светодиодов, а потому не нуждаются во вращающемся зеркале и линзах. А поскольку они устроены проще, то могут печатать гораздо быстрее. Зато в светодиодной технологии невозможно управлять размером светового пятна, и может проявляться полосатость изображения изза разброса в параметрах светодиодов. Но подробно разбирать недостатки и достоинства современных светодиодных принтеров в сравнении с лазерными не имеет смысла, так как обе технологии на практике дают примерно одинаковое качество печати, и зачастую пользователь даже не знает, какая технология используется в конкретной модели принтера.

На протяжении большей части своей истории лазерные принтеры служили синонимом черно-белой печати. Цветные лазерники только начинают появляться на наших столах. В этих устройствах либо приходится наносить порошок четыре раза (по количеству основных цветов в модели CMYK [Cyan-Magenta-Yellow-blacK - бирюзовый-малиновый-желтый-черный]), либо имеется четыре полных комплекта формирующих изображение элементов, с промежуточным нанесением изображения на так называемый ремень переноса (transfer belt). Последний вариант придумала фирма OKI специально для своих светодиодных принтеров. Современные цветные лазерные/светодиодные принтеры устроены проще: они тоже с четырьмя комплектами фотобарабан-тонер, но с единой системой засветки, что позволяет наносить изображение с барабанов сразу на бумагу, без промежуточного переноса, и устраняет ошибки, связанные с необходимостью прецизионного выравнивания оптических систем для разных цветов.