Лазерные и светодиодные принтеры. Принцип работы ризографа

Государственное учреждение образования

«Белорусский  государственный технологический  университет» 
 
 
 
 
 
 
 
 

Контрольная работа 1 по дисциплине «Оперативная полиграфия»

на тему:

Лазерные  и светодиодные принтеры. Принцип  работы ризографа. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Выполнила студентка 4 курса

заочного  факультета, ИСиТ

Колесникович Александр Павлович 
 
 
 
 
 

Минск 2012

   Содержание 

1. Лазерные  и светодиодные принтеры. Классификация, принцип действия, возможности,о бласть применения…………………………………………………….3-7
2. Принцип работы ризографа, основные производители ризографа, наиболее важные характеристики оборудования………………………………………………..8-9

Список  используемой литературы……………………………………………………10

1. Лазерные  и светодиодные принтеры. Классификация, принцип действия, возможности, область применения.

Лазерные

    В лазерных принтерах используется электрографический принцип создания изображений, такой  же, как и в копировальных машинах.

    Основой построенного на этом принципе устройства является фотопроводящий цилиндр, часто  также называемый печатающим барабаном. Он покрыт тонкой пленкой фотопроводящего  полупроводника, как правило, оксидом  цинка. Особенностью такого покрытия является возможность придания любой его  части положительного или отрицательного заряда или, наоборот, лишения ее заряда путем бомбардировки квантами света (экспозиции). В лазерных принтерах  используется второй способ, как требующий  меньшей интенсивности источника  излучения. Соответственно, перед началом  формирования изображения по поверхности  барабана равномерно распределяют статический  заряд.

    В качестве источника света в лазерных принтерах как раз и используется лазер. Отличительной особенностью всех лазеров является способность  к генерации узкого потока квантов  света, который, отражаясь от вращающегося зеркала, попадает на поверхность изначально равномерно заряженного фотобарабана. Оптическая система разворачивает  лазерный луч в строку, прорисовывая одну, пока невидимую глазом, линию  будущей картины. После формирования строки изображения, шаговый двигатель  проворачивает барабан по возможности  ровно на одну строку, и все повторяется  до тех пор, пока не будут прописаны  все элементы выводимого изображения.

    Следующим шагом является проявление созданной  лазером картинки. Барабан проносится мимо валика, подающего из специального контейнера заряженные частички тонера. И здесь возможны два варианта: либо частички тонера прилипают только к нейтральным участкам, отталкиваясь от имеющих одноименный заряд, либо, наоборот, они притягиваются к  противоположно заряженным областям, оставляя нейтральные незаполненными. То есть тонер либо прилипает к  черным участкам, либо отталкивается  от белых. Эти два способа формирования изображения, на первый взгляд симметричные, дают несколько различающиеся результаты: первый способ (реализованный в устройствах Hewlett Packard LaserJet) более качественно  передает мелкие детали, второй, используемый, к примеру, Epson, - сплошные черные области.

    Наш барабан уже содержит зеркальное изображение будущего отпечатка, осталось только перенести тонер с его  поверхности на носитель. Для этого  листу бумаги придается статический  заряд, подобный тому, что использовался  для подготовки барабана к экспонированию. Затем бумага прижимается к поверхности  барабана. Заряды разной полярности, накопленные  на поверхностях бумаги и барабана, вызывают перенос частиц тонера на бумагу и их надежное прилипание к  последней. Остается только зафиксировать  картинку: бумага прокатывается по нагретому до двух сотен градусов утюгу, который расплавляет частички тонера и намертво соединяет их с  поверхностью носителя.

    Вот и весь процесс, и он проводится в  каждом называющем себя лазерным принтере. Конечно, возможны различные реализации вышеприведенного метода, но в основе своей он остается неизменным вот  уже добрый десяток лет.

    В основном, низкое разрешение лазерного  принтера проявляется не при печати текстов или векторной графики (их качество, как правило, на высоте даже у самых дешевых моделей), а при выводе растровых изображений  и, в частности, при передаче полутонов, ибо количество последних в общем  случае зависит от размера растровой  точки и опять-таки от разрешения. Так, даже разрешение принтера в 600х600 точек  не позволяет качественно напечатать 256 градаций серого, получающаяся линиатура  растра в 600:16=32,5 lpi явно не дотягивает до полиграфических нормативов.

    Есть  три фактора повышения физического  разрешения лазерного принтера:

• улучшение механической части, проворачивающей фотобарабан и формирующей таким образом горизонтальное разрешение принтера. Это наиболее сложно поддающаяся модификации система, поэтому ее предпочитают изменять в последнюю очередь, когда все остальные средства уже использованы.
• Уменьшение светового пятна, производимого лазером. Впрочем, повысить физическое разрешение более 600 dpi также нелегко, поскольку размер пятна используемых в принтерах инфракрасных лазеров довольно велик.
• Уменьшение размера частичек тонера и повышение его однородности. Ясно, что это дает результат только после произведения первых двух модификаций.

    Как можно видеть, реализация хотя бы одного из вышеперечисленных вариантов  сопряжена с большими затратами  на базовые исследования, ибо они  упираются, так сказать, в потолок  существующих технологий, и не только в области производства лазерных принтеров. В этом кроется причина  необходимости применения технологий улучшающих, позволяющих повысить качество выводимого изображения без увеличения физического разрешения устройства.

    Первым  коммерческим принтером, в котором  была реализована технология улучшения  качества отпечатка без увеличения разрешения, был LaserJet III, произведенный Hewlett Packard в 1990 году. Стоит отметить, что подобные технологии использовались и до этого, однако областью их применения были исключительно профессиональные устройства, HP просто применил их при  производстве общедоступных моделей. Метод, названный REt (Resolution Enhancement Technology - технология улучшения разрешения), основан на изменении размера  наносимых принтером точек. Суть технологии в том, что с помощью  модуляции лазерного луча в процессе построения изображения удается  дозированно снимать заряд с  барабана, изменяя размер участка, к  которому прилипает тонер. Это позволяет, например, заострить углы засечек  у букв и избежать скапливания  тонера в местах пересечения линий; наклонные линии также становятся более гладкими. Фирма уверяет, что  эффект от использования этой технологии аналогичен повышению разрешающей  способности примерно в полтора  раза. Конкурирующие с HP фирмы не дремлют и также имеют свои аналоги метода REt. У Fujitsu это - Enhanced Imaging Technology (FEIT), у Minolta - Fine-Art, у Epson - BiRITech и т.д.

    Впрочем, описанный метод не повышает разрешение принтера, то есть точек в любом  случае не становится больше. Другая технология позволяет увеличить именно количество выводимых точек на единицу поверхности: разрешение по горизонтали можно  поднять, с большей частотой подавая  сигналы на лазер. При этом, однако, оно становится анизотропным, различным  по горизонтали и вертикали, и  каждая точка имеет форму столбика. Каждый раз, когда вы видите в параметрах принтера разрешение 600х300 dpi, вы имеете дело именно с такой технологией.

    Реализация  следующей идеи - управления высотой  столбика - позволяет увеличить разрешение и по вертикали, однако стоит еще  раз подчеркнуть, что это не будет  реальным, физическим разрешением, так  как составляющие изображение точки  располагаются не в строгом геометрическом порядке, не в узлах сетки, а в  произвольном месте внутри каждой ячейки.

Преимущества  лазерной печати

    Невзирая  на бурное развитие струйных технологий, лазерные принтеры продолжают удерживать за собой значительную часть рынка, имеется даже некоторый рост продаж. Откуда же берется такой потенциал  у технологии, давно достигшей  своего насыщения? Лазерные принтеры по-прежнему лучше струйных справляются с некоторыми задачами: печатают быстрее, могут использовать самую разную бумагу (например, текстурную), отпечатки более стойки к влаге, агрессивным средам и механическому воздействию, да и расходные материалы для них почти вдвое дешевле. Кроме того, за последнее время цена на лазерные принтеры значительно упала, давая возможность содержать на рабочем месте как лазерный принтер для печати деловых бумаг, так и цветной струйный.

Лазерные  цветные

    Сегодня цветной принтер в сознании народа прочно связан с принтером струйным, однако, несмотря на значительные улучшения  качества струйной печати, ее скорость довольно низка по сравнению с  предлагаемой цветными лазерными устройствами. В случае, когда цветная печать ставится на поток, струйные принтеры начального уровня не справляются с  поставленной задачей, и возникает  необходимость покупки модели высшего  класса. После установки сетевой  платы и дополнительной памяти такое  устройство может оказаться ненамного  дешевле цветного лазерного, при  заметно меньшей себестоимости  печати у последнего.

    В принципе, все цветные лазерные принтеры основаны на тех же принципах, что  и их черно-белые собратья, однако каждая фирма-производитель использует свои собственные методы смешения цветов. Ниже приведены наиболее характерные  технологии цветной печати на примере  двух достаточно известных производителей.

    Hewlett Packard. Как и струйные модели, цветные  лазерные принтеры линии Enhanced Color LaserJet этой фирмы работают с  пониженным физическим разрешением  ? всего 300 dpi, давая однако логическое  разрешение, эквивалентное 1200 dpi. Улучшение  разрешения и сглаживание линий  достигается за счет модулирования  лазерного луча, что позволяет  более тонко управлять размерами  и размещением точек. Кроме  того, при выводе цветных изображений  разрешение - это всего лишь одна  из составляющих качества, тот  же эффект может дать более  правильная цветопередача или,  например, удачная система управления  растром. Качественное смешивание  тонеров четырех чистых цветов  достигается использованием точного  количества каждого цвета и  точного накладывания тонера  слоями внутри каждой точки  (технология Image REt 1200). Например, для  получения цвета точки 200CV по PANTONE принтер смешивает много малинового  тонера со средним количеством  желтого и совсем малым - черного.  Если цвет нужно сделать чуть  темнее или, наоборот, светлее, Image REt 1200 очень точно меняет соотношение  этих трех тонеров. При этом  особенно важным становится правильное  позиционирование цветных точек,  улучшить которое позволяет технология  четырех магнитных кистей. Согласно  этому методу, наряду с тонером  каждого цвета картридж содержит  порошок-посредник (проявитель), представляющий собой магнитные частицы вытянутой, эллиптической формы, покрытые способным удерживать на себе тонер веществом. Благодаря особой форме магнита, частицы проявителя стоят дыбом на поверхности ролика подачи тонера при повороте в сторону фотобарабана и являют собой своего рода кисть, несущую на себе тонер. При повороте частиц в сторону картриджа с красителем, они ложатся и в результате окрашиваются более равномерно. Таким образом достигается большой зазор между фотобарабаном и красящими роликами, чем понижается зависимость от их взаимного биения, очень существенно снижая стоимость изготовления и эксплуатации этих узлов, а также давая возможность печати всех цветов изображения за один цикл, увеличивая скорость печати и точность приводки.

    Minolta. Высокое качество печати на  цветных принтерах этой фирмы  достигается использованием запатентованной  системы микротонирования Minolta Super Fine-MT (которая, по заявлению представителей  корпорации, позволяет достичь сравнимого  с офсетной печатью уровня  качества печати) и промежуточной  ленты передачи Intermediate Transfer Belt. Созданное  на барабане изображение каждого  из четырех цветов после налипания  тонера переносится не на бумагу, а на промежуточную ленту передачи, и только после наката всех  красок изображение с ленты  переносится на носитель. Таким  способом из прецизионной системы  исключается посторонний элемент  - бумага, - параметры и качество  которого заранее предугадать  не представляется возможным,  и изображение, несмотря на  четырехпроходность, получается четким, с качественной приводкой и  без эффекта муара. Отсутствие  контакта бумага-фотобарабан, кроме  того, продлевает срок службы  последнего, а стоимость ленты  передачи в составе сменного  узла несравнимо ниже стоимости  замены барабана.

    Справедливости  ради отметим, что список производителей подобного оборудования отнюдь не ограничивается парой приведенных выше фирм. На рынке также присутствуют изделия Canon, Konica, Lexmark, NEC, OKI, Panasonic, QMS, Tektronix, Xerox и  др., также имеющие свои достоинства (и недостатки), однако рассмотрение специфики применения конкретных моделей  не входит в рамки данной статьи.

Светодиодные

    Светодиодная (LED, light Emitting Diode) технология печати является разновидностью электрографической печати, которая применяется и в копировальных  аппаратах, и в лазерных принтерах. Основное, если не сказать единственное, отличие состоит в методе облучения  барабана: если в лазерном принтере для формирования изображения используется единый лазер, луч которого позиционируется  на поверхности барабана с помощью  сложной оптико-механической системы, то в построенных на основе светодиодной технологии принтерах присутствует линейка из нескольких тысяч пар  линза/светодиод, каждая из которых  отвечает за свою точку в строке.

    Главное достоинство светодиодного принтера - это его простота: как можно  было заметить, в светодиодном механизме  печати, в отличие от лазерного, отсутствует  сложная и дорогостоящая оптико-механическая часть. Такая конструкция приводит к целому ряду преимуществ: это и  повышенная надежность, и простота обслуживания, и экономичность, и  более низкая стоимость. Такие источники  света также дают возможность  к изменению размера точки, позволяя применять технологии сглаживания  и повышения логического разрешения. Более того, для светодиода изменение яркости, естественное явление, в то время как луч лазера для подобного результата приходится модулировать.

    Основными недостатками таких моделей являются уникальность светодиодов в линейке  и невозможность создания двух совершенно одинаковых по яркости светодиодов. Соответственно и заряды, наведенные на поверхности барабана, будут несколько  отличаться друг от друга, вызывая неравномерность  закраски, полосатость. Яркость, конечно, можно отрегулировать, что и делается, однако этот процесс, повторяемый перед  печатью каждой страницы, занимает много времени, замедляя работу устройства. Именно поэтому, имея значительно более  простую конструкцию, LED-принтеры не дают выигрыша в скорости печати.

    Единственная  компания, предлагающая сегодня на рынке светодиодные принтеры, - это OKI, которая, похоже, всерьез взялась  осваивать описываемую технологию, создав целую линейку однотипных устройств. Получив изначально более  дешевый принтер, компания постаралась  закрепить ситуацию, разделив тонер-картридж и фотобарабан, находящиеся у  привычных нам лазерников в одном  расходном блоке. OKI уверяет, что  ее материалы отличает увеличенный  срок службы: на одной заправке можно  напечатать до 2000 страниц формата  А4, а ресурс фотобарабана рассчитан  на 10000 страниц (в отдельных моделях - до двадцати и даже тридцати тысяч  при ресурсе картриджа до 5000 страниц).

    Особый  интерес представляют отзывы потребителей. Они весьма неоднозначны и даже противоречивы, среди них встречаются как  хвалебные рецензии, так и откровенно ругательные. Судя по всему, дело в том, чего вы ожидаете от подобного устройства: не стоит требовать слишком многого  от принтера начального уровня, тогда  и ощущения будут соответствующими.

Цвет  на светодиодах

    Неутомимая  компания OKI создала первый цветной  принтер на светодиодах, OKIPAGE 8c. Этим предложением вполне можно было бы ограничиться, позволив читателю самому догадаться о схожести и отличиях этого устройства от цветных лазерных принтеров, однако его организация  оригинальна и представляет интерес.

    Сущность  используемой тандем-конфигурации в  следующем: все четыре барабана, или  девелопера, наносящие тонер на бумагу, расположены один за другим над линией движения бумаги, в результате чего все четыре цвета наносятся на горизонтально перемещающуюся бумагу за один проход. При этом контакт  барабанов и носителя исключается - тонер сначала попадает на ремень, и уже затем на бумагу, - что  повышает качество изображения и  предохраняет дорогостоящие детали от повреждений.

    Особенностью  расположения барабанов объясняется  довольно внушительная длина принтера - 622 мм. Однако, как показывает опыт, такое техническое решение позволяет  применять для печати бумагу с  более широким диапазоном плотности, поскольку отпадает необходимость  в закреплении носителя на цилиндрическом барабане. 

2. Принцип работы ризографа, основные производители ризографа, наиболее важные характеристики оборудования.

    Ризограф  был изобретен и создан в 1980 г., в Японии. Ризограф (цифровой дупликатор) - печатный аппарат, работающий по принципу ризографии - цифровой, ротационной, трафаретной печати. Современные ризографы, дополненные послепечатным оборудованием (фальцовщиками, резаками, ламинаторами, брошюровщиками и т.д.), позволяют создать минитипографии - комплексы оперативной полиграфии. Кроме того, благодаря высокой скорости и низкой стоимости печати, ризограф незаменим для оперативного тиражирования документов в коммерческих, государственных структурах, общественных, учебных и религиозных организациях.

    Процесс копирования состоит из двух этапов:

    1.подготовка рабочей матрицы (занимает 15 - 20 с);

    2.копирование по матрице (за 10 - 20 мин можно получить несколько тысяч качественных оттисков).

    Ризографы выпускаются в двух конфигурациях:

    1) роликовой (ризографы RA 4050, 4200, 4300, 4900, OR 1700, 1750);

    2) планшетной (ризографы RA 5900, 6300, GR 2710. 2750, 3750, SR 7200).

    Планшетные  ризографы позволяют копировать как листовые, так и сброшюрованные материалы. Но они обычно без автоматической подачи оригинала. Ризографы снабжаются дизайнерским планшетом для оформительских работ. С помощью этого планшета who без ножниц и клея макетировать оригинал и оформить копии лучше, чем оригинал. В оригинале, помещенном на планшет, можно специальным карандашом отметить поля, подлежащие изменению, и для каждого поля указать  вид обработки. Разметка оригинала  везется в диалоговом режиме, при  этом асе поля отображаются на дисплее  планшета.

    Виды  обработки полей:

    -цветное выделение;

    -фоновая закраска;

    -инверсное изображение;

    -контурный шрифт,

    -удаление поля;

    -текстовый или фоторежим отображения поля.

Принцип работы ризографа

 
Рис. 2

    Поясним, как работает ризограф, по схеме (рис.2). Работа ризографа состоит из двух этапов. Первый этап начинается со считывания изображения оригинал-макета в сканере (1). Оригинал-макет представляет собой  лист белой бумаги с изображением, которое нужно тиражировать. Сканер преобразует его в электрические  сигналы, поступающие в блок изготовления мастер-пленки (2). Мастер-пленка представляет собой тонкую бумажную ленту с  полимерным покрытием, намотанную на рулон (3). В блоке (2) в полимерном покрытии прожигаются отверстия в точном соответствии со сканируемым изображением. Отрезок мастер-пленки (4), по длине  равный листу оригинал-макета, отрезается ножом (11) и закрепляется на печатающем барабане (5). На этом заканчивается  первый этап работы ризографа. Барабан (5) имеет сетчатую основу под тем участком, где закреплен отрезок мастер-пленки. Изнутри по сетке размазывается краска, поступающая из тубы (6). Краска пропитывает отрезок мастер-пленки и просачивается только через те участки, где имеются отверстия в полимерном покрытии. Если теперь к мастер-пленке приложить лист бумаги, на нем останется отпечаток - копия оригинала. В этом, собственно, и заключается второй этап работы ризографа. На втором этапе барабан (5) приводится в постоянное вращение в направлении, показанном стрелкой. Листы чистой бумаги из подающего лотка (7) захватываются механизмом подачи (8) и направляются между барабаном (5) и прижимным валиком (12). Здесь и происходит перенос изображения на бумагу. Далее листы бумаги отлепляются от барабана либо сами, либо клювиком (13) и попадают в приемный лоток (9). На втором этапе оригинал-макет уже не используется. Перед сканированием следующего оригинала, ненужный уже отрезок мастер-пленки снимается с барабана и утилизируется (сминается) в емкость (10). Следует добавить, что описанные выше процессы ризограф выполняет автоматически. Управление ризографом производится при помощи практически одной кнопки и клавиатуры для задания количества копий. Для печати другим цветом заменяется весь барабан (5), для каждого цвета имеется свой барабан, хранящийся отдельно вместе с тубой для краски (6). Эта операция производится вручную.

    Дополнительное  оборудование для  ризографа.

    Компьютерный  интерфейс - модуль для подключения ризографа к компьютеру для высококачественной прямой печати с электронного носителя, настройки и контроля состояния ризографа. Раскатный цилиндр - дополнительный цилиндр ризографа для обеспечения многоцветной печати. Можно иметь несколько цилиндров разного цвета для одного ризографа и заменой цилиндра менять цвет печати. Сетевая карта - модуль для использования ризографа в качестве сетевого принтера без подключения к отдельному компьютеру. Стол-подставка - специальный стол для ризографа, необходимый для комфортной работы и использующийся для хранения бумаги, краски, мастер-плёнки.

  Список  используемой литературы 

  1. Р.М.Уарова , А.В.Стерлинкова «Оперативная полиграфия», Москва 2004г, МГУП.

  2. Р.М.Уарова, А.В.Винников, А.В.Чуркин «Основы цифровой печати», Москва 2006г, МГУП.

  3.Г.А.Кнабе  «Оперативная полиграфия. Организация  бизнеса и эффективное управление  мини-типографии», Москва Вильемс, 2007г.