W odcieniach szarości

Jednym z najpopularniejszych urządzeń podłączanych do komputerów jest drukarka. Tam, gdzie ważna jest szybkość i jakość druku oraz istotne są niskie koszty i łatwość przystosowania do specyfiki środowiska pracy, najczęściej wykorzystuje się drukarki laserowe. Mimo rosnącego znaczenia dokumentów elektronicznych ich papierowe odpowiedniki nadal odgrywają niebagatelną rolę w procesie wymiany informacji. Z tego powodu pozycja drukarki […]

Jednym z najpopularniejszych urządzeń podłączanych do komputerów jest drukarka. Tam, gdzie ważna jest szybkość i jakość druku oraz istotne są niskie koszty i łatwość przystosowania do specyfiki środowiska pracy, najczęściej wykorzystuje się drukarki laserowe.

Mimo rosnącego znaczenia dokumentów elektronicznych ich papierowe odpowiedniki nadal odgrywają niebagatelną rolę w procesie wymiany informacji. Z tego powodu pozycja drukarki jako jednego z podstawowych urządzeń peryferyjnych wydaje się na razie niezachwiana. Zależnie od przewidywanych zastosowań konstrukcje urządzeń drukujących bazują na różnych technologiach. W zadaniach, gdzie najważniejsza jest forma opracowanego dokumentu, a szczególnie możliwość uzyskania kolorowego wydruku, nadal prym wiodą drukarki atramentowe. Dostępne na rynku „plujki” są coraz szybsze i tańsze, cieszą się zatem dużą popularnością wśród użytkowników domowych. Drukarki laserowe sprawdzają się w zastosowaniach, które nie wymagają pełnej palety barw, za to zmuszają nas do liczenia się z kosztami eksploatacji i osiągania dużej wydajności. Mimo że urządzenia te nie należą do najtańszych, zapewniają lepszy komfort pracy w środowiskach charakteryzujących się dużym obciążeniem oraz współdzieleniem zasobów przez wielu użytkowników. Technologia druku laserowego sprawdza się jednak nie tylko w zastosowaniach biurowych. Czarno-białe drukarki laserowe nie stanowią już luksusu i coraz chętniej kupowane są przez zwykłych użytkowników. Oczywiście nie mówimy tu o sieciowych „kombajnach”, obfitujących w wiele funkcji, których nie sposób wykorzystać, kiedy używa się drukarki w warunkach domowych.

Współczesne drukarki laserowe nie konkurują już tylko prędkością, rozdzielczością i jakością druku. Ważne są również możliwości rozbudowy, diagnozowania stanu urządzenia w środowiskach sieciowych oraz funkcje zaawansowane – na przykład druk obustronny. W laboratorium CHIP-a przetestowaliśmy 28 modeli dostępnych na polskim rynku, różniących się ą budową, technologią druku i możliwościami. Wśród drukarek laserowych górny pułap cenowy praktycznie nie istnieje. Urządzenia przygotowane do pracy w sieci, wyposażone w liczne podajniki, odbiorniki i interfejsy, często kosztują tyle, co używany samochód. Wśród przetestowanych modeli znalazły się zarówno drogie urządzenia, przeznaczone głównie do intensywnej pracy w środowisku sieciowym, jak i tańsze, jako dobra propozycja dla niewielkich, kilkuosobowych firm lub użytkowników domowych.

Od środka…

W konstrukcji większości drukarek laserowych wykorzystywana jest „klasyczna” technika druku, polegająca na polaryzowaniu odpowiedniego miejsca na powierzchni światłoczułego bębna promieniem pochodzącym z diody laserowej. Jednak zanim to nastąpi, wiązka musi przejść przez skomplikowany system soczewek i zwierciadeł, z których ostatnie, mające postać wirującego wielościanu, kieruje promień bezpośrednio na bęben. Nieco odmienne podejście zastosowała w swoich produktach firma Oki. Zamiast zespołu soczewek i zwierciadeł użyto nieruchomej listwy składającej się z kilkuset świecących diod. Każda odpowiada za naświetlenie jednego punktu wydruku, a wszystkie razem tworzą jeden „wiersz” obrazu. W ten sposób zmniejszono liczbę ruchomych elementów, co według producenta ma zapewnić dłuższe użytkowanie i tańszą eksploatację.

Drukarki laserowe należą do kategorii urządzeń stronicowych. W przeciwieństwie do typowych drukarek atramentowych, najpierw wczytywane są wszystkie dane dotyczące jednej strony, następnie informacje te są przetwarzane, a dopiero później drukowane. Cały proces drukowania „laserowego” przebiega w kilku etapach. Najpierw dokument przygotowany w aplikacji musi zostać przetłumaczony do postaci zrozumiałej przez drukarkę, po czym tak przygotowane dane są do niej przesyłane. Napływające z komputera informacje odczytywane są przez specjalny procesor RIP (Raster Image Procesor), do którego należy rozpoznanie zastosowanego języka opisu strony (np.: PostScript lub PCL) oraz przygotowanie na podstawie zapisanych w nim informacji rastrowego obrazu dokumentu w pamięci drukarki. Na tym etapie ustalany jest nie tylko format strony i marginesy, ale również wybierane są kroje pisma, a zdjęcia poddawane są procesowi rastrowania. Zależnie zastosowanego języka opisu strony oraz rozdzielczości, z jaką dokument jest drukowany, cały ten proces może mocno obciążać procesor drukarki. Dlatego moc obliczeniowa RIP-a ma duży wpływ na wydajność danego modelu.

W zależności od technologii, jaką zastosowali producenci, toner znajduje się wewnątrz pojemnika wchodzącego w skład zespołu drukującego lub stanowiącego oddzielny element drukarki.
Drugie z rozwiązań pozwala obniżyć koszty eksploatacji oraz umożliwia zastosowanie bębnów drukujących o podwyższonej trwałości. Jednak przy wymianie zasobników z tonerem, mimo ich przemyślanej konstrukcji, trzeba bardzo uważać.

W urządzeniach GDI ciężar przygotowania wydruku spoczywa na procesorze peceta, a specjalizowana jednostka w drukarce nie jest potrzebna. Do urządzenia przesyłany jest po prostu gotowy, rastrowy obraz strony. Stosuje się tutaj również prostsze układy, odpowiedzialne jedynie za komunikację z komputerem.

Kolejnym ważnym elementem drukarek laserowych jest bęben światłoczuły, którego powierzchnię pokrywa warstwa wykonana z nie przewodzącego materiału. Aby mógł on spełnić swoją funkcję, jego powierzchnia musi być naładowana ujemnym ładunkiem elektrostatycznym (niektórzy producenci stosują technologię, w której jest to ładunek dodatni). Dlatego przykłada się wysokie napięcie do specjalnych szczotek lub drutu, umieszczonego poprzecznie względem kierunku obrotu bębna. W ten sposób powstaje pole jonizujące, obejmujące jego ruchomą część. Następnie powierzchnia bębna jest omiatana promieniem lasera lub światłem pochodzącym z zestawu diod LED, modulowanym na podstawie obrazu strony przechowywanego w pamięci drukarki. W efekcie naświetlone fragmenty bębna drukującego zmieniają swoje właściwości elektryczne, otrzymując ładunek dodatni.

Za pomocą specjalnej rolki toner rozkładany jest w tych miejscach powierzchni światłoczułego bębna, które wcześniej oświetlonego zostały promieniem lasera. Naelektryzowany barwnik przenoszony jest na papier, po czym utrwalany przez zespół wałków nagrzanych do temperatury 200oC. Ostatnim etapem cyklu drukowania jest oczyszczenie bębna z resztek tonera i przygotowanie go do druku następnej strony.

Do tworzenia obrazu strony na papierze wykorzystywany jest specjalny rodzaj barwnika – drobna, pylista, czarna substancja, zwana tonerem. Znajduje się on wewnątrz odpowiedniego pojemnika, wbudowanego w mechanizm drukujący lub stanowiącego oddzielny element drukarki. Naładowane ujemnie cząsteczki tonera przenoszone są za pomocą specjalnego wałka transportowego w pobliże bębna. Miejsca z dodatnim ładunkiem elektrycznym (naświetlone) przyciągają cząsteczki tonera. Tak powstaje obraz pośredni, który zostanie następnie przeniesiony na papier. Proces ten odbywa się podobnie jak podczas pokrywania barwnikiem światłoczułej powierzchni bębna drukującego. Papier, prowadzony specjalnymi rolkami transmisyjnymi, dociera w bezpośrednie sąsiedztwo bębna z naniesionymi drobinami tonera, przyciąganego następnie przez kartkę. Dzieje się tak, ponieważ kartka papieru przechodzi wcześniej obok urządzenia ładującego w postaci poprzecznie rozciągniętego drutu, który zmienia właściwości elektryczne jej powierzchni. Takie rozwiązanie ma jednak wadę – powoduje emisję ozonu, który wydziela się podczas jonizacji powierzchni arkusza. Producenci, chcąc uniknąć tego zjawiska, coraz częściej stosują specjalne rolki, dociskające odpowiednio papier do bębna drukującego i zapewniające właściwe nanoszenie tonera. Tak uzyskany wydruk ma już ostateczny wygląd, ale dopiero w procesie utrwalania tonera otrzymuje pożądaną wytrzymałość mechaniczną. Układ utrwalający to dwa wałki, z których jeden jest nagrzewany do temperatury około 200

o

C, powodującej topienie tonera i łączenie go z papierem. Następnie kartka transportowana jest na zewnątrz do odbiornika, a bęben oczyszczany z niepotrzebnych już ładunków i resztek tonera, by przygotować go do druku następnej strony.

…i na zewnątrz

Podstawowym sposobem komunikacji drukarki z komputerem jest transmisja danych przez port równoległy (LPT). Wszystkie testowane drukarki były wyposażone w ten port, służący komunikacji dwukierunkowej (dla jej uzyskania konieczne jest jednak użycie kabla zgodnego ze specyfikacją IEEE1284). Najwyższą szybkość przesyłania danych przez port równoległy daje ustawienie w BIOS-ie trybu ECP (Extended Capabilities Port), umożliwiającego transfer do 2 MB/s. Jednak wybranie tego trybu pociąga za sobą konieczność poświęcenia dla potrzeb transmisji danych jednego kanału DMA. W przypadku komputerów wyposażonych w liczne urządzenia peryferyjne, zajmujące na wyłączność kanały, DMA może się to okazać niemożliwe. Dziesięć spośród wszystkich testowanych drukarek wyposażonych było w złącze uniwersalnej magistrali szeregowej USB, a sześć uzbrojono w port szeregowy RS 232C. Drukarki HP LaserJet 4050TN i HP LaserJet 2100TN jako jedyne oferowały możliwość komunikacji za pomocą portu podczerwieni (IrDA). Takie rozwiązanie jest bardzo przydatne podczas drukowania dokumentów z komputerów przenośnych czy palmtopów. Dzięki niemu unikamy plątaniny kabli i praktycznie eliminujemy ryzyko uszkodzenia portu, gdy podłączamy nasz sprzęt „na gorąco”. LaserJet 2100TN jako jedyna wyposażona była w złącze LocalTalk, pozwalające na pracę z komputerami Macintosh (wiele innych drukarek można było dodatkowo wyposażyć w ten port komunikacyjny). W drukarkach Kyocera FS-1200 i FS-1750 oraz Brother HL-1660e zastosowano inne, dość ciekawe rozwiązanie. Wyposażono je w złącze PCMCIA III, w którym można umieścić opcjonalną kartę pamięci – na przykład z dodatkowymi czcionkami. Większość drukarek można rozbudować kolejnymi interfejsami komunikacyjnymi – dodając na przykład wewnętrzny serwer druku, latwo przekształcimy dany model w samodzielne urządzenie sieciowe, dokładając zaś kolejne złącze szeregowe lub LPT, możemy zwiększyć jego funkcjonalność. Sześć spośród testowanych drukarek wyposażono standardowo we wbudowany moduł serwera druku. Każda z nich może pracować w sieciach Ethernet 10Base-T (10 Mbit/s), a tylko HP LaserJet 2100TN i OkiPage 12i/n nie są przygotowane do pracy w szybszej sieci Fast Ethernet 100Base-TX (100 Mbit/s). Innym ciekawym rozszerzeniem możliwości drukarek jest wbudowany skaner. HP LaserJet 1100A jako jedyne urządzenie biorące udział w teście dysponowała takim modułem. Dzięki swej konstrukcji wspomniany model mógł pełnić dodatkowo funkcje skanera i prostej kopiarki.

Zarządzanie za pomocą przeglądarki internetowej to łatwy sposób na sterowanie zasobami drukarki. Wystarczy wpisać jej adres IP, a zostanie wyświetlony aktualny stan, w jakim urządzenie się znajduje. Ponadto dzięki przeglądarce można łatwo zmieniać ustawienia parametrów pracy drukarki.

W testowanych urządzeniach komunikację między drukarką a użytkownikiem zrealizowano na kilka różnych sposobów. Czasem stosuje się jedną lub kilka diod świecących, informujących o aktualnym stanie urządzenia. Ta forma sygnalizacji bywa słabo zrozumiała i wymaga wertowania kolejnych kartek instrukcji obsługi. Takie rozwiązanie spotyka się raczej w tańszych drukarkach, wyposażonych w niewielką liczbę funkcji (np. OkiPage 8w Lite). W droższych drukarkach do komunikacji z użytkownikiem zastosowano panele z ekranami ciekłokrystalicznymi, których zadaniem jest powiadamianie na bieżąco o stanie i parametrach pracy urządzenia. W kilku testowanych modelach firmy Oki (20 Plus/n, 24dx, 12i/n, 10ex) oraz w Optrze M412 komunikaty wyświetlane były w języku polskim, co niewątpliwie podnosi komfort pracy z tymi urządzeniami. Innym stosowanym rozwiązaniem są specjalne aplikacje pracujące w tle, które kontrolują wszystkie parametry procesu druku i napływające od drukarek sygnały. W razie wystąpienia problemów lub nieprawidłowości wyświetlany jest odpowiedni komunikat na ekranie monitora, często z podpowiedzią, co należy zrobić w zaistniałej sytuacji. Rozwiązanie to zastosowała większość producentów testowanych drukarek – zarówno tych drogich, jak i tańszych.

Info
Grupy dyskusyjne
Uwagi i komentarze do artykułu:
#
Pytania techniczne:
#
Internet
Adobe PostScript
http://www.adobe.com/products/postscript/ main.html
PCL
http://www.hp.com/cposupport/printers/support_doc/ bpl04568.html
Na dołączonej do numeru płycie CD w dziale Hardware | Drukarki laserowe znajdują się skany wydruków testowanych drukarek oraz sterownik postscriptowy firmy Adobe
0
Zamknij

Choć staramy się je ograniczać, wykorzystujemy mechanizmy takie jak ciasteczka, które pozwalają naszym partnerom na śledzenie Twojego zachowania w sieci. Dowiedz się więcej.