Разработка технических требований к лазерному электрографическому принтеру и расчет его основных параметров

Министерство образования  и науки Российской Федерации

 

Государственное общеобразовательное  учреждение высшего образования

 

Московский государственный университет  печати

 
Кафедра автоматизации полиграфического производства  
 
 
 
 
Технические средства переработки текстовой и изобразительной информации

 

 

 
курсовая работа

 
«Разработка технических требований  
к лазерному электрографическому принтеру и расчет его основных параметров»

 

Задание 7 Вариант 2 
 
 
 
 

 

 

 

 

 

 

 

 

Москва 2009 г.

Оглавление

 

1. Введение

Лазерный принтер, казалось бы, что может быть проще и понятнее? Практически каждый человек взаимодействует с этим чудом инженерной мысли, чуть ли не каждый день. Но далеко не все хорошо представляют себе, каким образом происходит перенос изображения из компьютера посредством лазерного принтера на бумагу и почему выезжающие листочки в лотке оказываются теплыми. Давайте вместе разберемся с этими вопросами.

 

2. Основная часть

1.  История создания и развития лазерного принтера

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.

 

2. Принцип работы

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).

 

Рис. 1.  Общая схема работы лазерного принтера

 

 

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.

 

3. Сравнительные характеристики лазерных принтеров

 

В журнале КомпьютерПресс за январь 2003 года приводятся результаты тестирования четырех устройств электрографического  переноса изображения на запечатываемый материал:

• HP Color Laserjet 5500dn
• Xante Colour Laser 1200
• TALLY T8406
• OKI C9300hdn

Критерии отбора:

• Технология печати — цветная.
• Формат бумаги — не менее А3.
• Реальная розничная цена — не выше 6000 долл.

Принтеры должны были быть укомплектованы расходными материалами: картриджами и образцами специальной бумаги.

Тестовые изображения:

Тест № 1. Форматированный текст в формате MS Word, содержащий шрифтовые выделения и заголовки; объем — 8 страниц А4 (23 900 знаков). Печать производилась из MS Word 2002. Тест предназначен для оценки скорости и качества печати текстовых документов из офисных приложений в различных режимах.

Тест № 2. Двухстраничная публикация в формате PDF, содержащая цветной и черный текст, графические элементы, а также растровые и векторные иллюстрации. Печать производилась из Adobe Acrobat Reader 5.0. Тест служит для оценки качества печати смешанных документов.

Тест № 3. Восьмистраничная публикация в формате PDF, содержащая цветной и черный текст, графические элементы, а также растровые и векторные иллюстрации. Печать производилась из Adobe Acrobat Reader 5.0. Тест определяет скорость и качество печати смешанных документов.

Тест № 4. Цветное фото. Растровое изображение (24 бит, RGB) в формате TIFF размером 28 19 см с разрешением 300 ppi, взятое из библиотеки на PhotoCD. Печать производилась из пакета Adobe Photoshop 5.5. Тест предназначен для оценки скорости и качества печати цветных фотографических изображений.

 

Тест № 5. Векторная графика. Набор специально подготовленных векторных изображений в формате Adobe Illustrator:

• четыре группы заштрихованных областей размером 20 20 мм с углом наклона 0, 90, 7 и 45° и толщиной штрихов 1; 0,5; 0,3 и 0,2 пункта (шаг равен двукратной толщине штриха;
• четыре группы заштрихованных областей размером 20Ѕ20 мм с толщиной штрихов черного цвета 1; 0,5; 0,3 и 0,2 пункта (шаг 2 мм) с углом наклона 0, 90, 7 и 45°;
• круглая розетка с чередованием белых и черных секторов размером 1° каждый;
• шкала с квадратными плашками 15 15 мм, закрашенными оттенками от 0 до 10% черного (шаг 1%);
• серый клин — плавный переход от белого к 100% черному — длиной 150 мм;
• плашка с концентрическими окружностями толщиной 1; 0,5; 0,3 и 0,2 пункта;
• образцы текста черного цвета, набранного двумя различными гарнитурами (с засечками и без них) и кеглями 12, 10, 9, 8, 7, 6, 5, 4 и 3 пункта в нормальной ориентации и под углом 45°;
• цветные градиенты в вертикальном и горизонтальном расположении.

Печать производилась из Adobe Illustrator 8.01. Тест служит для оценки фактической разрешающей способности, качества печати тонких линий и градиентов.

Тест № 6. Цветное фото. Комбинированное растровое изображение (24 бит, RGB) в формате TIFF размером 28 19 см с разрешением 300 ppi, содержащее фото из библиотеки на PhotoCD и образцы цветовых полей. Печать производилась из пакета Adobe Photoshop 5.5. Тест оценивает качество печати цветных фотографических изображений на различных типах бумаги, точность цветопередачи при печати оттенков телесных цветов.

Порядок проведения тестирования:

Все тестируемые принтеры поочередно подключались к тестовой установке, имеющей следующую конфигурацию:

• материнская плата — ABIT BG-7;
• процессор — Intel Pentium 4 1700 МГц;
• видеокарта — на чипсете nVIDIA Riva TNT2 c объемом памяти 32 Мбайт;
• жесткий диск — Fujitsu MPG3409-AH объемом 40 Гбайт;
• CD-ROM — LiteOn 52x;
• объем оперативной памяти — 256 Мбайт.

Тесты проводились под управлением  ОС Windows XP в видеорежиме 1024 768 пикселов при 24-битном цвете, частота вертикальной развертки — 85 Гц. Во избежание взаимовлияния драйверов и компонентов программного обеспечения перед подключением каждого принтера система устанавливалась заново.

Оцениваемые параметры:

1. Возможности аппаратной  части

При оценке данного параметра учитывалось  наличие альтернативных интерфейсов  подключения, устройств двусторонней печати и жестких дисков, а также  максимальный и минимальный размеры, допустимые плотности носителей. Оценки этого параметра представлены в таблице 1.

Таблица 1.

Возможности аппаратной части

	HP Color Laserjet 5500dn	Xante Colour Laser 1200	TALLY T8406	OKI C9300hdn
Минимальная плотность материала, г/м2	60	60	64	64
	1,00	1,00	0,94	0,94
Максимальная плотность материала, г/м2	163	163	163	203
	0,80	0,80	0,80	1,00
Минимальная ширина носителей, мм	76	76	76	76
	1,00	1,00	1,00	1,00
Минимальная высота носителей, мм	127	127	127	127
	1,00	1,00	1,00	1,00
Максимальная ширина носителей, мм	312	330	330	330
	0,95	1,00	1,00	1,00
Максимальная высота носителей, мм	470	483	483	1200
	0,39	0,40	0,40	1,00
Интерфейсы, наличие дуплекса (УДП), жесткого диска	FIR, LPT, LAN, УДП	LPT, LAN (LocalTalk, Serial), COM	LPT, LAN	LPT, USB,LAN,HDD, УДП
	0,8	0,6	0,4	1
Интегральная оценка возможностей аппаратной части	12,47	12,01	11,27	14,86
Эргономика ПО	0,9	0,5	0,5	0,9
Функциональность ПО	0,9	0,5	0,5	0,9
Интегральная оценка ПО	11,7	6,5	6,5	11,7

 

 

Продолжение табл. 1.

Удобство пользования	8	5	5	9
	0,89	0,56	0,56	1,00
Оценка удобства пользования	7,11	4,44	4,44	8,00

2. Программное обеспечение

По окончании тестирования эксперты, занимавшиеся эксплуатацией принтеров, оценивали эргономику и функциональность драйверов и программного обеспечения. Оценки программного обеспечения приведены в таблице 1.

3. Удобство пользования

Данный параметр оценивался экспертом, производившим тестирование принтера. Оценки удобства использования протестированных принтеров даны в таблице 1.

4. Производительность

Время, затраченное на выполнение каждого тестового задания, фиксировалось в специальной таблице. Отсчет времени начинался в момент нажатия кнопки «Печать» (или аналогичной) заканчивался после того, как последняя страница документа покидала механизм протяжки бумаги. Помимо общего времени печати фиксировалось время, прошедшее до начала активизации печатающего механизма принтера.

Время выполнения тестовых заданий  протестированными устройствами можно  посмотреть в таблице 2.

Таблица 2.

Производительность

Тест	Описание	Цветовой режим	Режим качества	Общее количество страниц	HP Color Laserjet 5500dn	Xante Colour Laser 1200	TALLY T8406	OKI C9300hdn
Тест №1	десятистраничный текстовый документ	монохромный	600 dpi	10	0:14	0:12	0:18	0:13
					1:07	0:59	0:41	0:25
					0,37	0,42	0,61	1,00
		монохромный	1200 dpi	10	0:15	0:14	0:19	0:12
					8:55	7:05	5:29	2:18
					0,26	0,32	0,42	1,00
Тест №4	Публикация в формате PDF, 8 стр.	цвет	наилучший	8	0:15	1:20	1:40	0:13
					1:15	13:18	14:07	2:09
					1,00	0,09	0,09	0,58