Анатомия сетевых принтеров
Несмотря на головокружительное развитие информационных технологий, эра безбумажного делопроизводства, ожидающаяся со дня на день, пока не наступила. Более того, по прогнозам Фонда систем подготовки электронных документов (Electronic Document Systems Foundation), в последующие пять лет доходы от электронных печатных документов возрастут примерно на 63% и достигнут 118,2 млрд. долл. В исследование включены доходы от продажи услуг, оборудования, бумаги и расходных материалов. Это означает, что нам по-прежнему не обойтись без принтеров, способных превратить электронные документы, хранящиеся в недрах компьютеров, в привычные и удобные для чтения "твердые" копии. И, конечно, главная роль здесь отводится сетевым принтерам, так как вычислительные сети - мощное средство повышения эффективности работы как в деловой, так и в большинстве других сфер деятельности человека, подвергшихся автоматизации.
Привод принтера.
"Сердце" любого страничного принтера - привод - конструкция, обеспечивающая продвижение бумаги (или другого запечатываемого материала) и нанесение на нее сформированного изображения. Именно привод, и только он, ограничивает максимальную производительность принтера - быстрее той скорости, на какую рассчитан его механизм, принтер печатать не может. В сводной таблице на развороте вы можете найти как сетевые принтеры начального уровня с приводами производительностью от 10 страниц в минуту, так и очень мощные модели, например Typhoon 60 компании Dataproducts. Его максимальная скорость печати достигает 60 страниц формата А4 в минуту.
Приводы страничных принтеров принципиально не отличаются друг от друга. Ключевой элемент привода - вращающийся светочувствительный барабан (девелопер). Его поверхность заряжается, а затем при помощи системы линз и вращающейся зеркальной призмы (у лазерных принтеров; в светодиодных моделях компании OKI Data роль лазера, линз и призмы исполняет линейка светодиодов) создается горизонтальная "развертка" сформированного изображения на барабане. Те участки, куда попадает лазерный луч, теряют свой заряд. После формирования одной строки барабан поворачивается, и начинается формирование следующей. Заряженные частицы тонера, наносящиеся на барабан, остаются только на "засвеченных" участках и переносятся на бумагу, соприкасающуюся с барабаном. Затем она подается в печку (фьюзер), где тонер расплавляется и прочно закрепляется на поверхности бумаги.
Обычно у младших моделей принтеров емкость с тонером и девелопер конструктивно выполнены в виде одного картриджа и заменяются вместе, а у более производительных устройств их можно менять отдельно - в данном случае расходные материалы становятся дешевле. Производители принтеров постоянно работают над повышением емкости тонер-картриджей. Например, у модели QMS 4060 тонер-картридж рассчитан на печать 20 000 страниц с 5-процентным заполнением, а у новейших - Xerox DocuPrint N24 и N32 - 23 000 страниц. В принтерах Kyocera применяется уникальная технология, позволяющая добавлять тонер из емкостей без использования картриджей. Компания Lexmark в качестве опции предлагает для принтеров серии Optra S картриджи повышенной емкости - 17 600 страниц. Но "чемпионом" в этой области стал принтер Typhoon 60: емкость его картриджа позволяет напечатать 50 000 страниц (в картридже находится 10 пластиковых пакетов с тонером, заменяющимся автоматически).
Есть еще одна важная характеристика, определяемая возможностями привода, - физическое разрешение (количество точек изображения, которые размещаются на отрезке длиной один дюйм). Физическое разрешение определяется прежде всего размером точки луча лазера и прецизионностью механизма его перемещения. Значение 600 точек на дюйм (dots per inch, dpi) стало уже стандартом. При таком разрешении даже в самых мелких текстах глаз не способен различать "зубчики", заметные при разрешении печати 300 точек на дюйм. Кроме того, большинство производителей принтеров реализуют в выпускаемых ими моделях различные технологии сглаживания. Они повышают четкость печати линий и углов (см. врезку "Технологии повышения качества печати"). Подобные технологии получают названия Fujitsu Enhanced Imaging Technology (FEIT), Minolta Fine-Art, Epson BiRITech или HP Resolution Enhancement technology (REt).
Несколько сложнее дело обстоит с печатью графики. Для передачи полутонов в полиграфии традиционно используются растры. Количество передаваемых полутонов зависит от размера элемента растра. Например, для передачи 16 (а точнее 17, если считать белый цвет) градаций серого необходима ячейка размером 4х4 точки, для 256 градаций - 16х16 точек. Но в последнем случае при разрешении 600 точек на дюйм ячейка растра окажется слишком крупной. Иными словами, линиатура растра (количество его элементов на один дюйм) будет равна 600 : 16 = 37,5 линий на дюйм (lines per inch, lpi). Поэтому производители принтеров используют различные "уловки", чтобы повысить качество печати полутоновых изображений.
Во-первых, повышается разрешение печати. Повысить физическое разрешение привода более 600 точек на дюйм сложно, поскольку размер пятна инфракрасных лазеров, используемых в принтерах, довольно велик. Одной из немногих компаний, чьи принтеры обладают физическим разрешением 1200 точек на дюйм, является Lexmark. Кроме того, осенью 1997 года фирма OKI Data представила собственную разработку - линейку светодиодов с разрешением 1200 точек на дюйм. Она используется в старших моделях светодиодных страничных принтеров, ориентированных на издательские приложения.
Многие другие производители используют иные методы повышения разрешения. Тогда в спецификациях принтеров появляются пометки типа "эквивалентные распечаткам с разрешением 1200 точек на дюйм" или "класса 1200 точек на дюйм", или "адресуемое разрешение 1200 точек на дюйм". Обычно достигается это путем применения особых алгоритмов модулирования лазерного луча. В свое время LaserMaster предлагала специальные комплекты плат и кабелей, позволяющих повысить разрешение печати принтеров HP LaserJet 4 до 1200 точек на дюйм.
Во-вторых, качество передачи полутонов можно повысить за счет специальных методов формирования элементов растра (см. врезку "Технологии повышения качества печати").
На качество оттиска влияют также свойства тонера. Например, в принтерах HP LaserJet и Lexmark Optra применяется специальный мелкодисперсный тонер; а компания OKI Data разработала полимеризированный, закрепляющийся на бумаге при меньшей температуре и значительно быстрее, чем прежде.
Процессорный модуль.
Несмотря на то что максимальную производительность печати определяют характеристики привода, реальная скорость принтера может оказаться меньше. Прежде чем луч лазера начнет разряжать барабан, "мозг" принтера (его процессор) должен сформировать данные об изображении. В большинстве современных устройств применяются те или иные модели RISC-процессоров: Intel 80960, AMD 29040, NEC VR4300, MIPS 3000 и даже PowerPC 603e. Тактовые частоты процессоров, установленных в принтерах HP LaserJet 4000, Minolta, FS-7000 компании Kyocera и QMS 2060, 4060 достигают 100 МГц, а в модели QMS 2425 Turbo - 133 МГц! Такие высокопроизводительные контроллеры, ориентированные на обработку больших объемов однородных графических данных, успешно справляются с огромной вычислительной нагрузкой при растрировании изображений. Если изображение форматом А4 с разрешением 600 точек на дюйм занимает около 4 Мбайт памяти (без применения алгоритмов уплотнения), то при увеличении до 1200 точек на дюйм эта цифра достигает уже 16 Мбайт. Поэтому "интеллект" принтера должен подкрепляться соответствующим объемом памяти.
Обычно в стандартных конфигурациях страничных устройств его бывает недостаточно не только для высокопроизводительной печати, но и для вывода сложных графических изображений. Здесь можно отметить старшие модели компании QMS, поставляемые с 32 и даже 48 Мбайт оперативной памяти, а также Lexmark Optra N Pro - 32 Мбайт. Во всех принтерах существует возможность ее расширения до приемлемых объемов. Но следует учитывать, что многие производители предлагают собственные модули расширения памяти по головокружительным ценам. Поэтому важно уточнить, нельзя ли в таком случае использовать обычные модули SIMM. Об этом не пишут в спецификациях, однако могут сообщить в доверительной беседе. Для снижения требований к объему памяти применяются различные технологии уплотнения изображений в памяти (например Adobe Memory Booster), именуемые технологиями уплотнения памяти. Это позволяет выполнять обработку сложных изображений в принтерах с небольшими объемами установленной оперативной памяти.
В некоторых моделях, например серий Optra S и LaserJet 4000, предусматривается установка до 4 Мбайт энергонезависимой флэш-памяти для хранения загружаемых шрифтов, форм и макрокоманд.
Значительно повышает производительность печати установленный в принтере жесткий диск. Кроме хранения шрифтов, форм и макрокоманд, его используют для буферизации заданий на печать, а также реализации технологий сборки копий при размножении документов. При необходимости вывода нескольких копий документов по сети пересылается лишь один "комплект" страниц. Он сохраняется на жестком диске, после чего документ выводится столько раз, сколько заказал пользователь, причем все страницы каждой копии документа последовательно собираются. Например, при печати двух копий документа из 3 страниц листы выводятся в следующей последовательности: 1, 2, 3, 1, 2, 3. В принципе, для реализации сборки копий наличие жесткого диска необязательно, однако при увеличении количества страниц в документе объем необходимой памяти также увеличивается.
Наличие жесткого диска позволяет разгрузить сеть при печати нескольких копий документов: страницы пересылаются только один раз, после чего необходимое количество копий распечатывается с встроенного диска. Подобная технология сейчас реализована в принтерах почти всех ведущих производителей. В новых принтерах DocuPrint N24 и N32 компании Xerox, а также моделях QMS, начиная с 2060 BX (технология Crown), задания на жестком диске для печати нескольких копий хранятся уже в растрированном виде, что еще более ускоряет размножение документов.