Светодиодный принтер

Светодиодный принтер (англ. Light emitting diode printer, LED printer) — один из видов принтеров, являющий собой параллельную ветвь развития технологии лазерной печати. Как и лазерный, светодиодный принтер предназначен для переноса текстового или графического изображения с цифрового носителя на бумагу. Скорость светодиодных аппаратов примерно равна скорости лазерных, но у этих двух технологий есть и принципиальные отличия.

Светодиодный принтер Kodak

Принцип работы

Принципиальное отличие светодиодного принтера от лазерного заключается в механизме освещения светочувствительного вала. В случае лазерной технологии это делается одним источником света (лазером), который с помощью сканирующей системы призм и зеркал пробегает по всей поверхности вала. В светодиодных же принтерах вместо лазера используется светодиодная линейка, расположенная вдоль всей поверхности вала. Количество светодиодов в линейке составляет от 2,5 до 10 тыс. штук, в зависимости от разрешения принтера.

Принцип работы светодиодных принтеров во многом схож с принципом работы лазерных. Работа принтера основана на принципе сухого электростатического переноса — источник света освещает поверхность светочувствительного вала, воздействие света вызывает изменение заряда в освещенных частях барабана, за счет чего к ним приклеивается порошкообразный тонер. Методы переноса тонера на барабан, на бумагу, и закрепления его в печке, идентичны аналогичным методам применяющимся в лазерной печати — вал прокатывается по бумаге, вдавливая в неё тонер, после чего бумага передается в устройство термического закрепления (печку), где за счет высокой температуры и давления тонер закрепляется на бумаге.

История. Распространенные заблуждения

Светодиодная технология печати была изобретена фирмой Casio. Первый светодиодный принтер был выпущен в продажу компанией OKI в 1987 году, а в 1998 году той же компанией был выпущен первый цветной светодиодный принтер.

В Россию светодиодные принтеры пришли в 1996 году, когда OKI открыло представительство в Москве. В том же году OKI начинает продажи в России своего самого ходового принтера, OkiPage 4W, и представители OKI в России совершают свою крупнейшую ошибку, последствия которой до сих пор ощущаются на рынке светодиодной печати — принтер, разработанный японскими специалистами OKI для домашнего использования, в России, переживающей трудные времена, позиционируется как самый дешевый принтер для офиса.
И поскольку OkiPage 4W стоил значительно дешевле своих лазерных аналогов, его массово начинают раскупать в офисы малого, среднего, а порой и крупного бизнеса. Где недорогой принтер, рассчитанный на домашние объемы печати, быстро выходит из строя, не справляясь с офисными потребностями — максимально допустимый объем печати на OkiPage 4W 2500 листов в месяц, на практике же в российских офисах на нем печатали в два—три раза больше^{[источник не указан 1309 дней]}.

В принтере предполагалось использовать новую по тем временам разработку OKI — сферический тонер, однако в России практика использования оригинальных расходных материалов ещё не прижилась, и картриджи заправляли, существенно снижая качество печати.

Все эти ошибки в позиционировании и эксплуатации привели к тому, что в России отношение к светодиодным принтерам в большей степени негативное. Часто можно услышать, что эти принтеры^[1]:

• не надежны (так считают люди, в офисе которых в свое время побывал OkiPage 4W), в то время как современные светодиодные принтеры дают максимальную в своем классе нагрузку;
• дают гораздо худшее качество печати чем лазерные, хотя на самом деле, при использовании оригинальных расходных материалов светодиодные принтеры даже превосходят лазерные по четкости печати (см. раздел преимущества светодиодной технологии). В то же время использования оригинальных расходных материалов значительно увеличивает стоимость отпечатка;
• дороги в эксплуатации. Это заблуждение происходит от того, что большинство российских пользователей все ещё заправляет картриджи, снижая тем самым расходы на печать, а вместе с ними и качество печати. При использовании оригинальных расходников и в светодиодных, и в лазерных принтерах, расходы на эксплуатацию светодиодных принтеров будут существенно ниже, вплотную приближаясь к стоимости заправки лазерных.

В 1999 году свои светодиодные принтеры в Россию начинают продавать Panasonic и Kyocera, однако OKI продолжает оставаться крупнейшим производителем LED-принтеров, и именно их принтеры вспоминаются в первую очередь, при упоминании светодиодной технологии.

Преимущества светодиодной технологии

Светодиодная технология имеет следующие преимущества^[2] в сравнении с лазерной:

• светодиодная линейка значительно компактнее сканирующей системы лазерных принтеров, что сказывается и на размерах самих принтеров. Цветные светодиодные принтеры почти в два раза меньше своих лазерных аналогов, для монохромных же моделей разница в размере заметна, но не столь ярко выражена;
• в силу отсутствия в механизме формирования изображения подвижных частей, механическая часть теоретически проще и надежнее. Однако стоит учитывать, что ресурс современных лазерных принтеров среднего и старшего классов составляет от одного до десяти и более миллионов страниц, при том что блок лазера с блоком развертки выходит из строя реже всего;
• каждый светодиод в линейке даёт световое пятно одинаковой формы — в лазерных принтерах используются дополнительные линзы, корректирующие изменение геометрии светового пятна на краях фотобарабана. На практике разница незаметна;
• данные на светодиодную линейку могут подаваться параллельно — электромагнитное излучение от включения большого количества элементов будет близко к шумовому и значительно сложнее осуществлять перехват данных с помощью радиосканера. Однако на практике к светодиодной линейке подходит шина с небольшим количеством проводников — данные к линейке подаются последовательно, что упрощает задачу перехвата.

Недостатки светодиодной технологии

• Для современной микроэлектроники характерен существенный разброс параметров — производители заявляют ±12-15 %, реальный же разброс в партии достигает ±30 %^[3][4]. При разрешении 600dpi и ширине зоны печати до 216 мм (производители принтеров учитывают не только формат А4, но и американский Letter — 8,5 дюймов) светодиодная линейка должна состоять из примерно 5000 светодиодов — и для каждого из них невозможно предусмотреть систему компенсации отклонения яркости свечения — в результате неравномерность свечения отдельных светодиодов приводит к полосам вдоль хода движения бумаги с повышенной и пониженной насыщенностью печати. В отличие от светодиодных, для лазерных принтеров необходимо корректировать параметры только одного источника — лазерного светодиода; при этом можно проводить прямое измерение яркости луча непосредственно во время печати путём установки фотодатчика на пути сканирования луча вне рабочей зоны. Кроме того, в лазерном принтере можно ввести компенсацию отклонения яркости луча изменением электрических параметров — например, напряжением заряда фотобарабана.
• Для повышения качества изображения (сглаживания контуров) в ксерографической печати используют изменение размера (или насыщенности) элементарных точек и сдвиг на половину диаметра точки. Изменение размера или насыщенности доступно и для светодиодной, и для лазерной технологии. Сдвиг для светодиодных моделей невозможен (светодиоды жестко фиксированы), в то время как для лазерной технологии это легко реализуется сдвигом времени включения лазера.
• Из-за миниатюрных размеров ограничены возможности фокусировки света от отдельных диодов линейки. Применение лазерной технологии позволяет использовать длиннофокусную схему — луч на достаточно большой длине имеет малую площадь сечения, при этом гораздо ниже требования по точности установки и юстировку оптики.
• Максимальная производительность представленных на рынке устройств со светодиодной технологией составляет до 40 страниц в минуту; лазерные устройства демонстрируют до 110—135 страниц в минуту и больше.

Типичной иллюстрацией недостатков светодиодной технологии может служить решение компании Киосера-Мита (Kyocera-Mita): в моделях цветных принтеров FS-C5015/FS-C5025/FS-C5030 использовались светодиодные линейки; в последующих поколениях производитель отказался от них в пользу лазерных блоков (модели FS-C5100/FS-C5200/FS-C5300/FS-C5400, и затем FS-C5150/FS-C5250/FS-C5350). При этом габариты принтеров практически не изменились.

Сферический тонер с двойной структурой

Сферический тонер с двойной структурой применяется и в лазерной печати, однако разработан он был компанией OKI, для своих светодиодных принтеров. В настоящий момент сферический тонер производят большинство компаний, поставляющих лазерные принтеры.

Сферический тонер, как явствует из названия, представляет собой микроскопические шарики примерно равного размера, в результате чего при переносе изображения на бумагу, сферический тонер позволяет получить более четкую точку, нежели молотый тонер, растискивающий по бумаге и в точку, и в овал, и в нечто бесформенное.

Тонер с двойной структурой состоит из твердой оболочки, и более мягкого, легкоплавкого ядра. В печке сначала плавится ядро, и к моменту, когда расплавится более плотная оболочка, ядро тонера уже представляет собой жидкость, которая, попадая на бумагу, глубоко проникает в ее структуру.

Из-за такой сложной структуры, сферический тонер значительно дороже обычного молотого, который применяется в лазерных принтерах.

Цветные светодиодные принтеры

Файл цветного изображения (в формате jpg, bmp, pdf и т. д.) передается на принтер, где растровый процессор принтера раскладывает изображения на 4 базовых цвета: cyan, yellow, magenta и black.

Дальнейший процесс сходен с процессом печати монохромного изображения, с той лишь разницей, что каждый из четырех фотобарабанов наносит на бумагу свой цвет. Большинство светодиодных принтеров делают это за один проход бумаги. В результате, после смешения цветов на бумаге, и термического закрепления тонера в печке, мы имеем цветное изображение.

Все недостатки светодиодной печати перед лазерной актуальны и для цветных принтеров. Сравнимая надежность, качество, но гораздо большая себестоимость не компенсируются меньшим размером принтеров.

Скорость печати и допустимая нагрузка

Скорость печати от применения светодиодной линейки или лазера не зависит, а определяется скоростью работы механизма. Самый производительный из имеющихся на рынке на декабрь 2009 года светодиодных принтеров, OKI С9650, способен выдавать в минуту 36 цветных страниц, или 40 монохромных формата А4. Предельно допустимая нагрузка на него составляет 150 000 страниц в месяц^[5], что сравнимо с лазерными принтерами среднего уровня.

Примечания

1. ↑ FAQ mono laser // KudesNIK.NET
2. ↑ Лазерные и светодиодные принтеры // www.ifmo.ru
3. ↑ Технологический разброс параметров их временной дрейф и нестабильность | Электроника это интересно!!!
4. ↑ Проблемы, теория и реальность светодиодов для современных систем отображения информации высшего качества
5. ↑ Цветной светодиодный принтер Oki C9850 на официальном сайте

Ссылки

• Принцип работы светодиодного принтера
• О лазерной и светодиодной технологиях
• О светодиодных принтерах OKI
• Обзоры моделей светодиодных принтеров OKI
• Тестирование одного из светодиодных принтеров
• Мнение эксперта о показателях надежности/ненадежности светодиодных принтеров

Для улучшения этой статьи желательно?: Викифицировать статью. Проверить достоверность указанной в статье информации.