Светодиодный принтер

Articles, laser printers, OKI



Материал из Википедии — свободной энциклопедии

 

Принцип работы

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. Вал прокатывается по бумаге, вдавливая в нее тонер, после чего бумага передается в устройство термического закрепления (печку), где за счет высокой температуры и давления тонер закрепляется на бумаге, буквально впаиваясь в нее.

Наилучший эффект закрепления тонера достигается при использовании сферического тонера (разработан в 1996 компанией OKI Printing solutions, в данный момент применяется в принтерах и МФУ OKI и Xerox).

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 одного лазера используется линейка светодиодов, расположенная вдоль всей поверхности вала. Количество светодиодов в линейке составляет от 2,5 до 10 тысяч штук, в зависимости от разрешения принтера.

Методы переноса тонера на барабан, на бумагу, и закрепления его в печке, идентичны аналогичным методам применяющимся в лазерной печати.

 

История. Распространенные ошибки

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-м году, когда OKI открыло представительство в Москве. 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.

В 1996 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.

Поскольку OkiPage 4W стоит 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.

В принтере предполагалось использовать новую по тем временам разработку OKI — сферический тонер, однако в России практика использования оригинальных расходных материалов еще не прижилась, и принтеры 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:

  • не надежные (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);
  • дороги в эксплуатации. Эта ошибка происходит от того, что большинство российских пользователей все еще 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.

 

Преимущества светодиодной технологии

Светодиодная технология имеет следующие преимущества 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, система намного проще и надежнее;
  • из-за использования неподвижной линейки, где каждый светодиод находится над определенным участком фотобарабана, снимаются проблемы с качеством изображения по краям листа, присущие системам с лазерной разверткой;
  • Использование светодиодов вместо лазера позволяют изменять размеры точки на светочувствительном вале, а значит и на листе бумаги, что дает возможность применять технологии сглаживания. Также возможно изменение яркости светодиода, что также позволяет повысить качество изображения.
  • В светодиодных принтерах используется принцип разделения фотобарабана и тонер-картриджа, что позволяет заменить любой из этих элементов по мере расходования его ресурса. Тонер-картридж представляет собой пластиковый цилиндр с тонером, 90 % себестоимости которого составляет именно тонер, а не упаковка, за счет чего теряется всякий смысл в заправке картриджа. Возможная экономия средств не сможет компенсировать потери качества изображения.

 

Недостатки светодиодной технологии

Недостаток светодиодной печати всего один. Невозможно создать две абсолютно идентичные светодиодные линейки, и как следствие, изображение, напечатанное на одном принтере, будет хоть немного, но все же отличаться от того же изображения, выведенного на другом принтере...

 

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 из себя микроскопические шарики примерного 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.

 

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 преимущества светодиодной печати перед лазерной актуальны и для цветных принтеров. Большая надежность, качество, меньшая себестоимость, меньший размер принтеров.

 

Скорость печати и допустимая нагрузка

Самый производительный из имеющихся на рынке на сентябрь 2008 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.

 

Подробнее о светодиодной технологии:

 

Черно-белая лазерная и светодиодная печать

   В основе технологии лежит принцип сухого электростатического переноса. Суть этого принципа такова: источник света светит на предварительно заряженную поверхность светочувствительного вала (фотобарабана, фотовала). На тех местах, на которые попал свет, меняется заряд и к этим местам затем притягивается тонер. Затем этот тонер перетягивается за счёт электростатики на бумагу, на которой попадает в печку, где и закрепляется, под действием высокой температуры и давления. Отпечатки, сделанные таким способом, не боятся влаги, устойчивы к истиранию и выцветанию. Качество такого изображения очень высоко.

Источники света, которые используются в устройствах с технологией сухого электростатического переноса, бывают разные. В самых первых устройствах это был свет лампы, отражённой от оригинала: именно таким образом делались и делаются до сих пор аналоговые копии. Однако позже появилась технология, в которой источником света стал луч лазера.

Понятно, что принтеры, в которых стал использоваться этот принцип засветки светочувствительного вала, стали называться лазерными принтерами. Луч лазера, отражённый от быстро вращающегося многогранного зеркала (призмы), пробегающий строчку за строчкой по всей длине светочувствительного вала,  прорисовывает тем самым на нём последовательно, по мере его вращения, электростатическое изображение. На засвеченные участки потом притягивается тонер. Вращаясь дальше, светочувствительный барабан входит в соприкосновение с бумагой и за счёт напряжения переноса, приводимого к бумаге посредством ролика переноса, тонер переносится на бумагу, оставаясь примагниченным к ней до тех пор, пока бумага с тонером на нём, не попадёт в узел термозакрепления (печку), где тонер будет вплавлен в бумагу, создав тем самым готовый отпечаток.

Альтернативным источником света, который засвечивает фотобарабан в современном принтере, является светодиодная линейка. Она состоит из множества (от 2.5 до 10 тысяч штук, в зависимости от разрешения линейки) светодиодов, размещённых в ряд (образующих тем самым светодиодную линейку) вдоль всей длины светочувствительного вала. Засветка одной строки в светодиодном принтере происходит одновременно: по команде контроллера, те светодиоды, под которыми на светочувствительном валу должна появиться точка изображения, вспыхивают, остальные - нет. Ряды точек при вращении фотобарабана также формируют на нём электростатическое изображение, которое затем проявляется тонером и переносится на бумагу, где и закрепляется - точно так же, как описано выше для лазерной печати.

       Качество печати, получаемое на принтерах, использующих эти две технологии, практически идентично и сами отпечатки обладают одинаковыми потребительскими свойствами. Однако есть и некоторые отличия. Не стоит воспринимать его слишком буквально - всё-таки это не более, чем руководство продавца светодиодного принтера (в частности, там описано, что при прохождении луча лазера через воздух происходит его ионизация и выделение озона, что, мягко говоря, несколько притянуто за уши), но основные идеи, изложенные там, безусловно имеют место быть (для просмотра этого материала необходим Adobe Reader). В противовес этому можно сказать, что есть минусы и у светодиодной технологии: достаточно сложно технологически сделать все светодиоды в линейке с одинаковыми характеристиками, что может приводить к неравномерности изображения по вертикали; на сегодняшний день (январь 2005г), луч, испускаемый светодиодом, невозможно модулировать, что приводит к невозможности варьировать размер точки, которую засвечивает на фотовалу этот луч.

    Начиная с мая 2005 года это ограничение перестало существовать. В мае фирмой Oki были представлены на рынках Японии, Европы и США новые принтеры моделей С9600 и С9800, свечение каждого светодиода в печатных головках которых можно модулировать, создавая многобитную растровую точку. C лета 2006 года эта технология применяется во всех без исключения цветных светодиодных принтерах OKI, а с 2007 года перекочует и в монохромные.

 

Рассмотрим процесс печати более подробно (на примере светодиодных принтеров Оки)

1. Подача бумаги

 Именно с этого начинается процесс печати. Бумага подаётся из лотка принтера при помощи подающего ролика. Он прижимается к пачке бумаги и вращаясь начинает сдвигать верх пачки в сторону механизма принтера. Верхний лист отделяется от остальной пачки при помощи т.н. тормозной площадки, называемой также сепаратором, которая останавливает движение всех остальных листов, подавая в принтер только один. Двигаясь дальше, лист попадает под ролик регистрации, где его передний край выравнивается. Производится это за счёт небольшой задержки вращения этого ролика, когда бумага, подаваемая непрерывно из лотка несколько "горбится" перед ним, пока он не вращается. Когда он начинает вращение, то захватывает передний край целиком и бумага продаётся в принтер ровно.

2. Зарядка фотовала

 Одновременно с подачей бумаги начинается зарядка светочувствительного вала (фотобарабана). Зарядка производится при помощи Ролика зарядки (Charge Roller), на который подаётся постоянны отрицательный потенциал с Высоковольтного Блока Питания (ВВБП). Поверхность светочувствительного вала получает постоянный отрицательный заряд по всей длине вала. Следует отметить, что именно процесс зарядки фотовала традиционно сопровождался активным выделением озона. Происходило это потому, что вместо ролика зарядки ранее использовался коронатор - тонкая нить, по которой проходил ток высокого напряжения, создающий коронный разряд (отсюда и название "коронатор" или "коротрон"), создавая заряд на фотобарабане. Параллельно с зарядом фотобарабана, нить коронатора ионизировала воздух, заставляя молекулы кислорода расщепляться, образуя в большом количестве озон. Полезный в малых дозах, в больших он вреден для здоровья, приводя к головокружению и утомляемости. На сегодня практически во всех принтерах коронатор заменён роликом зарядки, при работе которого не образуется озон.



3. Засветка

 

Светодиодная линейка (или в случае с лазерными принтерами - сканирующий по длине фотовала луч лазера) освещает отрицательно заряженную поверхность фотобарабана. Места, которые должны быть засвечены на фотобарабане, определяются контроллером построения изображения. На тех местах, куда попадает луч света, отрицательный заряд снимается, становясь нулевым. Тем самым на поверхности фотобарабана создаётся электростатическое изображение будущего отпечатка.



4. Проявка

 

Отрицательно заряженный ролик подачи тонера придаёт тонеру отрицательный заряд и подаёт его на ролик проявки. Дозирующее лезвие распределяет его на этом ролике тонким ровным слоем. После этого тонер входит в контакт с фотобарабаном и притягивается на него в тех местах, где отрицательный заряд был снят путём засветки. Тем самым электростатическое  (неви-димое) изображение преобразуется в видимое (проявляется). Притянутый к фотобарабану тонер движется на нём дальше, пока не приходит в соприкосновение с бумагой.

5. Перенос

 

В месте контакта фотобарабана с бумагой, под бумагой находится ещё один ролик, называемый роликом переноса. На него подаётся положи-тельный заряд, который он сообщает и бумаге, с которой контактирует. Частички тонера, войдя в соприкоснове-ние с положительно заряжен-ной бумагой, перетягиваются на неё и удерживаются на поверхности за счёт электростатики. Если в этот момент посмотреть на бумагу, на ней будет сформировано полностью готовое изобра-жение, которое, однако можно легко разрушить, проведя по нему пальцем: изображение состоит из притянутого к бумаге порошка тонера, ничем другим, кроме электростатики, на бумаге не удерживаемое. Для получения финального отпечатка изображение необходимо закрепить.


6. Закрепление

 

Закрепляется изображение за счёт нагрева и давления. Происходит этот процесс в печке (фьюзере). Она состоит из двух валов - верхний вал, внутри которого находится нагревательный элемент (обычно - галогенная лампа), называемый термовалом и нижний вал (прижимной ролик), который прижимает бумагу к верхнему за счёт подпорной пружины. За температурой термовала следит термодатчик (термистор). При нагреве бумаги тонер, притянутый к ней, расплавляется и в жидком виде вжимается в текстуру бумаги. Выйдя из печки тонер быстро застывает, что создаёт постоянное изображение, устойчивое к внешним воздействиям. Чтобы бумага, на которой нанесён тонер, не прилипала к термовалу, на нём выполнены отделители бумаги. Следует отметить, что термовал - не единственная реализация нагревателя. Альтернативой является печка, в которой используется термоплёнка: специальный гибкий материал с на нагревательными элементами в своей структуре. Преимущество печек с термоплёнкой состоит в том, что они очень быстро (практически сразу после включения принтера) выходят на рабочую температуру, в то время как печке с термовалами необходимо время, чтобы прогреться перед началом работы. С другой стороны, плёнка более подвержена повреждениям, в случае если внутрь печки попадёт твёрдый предмет.


7. Очистка

 

В процессе переноса не весь тонер, который должен был попасть на бумагу, в действительности на неё попадает. Часть тонера остаётся на поверхности фотобарабана. Для её очистки в светодиодных принтерах Оки существует специальный чистящий цикл. Он выполняется после каждых 10 листов или принудительно запускается вручную пользователем. В процессе этого цикла, напряжение подаётся на специальный ролик очистки (находящийся ниже ролика заряда). Тонер перетягивается на этот ролик, а затем вновь возвращается на фотобарабан. На его поверхности он доходит до ролика проявки, на который на цикле очистки подаётся положительный потенциал, что заставляет тонер переходить на него и возвращаться в бункер со свежим тонером. Таким образом работает система рециркуляции, позволяющая повторно использовать тонер, который не попал на бумагу. Надо сказать, что это не самая распространённая схема. В большом количестве принтеров не используется рециркуляция. Вместо ролика очистки в картриджах таких принтеров стоит чистящее лезвие (Cleaning Blade), которое механически "срезает" остатки тонера с поверхности фотобарабана и отправляет их в специальный бункер сбора отработки - полость внутри картриджа, заизолированную от полости, где находится свежий тонер. У каждого из таких подходов есть плюсы и минусы. Плюсом картриджей с бункером отработки является то, что тонер, участвующий в печати, всегда чистый, свободный от мусора, который может попасть в него с бумаги. Плюсом картриджей с рециркуляцией является заметная (до 30%) экономия тонера. При использовании качественной бумаги больших проблем не возникает и с мусором, но если на бумаге экономить, наличие рециркуляции быстро приведёт к ухудшению качества печати за счёт загрязнения тонера и износа валов внутри картриджа.



Цветная
лазерная и светодиодная печать

Основные принципы построения изображения и перевода его с "языка цифр" в видимый отпечаток полностью аналогичны тому, как это происходит в чёрно-белых принтерах. Поэтому рассмотрим здесь только создание цветного изображения, используемые для этого элементы и технологические решения. Для создания цветного изображения принтер должен сформировать на бумаге 4 накладывающихся друг на друга изображения, каждое из которых будет окрашено в свой цвет: голубой, пурпурный, жёлтый или чёрный. Это основные полиграфические цвета, участвующие в субтрактивной модели создания цветного изображения. Существуют 2 различных способа создания полноцветного изображения: многопроходная и однопроходная технология.

Многопроходная технология подразумевает наличие в принтере промежуточного носителя (т.н. ремня переноса изображения) на который на каждом из проходов попадает изображение своего цвета. После формирования всех четырёх изображений готовая полноцветная картинка переводится с ремня переноса на бумагу точно так же, как в рассмотренном выше чёрно-белом варианте на этапе 5. Такая технология очень хорошо отработана - принтеры и копировальные аппараты, использующие её, были самыми первыми полноцветными устройствами. На сегодня эта технология используется в основном в самых младших моделях цветных лазерных принтеров, что позволяет делать их весьма дешёвыми. Одним из основных недостатков такой технологии считается достаточно низкая скорость цветной печати (для формирования полноцветного изображения, как хорошо видно на анимации слева, механизм принтера вынужден совершить 4 рабочих хода). Кроме того, в силу достаточно большого количества подвижных элементов внутри принтера, при работе такого механизма создаётся много шума (особый вклад в это вносит вращающийся револьвер с тонер-картриджами). Скорость чёрно-белой печати таких принтеров обычно приближается к скорости печати хороших сетевых принтеров, а себестоимость чёрно-белой печати практически равна себестоимости печати на обычном чёрно-белом принтере. Необходимо обратить внимание, что ресурс фотобарабана и ремня переноса изображений для многопроходных принтеров обычно заявляются для чёрно-белых отпечатков. При цветной печати заявленный ресурс надо делить на 4.

Однопроходная печать (в наиболее характерной своей реализации, в том числе используемой и в цветных принтерах Оки) подразумевает наличие в принтере четырёх печатных механизмов, расположенных в ряд (тандемный тип) и создающих полноцветное изображение непосредственно на бумаге за один проход. Бумага движется на транспортном ремне через принтер и проходит последовательно под каждым из четырёх цветных фотобарабанов, с которых на неё переносится тонер, в результате чего за один проход создаётся полностью сформировавшееся цветное изображение. Такой способ формирования изображения позволяет достигать весьма высокой скорости цветной печати, в 3-4 раза превышающей скорость печати многопроходных принтеров (что очевидно).
Скорость чёрно-белой печати при этом также весьма высока. При чёрно-белой печати печатные барабаны цветов C,M и Y поднимаются над поверхностью бумаги и не принимают участия в создании изображения, благодаря чему их ресурс при чёрно-белой печати не расходуется. А чёрный барабан имеет возможность вращаться быстрее, так как отсутствуют дополнительные потребители энергии в виде трёх других фотобарабанов. Благодаря прямому маршруту прохождения бумаги появляется возможность использовать носители достаточно большой плотности, а кроме того, в силу отсутствия промежуточных носителей, можно использовать материалы превышающие стандартную длину: в частности печатать на баннерах длиной до 1.2 метра!

Однопроходная технология цветной печати, впервые реализованная на бюджетных цветных принтерах именно фирмой OKI (модель OKIPAGE 8c, появившаяся в начале 1998 года), стала возможной в основном благодаря тому, что для засветки фотовалов используются компактные светодиодные линейки, а не громоздкие оптико-механические лазерные системы. Однако, для достижения быстрой цветной печати, сегодня однопроходная технология используется в цветных принтерах многих производителей (хотя далеко не для всех очевидно, что скорость печати вообще является важным фактором для цветных принтеров). Но реализация часто отличается от изложенной выше.

Справа приведён один из примеров (применяется в принтерах Konica-Minolta и Xerox). Для печати используется печатный картридж, в котором содержится 3 вала, два из которых формируют промежуточное двух-цветное изображение, а на третьем изображения с двух валов складываются и формируют полноценное цветное изображение, которое тут же наносится на бумаги и закрепляется в печке. Для засветки фотовалов используется остроумная система разделения лазерных лучей, имеющая фирменное название у каждого из производителей. Очевидным недостатком такой системы является невозможность экономии ресурса неиспользуемых валов при чёрно-белой печати: ведь все 3 вала всегда будут находиться во взаимном соприкосновении и постоянно вращаться вне зависимости от того, цветное изображение создаёт принтер или чёрно-белое. С другой стороны принтеры, использующие такой метод формирования изображения, являются весьма компактными и у них удобно реализован доступ к расходным материалам. Да и печатный картридж всего один вместо четырёх, как в рассмотренном выше варианте. Следует отметить, что расходными материалами для цветных принтеров являются 4 тонера (по цветам CMYK), которые устанавливаются в принтер по отдельности; фотобарабан или фотобарабаны (для однопроходной печати), ремень переноса для многопроходного принтера и транспортный ремень в однопроходных принтерах, а также печка. Часто производители не заявляют печку в качестве расходного материала, но обычно её ресурс заметно ниже ресурса самого принтера и пользователю рано или поздно нужно будет её заменить. Лёгкость замены и отсутствие необходимости производить замену при помощи сервисного инженера может являться заметным преимуществом.

В отличие от чёрно-белых принтеров, в цветных не может быть применена система рециркуляции тонера, потому как в процессе работы тем или иным образом тонер одного цвета может попасть в зону картриджа другого цвета. Если при этом он будет отправлен в систему рециркуляции, то цвет его будет отличаться от чистого и создать нормальное изображение будет невозможно. Поэтому в цветных принтерах всегда используется сброс отработанного тонера в бункер и его последующая утилизация. Бункер при этом может быть организован как в качестве отдельной ёмкости (которую можно либо заменить, как рекомендовано, либо просто опорожнить, как чаще всего и делают), так и в виде заизолированной полости непосредственно в тонер-картридже.

      Светодиодная линейка в деталях

Светодиодная (LED - от Light Emitting Diode) линейка является источником света, засвечивающим поверхность фотобарабана в светодиодных принтерах. По своей сути она является альтернативой лазеру с оптической системой развёртки в классическом лазерном принтере и полностью заменяет его функцию, не меняя технологии электрографии.
Светодиодная линейка состоит из набора отдельных источников света - светодиодов, размещённых на текстолитовой плате. На одном дюйме светодиодной линейки может размещаться 300, 600 или 1200 отдельных светодиодов, что будет определять разрешающую способность принтера, в котором такая светодиодная линейка используется.

Свет от источников проходит через линзы, собранные в 2 ряда.

 

Линзы представляют собой 7-миллиметровые отрезки оптоволокна. Каждый из таких отрезков проводит через себя свет от нескольких источников,

при этом свет проходит через линзу по спирали и попадает всегда на строго определённое место фотобарабана.

Важным параметром является правильное фокусное расстояние от торца линзы до поверхности фотобарабана. Если оно не выдержано, то изображение на отпечатке будет размытым. Для обеспечения необходимого расстояния в цветных светодиодных принтерах используются специальные прецизионные фокусирующие вставки, одним краем опирающиеся на поверхность фотобарабана, а другим - на регулировочный эксцентрик, размещённый на корпусе светодиодной линейки.

В силу особенности конструкции светодиодная технология имеет очевидные преимущества по сравнению с обычной лазерной технологией.


Чем светодиодная технология лучше лазерной?

 

Терминология

 

   Лазерная печать - распространённое название метода печати, использующего принцип сухого электростатического переноса. Суть принципа заключается в том, что красящее вещество (тонер) за счет электростатики "прилипает" к светочуствительному барабану в тех местах, где он подвергся воздействию источника света. Далее тонер перетягивается на бумагу за счёт электростатики, в результате чего на бумаге формируется изображение, которое закрепляется в печке принтера под воздействием температуры и давления.
   Традиционно в качестве источника света используется один лазерный диод, луч от которого, проходя через систему развертки, попадает на светочувствительный барабан. Но лазерный диод - не единственный источник света, используемый в современных принтерах. Альтернативой лазеру является линейка светоизлучающих диодов (LЕD от Light Emmitting Diode). Оба источника света позволяют производить отпечатки абсолютно идентичные по набору потребительстких свойств. Однако у каждой из технологий есть свои особенности.
Рассмотрим светодиодную печать подробнее.

 

Основные преимущества:

 
  • компактность и отсутствие движущихся частей

  • отсутствует выделение озона

  • высокая точность изображения 

  • информационная безопасность

  • высокая скорость работы

 


Компактность и отсутствие движущихся частей
   Источник света в светодиодном принтере представляет из себя тысячи (от 2 500 до 10 000 штук) отдельных светодиодов, смонтированных на текстолитовой плате тем же способом, которым производится монтаж обычных электронных компонентов современных устройств. Сама текстолитовая плата помещается в металлический корпус, что предотвращает её повреждение.
   Благодаря миниатюрным размерам светодиодов, их можно расположить в очень небольшом устройстве - светодиодной линейке (так же называемой печатающей головкой). Размер этой головки так мал, что до сих пор светодиодные страничные принтеры Оки являются самыми компактными устройствами черно-белой печати в мире!
   В лазерном же принтере используется довольно сложная оптико-механическая система, в которой присутствуют прецизионные по настройке зеркала и вращающаяся многогранная призма (именно она издает лёгкий свист при работе лазерного принтера). Традиционно считается, что система, в составе которой есть движущиеся части, является менее надежной, чем система без таких частей. Этот постулат проверен временем и по отношению к светодиодным головкам Оки. Начиная с 1999 года на них дается
пожизненная гарантия производителя!

 

 Отсутствует выделение озона
  
Озон - трехвалентный кислород, являющийся высокоактивным химическим элементом (окислителем). В малых количествах озон полезен для организма человека, но в больших - очень вреден, так как является условно сильнодействующим ядом.
   Одним из распространённых источников озона в быту является копировально-множительная техника. В конструкции такой техники раньше был элемент, называемый коронатором и представляющий из себя тонкую проволочку, по которой проходит ток высокого напряжения. Соприкасающийся с этой проволокой кислород воздуха ионизируется и из него получается озон.
   В современных устройствах от коронатора отказались, заменив его специальным роликом, что фактически предотвращает выделение озона. Но в лазерных принтерах остался ещё один источник озона - сам лазерный луч. Если посмотреть на схему лазерной системы печати, то можно увидеть, что лазерный луч совершает довольно длительное путешествие через систему зеркал и линз, прежде чем достигнет поверхности фотобарабана. На этом своём пути он электризует воздух, что тоже сопровождается выделением озона. Конечно, не в таких количествах, в которых производил его коронатор, но характерный запах озона при работе лазерного принтера всё равно ощущается.
Этого недостатка полностью лишены светодиодные принтеры. Расстояние от светодиодов печатающей линейки до поверхности фотобарабана настолько мало, что на этом промежутке практически нечего ионизировать. Именно поэтому светодиодные принтеры являются самыми экологически чистыми устройствами современной тонерной печати.

Высокая точность изображения
  
При работе лазерного принтера, строка изображения формируется при "сканировании" лазерным лучом поверхности светочуствительного барабана (фотобарабана). Отклоняющая луч призма вращается посредством шагового двигателя. На каждом шагу призма поворачивается на один и тот же угол. Однако в связи с тем, что для того, чтобы достигнуть поверхности барабана, лучу нужно проходить разный пусть в центре барабана и по его краям, расстояние можду соседними точками будет отличаться. Кроме того, в связи с тем, что луч падает на край барабана под углом к его поверхности, сама форма точки, которая будет сформирована на фотобарабане, будет не круглой, а овальной.
   В светодиодной системе печати над каждой точкой фотобарабана расположен свой светодиод. Расстояния между диодами в линейке одинаковые, а форма точки не меняется по длине фотобарабана. Именно эти свойства обеспечивают одинаково высокую точность изображения в середине листа и по его краям. И именно поэтому профессиональные системы печати не используют лазерную систему развёртки, а работают по принципам, аналогичным тем, которые используются в светодиодных печатающих устройствах.
 

 

Описанные выше различия в точности изображения можно увидеть при сильном увеличении мелкого текста. К примеру, ниже даны два фрагмента текста кеглем 1.5пт, сделанные лазерным и светодиодным принтерами и отсканированные с одинаковыми параметрами:

 



Отпечаток, сделанный лазерным принтером с разрешением 1200х1200dpi. Обратите внимание на качество прорисовки мелких элементов букв - все "кружочки" залиты тонером.

 



Отпечаток, сделанный светодиодным принтером с разрешением 1200х600dpi. Даже несмотря на изначально более низкое физическое разрешение, светодиодный принтер гораздо лучше справляется с мелкими деталями текста.

 

 

 

Информационная безопасность.

  
Лазерный диод, работающий в лазерном принтере, излучает серии последовательных световых импульсов, которые доходя до поверхности фотобарабана, создают на нём электростатическое изображение. Однако, как и любое другое электронное устройство, лазерный диод излучает не только в своём рабочем диапазоне (инфракрасное излучение), но и в радиодиапазоне, являясь, фактически, радиопередатчиком. Используя современную технику, эти импульсы можно принять и восстановить на компьютере печатаемое принтером изображение.

Светоизлучающие диоды в светодиодном принтере тоже создают электромагнитные колебания, которые можно уловить приёмником, но в силу того, что светодиодов в печатающей линейке очень много, а вспыхивают они все одновременно, в эфир попадает "белый шум", который невозможно расшифровать (определить какой из диодов "вспыхнул", а какой - нет), то есть нельзя восстановить изображение, которое печатается на светодиодном принтере.

 

Высокая скорость работы

 

Благодаря тому, что все светодиоды в линейке размещены в один ряд и вспыхивают одновременно, скорость печати светодиодных принтеров практически не ограничена. В противовес этому, лазерные принтеры, которые вынуждены прорисовывать каждую строку изображения последовательно, имеют физические ограничения максимальной скорости печати в зависимости от используемого горизонтального разрешения, при котором не возникает геометрическое искажение печатаемых линий. На графике справа хорошо видно, что при физическом разрешении 1200dpi максимальная скорость печати лазерного принтера составляет порядка 20 страниц в минуту. При более высокой скорости печати будут возникать линейные искажения строк отпечатка: строки будут не строго горизонтальными, а слегка под наклоном. Альтернативой искажению будет снижение физического разрешения. К примеру при печати с разрешением в 600dpi максимальная скорость лазерных принтеров может достигать 50 стр/мин. Если необходимо добиваться высокой скорости при высоком разрешении конструкторы вынуждены в лазерные принтеры устанавливать два и более лазерных механизма, каждый из которых будет работать лишь с частью изображения. Это заметно удорожает конструкцию и увеличивает её габариты, кроме того создаёт очевидные проблемы с настройкой таких принтеров. Все эти проблемы принципиально отсутствуют на светодиодных принтерах, для которых ограничения по скорости печати лежат далеко за пределами реально востребованных скоростей печати.

 

Выводы
компактность и отсутствие движущихся частей
Обеспечивает малые размеры механизма и длительную беспроблемную работу аппарата. На самый ответственный элемент - светодиодную линейку - даётся пожизненная гарантия производителя!

отсутствует выделение озона
Принтеры, работающие на светодиодной технологии, являются самыми экологически-чистыми из современных устройств тонерной печати, предотвращая такие пагубные последствия воздействия озона, как головокружение и сонливость.

высокая точность изображения
Создаваемые документы отличаются высокой точностью и линейностью изображения, технологически недостижимыми на классических лазерных принтерах.

информационная безопасность
Светодиодные принтеры возможно использовать в таких приложениях, которые требую



Поделитесь с друзьями этой страницей: