Я, как человек довольно подкованный в оргтехнике, плотно общался с матричными, струйными и лазерными принтерами. А вот о существовании светодиодных, признаюсь, даже не знал.
Название «светодиодный принтер» явственно намекает на то, что основой устройства являются светодиоды, скорее всего, выполняющую ту же функцию, какую выполняет лазер в лазерном принтере. Если вы так подумали, то не ошиблись. Действительно, светодиод заменяет лазер — что делает принтер надёжнее без потери качества.
Разберёмся, как это работает и для чего нужно.
Светодиодную технологию печати разработали в 1980-х годах, и многие производители достаточно быстро пришли к решению включить в свою линейку хотя бы один светодиодный принтер. Но массовой она так и не стала — побить лазерные принтеры на их поле не получилось. Чуть ниже мы объясним, почему так вышло и в каких ситуациях светодиодный принтер явно выгоднее.
Лазерный принтер (да, мы не ошиблись и говорим именно о лазерном устройстве) работает следующим образом. Его «сердце» — это барабан, покрытый слоем светочувствительного токопроводящего материала; номинально он называется фотопроводящим цилиндром. Когда какой-то участок барабана освещается, он становится токопроводящим и теряет заряд, заряженными остаются только незасвеченные участки.
Далее возможны два варианта развития событий в зависимости от конструкции принтера. Если тонер в картридже имеет заряд, обратный заряду цилиндра, то он притягивается к заряженным участкам. Если он имеет такой же заряд, то отталкивается от заряженной поверхности и прилипает только к статически разряженным точкам — таким образом, строка изображения формируется или разряженными участками, или заряженными, это уж как решит производитель. Затем бумага прокатывается между барабаном и ещё одним валом, в свою очередь несущим заряд: тонер переносится на бумагу и закрепляется с помощью горячего вала («печки»).
Как нетрудно догадаться, в любом из этих случаев засвет происходит посредством тонкого лазерного луча. Именно высокая степень точности лазера позволяет получать изображение высокого качества. Включение и выключение лазера управляется микроконтроллером, а формированию изображения помогает сложная система призм и зеркал. А теперь представьте себе, что лазер заменили светодиодной лентой.
Заменяем светодиодами
В 1980-х годах группа инженеров разработала технологию, позволяющую заменить дорогую и сложную лазерную систему со всеми её зеркалами относительно дешёвой светодиодной лентой. В ленте может быть от 2500 до 10000 светодиодов в зависимости от разрешения принтера.
Основное преимущество такой системы — в надёжности. Лазер и другие компоненты лазерного принтера во время печати постоянно движутся, то есть в них есть детали, подверженные износу, плюс нужен механизм привода. Светодиоды же просто зажигаются в тех точках, где нужно экспонировать изображение. Если утрировать, то один светодиод — одна точка в строке изображения. Зажглись все 10000 — значит, получается линия шириной с печатный лист. Микроконтроллер в данном случае управляет порядком «мигания» светодиодов.
Тут у многих может возникнуть вопрос: неужели светодиодная линейка даёт такую же чёткость изображения, как узконаправленный луч лазера? Да, конечно, на деле вы никогда не отличите эти две технологии по результату печати (если вы, конечно, не эксперт профессионального уровня). Светодиоды тоже узконаправленные, и да, они перегорают исключительно редко, раз в несколько лет. Вероятность перегорания светодиода в ленте значительно ниже, чем вероятность физической поломки лазерного механизма.
Про светодиодные принтеры ходят легенды об их ненадёжности и недолговечности. Они имеют под собой комическое основание. Когда в середине 1990-х в Россию завезли первые светодиодные принтеры, они стоили значительно дешевле лазерных. И бизнесмены 90-х ринулись покупать такие машины для офисных задач. Но поставлялись на наш рынок только принтеры для домашнего использования, профессиональных моделей на светодиодной технологии тогда просто не существовало! Естественно, домашние принтеры не выдерживали массированной офисной эксплуатации и довольно быстро ломались. С тех прошло 20 лет, в Россию привозят и специализированные офисные машины (да и домашние стали в разы надёжнее), но легенда держится стойко.
Преимущества и недостатки светодиодов
Об основном преимуществе мы уже упомянули: это малое количество подвижных элементов, то есть меньшая вероятность поломки и износа. Помимо того, светодиодные принтеры намного компактнее лазерных, поскольку лента занимает намного меньше места, чем механизм движения луча. Особенно это касается цветных устройств, где разница в размерах может быть чуть ли не в два раза.
А вот говоря о недостатках, нам придётся ещё раз погрузиться в историю. В начале 2000-х, уже после провала технологии на российском рынке и, в целом, среднего успеха на мировом, компании Fuji Xerox и Nippon Electric Glass Co. Ltd. предложили решение, давшее светодиодным принтерам «новую жизнь». В англоязычных источниках об этом событии пишут reinvention, то есть «переизобретение». Решение это получило название HiQ LED (HiQ — High Quality, «высокое качество»), и основной задачей его было сохранить преимущества светодиодов — надёжность, компактность — и минимизировать недостатки. Первые серийные принтеры, использующие HiQ LED, появились в 2009-м у Xerox.
Значимым недостатком на тот момент было качество печати, проявляющееся в неточности совмещения цветов, «зубчатых» краях, пропусках в полутоновых изображениях и цветных отпечатках. Основной причиной этого было то, что линейка светодиодов часто перекашивалась или изгибалась. И ещё — какими бы качественными не были светодиодные ленты, между 5000 или 10000 элементов неизбежно будет хотя бы крошечная, незаметная глазу разница — а это приводит к неравномерной плотности печати. Вы не заметите этого на практике, но теоретически равномерность работы лазерного принтера, где источник — один-единственный, выше. Помимо того, несколько тысяч источников света сложнее юстировать, но это уже проблема изготовителя.
Технология HiQ LED позволила добиться однородных оптических характеристик. По сути, печатающая головка, выполненная по этой технологии, состоит из линейки с большим количеством светодиодов (у типового LED-принтера Xerox оно составляет 14592 источника!), причём к каждому светодиоду примыкает миниатюрная система сканирования светового потока, и управляется чипом ASIC, расположенным непосредственно на плате. Чип автоматически отслеживает информацию по каждому светодиоду и может настраивать для каждого из них интенсивность светового потока и точность синхронизации. Благодаря этой возможности обеспечивается однородность на протяжении всей линейки светодиодов. Кроме того, устройства на основе технологии HiQ LED имеют возможность цифровой коррекции совмещения.
Та же технология позволила нивелировать ещё один недостаток ранних поколений светодиодных принтеров относительно лазерных — это скорость печати. Современные LED-принтеры выдают столько же страниц в минуту, сколько и лазерные аналоги. С появлением HiQ LED светодиодные принтеры «разрослись» полноценной офисной линейкой, которая с учётом надёжности системы может поспорить с лазерными аналогами за первенство в отрасли.