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走近LED光源打印机客观分析优缺点

有不少朋友将使用光成像的打印机称为激光打印机，其实这种称呼并不准确，因为在光成像打印机中，除了有使用激光作为成像光源的激光打印机外，还有使用LED作为光源的LED打印机。那么，LED打印机和激光打印机在工作原理上有何不同，LED打印机又有哪些优缺点呢？
激光打印机和LED打印机的光路原理激光打印机和LED打印机的成像原理基本相同，都是依靠携带有图像信号的光线照射在感光鼓上形成图像潜影，而图像潜影在吸收碳粉后，转印到打印纸上并进行定影从而完成打印任务。他们最大的区别在于光源类型与光路系统不同。
激光打印机的光源是一只大功率的激光二极管，在打印信号的控制下，激光管根据打印需求发射激光束，激光束在经过聚焦透镜聚焦后，投射到一个高速旋转的多棱镜上，而多棱镜不停旋转，随时改变着反射出的激光束角度，从而形成一个位置变化的单点光束，这一光束在经过透镜组整形与改变方向后，在感光鼓上形成往复扫描的轴向激光，使感光鼓曝光，在单行感光完毕后，感光鼓转动，激光束继续使下一行进行感光，从而完成感光鼓的感光过程。
而LED打印机将成千上万个微小的LED发光二极管排列成一个队列，放置在感光鼓轴向上方，打印机的每一个物理分辨率对应一个发光二极管，在打印信号的控制下，需要打印的部分LED管点亮，它们产生的光线通过聚焦头直接投影在感光鼓表面，使感光鼓曝光，在单行感光完毕后，感光鼓转动，LED重新按打印要求点亮，使下一行进行感光，从而完成感光过程。

能不能在激光打印机的光路系统中使用LED光源或在LED的光路系统中使用激光光源呢？答案是否定的，应该看到，激光打印机的光路系统较长，光线要经过多次折射和反射，加上激光束在感光鼓上的停留时间非常短，在这种情况下，普通光源会因多次折反射而导致光线强度衰减，光束在传输过程中会发散，导致最终照射到感光鼓表面的光线强度不足，光束直径较大而无法使感光鼓正常曝光。只有传输性能好、功率集中的激光束才能满足需求。而将激光管用于LED打印机的光路系统，会因激光管的控制电路复杂，成本高而难于实现。LED打印机光路短，光线停留在感光鼓表面的时间较长，这样普通光源即可满足要求，无需使用激光。
LED打印机的优势
LED打印机具有哪些优势呢？首先，它减少了光源部分的故障率，提高了光源的寿命。从表面上看由于LED打印机采用了大量发光二极管来作为光源，而激光打印机仅有一个激光二极管，激光打印机光源的可靠性会更好一些，但由于LED打印机的发光二极管工作在低电压小功率的状态下，几乎不会出现老化的情况，因此其寿命非常长。而激打的激光二极管为了克服长距离传输产生的衰减和感光时间短的不利因素，其输出功率要求较高，这样就容易因发热量高而缩短其寿命。
同时激光打印机的光路系统内部有透镜和机械零件，这样透镜容易被外界的灰尘所污染，造成打印质量问题，而且其旋转多棱镜也会由于电机部件的寿命有限，旋转过程中易损坏、易老化等问题而大大增加了光路系统的故障率。而LED打印机的光路系统比较简单，外围光学器件少，无机械运转部分，这样就大大降低了光学系统的故障率。

其次，使用LED光源还有利于减小打印机的体积，提高打印速度。由于LED光源系统内无机械零件，外围的光学器件也较少，借助先进的工艺，可以将众多的LED集成在非常小的器件内。而激光打印机的光路系统内有较复杂的光学器件和机械零件，加上各器件间必须有一定的空间才能保证激光束正常传输，同时在传输的过程中激光束的偏转角度还不能过大，否则会影响打印质量，这就导致了其激光扫描盒的体积较大。特别是采用一次成像技术的彩色激光打印机，其内部需要安装四个激光扫描盒，因此整机的体积就可想而知了。
另外，激光打印机在成像过程中，其激光束需要对硒鼓表面进行逐点扫描和逐点曝光。可以看出这是一种串行式扫描系统。为保证成像的精确性，还需要对到达感光鼓上的每一行光数据进行扫描和校准，这都会影响其打印速度。而LED打印机在成像时，是上千个LED灯管并行工作，属于并行式扫描，且每个像素都对应一个光源，这样只需要控制光源的开关即可，无需对光数据进行校验，这就为LED打印机的高速打印提供了基础。
由于激光打印机采用单光源，依靠旋转多棱镜和光学系统使激光产生偏转，这样激光将无法始终保存垂直状态照射感光鼓表面，尤其是在感光鼓两端，激光入射角变化将更大，使图像产生一些畸变，边缘变得模糊。而LED打印机的每个光源都在成像点的正上方，这样就能始终保证光线垂直照射感光鼓，保证了打印稿的一致性和文字边缘的锐度。
最后，LED打印机有更好的环保性。我们知道，臭氧对人体是有害的，而早期的激光打印机臭氧产生量是比较大的。虽然各厂家都使用了很多方法来降低激打的臭氧产生量，如使用接触式感光鼓充电辊替代早先的电离式充电辊以降低感光鼓充电电路产生的臭氧量，提高感光鼓的光敏特性以降低激光的发射能量，采用臭氧过滤器以滤除产生的臭氧等，但对于高能激光束在传输过程中电离空气产生的臭氧，厂家也只能设法降低，而无法消除。这无疑是激光打印机的一大缺憾，而LED打印机二极管发出的是普通光，光线能量小，不会电离空气，自然就不会产生臭氧了，这对于以环保和健康为重的办公场合，显得非常重要。
LED打印机的“软劣”
目前LED打印机还存在着一些缺点，正是这些缺点，使它在与激光打印机的竞争中处于弱势地位。
首先，要想提高LED打印机的轴向打印分辨率难度较高，从LED打印机的工作原理可以知道，打印时成像面上的每一个点都是通过一个对应的二极管照射形成的。要想提高LED打印机的打印分辨率，不仅要在其光头上集成更多的LED器件，还要求将各LED器件的直径缩小，同时需要解决各LED光线互扰的问题，这就大大增加了其工艺难度和生成成本。要知道，一款600dpi的A4幅面LED打印机，单个光头上已集成了5000只左右的LED发光二极管，如要将其分辨率提高到1200dpi，其集成的LED发光二极管要超过10000只，制造难度和成本可想而知。而对激光打印机而言，要提高分辨率主要依靠调制激光头的发射频率和提高棱镜的性能，提高分辨率所需的成本和技术难度相对较低。这也是目前主流LED打印机的分辨率只能达到600dpi，高端LED打印机的分辨率也只能达到1200dpi的原因。相对而言，1200dpi的激光打印机并不少见，而高端激打的分辨率则早已达到2400dpi以上。
同时，为提高打印效果，现在的激光打印机普遍使用脉冲调制技术，即通过调节控制激光器脉冲的波长和振幅，在感光鼓上形成大小、形状、位置以及曝光程度不同的像素，借此得到更为丰富的中间色调和更好的打印效果。当然，LED打印机也可利用类似的技术来控制二极管的亮度以提高打印效果，但是，LED光头在轴向没有可移动器件，因此使用脉冲调制技术无法提升轴向打印效果，只对纵向打印效果有所帮助。而激打的光束可落在感光鼓的任何部位，因此打印效果可在轴向和纵向上都得到提升，这使激打在打印彩色图像时的图像真实度要优于LED打印机。
点评：从绿色环保的角度来说，LED打印机适合商用办公环境，对普通的要求不高的商务用户来说，LED是不错的选择。而且随着LED打印机技术的发展，LED打印机会克服自身的缺点，从而成为主流打印机。

发布日期：2019/11/23

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