Струйные принтеры

Струйные принтеры относятся к одному из наиболее распространенных типов принтеров. Принцип печати струйных принтеров следующий: изображение формируется микрокаплями специальных чернил, выбрасываемыми на бумагу через сопла печатающей головки. Печатающая головка движется по горизонтали, а по окончании печати каждой горизонтальной полосы изображения бумага продвигается по вертикали.

Струйные принтеры обеспечивают широкие возможности цветной печати. Базовая идея цветной печати состоит в следующем: печатающая головка принтера реализует процесс, который называется растрированием и выражается в размещении маленьких чернильных капель четырех основных цветов спектра на бумаге в соответствии с несколькими основными шаблонами. Принцип четырехцветной печати состоит в том, что в дополнение к трем первичным цветам: голубому (C), пурпурному (M) и желтому (Y) – используется еще и черный цвет (K). В результате имеем формат CMYK. Теоретически черный цвет можно воспроизвести путем смешивания трех первичных цветов CMY, но из-за недостаточного качества чернил и условий печати для получения черного цвета обычно добавляют четвертый цвет – черный.

В настоящее время на рынке имеются также шести- и семицветные принтеры, в которых к первичным цветам CMYK добавлены светло-голубой, светло-розовый и другие цвета.

Одним из наиболее важных компонентов является драйвер принтера – это программа, которая “переводит” текст, графики и изображения из формата прикладной программы в систему команд принтера (принтерные коды) с детальной точностью и с оптимальной скоростью. Так, например, цветные изображения, выводимые на монитор с помощью трех первичных цветов Red, Green, Blue (RGB), при печати переводятся в формат CMYK с помощью драйвера принтера.

Конечное качество печатаемого изображения зависит от многочисленных факторов, основными из которых являются:

1. размер капли, ее форма и разрешение,

2. технология драйвера принтера,

3. состав чернил,

4. бумага.

Одной из наиболее важных характеристик струйного принтера является разрешение. Разрешение при печати выражается числом чернильных частиц, которые можно распылить на один дюйм (примерно 2.54 мм) бумаги. Например, разрешение 1440dpi означает, что на длине одного дюйма бумаги распылено 1440 чернильных частиц. Чем больше число чернильных частиц, тем точнее воспроизводятся детали изображения. Однако, при этом соответственно возрастает и время печати.

Важной характеристикой струйного принтера является скорость печати. Единицей измерения скорости вывода информации при листовой печати является ppm (page per minute, страниц в минуту). Как правило, ppm указывается для страниц формата A4.

В настоящее время на рынке струйных принтеров доминируют изделия фирм Epson, Hewlett Packard, Canon, Lexmark. Принтеры разных фирм используют разные технологии печати.

Расмотрим технологии струйной печати на примере разработок двух фирм – Epson и Hewlett Packard.

Струйные принтеры Epson Stylus используют оригинальную пьезоэлектрическую технологию печати MicroPiezo, в основе которой лежат свойства пьезокристалла. Печатающая головка принтера содержит многочисленные маленькие пьезокристаллы, размещенные у оснований сопел головки. Под действием электрического тока кристалл может изменять форму с большой скоростью, создавая механическое давление в сопле, и, тем самым, заставляя чернила выстреливать на поверхность бумаги. Данная технология позволяет управлять процессом формирования точки (форма и размер) и позиционированием ее на листе. Технология MicroPiezo обеспечивает разрешение печати 1440 точек на дюйм.

Технология MicroPiezo развивается в двух направлениях и является составляющей общей технологии струйной печати, разработанной компанией Epson, которая носит название Perfect Picture Imaging System (совершенная технология формирования изображений), которая основывается еще на двух составляющих – технологиях Variable Dot Size (технология изменяемой точки) и Photo Reproduction Quality (фоторепродукционное качество).

Технология Variable Dot Size, используемая в новых моделях струйных принтеров фирмы Epson, основана на двух разработках – Ultra Micro Dot (Ультра микроточка) и возможности печатать точками различных размеров.

Ультра микроточка представляет собой очень маленькую чернильную каплю объемом 6 пиколитров и 45 микрон в диаметре. Она в 2 раза меньше толщины человеческого волоса и очень близка к пределу разрешающей способности глаза человека. Некоторые модели принтеров Epson позволяют использовать точки объемом 3 пиколитра. Точки таких размеров позволяют еще больше улучшить отображение мелких деталей изображения с меньшей зернистостью и плавными градациями, что позволяет значительно повысить качество печати.

Драйвер принтера управляет формированием 3-х различных по объему чернильных капель (в некоторых моделях принтеров Epson – 6), выбирая размер капли, соответствующий той области изображения, которая печатается. Большие точки используются для печати темных участков изображения со сплошной заливкой, мелкие – для светлых участков и передачи мелких деталей.

Технология Photo Reproduction Quality основана на расширенном использовании возможностей чернил и драйвера, обеспечивающем реальное фоторепродукционное качество печати. Эта технология позволяет одинаково точно и качественно воспроизводить как области с полной заливкой, так и области со светлыми полутонами, какими, например, являются изображения, передающие оттенки кожи человека. Технология Photo Reproduction Quality основана на двух ключевых моментах: использовании двух дополнительных цветов – светло-голубого и светло-пурпурного и применении доработанной технологии драйвера. Два дополнительных цвета используются в комбинации со стандартными 4 цветами и позволяют принтерам семейства Epson Photo производить печать с фотографическим качеством. Новый драйвер обеспечивает точное позиционирование чернильных капель на листе, а улучшенная технология Error Diffusion (беспорядочное рассеивание) обеспечивает хорошее полутонирование с плавными переходами тонов и градаций. В дополнение к этому функция PhotoEnhance автоматически производит регулировку цветов, яркости и контрастности.

Струйные принтеры Hewlett Packard используют технологию термоструйной печати (пузырьково-струйная печать). Принцип печати в соответствии с данной технологией состоит в следующем: специальный нагревающий резистор в каждом струйном генераторе капель печатающей головки осуществляет быстрый нагрев чернил, находящихся в небольшой камере, до температуры их кипения. В кипящих чернилах постепенно образуется пузырек воздуха, рост которого приводит к выдавливанию чернил из сопла. Спустя приблизительно 3 микросекунды пузырек лопается и происходит отрыв и последующий выброс уже сформировавшейся капли. После разрушения пузырька и выброса капли силы поверхностного натяжения втягивают новую порцию чернил в камеру.

Термоструйные головки заменяются вместе с картриджем.

Технология C-Ret, разработанная компанией Hewlett Packard, обеспечивает нанесение большого количества капель чернил на одну и ту же точку и, тем самым, позволяет увеличить количество напрямую распечатываемых цветов (т. е. количество цветов на пиксель). Эта технология является отправной точкой для создания систем, обеспечивающих воспроизведение большого количества уровней цвета.

Технология PhotoREt (Photo Resolution Enhancement) – технология, разработанная компанией Hewlett Packard специально для получения фотореалистичных изображений за счет увеличения количества напрямую распечатываемых цветов, достигаемого установкой дополнительного картриджа, содержащего специальные чернила и устанавливаемого вместо стандартного черного картриджа. Два цветных картриджа работают согласованно друг с другом в направлении повышения количества доступных цветовых оттенков.

Дополнительный картридж (фотокартридж) устанавливаемый вместо черного картриджа, автоматически распознается системой и имеет три камеры, содержащие фиолетовые чернила с более светлым оттенком, синие чернила с более светлым оттенком и специально подобранные черные чернила на основе красителя. Согласованная работа данного картриджа с цветным картриджем приводит к получению 6 цветов, доступных для воспроизведения изображений фотографического качества и более живых основных цветов. Данная система печати использует технологию чернил с различной концентрацией красителя (или технологию MDL (Multiple-Dye load). Теперь для наиболее точного воспроизведения заданного цветового оттенка принтер способен смешивать до 6 чернил. Вместо воспроизведения светлых тонов нанесением белых точек или темных тонов – нанесением черных точек, принтер может использовать по-разному насыщенные синий или фиолетовый цвета. Благодаря этому цветовая гамма распечатанного изображения становится более “корректной”.

PhotoREtII (Photo Resolution Enhancement II) – технология многослойной цветной печати. При печати в соответствии с данной технологией используются капли малого размера и особый способ послойного нанесения капель для получения более широкого диапазона цветов, более плавного перехода между цветами и более детального изображения.

При цветной печати с помощью стандартного настольного струйного принтера в каждую точку наносится до двух капель краски. Таким образом, при использовании краски четырех основных цветов в каждой точке можно получить до восьми различных оттенков цвета. Большее количество оттенков создается полутонированием, когда две или более цветных точек размещаются в непосредственной близости друг от друга. На расстоянии цвета сливаются, и возникает новый оттенок. Однако эффект полутонирования зависит от способности глаза к смешению цветов.

Технологии PhotoREt II обеспечивает еще большее количество вариаций, если это касается цветной струйной печати. Принтеры Hewlett Packard, работающие по этой технологии, позволяют получить еще больше оттенков путем послойного нанесения на каждую точку до 16 капель краски. Это дает более 250 оттенков цвета на точку, причем без использования полутонов. При использовании полутонов количество оттенков цветов может быть увеличено до 16 миллионов и более.

НP PhotoREt III – высокоточная технология, разработанная компанией Hewlett Packard. Реализована в некоторых профессиональных моделях принтеров Hewlett Packard. Данная технология основана на алгоритмах достижения высокой точности и предусматривает нанесение до 29 мельчайших чернильных капель объемом 5 пиколитров в пределах точки. Кроме того, данная технология предполагает использование нового цветного картриджа, наносящего чернила с высокой скоростью (более 7.3 млн капель в секунду), благодаря 408 соплам, каждое из которых способно работать со скоростью 18 000 капель в секунду. Все перечисленные характеристики позволяют указанным выше принтерам воспроизводить до 3500 оттенков цвета на точку.

Использованы материалы сайтов   http://www.epson.ru и http://www.hp.ru