Струйная печать

Технологии печати

Плоттеры

Графопострои́тель (от греч. γράφω), пло́ттер — устройство для автоматического вычерчивания с большой точностью рисунков, схем, сложных чертежей, карт и другой графической информации на бумаге размером до A0 или кальке.

Графопостроители рисуют изображения с помощью пера (пишущего блока).

Связь с компьютером графопостроители, как правило, осуществляют через последовательный, параллельный, SCSI-интерфейс и Ethernet (в последнем случае подключение к конкретному компьютеру не требуется, плоттер имеет собственный IP-адрес и, будучи включенным, доступен всем машинам в локальной сети). Некоторые модели графопостроителей оснащаются встроенным буфером (1 Мбайт и более).

Первые плоттеры (например Calcomp 565 из 1959) работали на принципе передвижения бумаги с помощью ролика, обеспечивая тем самым координату X, а Y обеспечивалась движением пера. Другой подход (воплощённый в Computervision’s Interact I, первая CAD система) представлял собой модернизированный пантограф, управляемый вычислительной машиной и имеющий шариковое перо в качестве рисующего элемента. Недостаток этого метода заключался в том, что требовалось пространство, соответствующее расчерчиваемой области. Но достоинством этого метода, вытекающим из его недостатка, является легко повышаемая точность позиционирования пера и соответственно точность самого рисунка, наносимого на бумагу. Позже это устройство было дополнено специальным кассетным держателем, который мог компоноваться перьями разной толщины и цвета.

Hewlett Packard и Tektronix в конце 1970-х представили планшетные плоттеры со стандартным размером с рабочий стол. В 1980-х была выпущена меньшая по размерам и более лёгкая модель HP 7470, использующая инновационную технологию «зернистого колеса» для перемещения бумаги. Эти небольшие плоттеры бытового назначения стали популярны в деловых приложениях. Но из-за их низкой производительности они были практически бесполезны для печати общего назначения. С широким распространением струйных и лазерных принтеров с высокой разрешающей способностью, удешевлением компьютерной памяти и скоростью обработки растровых цветных изображений, графопостроители с пером практически исчезли из обихода.

При покупке фотопринтера пресловутая проблема выбора не дремлет. Во-первых, свои решения для печати фотографий в домашних условиях предлагает огромное число компаний, среди которых такие монстры, как Epson, Canon, Lexmark, Hewlett-Packard, Samsung, Kodak. Во-вторых, разные устройства основываются на разных технологиях — термосублимационной и струйной (которая, к слову сказать, насчитывает три разновидности). У каждой из них — свои плюсы и, как полагается, свои минусы. Поэтому, чтобы не оставлять выбор фотопринтера в ведении слепого случая, мы собрали в этой статье подробную информацию обо всем, что касается его начинки.

От английского inkjet («чернила» + «струя, выпускать струей»)

Как следует из названия, струйная технология печати заключается в том, что печатающее устройство или какая-то из его частей выпускает струю чернил. В этом, собственно, и заключается отличие от матричной печати, долгое время занимавшей лидирующие позиции, — там буквы на бумаге появлялись после удара печатающей головки (каретки) по пропитанной чернилами ленте.

Сама идея о том, что капли любого жидкого вещества, выпускаемые через крохотное отверстие, одинаковы, возникла и была научно обоснована еще в XIX веке. В шестидесятых же годах прошлого века был поставлен удачный эксперимент, который доказал, что капли жидкого и, что немаловажно, пигментного вещества, выдавливаемые под воздействием давления из резервуара, где они находятся, не только будут иметь одинаковый размер, но и располагаться на равном расстоянии друг от друга. Если же при этом некоторые капли подвергнуть воздействию электрического заряда, то при прохождении через электрическое поле заряженные капли будут притягиваться к нему и стекать обратно в резервуар, а все остальные — беспрепятственно проходить через отверстие и оседать на твердой преграде (например, бумаге), образуя изображение.

Этот принцип был положен в основу так называемой непрерывной струйной печати, запатентовав которую компания IBM в 1976 году выпустила первый принтер IBM 4640. Однако долго «продержаться на плаву» этой технологии не удалось — из-за сложности устройства принтера (ведь в него было необходимо впихнуть систему рециркуляции чернил), дороговизны чернил (приходилось использовать электропроводные) и небольшой скорости печати (ведь значительная часть «плевков» печатающей головки пропадала втуне).

Все это послужило импульсом для дальнейших разработок и привело к появлению импульсных струйных технологий печати, основанных на методе drop-on-demand (т.е. «капля по требованию»). В настоящее время наиболее активно используются три вида печати: термическая, пьезоэлектрическая и пузырьковая. Существует еще струйная печать с твердыми чернилами, в ней картридж — это четыре восковые палочки (голубой, пурпурный, желтый и черный цвета). Основное преимущество этой технологии — отличное качество отпечатков, поскольку «восковые» чернила при печати не впитываются в бумагу и не расплываются, а моментально застывают на ней. Основной минус — непомерно большая стоимость отпечатков. Поэтому подробно на ней останавливаться не будем и перейдем к вещам, более близким к реальности.

Термическая печать (Thermal Inkjet)

Кто: Lexmark, Hewlett-Packard

В основе этого принципа печати лежит знание разработчиками правил из школьного курса физики, а именно то, что при нагревании вещества увеличиваются в объеме. Под воздействием электрического импульса поверхность нагревательного элемента, расположенного в печатающей головке картриджа, нагревается. Чернильный слой, находящийся максимально близко к нагревательному элементу, не выдерживает высокой температуры и начинает испаряться. Возникший пузырек с огромной силой выдавливает из сопла ставшие лишними чернила. После этого пар конденсируется, пузырек лопается, образуя зону пониженного давления, что позволяет втянуть в камеру недостающие чернила. Этот процесс нагревания/охлаждения камеры повторяется с огромной скоростью — до двенадцати тысяч раз в секунду.

Печатающая головка в таком принтере состоит из огромного числа маленьких комплектов, каждый из которых включает в себя эжекционную камеру и сопло. Сопла (в связке с камерами) располагаются в шахматном порядке, что позволяет значительно увеличивать вертикальную плотность сопел. При этом сопла отличаются размером — обычно используются маленькие и большие одновременно (например, 3 и 10 пкл соответственно). Благодаря этому повышается скорость и качество печати — маленькие сопла отвечают за воспроизведение тонких и миниатюрных деталей, а большие — за быструю заливку однотонных участков изображения.

Пузырьковая печать (Bubble Jet)

Кто: Canon

Разработка термической технологии струйной печати изначально осуществлялась совместно компаниями HP и Canon, позднее к ним присоединилась и Lexmark. Однако позднее Canon вышел из этого технологического альянса и занялся самостоятельными опытами. Результатом этого стало появление пузырьковой печати. По большому счету это та же термическая печать с одним небольшим нововведением: нагревательный элемент располагается не сзади сопла, а сбоку от него. Расположение нагревателя практически у самого кончика чернильного сопла обеспечивает высокую скорость выброса чернильных капель.

Термическую и пузырьковую технологии отличает относительная дешевизна, поэтому печатающая головка не встраивается в принтер, а является частью сменного чернильного картриджа. Конечно, это немного увеличивает его цену, зато позволяет не опасаться за сохранность принтера: в случае, если вы купили неоригинальный картридж, он может испортить сопла только своей печатающей головки, но не все устройство целиком. Для возобновления печати останется только заменить «левак» на качественный блок.