Фотопринтеры

В конце 1990-х годов в сегменте струйных принтеров сформировался подкласс фотопринтеров.

В отличие от универсальных струйных принтеров в фотопринтерах стали применять шестикрасочную схему, в которой используются чернила голубого, светло-голубого, пурпурного, светло-пурпурного, желтого и черного цветов (CcMmYK) (см. рис.1).

Рис.1 Шестикрасочное формирование фотоизображений

В составе шестикрасочной схемы обычно используются черные чернила на основе водорастворимого красителя, что позволяет значительно улучшить качество фотоизображений. Определенным недостатком такого решения является недостаточно высокое качество печатаемого черного текста: свойства чернил на основе водорастворимого красителя не позволяют получить на отпечатках глубокий черный цвет, сравнимый с тем, который достигается при использовании пигментных чернил.

Чтобы обойти это ограничение, во многих моделях струйных принтеров HP и Lexmark предусмотрена возможность смены печатающих картриджей в зависимости от текущих задач: для печати текста и бизнес-документов использовать картридж с четырьмя пигментными чернилами, для печати фотографий использовать шестикрасочный фотокартридж.

На протяжении нескольких лет шестикрасочная схема оставалась стандартом дефакто для струйных принтеров непрофессионального класса. Но во второй половине 2003 года компания Hewlett-Packard представила новую версию своей технологии фотореалистической печати – HP Photo RET Pro. Одно из наиболее важных отличий от предыдущей версии HP Photo RET IV заключалось в использовании чернил восьми цветов: к «классическому» набору из 6 чернил добавлены два оттенка серого: среднесерый и светлосерый. Использование серых чернил позволило добиться идеального баланса по серому во всем диапазоне оттенков, что особенно важно при печати монохромных изображений. Благодаря применению дополнительных цветов расширен цветовой охват (до 79, 2 млн. оттенков) и достигнута большая точность воспроизведения тональных переходов в близких по цвету оттенках. В отличие от системы HP Photo RET, где для воспроизведения средних и темных тонов использовались чернила всех трех цветов C, M, Y, в HP Photo RET Pro более темные оттенки формируются путем добавления точек серого цвета.

В середине 2003 года компания EPSON внедрила в ряд моделей недорогих струйных принтеров Stylus C четырехкрасочную систему печати чернилами DURABrite. Отличительной особенностью этого решения является использование пигментных чернил для всех 4 цветов. Применение пигментных чернил позволило улучшить качество отпечатков на обычной бумаге и обеспечивать высокую стойкость изображения к воздействию влаги.

В начале 2004 года компания Canon представила восьмикрасочную систему печати Canon Chroma PLUS, дополнив традиционный набор чернилами красного и зеленого цветов. Для улучшения качества печати фотографий в недорогих моделях струйных принтеров Canon разработала и внедрила пятикрасочную систему Canon Contract PLUS. В отличие от ранее применяемой четырехкрасочной системы с тремя цветными чернилами на основе водорастворимого красителя и черными пигментными чернилами Canon Contract PLUS предусматривает использование дополнительных черных чернил на основе водорастворимого красителя. Черные пигментные чернила используются для печати текста, а черные чернила на основе водорастворимого красителя в сочетании с цветными – для печати фотографий.

Компания Epson в начале 2004 года представила новую систему полностью пигментных чернил UltraChrome Hi-Closs: чернила голубого, пурпурного, желтого, красного и синего цветов используются в сочетании с двумя разновидностями черного (оптимизированными соответственно для глянцевых и матовых носителей). Помимо семи цветов имеются и прозрачные чернила (так называемый глянец), которые применяются для формирования глянцевых поверхности в тех областях изображения, где абсолютно белые участки.

В феврале 2005 года HP представила новую версию технологии Photo RET Pro, использующую 9 цветов чернил.

Рассмотренные системы чернил представлены в табл. №1

Таблица 1

К концу 1990-х годов цветные струйные принтеры заняли свою нишу недорогих настольных устройств. Однако если требовалась большая производительность, им предпочитали лазерные принтеры, а если цветопередача - термосублимационные. Оставляла желать лучшего и конечная стоимость полноцветного отпечатка струйного принтера. В 1999 году мировой лидер по устройствам струйной и лазерной печати компания Hewlett-Packard решила инвестировать в технологию струйной печати беспрецедентную сумму. С 1999 по 2005 год компания потратила на разработку технологии масштабируемой печати SРТ 1, 4 млрд. долларов и во второй половине 2005 года HP представила новую технологическую платформу для создания струйных принтеров и МФУ – масштабируемую технологию печати (Scalable Printing Technology = SPT).

Эта технология включает три основных компонента:

· устанавливаемую на заводе несменную печатающую головку с резервуарами для чернил;

· раздельные чернильные картриджи (серии № 177);

· система рециркуляции чернил.

На рис. 2 приведена схема печатающего механизма принтера использующего технологию SPT. Используется для печати шесть цветов.

Рис.2 Схема печатающего механизма принтера использующего технологию SPT

Печатающая головка изготавливается как единое целое фотолитографическим способом на кремниевой подложке, аналогично тому, как сегодня изготавливают процессоры. Первым воплощением новой технологии стала уникальная печатающая головка с 3900 соплами шириной 1, 37 см. Напомним, что в первом картридже для струйного принтера, выпущенного в 1984 году также компанией Hewlett-Packard, было всего 12 сопел, а печатающие головки предыдущего поколения насчитывали 672 сопла. Новая шестицветная головка позволяет выбрасывать капли черных чернил с частотой до 36 000 раз в секунду, а цветных — до 24 000. Для того чтобы распределить такое огромное количество капель по листу, головка должна перемещаться очень быстро, испытывая чудовищные ускорения в 4G — при таких перегрузках у пилотов истребителей темнеет в глазах, происходит так называемый black out. Чтобы свести к минимуму это воздействие, было сделано все для уменьшения массы подвижных частей. Поэтому в новых принтерах НР, выполненных по технологии SPT, картриджи неподвижны, а чернила всех цветов одновременно подаются по трубкам в печатающую головку специальным насосом. Насос не простой, а реверсивный. Зачем подавать чернила в головку, понятно, а вот для чего нужно отсасывать их обратно? Оказывается, все дело в том, что при таких ускорениях в головке образуются пузырьки — чернила как бы вспениваются. Из-за этого капли формируются неправильно, выбрасываются по неправильной траектории, а порой и не выбрасываются вовсе. Как правило, с пузырьками борются одним методом — продувая сопла чернилами, когда головка находится в крайнем положении. При этом чернила попадают не на бумагу, а в специальный чернилоприемник, часто называемый «памперсом». У этого метода есть один очень важный недостаток — он ведет к повышенному расходу чернил, снижению экономичности и эффективности системы печати.

В новых принтерах Hewlett-Раскагd с раздельными картриджами проблема экономии чернил решается иначе — в головке применена система активного управления воздухом, разделяющая чернила и пену, которая попадает в специальную воздухозаборную камеру. После конденсации пены она уже в виде обычных чернил вновь перекачивается в чернильные картриджи. Еще одна мера, направленная на экономию чернил, — контроль полной распечатки страниц. Как правило, о том, что чернила какого-то цвета закончились, мы узнаем по испорченному отпечатку — страница печатается либо не полностью, либо с искаженной цветопередачей. Уровни чернил в резервуарах печатающей головки, выполненной по технологии SPT, контролируются после распечатки каждой страницы, и если уровень чернил хотя бы одного цвета слишком низок, печать будет остановлена и вам предложат заменить картридж с чернилами нужного цвета. На сегодняшний день SPT является самой эффективной среди представленных на рынке струйной печати технологий.

Компания Hewlett-Packard выпускает следующие принтеры, использующие технологию SPT: HP Photosmart D7163, HP Photosmart D7363, HP Photosmart C5183, HP Photosmart C6183, HP Photosmart C7183.

В заключение заметим, что несмотря на значительный прогресс струйной фотопечати, только принтеры, использующие технологию термосублимационной печати, позволяют формировать полутоновое изображение без растра – как на фотокарточках, полученных химическим способом. При термосублимационной печати имеется возможность дозировать количество наносимого на тот или иной участок носителя путем изменения тепловой мощности, выделяемой соответствующим темоэлементом печатающей головки.

Помимо большого цветового охвата, обеспечиваемого фотокартриджами, фотопринтеры постепенно обретали новые потребительские свойства.

В 1999 году были выпущены первые модели струйных фотопринтеров, оснащенных встроенными картоводами и позволяющие печатать изображение со сменных носителей без использования ПК. Изначально подобные устройства обладали довольно ограниченным набором функциональных возможностей: в распоряжении пользователя было лишь несколько базовых настроек (яркость, контраст, формат отпечатка и т.п.) Ввиду отсутствия цветного дисплея пользовательский интерфейс принтера не отличался наглядностью и удобностью эксплуатации. В дальнейшем функциональные возможности встраиваемых в фотопринтеры систем автономной печати существенно расширились. Так, во многих современных моделях предусмотрены встроенные функции кадрирования, автоматической ретуши «красных» глаз, обрамления различными рамками, автоматического размещения нескольких изображений на месте заданного формата, печати раскадровки видеофайлов и т.д.

По мере развития функций автономной печати все более насущной становилась необходимость оснащения таких принтеров удобным и наглядным пользовательским интерфейсом.

Одним из наиболее простых и недорогих с точки зрения производителя решений является использование индексных отпечатков. В настоящее время, в ряде моделей фотопринтеров и МФУ, построенных на базе струйных печатающих модулей, используется интерактивная функция выбора изображений по индексному отпечатку. Работает она следующим образом. Пользователь выводит индексный отпечаток, на индексном отпечатке под каждым из изображений расположен специальный значок (маркер). Кроме того, имеются отдельные маркеры для выбора формата и типа используемой бумаги, а также ряда дополнительных параметров. Закрасив маркеры, соответствующие нужным кадрам и настройкам, пользователь запускает индексный отпечаток на сканирование и все отмеченные на листе настройки будут автоматически введены в память устройства. Такая функция чаще реализована в ряде МФУ, построенных на базе струйных печатающих блоков, но также встречается у автономных струйных фотопринтеров. Например, ряд моделей семейства фотопринтеров HP Photosmart оснащены оптическим датчиком для автоматической калибровки печатающих головок.

Однако для пользователя такое решение имеет существенный недостаток, а именно: необходимость расходовать для их вывода чернила и бумагу. Кроме того, с помощью индексных отпечатков довольно сложно управлять такой функцией, как кадрирование.

Вторым решением является оснащение фотопринтера небольшим цветным дисплеем. Отметим, что такое решение позволяет также оснастить фотопринтер значительно более удобным и наглядным пользовательским интерфейсом. При этом решении изображения можно просматривать на дисплее и не выводить контрольные отпечатки. Однако, стоимость цветных дисплеев, даже с небольшим размером экрана (5-6 см по диагонали) довольно высока (60 – 80 $), что делает приемлемым их использование только в дорогих моделях фотопринтеров.

В некоторых моделях фотопринтеров предусмотрена возможность установки опционального цветного дисплея. Такие фотопринтеры можно оснастить впоследствии приобретенным дополнительно дисплеем.

Оптимальный вариант, позволяющий обеспечить максимальную гибкость с минимальными затратами, заключается в распределении функций между фотопринтером и цифровым фотоаппаратом (фотокамерой). В этом случае пользовательский интерфейс для просмотра и выбора нужных снимков, а также ряда дополнительных функций, реализован непосредственно в цифровом фотоаппарате, где уже есть цветной дисплей и удобная система навигации и меню.

На практике подобный подход реализуется двумя различными способами.

Прямое соединение цифрового фотоаппарата и фотопринтера посредствам одного из стандартных интерфейсов. В этом случае выбор изображений и управление печатью производится на цифровом фотоаппарате, а фотопринтер выполняет роль хост-контроллера локального соединения и собственного печатающего устройства.

Такая реализация позволяет значительно упростить (и, следовательно, удешевить конструкцию фотопринтера – можно обойтись без картоввода, дорогостоящего дисплея и большого количества органов управления). Кроме того, при прямом подключении можно распечатывать изображения, сохраненные не только на карте памяти, но и во встроенной памяти фотоаппарата. Недостатком подобного решения является потребление фотоаппаратом электроэнергии в процессе печати, что, в свою очередь, приводит к необходимости либо чаще подзаряжать ХИТ, либо использовать при печати внешний блок питания.

Более удобно использование стандартов прямой печати. В начале 2002 года функции для прямой печати с цифровых фотоаппаратов были реализованы в ряде моделей фотопринтеров Canon и HP. Позже компания EPSON разработала собственную технологию прямой печати USB Direct Print, которую также внедрили в свои цифровые фотоаппараты Casio, Kyocera, Minolta, Matsushito (Panasonic).

Однако действительно универсальным стал единый индустриальный стандарт прямой печати PictBridge. Спецификация стандарта прямой печати CIPA ДС – 001 – 2003, впоследствии получившего коммерческое название PictBridge, была разработана инициативе компаний Canon, Fujifilm, Hewlett-Packard, Olympus и Sony и утверждена 3 февраля 2003 года решением международной ассоциации CIPA (Camera Imaging Products Association).

Спецификация PictBridge описывает управляющий протокол уровняприложений, не зависящей от используемого физического соединения. Благодаря такому подходу обеспечивается гарантированная совместимость как с существующими, так и с новыми типами физических интерфейсов, которые появятся в будущем.

PictBridge предусматривает использование интерфейса USB в качестве физического уровня и протокола передачи данных Picture Transfer Protocol (PTP) в качестве транспортного уровня.

Благодаря использованию PictBridge возможно печатать изображения с любого цифрового фотоаппарата на фотопринтере любого производителя, соединяя эти устройства стандартным USB – кабелем. Управление процессом печати в этом случае происходит через меню камеры. Для записи информации о выборе изображений для печати используется стандартный формат DPOF (Digital Print Order Format). С помощью встроенных в цифровой фотоаппарат средств редактирования данных DROF пользователь может выбирать кадры для печати, указывая необходимое количество копий для каждого отпечатка. Настройки DROF записываются непосредственно на карту памяти в виде служебного файла, при печати фотопринтер (или компьютер минилаба, фотокиоска) считывает данные в служебный файл DPOF с карты памяти и выбирает изображения для печати в соответствии со списком, заданным пользователем.

В настоящее время поддержка PictBridge предусмотрена в большинстве струйных и сублимационных фотопринтеров, а также МФУ, построенных на базе струйной технологии печати.

Качественные изменения, происходящие в сегменте мобильных электронных устройств, поставили проблему о создании единого стандарта прямой печати не только с цифровых фотоаппаратов, но и с мобильных устройств. Для решения этой проблемы компании Canon, EPSON и HP основали некоммерческую организацию Mobile Imaging and Printing Consortium (MIPC). В настоящее время в MIPC входят также Nokia, Samsung, Siemens, Eastman Kodak, Fuji Photo Film, Lexmark International, Motorola, NEC, Olivetti, Technost, MCCI, Flextronics, Olympus Imaging, Brother Industries, Konica Minolta.

Редакция первой версии MIPC Implementation Guidelines – документа, содержащего рекомендации по реализации функций прямой печати для разработчиков печатающих устройств, а также мобильных терминалов. Под термином «мобильный терминал» в данном документе подразумевается малогабаритное мобильное устройство, оснащенное беспроводным интерфейсом с большим радиусом действия и способное работать с цифровыми изображениями. Разработчики документа причисляют к категории мобильных терминалов мобильные телефоны, смартфоны и коммуникаторы, оснащенные встроенной камерой. К этой же категории относятся и устройства перечисленных типов, не оснащенные встроенной камерой, но позволяющие принимать и хранить цифровые изображения.

MIPC Implementation Guidelines предусматривает три способа передачи изображений с мобильного терминала на печатающее устройство:

· по беспроводному интерфейсу Bluetoth;

· по USB – кабелю (с использованием стандарта PictBridge);

· посредством сменных носителей (с описанием в формате DPOF).

Придерживаясь рекомендаций, изложенных в MIPC Implementation Guidelines, разработчики мобильных терминалов и печатающих устройств смогут гарантировать перекрестную совместимость данных продуктов.