Технологии струйной печати

Итак, начнем с пузырьково-струйной технологии печати Canon Bubble-Jet. Принцип пузырьково-струйной печати был изобретен еще в конце 70-х годов. Вкратце он заключается в следующем: в каждой дюзе (канале, в котором формируются капельки чернил) располагается миниатюрный нагреватель. На него подаются электрические импульсы, которые заставляют чернила вскипать с образованием воздушных пузырьков, которые в свою очередь с каждым импульсом выталкивают равные объемы чернил из дюзы. Для того чтобы в дюзу попала новая порция чернил, нагрев временно прекращается и пузырек исчезает. Чернила втягиваются в дюзу, подготавливая ее к дальнейшей работе.

По информации фирмы Canon, первый пузырьково-струйный принтер поступил в продажу в 1985 г. (монохромный принтер Canon BJ-80), а первый полноцветный BJ (от Bubble-Jet) принтер - BJC-440 (формата A2, с разрешением 400 точек на дюйм) - появился в 1988 году.

Развитием BJ-технологии стала технология капельной модуляции (Drop Modulation).

Если в дюзы печатающей головки поместить не один, а два нагревающих элемента, то появляется возможность образования не только стандартных капель, но и их уменьшенных эквивалентов (размером 1/3 от обычного). Это может быть достигнуто путем одновременного использования обоих нагревающих элементов. При той же скорости печати этим достигается лучшая проработка полутонов, уменьшение зернистости и т. д. Понятно, что, изменяя размеры капель, принтер может создавать более плавные цветовые переходы. Данная технология реализована в стандартных цветных картриджах (BC-21e), а также в фотокартриджах (BC-22e).

Здесь же следует сказать и об усовершенствованной микрокапельной технологии (Advanced MicroFine Droplet Technology). С ее помощью принтер способен более тонко управлять размером капли и наносить ее на бумагу с большей скоростью и точностью, в то же время контролируя объем капли, который составляет 4 пиколитра (4 x 10-12 л). Человеческий глаз не способен заметить зернистость изображения без соответствующего оборудования, если размер капель, его формирующих, менее 1 пиколитра. Однако, если уменьшить насыщенность цвета чернил, то при ее уровне в 1/6 от " обычных" цветных чернил и объеме капли 4 пл достигается такой же результат, как при печати 0, 67 пл каплями с разрешением 1800 dpi " обычными" чернилами. Для того, чтобы избежать проблем, обусловленных сопротивлением воздуха, заставляющим летящую каплю отклоняться от своей траектории, необходимо увеличить скорость " выстреливания" капли. К тому же, для формирования капли меньшего объема нужен меньший пузырек, а это затрудняет отделение ее от края дюзы. Благодаря звездообразной форме дюз, число которых превышает 1000, а также расположению нагревателя ближе к краю дюзы, обеспечивается сферическая форма капли и достигается более равномерная плотность чернильных точек на отпечатке. Данная задача решена, в частности, путем приближения нагревателя к краю дюзы, что позволило уменьшить размер капель и увеличить частоту их образования.

Следующее, о чем хотелось бы поговорить - это технология раздельных сменных чернильниц (Single Ink). Всем известно, что чернила никогда не расходуются с одинаковой скоростью. Всегда находится какой-нибудь краситель, который заканчивается первым, после чего приходится заменять старый картридж на новый, несмотря на то, что в нем еще остаются чернила других цветов. Начиная с моделей 600-й серии, в принтерах Canon используется технология Single Ink. Печатающая головка выполнена в виде отдельного узла. Каждый краситель, включая фоточернила, находится в индивидуальном сменном резервуаре, поэтому не нужно выбрасывать остатки других цветов, если закончился только один из них. Кроме того, стенки чернильниц прозрачные, поэтому существует возможность визуально контролировать степень расходования чернил (кстати, данная функция также поддерживается и самим принтером с помощью оптического датчика наличия чернил, о котором мы поговорим чуть позже). Очевидно, что при таком рациональном использовании красителей значительно сокращаются эксплуатационные расходы на печать любых видов графики.

Обращаю внимание, что совсем недавно появились чернильницы нового типа, которые могут быть использованы в принтерах BJC-3000 / 6000 / 6100 / 6200 / 6500 / S400 / S450. Все эти модели используют чернильные картриджи 3-й серии (BCI-3X).Новые чернильницы отличаются от старых наличием в маркировке индекса " е". Например, BCI-3eBk. В этих картриджах используются высококонтрастные чернила (High Colour Inks). Благодаря новым красящим веществам для цветных чернильниц и пигментному красителю для черных, высококонтрастные чернила обладают более высокой оптической плотностью.

Цветовая насыщенность этих чернил для печати фотографий составляет 1/6 от чернил для обычной цветной печати, что позволяет принтеру в фоторежиме передавать до 49 градаций каждого цвета на пиксел, тогда как предыдущее поколение принтеров отображало лишь 17 оттенков каждого цвета. Для таких чернильниц фирма Canon выпустила новые драйвера, которые можно загрузить с сайта компании.

Принцип технологии Ink Out Detection System (системы определения наличия чернил) заключается в использовании того факта, что при наличии красителя в чернильнице луч света, посылаемый через нее датчиком наличия чернил, проходит сквозь призму на дне чернильницы почти без отражения. В противном случае свет отражается от корпуса чернильницы и улавливается датчиком. При этом в губчатом материале чернильницы красителя еще достаточно для того, чтобы продолжать работу. В последних моделях принтеров серии BJC данная технология была усовершенствована, так что теперь программное обеспечение монитора состояния принтера может обеспечить вам наиболее удобный контроль состояния чернильниц прямо на экране монитора.

Одним из главных требований, предъявляемых сегодня к цветным принтерам, является максимально точное воспроизведение фотографических изображений. Передача тончайших оттенков и полутонов на бумаге затруднена тем, что цвета чернил оказываются слишком насыщенными, из-за чего точки на светлых участках приходится располагать на большом расстоянии друг от друга. А это часто приводит к появлению " зерна", портящего общее впечатление от фотографии.

Фирмой Canon были разработаны так называемые фотокартриджи, чернила которых на 75% светлее обычных и способны передать намного больше цветовых градаций. Данная технология носит название PhotoRealism. Для воспроизведения насыщенных цветов головка принтера до четырех раз проходит по одному и тому же участку, накладывая чернила слоями. Некоторые принтеры в дополнение к четырем основным цветам используют два фото-цвета (голубой и малиновый), некоторые - три (голубой, малиновый и желтый).

Следует помнить, что при использовании фотокартриджей необходимо также применять специальную бумагу, т. к. чернила не должны расплываться при наслаивании.

Еще одна технология, применяемая в принтерах Canon - принцип двухкартриджной системы (Dual Print-Head System). Данная система позволяет увеличить производительность принтера и наиболее точно приспособить его для выполнения тех или иных задач. Суть технологии такова: в принтер устанавливаются две независимые печатающие головки, каждая со своим комплектом чернильниц, что позволяет достичь более высокой скорости печати. Некоторые модели принтеров (например, BJC-5000) могут одновременно работать двумя одинаковыми картриджами. Естественно, что каждая из головок при этом проходит меньшее расстояние, вследствие чего ускоряется печать. Предположим, что ваш принтер будет постоянно задействован исключительно для печати черно-белых документов. Данная технология позволяет установить два монохромных картриджа, удвоив тем самым запас чернил и количество дюз, которыми головки наносят их на бумагу.

Для ускорения и повышения качества печати цветных изображений специалисты фирмы Canon разработали печатающие головки со сверхплотным размещением дюз (Ultrahigh-Density Print Heads). Понятно, что если вы, как разработчик, хотите добиться от принтера максимальной производительности, то, наряду с применением микрокапельной технологии и релейного узла автоподачи бумаги, необходимо совершенствование конструкции печатающей головки: увеличение числа дюз, уменьшение их диаметра, более компактное размещение и т.д. Дело в том, что при изготовлении новых печатающих головок используется прецизионная технология, заимствованная из производства полупроводников. Два ряда по 128 дюз, расположенных на расстоянии в 1/600 дюйма, смещены по продольной оси на половину этого интервала, то есть на 1/1200 дюйма. В картридже параллельно друг другу собрано вместе 6 таких узлов - по 256 дюз для каждого из 6 цветов (черного, фото-голубого, фото-малинового, голубого, малинового и желтого). Получившаяся головка обладает разрешением 1200 точек на дюйм и одновременно печатает 1536 дюзами. Такая конструкция, например, позволяет принтеру S800 напечатать цветное изображение размером 10х15 см в фоторежиме всего за минуту, а печать фотографии на бумаге формата А4 займет немногим более 2-х минут.

И последнее, о чем я бы хотел сказать в рамках первой части обзора - это технология цветного сканирующего картриджа.

Фирма Canon первой разработала принтеры со сканирующим картриджем. Он устанавливается вместо печатающей головки и позволяет сканировать полноцветные и черно-белые фотографии, рисунки и тексты. Две такие важные функции, как цветное сканирование и печать, реализованы в одном компактном устройстве. Последние модели сканирующих картриджей для принтеров Canon BJC обеспечивают разрешение 360- 720 точек на дюйм (в зависимости от модели принтера) при глубине цветности 24 бит (8 бит х 3 цвета RGB). В принципе, единственный плюс такой технологии - удобство транспортировки: если, к примеру, вы разъезжаете по городу и оказываете услуги по одновременному сканированию и печати чего бы то ни было. В любом другом случае лучше купить за ту же цену недорогой сканер.

Матричный принтер имеет печатающую головку с тонкими иголочками (обычно 9 или 24).

Работает принтер так. Головка перемешается слева направо по листу бумаги. Иголочки выдвигаются вперед электромагнитами, ударяют по красящей ленте и оставляют следы на бумаге.