Технологии компьютерной печати

При струйном, лазерном и матричном способах печати линеатура составляет 300-80-30 lpi, и зависит от разрешающей способности устройства. При сублимационной печати линеатура получаемых полутонов более 300 lpi, поэтому массовое применение монохромные лазерная и матричная технологии получили в печати текстов и графики, а полноцветная термосублимациийна технология используется в фотопринтерах. Цветная струйная печать показывает хорошие результаты при печати текстов, графики и фотографий.

По цветообразования до полноцветных (англ. continuous tone — непрерывный тон цвета) относится только термосублимационные технология. Струйная, лазерная и матричная технологии — растровые (англ. bi-level — два уровня), то есть для получения одной полноцветной точки растра (2 уровень) требуется микрорастр — по 16х16 = 256 «служебных» микропикселив каждого цвета (1 уровень). Главный конструктивный недостаток лазерных технологий — трудности достижения допуска более 1200dpi, точек на дюйм. В настоящее время предел для лазерной печати каждого цвета при растрировании 2400dpi / 16 = 150 lpi, что на порядок хуже характеристики аналогового цветного фотобумаги.

Новые модификации лазерных, струйных и термосублимационных технологий печати дают хорошие результаты и относятся к комбинированным (англ. contone — полутоновый цвет). Contone = bi-level + continuous tone. Такое полутоновое изображение местами печатается точками, а местами непрерывной заливкой, красителем. Струйная и лазерная технологии печатают точки с «резкими» границами, без перекрытия, хорошо при высоком допуска если допуск меньше 4800dpi, то на конечном изображении видно растр, в аналоговой фотографии говорят о зернистость изображения. На аналоговом цветном фотобумаге изображение создается тоже точками (зерном) с «резкими» границами, но разрешение фотобумаги высокое и изображение получается мелкозернистым и отличного качества. При термосублимационные технологии соседние пиксели частично перекрываются. Это, к сожалению, снижает допуск до 300 lpi (300 lpi для растра — 300х16 = 4800dpi), но создает эффект непрерывности изображения, как на аналоговом цветном фотобумаге. Визуально, фото, напечатанных на термосублимационных принтеров, выглядит отлично.

К преимуществам лазерной печати относится постоянная готовность к работе. В лазерного принтера порошок тонера не сохнет, ничто не засоряется. Правда, на простых моделях принтеров тонер и бумагу царапают светочувствительный слой на барабане, что ограничивает срок службы барабана 4-5 заправками емкости картриджа. Ресурс фотобарабана рассчитан на 10.000-15.000 страниц. Ресурс картриджа рассчитан на 2.000 — 5.000 страниц при 5% заполнении.
Запасные картриджи лазерных принтеров в большинстве фирм одноразовые и продаются в комплекте со светочувствительным барабаном относительно дорого. Это выгодно фирмам производителям, но не оправдано технически. Многие пользователи сами заправляют картриджи тонером по 4-5 раз и экономят на этом до 300 €. За рубежом заправку картриджей лазерных и струйных принтеров выполняют в маленьких салонах за 10 €. Например, заправить струйный принтер hp обойдется в 8-10 €. Но лучше все же покупать фирменные картриджи.

Лазерные принтеры печатают быстрее струйных и других принтеров. Лазерные принтеры могут использовать разное оборудование (например, текстуру) и пленки. Отпечатки с лазерного принтера устойчивы к влаги, агрессивных сред, однако, поскольку тона изображения лазерного принтера термически наносятся на носитель, то, со временем, может происходить обсыпки изображения, особенно если бумага подвергается механическому воздействию.
Расходные материалы для лазерных принтеров в пересчете на 1 стандартную страницу почти вдвое дешевле, чем для струйных принтеров. Дешевые расходные материалы для матричных принтеров. Полноцветный лазерный принтер состоит фактически из 4 монохромных, поэтому эта аппаратура стоит достаточно дорого (более 500 €), По сравнению со струйными, термосублимационные и матричными принтерами (60-150 €). Комплект картриджа со светочувствительным барабаном для лазерного монохромного принтера ценой до 150 € стоит около 80 €. Комплект картриджей для полноцветного лазерного принтера со светочувствительными барабанами стоит примерно в 5 раз дороже монохромный картридж.

Главные конструктивные недостатки струйных технологий: проблемы с засыханием чернил и засорением сопел и дефекты воспроизведения слабозабарблених фрагментов изображения. Причин засорения сопел много. Например:

• на поверхности чернил образуется пленка оксида, которая при полной расходе чернил картриджа попадает в сопла,
• испарение воды из чернильной суспензии и загустения чернил,
• слипание зерен в пигментных чернил, г) чернила пригорает на термоэлементах и ​​эта чешуя летит в фильтр и сопла и т. д.

Фильтры картриджа из поролона не достаточно эффективны и накапливают «мусор» при неоднократном использовании картриджа после перезаправки. При допуске 4800dpi капли должны падать на бумагу с шагом 25,4 \ 4800 = 0,0053 мм. При каждом распечатки термические или пьезоэлектрические насосы выталкивают из каждого сопла миллионы капель чернил емкостью 2 пл. При встрече с бумагой капля разбрызгивается, чернила впитывается и расплывается. Пятно чернил по диаметру получается, примерно, в 2 раза больше от сопла выбросило каплю. Сопло имеет диаметр около 0,0053 \ 2 = 2,6 микрон. Естественно, что засориться соплу диаметром менее 3 микрон очень просто. Какое-то, с более чем 400, сопло печатающей головки обязательно засорится.

Для воспроизведения светлого участка изображения любого цвета требуется мало окрашенных «служебных» микропикселив, в результате получаются редкие точки на «большой» площади изображения — просто неокрашенный бумагу. А судит о качестве изображения, в первую очередь, исходя из достоверности воспроизведения именно светлых оттенков изображения. Чтобы смягчить этот недостаток, до четырех базовых цветов (CMYK) добавляются по одному или по два светлых (hell) варианты голубого (C-hell), пурпурного (M-hell), желтого (Y-hell) и черного (К- hell) чернил. Обычно бывает не более 8 чернильниц. Комплект фирменных картриджей для струйного принтера емкостью по 5-10 мл стоит достаточно дорого (20-30 €), а расходуются чернила не только на печать, но и на прочистку сопел. Оптимальнее, когда чернильницы неподвижны на корпусе принтера, они больше по объему, можно использовать более светлых цветов, они не снижают скорости печати за счет инерции и создаются условия для снижения эффекта засыхания чернил за счет продувки воздухом сопел печатающей головки после окончания работы. Другие недостатки струйных технологий: невысокая скорость полноцветной печати, обусловленная в основном растрированием и количеством дополнительных светлых цветов, выцветанием цветов изображения, «водобоязнь» отпечатков, при использовании водорастворимых чернил и осыпание изображения, при использовании пигментных чернил, чувствительность к сорту бумаги.

К преимуществам сублимационной относится возможность смешивать на носителе изображения (бумаги) цвета в достаточно широком диапазоне (до 6 бит каждого из базовых цветов). Светлые тона формируются в облачке красителя так же естественно, как и темные. В струйных принтеров эта задача частично решается, к сожалению, за счет добавления чернильниц светлых тонов, то есть — усложнения аппаратуры и удорожания печати. Не менее тяжелые пути решения этой задачи для лазерных технологий, где используют предварительное смешивание цветов на барабане с помощью магнитных добавок к тонера или смешиванием цветов на промежуточном носителе с последующей печатью на бумагу.

К серьезным проблемам сублимационной можно отнести крайне медленное выведение фотографий (фото10х15 см печатается более 1 минуты) и чувствительность применяемого чернил к ультрафиолету. Комплекты для сублимационной печати пока дорогие (одно фото10х15 см стоит не менее 0,4 €, комплект на 100 листов стоит 35 €). Сейчас самый популярный, наилучший по качеству и дешевый способ печати полноцветных фотографий с цифровых носителей — это печать на аналоговый цветной фотобумага в фотосалонах (одно фото10х15см стоит 0,08-0,15 €). Печать на аналоговый цветной фотобумага в фотосалонах проводится на цифровых печатающих автоматических машинах. Бумага движется в печатающей машине, цифровая информация по-строчной преобразуется в световой поток, световой поток по-строчной экспонирует цветной аналоговый фотобумага, затем фотобумага проявляют «мокрым» химическим способом. Скорость печати около 1000 фотографий в час, то есть в 5-15 раз быстрее цифровая печать. На цветном аналоговом фотобумаге в каждом из 3 субтрактивных слоев допуск более 2000 lpi, фотографическая широта до 6,7 бит, т.е. фотография, сделанная на цветном аналоговом фотобумаге, может содержать до 1123836 (20,1 Bit) цветов с плавными, реальными полутонами .

Аналоговую цветную фотографию изобрел француз Л.Дюко дю Орон 140 лет назад (1868-1869), а цифровая цветная фотография молода, она — дитя американской космической разведки времен холодной войны и сегодня бурно развиваются все ее разделы, в том числе и цифровая полноцветная печать. Сегодня кажется фантазией, небольшая компания из Австралии Silverbrook Research намерен потеснить основных игроков на рынке струйных принтеров для домашнего пользования, предложив усовершенствованный принтер Memjet с использованием нанотехнологий. Они утверждают, что опытный образец Memjet уже готов и выдает около 60 страниц в минуту, максимальное разрешение печати 1600 х 1600dpi, у него 80 струйных головок, и базовая модель для монохромной печати стоить менее $ 150, а фотопринтер — менее $ 200. Принтер большого формата оценивают в $ 5.000. Разработка Memjet длилась почти десять лет. В названии Memjet отражено использование MEMS (микроэлектромеханических систем) для управления струйной печатью. Основу составляют несколько MEMS-блоков шириной 20 мм, которые содержат 5 каналов для чернил различных цветов и сопел, общим количеством 6400. Отдельный чип управляет формированием капель размером около 1 пиколитра, образующихся со скоростью около 900 млн. капель в секунду. Общее количество сопел принтера формата А4 составляет 70400. В итоге можно говорить о том, что технологии цифровой полноцветной печати по состоянию на 2007 г. находятся в стадии поиска технического решения. Нам кажется, что это решение может быть в объединении лазерной, струйной и сублимационной технологий.