Струйные принтеры работают на одной из двух технологий. Первая - термоструйная: выброс красителя на рабочую поверхность происходит под воздействием температуры. При второй краситель переносится на поверхность под давлением, которое возникает при колебаниях мембраны. Именно она называется пьезоэлектрической печатью. Давайте рассмотрим ее особенности.

В зависимости от способа подачи чернил процесс может быть непрерывным (постоянная подача чернил) и импульсным (подача капель регулируется, задаются временные интервалы). В первом случае достигается высокая скорость нанесения изображения, во втором - точность параметров.

Печатающая головка Epson

Головка печатающего механизма состоит из сопел, диаметр которых меньше толщины человеческого волоса. Она движется перпендикулярно запечатываемому материалу и оставляет на нем краску. Так получаются качественные изображения с высокой детализацией и четкостью.

Суть технологии

Пьезоэлектрическая струйная печать получила свое название из-за пьезокристаллов. Технология используется с 70-х годов прошлого столетия, хотя изобретена была практически на сто лет раньше. Ее открытие принадлежит П. Кюри и Ж. Кюри.

Суть пьезоэффекта ученые описали следующим образом: на кристаллических телах под давлением возникают противоположные по знаку электрозаряды. Если не давить на эти тела, а растягивать их, то заряды сменят свой знак на противоположный. При смене положительного заряда на отрицательный кристаллы меняются в размере и действуют как поршень, выдавливая краску из сопел.

На практике это означает, что к пьезоэлементам можно подвести переменный ток, под воздействием которого они будут сжиматься и расширяться, создавая колебания. Для получения желаемого изображения достаточно менять электрическое поле. Объем капли варьируется и зависит от диаметра сопел печатающей головки, давления, размера эжекционной камеры.

Высокая детализация изображений позволяет распечатывать фото на специальной бумаге

Развитие технологии компанией Epson

Принцип пьезоэлектрической струйной печати в принтерах реализован и запатентован компанией Epson. Она выпустила оборудование, работающее по этой методике в конце двадцатого столетия.

На начальном этапе развития метода в головку устройства встраивали кристаллические пластины. Позже их заменили пластинчатыми пьезопреобразователями. C 1994 года такими ламелями стали оснащать все устройства Epson серии Stylus. Компании принадлежит монопольное право производства подобного оборудования. Для этого представителям Epson пришлось получить несколько тысяч патентов в разных странах.

Несмотря на то что пьезометодику отождествляют с именем Epson, первые устройства такого типа были созданы компанией Siemens в 1977 году. В них роль преобразователя выполняли пьезотрубочки.

Пьезоэлектрический струйный принтер Epson

Особенности печати на струйных принтерах

Пьезопреобразователи пластинчатого типа пришли на смену трубчатым и плоским. Они компактны, обеспечивают высокочастотное распыление красителя.

Современные принтеры оснащены пьезопреобразователями пластинчатого типа, чувствительными к электрическим импульсам. При электрическом заряде они прогибаются и давят на мениск резервуара с чернилами. Резервуар выталкивает краску на бумагу.

После этого преобразователь приводится в обратное движение и уводит за собой мениск. Резервуар увеличивается в размере, за счет чего создается тяга и он снова наполняется чернилами.

Печать на струйных принтерах имеет такие особенности:

• Контроль мениска. Благодаря активному контролю и отсутствию нагрева в системе из сопел выделяются только основные капли, без так называемых «сателлитов». Изображение получается четкими, с хорошо очерченными контурами. Улучшается цветопередача.
• Настройку объема капель. При меньшем объеме капель повышается качество, но снижается производительность. Регулируя их размер, удается выбрать оптимальное соотношение между продолжительностью процесса и характеристиками отпечатка.
• Нанесения краски микрокаплями. Так удается добиться максимально высокого разрешения, однако опция есть только у устройств, печатающих с разрешением 2880х1440 dpi.

Объем микрокапель в принтерах Epson составляет 2 пл. Это наименьший показатель для струйного оборудования. У принтеров Lexmark размер капли достигает 3 пл, у HP – 4 пл.

Еще одна особенность пьезоэлектрической струйной печати - чернила . В них нет добавок и присадок, как, например, в чернилах для термоструйных устройств. Составы различаются по электропроводности, степени вязкости, они не взаимозаменяемы.

Емкости с чернилами прилагаются к принтеру, но их можно купить и отдельно

Преимущества и недостатки пьезопечати

С помощью пьезоэлектрической технологии удается взять под контроль весь процесс струйной печати - от выбора объема капли и толщины струи, до скорости выброса чернил на бумагу. Эта возможность позволяет более точно выбирать настройки под определенные задачи, материалы и форматы полиграфии.

К другим преимуществам пьезопечати относят:

• высокое качество, естественную цветопередачу - походит для изготовления фотографий;
• надежность системы - головка устанавливается непосредственно на принтер, а не на сменный картридж, благодаря чему служит долго;
• возможность работы с разными изображениями - достигаются нужные характеристики картинки;
• энергоэффективность - в отличие от матричных принтеров, для перемещения печатающей головки не требуется прилагать особых усилий, так как у нее небольшая масса.

При этом технология не лишена недостатков. Порой для получения качественного результата необходимо, чтобы печатающая головка прошла по рабочей поверхности несколько раз. Это повышает стоимость и увеличивает срок печати.

При смене картриджей существует риск попадания воздуха в сопла. Они закупориваются, и качество печати заметно снижается. Для исправления ситуация требуется очистка механизма.

Картриджи для принтера Epson Stylus

К печатным материалам предъявляют особые требования. Так как чернила достаточно жидкие, на рыхлой бумаге они могут расплываться и контуры изображения будут нечеткими. Поэтому лучше использовать носители высокого качества, например, мелованную бумагу .

Несколько лет назад компания Epson разработала новые чернила, которыми можно печатать практически на любой бумаге. Они устойчивы к УФ-излучению и влаге.

Смотрите видеообзор пьезоэлектрического струйного принтера Epson L800:

Итоги

• Технология пьезоэлектрической струйной печати основывается на способности пьезокристаллов создавать колебания под воздействием электрического тока.
• Благодаря возможности регулировать размер капли удается получать изображения высокого качества с реалистичной цветопередачей.
• Система надежнее других видов струйной печати.
• Технология запатентована компанией EPSON и не может использоваться в принтерах других производителей.

Печатаем струйно

07.05.2009 10:30 Максим Валов

Фирменные особенности принтеров Epson

В том, что струйные принтеры Epson удерживают технологическое лидерство по возможностям цветной печати, сомневаться не приходится – во многих тестовых сравнениях устройства этой марки занимают лидирующие позиции. Однако, уверен, очень немногие имеют даже смутное представление о том, каким образом достигается столь завораживающая красота получаемых на этих устройствах отпечатков. Давайте разберемся в этом вопросе.

Возможно, многие полагают, что качество отпечатков принтера определяется только лишь разрешением - если принтер способен «натыкать» побольше точек на дюйм, значит, и картинка получится лучше, и качество будет выше. Однако подобный подход - совершенно дилетантский. На самом деле в области «высокой» печати все далеко не так просто, как кажется непрофессионалу.

От чего же зависит качество?

Специалисты компании Epson выделяют следующие основные составляющие, влияющие на показатель уровня качества:

Технология печати,

Технология растрирования,

Размер чернильной капли,

Разрешение,

Количество цветов в картридже,

Качество расходных материалов.

Чтобы объединить все составляющие качества получаемого изображения в отдельно взятом печатающем устройстве, компанией Epson была разработана система формирования изображения , являющаяся, по сути, основой большого комплекса решений. Она включает в себя четыре базовых компонента, находящихся, впрочем, в тесном взаимодействии между собой. И хотя все составляющие Perfect Picture Imaging System постоянно обновляются, их базовый набор остается неизменным. Вкратце охарактеризовать их можно следующим образом:

1. Пьезоэлектрическая печатающая головка Epson MicroPiezo (рис. 1) - основная часть PerfectPicture Imaging System , фактически базис всей фирменной струйной системы печати Epson .

2. Epson AcuPhoto Halftoning – технология, которая определяет, какой цвет в итоге получится на конечном отпечатке. Она оптимизирует результаты печати и позволяет лучше передать полутона и цветовые градации.

3. Быстросохнущие чернила Epson QuickDry Ink , которые, проникая внутрь носителя, моментально высыхают, благодаря чему исключается смешение цветов и сохраняется идеально круглая форма наносимой точки. Химический состав чернил обеспечивает получение чистых и ярких цветов при отличной резкости изображения, сравнимой с четкостью отпечатков на лазерном принтере, причем это справедливо как для печати текстовых документов, так и фотореалистичных изображений.

4. Оригинальные носители (материалы, на которые осуществляется печать) Epson , ассортимент которых поистине огромен.

Технология печати

Термоструйная технология печати

В современных струйных принтерах используются два основных, но кардинально между собой различающихся метода печати: термоструйный и пьезоэлектрический . Принципиальное отличие обеих технологий заключается в способе формирования чернильных капель, наносимых на поверхность носителя и, в конечном счете, формирующих изображение.

Суть термоструйной технологии печати заключается в том, что у печатающей головки каждое из сопел оснащено нагревательным элементом или, как его еще называют, «испарителем чернил». Под воздействием электрического тока температура такого нагревательного элемента за несколько микросекунд достигает примерно 500° С. При столь резком разогреве возле термоэлемента происходит практически мгновенное закипание чернил, этакий микровзрыв, в ходе которого образуются газовые пузырьки. Они-то, увеличиваясь в размерах, и выталкивают чернила из сопел печатающей головки наружу (рис. 2). А когда паровой пузырь схлопывается, он подтягивает очередную порцию чернил из картриджа к дюзе. Вроде бы все просто, удобно и практично.

Однако у термоструйной технологии есть один недостаток - очень трудно управлять формой чернильной капли, так как процесс ее формирования и выброса из-за взрывного механизма происхождения капли трудноконтролируем. А ведь неправильная форма капли искажает первоначально заданную ей траекторию движения и, соответственно, негативно влияет на точность ее позиционирования на бумаге. Что влечет за собой нарушение не только формы точки изображения, но и ее расположения на листе. При этом страдает как печать текста (текст «размывается»), так и качество цветопередачи при цветной распечатке из-за возможного смешения чернил.

Кроме того, у термоструйных печатающих головок при вылете чернил из сопла основную каплю может сопровождать значительное количество меленьких капелек-сателлитов, вызванных воздействием все того же резкого вскипания чернил. Эти микрочастицы выталкиваются вместе с основной каплей как в момент «выстрела», так и после выброса основной капли, формируясь в результате избыточного давления в сопле от нестабильных вибраций чернильной массы. И если создаваемое вибрационными процессами давление превысит порог сил поверхностного натяжения чернил у кромки дюзы - из сопла вновь срываются «незапланированные» чернильные микрокапельки (рис. 3).

Капли-сателлиты являются главной причиной образования «чернильного тумана» по контуру основного изображения. Кроме того, из-за них происходит случайное смешение цветов на поверхности носителя, что может сильно ухудшить качество цветопередачи.

Технология печати MicroPiezo

В отличие от производителей, использующих метод термоструйной печати, Epson применяет свою уникальную технологию печати Микропьезо (MicroPiezo ), главной особенностью которой является пьезоэлектрический метод формирования чернильных капель.

Распространено заблуждение, что в пьезоэлектрической печатающей головке на чернила при выбросе капель воздействует сам пьезоэлемент. На самом деле это не так. Пьезоэлемент функционально неразрывно связан с вибрирующей пластиной, которая называется диафрагмой , или мениском . Вот он как раз и влияет на чернила, осуществляя их выталкивание из сопел и последующее втягивание из картриджа.

П
од воздействием электрического импульса пьезоэлемент деформируется, изменяя при этом положение диафрагмы. Последняя же, в свою очередь, увеличивает или уменьшает объем микрополости под собой, продвигая таким образом чернила по капиллярной системе печатающей головки. То есть мениск работает как своеобразный поршень, благодаря которому весь процесс прохода чернил по каналам становится управляемым (рис. 4).

Да, основа технологии Epson MicroPiezo - пьезоэлектрическая печатающая головка с одноименным названием. Но вообще-то, упомянутая технология включает в себя три составляющие, которые служат для оптимизации таких параметров, как скорость печати и максимальная продуктивность, а также позволяют добиваться широкого диапазона разрешений при печати - от 720 до 5760 dpi. И эти составляющие - активный контроль мениска , технология печати микрокаплями и печать каплями переменного размера .

Активный контроль мениска

Ключевым моментом этой технологии является возвратное движение мениска, которое призвано обеспечивать обратное втягивание капелек-сателлитов, формирующихся при вылете основной капли (рис. 5). Благодаря использованию активного контроля мениска достигаются следующие преимущества при печати:

Не нарушается траектория капли,

Обеспечивается предельно точное позиционирование капли на бумаге,

Гарантируется правильная сферическая форма капли,

Формируется правильная форма точки на бумаге,

Отсутствует «чернильный туман» на изображении.

Технология контроля мениска играет ключевую роль в точном позиционировании чернильных капель на носителе. А это, в свою очередь, определяет такие важные характеристики, как скорость и, главное, качество печати.

Кроме того, благодаря использованию системы активного контроля мениска (втягивание-выталкивание-втягивание чернил) исключается формирование случайных капелек-брызг, негативно влияющих на качество распечатываемого изображения. Вследствие обратного хода диафрагмы чернила за оторвавшейся «плановой» каплей тут же втягиваться обратно в дюзу печатающей головки, что не позволяет даже сформироваться облаку капель-спутников, не говоря уже об их отправке в «свободный полет».

Однако метод подачи чернил далеко не единственный фактор, оказывающий влияние на параметры капли и, соответственно, на форму точки на бумаге. При формировании капли очень важное значение также имеет форма сопел печатающей головки.

Влияние формы сопел на формирование капли

Форма сопел в термической печатающей головке отличается от таковой в микропьезоэлектрической головке. Для головок с принципом термоструйной печати формам сопел присущи рваные или же неровные края. Для пьезопечати подобное вовсе не характерно.

Кроме формы, еще одним важным параметром дюз, влияющим на качество печати, да и на состояние печатающего механизма в целом, является размер сопла. Чем он меньше, тем больше возможность по засыханию там чернил, и тем выше вероятность выхода из строя печатающей головки или ухудшения ее характеристик (например, возможно появление светлых полос на распечатках по причине «забитых» дюз).

Однако стандартный способ уменьшения размера капли для технологии термоструйной печати - это сокращение диаметра сопла. Его размер в некоторых моделях принтеров достигает 4-5 мкм. На рисунке 6 можно увидеть, как отличается форма и размер дюзы у печатающей головки микропьезо и у изделий с термоструйным принципом печати. На этих увеличенных изображениях, как говорится, невооруженным глазом заметно, что сопло в микропьезоэлектрической печатающей головке значительно больше (его диаметр составляет 25 мкм). Но благодаря тому, что процесс формирования капли в пьезоголовке контролируется с помощью технологии менискового контроля, извлекаемая из такой «большой» дюзы капля размером может быть меньше, чем капли из более узких сопел термоголовок.

Кроме того, на правильное нанесение чернильных капель влияют температурные изменения в процессе работы головки и их взаимосвязь с вязкостью чернил.

Влияние температурных изменений на печать

Вязкость чернил напрямую зависит от их температуры и, естественно, влияет на размер получаемых капель. Вызванное работой повышение температуры в самой печатающей головке, как следствие, обеспечивает понижение степени вязкости чернил, что приводит к формированию капель увеличенного размера. Если же температура головки по каким-либо причинам падает ниже оптимальной, то все происходит с точностью до наоборот. О
хлаждение повышает вязкость чернил и, соответственно, образуются капли уменьшенного размера (рис. 7). Отсюда следует практическая необходимость в постоянном контроле над степенью вязкости чернил, для того чтобы непрестанно обеспечивать нормативный размер капель и, что не менее важно, стабильное срабатывание дюз. Понятно, что для этого необходимо как-то компенсировать негативно проявляющиеся последствия изменений температуры рабочей среды.

В отличие от устройств термоструйной печати, в печатающей головке микропьезо особо существенного нагрева не происходит. Однако сразу после включения и после многочасовой непрерывной работе температура в печатающей головке будет существенно отличаться. Чтобы отследить эти изменения, печатающая головка Epson имеет встроенный датчик температуры, который фиксирует тепловое состояние в определенные моменты. И с учетом конкретного температурного режима, вносятся необходимые поправки в подаваемое на пьезоэлемент напряжение (рис. 8). С помощью изменения силы воздействия на диафрагму, в конечном счете, и компенсируются все вызванные перепадами температуры отклонения в работе.

Однако не следует забывать, что печатающая головка принтеров Epson откалибрована с учетом вязкости оригинальных чернил от производителя. А потому, в случае применения чернильных картриджей неизвестного происхождения головка может быть неправильно откалибрована, и размер формируемых капель окажется неоптимальным или даже нестабильным. Если вязкость слишком большая, то это может искривить траекторию капли или даже привести к несрабатыванию отдельных дюз. Что, вполне естественно, вызовет ухудшение качества напечатанного изображения. А в худшем случае - и к неисправности печатающей головки.

Размер чернильной капли

Зерна прогресса

Старое поколение струйных принтеров печатало каплями одинакового размера. При этом, с целью обеспечения высокой скорости работы устройств, ими использовались чернильные капли большого размера, что давало возможность быстро заполнить печатаемую область. Однако при применении крупных капель возникала другая проблема: если в темных областях отдельные точки на распечатке были не видны, то в светлых зонах они становились хорошо различимы. Поскольку для воспроизведения светлых областей принтер просто начинал реже ставить все те же большие точки.

Вопрос невидимости растровой (точечной) структуры изображений, получаемых при использовании струйной технологии печати, до сих пор является актуальной проблемой. Совершенствуя собственную технологию пьезопечати, Epson разработала и внедрила в свои изделия ряд технических новшеств, благодаря которым видимые недостатки растровой структуры на распечатках удалось практически свести «на нет». Благодаря чему это было достигнуто?

Капля за каплей

Естественно, для того чтобы сделать точечную структуру распечатываемого изображения невидимой, необходимо использовать в процессе печати чернильные капли небольшого размера, объемом всего в несколько пиколитров. Именно для достижения подобного результата и была разработана технология Ultra Micro Dots (печать очень маленькими точками), при использовании которой принтер начинает печатать каплями объемом в 1.5, 3, 4 или 5 пл. (в зависимости от модели устройства). Данная технология позволяет наносить капли минимально возможного объема для воспроизведения светлых областей изображения, участков с очень высокой детализацией, плавными цветовыми переходами и т. п.

Самая маленькая капля в принтерах Epson имеет объем 1,5 пиколитра (пл). Чтобы представить себе, насколько это мало, посмотрите, как она выглядит в сравнении с человеческим волосом (рис. 9). Такие крошечные капельки используются при печатании очень светлых участков изображения: оттенков кожи, бликов, складок одежды, мелких деталей и т. п. Естественно, при нанесении очень мелких капель мы также получаем на носителе растр, однако для человеческого глаза он уже практически не заметен. Ибо диаметр точек на бумаге составляет примерно 15 мкм, при том, что граница восприятия человеческого глаза около 40 мкм.

Меж скоростью и качеством

Маленькие капли - это, безусловно, хорошо. Однако если воспроизводить изображение только каплями по 3-4 пл, то это будет настолько долгий процесс, что с ним будет трудно смирится даже несмотря на лучший результат. Какие напрашиваются выводы? Совершенно верно, при струйной печати необходимо найти разумный компромисс между нанесением больших и маленьких капель. В поисках этого самого компромисса между скоростью и качеством печати и была разработана технология изменяемого размера капли .

Меняя капли

Суть технологии изменяемого размера капли, также называемой Variable Sized Droplet Technology (VSDT ), заключается в использовании более крупных капель для закрашивания областей сплошной заливки и мелких - для передачи полутонов и цветовых градаций. Достоинства технологии неоспоримы - она позволяет формировать точки разного размера за один проход печатающей головки (рис. 10) и способна оптимизировать скорость печати. Оптимальный результат достигается благодаря применению интеллектуальной системы формирования чернильных капель для разных участков изображения: за один проход печатающая головка использует и микрокапли - для передачи тонких цветовых градаций – и более крупные капли - для заливки темных и сплошных областей. В итоге при минимальных затратах времени формируется отпечаток высокого качества, близкий к реальному фотографическому.

Современная версия этой технологии обеспечивает печать каплями трех размеров: капли среднего и большого размера наносятся на более темные участки изображения, характеризующиеся низкой детализацией, а маленькие капли формируют светлые области. В итоге, темные участки изображения максимально быстро заполняются каплями среднего и большого размера. Таким образом, скорость печати темных областей удается повысить в несколько раз.

Рассмотрим, как технологически реализовано получение капель разного размера из одного и того же сопла печатающей головки. Как уже упоминалось, как осуществляется печать в головке MicroPiezo – пьезоэлемент деформируется под воздействием электрического тока, от силы которого зависит интенсивность срабатывания пьезоэлемента, определяющая последующую частоту его колебаний. Частота колебаний пьезоэлемента, в свою очередь, определяет размер формируемой капли. Отсюда становится понятным, каким образом осуществляется управление размером капли в головке MicroPiezo : регулируя силу тока, поступающего на пьезоэлемент, можно управлять размером капли. Сила тока больше, частота колебаний пьезоэлемента выше, формируемая капля больше. Для получения капель самого большого размера используется даже 2 одиночных электрических импульса (рис. 11).

Разрешение

Разрешение на печать

Общеизвестно, что качество печати струйного принтера также зависит от такого параметра, как разрешение. Естественно, что при разработке новых технологий печати Epson просто не могла не уделить внимания совершенствованию данного параметра.

Еще в 1998 году компания представила линейку принтеров с разрешением 1440 dpi (dot per inch, то есть точек на дюйм). Такой ход позволил ей в те годы захватить значительную долю бурно развивающегося рынка струйных принтеров. Однако в последнее время на всех без исключения сегментах рынка пользователи стали предъявлять все более и более высокие требования к качеству струйников. Особо притязательны, конечно, профессионально занимающиеся графикой специалисты, однако и домашние пользователи нынче изрядно подняли уровень своих запросов - струйный принтер нужен им теперь не только для печати текста и простеньких цветных документов.

Последовав веяниям времени, принтеры Epson сегодня обзавелись разрешением 5760 dpi. Не слишком разбирающемуся в нюансах струйных технологий человеку, особенно с первого взгляда, трудно заметить ощутимую разницу при печати обычной фотографии, например, между 1440 dpi и 2880 dpi (рис. 12). В то же время опытный пользователь сразу найдет как минимум десять отличий между распечатками. В чем же он увидит преимущества изображения с более высоким разрешением? Во-первых, столь высокое разрешение позволяет улучшить детализацию как светлых, так и темных областей.

Всем, имеющим дело со струйными принтерами, известно, что в областях плавных цветовых переходов на распечатке иногда может быть заметна так называемая горизонтальная полосатость. Горизонтальные полоски появляются по ходу каретки, несущей печатающую головку. И хотя этот недостаток в некоторых случаях может быть связан с невысоким качеством бумаги, тем не менее, подобный порок свойственен струйной технологии в целом, а поэтому избежать его полностью достаточно сложно. А ведь при печати, например, лица крупным планом на листе формата А4 этот нюанс становится особенно критичным - малейшее проявление какой-либо регулярной структуры на распечатке сразу бросается в глаза. И только возможность печати с высоким разрешением позволила почти полностью устранить данный недостаток, благодаря как более плотному заполнению печатаемой области, так и более аккуратному позиционированию точек на бумаге.

Последнее стало возможным благодаря тому, что в принтерах, поддерживающих высокое разрешение, используется более точный механизм управления печатающей головкой, который позволяет лучше позиционировать ее в процессе печати. В результате и нанесение капель на бумагу получается более точным, что, в свою очередь, улучшает передачу мелких деталей изображения и качество полутонов. Технически это достигнуто за счет увеличения количества проходов печатающей головки (рис. 13).

Количество цветов в картридже

Не CMY"щайтесь

Некоторое время назад, на заре «принтеростроение», любой цветной принтер работал в цветовом пространстве CMY, базовые цвета которого: Cyan (голубой), Magenta (пурпурный) и Yellow (желтый). Все остальные цвета и оттенки получались смешением этих трех основных цветов в разных пропорциях. Чисто теоретически смешение перечисленных трех типов чернил должно было давать и абсолютно черный цвет, однако на практике это оказалось недостижимо - вместо черного получался оттенок, которому скорее подходит определение «грязно-коричневый». С учетом этого к цветовой схеме CMY был добавлен и черный цвет (Black), в результате чего в базовом наборе типов чернил струйников появились 4 основных цвета (CMYK - Cyan, Magenta, Yellow, blacK).

Но прогресс не стоит на месте - пока струйные принтеры использовались преимущественно для печати документов, в том числе и цветных, четырех цветов из цветовой схемы CMYK было вполне достаточно (рис. 14). Однако по мере того, как струйники стали все чаще применяться для печати качественных цветных изображений и фотографий, серьезнее становилась и проблема недостаточного цветового охвата отпечатков. Дело в том, что четырехцветный принтер просто не в состоянии воспроизвести цветовой диапазон, присущий традиционной химической фотографии. Самым слабым местом четырехцветной технологии является передача полутонов - цвета получаются чрезмерно яркими, кричащими, а значит – неестественными.

Больше цветов - хороших и разных

Таким образом, перед производителями струйных печатающих устройств встала необходимость расширения цветового охвата принтера. Именно с целью улучшения естественности цветопередачи компанией E p son и были выпущены струйные принтеры, цветной картридж которых отличался по цветовой схеме от общепринятого (речь идет о линейке фотопринтеров Stylus Photo ). В этих моделях устройств к трем основным цветам Cyan, Magenta и Yellow были добавлены два дополнительных светлых цвета Light Magenta (светло-пурпурный) и Light Cyan (светло-голубой). Обычные и светлые чернила обладают разной концентрацией красителя, а это определяет и различные их особенности при нанесении на бумагу (рис. 15).

К достигнутым благодаря использованию расширенного набора цветов преимуществам можно отнести более высокое качество печати светлых участков - отсутствует зернистость в светлых областях. Также стало возможным воспроизводить в 4 раза (!) большее количество оттенков, что самым положительным образом отразилось на общем качестве полутонов, позволило обеспечить гораздо более плавные цветовые переходы и градации (рис. 16).

Но не только «количество» чернил сказывается на качестве распечаток. Очень многое зависит от применяемых принтером технологий формирования конечного изображения.

Технология растрирования

Сделай из него CMYK!

Оригинальная технология растрирования, применяемая в принтерах компании Epson , носит название AcuPhoto Halftoning . Именно она отвечает за точное определение и воспроизведение цветов на распечатке. Ее использование при печати дает возможность передавать больше тонких цветовых нюансов и деталей. А благодаря применяющимся оригинальным фирменным таблицам пересчета цветов из системы RGB в CMYK адекватный перевод цветов происходит быстро и точно.

Процесс подготовки изображения к печати начинается со считывания пикселей в системе RGB (в которой изображение представлено на экране монитора и воспринимается человеческим глазом). Затем полученные данные пересылаются в соответствующую 3D-таблицу пересчета цветов (3D Look Up Tables ), где и переводятся в систему CMYK, «понятную» принтерам (рис. 17). На основании данных о CMYK-изображении готовится информация о формировании чернильных капель принтером. В процессе растрирования принтерами Epson применяется технология беспорядочного рассеивания точек Error Diffusion , используемая для перераспределения данных CMYK с учетом распределения цветных точек в соседних областях изображения. По окончании процесса растрирования данные CMYK передаются на принтер, где печатающая головка занимается формированием и позиционированием на носитель чернильных капель, которые затем предстанут нашему взору как копия первоначального изображения.

Очень важным элементом формирования конечного CMYK-изображения является именно этап работы с таблицей согласования цветов. Почему? Да потому что если здесь вкралась ошибка, то после печати мы получим картинку, весьма «далекую» от оригинала.

Таблицы согласия

Зачем они нужны? Одним из важнейших процессов в технологии струйной печати является пересчет цветов при переходе из одной цветовой модели в другую. И очень ответственным моментом в этом процессе оказывается степень соответствия исходного цвета в RGB-картинке цвету, получаемому в CMYK-изображении. Данный параметр напрямую зависит от алгоритма пересчета цветов, применяемого драйвером принтера, причем у разных изготовителей принтеров алгоритм пересчета может существенно различаться.

В своей основе принцип струйной печати состоит в нанесении капелек краски на бумагу - в нужном месте и нужного диаметра.
Это остаётся неизменным с момента изобретения струйной печати.
Все же детали этого процесса (такого, казалось бы, незамысловатого) постоянно изменяются и совершенствуются.

Сами производители принтеров часто называют какое-либо изменение новой технологией печати.
Иногда такие нововведения действительно добавляют пользователю что-то существенное, иногда неискушённый глаз просто не заметит разницы.

При этом именно в области струйной фотопечати сейчас разгорается интереснейшая конкурентная битва титанов мирового принтеростроения, потому что качество, необходимое для цветной печати документов – это давно уже пройденный этап.

А начнём мы с вопроса: «А как капли попадают на бумагу?»

Через сопла печатающей головки, ответите вы.
А что выталкивает капли из сопел?
В настоящий момент применяются две технологии «выплевывания» капель краски при печати.

Первая - термоструйная.
Каждое сопло содержит маленький, но мощный нагревательный элемент.
При необходимости он мгновенно нагревает порцию краски, и та, расширяясь в объёме, вылетает из сопла.

Вторая - пьезоэлектрическая.
Вещества, называемые пьезоэлектриками, меняют свой объём под воздействием электрического напряжения.
Пластина пьезоэлектрика внутри сопла, повинуясь электрическому импульсу, изменяет свой объём и выталкивает каплю чернил наружу.
Пьезоэлектрическую печать использует Epson.

Капли чернил, смешиваясь, впитываясь бумагой и растекаясь по ней, формируют изображение.
Для струйной печати у нас используются два вида чернил: растворимые и пигментные.
Растворимые - это значит, что краситель и добавки, обеспечивающие его стойкость, растворены в воде.

У пигментных частички красителя, пусть даже очень мелкие, всё равно остаются частичками и в воде не растворены, то есть пигментные чернила представляют собой взвесь тонкодисперсного, но не растворённого красителя - эмульсию.
Разумеется, кроме красителя в состав пигментных чернил входят вещества, препятствующие осаждению твердых частиц, предохраняющие их от слипания, и другие.

Нам же, как пользователям, очень важен следующий принципиальный момент: при печати растворимые чернила проникают внутрь бумаги, прокрашивая ее верхний слой, а пигментные чернила прилипают к бумаге сверху, не впитываясь, поэтому при печати пигментные чернила могут дать более насыщенные оттенки.
С другой стороны, изображения, распечатанные пигментными чернилами, меньше защищены от истирания.

Среди пользователей я встречал немало предубеждений против растворимых чернил.
К примеру, очень многие до сих пор считают, что растворимые чернила не являются водостойкими.

Но я всё же напомню: после того, как ваш отпечаток вышел из принтера и чернила высохли, несколько капель воды, попавших на отпечаток, его не испортят.
Тем более не испортят его и влажные руки, так что можно совершенно спокойно брать фотографию, не опасаясь запачкаться.
Ситуация с печатью на CD иная, и о ней - чуть позже.

Следующий момент - это разрешение.
Признаемся честно (вот так, всегда проще сказать правду-матку за кого-то), поскольку производители нам этого никогда не расскажут - повышение разрешения принтеров, а точнее, указываемое в dpi разрешение на настоящий момент следует рассматривать как маркетинговый ход - менее или более удачный.

В самом деле, разрешение печати, заявляемое вендорами, составляет порядка 4800 dpi, то есть капли должны падать на бумагу с шагом 0,0053 мм.
Однако при объёме 2 пиколитра, заявляемом производителями, диаметр капли составляет 0,018 мм, то есть в 3 раза превышает шаг печати!
Так что же - мы можем говорить о том, что указанного в спецификации принтера разрешения просто в природе не существует физически?
Это тоже не совсем правильная точка зрения.

Драйвер AMD Radeon Software Adrenalin Edition 19.9.2 Optional

Новая версия драйвера AMD Radeon Software Adrenalin Edition 19.9.2 Optional повышает производительность в игре «Borderlands 3» и добавляет поддержку технологии коррекции изображения Radeon Image Sharpening.

Накопительное обновление Windows 10 1903 KB4515384 (добавлено)

10 сентября 2019 г. Microsoft выпустила накопительное обновление для Windows 10 версии 1903 - KB4515384 с рядом улучшений безопасности и исправлением ошибки, которая нарушила работу Windows Search и вызвала высокую загрузку ЦП.

Драйвер Game Ready GeForce 436.30 WHQL

Компания NVIDIA выпустила пакет драйверов Game Ready GeForce 436.30 WHQL, который предназначен для оптимизации в играх: «Gears 5», «Borderlands 3» и «Call of Duty: Modern Warfare», «FIFA 20», «The Surge 2» и «Code Vein», исправляет ряд ошибок, замеченных в предыдущих релизах, и расширяет перечень дисплеев категории G-Sync Compatible.

Сегодня компания Epso n является одним из крупнейших производителей струйных принтеров, а появление новых продуктов и технологий от одного из «законодателей мод» всегда привлекает внимание. В этой статье мы рассмотрим некоторые особенности технологии струйной печати Epson, а также ознакомимся с новыми моделями принтеров, которые появятся на российском рынке в октябре.

Постоянная конкурентная борьба вынуждает производителей струйных принтеров непрерывно совершенствовать технологии и улучшать качество печати. Сегодня в принтерах серии Epson Stylus Photo, использующих шестикрасочную систему печати, достигнута разрешающая способность 2880 dpi. Для обеспечения высокой четкости и детальности изображения используются система растрирования AcuPhoto Halftoning и технология формирования капли переменного размера (VSDT, Variable Size Droplet Technology), которая путем изменения подаваемого на пьезоэлемент напряжения позволяет формировать капли трех разных размеров. Минимальный объем наносимой на поверхность бумаги капли чернил составляет всего 4 пиколитра , а ее диаметр в два раза меньше толщины человеческого волоса.

Изменения коснулись и картриджей: в них теперь устанавливается микрочип, хранящий информацию о расходе чернил (ранее эта информация хранилась в памяти принтера и при изъятии картриджа утрачивалась). Новые картриджи Intellidge можно многократно снимать и устанавливать, не опасаясь за достоверность отображаемой на экране информации о количестве оставшихся чернил.

Уделено внимание и таким важным аспектам, как скорость высыхания чернил и их стойкость к воздействию солнечного света и содержащихся в воздухе газов (в частности, озона). В картриджах новых моделей принтеров Epson используются патентованные быстросохнущие чернила QuickDry Ink, которые при печати на плотной матовой бумаге Epson Matte Paper - Heavyweight обеспечивают светостойкость порядка 20 лет. В августе этого года был начат выпуск нового сорта фотобумаги - Epson ColorLife Photo Paper, обладающего повышенной влаго-, свето- и газостойкостью. По данным независимых исследований, бумага Epson ColorLife Photo Paper обеспечивает сохранение отпечатка практически в неизменном виде в течение 25-27 лет.

PRINT Image Matching - шаг навстречу цифровой фотографии

Одной из наиболее острых проблем, возникающих в настоящее время у пользователей цифровых фотокамер, является неадекватное воспроизведение полученных изображений при печати на различных принтерах. Для решения этой проблемы Seiko Epson Corporation в сотрудничестве с рядом известных производителей цифровых фотокамер (таких как Casio, Konica, Kyocera, Minolta, Nikon, Olympus, Pentax, Ricoh, Sanyo, Sony и Toshiba) разработала технологию PRINT Image Matching, применение которой позволяет свести к минимуму различия между изображением, снятым цифровой камерой, и отпечатком, полученным на принтере. Разумеется, для достижения этой идиллии и фотокамера, и принтер (или хотя бы его программное обеспечение) должны поддерживать PRINT Image Matching.

Основной идеей этой технологии является обработка печатаемого изображения на основе данных о параметрах конкретной цифровой камеры и настройках, заданных пользователем при съемке. Сегодня в большинстве случаев полученные при помощи цифровой фотокамеры изображения сначала загружаются в компьютер, затем обрабатываются при помощи какого-либо программного обеспечения и только потом отправляются на печать. При этом неизбежно искажение цветопередачи вследствие пересчета цветовых координат пикселов изображения из одного цветового пространства в другое. Проблема кроется в различии цветового охвата пространств, используемых цифровой фотокамерой и операционной системой компьютера (рис. 1). В результате неизбежно искажается цвет пикселов, значения которых лежат за пределами цветового охвата пространства srgb , а информация о первоначальном цвете безвозвратно теряется (рис. 2). Последствия подобного преобразования наиболее заметны на оттенках синего и зеленого цветов.

При использовании технологии PRINT Image Matching информация о цветовом пространстве, которым оперирует конкретная цифровая камера, и о сделанных пользователем установках сохраняется внутри файла с изображением (точнее, в его заголовке) и в дальнейшем используется для управления процессом печати (рис. 3). Это позволяет получать максимально близкие к оригиналу отпечатки, не прибегая к дополнительной цветокоррекции.

Заголовок файла может содержать выбранные пользователем установки яркости, контраста, цветового баланса, насыщенности, резкости и пр.

Если говорить о внедрении технологии PRINT Image Matching, то на данный момент она реализована уже во многих моделях цифровых фотокамер, в частности:

• Sony Cyber-shot DSC P30, DSC P50, DSC S75, Mavica MVC-CD300, Mavica MVC-CD200;
• Casio QV-3500EX, QV-2900UX, QV-2400UX;
• Nikon COOLPIX 995;
• Minolta Dimage 7, Dimage 5, Dimage 304;
• Ricoh RDC-i500;
• Pentax Optio 330;
• Kyocera FineCam S3;
• Sanyo DSC-MZ1;
• Epson PhotoPC 3100Z.

Список принтеров, поддерживающих PRINT Image Matching, пока гораздо скромнее. На момент написания статьи были представлены две модели, обеспечивающие полномасштабную поддержку новой технологии: Epson Stylus Photo 895 и Epson Stylus Photo 810 (подробнее об этой модели см. далее). Кроме того, при использовании фирменной утилиты EPSON PhotoQuicker 3.0 (ее можно загрузить с Web-сайта http://www.epson.ru/) обеспечивается программная поддержка PRINT Image Matching для моделей Epson Stylus Photo 890 и Epson Stylus Photo 1290 (об этих принтерах подробно рассказано в статье о тестировании фотопринтеров, опубликованной в КомпьютерПресс №9’2001).

Новинки октября

В конце августа были анонсированы три новые модели струйных принтеров, которые появятся в розничной продаже на территории России практически одновременно с выходом этого номера журнала, в октябре. Но прежде чем перейти к их описанию, необходимо обратить внимание читателей на изменение названия линейки Epson Stylus Color - теперь она именуется Epson Stylus C.

На смену младшей модели начального уровня - Epson Stylus Color 480 - приходят два новых принтера: Epson Stylus C20X и Epson Stylus C40UX. В отличие от своего предшественника эти модели снабжены складным приемным лотком и двумя кнопками управления (отсутствие которых у Epson Stylus Color 480 вызывало нарекания многих пользователей). Данные модели обеспечивают полноцветную печать в 4 краски; как и прежде, используются два картриджа: один с цветными, а второй с черными чернилами. Применяется технология печати каплями переменного размера (VSDT), а минимальный объем капли составляет 6 пиколитров. Внешне C20X и C40UX легко различить по крышке, закрывающей печатающий механизм - у C40UX она выполнена из полупрозрачного пластика. Однако есть между ними и другие различия, не заметные на первый взгляд. В частности, модель C20X оснащена параллельным интерфейсом IEEE-1284, в то время как C40UX подключается по USB. Кроме того, C40UX обладает большей разрешающей способностью (1440×720 dpi) и более высокой производительностью. Рекомендованные розничные цены на эти модели выглядят весьма привлекательно: 63 долл. для C20X и 69 долл. для C40UX. Технические характеристики обеих моделей приведены во врезках.

Линейка фотопринтеров пополнилась младшей моделью - Epson Stylus Photo 810 (рис. 4), пришедшей на смену Epson Stylus Photo 790. Этот принтер адресован главным образом фотолюбителям, а также домашним пользователям, которые заинтересованы в высоком качестве печати за относительно низкую цену. Предусмотрена возможность печати без полей на носителях формата 100×150 мм и А4. Как и анонсированный месяцем ранее Stylus Photo 895, Stylus Photo 810 поддерживает технологию PRINT Image Matching. Печать, как и в остальных принтерах серии Epson Stylus Photo, осуществляется в шесть красок. Используется технология нанесения капель переменного размера (VSDT), а максимальная разрешающая способность достигает 2880 dpi. Наряду с этим Stylus Photo 810 может похвастаться и высокой производительностью, которая достигает 12 стр./мин в монохромном режиме и 11,7 стр./мин - в цветном. Рекомендованная розничная цена этой модели составляет 150 долл.

Взгляд в будущее

В заключение отметим наиболее интересные новинки, которые скоро появятся в струйных принтерах Epson.

В самое ближайшее время Epson планирует перейти к использованию раздельных чернильниц: вместо используемых в настоящее время цветных картриджей, содержащих три или пять емкостей с чернилами разных цветов, теперь для чернил каждого из базовых цветов будет использоваться отдельный картридж . Данное решение позволяет использовать чернила более экономно. Ведь ни для кого не секрет, что при печати чернила разных цветов расходуются по-разному, а исчерпание чернил даже одного из цветов вынуждает полностью заменять цветной картридж, выбрасывая вместе с ним и оставшиеся чернила других цветов. Система раздельных картриджей позволит использовать ресурс каждого из них полностью, заменяя при необходимости только тот картридж, в котором в данный момент закончились чернила.

В конце сентября уже поступил в продажу (правда, пока только на территории США) принтер Epson Stylus C80 (рис. 5), оснащенный раздельными картриджами для чернил каждого из четырех базовых цветов. Максимальная разрешающая способность принтера составляет 2880×720 dpi, а применение новых пигментных чернил DuraBrite позволяет получать отпечатки с насыщенными цветами и очень четким текстом.

В отношении более долгосрочных планов компании можно отметить, что в настоящее время фирма Epson занимается разработкой специального датчика для автоматического определения типа используемой бумаги, который может появиться в серийных изделиях в течение двух ближайших лет.

При подготовке статьи были использованы материалы, предоставленные московским представительством Seiko Epson Corporation.

КомпьютерПресс 10"2001

Вконтакте

Одноклассники

Предыстория

В 1989 году, не желая перенимать разработки других фирм, компания Epson разработала для своих струйных принтеров собственную пьезоэлектрическую технологию печати Micro Piezo.

За изобретение технологии Epson Micro Piezo, ее разработчик, г-н Минору Усуи (Minoru Usui) в 2006 году был удостоен награды - Perkin Medal, которая присуждается за уникальный вклад в развитие технологий в области цвета.

В 1993 году была выпущена первая модель принтера Epson Stylus 800, на основе технологии Epson Micro Piezo.

Максимальное разрешение печати данного аппарата составляло 360 dpi, минимальный размер формируемой чернильной капли – 90 pl. Современные струйные печатающие устройства Epson работают с разрешением до 5760 точек на дюйм, минимальный размер капли достигает 1,5 pl.

В чем суть технологии Epson Micro Piezo?

Существует мнение, что в пьезоэлектрической печатающей головке на выталкиваемые чернильные капли воздействует сам пьезоэлемент. Фактически это не так. Пьезоэлемент конструктивно связан с вибрирующей пластиной, имеющей название диафрагма или мениск. Именно она и влияет на чернила, способствуя их выталкиванию из сопел и последующее затягивание их из картриджа.

Принцип работы пьезоэлектрической печатающей головки

При воздействии электрического импульса происходит деформация пьезоэлемента, изменяющая при этом положение диафрагмы, которая в свою очередь, уменьшает или увеличивает объем микрополости под собой, проталкивая чернила по многоканальной системе печатающей головки. Таким образом работа мениска напоминает работу поршня, благодаря которому осуществляется управление всего процесса прохода чернил по каналам.

Печатающая головка Epson Micro Piezo Thin Film Piezo

В основе технологии Epson Micro Piezo лежит пьезоэлектрическая печатающая головка, имеющая одноименное название. Стандартно рассматриваемая технология включает в себя 3 составляющие:

1. активный контроль мениска;
2. технология печати микрокаплями Ultra Micro Dots;
3. технология печати каплями переменного размераVariable Sized Droplet Technology(VSDT).

Данные составляющие выполняют функцию оптимизации таких параметров, как максимальная продуктивность и скорость работы. Так же они позволяют достигать обширного диапазона разрешений - от 720 до 5760 точек на дюйм.

Активный контроль мениска

Активный контроль мениска

Основополагающим моментом технологии Micro Piezo является возвратное движение мениска, призванное обеспечивать обратное втягивание капелек-сателлитов, сформировывающихся при выстреливании основной капли. Применение активного контроля мениска обеспечивает получение следующих преимуществ печати:

постоянство траектории частицы чернил;

точное позиционирование чернильной точки на носителе;

образование правильной сферической формы капли;

формирование правильной формы точки на бумаге;

отсутствие «чернильного тумана» на оттиске.

Технология контроля мениска играет основополагающую роль в точном расположении чернильных точек на носителе. Что, в свою очередь, обусловливает такие значимые характеристики, как скорость и качество.

Кроме того, применение данной системы исключает формирование незапланированных капелек-брызг, отрицательно влияющих на качество изготавливаемого оттиска. Обратный ход диафрагмы обеспечивает втягивание чернил, следующих за оторвавшийся плановой каплей, обратно в дюзу печатающей головки, что исключает формирование облака капелек-спутников, умалчивая уже об их отправке на носитель.

Метод подачи чернил это не единственный фактор, влияющий на параметры капли и на форму точки на носителе. При образовании частицы чернил, достаточно весомое значение имеет конфигурация сопел печатающей головки. В термоструйной технологии , стандартным способом уменьшения размера чернильной частицы является сокращение диаметра сопла. В пьезоэлектрической, размер капли уменьшается благодаря использованию менискового контроля.

Последовательный размер капли

На правильное нанесение капель чернил влияет, температурные изменения в момент работы устройства и их взаимосвязь с вязкостью чернил.

В печатающей головке MicroPiezo, в отличие от аппаратов термоструйной печати, значительного нагрева не происходит. Но при включении устройства и после длительной непрерывной работы температура в печатающей головке существенно отличается. Для контроля над этими изменениями печатающая головка Epson оснащена встроенным датчиком температуры, фиксирующим тепловое состояние в установленные моменты. В соответствии с определенным температурным режимом вносятся необходимые корректировки в подаваемое на пьезоэлемент напряжение. Посредством модификации силы воздействия на диафрагму, компенсируются все отклонения в работе, вызванные перепадами температуры.

Технология печати микрокаплями Ultra Micro Dots

Для сокрытия точечной структуры напечатанного изображения была разработана технологияUltra Micro Dots, дающая возможность печатать каплями очень маленького объема, составляющего всего в несколько пиколитров. При использовании технологии Ultra Micro Dotsпечатающее устройство осуществляет нанесение капель объемом в 1.5,3, 4 или 5 пл.

Данная технология дает возможность воспроизводить качественные изображения с высокой детализацией и плавными цветовыми переходами.

Минимальный объем частицы чернил - 1,5 пиколитра используется при печати мелких деталей, бликов, оттенков кожи, складок одежды и тп.

Несмотря на множество преимуществ технологии изготовления изображения микрокаплями, она не всегда приемлема. Если наносить маленькие капли на все изображение, то это займет много времени. Жертвовать большим количеством времени даже для получения лучшего результата, станет далеко не каждый пользователь. Это подвигло инженеров компании найти некий компромисс между нанесением больших и маленьких капель. Этим компромиссом является технология, заключающаяся в печати каплями переменного размера.

Печать каплями переменного размера Variable Sized Droplet Technology(VSDT)

Формирование различных капель за один проход

Сущность технологии печати переменным размером капли, именуемой Variable Sized Droplet Technology(VSDT), заключается в применении более крупных капель для заполнения областей сплошной заливки, а более мелких для истинной передачи полутонов и цветовых градаций.

Преимущества технологии очевидны - она позволяет наносить точки различного размера за один проход печатающей головки, а так же способствует оптимизации скорости работы аппарата.

Наилучший результат достигается благодаря использованию интеллектуальной системы формирования чернильных частиц предназначенных для различных участков: за один проход Micro Piezo Thin Film Piezo™ формирует и большие капли для заполнения темных и сплошных областей, и микрокапли - для передачи изящных цветовых градаций. В результате полученный отпечаток имеет высокое качество, близкое к фотографическому, при минимальных затратах времени.