Второе дыхание струйной печати

Сергей Асмаков

Быстрее «лазера»

Дешевле «лазера»

Прививка от водобоязни

Сломать стереотипы

 

Для многих из нас давно уже стало очевидным фактом то, что основной сферой применения струйных печатающих устройств являются домашние рабочие места, оснащенные ПК, и небольшие фотолаборатории, в то время как в офисах доминируют электрографические принтеры. Однако в нынешнем году на сцену вышли принципиально новые технологии струйной печати, которые имеют огромные возможности для завоевания значительной доли рынка цветных высокоскоростных офисных печатающих устройств.

Что же мешает струйным принтерам занять достойное место в офисе? Начнем с фундаментальных доводов, которые обычно приводят в защиту своей позиции сторонники использования электрографических (в частности, лазерных и светодиодных) устройств. Принято считать, что струйные принтеры уступают электрографическим по производительности, надежности и долговечности, к тому же стоимость отпечатков струйных принтеров гораздо выше. Кроме того, нередко возникают претензии к низкой влагостойкости отпечатков, сделанных при помощи струйных принтеров на обычной офисной бумаге.

Однако не стоит забывать о том, что разработчики ведущих производителей струйных печатающих устройств постоянно занимаются совершенствованием технологий печати. На исследовательские проекты в этой области ежегодно расходуются астрономические суммы, и это, естественно, приносит свои плоды. Уже сейчас можно говорить о том, что многие из перечисленных в предыдущем абзаце аргументов, выдвигаемых противниками использования струйных принтеров для офисных нужд, становятся неактуальными.

Быстрее «лазера»

В нынешнем году были официально представлены две технологии, потенциально способные произвести поистине революционные изменения на рынке печатающих устройств. Одна из них — НР Edgeline, о которой мы уже рассказывали на страницах нашего журнала (см. ст. «Технология Edgeline: новые горизонты офисной печати», опубликованную в № 6’2007). Другое решение, также обладающее огромным потенциалом, — технология Memjet (краткая информация о ней приведена во врезке). При множестве различий у этих решений есть общая черта, на которую стоит обратить внимание: в обоих случаях принтеры оснащаются неподвижной печатающей головкой. Такой подход обеспечивает значительный прирост производительности, повышение надежности, а также снижение эксплуатационных расходов.

Чтобы понять, за счет чего достигается такой эффект, рассмотрим схему работы струйного принтера с подвижной печатающей головкой. Двигаясь от одного края листа к другому, головка наносит узкий горизонтальный участок изображения; затем лист сдвигается на некоторое расстояние вдоль оси, перпендикулярной направлению перемещения головки; головка возвращается в исходное положение, и весь цикл повторяется снова. У современных моделей струйных принтеров, работающих подобным образом, ширина области, запечатываемой за один проход, обычно не превышает 2-3 см. Таким образом, для нанесения изображения на лист формата А4 требуется выполнить несколько десятков вышеописанных циклов. Необходимо учитывать и то, что при установке качества печати, отличного от чернового, расстояние, на которое смещается лист после каждого прохода печатающей головки, значительно меньше ширины запечатываемой области. Это вынужденная мера, необходимая для того, чтобы предотвратить появление горизонтальных полос на стыках соседних областей. Таким образом, производительность принтера в значительной мере зависит от выбранных настроек печати. Вполне очевидно, что наращивание производительности устройств с подвижной печатающей головкой требует решения весьма сложных инженерных задач: необходимо обеспечить высокую точность работы механизма на большой скорости, увеличить частоту выброса капель и т.д.

 

Рисунок

МФУ HP CM 8060 — одно из первых серийно
выпускаемых устройств, созданных
на базе технологии НР Edgeline

Одним из наиболее эффективных способов повышения производительности струйного принтера является переход к использованию неподвижной печатающей головки. В этом случае носитель равномерно движется под печатающей головкой, через сопла которой на его поверхность наносится изображение. Такой подход позволяет решить две важные задачи: во-первых, упростить конструкцию печатающего механизма (а следовательно, повысить его надежность), а во-вторых, обеспечить значительно более высокую скорость движения носителя (и соответственно производительность принтера) при той же частоте выброса капель через сопла головки.

 

Рисунок

Такие блоки неподвижных печатающих головок
используются в МФУ HP CM 8050 и CM 8060,
созданных на базе технологии НР Edgeline первого
поколения. В корпусе этого блока, способного
запечатывать полосу шириной 108 мм,
объединены пять печатающих головок,
в каждой из которых расположено
по 2112 сопел

Однако при кажущейся простоте реализовать такой подход на практике не очень-то легко. Печатающие головки современных струйных принтеров являются настоящими шедеврами инженерного искусства. Для производства этих узлов используются самые современные технологии. Оснащение цеха, выпускающего печатающие головки, мало чем отличается от оборудования, используемого при производстве интегральных микросхем: чистая комната с избыточным давлением, специальным микроклиматом и системой многоступенчатой очистки воздуха, многочисленные роботы и автоматизированные линии. Как и в случае полупроводниковых компонентов, увеличение физического размера печатающей головки приводит к значительному росту ее себестоимости.

Существуют и чисто физические ограничения, обусловленные прочностными характеристиками используемых материалов. Если рассматривать термическую струйную печать, то в настоящее время возможен серийный выпуск печатающих головок шириной немногим более 1 дюйма (25,4 мм). Естественно, что такой ширины недостаточно даже для печати фотографий формата 10x15 см, не говоря уже о листах А4 и более крупных форматов. Впрочем, инженерам удалось найти решение: если нельзя изготовить широкую головку целиком, то можно создать ее, объединив несколько небольших печатающих головок в одном блоке.

 

Рисунок

Печатающая головка для устройств н
а базе технологии Memjet

Например, в устройствах на базе технологии НР Edgeline первого поколения устанавливаются блоки печатающих головок, каждый из которых покрывает область шириной 4,25 дюйма (108 мм). В одном блоке объединены пять печатающих головок, в каждой из которых расположено по 2112 сопел. Технология Memjet предусматривает использование составных печатающих головок, изготавливаемых из отдельных 20-миллиметровых секций.

Применение неподвижной печатающей головки позволяет достичь уровня производительности, сопоставимого с лучшими моделями цветных электрографических принтеров. По данным разработчиков, максимальная скорость работы печатающего механизма устройств на базе технологии НР Edgeline первого поколения составляет порядка 70 стр./мин (для носителей формата А4). Создатели технологии Memjet обещают не менее впечатляющие показатели: 60 цветных страниц формата А4 в минуту.

Технология Memjet

РисунокВ марте текущего года австралийская компания Silverbrook Research представила новую технологию струйной печати под названием Memjet, образованным из аббревиатуры MEMS (Microelectromechanical Systems — микроэлектромеханические системы) и слова jet (символизирующего струйную печать). Согласно обнародованной информации, сопла печатающей головки Memjet оснащены миниатюрными электромеханическими приводами, работой которых управляет быстродействующий электронный чип. Таким образом, по принципу действия печатающая головка Memjet существенно отличается от аналогичных узлов других ныне распространенных разновидностей технологий струйной печати — пьезоэлектрической и термической.

Печатающая головка не перемещается в процессе печати и наносит изображение одновременно по всей ширине движущегося под ней носителя. Головка состоит из отдельных секций шириной 20 мм, состыкованных друг с другом. В каждой секции расположено 6400 сопел, что обеспечивает аппаратную разрешающую способность 1600 dpi. Печатающая головка, устанавливаемая в принтер формата А4, состоит из 11 секций и имеет в общей сложности 70,4 тыс. сопел. Объем наносимых на бумагу капель составляет порядка 1 пиколитра.

Благодаря применению неподвижной печатающей головки обеспечивается высокая производительность печатающих устройств, построенных на базе технологии Memjet. По предварительным данным, скорость печати фотопринтеров формата 10Ѕ15 см составит порядка 30 стр./мин, а офисных моделей — до 60 цветных страниц формата А4 в минуту (и до 90 стр./мин в черновом качестве). Во избежание смазывания изображений используются чернила с малым временем высыхания (порядка 1 с).

Важным достоинством технологии Memjet является масштабируемость. На современном этапе развития технологии возможно создание печатающих головок шириной от 20 мм до 2 м, что позволяет создавать практически любые типы печатающих устройств — от ультракомпактных до широкоформатных.

По словам представителей компании, для проведения исследовательских и экспериментальных работ по созданию этой технологии понадобилось 10 лет. В процессе работ в рамках данного проекта сотрудниками Silverbrook Research было сделано несколько тысяч изобретений; авторство более 1400 из них уже подтверждено патентами. Только за последний год Silverbrook Research получила 452 патента на изобретения, имеющие отношение к проекту Memjet.

На базе технологии Memjet можно создавать высокопроизводительные, компактные и при этом недорогие цветные печатающие устройства, обладающие уникальным сочетанием цены и производительности. В ближайшие годы планируется развивать три основных направления: принтеры формата А4 для дома и офиса, печатающие механизмы для фотокиосков и специализированные принтеры для этикеток. Продвижением каждого из этих направлений будут заниматься специально созданные дочерние компании.

По словам представителей Silverbrook Research, низкую стоимость отпечатков планируется обеспечить за счет использования картриджей большой емкости. Ожидается, что емкость каждого из чернильных картриджей составит 50 мл, а розничная цена — около 20 долл.

Первые серийные устройства, созданные на базе технологии Memjet (принтеры для этикеток, а также механизмы шириной 10 см для оснащения розничных фотокиосков), должны появиться в первой половине 2008 года. Начало серийного производства принтеров формата А4 запланировано на начало 2009 года.

Дешевле «лазера»

Традиционно считается, что в случае использования электрографических принтеров затраты на получение отпечатков будут заведомо ниже, чем при эксплуатации струйных устройств. Впрочем, это утверждение справедливо далеко не всегда. В настоящее время на рынке представлены модели струйных принтеров для офисного использования, обеспечивающие даже более низкую себестоимость отпечатков, чем сопоставимые по цене цветные лазерные устройства.

 

Рисунок

Струйный принтер HP Officejet Pro K5400
обеспечивает более низкую стоимость
отпечатков по сравнению с цветными
лазерными устройствами сопоставимой
производительности и стоимости

В качестве примера можно привести принтер HP Officejet Pro K5400. По данным независимого исследования, стоимость отпечатков, сделанных на этом принтере, примерно на 25% ниже по сравнению с аналогичными изображениями, изготовленными на цветных лазерных устройствах сопоставимой производительности и стоимости (подробную информацию можно найти на веб-сайте: http://www.hp.com/go/OJProK5400).

Что касается упомянутой выше технологии Memjet, то ее создатели планируют обеспечить низкую стоимость получаемых отпечатков за счет поставок картриджей большой емкости по доступной цене.

Возможно, в перспективе получит распространение и принципиально иной подход, при котором заказчик будет оплачивать не оборудование и расходные материалы, а контракт на печать определенного количества страниц в течение оговоренного срока.

Прививка от водобоязни

На протяжении многих лет неудовлетворительная влагостойкость изображений, сделанных на обычной бумаге, была ахиллесовой пятой струйных принтеров. Как известно, качество отпечатков струйных принтеров в значительной степени зависит от свойств и характеристик используемых чернил и бумаги. Однако, в отличие от фотографий, печатаемых на специальных типах носителей, для вывода подавляющего большинства офисных документов применяется обычная бумага. Естественно, в этом случае достичь четкого взаимодействия чернил и бумаги гораздо сложнее, поскольку характеристики носителя могут варьироваться в очень широких пределах. Тем не менее в арсенале разработчиков уже имеются достаточно надежные способы обеспечения водостойкости отпечатков, сделанных на обычной бумаге. Рассмотрим пару конкретных примеров.

 

Рисунок

Струйный принтер Stylus C84 — одна
из первых моделей в своем классе, в которой
были применены пигментные чернила DURABrite

В 2003 году компания EPSON выпустила первые модели недорогих струйных принтеров для дома и офиса, в которых были применены пигментные чернила DURABrite, представляющие собой взвесь пигментных частиц в специально разработанном жидком полимерном материале. Состав полимера подобран таким образом, что взвешенные в нем пигментные частицы не слипаются между собой, вследствие чего при «выстреливании» из дюзы печатающей головки каждая из пигментных частиц заключена в своего рода жидкую капсулу из полимерного материала. На воздухе полимер очень быстро затвердевает, и пигментные частицы прикрепляются непосредственно к поверхности листа, не успевая проникнуть вглубь бумажных волокон. Благодаря этому наносимые печатающей головкой точки не растекаются, что, в свою очередь, позволяет достичь предельной четкости изображения на обычной бумаге.

Поскольку чернила DURABrite изготавливаются на основе не растворимых в воде пигментных частиц, то отпечатки (даже сделанные на обычной бумаге), отличаются высокой стойкостью к воздействию влаги. Кроме того, эти чернила обладают чрезвычайно малым временем высыхания (порядка 0,01 с), что значительно снижает вероятность смазывания изображения.

Стоит отметить, что чернила DURABrite не выдерживают нагрева до высокой температуры, вследствие чего их можно использовать только в принтерах, оснащенных пьезоэлектрической печатающей головкой. Именно поэтому для устройств, созданных на базе термической струйной печати, пришлось создавать иные решения.

Для высокопроизводительных устройств на базе технологии Edgeline компанией НР были разработаны усовершенствованные чернила HP Vivera, а также прозрачный связующий состав, который наносится на поверхность бумаги вместе с чернилами. В результате взаимодействия чернил и связующего состава краситель не растекается по поверхности бумаги и быстро закрепляется на ней. Благодаря использованию такого решения удалось обеспечить стабильный размер точек, получить насыщенные цвета и четкие контуры объектов на носителях с различными характеристиками. Кроме того, отпечатки быстро высыхают и пригодны к использованию сразу же после выхода в лоток принтера; полученные изображения обладают высокой стойкостью к воздействию влаги и не растекаются при выделении маркером.

Сломать стереотипы

Итак, в арсенале разработчиков струйных печатающих устройств имеются все необходимые средства для того, чтобы создать вполне конкурентоспособные решения для офисного использования, которые смогли бы потеснить позиции электрографических принтеров в данном сегменте. Учитывая четко прослеживаемую в течение последних лет тенденцию к увеличению потребности в печати цветных документов в офисе, перспектива вполне реальная.

Но если обеспечить конкурентоспособные технические характеристики и низкий уровень эксплуатационных затрат струйных принтеров разработчикам уже вполне по силам, то переломить консерватизм пользователей и руководителей ИТ-служб, традиционно отдающих предпочтение лазерным устройствам, будет гораздо сложнее. Для этого потребуются не только значительные усилия, но и определенное время. Впрочем, не исключено, что лет через десять грань между электрографическими и струйными принтерами для офисного использования станет гораздо менее четкой и заказчики перестанут акцентировать внимание на этом аспекте при выборе оборудования.

 

В начало В начало

КомпьютерПресс 8'2007

Наш канал на Youtube

1999 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
2000 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
2001 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
2002 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
2003 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
2004 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
2005 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
2006 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
2007 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
2008 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
2009 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
2010 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
2011 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
2012 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
2013 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
Популярные статьи
КомпьютерПресс использует