Струйные принтеры: нет предела совершенству

Сергей Асмаков

Разрешение: популярный миф

4, 6, 8… Кто больше?

Пигментные чернила — технология будущего?

Расширение функциональных возможностей

   Автономная печать

   Печать без полей

Одной из особенностей современного этапа развития струйных принтеров стало изменение приоритетов: гонка за цифрами технических характеристик постепенно уступает место более взвешенному подходу. Производители начали уделять внимание не только довольно абстрактному показателю качества печати, но и расширению функциональных возможностей принтеров.

Разрешение: популярный миф

ы уже успели привыкнуть к тому, что представление новых струйных принтеров (особенно когда речь идет о топ-моделях) часто сопровождается наглядной демонстрацией превосходства их технических характеристик в сравнении с конкурирующими и выпущенным ранее устройствами. На протяжении долгого времени производители настойчиво уверяли потребителей, что одним из основных показателей качества печати принтера является значение разрешающей способности печатающего механизма.

Сегодня основные игроки на рынке струйных принтеров заявляют разрешающую способность на уровне нескольких тысяч точек на дюйм (dpi). Казалось бы, невероятный технологический прорыв! Однако если внимательнее вчитаться в описание технических характеристик, нетрудно заметить, что в данном случае речь идет о так называемом адаптивном (или оптимизированном) разрешении. На самом деле разница между адаптивным и реальным (физическим) разрешением огромна.

Изначально значение разрешающей способности было напрямую связано с минимальным размером точки, наносимой на поверхность бумаги. Например, величина разрешающей способности в 300 dpi показывает, что минимальный диаметр точки, которую принтер позволяет наносить на поверхность носителя, составляет ¹/₃₀₀ дюйма. Иначе говоря, используя принтер с разрешающей способностью 300 dpi, можно напечатать линию толщиной в ¹/₃₀₀ дюйма (0,24 пункта).

Величина физической разрешающей
способности обратно пропорциональна минимальному размеру наносимой
на поверхность бумаги точки (сверху).
В случае адаптивного, или оптимизированного, разрешения речь идет лишь о точности позиционирования точек (снизу)

Достигнув разрешающей способности порядка 600-720 dpi, производители струйных принтеров столкнулись с серьезной проблемой — уменьшить размеры пятна, образующегося при попадании капли чернил на поверхность бумаги, стало уже практически невозможно. При этом точность работы механизма струйного принтера вполне позволяла позиционировать наносимую на бумагу каплю чернил с точностью, в несколько раз превышающей физический размер пятна, образующегося в результате попадания этой капли на поверхность бумаги. Этим и воспользовались производители: в характеристиках струйных принтеров физическое разрешение заменили адаптивным, которое в числовом выражении в несколько раз больше. К настоящему времени уже достигнуты значения адаптивного разрешения в 4800Ѕ1200 (HP, Canon) и 5760Ѕ1440 dpi (EPSON).

Однако после такой замены данная величина полностью утратила прежний практический смысл — ведь принтер с адаптивным разрешением в 4800 dpi не способен напечатать линию толщиной в ¹/₄₈₀₀ дюйма. Более того, если говорить о технологиях многослойной струйной печати (таких как HP PhotoREt), то физическая разрешающая способность как таковая вообще превращается в довольно абстрактное понятие.

После того как большие значения разрешающей способности уже перестали вызывать удивление, акцент плавно переместился в сторону минимального размера наносимой на бумагу капли чернил. Дело в том, что, уменьшив объем капли (а следовательно, и размер образуемого ею пятна), можно реально повысить физическую разрешающую способность принтера. Кроме того, чем меньше капля, тем она незаметнее для глаза наблюдателя, то есть печать каплями меньшего размера позволяет сделать растровую структуру изображения менее заметной.

На протяжении нескольких лет шла упорная борьба за снижение минимального объема капель. По данным исследований, чтобы отдельное пятно чернил не воспринималось человеческим глазом, объем капли не должен превышать 1 пиколитра. Печатающие головки ряда современных моделей струйных принтеров позволяют формировать капли объемом всего 2 пиколитра, а совсем недавно EPSON установила новый рекорд — 1,5 пиколитра.

4, 6, 8… Кто больше?

ольшинство моделей цветных струйных принтеров «первой волны» были четырехкрасочными: для формирования изображения в них использовались чернила трех первичных цветов субтрактивной модели (голубого, пурпурного и желтого) в сочетании с черным. Однако по мере совершенствования технологий струйной печати возникла серьезная проблема: в светлых областях изображения вследствие низкой плотности наносимых на бумагу точек становилась отчетливо видимой растровая структура изображения, что препятствовало получению эффекта фотореалистичности (монолитности) изображения. Чтобы решить данную проблему, к базовому набору из четырех цветов добавили два дополнительных (светло-голубой и светло-пурпурный) — так на свет появилась шестикрасочная система печати, применяемая сегодня во многих моделях струйных принтеров. Точки светлых чернил сами по себе менее заметны, а при печати светлых оттенков их можно наносить с большей плотностью.

Хотя шестикрасочная система печати на протяжении уже нескольких лет является стандартом де-факто для производителей струйных фотопринтеров, время от времени предпринимаются попытки увеличить количество базовых цветов. Это делается как с целью увеличения цветового охвата отпечатков (особенно в области традиционно проблемных оттенков синего и зеленого цветов), так и для того, чтобы повысить качество монохромных изображений. При этом стоит отметить, что до недавнего времени семи- и восьмикрасочная печать использовалась главным образом в довольно дорогих профессиональных моделях струйных печатающих устройств.

Определенный сдвиг произошел во второй половине прошлого года, когда компания Hewlett-Packard представила новую эволюцию своей технологии фотореалистичной печати — HP PhotoREt Pro. В отличие от внедренной в 2002 году HP PhotoREt IV, предусматривающей использование чернил шести цветов, в HP PhotoREt Pro реализована восьмикрасочная печать. К традиционно применяемым в струйной фотопечати шести базовым цветам были добавлены два оттенка нейтрально-серого (серый и светло-серый).

HP Photosmart 7960 — первая модель принтера, в которой реализована печать в восемь красок по технологии HP PhotoREt Pro

Подобный подход позволил решить сразу несколько актуальных проблем. Во-первых, удалось значительно улучшить качество монохромных (черно-белых) отпечатков: нейтрально-серые чернила обеспечивают идеальный баланс «по серому» во всем диапазоне оттенков и при этом позволяют сделать значительно менее заметной растровую структуру изображения.

Во-вторых, были улучшены и возможности печати цветных изображений. Использование чернил двух дополнительных цветов позволило расширить цветовой охват (новая система печати дает возможность воспроизводить 79,2 млн. оттенков) и обеспечить более точное воспроизведение тональных переходов в близких по цвету оттенках. Если ранее для воспроизведения средних и темных тонов использовались составляющие триадных цветов, то в HP PhotoREt Pro более темные оттенки формируются путем добавления точек нейтрально-серого цвета.

Первым принтером, в котором была реализована система печати HP PhotoREt Pro, стал HP Photosmart 7960.

В новом фотопринтере EPSON Stylus Photo R800 используется новый набор полностью пигментных чернил UltraChrome Hi-Gloss

В начале февраля нынешнего года появилось сообщение о том, что собственную версию восьмикрасочной системы струйной печати под названием ChromaPLUS разработала компания Canon. К традиционному шестицветному набору добавлены чернила красного и зеленого цветов. Canon уже анонсировала первый фотопринтер (i9900), в котором будет использована система ChromaPLUS.

Уже в процессе подготовки данной статьи компания EPSON обнародовала информацию о выпуске новой модели фотопринтера Stylus Photo R800, в которой используются новые пигментные чернила UltraChrome Hi-Gloss с весьма необычной цветовой раскладкой. Для печати используются чернила голубого, пурпурного, желтого, красного и синего цветов¹ в сочетании с двумя разновидностями черного (оптимизированными соответственно для глянцевых и для матовых носителей). Кроме того, в отдельном картридже имеется прозрачный полимер (так называемый глянец), который служит для формирования глянцевой поверхности на тех областях изображения, где не нанесены какие-либо чернила, то есть на абсолютно белых участках.

¹ В данном случае используются чернила более светлых оттенков голубого и пурпурного цвета, чем при четырехкрасочной печати.

Пигментные чернила — технология будущего?

и для кого не секрет, что качество отпечатка струйного принтера в большой степени зависит от взаимодействия используемых чернил и бумаги. Достижение оптимального взаимодействия этих двух компонентов является весьма непростой задачей, над поиском решения которой работают целые команды разработчиков.

Одной из причин того, что качество получаемых отпечатков в значительной мере зависит от типа применяемой бумаги, является использование чернил на водорастворимой основе. При печати на обычной бумаге капли таких чернил растекаются, что препятствует получению четкого и контрастного изображения. Кроме того, при контакте отпечатка с водой или с влажными предметами чернила растворяются и изображение смазывается.

Чтобы устранить описанные недостатки, производители струйных принтеров разрабатывают специальные типы носителей для высококачественной печати с многослойным покрытием. Однако такое решение имеет и оборотную сторону: специальные сорта бумаги весьма недешевы, поэтому стоимость отпечатка на таких носителях заметно возрастает.

В поисках более универсального решения несколько лет тому назад производители струйных принтеров создали пигментные чернила. Основным компонентом таких чернил являются нерастворимые в воде мелкие частицы красящего вещества (пигмента). В отличие от чернил на водорастворимой основе, пигментные чернила практически не растекаются (даже на бумаге без специального покрытия) и обеспечивают высокую стойкость изображения к воздействию влаги.

Одним из основных недостатков пигментных чернил первого поколения, изготавливаемых из минерального сырья, был довольно большой размер частиц красящего вещества, что ограничивало возможности по минимизации объема наносимой на бумагу капли. По этой причине многие производители (в частности, НР, Canon и Lexmark) использовали в своих принтерах сочетание черных пигментных чернил и цветных чернил на водорастворимой основе.

Во второй половине прошлого года EPSON представила модели струйных принтеров и МФУ,
в которых используются полностью пигментные чернила DURABrite нового поколения
(на фото — принтер EPSON Stylus C63 Photo Edition и МФУ EPSON Stylus CX5400)

Пионером в создании полного набора пигментных чернил для высококачественной цветной печати стала компания EPSON. Около двух лет назад появились первые полупрофессиональные принтеры EPSON, в которых были использованы пигментные чернила DURABrite для всех базовых цветов. Примерно тогда же были выпущены широкоформатные струйные принтеры EPSON, в которых использовались полностью пигментные чернила UltraChrome.

Во второй половине прошлого года EPSON объявила о создании пигментных чернил DURABrite нового поколения. Благодаря использованию синтетического пигмента удалось значительно уменьшить размеры пигментных частиц и при этом сделать их более однородными. Кроме того, синтетический пигмент обладает большей стойкостью к воздействию ультрафиолетовых лучей и содержащихся в воздухе газов.

Чернила DURABrite представляют собой взвесь пигментных частиц в специально разработанном жидком полимерном материале. Состав полимера подобран таким образом, чтобы взвешенные в нем пигментные частицы не слипались между собой, и благодаря этому при выстреливании из дюзы печатающей головки каждая из пигментных частиц заключается в своего рода жидкую капсулу из полимерного материала. На воздухе полимер очень быстро затвердевает, а пигментные частицы прикрепляются непосредственно к поверхности листа, не успевая проникнуть в глубь бумажных волокон. Благодаря этому наносимые печатающей головкой точки не растекаются, что позволяет достичь предельной четкости изображения даже на обычной бумаге. Близкое расположение пигментных частиц к поверхности носителя обеспечивает более широкий цветовой охват отпечатков и позволяет достигать более высокой оптической плотности, что особенно хорошо заметно при печати на обычной бумаге.

В заключение данного раздела нельзя не отметить, что применение полностью пигментных чернил является весьма перспективным направлением развития струйной печати.

Расширение функциональных возможностей

настоящему времени топ-модели струйных фотопринтеров позволяют получить отпечатки более высокого качества по сравнению с изготавливаемыми по традиционной химической технологии. Как полагают многие эксперты, дальнейшее повышение качества печати устройств, предназначенных для массового потребительского рынка, представляется уже нецелесообразным. Косвенным доказательством этого утверждения является тот факт, что во многих моделях современных струйных принтеров, формально принадлежащих к различным классам, используются одинаковые технологии печати и печатающие механизмы. Нельзя также не отметить, что с каждым годом разница в качестве отпечатков струйных принтеров различных классов становится все менее заметной. В этих условиях постепенно меняется и направление развития струйных принтеров. Если раньше производители делали основной упор на технических характеристиках устройств, то сегодня на первый план выходит расширение функциональных возможностей.

Одной из первых эту тенденцию почувствовала компания НР. В принтерах этой компании были впервые использованы оптические датчики, позволяющие автоматически определять тип загруженных в лоток носителей, а также выполнять процедуру выравнивания печатающих картриджей без участия пользователей. И поистине удивительной находкой стало создание систем автономной печати, позволяющих использовать принтер для печати со сменных носителей без ПК. В конце 1999 года НР выпустила первую модель струйного принтера серии Photosmart, оснащенную системой автономной печати, а спустя пару лет начался настоящий бум популярности подобных устройств, который продолжается и по сей день.

Автономная печать

Встроенные системы автономной печати год от года совершенствовались — расширялись возможности по предварительной обработке изображений, увеличивалось количество поддерживаемых типов сменных носителей. Весьма интересное решение было использовано в некоторых моделях фотопринтеров семейства EPSON Stylus Photo (в частности, в Stylus Photo 935 и Stylus Photo R300): эти устройства оснащены дополнительным USB-контроллером, к порту которого можно подключать внешние накопители (например, дисковод Zip или привод CD-RW) для печати изображений с соответствующих носителей или для сохранения на них файлов с флэш-карт.

В начале 2002 года в ряде оснащенных системой автономной печати моделей фотопринтеров НР и Canon появилась возможность подключения не только сменных носителей, но и цифровых фотокамер по USB. Правда, данная функция не обеспечивала абсолютной совместимости — поддерживалось подключение лишь определенного набора моделей фотокамер того же производителя. В августе того же года компания EPSON завершила разработку собственной технологии прямой печати USB Direct Print. В отличие от упомянутых выше решений НР и Canon, спецификация USB Direct Print предусматривает возможность подключения цифровых фотокамер различных производителей. В начале 2003 года целый ряд компаний, таких как Casio, Kyocera, Sanyo, Minolta и Matsushita (Panasonic), выпустили новые цифровые фотокамеры с поддержкой USB Direct Print.

В начале февраля прошлого года была утверждена окончательная спецификация индустриального стандарта прямой печати, известного под коммерческим названием PictBridge. Данный стандарт, разработанный по инициативе компаний Canon, Fuji Photo Film, Hewlett-Packard, Olympus Optical, EPSON и Sony, предусматривает возможность прямой печати изображений с любой цифровой камеры на принтер любого производителя — разумеется, при условии, что оба устройства поддерживают данную технологию. Для того чтобы распечатать изображения, пользователю теперь достаточно подключить USB-кабель от цифровой фотокамеры к фотопринтеру.

В течение прошлого года практически все ведущие производители цифровых фотокамер представили модели с поддержкой PictBridge. Правда, количество моделей фотопринтеров, поддерживающих данный стандарт, пока невелико, однако вполне возможно, что в нынешнем году ситуация изменится.

Печать без полей

Важным направлением в развитии струйных принтеров является расширение возможностей по работе с носителями. Еще три-четыре года тому назад весьма актуальной проблемой для пользователей струйных принтеров являлось технологическое ограничение, вследствие которого размер запечатываемой области был меньше физических размеров используемого носителя — иными словами, по краям листа оставались белые поля. Конечно, при печати текстовых и бизнес-документов это не критично, однако с началом эры массовой цифровой фотографии возникла потребность в получении изображений, неотличимых от традиционных фотокарточек.

Производители пытались решать данную проблему различными способами. Некоторые из них наладили выпуск листовой фотобумаги с перфорированными полями: после печати белые поля можно было аккуратно оторвать по перфорации и в результате получить фото нужного размера без полей. Однако подобные меры решали данную проблему лишь частично.

Первой смогла предложить более-менее универсальное решение данной проблемы компания EPSON, внедрившая в своих принтерах два важных новшества: функцию печати без боковых полей и поддержку рулонных носителей. Одновременно был налажен выпуск фотобумаги в рулонах различной ширины, в том числе 210 и 100 мм. Позже появились модели фотопринтеров, оснащенные специальным механизмом автоматической обрезки. Это позволило полностью автоматизировать процесс печати фотографий: пользователь получал на выходе готовые фотокарточки заданного размера без белых полей.

Следующим шагом стало внедрение функции печати без полей на листовых носителях. Впервые подобная функция была реализована в фотопринтерах EPSON, а к настоящему времени возможность печати без полей на носителях формата А4 и 10Ѕ15 см предусмотрена во многих моделях струйных принтеров всех ведущих производителей.

КомпьютерПресс 3'2004