Принцип твердочернильной печати

 

План:

1. Принцип твердочернильной печати
2. Сублимационные или термосублимационные принтеры
3. Достоинства твердочернильной печати
4. Недостатки твердочернильной печати

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Твердочернильная технология печати была изобретена в 1986 г. в компании Tektronix, в первую очередь для нужд издательств и полиграфии. Выпущенный в 1991 г. первый твердочернильный принтер компании, Phaser III, стоил около 10 тыс. долл. и предназначался в основном для изготовления полиграфических цветопроб. Дальнейшее совершенствование технологии позволило повысить качество печати и довести цену принтеров до значений, приемлемых для обычной офисной печати. После приобретения в 2000 г. компанией Xerox принтерного подразделения Tektronix это направление продолжает развиваться. Важно, что в отличие от лазерной твердочернильная технология была изначально ориентирована на цветную, а не черно-белую печать. По сути она ближе к струйной, но с элементами лазерной и даже офсетной: выбрасываемые соплами головки капли расплавленных красителей попадают не прямо на бумагу, а сначала на нагретый металлический барабан, с которого уже переносятся на бумагу, где и застывают. Благодаря этому достигается, с одной стороны, высокая скорость печати, свойственная лазерным принтерам, а с другой — качество вывода изображений, приближающееся к офсетной печати.

 

Принцип твердочернильной печати

«Чернила» в исходном состоянии представляют собой небольшие бруски из воскоподобного состава, смешанного с красителем одного из четырех основных полиграфических цветов — голубого, пурпурного, желтого и черного (CMYK). Заметим, что цвета брусков мало похожи на те, что получаются после их расплавления — так, «голубой» брусок выглядит темно-синим (почти черным), а «пурпурный» — темно-коричневым. Брусок каждого цвета имеет уникальную (отличающую его не только от брусков других цветов, но и от брусков для других моделей твердочернильных принтеров) причудливую форму, соответствующую форме отверстия в предназначенном для него отделении контейнера для чернил. Такое «формовое кодирование» практически полностью исключает возможность ошибки при заправке принтера чернилами. В каждое отделение «заряжается» до четырех брусков, причем добавлять их можно в любое время, в том числе в процессе печати. При закрывании крышки контейнера бруски поджимаются пружинами так, чтобы головной брусок в каждом отделении был плотно прижат к керамической плавильной пластине. 
 
Расплавленные горячими пластинами чернила стекают в нагретые резервуары печатающей головки, где поддерживаются в расплавленном состоянии. После заполнения резервуара определенного цвета соответствующая плавильная пластина отключается. По мере расходования чернил пластины включаются, поддерживая необходимый уровень красителей в резервуарах головки. 
 
Пьезоструйная головка из нержавеющей стали имеет 1236 сопел и перекрывает, в отличие от головок струйных принтеров, всю ширину печатаемой страницы. Достигаемое в современных моделях твердочернильных принтеров разрешение 2400 точка/дюйм обеспечивается путем небольшого (на расстояние между соседними соплами) горизонтального перемещения головки. Пьезоэлементы сопел способны выбрасывать до 30 млн. капель в секунду. Благодаря такой конструкции достигается гораздо более высокая, чем у струйных принтеров, скорость печати (до 30 стр./мин). 
 
Выбрасываемые головкой капли красителей попадают на нагретый до менее высокой, чем головка, температуры вращающийся барабан из нержавеющей стали, на который предварительно с помощью специального валика, входящего в состав комплекта техобслуживания, наносится тонкий слой силиконового масла. На барабане красители переходят из жидкого в промежуточное эластичное состояние. 
 
Когда на барабане сформирована примерно треть изображения страницы, из нижнего кассетного или многофункционального переднего лотка подается лист бумаги (или другого носителя). Пройдя через щель подогревателя, нагретый лист прижимается валиком переноса к барабану, и красители, имеющие большую адгезию к бумаге, чем к смазанному маслом гладкому барабану, переходят на лист, где и окончательно застывают. Имеющийся в комплекте техобслуживания скребок очищает барабан от загрязнений и оставшихся на нем капель красителей, после чего процесс повторяется. 
 
Как видим, технология печати практически безотходная. Однако на рисунке показан узел, о котором пока ничего не было сказано — лоток для отходов. Откуда же они берутся? Отходы возникают в процессе подготовки принтера к работе из холодного (т. е. полностью выключенного) состояния. Один из этапов этого длительного (до 15 мин) процесса — вакуумная чистка сопел головки, при которой часть расплавленных чернил сливается в емкость для отходов и там застывает. Именно поэтому твердочернильный принтер рекомендуется не выключать никогда. При частых выключениях в отходы может уйти вполне заметная часть красителей, поэтому в случае нестабильной электросети стоит подумать о приобретении для принтера отдельного ИБП. 
 
Контроллер принтера (в последних моделях Xerox он построен на базе 600-МГц RISC-процессора PowerPC) обеспечивает растрирование изображений (основной язык описания страниц — PostScript 3, возможна также эмуляция языка PCL5c) и управление механизмом печати. Панель управления, драйвер принтера и интерфейсы связи с ПК мало отличаются от лазерных моделей.

 

 

Сублимационные или термосублимационные  принтеры

Одной из разновидностей принтеров, использующих «твёрдые чернила», являются сублимационные (или термосублимационные) принтеры. Термосублимационная печать основывается на явлении сублимации, переходе вещества из твердого состояния в газообразное, минуя жидкое состояние.

Внутри термосублимационного принтера находится нагревательный элемент. Между ним и специальной термической фотобумагой протянута специальная пленка, похожая на обыкновенный прозрачный целлофан. В этой пленке заключены красители трех цветов — голубого, пурпурного и желтого. При поступлении задания на печать пленка начинает нагреваться; достигнув определенного температурного предела, краска испаряется с пленки. Поры бумаги при нагреве открываются и легко «схватывают» облачко краски, после завершения печати — закрываются, надежно фиксируя частички пигмента. Печать осуществляется в три прохода, поскольку краски наносятся на бумагу поочередно. Многие современные модели принтеров завершают печать фотографии дополнительным прогоном, во время которого отпечаток покрывается специальной пленкой для защиты краски от выцветания или отпечатков пальцев.

Термосублимационная печать позволяет  получать фотографии отменного качества. Здесь нет ни растровости, ни полосности, как при печати на струйных принтерах. Кроме того, изображение получается однородным, границы между чернильной каплей и бумагой нельзя разглядеть — по причине отсутствия этой самой капли. Такие фотографии очень стойки к выцветанию, поскольку краска находится не на бумаге, а как бы «впаяна» в нее. Еще одно преимущество — огромная цветовая палитра, которой располагает пользователь. Чем сильнее нагрета пленка, тем больше красителя испаряется и переносится на бумагу. Регулируя степень нагрева, можно воспроизвести мельчайшие нюансы цвета — от самых светлых, едва различимых невооруженным глазом, до насыщенных темных.) Сублимационный принтер печатает очень долговечные изображения за счет того, что краска — твердая, и находится под поверхностью бумаги. Защитный слой препятствует испарению краски из-под поверхности.

 

Достоинства твердочернильной печати

Твердочернильный принтер обладает рядом неоспоримых преимуществ перед цветным лазерным. Как уже упоминалось, во многом они обусловлены тем, что твердочернильная технология изначально разрабатывалась с прицелом на цветную печать, тогда как цветной лазерный принтер — это фактически четыре монохромных в одном корпусе. 
 
Главное преимущество твердочернильного принтера — значительно более простая конструкция, несоизмеримо меньшее число механических, оптических и электронных компонентов, а следовательно, более высокая надежность. В нем нет ни прецизионной оптико-механической системы развертки лазерного луча, ни фоторецепторов, ни блоков проявления и термического закрепления изображения. Если лазерный принтер (даже монохромный), отработавший весь срок службы с номинальной нагрузкой и ни разу не ремонтировавшийся, найти практически невозможно, то для твердочернильного принтера при условии правильной эксплуатации такая ситуация вполне реальна. 
 
Второе по значению преимущество — гораздо меньшее количество расходных материалов и простота их добавления и замены. Таких материалов всего два — чернильные бруски и комплект технического обслуживания. Чернила находятся в твердом состоянии, не пачкают рук и одежды, добавляются крайне просто — сделать это в состоянии даже ребенок. Твердочернильная технология уникальна еще и в том смысле, что добавлять красители можно не прерывая процесса печати. Замена комплекта техобслуживания — также простейшая операция, занимающая меньше минуты.

Третье, тоже немаловажное, преимущество — стабильное качество печати, не меняющееся со временем и не зависящее от количества отпечатанных на принтере страниц. Практически у всех цветных лазерных принтеров по мере износа фотобарабанов, валиков переноса и других деталей качество печати заметно ухудшается. 
 
Что касается качества печати, можно отметить яркие, живые цвета, которыми могут похвастаться только цветные лазерные принтеры высшего класса, стоящие в несколько раз больше твердочернильного, или струйные модели при печати на бумаге со специальным покрытием. Преимущество твердочернильного принтера перед последними — отсутствие растекания чернил при любом типе бумаги, вплоть до газетной. Начисто отсутствует свойственная многим лазерным (да и некоторым струйным) принтерам «полосатость». Отпечатки водостойки. 
 
Не последнее значение имеет высокая скорость печати (до 30 стр./мин), свойственная только значительно более дорогим моделям цветных лазерных принтеров, тогда как стоимость твердочернильного принтера близка к стоимости монохромного сетевого лазерного принтера аналогичной производительности. Столь малое время выхода первой страницы — 5 с — рекордное значение не только для цветных, но и для монохромных лазерных моделей. 
 
В лазерных принтерах для достижения максимальной скорости печати, как правило, в тракте подачи бумаги находятся одновременно два листа, чем обусловлено большинство проблем с замятием бумаги. В твердочернильном принтере подача следующего листа всегда начинается только после полного выхода предыдущего. Благодаря более простому тракту подачи твердочернильные принтеры могут печатать на более плотных носителях, чем большинство лазерных — до 220 г/м2. У них не возникает проблем с печатью на самых разнообразных носителях — переработанной бумаге, конвертах, прозрачных пленках, неоднородных по толщине и типу материалов носителях (например, конвертах с прозрачным окном). Благодаря отсутствию термического закрепления тонера для твердочернильной печати можно использовать более чувствительные к высокой температуре носители, чем для лазерной. 
 
Наконец, последнее по порядку, но далеко не последнее по значению для всех, кого заботит состояние окружающей среды, преимущество — на 90% меньшее, чем у лазерных принтеров, количество отходов. Для наглядности можно привести такие цифры: после печати 100 тыс. листов на цветном лазерном принтере аналогичного класса HP LaserJet 4700 образуется 71 кг отходов, тогда как на твердочернильном Xerox Phaser 8560 — всего 2 кг.

 

Недостатки твердочернильной печати

Как нередко бывает, недостатки твердочернильной технологии печати — оборотная сторона ее достоинств. В первую очередь они обусловлены тем, что чернила при комнатной температуре находятся в твердом состоянии, а постоянная готовность принтера к печати предполагает поддержание их в расплавленном виде. 
 
Самый большой недостаток — очень длительный по сравнению с принтерами других типов «холодный старт» (в первых образцах Tektronix время начального запуска доходило до 45 мин, в современных моделях оно снижено до 12–15 мин) — будет не очень заметным, если никогда не отключать принтер от сети. Одновременно нивелируется и второй недостаток — значительный расход чернил на начальный запуск. 
 
Даже если принтер полностью не отключается, а находится в энергосберегающем состоянии (заметим, что само это понятие для твердочернильных принтеров имеет несколько другой смысл, чем для лазерных — если для последних потребление в этом режиме обычно меньше 20–40 Вт, то для первого оно больше 200 Вт), время его подготовки к работе после прихода задания на печать составляет 4–5 мин. Ясно, что в большинстве офисных применений такая задержка неприемлема, поэтому применяются специальные методы обеспечения постоянной готовности принтера — автоматическое включение и выключение по расписанию и даже автоматическое отслеживание «печатного» поведения сотрудников и включение принтера незадолго до начала периодов активности (под включением и выключением здесь понимаются перевод в активный и энергосберегающий режимы, соответственно). 
 
Теперь об отпечатках. Главный их недостаток — малая механическая прочность (сплошные цветовые заливки легко процарапываются ногтем). Очевидный способ защиты важных документов — ламинирование, но и здесь подстерегают подводные камни — из-за нагрева в ламинаторе тонкие линии и мелкие шрифты слегка расплываются. Еще один недостаток связан с отсутствием смешения и растекания чернил на бумаге и малой плотностью сопел в головке. В результате на светлых участках фотоизображений наблюдается заметная невооруженным глазом «точечность». Этот недостаток обусловливает практическую невозможность использования принтера для высококачественной печати фотографий. Его стихия — текст и бизнес-графика с не слишком тонкими линиями и сплошными цветовыми заливками.

 

Источники:

http://www.pcmag.ru/solutions/detail.php?ID=9581

http://ru.wikipedia.org /wiki/Твердочернильный_принтер

http://ru.wikipedia.org /wiki/Сублимационный_принтер

http://www.3dnews.ru/peripheral/hard-ink-printing-technology/

http://pro-printer.org/index.php/article/print-press/61-tverdochernilnaya-print