ТСИ / Новое слово в струйной печати

Новое слово в струйной печати

Технология HP Scalable Printing Technology (SPT)

14.04.2009 17:40 Андрей Посадский

 

Scalable Printing Technology (SPT) — технология масштабируемой печати — яркая инновация компании HP, одного из ключевых игроков рынка печатных устройств. Технология фундаментальна, универсальна и чем-то сродни «выращиванию» процессоров. Она может быть использована при создании практически любого печатающего устройства: домашнего фотопринтера, фотолабораторного устройства, многофункциональной офисной машины и даже типографии. Именно этот смысл HP вкладывает в определение «масштабируемая» (Scalable). Некоторые устройства на основе SPT уже созданы и демонстрируют рекордные показатели скорости и эффективности печати.

 

Главные особенности SPT-технологии:

- Нетривиальная архитектура печатной головки (авторское ноу-хау HP)

- Скоростная печать (21 сек – цветное фото 10х15/HP Photosmart 8253)

- Раздельные картриджи (6 цветов)

- Эффективный расход чернил

- Лабораторное качество отпечатков

 

Архитектура

 

Итак, новая разработка получила название масштабируемой. Почему? Дело в том, что компанией HP разработан единый принцип строения печатной головки, не зависящий от ее размера и сферы применения. По сути, головка являет собой монолитную конструкцию, изготовленную фотолитографическим способом на кремниевой подложке с огромным (по нынешним меркам) количеством сопел. Так, в первом серийном образце (шириной 1,37 см), рассчитанном на домашнее применение, было 3900 сопел. Напомним, что в первом картридже для струйного принтера, выпущенного HP в 1984 году, было всего 12 сопел, а печатающие головки предыдущего поколения насчитывали уже 672 сопла.

 

Быстродействие

 

«Скорострельность» феноменальная: капли выбрасываются с частотой до 24 000-36 000 раз в секунду. Чтобы распределить такое огромное количество капель по листу, головка должна перемещаться очень быстро, испытывая чудовищные ускорения в 4G (при таких перегрузках у пилотов истребителей темнеет в глазах, происходит так называемый black out). Чтобы работающая в таком бешеном ритме конструкция нормально функционировала, HP свела массу подвижных частей к минимуму, сделав картриджи неподвижными. Чернила всех цветов одновременно подаются по трубкам в печатающую головку специальным реверсивным насосом. Интересно, что он не только осуществляет приток чернил в головку, но и возвращает их обратно. Зачем? Оказывается, при таких ускорениях в головке неизбежно образуются пузырьки – чернила как бы вспениваются, капли формируются неправильно и выбрасываются по неверной траектории (а порой и не выбрасываются вовсе).

 

Эффективность

 

Традиционно с пузырьками боролись так: продували сопла чернилами, когда головка находилась в крайнем положении. В ходе данной процедуры чернила попадали не на бумагу, а в специальный чернилоприемник, шутливо именуемый специалистами «памперсом». Это заведомо иррациональный метод — он ведет к перерасходу чернил, снижая экономичность и эффективность печати.

 

В новых SPT-принтерах HР с раздельными картриджами «пузырьковая проблема» решается иначе. В головке применена система активного управления воздухом, разделяющая чернила и пену, которая попадает в специальную воздухозаборную камеру. После конденсации пена уже в виде обычных чернил вновь попадает в чернильные картриджи.

 

Еще одна мера, направленная на экономию чернил, — контроль полной распечатки страниц. Когда чернила какого-нибудь цвета в обычных принтерах заканчиваются, мы часто узнаем об этом по испорченному отпечатку (страница печатается либо не полностью, либо с искаженной цветопередачей). В SPT-моделях уровни чернил в резервуарах печатающей головки контролируются после распечатки каждой страницы. Если уровень чернил (хотя бы одного цвета) слишком мал, печать останавливается, и принтер предлагает заменить картридж с нужным цветом.

 

Качество отпечатков

 

В новых SPT-принтерах НР используются чернила Vivera, обеспечивающие реалистичную цветопередачу. Малый размер сопел потребовал особо чистых мелкодисперсионных чернил с низким содержанием красителей. При этом новый химический состав позволил также увеличить стойкость к выцветанию – 115 лет. Максимальное разрешение — до 4800х1200 dpi.

 

Расходники

 

SPT-принтеры использую систему из шести картриджей: Cyan, Light Cyan (используется только при фотопечати), Magenta, Light Magenta (используется только при фотопечати), Yellow, Black. Сами по себе контейнеры довольно просты, однако их конструкция обеспечивает максимальное извлечение чернил. Особое строение крышки предотвращает неправильную установку картриджей. Они «одеты» в прозрачную упаковку и снабжены наглядной цветной маркировкой.

 

Подробности о чернилах

 

На разработку и производство только одного вида чернил НР тратит 3-4 года и 50 тысяч часов инженерной и научной работы. Это только на первый взгляд принтерные чернила всего лишь подкрашенная вода. На самом деле это сложная по химическому составу жидкость.

 

Водная основа

 

В каждом картридже с чернилами помимо воды содержатся сорастворители, красящие и поверхностно-активные вещества, полимеры, увлажнители, консерванты, стабилизаторы, антинакипины и даже добавки, снижающие образование неровностей на бумаге. Вода играет ключевую роль в самом важном процессе термоструйной печати — образовании пузырька пара и выбросе капли. Сорастворитель взаимодействует с водой для поддержки устойчивого состояния красителей в чернилах. Поверхностно-активные вещества оказывают влияние на силу поверхностного натяжения и на процесс формирования, выброса и размещения чернильных капель на бумаге.

 

Связующие полимеры улучшают процесс сцепления красящих веществ с поверхностью бумаги. Специальный увлажнитель призван снижать парообразование в соплах. Проблема накипи, оказывается, актуальна не только для стиральных машин, но и для струйных принтеров. Поэтому в чернила в обязательном порядке входит вещество, предотвращающее образование пленки на нагревающем резисторе. Содержатся в чернилах и обычные консерванты, знакомые нам по пищевым продуктам, их задача – борьба с микроорганизмами для обеспечения неизменных характеристик чернил. Еще одна добавка препятствует разделению чернил на фракции.

 

Краситель

 

Самым главным компонентом остается красящее вещество. Оно бывает двух типов: на основе красителя или на пигментной основе. Первый тип чернил содержит очень мелкие молекулы красителя размером около 2 нм, которые в водном растворе проникают в глубинные слои бумаги – проще говоря, хорошо впитываются. Самые первые чернила делались именно на красителях, и сейчас их используют, когда прежде всего важны интенсивность и цветовая гамма изображения. Для этого необходима первоклассная фотобумага, поскольку при печати на обычной бумаге такие чернила мгновенно впитываются и краски становятся блеклыми.

 

Чернила второго типа – пигментные – содержат нерастворимые в воде твердые частицы пигмента размером 50-150 нм. Из-за столь больших размеров частицы пигментного красителя не проникают в бумагу, оставаясь на ее поверхности и обеспечивая более четкие границы изображения и большую глубину черного цвета. Но основное преимущество пигментных чернил – их меньшая зависимость от бумаги и отличная свето- и водостойкость. Большинство чернил для массового рынка производится именно по этой технологии.