Цветные струйные принтеры

До последнего времени при субтрактивном моделировании полноцветных изображений с помощью струйной печати использовались черные чернила трех базовых цветов, т.е. при печати наложением друг на друга изображений трех основных типографских цветов: голубого (cyan), пурпурного (magenta) и желтого (yellow). Хотя, теоретически, наложение этих трех цветов 100%-насыщенности должно в итоге давать черный цвет, на практике в большинстве случаев получается серый или коричневый. Потому в качестве четвертого основного цвета добавляют еще и черный (black). Такую цветовую модель называют CMYK. По этой причине в новых моделях струйных принтеров применяется не три, а четыре цветных патрона для создания цвета (дополнительный патрон с чернилами черного цвета). Благодаря этому появилась возможность широкого использования таких принтеров для обычной печати текстов и черно-белых графических изображений с одновременной экономией цветных чернил.

Твердочернильные принтеры по способу переноса красящего материала на носитель изображения имеют сходство со струйными принтерами с жидкими чернилами. «Твердые» чернила для современных моделей принтеров изготавливаются на основе каучукового связующего (ранее твердую основу чернил составлял синтетический воск). Красящему материалу придается форма брикета, который устанавливается в картридж принтера. Под действием тепла от нагревательного элемента красящий материал расплавляется и через форсунки дискретными порциями подается на носитель изображения. После выключения принтера красящий материал в печатающих элементах затвердевает, однако при последующем включении генерируемое нагревательным элементом тепло меняет фазовое состояние красящего материала с твердого на жидкое.

Начиная с принтера модели Tektronix Phaser 340, сборка полноцветного изображения в твердочернильных принтерах стала осуществляться точно так же, как и в цветных электрофотографических, т.е. сначала на промежуточном носителе (в качестве которого используется накопительная лента), а затем с него оно контактным способом переносится на бумагу или пленку.

Для изображений, полученных с помощью струйной печати жидкими чернилами, характерно (Кадр ):

· штрихи образованы дискретными элементами округлой формы с расплывчатыми краями;

· края штрихов неровные, возможно наличие загрязнений в виде однонаправленных капель-брызг с одного края знаков (образуются при большой скорости печати);

· изображения не имеют рельефа;

· красящее вещество хорошо проникает в толщу бумаги, что иногда наблюдается на оборотной стороне листа;

· красящее вещество штрихов прозрачно для инфракрасных лучей, не люминесцирует в ультрафиолетовой и красной зонах спектра, хорошо копируется водой и органическими растворителями.

Такой диагностический признак изображений, выполненных на струйных принтерах, как неустойчивость высохших жидких чернил к воздействию воды, в настоящее время теряет свою актуальность. Например, чернила на распечатке, выполненной принтерами модели Epson Stulys Photo, не растворяются даже при их обильном смачивании подогретой водой. Частичная их растворимость наблюдается при воздействии органических растворителей (например, спирта, ацетона, чистого бензина).

К диагностическим признакам изображений, полученных с помощью твердочернильных струйных принтеров, относятся

· изображение образовано дискретными элементами преимущественно округлой формы;

· поверхность красящего вещества штрихов имеет блеск;

· незначительный рельеф штрихов изображений за счет плотности красящего вещества;

· красящее вещество штрихов устойчиво к растворителям и неустойчиво к нагреванию свыше 100 °С. При нагревании нанесенных на бумагу твердых чернил до температуры выше 100 °C они начинают расплавляться. При этом поверхность изображения теряет блеск, а элементы – объем. Красящий материал растекается по бумаге и настолько глубоко проникает в ее внутреннюю структуру, что изображение, отпечатанное с одной стороны, достаточно хорошо просматривается с оборотной стороны.

Принтеры, реализующие электрофотографический способ печати, в зависимости от устройства, формирующего на фоторецепторе скрытое изображение, подразделяются на лазерные и светодиодные.

Лазерные принтеры обеспечивают более высокое качество, чем струйные принтеры. Наиболее известными фирмами-разработчиками лазерных принтеров являются Hewlett-Packard (НР), Lexmark, Epson, Canon, Toshiba, Ricoh.

Доминирующими для лазерных принтеров являются электрофотографическая и светодиодная технологии. Электрофотографическая технология подобна используемой в копировальных аппаратах. В светодиодной технологии в качестве оптического устройства, формирующего изображение, используются светодиоды (исторически светодиодные принтеры относятся к классу лазерных). Светодиодная технология, как правило, находит применение в широкоформатных принтерах (до 36 дюймов). Электрофотографическая технология обычно используется в настольных и офисных лазерных принтерах.

Лазерные принтеры формируют изображение путем позиционирования точек на бумаге (растровый метод). Первоначально страница формируется в памяти принтера и лишь затем передается в механизм печати. Растровое представление символов и графических образов производится под управлением контроллера принтера. Каждый образ формируется путем соответствующего расположения точек в ячейках сетки или матрицы, как на шахматной доске. Растровая технология в значительной степени отличается от векторной, используемой в перьевых графопостроителях. При использовании векторной технологии изображение формируется путем построения линий из одной точки в другую. Лазерные принтеры, получившие наибольшее распространение, используют технологию фотокопирования, называемую еще электрофотографической, которая заключается в точном позиционировании точки на странице посредством изменения электрического заряда на специальной пленке из фотопроводящего полупроводника. Подобная технология печати применяется в ксероксах. Принтеры фирмы HP, например, используют механизм печати ксероксов фирмы Canon. Важнейшим конструктивным элементом лазерного принтера является вращающийся фотобарабан, с помощью которого производится перенос изображения на бумагу. Фотобарабан представляет собой металлический цилиндр, покрытый тонкой пленкой из фотопроводящего полупроводника (обычно оксид цинка). По поверхности барабана равномерно распределяется статический заряд с помощью тонкой проволоки или сетки, называемой коронирующим проводом. На этот провод подается высокое напряжение, вызывающее возникновение вокруг него светящейся ионизированной области, называемой короной. Лазер, управляемый микроконтроллером, генерирует тонкий световой луч, отражающийся от вращающегося зеркала. Этот луч, попадая на фотобарабан, засвечивает на нем элементарные площадки (точки), и в результате фотоэлектрического эффекта в этих точках изменяется электрический заряд. Для некоторых типов принтеров потенциал поверхности барабана уменьшается от -900 до -200В. Таким образом, на фотобарабане возникает копия изображения в виде потенциального рельефа. На следующем рабочем шаге с помощью другого барабана, называемого девелопером, на фотобарабан наносится тонер - мельчайшая красящая пыль. Под действием статического заряда мелкие частицы тонера легко притягиваются к поверхности барабана в точках, подвергшихся экспозиции, и формируют на нем изображение. Лист бумаги из подающего лотка с помощью системы валиков перемещается к барабану. Затем листу сообщается статический заряд, противоположный по знаку заряду засвеченных точек на барабане. При соприкосновении бумаги с барабаном частички тонера с барабана переносятся (притягиваются) на бумагу.

Для фиксации тонера на бумаге листу вновь сообщается заряд и он пропускается между двумя роликами, нагревающими его до температуры около 180° - 200°С. После собственно процесса печати барабан полностью разряжается, очищается от прилипших частиц тонера и готов для нового цикла печати. Описанная последовательность действий происходит очень быстро и обеспечивает высокое качество печати.

При печати на цветном лазерном принтере используются две технологии.

В соответствии с первой, широко используемой до недавнего времени, на фотобарабане последовательно для каждого отдельного цвета (Cyan, Magenta, Yellow, Black) формировалось соответствующее изображение, и лист печатался за четыре прохода, что, естественно, сказывалось на скорости и качестве печати.

В современных моделях в результате 4х последовательных прогонов на фотобарабан наносится тонер каждого из 4х цветов. Затем при соприкосновении бумаги с барабаном на нее наносятся все 4 краски одновременно, образуя нужные цветовые сочетания на отпечатке. В результате достигается более ровная передача цветовых оттенков почти такая же как при печати на цветных принтерах с термопрессом красителя.