Drukowanie w barwach tęczy

Doczekaliśmy czasów, w których najtańsze drukarki atramentowe potrafią wydrukować dobrej jakości zdjęcie. Niektóre nie potrzebują nawet do tego komputera.

Doczekaliśmy czasów, w których najtańsze drukarki atramentowe potrafią wydrukować dobrej jakości zdjęcie. Niektóre nie potrzebują nawet do tego komputera.

Mowa, oczywiście, o drukarkach fotograficznych, przystosowanych do bezpośredniej współpracy z kartami pamięci. Wśród dwudziestu przetestowanych drukarek pojawiły się trzy takie urządzenia, i biorąc pod uwagę ich cenę, wcale nie są to modele z górnej półki. Inna sprawa, że różnice między modelami z różnych przedziałów cenowych zacierają się stopniowo - coraz trudniej producentom uzasadnić, że drukarka powinna kosztować 2000 zł, bo konkurencyjne modele za 500-600 zł mają niewiele mniejsze możliwości.

Jak powstaje kolorowy obraz

Podgrzewany atrament zwiększa objetość i powoduje wzrost ciśnienia w komorze  znajdującej sie za dyszą. Gdy osiągnie wartość progową, ciśnienie powoduje wystrzelenie kropli przez dyszę, a powstające w komorze podciśnienie zasysa kolejną kroplę atramentu.

Podgrzewany atrament zwiększa objetość i powoduje wzrost ciśnienia w komorze znajdującej sie za dyszą. Gdy osiągnie wartość progową, ciśnienie powoduje wystrzelenie kropli przez dyszę, a powstające w komorze podciśnienie zasysa kolejną kroplę atramentu.

Wszystkie przetestowane przez nas drukarki tworzą obraz, natryskując na papier niewielkie kropelki atramentu, jednak w różny sposób wystrzeliwują atrament. Wszystkie drukarki z wyjątkiem Epsona wykorzystują termiczną technikę druku. Atrament jest zasysany do komory, gdzie niewielki rezystor podgrzewa go do temperatury kilkuset stopni Celsjusza. Wskutek tego procesu atrament zwiększa objętość i zostaje wypchnięty przez dyszę w kierunku papieru. Powstające wówczas w komorze za dyszą podciśnienie powoduje zassanie kolejnej porcji atramentu.

W przypadku Epsona mechanizm, nazywany piezoelektrycznym, działa na nieco innej zasadzie. Wykorzystuje się tu specyficzne właściwości kryształów, które pod wpływem impulsu elektrycznego zmieniają kształt, powodując zmniejszenie objętości komory zawierającej atrament, i co za tym idzie, zwiększenie jego ciśnienia aż do momentu, kiedy zostanie wystrzelony przez dyszę. Używając obrazowego porównania, komorę z atramentem w drukarkach Epsona można porównać do pokoju, w którym nagle zaczyna się obniżać sufit. Spowodowałoby to stopniowy wzrost ciśnienia powietrza w pokoju - tak samo zwiększa się ciśnienie atramentu w komorze.

Drukarki atramentowe do tworzenia wydruków kolorowych używają trzech składowych atramentów, tworzących triadę CMY (cyan, magenta, yellow). Teoretycznie te trzy barwy wystarczyłyby również do wydrukowania koloru czarnego, jednak praktyka pokazuje, że znacznie lepsze efekty daje zastosowanie oddzielnego czarnego atramentu. Zwłaszcza że można wówczas wykorzystać atramenty różnego typu - czarny produkowany jest na bazie pigmentu, a kolorowe na bazie barwników organicznych. Takie rozwiązanie jest stosowane powszechnie.

Czasami, aby poprawić jakość wydruku, producenci stosują dodatkowe pojemniki z atramentem. Na przykład Canon dodaje dwa atramenty, określane jako fotograficzny cyan i fotograficzna magenta. Różnią się od standardowych odpowiedników dużo mniejszą gęstością. Pozwala to tworzyć gładsze przejścia tonalne bez zwiększania rozdzielczości.

Drukarki używają półcieniowania, aby za pomocą kilku podstawowych barw stworzyć złudzenie szerokiego spektrum.

Drukarki używają półcieniowania, aby za pomocą kilku podstawowych barw stworzyć złudzenie szerokiego spektrum.

Na jakość obrazu oprócz rozdzielczości wpływa również wielkość pojedynczej kropli atramentu. Ludzkie oko nie byłoby w stanie dostrzec pojedynczych punktów na wydruku w chwili, gdy krople te osiągnęłyby objętość rzędu 1 pl (pikolitra). Na razie najlepsze drukarki wystrzeliwują krople o objętości około 4 pl. Wielkość tej kropli zależna jest od dwóch czynników - średnicy dyszy oraz charakterystyki rezystora podgrzewającego atrament. Te dwa elementy wpływają jednocześnie na prędkość kropli atramentu w drodze między dyszą a papierem.

Skonstruowanie nowoczesnej drukarki atramentowej, szybko dającej dobrej jakości wydruki, jest wciąż poważnym wyzwaniem dla inżynierów. Przytoczymy kilka liczb, aby unaocznić złożoność problemu. Dysze w najszybszych drukarkach atramentowych mogą pracować z prędkością do 36 kHz (HP InkJet 2250), co oznacza, że w ciągu każdej sekundy wystrzeliwują 36 tysięcy kropli atramentu. Gdy pomnożymy to przez liczbę dysz w głowicy (we wspomnianej drukarce 1216), wówczas się okaże, że drukarka w ciągu sekundy wyrzuca ponad 43 miliony kropli atramentu.

Aby zapewnić taką wydajność, trzeba zadbać o odpowiednie parametry rezystorów, podgrzewających atrament przed wystrzeleniem. Wystarczy powiedzieć, że Słońce na powierzchni wielkości pojedynczego rezystora wytwarza moc w przybliżeniu 10-krotnie mniejszą.

Rozdzielczość kontra sztuczki

Najbardziej znani producenci drukarek atramentowych, reklamując swoje wyroby, kładą szczególny nacisk na jeden z dwóch elementów - wysoką rozdzielczość lub wbudowane systemy poprawy druku. Podział ten był szczególnie wyraźny w czasie, gdy drukarki HP oferowały nieco niższą rozdzielczość niż konkurencyjne. HP bardzo intensywnie promowało wówczas swoje techniki PhotoRET, potem PhotoRET II oraz najnowszą PhotoRET III.

Opłacalność

Opłacalność

W czym tkwi problem? Otóż drukarka może bezpośrednio oddać bardzo ograniczoną liczbę kolorów. Załóżmy, że wyposażona jest w cztery tusze (CMYK) i potrafi w jednym punkcie jednocześnie nałożyć dwie krople atramentu. Wówczas punkt może przyjąć jedną z zaledwie ośmiu barw (biała, czarna, C, M, Y, R, G, B). Jednak podczas wydruku zdjęcia skala barw jest wielokrotnie szersza. Aby uzyskać przynajmniej przybliżony efekt, drukarki stosują metodę półcieniowania. Polega ona na układaniu pojedynczych punktów w podstawowych barwach w ściśle określone wzory geometryczne, które z pewnej odległości dają złudzenie pożądanego koloru. Efekt wydruku zależy wówczas głównie od jakości zastosowanego algorytmu półcieniowania. Niezależnie jednak od jego doskonałości użyteczna rozdzielczość drukarki się zmniejsza - jeżeli wynosi fizycznie np. 1200 dpi, ale potrzebne są aż trzy punkty, żeby poprawnie odwzorować jeden kolor, wówczas rzeczywista rozdzielczość wynosi 400 dpi.

Parametry i ocena testwanych drukarek powyżej 1000 zł

Parametry i ocena testwanych drukarek powyżej 1000 zł

Jednym rozwiązaniem jest stopniowe zwiększanie rozdzielczości fizycznej drukarki do momentu, gdy mechanizm półcieniowania przestanie mieć znaczący wpływ na jakość wydruku. Taka droga jest logiczna, jednak wiąże się z geometrycznym wzrostem zapotrzebowania na pamięć komputera i na jego moc obliczeniową.

Innym rozwiązaniem jest zastosowanie atramentów określanych jako fotograficzne, które umożliwiają nakładanie więcej niż dwóch warstw w jednym punkcie. Przykładowo, w drukarkach fotograficznych HP z systemem PhotoRET III możliwe jest nałożenie aż szesnastu warstw kolorów w jednym punkcie, co przekłada się na czterysta możliwych odcieni. Półcieniowanie wciąż jest niezbędne, jednak w znacznie mniejszym zakresie, co pozwala osiągać dobrej jakości wydruki przy niewysokich rozdzielczościach, rzędu 600 dpi. Canon natomiast, wykorzystując kombinację atramentu zwykłego i fotograficznego, o dużo mniejszej gęstości, jest w stanie uzyskać dla każdej barwy składowej trzydzieści trzy odcienie w jednym punkcie.


Zobacz również