Nowoczesne technologie druku atramentowego

Na rynku działa kilku producentów drukarek i wielofunkcyjnych urządzeń atramentowych. Niemniej w ostatnich latach pod względem liczby wprowadzanych do technologii druku atramentowego nowości prym wiodą z pewnością dwie firmy: Hewlett-Packard (HP) oraz Epson. Ta pierwsza opracowała m.in. technologię druku atramentowego PageWide z nieruchomą głowicą drukującą. Z kolei Epson zaprezentował niedawno w Polsce technologię RIPS (Replaceable Ink Pack System) współpracującą z głowicami PrecisionCore.

Dzięki tym technologiom firmom udało się opracować dostępne obecnie na rynku urządzenia, które z powodzeniem mogą nie tylko konkurować z drukarkami laserowymi w zastosowaniach korporacyjnych, ale również pod niektórymi względami pozostawiają je daleko w tyle. Przyjrzyjmy się zatem, dlaczego najnowsze technologie druku atramentowego są w stanie pod względem szybkości druku, wydajności i miesięcznej liczby wydruków konkurować z drukarkami laserowymi.

Zobacz również:

• Jaką drukarkę wielofunkcyjną do domu wybrać? Przegląd drukarek wielofunkcyjnych 2023

Druk na całej szerokości

Technologia PageWide w swojej pierwszej wersji pojawiła się na rynku w 2006 roku w kolorowym urządzeniu wielofunkcyjnym HP CM8060. Polega ona na tym, że przemieszczający się podczas druku tam i z powrotem nad zadrukowywaną kartką zestaw klasycznych głowic atramentowych zastąpiono nieruchomą głowicą dostosowaną do szerokości przesuwającej się pod nią kartki – podobnie jak w laserowych drukarkach LED. Dzięki temu znacząco przyspieszono wydruk przy jednoczesnym zachowaniu jakości – kartka po prostu przesuwa się ze stałą prędkością pod głowicą i jest zadrukowywana od razu na całej swojej szerokości z wymaganą jakością. Co więcej, wyeliminowanie ruchomej „karetki” z głowicami zwiększa nie tylko szybkość i dokładność druku, ale również niezawodność urządzenia i obniża koszty jego eksploatacji.

W 2013 roku pojawiła się druga generacja technologii PageWide. Znalazła ona obecnie zastosowanie m.in. w dostępnych na rynku biurowo-korporacyjnych drukarkach HP OfficeJet z serii X. Głowice drukujące zastosowane w tych urządzeniach pozwalają jednej listwie drukującej korzystać z czterech kolorów atramentu. Długość listwy wynosi 218 mm, a na każdy kolor przypada po 10 560 dysz – łącznie na listwie (głowicy) znajduje się 42 240 dysz, a gęstość upakowania dysz to 1200 dysz na cal. Drukarki korzystają z termicznej technologii druku.

W tym roku firma HP wprowadziła na rynek trzecią generację głowic drukujących PageWide. Na razie 129-milimetrowe listwy drukujące znalazły zastosowanie jedynie w wysoko wydajnych drukarkach wielkoformatowych HP PageWide XL. W tym wypadku za wydruk w jednym kolorze odpowiada 6336 dysz, a jedna listwa może drukować na raz w czterech kolorach – łączna liczba dysz przypadająca na listwę to 25 344 dysze. W przyszłym roku planowane jest wprowadzenie głowic o większej rozdzielczości 2400 dysz na cal, gdzie na listwę o szerokości 108 mm w wolne miejsca pomiędzy drukującymi blokami dysz będą dodane bloki dysze wystrzeliwujące krople o mniejszej o połowę w stosunku do dotychczasowej objętości 6 pikolitrów.

Drukowanie jednoprzebiegowe

Szybkość druku dochodząca do 70 stron na minutę w kolorze w technologii HP PageWide uzyskano dzięki drukowaniu w jednym przebiegu, ale aby tak szybki druk był niezawodny, konstruktorzy z firmy HP wprowadzili kilka dodatkowych technologii do systemu druku. Aby precyzyjnie nanieść kroplę atramentu, każda dysza musi działać dokładnie wtedy, gdy jest to wymagane, mieszcząc się w wąskich przedziałach tolerancji szybkości, kierunku, masy i objętości kropli.

Do sprawdzenia poprawności działania wszystkich dysz w drukarkach HP OfficeJet z serii X zastosowano technologię Backscatter Drop Detection (BDD). Jest to optyczny system wykrywania kropli w locie wykorzystująca szereg fotodetektorów wyłapujących odbite od kropel refleksy podczas ich przechodzenia przez zogniskowaną wiązkę światła. Technologia BDD jest w stanie przetestować działanie kilku tysięcy dysz w ciągu sekundy.

Jeżeli okaże się, że dysze nie działają prawidłowo, głowica jest czyszczona i wycierana. Jeśli to nie pomoże i dysze dalej nie działają prawidłowo, wówczas sięgnąć można pasywne i aktywne metody kompensacji, tak aby zastąpić wadliwe dysze dyszami sprawnymi. Dzięki temu uniknąć można wad wydruków, takich jak białe, niezadrukowane miejsca. Metoda pasywna polega na tym, że w wypadku awarii jednej z dysz znajdujące się obok sąsiednie dysze mogą w pewnym zakresie zadrukowywanej przestrzeni bez problemu zastąpić uszkodzoną dyszę. Drukują one wówczas w miejscach, w których normalnie drukowałaby uszkodzona dysza, a efekt przesunięcia faktycznie wydrukowanego punktu jest tutaj nie większy niż 1/1200 część cala od jego nominalnej pozycji.

W metodzie aktywnej tworzona jest dodatkowo mapa uszkodzonych dysz i rejestrowane są informacje, czy dane dysze zatykały się i odtykały w poprzednich cyklach czyszczenia. Na podstawie kilku pomiarów BDD przygotowywana jest również tabela odnośników, które dysze (z lewej lub prawej strony) mogą z większą precyzją zastąpić dysze sprawiające kłopoty – zmniejsza się w ten sposób błąd przesunięcia wydrukowanego punktu od jego nominalnej pozycji. Dzięki temu możliwe jest również sterowanie dyszami zastępczymi tak, aby zminimalizować sytuacje, w których zastępcze dysze muszą wystrzeliwać dwie krople jedna za drugą, zanim przemieści się pod nimi kartka papieru. Dodatkowo w metodzie aktywnej możliwe jest też zastąpienie czarnej barwy złożeniem barw CMY i w ten sposób zamaskowanie niedoskonałości wydruków wynikających z uszkodzenia nawet kilku sąsiadujących ze sobą dysz.