Лекция 3 «Струйные принтеры»

Струйные принтеры (Ink Jet) начали активно продаваться на Западе с начала 1992 года и сейчас уже не просто составляют матричным серьезную конкуренцию, а даже начинают вы­теснять их с рынка. Между тем, матричные печатающие устройства — это целая эпоха в становлении и развитии персональных компьютерных технологий.

Многолетняя работа многих известных фирм с принте­рами этого типа отшлифовала их конструкцию до такой степени надежности, что выход принтера из строя воспри­нимается как ЧП. Матричные принтеры достаточно деше­вы (от $95 до $350) и неприхотливы в эксплуатации. Неза­менимы, если под рукой нет фирменной бумаги, а какой-либо текст надо срочно распечатать.

Но есть обстоятельство, которое рискует перевернуть рынок — это цены. Принтеры обоих классов ориентирова­ны на одного и того же потребителя. Однако выбор опреде­ляет, как правило, критерий «цена плюс качество», а по этому критерию струйные принтеры обгоняют матрич­ные. Справедливости ради заметим, что речь идет о деше­вых моделях Ink Jet.

Принцип формирования изображения в струйных принте­рах заключается в нанесении мелких чернильных капель, раз­брызгиваемых сквозь отверстия (сопла). Качество изображе­ния получается очень высокое, разрешение достигает 300 то­чек на дюйм (dpi), тогда как у матричных принтеров — до 180. К тому же работает струйный принтер намного быстрее: скорость печати достигает 2—3 страниц в минуту, тогда как у матричных — 1 страница. Немаловажен и комфорт, струй­ный принтер работает значительно тише матричного и разго­варивать по телефону, печатая документ, вполне возможно.

Первые струйные принтеры имели несколько сущес­твенных недостатков. Один из них — не очень удачный состав чернил и трудности со сменой чернильницы. В но­вых моделях печатающая головка объединена с чернильни­цей в одно целое. После того, как чернила кончились, вы просто вынимаете ее и вставляете на то же место новую. Руки при этом не пачкаются, а процесс занимает несколько секунд. Головка стоит около $30. Для сравнения, картридж для лазерного принтера, рассчитанный на то же количество листов, стоит раза в три-четыре дороже. Другой недостаток Ink Jet пока остается в силе: они чувствительны к качеству бумаги и, если она рыхлая, то изображение расплывается, что особенно заметно при цветной печати.

Однако, если учитывать, что матричная технология уже достигла своего предела совершенства, а струйная развивает­ся весьма быстро, следует ожидать резкого расширения спектра моделей струйных принтеров на рынке. Это в свою очередь приведет к снижению цен на них.

Струйные принтеры распространены там, где требуется достаточно качественная печать в небольших объемах - то есть в случаях, когда недостаточно матричного принтера, но неразумно заводить лазерный.

Среди струйных технологий конкурентоспособных, собственно говоря, две: термическая и пьезоэлектрическая. Принцип работы струйного принтера прост: при необходимости нанести точку на бумагу капля чернил выбрасывается из канала (сопла) очень малого диаметра. Разница в технологиях - это разница в способах выбрасывания капли. В первом случае ток пропускается через резистор, который, нагреваясь, вызывает локальное закипание чернил. Пузырек пара выталкивает каплю, следующее за этим падение давления вызывает подсасывание новой порции чернил. Во втором случае используется обратный пьезоэффект: при пропускании тока через пьсзоэлемент он изменяет свою форму, выбрасывая каплю. Когда напряжение падает, сопло принимает начальную форму. Печатающая головка обычно имеет около 50 таких сопел, расположенных в два ряда в шахматном порядке. Головка движется вдоль бумаги, создавая графическое или текстовое изображение. Техника, как видите, очень близка к матричной, только меньше механических элементов и отсутствует стук иголок - струйный принтер работает практически бесшумно. Зато появляются другие проблемы. Например, чернила, даже высохшие, легко могут расплыться при попадании влаги - следовательно, необходим специальный состав красящих веществ. Высыхание чернил способно засорить головку. Специальные меры требуются для уменьшения паразитического разбрызгивания чернил, уменьшения ореола вокруг основного изображения. Технологические разработки последних лет в основном справляются со многими трудностями. В частности, печатающие головки сейчас повсеместно изготавливаются заодно с чернильницей, образуя сменный элемент - картридж. Существуют специальные механизмы перевода головок в нерабочее положение и очистки. Качество вывода растет от модели к модели и в настоящее время вплотную приближается к лазерным стандартам, сохраняя относительно невысокую стоимость. Большинство производителей во главе с Hewlett Packard развивает термическую технологию, но есть и сильные пьезоэлектрические разработки - например, модель Stylus 800 фирмы EPSON.

Обычная разрешимость струйных принтеров - 300-600 точек на дюйм (dpi), что соответствует разрешимости лазерных или 24-игольчатых матричных принтеров. Но качество печати заметно лучше того, что можно получить на игольчатом устройстве. Обычно максимальная скорость печати струйного принтера - до 3 ppm для текста в облегченном режиме и 1,5 - 2 - в графическом. Производительность текстовых режимов выше, чем у среднего матричного принтера в режиме качественной печати, но, конечно, ниже, чем у лазерного. В графических режимах картина меняется в пользу струйных (см., например, графический тест PC Magazine в таблице). Принято считать, что страница текста, полученного на струйном принтере, существенно дороже распечатки матричной и даже лазерной. Что касается сравнения с лазерными принтерами, то приведенная таблица цен и ресурсов картриджей, похоже, убеждает в обратном. Сложнее сравнение с принтерами, использующими красящую ленту. В самом деле, зададимся целью получить текстовой документ, сопоставимый по качеству с лазерным или струйным, в матричном принтере. Естественно, мы будем печатать в режиме 360 dpi и на свежей ленте. Смею Вас заверить, что уже через 2-3 десятка страниц красящая лента начнет ощутимо "выдыхаться". И если эту цифру принять за ресурс ленты, то матричная печать окажется самой дорогой. На деле, естественно, ленты используются несравнимо дольше за счет некоторого падения качества. С чернилами или тонером дело ясно - картридж или пуст, или нет. Иллюзия дешевизны матричной печати достигается благодаря снижению требований к качеству документа. Безусловно, для чернового или рабочего вывода разумнее всего использовать дешевый 9-игольчатый принтер, но наша тема - качественная печать. Относительно высокая стоимость струйной печати заставляет производителей вводить редуцированные, экономичные режимы. При этом скорость печати может вовсе не возрастать - просто снижается расход чернил.

Еще одна не очень привлекательная черта (по крайней мере, в наших условиях) - требовательность к качеству бумаги. Однако мы уже договорились, что струйные принтеры стоит использовать для высококачественного вывода, а хороший документ, естественно, печатается на хорошей бумаге.

Модель	Скорость, ppm	Графич. тест, ppm	Разре­шение, Dpi	Па­мять	Цена, $ (1992г)	Ресурс картриджа, стр	Цена карт­риджа, $	Тип
HP Desk Jet 510	3	1.6	300х300	16К	400	1000-2000	40	I J
HP Desk Jet 310	3 1/7*		300х300	48К	350	500-1000 200*	30 50*	I J
HP Desk Jet 550C	3 1/7*	1.7	300х300	вок	900	1000-2000 200*	40 50*	I J
HP Desk Jet 1200C	7 1*	08*	600х300 300х300*	2М	2100	1100-2500	40	I J
EPSON Stylus 800	3	2.6	360х360	32К	500			I J
Canon BJ-200	3	2.0	360х360	49К	450
HP Laser Jet 41	4	1 7	300х300	1М	1000	3000-6000	100	L
HP Laser Jet 4M	8	1.3	600х600	6М	2900	6000		L
HP laser Jet 4P	4	1.7	300х300	2М	1500	3000-6000	100	L
Mannesmann Таllу МТ-360	2	3.6	360х360	64К	3200		40	DM
Okidata Mtcroline 590	1.5	2.6	360х360	128К	1000		20	DM
Tandy DMP 250	1	1.5	360х360	8К	500		5	DM

Обозначения типа принтера: IJ - струйный, L - лазерный. DM - матричный. В таблице указаны: скорость печати для наиболее быстрого текстового режима, максимальная разрешимость , ресурс картриджа для текстовых режимов печати. ориентировочные цены . Все характеристики (кроме отметенных звездочкой) относятся к черно-белому режиму.

Струйные принтеры в печатающей головке вместо иголок имеют тонкие трубочки — сопла, через которые на бумагу выбрасываются мельчайшие капельки красителя (чернил). Это безударные печатаю­щие устройства. Матрица печатающей головки обычно содержит от 12 до 64 сопел.

В последние годы в их совершенствовании достигнут существен­ный прогресс: при формировании изображения используют направ­ленное взрывоподобное распыление капелек чернил на бумагу при по­мощи мельчайших сопел печатающей головки — так называемую «пузырьковую» технологию струйной печати.

Технически процесс распыления выглядит следующим образом. В стенку сопла встроен электрический нагревательный элемент, тем­пература которого при подаче электрического импульса резко возрастает за 5—10 мкс. Все чернила, находящиеся в контакте с нагревательным элементом, мгновенно испаряются, что вызывает резкое повышение давления, под действием которого чернила выстреливаются из сопла на бумагу. После «выстрела» чернильные пары конденсируются, в со­пле образуется зона пониженного давления, и в него всасывается но­вая порция чернил. Эта новая технология произвела переворот в мире струйных принтеров и плоттеров, позволив почти на порядок увели­чить их разрешающую способность (до 600—1440 точек на дюйм).

Таким образом, в настоящее время струйные принтеры обеспечи­вают разрешающую способность до 50 точек на миллиметр и скорость печати до 500 знаков в секунду при отличном качестве печати, при­ближающемся к качеству лазерной печати.

Струйные принтеры, используя большее количество сопел в пишу­щей головке, выполняют и цветную печать, но разрешающая способ­ность при этом по сравнению с черно-белыми уменьшается примерно в два раза (но было сообщение, что фирма Epson создала уникальный цветной струйный принтер Stylus 600 с разрешением 1440 dpi при ско­рости цветной печати 4 страницы формата А4 в минуту).

Для создания цветного изображения используется обычно приня­тая в полиграфии цветовая схема CMYK, включающая четыре базовых цвета: Cyan — голубой, Magenta — пурпурный, Yellow — желтый, Key — ведущий (черный). Сложные цвета образуются смешением базовых. Качество печати великолепное — полноцветный плакат практически неотличим от типографского.

Основные достоинства струйных принтеров:

• высокое качество печати, для принтеров с большим количеством сопел сравнимое с качеством печати лазерного принтера;

• высокая скорость в режиме черновой печати;

• использование обычной бумаги, правда, хорошей плотности (от 60 до 135 г/м²), чтобы не растекались чернила;

• бесшумность работы.

Основными недостатками струйных принтеров являются:

• опасность засыхания чернил внутри сопла, что иногда приводит к необходимости замены печатающей головки;

• относительно высокая стоимость расходных материалов, в част­ности баллончика для чернил, особенно если он объединен с пе­чатающей головкой и заменяется совместно с ней (такая конст­рукция весьма распространена);

• к числу су­щественных недостатков струйных принтеров можно от­нести их высокую чувствительность к качеству бумаги — на рыхлой бумаге изображение расплывается, что особенно заметно при цветной печати.

Матричному же принтеру все равно, на какой бумаге вы собираетесь печатать. Для Рос­сии модели этого типа и по многим другим показателям предпочтительнее других, они просты в обращении и об­служивании, надежны. Их сервисные возможности сведе­ны к минимуму, но, как правило, большего от них и не требуется - в глазах потребителя ограниченные возмож­ности могут быть скомпенсированы относительно невысо­кой ценой.

Качество печати струйного принтера лишь немногим уступает качеству печати лазерных принтеров, при этом финансовые затраты аналогичны затратам при покупке матричного принтера. Эти принтеры идеально подхо­дят для домашнего применения, потому что работают они тихо и просты в обслуживании, как и многие другие домашние приборы.