Технология твердочернильной печати

Дата публикации: 07.03.2020

208

Твердочернильная технология печати была изобретена в 1986 г. в компании Tektronix, в первую очередь для нужд издательств и полиграфии. Выпущенный в 1991 г. первый твердочернильный принтер компании, Phaser III, стоил около 10 тыс. долл. и предназначался в основном для изготовления полиграфических цветопроб. Дальнейшее совершенствование технологии позволило повысить качество печати и довести цену принтеров до значений, приемлемых для обычной офисной печати. После приобретения в 2000 г. компанией Xerox принтерного подразделения Tektronix это направление продолжает развиваться. Важно, что в отличие от лазерной твердочернильная технология была изначально ориентирована на цветную, а не черно-белую печать. По сути она ближе к струйной, но с элементами лазерной и даже офсетной: выбрасываемые соплами головки капли расплавленных красителей попадают не прямо на бумагу, а сначала на нагретый металлический барабан, с которого уже переносятся на бумагу, где и застывают. Благодаря этому достигается, с одной стороны, высокая скорость печати, свойственная лазерным принтерам, а с другой — качество вывода изображений, приближающееся к офсетной печати.
По технологии печати твердочернильный принтер представляет из себя струйный принтер, в котором в качестве расходных материалов используются твердые чернила (в стиках, по другому брикетах), которые переводятся в жидкое состояние путем разогрева. (Процесс сложный и многоступенчатый).
Самое главное правило твердочернильного переноса изображения звучит следующим образом - изображение может переносится ТОЛЬКО на разогретую поверхность и ТОЛЬКО в горячем состоянии.

Иногда твердочернильные принтеры например Xerox Phaser 8200 ошибочно считают сублимационными. Но у этой технологии есть серьезные отличия от стандартного понятия сублимационной печати.

Подготовка твердочернильного принтера к работе.

После включения принтера происходит процесс подготовки принтера к работе, который включает в себя следующие основные процессы.

Разогрев емкостей печатающей головки, для принятия расплавленных чернил. При этом температура емкостей достигает 140 -180 градусов Цельсия. Нагрев происходит с помощью нихромовых тенов.
Одновременно происходит процесс плавления расходных материалов – твердых чернил. С помощью пружинных механизмов, стики постоянно прижимаются к разогретым керамическим пластинам, на которых плавится передняя кромка картриджей. Плавясь картриджи стекают в горячие полости печатающей головки. Как только емкости головки заполнятся жидкими, горячими чернилами, компьютер принтера отключает разогрев керамических пластин.
Одновременно с первыми двумя процессами происходит разогрев поверхности металлического барабана переноса изображения. Нагрев осуществляется с помощью двух внешних галогеновых ламп накаливания.
По окончании 1-ого и 2-ого процессов происходит чистка форсунок печатающей головки. При этом к головке подводится исполнительное устройство вакуумного насоса, которое плотно прижимается к дюзам (форсунки). Внутренняя полость устройства, также разогревается отдельным нагревателем. Затем включается насос откачки вакуума с одной стороны, одновременно начинают работать дюзы печатающей головки, в форсированном режиме с другой стороны. Форсунки выстреливают под давлением расплавленные чернила в емкость исполнительного устройства. По окончании процедуры устройство уходит на свое первоначальное место сливая горячие чернила в специальную ванночку для отходов, где они и застывают. Данная процедура может быть вызвана пользователем в любой момент из меню принтера. Одновременно происходит процесс чистки барабана переноса изображения.
После того как барабан переноса наберет нужную температуру и дюзы будут прочищены, головка подводится к барабану переноса изображения. Твердочернильный принтер готов к печати.

Процесс печати изображения твердочернильного принтера.

После формирования изображения бортовым процессором принтера, форсунки начинают наносить изображение на поверхность вращающегося металлического барабана, причем все четыре цвета наносятся одновременно. Головка сделана во всю длину барабана, но на каждый дюйм длинны приходится не более 18-ти дюз каждого цвета, а современный твердочернильный принтер способен печатать с разрешением 2400 точек на дюйм. Каким образом?? Все очень просто, головка двигается вдоль поверхности барабана на величину равную расстоянию между двумя соседними дюзами. Для этих целей существует специальный механизм перемещения головки вдоль поверхности барабана.
Как только 25 – 30 % изображения нанесено на барабан происходит подача листа для переноса цветного изображения. Во время движения, лист бумаги предварительно нагревается (в фильме не показано).
На линии переноса изображения происходит прижим бумаги специальным резиновым роликом к поверхности барабана переноса изображения. Изображение может формироваться на расстоянии 5 мм от передней кромки листа.
Без остановки лист выходит из принтера. Весь процесс печати занимает около одной секунды времени. Этим и объясняется высокая скорость твердочернильной печати.

Однако первоначальная подготовка принтера к цветной печати (после включения принтера) происходит от 15 до 25 минут включительно, в зависимости от модели.

Преимущества

Твердочернильный принтер обладает рядом неоспоримых преимуществ перед цветным лазерным. Как уже упоминалось, во многом они обусловлены тем, что твердочернильная технология изначально разрабатывалась с прицелом на цветную печать, тогда как цветной лазерный принтер — это фактически четыре монохромных в одном корпусе.

Главное преимущество твердочернильного принтера — значительно более простая конструкция, несоизмеримо меньшее число механических, оптических и электронных компонентов, а следовательно, более высокая надежность. В нем нет ни прецизионной оптико-механической системы развертки лазерного луча, ни фоторецепторов, ни блоков проявления и термического закрепления изображения. Если лазерный принтер (даже монохромный), отработавший весь срок службы с номинальной нагрузкой и ни разу не ремонтировавшийся, найти практически невозможно, то для твердочернильного принтера при условии правильной эксплуатации такая ситуация вполне реальна.

Второе по значению преимущество — гораздо меньшее количество расходных материалов и простота их добавления и замены. Таких материалов всего два — чернильные бруски и комплект технического обслуживания. Чернила находятся в твердом состоянии, не пачкают рук и одежды, добавляются крайне просто — сделать это в состоянии даже ребенок. Твердочернильная технология уникальна еще и в том смысле, что добавлять красители можно не прерывая процесса печати. Замена комплекта техобслуживания — также простейшая операция, занимающая меньше минуты.

Третье, тоже немаловажное, преимущество — стабильное качество печати, не меняющееся со временем и не зависящее от количества отпечатанных на принтере страниц. Практически у всех цветных лазерных принтеров по мере износа фотобарабанов, валиков переноса и других деталей качество печати заметно ухудшается.

Что касается качества печати, можно отметить яркие, живые цвета, которыми могут похвастаться только цветные лазерные принтеры высшего класса, стоящие в несколько раз больше твердочернильного, или струйные модели при печати на бумаге со специальным покрытием. Преимущество твердочернильного принтера перед последними — отсутствие растекания чернил при любом типе бумаги, вплоть до газетной. Начисто отсутствует свойственная многим лазерным (да и некоторым струйным) принтерам «полосатость». Отпечатки водостойки.

Не последнее значение имеет высокая скорость печати (до 30 стр./мин), свойственная только значительно более дорогим моделям цветных лазерных принтеров, тогда как стоимость твердочернильного принтера близка к стоимости монохромного сетевого лазерного принтера аналогичной производительности. Столь малое время выхода первой страницы — 5 с — рекордное значение не только для цветных, но и для монохромных лазерных моделей.

В лазерных принтерах для достижения максимальной скорости печати, как правило, в тракте подачи бумаги находятся одновременно два листа, чем обусловлено большинство проблем с замятием бумаги. В твердочернильном принтере подача следующего листа всегда начинается только после полного выхода предыдущего. Благодаря более простому тракту подачи твердочернильные принтеры могут печатать на более плотных носителях, чем большинство лазерных — до 220 г/м2. У них не возникает проблем с печатью на самых разнообразных носителях — переработанной бумаге, конвертах, прозрачных пленках, неоднородных по толщине и типу материалов носителях (например, конвертах с прозрачным окном). Благодаря отсутствию термического закрепления тонера для твердочернильной печати можно использовать более чувствительные к высокой температуре носители, чем для лазерной.

Наконец, последнее по порядку, но далеко не последнее по значению для всех, кого заботит состояние окружающей среды, преимущество — на 90% меньшее, чем у лазерных принтеров, количество отходов. Для наглядности можно привести такие цифры: после печати 100 тыс. листов на цветном лазерном принтере аналогичного класса HP LaserJet 4700 образуется 71 кг отходов, тогда как на твердочернильном Xerox Phaser 8560 — всего 2 кг.

Недостатки

Как нередко бывает, недостатки твердочернильной технологии печати — оборотная сторона ее достоинств. В первую очередь они обусловлены тем, что чернила при комнатной температуре находятся в твердом состоянии, а постоянная готовность принтера к печати предполагает поддержание их в расплавленном виде.

Самый большой недостаток — очень длительный по сравнению с принтерами других типов «холодный старт» (в первых образцах Tektronix время начального запуска доходило до 45 мин, в современных моделях оно снижено до 12–15 мин) — будет не очень заметным, если никогда не отключать принтер от сети. Одновременно нивелируется и второй недостаток — значительный расход чернил на начальный запуск.

Даже если принтер полностью не отключается, а находится в энергосберегающем состоянии (заметим, что само это понятие для твердочернильных принтеров имеет несколько другой смысл, чем для лазерных — если для последних потребление в этом режиме обычно меньше 20–40 Вт, то для первого оно больше 200 Вт), время его подготовки к работе после прихода задания на печать составляет 4–5 мин. Ясно, что в большинстве офисных применений такая задержка неприемлема, поэтому применяются специальные методы обеспечения постоянной готовности принтера — автоматическое включение и выключение по расписанию и даже автоматическое отслеживание «печатного» поведения сотрудников и включение принтера незадолго до начала периодов активности (под включением и выключением здесь понимаются перевод в активный и энергосберегающий режимы, соответственно).

Теперь об отпечатках. Главный их недостаток — малая механическая прочность (сплошные цветовые заливки легко процарапываются ногтем). Очевидный способ защиты важных документов — ламинирование, но и здесь подстерегают подводные камни — из-за нагрева в ламинаторе тонкие линии и мелкие шрифты слегка расплываются. Еще один недостаток связан с отсутствием смешения и растекания чернил на бумаге и малой плотностью сопел в головке. В результате на светлых участках фотоизображений наблюдается заметная невооруженным глазом «точечность». Этот недостаток обусловливает практическую невозможность использования принтера для высококачественной печати фотографий. Его стихия — текст и бизнес-графика с не слишком тонкими линиями и сплошными цветовыми заливками.

Документы, созданные методом твердочернильной печати, боятся температур свыше 125°C, так что, если вы готовите бланк, который позднее будет проводиться через лазерный принтер, чернила могут не выдержать контакта с термовалом лазерной печки.

Другой недостаток твердочернильной технологии — при цветной печати светлые участки цветного изображения имеют заметную растровую структуру. Причина в том, что чернильные капли чётко фиксируются на своих местах, а сопла разнесены достаточно широко. Поэтому, несмотря на хорошую цветопередачу, для фотопечати твердочернильные устройства не приспособлены.

Экономические показатели

Как известно, важнейший технико-экономический показатель принтера для средних рабочих групп (а именно к этой категории относятся твердочернильные модели Xerox) — это совокупная стоимость владения (TCO), вычисленная с учетом всех затрат за срок службы принтера.

Попытаемся ориентировочно рассчитать этот показатель для лазерного и твердочернильного принтеров с близкой производительностью и максимальной месячной нагрузкой — Xerox Phaser 6360DN и Xerox Phaser 8560DN. При этом мы не будем учитывать затрат на ремонт и техническое обслуживание аппаратов, что с учетом вышесказанного будет играть на руку лазерному принтеру. Не будем учитывать и затрат на электроэнергию — здесь уже выигрывает твердочернильный аппарат. Будем отталкиваться от реалистичной для принтеров этого класса оценки среднего количества отпечатанных за весь срок службы цветных страниц (с 5-процентным заполнением каждым из четырех цветов) — 300 тыс. Количество расходных материалов каждого вида рассчитывалось путем деления этой цифры на заявленный изготовителем ресурс соответствующего материала с округлением в большую сторону.

Как видим, по совокупной стоимости владения твердочернильный принтер даже превосходит лазерный. Дополнительное экономическое преимущество твердочернильного принтера — меньшие простои в результате ремонтов и меньшие затраты на техобслуживание и ремонт.

Комментарии

Комментариев пока нет