Правда о переменной капле

Раз уж я взялся вести колонку, представлюсь — и читателям будет понятнее, почему мне это интересно. Сергей Белокуров , в индустрии струйной печати работаю 12-й год. Начинал рядовым печатником широкоформатного принтера. Был инженером в «Зенон», занимал ответственные должности в «САН», затем три года трудился в европейском офисе Konica Minolta Industrial Inkjet (подразделение по производству головок). Сейчас работаю в компании «Времена года», которая создаёт УФ-принтеры, фрезеры и прочее оборудование для производства рекламы (и не только). Как видите, опыт порядочный, есть чем поделиться. О банальных и простейших вещах рассказывать не буду, ведь вам любопытны тонкости и секреты перспективной технологии печати.

Моя первая тема — переменная капля. Что лучше — постоянный её размер или переменный? И какой: greyscale, VariableDrop, Multi-Drop? И есть ли от них вообще реальная польза? Отвечу как на духу. Приступим…

Мифы и догадки

Сложно поверить, но даже специалисты нашего рынка имеют различные представления о том, что такое «переменная капля». Кто-то не подозревает, что технология реализуется разными способами, а некоторые продавцы умалчивают о её недостатках. Но не потому, что скрывают, — просто не понимают всех тонкостей. Я считаю переменную каплю технологией, о которой напущено слишком много маркетингового тумана, тогда как польза от её применения для потребителей не велика. Чтобы показать все факты, опишу подробно каждый способ реализации переменной капли в сравнении с постоянной.

Как всё начиналось

Широкий формат определённо начался с использования постоянного размера капли. Он измеряется в пиколитрах (пл), а частота выброса — в килогерцах (кГц). Тут всё просто: есть сигнал одной и той же формы на головку — есть капля; нет сигнала — нет капли. Технология до сих пор используется, но раньше размер капли был в пределах 40–80 пл, частота не превышала 20 кГц, а сейчас цифры экстремальнее. Минимальный размер капли уменьшился до 1 пл (есть и меньше, но не для нужд цифровой печати), а частота поднялась до 100 кГц и выше. Конкуренция на рынке печатающих головок возрастала, и производители улучшали свои детища для достижения превосходства над конкурентами. Так родилась технология Greyscale (печать переменной каплей).

Маркетологи двигают прогресс

Нельзя сказать, что технология переменной капли появилась на голом месте. Размеры минимальных печатных элементов варьировались ещё в аналоговых способах. Но струйная печать имеет некоторые ограничения, и варьировать точку, например, в 100 раз невозможно. Плюс очевидные требования рынка: меньший размер капли, более высокая частота работы. Нужно было придумывать что-то новое — конкуренты наступали.

И вот одну из «спасательных» технологий внедрили в массы под названием greyscale. Основной её движущей силой была и остаётся английская XAAR — один из лидирующих производителей печатающих головок. Любопытно, что в то время самой лучшей её головкой была XAAR 318 с полноценной функцией переменной капли, но производилась она компанией Toshiba-TEC (Япония).

«Классический» greyscale

Суть технологии в том, что из одной печатающей головки можно получить капли разного объёма, причём разница может быть многократной.

Как это получается? Например, базовый размер капли у XAAR 318 — 6 пл, если на головку подаётся сигнал о более чем одной капле, она выплёвывает несколько, друг за другом без паузы. Они соединяются в полёте (!), и на материал попадает одна крупная капля.

Количество капель, которые выстреливает печатающая головка друг за другом, называют уровнями (levels); чем их больше, тем крупнее итоговая капля. Самое распространённое количество уровней переменной капли — 7 (на самом деле их 8, но первый уровень — «ноль», который также считается числом, но практически получается только 7 разных размеров капель). Если начальный размер 6 пл, то 7 уровней дадут на материале каплю размером 42 пл. Но величина может динамически меняться по требованию, а каждая дюза — независимо производить разный размер капли. Формула очень проста:

Размер капли * Количество уровней = итоговый размер капли

На первый взгляд технология имеет преимущества, в этом нас уверяют и многие маркетинговые «факты». Но есть и недостатки, в т. ч. уменьшение частоты работы печатающей головки. Значит, и скорость перемещения каретки по оси X будет уменьшаться пропорционально количеству используемых уровней переменной капли. Если частота работы головки 42 кГц в бинарном режиме (капля 6 пл), то при 7-ми уровнях получим частоту 6 кГц и каплю 42 пл. Считаем по такой формуле:

Частота головки : Количество уровней = Итоговая частота головки

С короткой и наглядной демонстрацией технологии Greyscale можно ознакомиться на видео компании XAAR (http://www.xaar.com/videos/Greyscale_Mar2012.wmv). А вот и картинка с сайта, показывающая, как всё работает:

Мультификсированный размер (Multi-drop, Multi-pulse binary)

У меня эта технология вызывает смешанные чувства. По факту она даёт возможность использовать технологию переменной капли в ограниченном варианте. Выбирается один уровень для выполнения определённого задания. Капля также формируется при выстреливании нескольких капель друг за другом, но её размер не может динамически изменяться во время печати. Причём так работают все дюзы печатающей головки. Это позволяет напечатать все задания только каплями большого, маленького или среднего размера. Он задаётся программно для всего задания. Частота работы головки уменьшается (хотя можно выбирать, до какой степени), размер капли увеличивается. Влияние такого режима на качество печати скорее негативное.

«Одним выстрелом» (VersaDrop, variable drop, true greyscale и т. д.)

Самый интересный способ получения капель переменного размера. Они создаются за счёт формирования разных импульсов на пьезоэлемент головки. Получается, уже из дюзы вылетают капли разного объёма, следовательно, процесс убыстряется. Потери в частоте работы дюзы будут, но ниже, чем при классическом способе greyscale. Но и тут есть ограничения по формированию капли, чаще всего её размер только в 2-3 раза отличается от номинального для головки (например, Fujifilm Sapphir QS256 имеет номинальный размер капли 10 пл, а макс. в режиме greyscale — до 30 пл). Зато решается другая проблема: если большая капля получается при помощи выброса многих субкапель, есть вероятность, что какие-то из них не всегда будут соединяться в одну до попадания на материал. Такую технологию в данный момент активно рекламируют на рынке как true greyscale («настоящий greyscale»), намекая, что технология даёт переменную каплю без потери в производительности (частоте), хотя это и не соответствует действительности. Если бы печатающая головка с этой технологией работала в режиме «фиксированной капли», то частота её работы была бы выше.

Реальные тесты и железобетонные факты

Влияние переменной капли на качество печати — это скорее теория и красивые маркетинговые картинки. В Konica Minolta мы провели один простой, но показательный тест. Поскольку все печатающие головки Konica Minolta «грейскейловые», их можно использовать и в режиме binary, и greyscale. Мы взяли одинаковые картинки, материал (пластиковая карта), головки, чернила, электронику, ПО, тип растрирования и т. д. И отправили на печать первый рисунок в режиме постоянной капли (6 пл), второй — в режиме 3-х уровней greyscale (6–18 пл), третий — в режиме 7-ми уровней (6–42 пл).

Самое удивительное, что невооружённым глазом с очень близкого расстояния разницы между полученными отпечатками заметно не было. Да, под микроскопом видно, что структура расположения капель у каждого отпечатка несколько отличается. Но это при 20-кратном увеличении! Ах какие лица были у клиентов, уверявших меня в том, что будущее — только за переменной каплей, когда я показывал им образцы, этого теста и просил выбрать напечатанные переменной каплей… С минуту они разглядывали образцы и с выражением участника игры «Стань миллионером» показывали: «Этот». Смотрели на меня и тут же меняли решение: «Нет-нет, не тот, а вот этот». Я улыбался: по глазам было видно — мир для них только что перевернулся…

Надо ли напоминать, что скорость печати в режиме greyscale была ниже, чем при binary, причём существенно: 15 м/мин против 27 м/мин!

Заключение

Скажу твёрдо: результат качества печати оборудования (принтера) не зависит от того, есть в нём технология переменной капли и какая. Качество печати — это отражение множества факторов (софт, калибровка, электроника, механика и прочее), и порой получается, что очень быстрая печатающая головка с маленьким размером капли и «переменной» технологией, работающая на принтерах от разных производителей, даст совершенно разные результаты. Головка сама по себе имеет много возможностей и параметров, реализовать которые по максимуму или оптимизировать с учётом применений — задача разработчиков принтера. О других характеристиках и технологиях поговорим в ближайших колонках.

Хотите разобраться в загадках струйных технологий? Пишите: sergey@belokurov.ru.