Струйная фотопечать — бескомпромиссное совершенствование

версия для печати

Александр Баулин

15.04.2004

Прогресс струйной печати удивителен. Вроде бы каждая новая модель принтера ничего революционного не несёт — понемногу повышается разрешение, скорость печати и качество цветопередачи. Но, сравнивая современные модели с предками трёхлетней давности, хочется спросить: «Как мы тогда могли называть печать фотореалистичной?»

Дело в принципе

Выбранный производителями принцип струйной печати остаётся незыблемым. Оно и понятно — если дорога случайно не заведёт в тупик, то никто не рискнёт миллиардами, уже потраченными на исследования. Напомним, что для Epson традиционна пьезоэлектрическая печать. Её особенность — отсутствие нагрева чернил, капля выталкивается пластиной, приводимой в действие пьезоэлементом. Электрическое напряжение вызывает изменение его объёма, и пластина, как катапульта, выбрасывает каплю, причём меньшего размера, чем диаметр дюзы. Края сопла при вылете не задеваются, чем нивелируется один из факторов, вызывающий сателлитные брызги. При снятии напряжения пьезоэлектрик возвращается к первоначальному объёму, увлекая за собой пластину — в сопле создаётся пониженное давление, и сателлиты втягиваются.

Разное напряжение позволяет Epson варьировать размер капли (три различных объёма). Чем больше площадь однотонной заливки, тем крупнее капли и она быстрее закрашивается. Несмотря на относительно большой диаметр сопла, Epson добилась самого малого объёма капли среди конкурентов — 1,5 пл (только пьезоэлектрическая печать формирует капли меньшего диаметра, чем размер сопла, снижая риск засорения дюз). НР и Lexmark за прошедшие годы не внесли заметных изменений в термоструйный принцип действия печатных головок. Чернила в сопле нагреваются, образовавшийся газовый пузырёк выталкивает каплю. Canon гордо решила назвать свой способ печати пузырьково-струйным, хотя он и мало отличается от термоэлектрического. Но именно она модифицировала процесс: ранее ось сопла в её печатных головках упиралась в нагревательную поверхность, а теперь они параллельны. Последние конструктивные отличия от конкурентов исчезли, правда, компания утверждает, что разница всё-таки есть: сопла в принтерах Canon столь тонки, что газовый пузырёк полностью изолирует каплю от остальных чернил, а сателлитные брызги даже при круглом отверстии не появляются. (Ранее для избавления от сателлитов использовалась звездообразная форма.)

Усложнение картриджей

Принтер Lexmark P707

Устройство картриджей постоянно усложняется. Компании пытаются разместить дюзы как можно плотнее и обеспечить высокую частоту выброса капель. Но методы у всех разные. Например, в 2002 г. Lexmark расположила отверстия в печатной головке в шахматном порядке — большое, маленькое, опять большое (для капель разных объёмов) — и первой достигла разрешения 4800х1200 dpi. А Canon, использовавшая в то время дюзы разных диаметров и их шахматное расположение, в 2003 г. перешла к соплам одного диаметра, аккуратно формирующим прямоугольник. Это связано с тем, что печатающие головки Canon, изготовленные методом фотолитографии (по той же технологии делают современные микросхемы), имеют очень маленькие сопла (10 мкм в диаметре), формирующие капли объёмом всего 2 пл. Для сравнения: Lexmark нарезает дюзы эксимерным лазером, её рекорд — 11-мкм диаметр сопла, исторгающего 3-пл капли. Что касается скорости, то Canon оказалось проще добиться высокой частоты вылета капель, уместив на одной печатной головке огромное количество дюз. У принтера i9950, например, 6144 сопла (разрешение печати — 4800х2400 dpi), за секунду он формирует 122 млн чернильных капель.

Картридж Canon c призмой

Скорость работ зависит не только от частоты вылета капель, но и от расположения дюз. До 2003 г. в фотопринтерах Canon сопла для чёрных и цветных чернил находились на одной линии, и в некоторых режимах перед печатью цветными чернилами приходилось ждать, пока просохнут чёрные. Теперь они располагаются параллельно, с некоторым сдвигом, чтобы чёрные успевали высохнуть до нанесения цветных (см. схему).

Вопрос «Сколько потрачено чернил?» отнюдь не риторический. Все компании учитывают чернила программно — драйвер считает, сколько потрачено капель, и выдаёт оставшуюся ёмкость. Но теория иногда расходится с практикой, на этот случай Canon предусмотрела механизм коррекции — её картриджи снабжены призмой, подсвечиваемой снизу. Пока чернила закрывают призму с верхом, происходит полное внутреннее отражение луча света. Когда уровень спускается ниже поверхности призмы, луч проходит через неё, и детектор это регистрирует. Драйвер получает команду на коррекцию (известно, что тогда в картридже остаётся примерно 10% чернил).

Если чернила всё-таки закончились, драйвер принтеров НР поможет печатать чёрные участки наложением цветных и, наоборот — серым имитировать цветовые переходы. Конечно, это не устроит профессионала, завершающего печать работы, но спасёт от беготни в магазин при печати черновых набросков и документации.

В Epson Stylus Photo 2100 появились картриджи с серыми чернилами

Что касается экономии средств, то в последние годы наметился тотальный переход производителей на раздельные картриджи (НР примкнула к уже имеющим опыт Canon и Epson). Это повышает себестоимость принтера и картриджей, зато снижаются эксплуатационные расходы: не надо тратиться на картридж, содержащий 3 или даже 5 цветов, если кончился один. Пока особняком стоит Lexmark, ведь она специализируется на недорогих фотопринтерах, где цена устройства особенно критична. Но у медали есть и обратная сторона: в моделях с раздельными ёмкостями чернил обязательна отдельная печатная головка (обратное не всегда верно). Она рассчитана на весь срок службы принтера, и, если засохнет, придётся нести его в сервис, а для Lexmark достаточно поменять картридж. Если вы печатаете часто, волноваться не о чем: производители заявляют, что современные аппараты безболезненно переносят двухмесячный простой. В противном случае позаботьтесь о регулярной прочистке сопел.

Принтер HP Photosmart 7960, по утверждению производителя, воспроизводит более 72 млн цветов

Для нашего удобства компании применяют картриджи с микросхемой, в которой записывают объём оставшихся чернил. Такой картридж можно вынуть и использовать через некоторое время — микросхема сообщит принтеру, сколько в ёмкости осталось чернил. Практически все производители снимают гарантию на печатающую головку, если принтер вышел из строя от неоригинальных расходных материалов (экономия на фирменных «расходниках» может дорого обойтись), и без устали предупреждают о невозможности добиться точной цветопередачи и устойчивости к воздействиям окружающей среды, если используются неоригинальные материалы, но здесь лучший советчик — опыт фотографа.

В поисках правильного цвета

Сколько бы ни стоил отпечаток, в первую очередь профессионалы ценят качество изображения. Производители уже давно применяют пигментные краски для чёрных чернил и водорастворимые для цветных. Первые — это взвесь частиц красителя в воде, чёткие линии и повышенная стойкость отпечатков. Вторые (краситель неотделим от воды) дают больший цветовой охват. Но Epson решила применить и для цветных чернил пигментные красители. Они глубоко проникают в бумагу, почти не смываются водой, полимерная оболочка защищает краситель от воздействия света и воздуха. Всё это позволило Epson впервые пообещать сохранение цветов на отпечатках в течение десятков лет. Однако первым пигментным чернилам ColorFast (представлены 4,5 года назад в принтере Stylus Photo 2000P) был свойствен сильный метамеризм, т. е. изменение цветов в зависимости от типа освещения (лампа накаливания, галогенная, солнечный свет). Затем было выпущено второе поколение — UltraChrome (принтер Stylus Photo 2000), а в 2003 г. появилось и третье — UltraChrome Hi-Gloss (Stylus Photo R800), оптимизированное для глянцевой бумаги. Специальный картридж с глянцем применяется в светлых областях или с низкой концентрацией пигмента, создавая абсолютно ровную глянцевую поверхность с равномерным светоотражением. По замыслу производителя это полностью исключает метамеризм.

Оказалось, что цветопередача зависит даже от порядка нанесения цветов: преобладает цвет капли, упавшей на бумагу первой. Поэтому Canon расположила на картриджах два симметричных ряда сопел для цветных красителей. Это, кстати, удвоило скорость печати.

В прошлом году Lexmark (последняя, кто использовал для фотореалистичной печати 4 базовых цвета CMYK) вернулась к 6-цветной гамме. Годом ранее перешла на печать в 6 цветов НР (добавились светло-пурпурный и светло-голубой для точной передачи оттенков и большей детализации в светах, а также расширения цветового охвата), освоив технологию PhotoRET IV, дающую 1,2 млн цветов. Но и этого оказалось мало. В 2002 г. Epson впервые представил 7-цветную систему печати (фотопринтер Epson Stylus Photo 2100), включающую серый краситель, значительно улучающий качество печати монохромных изображений и передачу нейтральных и светлых оттенков. Появились и два типа чёрного красителя — стандартный для глянцевых носителей и матовый чёрный, характеризующийся повышенной оптической плотностью, для увеличения чёткости и насыщенности при печати на матовых носителях, в т. ч. на обычной бумаге. Компания НР в 2003 г. применила картриджи, содержащие, кроме чёрных, сразу два оттенка серых водорастворимых чернил для точной передачи полутонов фотографии (технология PhotoRET Pro отображает 72,9 млн цветов). А в феврале 2004 г. Epson и Canon добавили в палитру чернила синего и красного (Stylus Photo R800), зелёного (i990), красного и зелёного (i9950) цветов. По их утверждению, это даёт цветовой охват, недоступный другим системам печати.

Если Canon, Epson и Lexmark получают нужный оттенок стохастическим растром (множество близлежащих точек сливаются в одну нужного цвета), то принтеры НР в режиме PhotoRET достигают прямого смешения цветов. При использовании PhotoRET IV и PhotoRET Pro в одну точку (аналог элемента растра в большой полиграфии) попадает до 32-х капель базовых цветов.

В модели Canon i9950 печать идёт уже восемью цветами

Цвет изображения зависит не только от чернил, но и от фотобумаги, т. к. капли красителя вступают с ней в химическую реакцию. Это позволяет получать отпечатки, не боящиеся воды, воздуха и света, не только с помощью пигментных чернил, но и водорастворимых. Фирменная фотобумага Canon с краёв и тыльной стороны имеет пластиковую основу, что предотвращает доступ воздуха к краске (сверху «сплав» красителя и бумаги); она, как и Epson, обещает сохранение цветов на десятки лет.

Стоимость фотографии — очень сложный вопрос, т. к. цена отпечатка напрямую зависит от количества использованных чернил, а значит, и от изображения на картинке и даже установленного качества печати. Светлый отпечаток формата 10х15 см с 80% заполнением (10-15% каждого цвета) обойдётся в 40-45 центов (приблизительный расчёт, основанный на данных производителей и ценах московской розницы для фотопринтеров Epson Stylus Photo 950 и Canon S900). Вроде бы большая разница с ценами фотолабораторий (25 центов), зато вы постоянно контролируете процесс доводки изображения. Да и что такое доллар-другой за пробный отпечаток, если вся работы оценивается суммой с несколькими нулями?

Для дизайна и вёрстки

Оптический детектор из принтера компании НР

Современные струйные фотопринтеры формата А4 и А3 при доступной цене отличаются стабильностью параметров печати и широким цветовым охватом и уже давно используются (особенно фрилансерами и небольшими рекламными агентствами) для вывода пробных макетов публикаций и упаковки. Естественно, обычных драйверов для печати из профессиональных приложений недостаточно — нужны поддержка PostScript и средства точной настройки цветопередачи.

Для принтеров формата А4 сами производители RIP не разрабатывают, и нишу заполняют третьи фирмы, среди которых Best Color (ныне — подразделение EFI), iProof Systems и Pantone. Что касается аппаратов формата А3, то Epson подала пример перехода (начиная с модели Stylus Photo 1290) на фирменное специализированное ПО — растровые процессоры, поддерживающие PostScript. Однако их подробное рассмотрение выходит за рамки данной статьи.

Дополнительные возможности

Кроме извечных «быстрее, выше, сильнее» (для принтеров — «быстрее, с большим разрешением и лучшей цветопередачей»), производители стремятся и к удобству. Типичное время для печати страницы А4 — 1-3 минуты, в зависимости от сложности картинки и модели принтера. Упрощается и подготовка изображения к печати. Профессионал всё сделает сам, но куда эффективнее потратить время и усилия на творчество…

Фотопринтеры НР и Lexmark имеют оптические датчики, определяющие тип бумаги и отслеживающие момент, когда лист уже вышел из принтера и можно подавать следующий. Они состоят из светодиода и принимающей оптопары, детекторов света. Если вместо листа подложить зеркало, падающий луч отразится под тем же углом и будет полностью поглощён первым детектором, расположенным в строго рассчитанном месте, а на второй, стоящий поодаль, ничего не попадёт. С матовым стеклом свет равномерно рассеется, и интенсивность лучей, падающих на оба детектора, будет одинаковой. Понятно, что рассмотрены два идеальных случая (лучшая глянцевая бумага всё-таки частично рассеивает свет), но принцип понятен. Если на первый детектор падает большая часть отражённого света, значит, применяется глянцевая фотобумага, если сигнал от обоих детекторов одинаков — бумага без покрытия, офисная. Матовая находится посередине, к тому же для неё меньше интенсивность отражённого сигнала. Если разрешить драйверу определять тип бумаги, программа сама выберет соответствующие параметры печати.

Обычно автоматическая двусторонняя печать нужна для офисных документов, но производители фотопринтеров освоили и эту функцию — правда, нужен дуплексный модуль (опция заявлена на HP Photosmart 7960 и Canon i965). В фотопринтерах Epson реализована программная двусторонняя печать — никаких дополнительных устройств, но переворачивать лист придётся вручную.

Бурное развитие цифровой фотографии заставило производителей оснастить лучшие модели считывателями флэш-карт. Аппараты Canon, Epson и HP распечатают файлы с флэш-карт, минуя ПК (принтеры Lexmark работают только при подключении к ПК). Конечно, все возможности профессиональной печати так не реализуешь и достойного качества снимков не добьёшься, но производители явно нацелены увеличивать количество операций, не требующих общения с компьютером. Топовые модели позволяют просмотреть изображение перед печатью на ЖК-мониторе и провести несложные графические преобразования.

Стремление обойтись без ПК подвигло Epson разработать фотопринтеры, печатающие файлы с внешнего USB-накопителя (например, Zip- или CD-дисковода). Чтобы не мучиться с настройкой ICC-файлами, применена технология PIM (Print Image Matching), которая должна автоматически подстраивать цвета на оборудовании, её поддерживающем. Опять-таки профессионал вряд ли доверится программе и сам проверит правильность цветопередачи, но для начинающих это ещё один довод в пользу серьёзных фотопринтеров, избавляющих от «лишних» раздумий. Среди оборудования, поддерживающего PIM II (вторая версия появилась в 2002 г.), отмечу цифровые камеры ведущих производителей (Nikon, Olympus, Sony и др.), кроме НР и Canon. Остальные приняли стандарт Exif (совместимый аналог PIM), также поддерживаемый множеством камер.

Прямая печать с камер — столбовая дорога, которой следуют ведущие производители. Вышеупомянутые три компании были инициаторами разработки открытого индустриального стандарта прямой печати PictBridge, задействующего по USB-порту современные цифровые камеры. Ранее обычно распознавались только камеры производителя принтера. Позднее появился общий протокол PTP, а теперь разработан универсальный PictBridge.

Не забыты и профессионалы: в топовых моделях предусмотрено по два лотка, чтобы не менять всё время фотобумагу на обычную (или первую разных форматов). Выбор лотка — в драйвере или вручную. Epson Stylus Photo 2100 можно превратить в мини-фотолабораторию, оснастив держателем для рулонной бумаги, резаком и мешком для сбора фотографий. Он умеет печатать и на оптических дисках со специальным покрытием — удобно маркировать музыкальные альбомы.

Для тех, чьё творчество выходит за рамки простого листа формата А3-А4, есть масса интересных носителей. Отстаёт в этом отношении только Lexmark, но для его принтеров найдутся продукты сторонних производителей. Кроме привычных матовой и глянцевой бумаги, можно распечатывать работы на плёнках — тогда их удобно показывать через проектор. Баннеры и рулонная бумага для панорам помогут создать отпечатки нестандартного размера и интересные экспозиции. У Canon есть флуоресцентная краска — можно подделывать деньги (шутка) или изготовить оригинальные плакаты для вечеринки.

Если всё хочется сделать самому, ищите бумагу с высечкой под визитки, например, Epson PhotoPaper Cards. Останется только напечатать… Хотите поместить оригинальную вывеску на двери кабинета или окне на улицу? Вот вам разнообразные плакаты с самоклеящейся поверхностью. Перевести собственный логотип на кружку или майку? Тут как тут бумага с термопереводом. Компания Canon пока «прячет» от европейцев 3-D PhotoPrint — набор для печати объёмных изображений. И уж любого фотографа превратит в истинного художника холст с покрытием — фотография будет выглядеть как картина.

Об авторе: Александр Баулин (baulin@pcworld.ru), научный редактор журнала «Мир ПК».