Jak, gdzie, kiedy, dlaczegi i po co, czyli wszystko co musisz wiedzieć o działaniu drukarki atramentowej

Jak to atrament?
Kolorowe wydruki o wysokiej jakości niczym HD
Jak to się dzieje, że wie co drukować?
Podsumowanie – zalety i wady atramentówek

Od dni produkcji pierwszej drukarki atramentowej (z ang. Ink-jet printer, potocznie zwana atramentówką) minęło ponad 30 lat (PT 80i wyprodukowała firma Siemens w 1977 roku). W tym modelu tusz był rozpylany metodą piezoelektryczną przez 12 dysz pracujących w trybie przerywanym z prędkością do 270 znaków na sekundę, tak więc zasada działania była bardzo zbliżona do dzisiejszych atramentówek. Ale zacznijmy od początku.

Jak to atrament?

Geneza drukarki rozpoczyna się nawet przed powstaniem monitorów, bowiem pierwszym narzędziem dialogu użytkownika z komputerem był dalekopis (drukarka sprzężona z klawiaturą). Pierwsze drukarki działały na zasadzie zbliżonej do maszyny do pisania, czyli wzór określonego znaku uderzał poprzez taśmę barwiącą w papier pozostawiając tym samym swe odbicie na jego powierzchni. Erę drukarek atramentowych poprzedza ewolucja igłówek, które wiodły długi prym w swojej branży. I pomimo faktu, iż zasada działania obydwóch jest podobna (jak sama nazwa wskazuje różnica polega na aplikowaniu tuszu za pomocą igieł, a w przypadku drukarek atramentowych zajmują się tym specjalne dysze w głowicy) to jednak wejście na rynek szybszych, a przede wszystkim cichszych atramentówek nie pozostawiło wiele złudzeń zwolennikom igłówek. A więc jak można się łatwo domyślić generalnie tusz w drukarkach atramentowych aplikowany jest na papier poprzez umieszczone na głowicy dysze o średnicy kilkudziesięciu mikrometrów. W zależności od producenta stosuje się dwie techniki wytwarzania kropli atramentu: pęcherzykową (HP, Canon, Lexmark), piezoelektryczną (Epson).

Technika pęcherzykowa opiera się głównie na działaniu opornika pełniącego funkcję grzałki, który znajduje się w kanaliku doprowadzającym atrament do dyszy. W momencie gdy przez opornik przepływa prąd powoduje on samoistnie ogrzanie atramentu, a następnie powoduje jego parowanie i powstawanie wokół grzałki pęcherzyka gazu. Jego zwiększający się rozmiar powoduje wypchnięcie kropli atramentu z prędkością około 100 km/h, a następnie zassanie kolejnej porcji atramentu. Metoda ta niesie za sobą ryzyko rozmazania wydruku ze względu na temperaturę rozgrzanego atramentu, a w dłuższej perspektywie czasu może powodować powolne osadzanie się na elemencie grzejnym warstwy atramentu, a tym samym zmniejszanie objętości kropli. Natomiast druga metoda opiera się na działaniu miniaturowych płytek piezoelektrycznych. Gdy następuje zwiększenie napięcia, a tym samym natężenia prądu, piezokryształy zwiększają swoje wymiary i powodują wybrzuszenia membrany (która oddziela piezokryształy od tuszu), a w efekcie wystrzelenie kropli barwnika. W takiej sytuacji temperatura atramentu nie zmienia się, dzięki czemu uzyskuje się bardziej ostre krawędzie. Ponadto głowica drukarki może działać na dwa sposoby: w trybie ciągłym i na żądanie (Drop on Demand). W pierwszym sposobie seria kropel atramentu jest kilkukrotnie podawana przez głowicę, a miejsce padania kropelek tuszu określane jest za pomocą pola elektrostatycznego. Natomiast metoda druku na żądanie opiera się na zasadzie, że kropla atramentu jest dostarczana dokładnie wtedy i w tym miejscu gdzie określi to specjalny sterownik. Właśnie ta metoda wykorzystywana jest w większości stosowanych obecnie drukarek atramentowych. Tusz stosowany w drukarkach atramentowych możemy podzielić na dwie zasadnicze grupy. Tusz rozpuszczalnikowy jest jednorodną cieczą z rozpuszczonymi barwnikami i może tworzyć bardzo małe kropelki, które są niezbędne do tworzenia wydruków o bardzo wysokiej rozdzielczości. Wadą takich tuszy jest ich podatność na czynniki zewnętrzne, takie jak: promienie UV (które powodują blaknięcie), woda czy tarcie (ścieranie się). Natomiast tusz pigmentowy zawiera w sobie cząstki stałe pigmenty. Plusem tego rodzaju tuszy jest duża odporność na czynniki zewnętrzne takie jak: promienie UV, woda, kurz, tarcie. Wadą jest stosunkowo duża wielkość kropli oraz utrudnione mieszanie się, łączenie ich między sobą. Każdy z podanych tuszy ma zarówno wady, jak i zalety. Coraz częściej w drukarkach atramentowych stosuje się obydwa typy tuszu jednocześnie.

Kolorowe wydruki o wysokiej jakości niczym HD

Sposób działania drukarek monochromatycznych jest oczywisty. Natomiast otrzymywanie kolorowych wydruków wydaje się być istną magią. Bowiem jak powszechnie wiadomo tusz kolorowy składa się z trzech podstawowych kolorów (model CMYK): turkusowego (cyan), karmazynowego (magenta) i żółtego (yellow). Jak więc wydruki otrzymują barwy pośrednie? Kolory w drukarkach atramentowych otrzymuje się poprzez mieszanie tych trzech barw, a w niektórych przypadkach tą metodą tworzy się nawet kolor czarny(!). Teraz z kolei bardziej dociekliwi mogą zastanawiać się, gdzie takie mieszanie się odbywa. Dithering, to słowo oznacza, że drukarki nanoszą tylko kolory podstawowe, ale robią to na tyle blisko siebie, że z większej odległości uzyskujemy wrażenie pożądanego koloru (taką metodę uzyskiwania barw zastosowano w tańszych drukarkach). Natomiast lepszą jakość kolorów uzyskuje się poprzez kilkukrotne nanoszenie koloru warstwami w jednym miejscu (metodę tą stosuje m.in. HP, Epson, Canon). Kolorowy tusz znajduje się w dwóch kartridżach (jeden z tuszem czarnym, drugi z kolorami: cyan, karmazynowy, żółty) lub w czterech osobnych kartridżach (w każdym znajduje się dany kolor). Ponadto w niektórych drukarkach można stosować specjalne tusze, tak zwane tusze fotograficzne, które są nieco jaśniejsze niż standardowe, dzięki czemu lepiej oddają barwy przy drukowaniu zdjęć, obrazów i fotografii. Generalnie kolorowym drukowaniem rządzi jedna zasada, im mniejsze krople atramentu drukarka potrafi wydrukować, tym większa paleta barw i odcieni, które człowiek może dostrzec.

Jak to się dzieje, że wie co drukować?

Doskonale wiemy, że wszystko ma swój początek, a więc czy nie zastanowiło Cię w ogóle to, skąd drukarka wie co ma drukować i w jaki sposób?? Wiadomo dane takie zostały wysłane przez komputer jednak w jakim formacie, jak to jest fizycznie możliwe? Oczywiście kolejny raz technika nas zaskakuje, bowiem okazuje się, że komputer z drukarką posługuje się swoim własnym językiem zwanym językiem opisu strony (PDL –ang. Page Description Language), który konwertuje wszystkie drukowane elementy na specjalne dane.

Podsumowanie – zalety i wady atramentówek

Jeśli dotarłeś do końca tej lektury, należą Ci się gratulacje. To koniec danych technicznych. Na koniec przypominamy dlaczego to właśnie atramentówki cieszą się taką popularnością, a jednocześnie dlaczego są poważnie zagrożone przez rynek laserówek.

Zalety drukarek atramentowych: niski koszt produkcji, i tym samym stosunkowo niskie ceny zakupu; cicha praca; wysoka wydajność; znaczna ilość pamięci wewnętrznej zdolnej do obsługi nawet złożonych plików graficznych z dużą ilością powierzchni wielobarwnych; dobra jakość wydruku czarnego i w kolorze; łatwość wymiany kaset drukujących tuszy - kartriży; duży wybór zamiennych materiałów eksploatacyjnych.

Wady drukarek atramentowych: wysoki koszt oryginalnych materiałów eksploatacyjnych; wysoka jakość wydruku jest możliwa do uzyskania tylko na papierze niestandardowym. Najlepsze wyniki wydruku uzyskuje się na papierze firmowym danego producenta drukarki; stosunkowo duża wadliwość części mechanicznych; brak możliwości drukowania na papierze wielowarstwowym.