Как выбрать материалы для струйной печати

Технология струйной печати

Начало развитию струйной технологии положил французский физик и врач Феликс Савар. В 1833 году, занимаясь исследованиями звучания труб, из которых вытекает тонкая струя жидкости, он обнаружил однотипность образования капель жидкости, выпускаемой через узкое отверстие. Математически описал этот процесс в 1878 году Барон Рэлей III.

Практическое применение теории началось гораздо позже,  в 1951 году компания Siemens запатентовала первое устройство, разделяющее струю на однотипные капли. В 60-х годах компания IBM лицензировала технологию струйной печати и начала внедрять ее в собственных принтерах, в результате чего в 1976 году и появился первый струйный принтер, использующий метод непрерывной струйной печати.

Наряду с развитием непрерывной струйной печати в 70-х годах прошлого века появился метод drop-on-demand («капли по требованию»), при котором устройство выпускает капли чернил только при необходимости их попадания на твердый носитель. Эта технология стала активно развиваться и на сегодняшний день в выпускаемых принтерах используются два основных метода струйной печати – пьезоэлектрический и термоструйный (или пузырьково-струйная печать). 
Tехнология пузырьково-струйной печати была разработана компаниями HP и Canon. В этой технологии используются жидкие чернила, которые подаются в печатающую головку, оснащенную множеством сопел миниатюрного диаметра. Каждое из сопел оборудовано крохотным нагревательным элементом, способным очень быстро нагреваться до очень высоких температур (400-500 градусов по Цельсию). При включении он испаряет некоторый объем чернил, получаемый газ занимает значительно больший объем, нежели до этого занимала жидкость, в результате чего из сопла выталкивается порция чернил, оставляющая на бумаге точку.
После отключения нагревательного элемента газ быстро конденсируется, уменьшается в объеме и втягивает в капилляр новую порцию чернил. Canon назвала свой метод «bubble jet», а HP – «thermal inkjet», однако они используют один принцип и различаются лишь в деталях.

Простота конструкции и низкая стоимость такой печатающей головки дает возможность делать ее заменяемой и фактически решает извечную проблему надежности.

Компания EPSON в своих струйных принтерах использует пьезоэлектрический метод, основанный на использовании пьезокристаллов, деформирующихся при воздействии на них электрического поля и установленных на каждом из капилляров, идущих к соплам. Колебания пьезоэлемента передаются на пластину (диафрагму), которая выталкивает управляемое количество чернил через сопла печатающей головки на бумагу. 
Отсутствие нагрева (в отличие от термоструйной технологии печати) дает ряд преимуществ – значительно увеличивается ресурс печатающей головки, можно использовать различные типы чернил (не только термостойкие). Пьезоэлектрическая печатная головка практически рассчитана на весь срок службы принтера, в то время как термоголовки приходится делать сменными. К относительным недостаткам данной технологии можно отнести дороговизну и сложность в исполнении.

Особенно широко применяется струйная технология для цветной печати, она оптимальна по соотношению цена/качество и позволяет печатать цветные изображения фотографического качества. В этом случае используются головки с несколькими наборами сопел, каждый из которых распыляет краску одного из основных цветов – желтого, зеленого, красного или черного. А различные цвета получаются путем их смешивания. 
Струйные принтеры, благодаря своей невысокой цене, небольшим размерам, тишине работы, возможности цветной печати, высокой разрешающей способности печати, достаточно высокой скорости печати (за исключением фотографий) приобрели необычайную популярность.

Струйная технология не лишена и недостатков. Это высокая стоимость расходных материалов при небольшом их ресурсе, проблемы с засыханием чернил и засорением печатающей головки, требовательность к качеству бумаги, недостаточная водо- и светостойкость отпечатков.

Материалы для струйной печати

После краткого знакомства с технологией струйной печати, можно ответить на следующие вопросы:

  • Что такое фотобумага?

  • Почему она стоит дорого?

  • Почему производители струйных принтеров рекомендуют покупателям только собственные сорта бумаги?

  • Какие типы бумаги необходимо использовать для струйных принтеров?

В струйных принтерах используются жидкие чернила, которые бывают пигментными или водорастворимыми, и, следовательно, бумага должна быть восприимчивой к определенному типу чернил, или к обоим типам сразу.

Изображение создается капельками краски, которые печатающая головка выталкивает через сопло на бумагу. Чем меньше размеры этих капелек, тем выше разрешающая способность печати и соответственно лучше качество получаемого отпечатка. В последних моделях струйных принтерах объем этих капелек снизился до величины 1-1.5 пиколитра (это одна триллионная часть литра, для закраски квадратика 2.5х2.5 см потребуется примерно 23 миллиона таких капель).

На поверхности бумаги чернильные капельки образуют пятна, размеры которых зависят от впитывающих свойств поверхностного слоя бумаги. Идеальный вариант достигается тогда, когда диаметр пятна не превышает расстояние между соседними соплами печатающей головки принтера, в противном случае снижается четкость изображения, и ухудшается цветопередача. Глубина пропитки также должна не превышать допустимой предельной величины, чтобы изображение не было видно с другой стороны листа.

Множество таких точек формируют отпечаток изображения. И если такие параметры, как размер капелек и свойства чернил, являются заданными для имеющегося принтера, то определяющим условием для достижения максимально возможного качества печати остается правильный выбор типа бумаги.

Для достижения максимального качества печати важна совместимость всех трех составляющих: принтера, чернил и бумаги.

Офисная бумага

Как правило, каждый обладатель струйного принтера получает легкое разочарование, используя обычную офисную бумагу. Стандартная офисная бумага изготавливается из волокон древесной целлюлозы, склеенных лигнином. Бумага высшего сорта дополнительно пропитывается специальной смолой для повышения плотности и проглаживается между двумя металлическими катками. Данная бумага имеет невысокую стоимость и предназначена в основном для применения в копировальных аппаратах и лазерных принтерах.

Качество струйной печати на такой бумаге трудно назвать фотографическим. Капли чернил образуют на поверхности бумаги пятна, которые расплываются до размеров, превышающих расстояние между форсунками, поэтому на офисной бумаге струйный принтер не может полностью реализовать ни геометрическое, ни цветовое разрешение. Кроме того, чернила впитываются глубоко в бумагу, и цвета выглядят на отпечатке тусклыми. Однако такая бумага прекрасно подходит для печати текстовых документов, не содержащих изображений.

В последнее время некоторые производители предпринимают вполне успешные попытки повысить качество печати на обычной бумаге за счет еще большего уменьшения размера капли и применения пигментных чернил, менее требовательных к поверхности бумаги.

Фотобумага

Бумага для струйной печати существенно отличается от обычной офисной бумаги наличием специального впитывающего слоя, или покрытия. На иллюстрации ниже показано как ведет себя капля чернил на различной бумаге.




Самая простая и поэтому экономичная бумага представляет собой двухслойную структуру. На бумажную основу наносят тонкое впитывающее покрытие.

Это покрытие и определяет основные свойства фотобумаги такие, как требуемый тип чернил, разрешение, цветопередача, глянцевость и т.д.


Дальнейшее развитие технологии струйной печати и расширение сферы ее применения в сторону печати рекламных материалов, профессиональных фотографий, художественной графики – привели к такому парадоксу, что бумага для струйной печати стала в конечном итоге вовсе и не бумагой, а довольно сложным в изготовлении

материалом. 

В действительности бумага для струйной печати фотографического качества представляет собой многослойный высокотехнологичный материал, состоящий из тончайших микроскопических слоёв химических веществ, полимера и покрытия. 


Бумажная основа материала располагается между двумя слоями полимера. На верхнюю часть наносится впитывающий слой. Промежуточный слой полимера играет роль барьера на пути чернил.

Для повышения яркости и белизны в фотобумагу добавляют специальные оптические осветлители, среди которых наиболее широкое применение получила двуокись титана. Эти компоненты добавляются к внешнему чувствительному покрытию. Как правило, лучшие сорта бумаги практически все производителей содержат оптические осветлители. 
Состав каждого типа бумаги разработан для работы в определенных условиях с учетом свойств чернил. Фотобумага стала специализированной! Производство таких сортов бумаги оказалось весьма дорогостоящим. На разработку одного вида фотобумаги для струйного принтера уходит более двух лет. Более 1,4 млн. квадратных метров бумаги расходуется для тестирования, прежде чем новый продукт попадет в магазины. Если из этой тестовой бумаги выложить дорогу шириной 1 метр, то ее хватило бы на путь от Мурманска до Москвы.

И теперь понятно, почему наряду с оригинальными чернилами, производители настольных струйных принтеров обычно предлагают потребителям собственные сорта бумаги. В противном случае, вы можете не достичь максимального качества отпечатка, на которое способен Ваш принтер.

Сорта бумаги для струйной печати

Наибольший ассортимент фотобумаги с покрытием предлагает компания Epson. Классификация типов фотобумаги, разработанная этим производителем, наиболее точно отражает современное состояние данной технологии в целом.




В зависимости от типа покрытия поверхность бумаги может быть матовой (Matte), глянцевой / полуглянцевой (Glossy / Semigloss), и текстурированной (Textured).

Матовая бумага предпочтительна для печати изображений с мягкими цветовыми переходами, пастельными тонами, например, портретов или натюрмортов.

На матовой поверхности отсутствуют блики, поэтому изображение можно хорошо разглядывать с любого угла. Такое покрытие достаточно хорошо рассеивает свет и хорошо впитывает чернила. Отпечатки обладают высокой устойчивостью к выцветанию на воздухе. На этой бумаге можно печатать и водорастворимыми, и пигментными чернилами. 

Глянцевая бумага идеальна для всех видов рекламных материалов, а также для печати фотоизображений высокого качества, с передачей ярких, сочных и насыщенных цветов. Глянцевая поверхность, отражающая свет, придает снимкам праздничность, делает их нарядными.

Особый интерес представляют собой глянцевые полимерные покрытия. К ним относят 
микропористое покрытие и разбухающее полимерное покрытие.

Микропористое покрытие было придумано для решения достаточно сложной технологической проблемы, заключавшейся в том, что скорость высыхания чернил должна поспевать за увеличивающейся скоростью струйной печати. Микропористое покрытие состоит из мелких неорганических частиц окиси алюминия или кварца, за счет которых в покрытии образуются микропоры. Чернила впитываются в эти микропоры, и процесс высыхания происходит быстрее. Однако, эти микропоры сохраняют нежелательный контакт чернил с воздухом, что приводит ускоренному выцветанию отпечатка. На этой бумаге можно печатать как водорастворимыми, так и пигментными чернилами. 

Разбухающее полимерное покрытие применяется для снижения эффекта выцветания от контакта с агрессивной внешней средой. Разбухающий полимер — это непористое покрытие, образованное органическими полимерами, разбухающими и покрывающими чернила, попавшие на бумагу. Поверхность такой бумаги обычно глянцевая или атласная, качество печати отличное. Однако она сильно подвержена воздействию влажности и страдает от контакта с водой. Данный тип бумаги предназначен только для водорастворимых чернил.

Текстурированная бумага пользуется широким спросом при печати художественных работ. Это обычная фотобумага, но ее лицевой слой не гладкий, а имеет различное тиснением и фактуру. Применение таких видов бумаги дает возможность придать картинке объемную текстуру и позволяет добиваться особой выразительности. Некоторые сорта такой бумаги имитируют поверхность ткани достаточно крупного плетения, или имитируют кожу грубой выделки, которая напоминает о древних книгах, свитках. Иные сорта имеют достаточно мелкую и «нерегулярную» структуру тиснения, что делает их применение в значительной степени универсальным.

Что еще важно знать при выборе бумаги?

Обычно печатают только на одной стороне бумаги, но иногда требуется двусторонняя печать при производстве журналов, брошюр, открыток и т.п. Для таких целей существует двусторонняя фотобумага с чувствительным покрытием для струйной печати с обеих сторон. Наибольший ассортимент двусторонней бумаги у фирмы Lomond, у нее даже есть бумага с глянцевым покрытием с одной стороны, и с матовым с другой.

При выборе бумаги, нужно учитывать, для каких максимальных размеров бумаги предназначен принтер. Если в характеристиках Вашего принтера обозначен формат А4, то это значит что он может работать с бумагой А4 или меньше - А5, А6, но бессмысленно для него покупать бумагу большего формата – А3, А2.

Стандартные размеры листовой фотобумаги:

10 х 15 см (А6) - самый популярный формат для экономичной печати фотографий;

21 х 29,7 см (А4) – самый распространенный формат для деловой печати, и самый выигрышный для фотографий; 

29,7 х 42 см (А3) - печатаем объявления и выставочные фотоработы;

32,9 х 48,3 см (А3+) - то же самое, но чуть крупнее;

42 х 59,4 см (А2) - плакаты, чертежи.

Есть еще более крупные форматы – А1, А0, А0+, но они используются только с плоттерами в профессиональной деятельности.

Практически все струйные принтеры могут печатать на рулонной бумаге. Рулонная бумага также подразделяется по размерам. 
10 х 1000 см - для непрерывной печати большого количества фотографий 10 х 15 см;

21 х 1000 см - для печати панорам на принтерах формата А4, А3;

33 х 1000 см - для печати больших панорам на принтерах формата А3.

Рулонная бумага больших размеров, опять же, нужна только для плоттеров.

Очень важный параметр бумаги это ее толщина или плотность. В принципе эти параметры не совсем одно и то же, но упрощенно можно сказать, что чем бумага толще, тем она плотнее. Толщина измеряется в миллиметрах, а плотность в граммах на квадратный метр. Для бумаги наиболее распространен параметр плотность, а для пленки – толщина. Для примера, плотность стандартной офисной бумаги, которой мы все пользуемся каждый день составляет 80 г/м². Газетная бумага это 40-60 г/м2. Фотографии принято печатать на толстой бумаге с плотностью от 160 г/м² и выше. Понятно, чем бумага плотнее, тем она дороже.

Очень популярна специализированная фотобумага для термопереноса изображения на ткань. При наличии струйного принтера, термотрансферной бумаги и утюга можно в домашних условиях получить практически любое изображение фотографического качества на футболке или на майке. 

Если полученное изделие потом стирать вручную, предварительно вывернув наизнанку, то картинка прослужит несколько лет, не потеряв своих первоначальных красок.

Во многих случаях не заменима самоклеющаяся бумага, с помощью которой вы можете самостоятельно изготавливать красочные наклейки, маркировочные пломбы и прочее.

Наиболее дорогие сорта бумаги называют пленками, когда бумажная основа заменяется на синтетический пленочный материал. Это придает носителю повышенную прочность, ее не так-то легко порвать. Благодаря более высоким отражающим свойствам, изображение на пленке выглядит более ярким и насыщенным. Пленки бывают непрозрачные с белой основой для обычной печати, бывают прозрачные для использования, например, в проекторах или для создания спецэффектов в альбоме.

Вернуться к списку