Еще свежи в памяти времена, когда для печати большого графика приходилось ехать куда-то, чтобы воспользоваться плоттером, в котором механическая «рука» водила по бумаге фломастером, а единственным непромышленным способом получения цветного изображения приличного качества было использование фотобумаги. Но, потихоньку, умерли «фломастерные» плоттеры (нынче все плоттеры — это фактически струйные принтеры), и все реже мы бежим в фотолабораторию. Причиной тому в последние годы стало взрывное развитие технологий цветной печати.

Чернильные бруски
Твердочернильный Xerox Phaser 8400
Основные компоненты твердочернильного принтера
Процесс твердочернильной печати
Однопроходный лазерный принтер
Субтрактивное цветоделение CMYK
Brother HL-2700: недорогой офисный лазер формата А4

Сегодня в бытовых или офисных условиях можно решить любую задачу цветной печати, и с каждым месяцем это решение становится все доступнее. Что интересно — доступность не идет в ущерб качеству: например, некоторые современные цветные лазерные принтеры по параметру «степень удовлетворенности потребителя изображением» уже обошли легендарные полиграфические машины компании Heidelberg, воспетые в фильме «Поймай меня, если сможешь».

Как печатать цвет

У любого, кто хоть раз заглядывал внутрь цветного принтера, возникал вопрос: «ну и как эта штука умудряется печатать все многообразие оттенков, используя всего 4 (или 6) базовых цветов?» Все дело в цветоделении. Создатель классической термодинамики англичанин

Дж. Максвелл предложил исходя из трехкомпонентной теории цветового зрения делить излучение от объекта на синий, красный и зеленый диапазоны видимого спектра, чтобы затем, складывая их, получать цветное изображение. Так родилась ранняя цветная фотография, которая была основана на методе аддитивного синтеза (то есть сложения цветов). Современная цветная фотография появилась в 30-х годах прошлого века, и основана она уже на субтрактивном синтезе цветов. В отличие от аддитивного синтеза, при субтрактивном цвета получаются вычитанием (субтракцией) основных цветов из белого.

Точно так же работают современные цветные принтеры. Чтобы напечатать картинку, ее подвергают цветоделению и получают изображение в виде CMYK (четыре основных цвета — голубой, пурпурный, желтый и черный). Некоторые струйные принтеры используют два дополнительных цвета, доводя количество цветов до шести. Иногда эти цвета — светло-голубой и светло-желтый, а иногда — оранжевый и зеленый. При нанесении краски на бумагу получается цветное изображение.

Вообще говоря, субтрактивная модель оперирует тремя цветами CMY (Cyan, Magenta, Yellow — голубой, пурпурный, желтый), дополнительными к RGB (Red, Green, Blue — красный, зеленый, синий).

Откуда же взялся еще один, четвертый цвет?

Дело в том, что в модели CMY черный цвет получается при наложении всех трех базовых цветов. Поэтому, чисто теоретически, необходимости в четвертом цвете нет. При этом черный является часто ключевым элементом — большая часть текста и черно-белой графики печатается именно этим цветом. Если отойти от теории, то, например, в трехцветной субтрактивной модели черный выглядит «грязным», а при малейшем несведении цветов (на практике это обычное дело) черные элементы получаются размытыми (с цветными окантовками). Чтобы избежать этих неприятностей, в модель ввели дополнительный — черный — цвет, обозначаемый как K (от англ. Key — ключевой). Так и получилась четырехцветная модель, практически повсеместно используемая в полиграфии.

Все существующие технологии цифровой цветной печати можно разделить на несколько групп. Основные из них три — лазерные, струйные и термосублимационные.

Рисуем светом. По барабану

К первой группе относятся все лазерные принтеры и все принтеры, основанные на технологии LED (не только цветные). Принцип печати таких принтеров достаточно прост. Полупроводниковый барабан (обычно селеновый) заряжается с помощью коронного разряда. Затем с помощью света на барабане рисуется нужное изображение (в «засвеченных» местах заряд стекает с поверхности барабана). Следующий этап — нанесение на барабан тонера (он прилипает только к заряженным областям). И, наконец, тонер переносится на бумагу. Для облегчения переноса бумагу предварительно заряжают с помощью коронного разряда. Затем тонер закрепляется (буквально «вплавляется» в бумагу) при помощи печки.

Различие между технологиями лазерной и LED (светодиодной) печати — только в типе элемента, который разряжает барабан — в первом случае это полупроводниковый лазер (почти такой же, как в CD и DVD-плеере, разве что помощнее) и построчно сканирующая изображение оптическая система, а во втором — линейка светодиодов (LED). Цвет при таком подходе получается следующим образом: в принтере происходит цветоделение и растрирование изображения, и устройство наносит все четыре цвета (CMYK) последовательно. Первые «лазеры» выполняли операцию в четыре прохода, что обусловливало низкое качество изображения (из-за проблем со сведением цветов при каждом проходе). В последние 2−3 года, однако, появились однопроходные машины (с отдельными барабанами для каждого цвета), которые дают фантастические результаты. Цены на современные цветные «лазеры» тоже не такие уж высокие — прекрасную офисную машину можно купить за $4−7 тыс. Еще одной особенностью «лазерных» принтеров является печка, которая закрепляет краситель на бумаге.

Чернильные плевки

Принтеры второй группы обычно называют «струйными». В основе технологии струйной печати лежит метод нанесения на бумагу отдельных капель чернил. К этой группе относятся принтеры двух конкурирующих технологий — термопузырьковой (Canon, HP, Lexmark), называемой иногда bubble jet (это фирменное наименование технологии Canon), и пьезоэлектрической (Epson), наравне с твердочернильными принтерами, придуманными компанией Tektronix (ее много лет назад поглотила корпорация Xerox). Вообще-то, «твердочернильные» принтеры по технологии очень похожи на струйные.

После цветоделения получается четыре изображения (вообще струйные принтеры могут использовать от 3 до 8 цветов, в зависимости от изготовителя и модели, для лучшей передачи полутонов), по одному для каждого из цветов. Печатающая головка подъезжает в нужное место и «выплевывает» каплю чернил. Как она это делает? Если принтер построен на термопузырьковой технологии, то каплю в полет отправляет «печка»: электрический ток, проходя через нагревательный элемент, превращает чернила внутри печатающей головки в пар, который и «выплевывает» каплю через специальное сопло. Если принтер пьезоэлектрический, то каплю выбрасывает деформация, возникающая в пьезоэлементе под воздействием, опять же, электрического тока.

Чернила в струйных принтерах обычно жидкие и хранятся в картриджах. Но в твердочернильных принтерах Xerox (например, в недавно заявленном Phaser-8400) чернила, как и следует из названия технологии, загружаются в твердом виде. Они представляют собой небольшие бруски разных цветов, которые внутри принтера при нагревании превращаются в горячие жидкие чернила.

Печатают такие принтеры почти так же, как струйные, «выплевывая» чернила и формируя при этом цветное изображение. Но между ними существует два отличия. Первое — чернила попадают на барабан, который затем переносит их на бумагу. Второе важное отличие твердочернильных принтеров заключается в том, что головка у таких аппаратов неподвижная (точнее — почти неподвижная) и шириной во всю страницу. В головке Phaser-8400 1236 сопел (называемых дюзами), и «строчку» она печатает сразу, в отличие от других струйных принтеров, которые вынуждены «елозить» головкой. В результате у принтеров Phaser очень высокая скорость печати — до 24 цветных страниц в минуту, а отсутствие печки позволяет получать первый отпечаток всего через 4 секунды после запуска на печать. На самом деле головка у Phaser-8400 все же немного двигается. Дело в том, что дюзы со временем имеют свойство забиваться, и для обеспечения качества печати головка может чуть-чуть сдвигаться (в пределах 5 мм), чтобы вместо забитой дюзы напечатать смогли соседние.

Выпекаем фотографии

Термосублимационная технология многие годы была дорогим, но чрезвычайно качественным способом печати фотореалистичных изображений. Картридж термосублимационного принтера выглядит как рулон ленты с чередующимися областями, покрытыми, соответственно, красителями цветов CMY (и еще, как правило, ламинирующим слоем). При печати лента накладывается на специальную бумагу, а перенос красителя на бумагу происходит с помощью нагревательной печатающей головки. При этом краситель из твердого состояния переходит сразу в газообразное (это и называется сублимацией), и уже в таком виде абсорбируется бумагой.

Благодаря способности цветов реально «смешиваться» и плавным цветовым переходам термосублима-ционная технология замечательно подходит для печати фотографий, хотя стоимость их отпечатка выше, чем у лазерных и струйных принтеров. Однако в некоторых случаях эта технология незаменима. Например, все цифровые системы фотосъемки на документы имеют в своем составе термосублимационные принтеры — ламинирующий слой продлевает «срок жизни» таких снимков, они устойчивы к влиянию атмосферы, влаги, света и к механическим воздействиям.

Перелом

Несмотря на существование огромного числа моделей струйных принтеров (в том числе — на твердых чернилах), до недавнего времени использование цветных аппаратов в офисе было непрактичным: жидкие чернила стоили очень дорого, твердые — имеют свои ограничения (принтеров формата A3 на твердых чернилах не бывает), качество отпечатков цветных лазеров никуда не годилось. Но пару лет назад произошел перелом, причем сразу на двух фронтах. Во‑первых, появились однопроходные цветные «лазеры» и новые искусственно культивированные тонеры. Они очень быстро достигли невероятного еще недавно качества печати и всерьез стали угрожать цифровым офсетам (на тиражах до 1000 экземпляров печатать на старших моделях «лазеров» дешевле) и струйным принтерам (цена отпечатка цветного «лазера» радикально меньше цены отпечатка бытового «струйника»). Во‑вторых, струйные принтеры тоже не стояли на месте. Появились так называемые business jets, то есть промышленные «струйники». Они отличаются от домашних скоростью печати и ценой отпечатка. И то и другое сопоставимо с показателями старших моделей «лазеров». Так что битва только обостряется.

Статья «» опубликована в журнале «Популярная механика» (№6, Июнь 2004).