Παρασκευή 19 Ιανουάριος 2018
Find me on Facebook Follow me on Twitter Follow me on Linkedin
EDP LOGO NEW
Home arrow Άρθρα arrow Press arrow Τεχνολογίες Ψηφιακών Εκτυπώσεων

Τεχνολογίες Ψηφιακών Εκτυπώσεων

Δευτέρα, 22 Νοέμβριος 2010

articles/technologies/texnologies_anoigma.jpg

Η εξέλιξη στο κλάδο των υπολογιστών επέφερε παράλληλα και μια ραγδαία εξέλιξη στα εκτυπωτικά συστήματα. Σήμερα, είναι ελάχιστοι εκείνοι που στερούνται ενός inkjet ή laser εκτυπωτή και κάθε σπίτι που διαθέτει υπολογιστή, διαθέτει και έναν εκτυπωτή. Στο άρθρο αυτό θα γνωρίσουμε τις βασικές αρχές λειτουργίας των τεχνολογιών εκτύπωσης που χρησιμοποιούνται σήμερα από τους περισσότερους έγχρωμους ή/και ασπρόμαυρους εκτυπωτές. ∆εν υπάρχει αμφιβολία ότι οι inkjet και laser εκτυπωτές κυριαρχούν αποτελώντας τις δύο επικρατέστερες τεχνολογίες εκτύπωσης. Παράλληλα όμως με αυτή τη σχεδόν καθολική κυριαρχία, διάφορες άλλες τεχνολογίες έρχονται να παραθέσουν τα δικά τους προτερήματα και να διεκδικήσουν ένα μερίδιο από την πολλά υποσχόμενη αγορά των εμπορικών εκτυπωτών.


Τεχνολογία Inkjet

Η τεχνολογία εκτύπωσης inkjet, όπως άλλωστε και η εκτύπωση laser, είναι μια μέθοδος μη επαφής με το προς εκτύπωση υλικό ή υπόστρωμα. Το μελάνι, ψεκάζεται από μικροσκοπικά ακροφύσια που βρίσκονται σε μικρή απόσταση από το χαρτί, σε προκαθορισμένα σημεία, μέχρι τον τελικό σχηματισμό της εικόνας. Χρησιμοποιούνται τα τέσσερα βασικά χρώματα, το γνωστό μοτίβο CMYK (Cyan Magenta Yellow Black), τα οποία διαμέσω των κεφαλών εκτύπωσης εκτοξεύονται υπό τη μορφή μικρών σταγονιδίων προς το χαρτί στο οποίο επικάθονται υπό τη μορφή μικροσκοπικών κουκκίδων.

articles/technologies/texnologiesektyp_1.jpg

Σήμερα βέβαια υπάρχουν εκτυπωτές inkjet με περισσότερα χρώματα που βελτιστοποιούν τη χρωματική απόδοση και πιστότητα της τελικής εκτύπωσης. Με εξαίρεση λίγα μονάχα μοντέλα, το σύστημα εκτύπωσης (κεφαλή εκτύπωσης) κινείται επί ενός οριζόντιου προς το χαρτί άξονα και ψεκάζει κάθε φορά σε οριζόντια λωρίδα τα μελάνια που απαιτούνται. Το χαρτί μετακινείται κάθετα προς τον άξονα της κεφαλής εκτύπωσης και η διαδικασία επαναλαμβάνεται μέχρι να σχηματιστεί η τελική εικόνα.

Αξίζει να σημειωθεί πως η τεχνολογία inkjet είναι γνωστή από τις αρχές της δεκαετίας του 80’ αλλά μονάχα μετά το 1990 άρχισε να εφαρμόζεται ευρέως στους επιτραπέζιους εκτυπωτές. Ένας από τους πρωτοπόρους στην ανάπτυξη της τεχνολογίας inkjet ήταν η εταιρεία Canon η οποία ισχυρίζεται ότι εφεύρε τα βασικά χαρακτηριστικά της τεχνολογίας το 1977, γι’ αυτό άλλωστε μερικές φορές η θερμική τεχνολογία inkjet αναφέρεται και ως bubble jet.

Σήμερα υπάρχουν αρκετές παράλληλες τεχνολογίες εκτύπωσης που πλαισιώνονται κάτω από τη σκεπή της τεχνολογίας inkjet. Η πιο βασική όμως είναι η τεχνική Drop On Demand (DOD). Στην τεχνική αυτή, μικροσκοπικά σταγονίδια ψεκάζονται πάνω στο χαρτί από ειδικά σχεδιασμένα ακροφύσια. Όλο το σύστημα εκτύπωσης ελέγχεται από κάποιον οδηγό λογισμικού (driver) που καθορίζει πιο ακροφύσιο και πότε πρέπει να ψεκάσει. Στην τεχνολογία DOD ανήκουν οι δύο πλέον επικρατέστερες τεχνικές, αυτή της θερμικής και της πιεζοηλεκτρικής τεχνολογίας.


Θερμική Τεχνολογία

Η θερμική τεχνολογία είναι η μια από τις δύο βασικές τεχνικές που πλαισιώνουν την εκτύπωση inkjet. Σήμερα οι περισσότεροι εκτυπωτές στηρίζονται στη θερμική τεχνολογία όπου με τη χρήση θερμότητας το μελάνι ψεκάζεται προς το χαρτί. Στη θερμική τεχνολογία υπάρχουν τρία βασικά στάδια. Στο πρώτο στάδιο αρχίζει η θέρμανση της μελάνης με ηλεκτρικές αντιστάσεις. Ακολούθως το μελάνι, θερμαινόμενο και υπό πίεση, αρχίζει να οδηγείται προς το ακροφύσιο ψεκασμού όπου και τελικά υπό τη μορφή φυσαλίδας εκτοξεύεται προς το χαρτί. Η διαδικασία αυτή επαναλαμβάνεται συνεχώς. Το μελάνι αφού ψεκασθεί στο χαρτί στη συνέχεια κρυώνει και στεγνώνει πάνω σε αυτό. Στη θερμική τεχνολογία είναι σημαντικό να τονιστεί η σοβαρή απαίτηση από τον τύπο της μελάνης που θα χρησιμοποιηθεί να έχει μεγάλη ανθεκτικότητα στη θερμότητα καθώς ολόκληρος ο μηχανισμός ψεκασμού στηρίζεται σε αυτή. Η χρήση θερμότητας στους θερμικούς εκτυπωτές δημιουργεί την ανάγκη για ψύξη, γεγονός που επιφέρει μια μικρή χρονική καθυστέρηση στην εκτυπωτική διαδικασία. Οι συνηθισμένοι inkjet εκτυπωτές διαθέτουν σήμερα εκτυπωτικές κεφαλές που περιέχουν περίπου 600 ακροφύσια, το καθένα από τα οποία έχει διάμετρο περίπου όσο μια ανθρώπινη τρίχα (περίπου 70 micron). O όγκος του μελανιου είναι περίπου 8 με 10 picolitres ενώ η διάμετρος της φυσαλίδας έχει διάμετρο περίπου 50~60 microns. Έτσι, η πυκνότητα του ακροφυσίου σχετίζεται με αυτό που λέμε φυσική ανάλυση του εκτυπωτή και σήμερα κυμαίνεται μεταξύ 600 και 1200 dpi.


Πιεζο-ηλεκτρική τεχνολογία

Η τεχνολογία αυτή στηρίζεται στο πιεζοηλεκτρικό φαινόμενο σύμφωνα με το οποίο όταν σε κάποιον κρύσταλλο εφαρμόζεται ηλεκτρική τάση αυτός τείνει να ταλαντωθεί.

Την πιεζοηλεκτρική τεχνολογία στην εκτύπωση ανέπτυξε η εταιρεία EPSON η οποία τη χρησιμοποιεί σχεδόν σε όλα της τα εκτυπωτικά συστήματα ψεκασμού. Ένας ειδικός κρύσταλλος βρίσκεται τοποθετημένος στη βάση του δοχείου μελάνης. Όταν ο εκτυπωτής πρέπει να τυπώσει, μια τάση εφαρμόζεται στα άκρα του κρυστάλλου, αυτός αρχίζει να ταλαντώνεται με αποτέλεσμα να ασκεί πίεση στο δοχείο μελάνης και από το ακροφύσιο να εξέρχεται το πρώτο σταγονίδιο μελάνης.

articles/technologies/texnologiesektyp_2.jpg

Τα πλεονεκτήματα της πιεζοηλεκτρικής μεθόδου είναι αρκετά. Η όλη διαδικασία επιτρέπει μεγαλύτερο έλεγχο σε ότι αφορά το σχήμα και το μέγεθος της σταγόνας μελάνης που απελευθερώνεται (ψεκάζεται) σε σχέση με τη θερμική τεχνολογία. Η ιδιαίτερα ευαίσθητη διακύμανσης της ταλάντωσης του κρυστάλλου επιτρέπει τον ψεκασμό σταγονιδίων με αρκετά μικρό μέγεθος που συμβάλει σημαντικά στην ποιότητα της εικόνας. Επίσης, εν αντιθέσει με τη θερμική τεχνολογία, το μελάνι δεν χρειάζεται να θερμανθεί και εν συνεχεία να ψυχθεί σε κάθε κύκλο λειτουργίας. Το γεγονός αυτό εξοικονομεί χρόνο και οι προδιαγραφές των μελανιών περιορίζονται μονάχα στα χαρακτηριστικά απορρόφησής τους παρά στις αντοχές τους σε διάφορες θερμοκρασίες. Αυτό έχει ως αποτέλεσμα τη μεγαλύτερη ελευθερία στην ανάπτυξη νέων χημικών ιδιοτήτων στα χρησιμοποιούμενα μελάνια αφού δεν υπάρχει ο περιορισμός της θερμικής αντοχής τους.

Αυτά τα πλεονεκτήματα βέβαια αφορούσαν κατά κύριο λόγο τα πρώτα συστήματα θερμικών και πιεζοηλεκτρικών inkjet εκτυπωτών, αφού, στην πορεία του χρόνου, η θερμική τεχνολογία ανέπτυξε τεχνικές που σήμερα την καθιστούν σε ποιότητα και ταχύτητα εφάμιλλη της πιεζοηλεκτρικής.


Laser εκτυπωτές

Οι πρώτοι Laser εκτυπωτές παρουσιάστηκαν από τη HEWLETT PACKARD το 1984 βασιζόμενοι όμως σε μια τεχνολογία που ανέπτυξε η CANON. Η αρχή λειτουργίας τους (γνωστή και ως ξηρογραφία) ήταν παρόμοια με αυτή των φωτοαντιγραφικών συστημάτων με μόνη διαφορά την πηγή φωτός.

articles/technologies/texnologiesektyp_3.jpg

Αν λοιπόν στα κλασσικά φωτοαντιγραφικά η πηγή φωτός έρχεται από ιδιαίτερα λαμπρούς λαμπτήρες, στους εκτυπωτές laser το φως προέρχεται από την ανάπτυξη της τεχνολογία των laser. Το υπόλοιπο μέρος της διαδικασίας είναι σχεδόν το ίδιο, με την εκπεμπόμενη φωτεινή δέσμη να δημιουργεί μια ηλεκτροστατική εικόνα της προς εκτύπωσης εικόνας πάνω σε ένα φορτισμένο σύστημα (photoreceptor).

Το σύστημα αυτό με τη σειρά του έλκει το toner στα πλαίσια αυτής της φόρμας. Πιο συγκεκριμένα, η εικόνα που πρόκειται να τυπωθεί, επικοινωνεί με τον εκτυπωτή διαμέσω μιας κοινής γλώσσας που ονομάζεται page description language (PDL). Η πρώτη δουλειά του εκτυπωτή είναι να μεταφράσει τις πληροφορίες της εικόνας σε bitmap. Αυτό γίνεται από τον εσωτερικό επεξεργαστή του εκτυπωτή και το αποτέλεσμα είναι μια «εικόνα» στη μνήμη του εκτυπωτή κάθε κουκκίδας η οποία θα επικολληθεί αργότερα στο χαρτί.

Στην καρδιά κάθε laser εκτυπωτή βρίσκεται ένα μικρό περιστρεφόμενο τύμπανο γνωστό και ως Organic Photo Conductive Cartridge (OPC) με ειδική επίστρωση που επιτρέπει τη συγκράτηση της ηλεκτροστατικής φόρτισης. Ακολούθως, μια ακτίνα laser σαρώνει την επιφάνεια του τυμπάνου σχηματίζοντας το σχήμα της προς εκτύπωσης εικόνας. Η επιφάνεια του τυμπάνου είναι πάντα η ίδια με την επιφάνεια (μέγεθος) του χαρτιού που χρησιμοποιείται. Το χαρτί πριν φτάσει στο τύμπανο φορτίζεται αρνητικά από ένα κατάλληλο ηλεκτρικό σύστημα. Καθώς το χαρτί έρχεται σε επαφή με το τύμπανο έλκει μαγνητικά τα σωματίδια του toner που έχουν ήδη επικολληθεί στο τύμπανο με αποτέλεσμα τα σωματίδια αυτά να επικολλούνται στο χαρτί και να σχηματίζουν (τυπώνουν) την τελική εικόνα πάνω σε αυτό. Όλη η φιλοσοφία στηρίζεται σε θετικά και αρνητικά φορτισμένες επιφάνειες με ηλεκτρικό τρόπο και στη μεταξύ τους μαγνητική έλξη. Το toner ή καλύτερα τα σωματίδια του toner που έχουν ήδη επικολληθεί στο χαρτί είναι ειδικά σχεδιασμένα να λιώνουν πολύ γρήγορα. Το χαρτί περνάει μέσα από ένα θερμό σύστημα που ταυτόχρονα ασκεί και πίεση έτσι ώστε τα σωματίδια αυτά να λιώσουν και να απορροφηθούν από το χαρτί. Το τελευταίο στάδιο περιλαμβάνει τον καθαρισμό του toner ώστε να αρχίσει ξανά η διαδικασία.


Τεχνολογία LED Εκτυπωτών

Η τεχνολογία εκτυπωτών με LED (Light Emitting Diode) αναπτύχθηκε κυρίως από τη CASIO και την ΟΚΙ και χρησιμοποιείται επίσης και σε πολλούς εκτυπωτές της LEXMARK. Οι εκτυπωτές που ενσωματώνουν τη τεχνολογία LED κατατάσσονται στην κατηγορία των laser εκτυπωτών αφού ο τρόπος λειτουργίας τους είναι πανομοιότυπος. Η τεχνολογία των LED εκτυπωτών παράγει αποτελέσματα σχεδόν όμοια με εκείνα ενός laser εκτυπωτή και χρησιμοποιεί ακριβώς την ίδια αρχή επικόλλησης του toner πάνω στο χαρτί. Η βασική διαφορά με τους κλασσικούς laser εκτυπωτές εντοπίζεται κυρίως στον τρόπο διανομής του φωτός. Οι LED εκτυπωτές λειτουργούν χάρη σε πολλαπλές διατάξεις από φωτοδιόδους (LED) που βρίσκονται ενσωματωμένες στο εσωτερικό του εκτυπωτή (συνήθως περισσότερα από 2500 Leds).

Για παράδειγμα, ένας LED εκτυπωτής των 600 dpi θα διαθέτει 600 LEDs ανά ίντσα πάνω από το απαιτούμενο πλάτος της σελίδας. Το μεγάλο πλεονέκτημα είναι ότι οι διατάξεις με LEDs είναι φτηνότερες να κατασκευαστούν εν συγκρίση με ένα laser σύστημα που διαθέτει καθρέφτη και κινητά τμήματα. Οι έγχρωμοι LED εκτυπωτές διαθέτουν τέσσερις σειρές από LEDs, μια για κάθε χρώμα του μοτίβου CMYK.


Solid Ink

Η εν λόγω τεχνολογία εκτύπωσης παρουσιάστηκε αποκλειστικά από την Tektronix και είχε το πλεονέκτημα του χαμηλού κόστους. Οι εκτυπωτές Solid Ink χρησιμοποιούν κέρινα μελανωμένα sticks (wax inks) και στηρίζονται στην αλλαγή φάσης του υλικού από στερεό σε υγρό. Η βασική αρχή λειτουργία στηρίζεται στο λιώσιμο των wax inks μέσα στο δοχείο τους και εν συνεχεία τη μεταφορά τους πάνω στο τύμπανο και διαμέσω αυτού στο χαρτί όπου και το λιωμένο υλικό ψύχεται.

Οι Solid Ink εκτυπωτές είναι αρκετά φτηνοί στην αγορά τους όπως επίσης και αρκετά οικονομικοί στη λειτουργία τους. Η ποιότητα τους είναι αρκετά καλή αλλά δεν συνίσταται για εκτυπώσεις με υψηλές απαιτήσεις και δεν μπορούν να συγκριθούν με τα καλά μοντέλα των laser και inkjet εκτυπωτών. Πρόκειται για μηχανήματα που απευθύνονται σε γενικού τύπου εκτυπώσεις με μικρές ταχύτητες. Παρόλα αυτά μπορούν να βρουν πεδίο εφαρμογής σε μερικές ειδικές εκτυπωτικές εφαρμογές όπως η εκτύπωση έγχρωμων διαφανειών και κάποιες εξειδικευμένες εκτυπώσεις μεγάλου φορμά.


Dye Sublimation

Για πολλά χρόνια οι dye-sublimation εκτυπωτές εμφανίζονταν ως ειδικευμένες συσκευές ευρέως χρησιμοποιούμενες σε απαιτητικές εφαρμογές γραφικών τεχνών και φωτογραφικών εκτυπώσεων.

Η de facto καθιέρωση της ψηφιακής φωτογραφίας ως απόλυτο εργαλείο παραγωγής αποτέλεσε τη βάση για πολλούς standalone, portable photo printers βασισμένους στην εν λόγω τεχνολογία. Η εκτυπωτική διαδικασία που λαμβάνει χώρα στους αμιγώς dye-sublimation εκτυπωτές διαφέρει από αυτή των inkjet. Εδώ, το μελάνι αντί να ψεκάζεται πάνω στο χαρτί, χρησιμοποιείται ένα ειδικό film το οποίο το περιέχει.

articles/technologies/texnologiesektyp_4.jpg

Το εν λόγω φιλμ περνά κατά μήκος μιας θερμικής κεφαλής εκτύπωσης, που αποτελείται από χιλιάδες μικροσκοπικά στοιχεία θερμότητας. Αυτή ακριβώς η θερμότητα κάνει τη βαφή που είναι επικολλημένη στο φιλμ να εξαχνωθεί, δηλαδή, να αλλάξει φάση από στέρεο σε αέριο χωρίς καθόλου υγροποίηση. Εν συνεχεία η εξαχνωμένη βάση επικολλάται στο χαρτί ενώ η ποσότητα που θα αεριοποιηθεί ελέγχεται από τη διάρκεια της θερμοκρασίας των στοιχείων θερμότητας. Όταν το μελάνι επικολληθεί στο χαρτί τείνει να διαχυθεί προκαλώντας το γνωστό blurring. Αυτό ακριβώς αξιοποιεί η τεχνική για να δημιουργήσει continuous tones (τονικές διαβαθμίσεις) του χρώματος από την ανάμειξή του με κάποιο άλλο.

Σήμερα, υπάρχουν στην αγορά μερικοί inkjet εκτυπωτές ικανοί να προσομοιώσουν τη λειτουργία dye-sublimation. Η διαφορά με το πραγματικό dye sublimation εντοπίζεται στο γεγονός ότι το μελάνι βρίσκεται σε cartridges με ειδική ταινία που μπορούν να καλύψουν όμως μια λωρίδα μονάχα κάθε φορά πάνω στο χαρτί. Μια παρόμοια τεχνική είναι γνωστή ως “Micro Dry” σήμερα.

Αξίζει τέλος να σημειωθεί ότι παρόμοια με τη Dye Sublimation τεχνική εκτύπωσης είναι και η τεχνική Thermal Wax που πολλοί τη θεωρούν παρακλάδι της Dye Sublimation.


Thermo Autochrome

Η τεχνολογία Thermo Autochrome (TA) θεωρείται πιο σύνθετη τόσο σε σχέση με την τεχνολογία inkjet όσο και με την τεχνολογία laser. Το πεδίο εφαρμογής της εντοπίζεται κυρίως σε εκτυπωτές που συνοδεύουν ψηφιακές φωτογραφικές μηχανές. Τα ειδικά TA χαρτιά περιέχουν τρία επίπεδα από pigment: cyan, magenta και yellow, καθένα από τα οποία έχει διαφορετική θερμοκρασιακή ευαισθησία ξεκινώντας από τη χαμηλότερη που έχει το yellow και φτάνοντας στη μεγαλύτερη που έχει το cyan.

Ο εκτυπωτής είναι εφοδιασμένος τόσο με θερμικές όσο και με ultraviolet κεφαλές και το χαρτί περνάει μέσα από αυτές τρεις φορές. Στο πρώτο πέρασμα το χαρτί θερμαίνεται σε μια θερμοκρασία ιδανική να ενεργοποιήσει τη κίτρινη βαφή και η οποία αμέσως μετά σταθεροποιείται από την ultraviolet κεφαλή και αμέσως αρχίζει το δεύτερο και τρίο πέρασμα για κάθε χρώμα ξεχωριστά με την ίδια διαδικασία. Αν και το τελευταίο πέρασμα (cyan) μπορεί να μην συνοδεύεται από ultraviolet σταθεροποίηση, τα αποτελέσματα με την τεχνική αυτή είναι πολύ πιο μόνιμα σε σχέση με άλλες εκτυπωτικές μεθόδους.


Τεχνολογία GELSPRINTER

Η εν λόγω τεχνολογία εκτύπωσης αναπτύχθηκε και παρουσιάστηκε από τη RICOH. Η καινοτομία εδώ βρίσκεται στο γεγονός ότι δεν χρησιμοποιείται αμιγώς μελάνι αλλά ένα παχύρρευστο gel που σταθεροποιείται ανάμεσα στις ίνες του χαρτιού προσφέροντας υψηλή αντοχή στο νερό και το φως. Η τεχνολογία Liquid Gel βρίσκεται ανάμεσα στις δύο βασικές τεχνολογίες inkjet και laser παίρνοντας στοιχεία και από τις δύο. Ένα από τα σημαντικά πλεονεκτήματα αυτής της τεχνικής είναι το χαμηλό κόστος εκτύπωσης και η ανθεκτικότητα στο νερό και το φως. Η ποιότητα και η ταχύτητα της νέας τεχνικής που σήμερα βρίσκεται στη 2η γενιά της κυμαίνονται σε καλά επίπεδα.

0 Σχόλια

Δεν υπάρχουν σχόλια.

Θα πρέπει πρώτα να συνδεθείτε για να υποβάλετε σχόλια.

NEWSLETTER

Σύνδεση Χρήστη