Печатающие головки Epson. Мифы и реальность. Размер минимальной капли, используемые технологии формирования изображения и их влияние на качество печати. 

Пожалуй, пришло время поговорить о размерах дюз, пиколитрах, и вообще о печатающих головках… Я никогда не стремился подробно это описывать, т.к. это очень обширная и сложная тема, которая требует глубокого знания практически всех технологий Epson для улучшения качества печати в совокупности. Постараемся максимально просто и понятно описать большинство аспектов, а некоторые лишь поверхностно ввиду их сложности.

Заблуждение первое, которое многие рьяно доказывают ссылаясь на свой жизненный и иной опыт: Водные печатающие головки Epson с размером капли в 1,5 пкл не предназначены для печати пигментными/дисперсионными чернилами, имеют меньший размер дюз, чаще забиваются и т.д.

Обычно, при этом имеются в виду печатающие головки из поколения mach, а это огромное число разновидностей ПГ, которые появились с середины 90-х годов и выпускаются по нынешнее время.  Они имеют примерно одинаковый конструктив, это: DX3, DX4, DX5, DX7, XP600, F180040, F173090, F185020 и т.д., на самом деле их разновидностей очень и очень много.

Разберём пример на основе одной из самых популярных головок, это Epson DX5.

DX5 прекрасно печатают пигментом с официально заявленным размером минимальной капли в 1,5 пкл на принтерах R800, R1800, R1900, R2000. В тоже время, на R2400 и R2880, они же печатают с минимальной каплей в 3.5 пкл, при этом как минимум на R1800 и R2400, это одна и та же ПГ, без каких либо изменений. Но, более того, существует принтер, где предусмотрена печать на водных или пигментных чернилах на одной и той же голове — этот принтер Mutoh rj900.

Замечу так же, что и у самой Epson было несколько моделей принтеров, где одновременно предусмотрена печать водными или пигментными чернилами. Почему это работает? Epson не делает различий между пигментными и водными чернилами. Основной критически важный параметр для печатающей головки — это вязкость чернил (если смотреть более широко, то поверхностное натяжение и вязкость). Для своих текcтильных, пигментных и водных чернил Epson заявляет вязкость 4.0-4.5 МПа. Соответственно… нет никакой специализации головок на водные или пигментные, но есть специализация под различные по физическим свойствам чернила.

ВЫВОД: размер минимальной капли не зависит от типа чернил. Одна и та же печатающая головка может работать на разной минимальной капле. Более того, минимальная капля не зависит от фактического размера дюз и никак на него не указывает.

Следующее, что почему-то всегда игнорируется:

ЧЕМ ВЫШЕ РАЗРЕШЕНИЕ ГОЛОВКИ, ТЕМ МЕНЬШЕ БУДЕТ РАЗМЕР ДЮЗ. Т.е. на ПГ от L1800 (90 дюз на дюйм), размер дюз может быть больше чем на DX5 или XP600 (180 дюз), а у DX5 больше, чем у Fa10030 (360дюз).

Так ли это, мы увидим ниже:

Данные примеры не могут служить точной оценкой размера дюз, так как головы находятся на разном расстоянии от микроскопа, но очевидно, что размер дюз у разных ПГ —  разный и если сравнивать 1-ю и 6-ю фотографию, они очень сильно отличаются. Поскольку это новые головы и они в консерванте, это достаточно хорошо видно, например на фотографиях XP600 и F1080.

Размер дюзы на 6-м фото, заявленный Epson — 0.02 мм, при этом размер капли чернил составляет от 3.5 пкл до 12.6 пкл. Скорее всего она может лить и больше. Для фото №5, возможный диаметр дюз до 0.03 мм.

У F1080-a1 размер капли по заявленной информации составляет от 4.5 пкл до 40 пкл, а XP600 печатает каплей от 1.5 пкл.

У F1440-A1 (dx5) размер капли по заявленным данным составляет от 3.8 до 22 пкл

По этим фото и данным, я думаю очевидно и понятно, почему минимально возможная капля не зависит от размера дюз. А теперь давайте поговорим, как же Epson создаёт капли разного размера, и что за это отвечает — печатающая головка или сам принтер. А бонусом, вы узнаете почему большинство китайских принтеров не печатают каплями переменного размера и почему это не так плохо, как кажется…

За то, как и в каком режиме принтер напечатает изображение, отвечает драйвер или рип. А за то, с какой именно каплей, отвечает уже сам принтер и его электроника. В тоже время печатающая голова просто печатает как умеет и именно он ней мы и поговорим.

Печатающие головки Epson имеют несколько режимов формирования капли, называется это у Epson — VSDT, а также может называться многоимпульсный режим/оттенки серого. Для чего это нужно? По сути, это “улучшайзер” качества печати, который обеспечивает плавную печать полутонов. Но использование этой технологии имеет свою цену, и об этом расскажем чуть ниже…

Обычно, печатающая головка Epson имеет четыре режима капли: фиксированная или одно импульсная и несколько режимов VSD. 

Например: 

• мелкая капля 1.5-3.5 пкл, 
• средняя капля 4,5-7 пкл, 
• крупная капля 15-20 пкл

Это не точные значения и они зависят от того, что хочет принтер и от того, что Epson дал производителям электроники или принтера. 

И здесь мы подходим к следующей технологии: УПРАВЛЕНИЕ МЕНИСКОМ

Итак, мы отправили изображение на печать через драйвер принтера и в зависимости от выбранного режима в драйвере, принтер будет интерпретировать команду с режимами печати, а в режим печати уже может входить несколько разных способов печати, т.е. печать с VSD, печать с разными режимами VSD, печать с остальными “улучшайзерами” микроволны и т.д. Фото выше, служат примером как формируются режимы печати, обычно в одном режиме сразу применяется все, а сами режимы отличаются только по разрешению (кроме режимов эконом и специальных режимов для печати на дисках и т.д. Через рип, изображение можно отправить на печать с более тонкими настройками.

Принтер после получения команды от ПО, решает печать постоянной или переменной каплей, рассчитывает какая точка изображения как будет напечатана и т.д. К примеру, выбросить крупную каплю лайтмадженты или в половину от объёма этой капли мадженты, что по сути даст один и тот-же эффект на печати, но потребует разного времени. Принтер передает управляющий сигнал для печатающей головки, а пьезоэлементы в ней (каждый для своей дюзы) меняют свою форму для выброса капель чернил. При этом вибрации пьезоэлемента связаны с мениском, а мениск по сути, является частью чернильной камеры.

ОТ ТОГО НАСКОЛЬКО СИЛЬНО ИЗОГНЁТСЯ МЕНИСК И ЗАВИСИТ РАЗМЕР КАПЛИ, которую выбросит печатающая головка. В Epson при помощи формы управляющего сигнала научились менять размер капли и избавляться от сателлитных капель, которые могут приводить к чернильному туману, либо заметному двоению изображения. Если просто послать сигнал о выбросе капли, после её выброса мениск продолжит вибрировать и возможен выброс паразитных мини капель – сателлитов. Чтобы этого избежать, сразу после выброса капли подаётся сигнал в противофазе для успокоения мениска (очень упрощённо), поэтому в зависимости от вязкости чернил, необходимы разные параметры для формирования правильной капли одинакового размера. Поэтому Epson и разделяет печатающие головки по типам растворителя (водные/экосольвент/уф) и именно поэтому размер капли на разных чернилах может отличаться.

Так мы, очень упрощённо, познакомились с понятием ВЕЙФОРМ.

Много раз приходилось слышать от “инженеров”, что китайцы печатают постоянной каплей и это капля большого размера, поскольку печатающей головке проще раз “выстрелить” большой каплей. У производителей электроники для принтеров или самих принтеров, есть два пути оптимизации вейформ: 

Первый — это получить данные от самой компании Epson, которая даёт лишь то, что считает нужным Именно поэтому принтеры от Epson на DX5 и XP600 могут печатать с каплей в 1,5 пкл, в то время как принтеры других производителей на этих же голова, так печатать не могут…

Второй вариант  — разработка собственных вейформ под своё оборудование самостоятельно или с привлечением к разработке сторонней компании. По факту, этим занимается крайне малое число производителей поскольку это требует значительных затрат времени и использования специального оборудования, а соответственно больших финансовых затрат. Куда проще печатать в одноточечном режиме каплей постоянного размера. Рассмотрим, что такой подход даёт производителю принтера и нам на примере печатающей головки i3200, для этого необходимо напомнить её характеристики:

Epson i3200-a1

• Режим постоянной капли, имеет размер капли в 6пкл, а частоту 43.2 КГц
• Режим переменной капли: 3.8 пкл, 6.1 пкл, 9.4 пкл, при частоте 21.6 KГц.

Что следует из этих данных? Всё просто, эта печатающая головка может печатать в режиме постоянной капли в два раза быстрее, чем в режиме переменной капли — 43.2 КГц против 21.6 KГц. К примеру, режим “рипбуст” в Акрорип, делает именно это, заставляя принтер печатать в режиме постоянной капли вместо использования всех возможных режимов печати с переменной каплей.

Для DX5 головки эта разница составит почти 4 раза, размер постоянной капли при этом равен 7 пкл. Для XP600 и F1080 разница будет также в 4 раза, но точную информацию по ним найти не удалось.

Соответственно производители китайских принтеров, оптимизируя свои решения и опираясь на свои возможности, выбирают именно скорость печати. Ну и как мы видим на выше представленных фото, режим постоянной капли это не постоянно крупная капля, а скорее наоборот, капля вполне приемлемых размеров.

Итого, основные выводы: 

• Размер дюз печатающей головки не влияет на размер возможной минимальной капли при печати. Печатающие головы с большим макс. размером капли могут иметь дюзы меньшего размера, чем пг с меньшим макс. размером капли. 
• Печать каплями фиксированного размера существенно повышает скорость печати (в разы).
• Использование режима печати переменной каплей, возможность высококачественной печати  определяются не столько используемой ПГ, а электронной “начинкой принтера” и “глубиной” освоения производителем принтера технологий Epson.
• “Водные” типы ПГ Epson подходят для печати пигментными чернилами и наоборот.