Sony LD Shot — přání a skutečnost - Grafika.cz - vše o počítačové grafice

30. července 2003, 00.00 | Inkoustová tiskárna s rychlostí tisku A4 do 6 sekund a ve vynikající kvalitě? Podle Sony je to již skutečnost na dosah ruky díky jejich technologii LD Shot. Plně funkční prototyp údajně překonává veškerá očekávání...

Nedávno firma Sony oznámila existenci funkčního prototypu inkoustové řádkové tiskárny založené na nové firemní technologii LD Shot. LD je zkratka (Laterar Deflection Shot), kterou Sony označuje staronový princip tiskové hlavy, která má šíři shodnou s celkovou potisknutelnou šíří tiskárny, tedy celý řádek se tiskne v jednom okamžiku najednou. Tato technologie je podle Sony založená na vylepšeném řízení trajektorie inkoustu.

Sony tvrdí, že tato technologie tisku je bez jakýchkoliv problémů. Stávající (konvenční) technologie inkoustového tisku se potýkají podle Sony se dvěma hlavními problémy: vynecháváním trysek a nemožnost přesného řízení umístění kapky. S prvním problémem evidentně útočí proti konkurenční piezo technologii (princip, kdy úderem piezoelektrického mikrokladívka na membránu vystřelí kapka), která na svém počátku se s problémem nadměrného zasychání skutečně potýkala, dnes však není výrazně horší (co se týče eventuálního zasychání) než termální technologie (kapka se vystřelí pomocí bublinky vzniklé odpařením části inkoustu použitím elektrického termálního mikročlánku). S druhým problémem se snaží zaútočit proti klasickému způsobu tisku, kdy tisková hlava má omezenou šíři (milimetry až řádově pár centimetrů) a přejíždí celou řádku nad papírem a tak skládá po jednotlivých řádcích výsledný tisk. Sony LD Shot tedy tiskne celou řádku najednou a vlastně jediné, co se pohybuje, tak je potiskovaný papír.

Obr. 2: Výpadky trysek v konvenčním způsobu tisku (vlevo) a nepřesnost umístění tiskové kapky (uprostřed)
— to vše řeší Sony LD-Shot (vpravo).

Tiskové rozlišení funkčního prototypu je 600 DPI. Počet trysek v tiskové hlavě je celkem 20480, prototyp má tiskovou šíři A4. Udávaná tisková rychlost je 6 sekund při kvalitě, která je porovnatelná s kvalitou současných špičkových 4barvových tiskáren, které tisknou konvenčním způsobem tisku (postupným tiskem řádky). Původní zprávu Sony najdete přímo na stránkách výrobce.

Jaká je asi realita?
Originální schéma se mi zdá poněkud nepřehledné a příliš málo vypovídající. Samotná zpráva rovněž pro jistotu neříká nic konkrétního. Ovšem je tu hned několik nepřesností. V originále obrázek tiskové hlavy v podání Sony nic neříká, proto jsem namaloval podrobnější schéma, jak takový element tiskové hlavy vlastně vypadá. Napřed bych se na chvilku soustředil na samotný popis tiskové technologie. V současnosti se používají dva základní principy: piezo a thermal.

Princip piezo spočívá v přivedení elektrického proudu do piezo mikrokladívka, které úderem do pružné membrány vystříkne kýženou kapku inkoustu tryskou z tiskové hlavy. Výhoda této technologie spočívá v tom, že máte k disposici celou škálu typů inkoustů — pigment a dye, speciální do textilu (acid) či sublimační, disperzní inkousty, solventní inkousty (pro potisk vinylu a pod.) a spousta dalších. Inkoust musí jen splňovat tyto nejdůležitější parametry: velikost pigmentových částic, viskozita a hustota plus potřebné chemické vlastnosti pro ulpění v potiskovaném materiálu. Další podstatnou výhodou je možnost řídit velikost vystřelené kapky v několika úrovních jednoduchou změnou přiváděného elektrického impulzu na piezo prvek. Nevýhodou je znatelně vyšší cena tiskové hlavy pro její značnou výrobní náročnost.
Princip thermal spočívá v tepelném mikročlánku, jehož prudkým a extrémně rychlým ohřevem (pomocí elektrického impulsu) vznikne odpařením části inkoustu v tiskové hlavě bublinka, která vytlačí kapku inkoustu tryskou z tiskové hlavy. Proto inkoust navíc musí splňovat takové chemické parametry, aby snadno a rychle vznikala potřebná bublinka. Ovšem je daleko obtížnější řídit velikost kapky. Jenomže tato technologie, oproti svým nevýhodám v neuniverzálnosti pro různé inkousty, má jednu podstatnou výhodu — výroba tiskové hlavy je velmi levná a technologicky snadná záležitost. A proto je jasné, že aplikace typu „LD Shot“ byla jen otázkou času.
Pokud však Sony ve svých materiálech uvádí celkový počet trysek 20 480 při rozlišení 600 DPI (a 4 barvy), dává to potom šíři celé tiskové hlavy 216 mm. Jenomže tento počet trysek je zcela nedostatečný pro eliminaci vypadávání trysek. U termálních tiskových hlav se (dnes již výjimečně se vyskytující) vypadávání trysek (způsobené nánosy nečistot a prachu, zaschnutím inkoustu, ucpáním sedimentem…) řeší zdvojením či ztrojením počtu tiskových elementů pro každou tiskovou barvu (CMYK). Potom pomocí kontrolní procedury (vytiskne test a fotodiodou při intenzivním nasvícení LEDkami se hledají na tisku výpadky) tiskárna určí chybné trysky a zapne náhradní tiskové elementy. Pak ale tvrzení Sony o lepším způsobu tisku, který eliminuje artefakty, je nepravdivé. Pokud by skutečně tiskové hlavy měly záložní tiskové elementy, pak by se tím samozřejmě Sony náležitě pochlubila. Navíc ne každá tiskárna má funkce (hardware/optiku) pro rozpoznání vadné/zaschlé trysky (rozhodně to není kategorie pod 40 000 Kč).
Dále Sony tvrdí, že tento způsob tisku je principielně kvalitnější a preciznější. To je dle mého názoru principielní nesmysl. Vysvětlím proč.
Dosavadní inkoustové tiskárny provádí tisk několikanásobným průjezdem hlavy nad šíří papíru tak, že tisková šířka hlavy se rozdělí na několik dílů - např. 4. Pak se tedy každé místo tiskne prokládaně celkem na 4 průchody. Přináší to hned několik výhod na úkor rychlosti tisku. Předně je tak dosaženo rovnoměrnějšího přívodu inkoustu na papír, který tak stačí lépe absorbovat (resp. jeho coating na povrchu) inkoust a dochází tak k eliminaci prohýbání papíru (vlivem nasáknutého inkoustu) a rozpíjení tisku; tisk tak stačí průběžně schnout již během tisku. Pokud náhodou vypadne tryska, díky prokládanému tisku její výpadek není zpravidla hned vidět. Obecně platí, že čím více průchodů, tím je tisk kvalitnější (platí to takřka lineárně). V tmavých plochách či u velmi sytých tónů pak nedochází ke vzájemnému vpíjení barev do sebe (typicky žlutá a modrá, případně na to ještě černý text). Zde se také nabízí možnost vrstvit jednotlivé inkoustové kapky na sebe, navzájem prokládat s využitím jejich proměnné velikosti a tak dosáhnout vyššího optického rozlišení a vyšší denzity barev.

To vše u technologie „LS Shot“ logicky odpadá. Tedy naopak dochází k výraznému zhoršení kvality tisku. Jakýkoliv výpadek trysky je okamžitě vidět jako bílá čára přes celou tiskovou plochu. Není možné vzájemně vrstvit kapky a dosahovat tak vyšší denzity barev, případně většího počtu odstínů při stejném rozlišení (efektu vrstvení kapek se právě dosahuje pomocí vícenásobného průchodu u konvenčního způsobu tisku). Při tisku celé plochy najednou dochází k velkému problému odpařování vody z inkoustu (inkousty jsou založeny převážně na vodní bázi) a tedy se může projevit efekt vlnění papíru, o vzájemném rozpíjení barev do sebe ani nemluvě (tento nemalý problém jim rozhodně nezávidím). Ono to odpařování vody se nedá podceňovat. Na plné stránce A4 se totiž může v krajním případě ocitnout až 1,6 ml inkoustu, který pak nutně musí prosakovat pod vrstvu coatingu do papíru a dělá pak problémy.
No a poslední argument od Sony jsem si nechal na závěr jako bonbónek.
Sony tvrdí, že její technologie odstraňuje artefakty vzniklé údajnou neschopností klasické technologie dodržet pravidelnost kladení kapek inkoustu při pohybu hlavy. To je dnes samozřejmě nesmysl, jelikož současné tiskárny jsou schopny bez sebemenších problémů řídit umístění kapky na médium s přesností pod 5 mikronů, při skutečném — fyzickém rozlišení tisku 720 DPI až 1440 DPI (ještě vyšších „optických“ hodnot rozlišení se dosahuje prokládáním a zvýšením počtu průchodů při tisku a hlavně proměnlivou velikostí kapky — MikroDot či VariableDot).
A navíc — nerad bych se mýlil — tato technologie řádkového inkoustového tisku nepatří samozřejmě Sony. Mám takový pocit, že již několik let si s touto technologií hrají firmy Aprion, Scitex a další (zde je tisková rychlost až 200 metrů čtverečních za hodinu při 600 DPI). Ovšem má to být určeno například pro malonákladovou výrobu knih, časopisů a pod., či do textilního průmyslu. Ale problém rychlého odpařování vody z potištěného média jim stále dělá těžkou hlavu, nicméně na černobílý tisk to již funguje v podstatě bez problémů i v těch nejvyšších rychlostech. Tisková hlava je piezo a je známá pod názvem MAGIC (Multiple Array Graphic Ink-jet Color).

Jaké z toho plyne ponaučení? Není všechno zlato co se třpytí — jinými slovy — revoluce v inkoustovém tisku se ještě nějakou dobu konat nebude a my nesmíme ztratit obezřetnost, pokud narazíme na nadšené zprávy výrobců. Ne vždy totiž popisují realitu. Někdy spíše popisují něco, co má ještě daleko do praktické použitelnosti, ale je zkrátka někdy zapotřebí dát o sobě vědět a vystrašit konkurenci, případně marketingové oddělení něčemu rozumí více, než samotní vývojáři. Pokud uvažujete o koupi nové inkoustové tiskárny, nemusíte zatím na LD Shot čekat. A pamatujte na velmi cennou radu — čím více superlativů v letácích od výrobce, tím více obezřetnosti je zapotřebí!