Czym się różni atrament - Thom Brown wyjaśnia tajniki druku

Co zrobić, aby tusz wewnątrz głowicy rozgrzać do temperatury 300 stopni Celsjusza i wystrzelić 30 mln kropel w ciągu sekundy? Skąd bierze się różnica w cenach materiałów eksploatacyjnych drukarek? Podczas wydarzenia CEE Influencer Event 2011 o technologiach firmy Hewlett-Packard związanych z drukiem atramentowym opowiedział członek jej zespołu - Thomas Brown - ekspert określający sam siebie żartobliwym mianem "atramentologa".

Nieco ponad dwa lata temu Thom został internetowym vlogerem publikującym materiały na temat technologii druku atramentowego z perspektywy HP-owskiej i nie tylko. Jego nagrania z serii "Inkology" ("Atramentologia") na kanale Print With Thom zawierają dużo faktów i ciekawostek, zachowując jednocześnie luźny, a wręcz żartobliwy ton.

Czas wolny Thom spędza z rodziną, gra także na gitarze i śpiewa w grupach ska, reggae oraz rock & rollowych. W rozmowie prywatnej zarzeka się, że to Thom Yorke odgapił od niego zdrobnienie imienia, a nie na odwrót ;)

Najważniejsza część drukarki? Tusz

Wbrew temu, co można sądzić, to głównie od stosowanych materiałów eksploatacyjnych zależy (nie)zawodność wykorzystywanego sprzętu. Wspomniane kasety z tuszami pełnią rolę kluczową z dwóch powodów. Po pierwsze, rzecz jasna, jakość i trwałość druku, po drugie - gwarancja poprawnego funkcjonowania całej drukarki.

Brown wyjaśnił, że dzieje się tak ze względu na sposób, w jaki funkcjonuje atramentówka. Elementy konstrukcyjne muszą być odporne na wiele zjawisk zachodzących naturalnie w obrębie kartridża, a także związanych z mechanizmem wyrzucania kropli atramentu przez głowicę.

Przeciętna plujka działa na następującej zasadzie - impuls elektryczny podgrzewa tusz wewnątrz głowicy do temperatury 300 stopni Celsjusza, reszty dzieła dokonuje rozszerzalność cieplna, zwiększając ciśnienie we wnętrzu i wyrzucając maleńką porcję atramentu, rozgrzaną tak bardzo, że w zasadzie osiąga formę półgazową.

Taka porcja atramentu może mieć objętość nawet poniżej pikolitra (jedna bilionowa litra). Żeby to zobrazować, warto obejrzeć literę A w czcionce Times New Roman - jej wydrukowanie w rozmiarze 12 wymaga wyplucia 1400 kropel.

Rozmiar kropel atramentu jest tak niewielki, a ich zagęszczenie tak olbrzymie, gdyż drukarki tego typu działają na zasadzie, którą kierowali się już artyści z nurtu puentylistów.

Krople przepychane są przez kanaliki trzykrotnie cieńsze od ludzkiego włosa w głowicy drukującej, z prędkością 50 km/h i z częstotliwością 36 tys. razy na sekundę. Przy liczbie otworów w głowicy pozwala to na wystrzelenie 30 mln kropel w ciągu sekundy.

Technologie takie jak Single Drop Volume, a potem Dual Drop Volume - pozwalające na coraz większe zagęszczanie układu kropel i zwiększanie ich rozmiaru - spowodowały niesamowity skok jakościowy.

Jaka to różnica? Chodzi głównie o jednolite rozprowadzenie. Precyzyjnie nałożone kropki gwarantują jednakowy odcień barwy na całej powierzchni papieru, podczas gdy wymieszane plamy potrafią stworzyć powierzchnię jaśniejszą z jednej strony i ciemniejszą z drugiej.

Dodatkową ochronę przed mieszaniem i rozlewaniem, a także przed wnikaniem atramentów w zadrukowaną powierzchnię (co zmniejsza np. intensywność barw), stanowią papiery HP, które pokrywane są cieniutką warstwą ochronną ze specjalnego plastiku. Thom przyznał wprawdzie, że takie rozwiązanie czyni zdjęcia nieco bardziej podatnymi na zadrapania, jednak według jego deklaracji HP opracowuje już rozwiązanie tego problemu.

Łatwo zresztą w to uwierzyć, mając na uwadze szybki postęp w dziedzinie technologii drukowania - od lat 80. ubiegłego wieku wydajność plujek podwajała się co 18 miesięcy. Inżynierowie HP opracowali w ciągu 20 lat ponad 100 nowych typów atramentu, z których każdy wymagał opracowywania do ok. 1000 prototypowych mieszanek i 3-5 lat badań.

Na każdy tusz składają się też liczne związki, nie tylko woda i kolorant (barwnik lub pigment). Dobrymi przykładami tych niedocenianych są chociażby surfaktanty (to one odpowiadają za niemieszanie się atramentów na kartce papieru), chelaty czy też składnik nazywany anti-kogation additive.

Nazwa tej ostatniej substancji pochodzi od japońskiego słowa koga oznaczającego osad z ryżu obecny w wodzie po jego ugotowaniu. Jej działanie polega właśnie na tym, aby cząstki kolorantu nie osiadały na dnie mieszaniny atramentowej. AKA wykorzystuje do tego obecność jonów w atramencie, które są pobudzane przez niskie napięcie generowane w głowicy uruchomionej drukarki. Z tego też powodu Thom doradził, aby drukarek atramentowych nie wyłączać, tylko zostawiać je w trybie uśpienia.

Zamienniki - taniej, ale nie dla każdego

Thom wyjaśnił również, jakie ryzyka powiązane są z korzystaniem z alternatyw dla nowych, oryginalnych kartridży i atramentów oraz skąd bierze się różnica w cenach materiałów eksploatacyjnych.

Podstawową przewagą atramentów HP ma być ich wydajność w stosunku do oferowanej przez odnawiane zamienniki. Jak wynika z zewnętrznych testów te pierwsze oferować miały o 34% dłuższe działanie, pozwalając na wydrukowanie 350 stron więcej.

Kolejną cechą wyróżniającą oryginalne kartridże jest ich mniejsza zawodność. Jak wyjaśniał Thom, bierze się to z dokładności testowania i starannie odmierzonych i standaryzowanych parametrów.

Przykładem może być napięcie wymagane do rozgrzania wspomnianych wyżej rezystorów wypychających atrament przez kanaliki w głowicy. Najmniejsze odstępstwo od specyfikacji, skutkujące wahaniem temperatury o stopnie wyżej lub niżej, może sprawić, że krople wypluwane będą szybciej lub wolniej, niż powinny. To z kolei oznacza mniejszą dokładność druku i gorszą jakość odbitek. Nie ma to dużego znaczenia w przypadku drukowania tekstu, ale jeśli bierzemy się za zdjęcia, sprawa zaczyna mieć znaczenie.

Innym problemem jest zmieniony rozmiar porcji atramentu. W przypadku użycia zamiennika można zetknąć się z dwoma rodzajami odstępstw. Krople zbyt duże oznaczają marnowanie atramentu i mniejszą liczbę wydruków na kartridż, a także mniejszą szczegółowość obrazu. Z drugiej strony, zbyt małe krople skutkują większą liczbą wydruków kosztem ich jakości (nieprawidłowe zagęszczenie kropel).

Nieoryginalne tusze miały również duży problem z zawodnością - ponad 15% z regenerowanych kartridży przeciekało, działało niepoprawnie lub nie działało w ogóle. Testy wykazały zresztą, że ponad połowa osób kupujących nieoryginalne atramenty była niezadowolona lub w najlepszym wypadku przejawiała mieszane uczucia względem użytkowanych produktów. Thom porównał to do rzucania monetą.

Największym problemem jest jednak poświęcenie trwałości wydruków, w tym odporności na padanie światła słonecznego. Oryginały i zamienniki poddawane były działaniu bardzo mocnych lamp (50 000 luksów) imitujących wydłużoną ekspozycję odbitek na światło słoneczne - i te drugie często miały bardzo słabe wyniki. Najgorsze z nich potrafiły wyraźnie blaknąć już po nieco ponad miesiącu. W tych samych badaniach produkty HP były w stanie wytrzymać 73-letnie działanie światła słonecznego.

Osobom zainteresowanym tematyką druku atramentowego z czystym sercem polecić można kanał Thoma na portalu YouTube - Print With Thom. Znaleźć tam można podane w przyjemnej formie miniwykłady rozszerzające wszystkie powyższe kwestie i wyjaśniające najczęstsze wątpliwości.