А.Н. Макачев (фирма «Лир»)

Кто внимательно наблюдает за развитием струйных технологий, должен согласиться, что сегодня их развитие перешло в новую качественную фазу, характеризующуюся прежде всего возросшей степенью технологичности и экономичности. Основной вклад здесь вносится стремительным развитием расходных материалов. На втором месте я бы поставил возросшую производительность плоттеров (этому способствует целый ряд причин), на третьем месте - другие новые технические возможности струйных плоттеров: появление плоттеров с шириной 60 дюймов (152 см), печать+резка в плоттер-каттерах и т.д.

Струйные плоттеры практически вытеснили с рынка электростатические и термические плоттеры, лазерные плоттеры находятся в состоянии определенной стагнации, а перьевые плоттеры просто исчезли. Это происходит потому, что струйные плоттеры практически догнали электростатические по производительности и экономичности при собственной стоимости на порядок ниже, печатают цветную графику в отличие от термических плоттеров, пигментные чернила в струйных плоттерах не выцветают от отличии от чернил в термовосковых плоттеров и имеют еще много других достоинств: простота в настройке и обслуживании, малогабаритность (по сравнению с электростатическими и лазерными плоттерами), универсальность с точки зрения выполняемых задач.

Обзор фирм-изготовителей струйных плоттеров

Сегодня на рынке струйных плоттеров включились в конкурентную борьбу огромное число фирм. Чтобы помочь читателям разобраться в этом море моделей, информации, рекламы, мы провели на последней выставке SignEurope`97 в Дюссельдорфе (она прошла в сентябре 1997 года) небольшое исследование - прошли по всем стендам и записали типы и количество выставляемых плоттеров. Мы получили следующие данные: общее количество плоттеров - 76, из них 74 струйных плоттера и 2 термовосковых (оба были представлены фирмами-изготовителями - Mutoh и Tektronix). Что касается распределения по фирмам, то картина выглядела следующим образом:

Если говорить о термовосковых технологиях и технологиях с термопереносом, то они так и не получили широкого распространения ввиду различных имеющихся ограничений. Анализ тенденций развития рынка показывает, что абсолютное большинство фирм-новичков, которые вступили на плоттерный рынок в прошедшем году (а их более десятка), базируют свои разработки на струйных технологиях. Даже Xerox и RasterGraphics, признанные лидеры в области электростатических плоттеров впервые показывали свои новые струйные модели, выдвигая их на первый план в выставочных экспозициях.

Необходимо отметить, что плоттеры на SignEurope показывались не только на стендах самих фирм-изготовителей, но и различными дистрибьюторами, крупными рекламными агентствами, изготовителями расходных материалов и другими категориями пользователей. Всех их можно считать достаточно опытными пользователями, хорошо разбирающимися в вопросах эксплуатации подобной техники, которые делают свой выбор не под действием рекламы, а осознанно. Поэтому анализ распределения предпочтений этих пользователей по различным фирмам довольно интересен. Ярко выраженное лидерство фирмы EnCad не случайно. EnCad последние два года удваивает свои годовые обороты, что для западной фирмы означает головокружительный успех. Если попытаться коротко сформулировать, в чем ее успех, не прибегая к техническим характеристикам типа «разрешение», «скорость печати» и т.д., то получится следующее: EnCad на сегодня имеет самый широкий ассортимент струйных плоттеров, и каждая из моделей является оптимальной для своего круга задач.

Разрешение плоттера

Разрешение является очень важной характеристикой плоттера, определяющей не только качество печати, но производительность работы плоттера. Современные значения разрешений в плоттерах соответствуют ряду 180, 300, 360, 600 и 720 dpi (точек на дюйм). Чтобы ответить себе на вопрос, какой плоттер лучше всего подходит для вас, необходимо проанализировать свои задачи. Для печати широкоформатных плакатов, которые предполагается рассматривать с расстояния в несколько метров (рекламные щиты на улице), вполне подойдет разрешение 180 dpi, при этом зрительское восприятие этого плаката будет таким же, как при рассматривании журнальной обложки хорошего качества. Для более универсального применения - если расположение плаката предполагает близкое рассмотрение (в офисе, на выставке) или вы хотите также печатать чертежи или карты - необходимо разрешение 300-360 dpi. Для некоторых специальных задач - получение тонких коричневых линий на картах или печать рекламных проспектов формата А4 - лучше подойдет более высокое разрешение в 600-720 dpi. Но не следует думать, что повышенное разрешение не помешает и в других случаях. К сожалению, с разрешением напрямую связаны вопросы производительности и надежности работы струйной головки. Между ростом разрешения и количеством капель чернил, которое необходимо вспрыснуть, чтобы покрыть определенную поверхность, имеется квадратичная зависимость. Таким образом, переходя от разрешения в 300 dpi к 360 dpi увеличение разрешения составит 20%, в то время как скорость печати при сохранении той же частоты вспрыска капель уменьшится на 44%. Если сохранять скорость печати на том же уровне, то соответственно на 44% растет нагрузка на головку.

Итак, выбор разрешения в плоттере - это не тривиальная задача, и здесь можно советовать при подборе необходимой модели плоттера делать тестовые отпечатки своих изображений на разных плоттерах и изучать их качество, делая соответствующие выводы.

Производительность и экономичность

При оценке производительности плоттера в первую очередь смотрят на скорость печати, которая определяется свойствами струйной головки и расходных материалов. Чем больше форсунок в струйной головке и чем выше частота вспрыска капель чернил, тем выше скорость печати. Современные струйные плоттеры обеспечивают печать монохромного чертежа формата А1 за 2 минуты. Но если вы хотите оценить скорость печати более сложной графики, то надо учитывать также свойства расходных материалов. Дело все в том, что при печати сложной графики (с плотной заливкой) имеется два неприятных эффекта: промокание бумаги и «слипание» капель чернил из-за поверхностного натяжения. Чтобы избежать промокания бумаги, следует применять специальные типы бумаг и пленок с покрытием поверхности. А вот чтобы избавиться от поверхностного натяжения, приходится использовать многопроходовые режимы печати, при котором в каждом проходе капли чернил располагаются на поверхности бумаги таким образом, чтобы не соприкасаться друг с другом. Чем выше требования к качеству, тем больше должно быть применено проходов и тем больше время печати. Здесь следует отметить, исключением могут являться задачи, где допустимо снижать разрешение печати. В этой ситуации можно применить специальные методы растрирования с разрядкой пикселов (например, имитация типографской «розетки») и печатать не в 4 прохода, а в два, что фактически ускоряет процесс печати в 2 раза. Правда, такой прием можно использовать, если у вас имеется RIP (растровый процессор) с соответствующими свойствами (например, очень хорошие результаты дает применение программного RIP AccuPrint фирмы ScanVec).

Необходимой составной частью процесса печати является подготовка файла. Здесь необходимо отметить, что в последнее время имеется неуклонная тенденция к росту сложности графики (как растровой, так и векторной), что выражается, в частности, в росте объемов файлов. Приходится сталкиваться с такими ситуациями, когда файл даже на самом современном PC готовится к печати несколько часов, а иногда и 2-3 суток! Единственным эффективным решением данной проблемы является применение RIP. Наш опыт работы с RIP AccuPrint показывает, что время подготовки файла к печати в случае его использования сокращается в несколько раз (без каких-либо изменений в конфигурации компьютера и плоттера!). Это время также во многом зависит от типа операционной системы (в Windows NT подготовка к печати идет в 1,5 раза быстрее по сравнению с Windows`95).

При оценке экономичности плоттера обычно на первое место ставят стоимость расходных материалов. Об этом очень много написано, я бы хотел остановиться на других составных частях экономичности плоттера. Важнейшим фактором, влияющим как на экономичность, так и на производительность, можно назвать различные особенности эксплуатации и обслуживания плоттера - заправка бумаги, смена картриджей, их очистка, юстировка и т.д. В современном струйном плоттере для сведения всех технологических операций к минимуму определяющим является наличие системы непрерывной подачи чернил и рулонной подачи бумаги. Это позволяет использовать плоттер в непрерывном режиме без простоев и без обязательного присутствия оператора. К сожалению, этой теме до сих пор уделялось мало внимания, поэтому я позволю себе ниже более подробно осветить эти вопросы.

Система непрерывной подачи чернил

Системы непрерывной подачи впервые была применена в 1993-94 гг в плоттерах NovaJet фирмы EnCad. Она представляла собой банки с чернилами емкостью 500 мл, которые по трубкам соединялись со струйными головками (этот принцип сохранился и по сей день). Поначалу эти системы изготавливали только третьи фирмы, но затем появилась и собственная разработка фирмы EnCad (практически все они были внешние по отношению к плоттеру, т.е. навешивались снаружи). Наконец в 1996 году EnCad выпускает две модели плоттеров NovaJet Pro (шириной 914 и 1270 мм) со встроенной системой подачи чернил и это можно считать некой отправной точкой в истории создания подобных систем, т.к. она наконец-то обрела необходимую степень надежности и органично вписалась в дизайн плоттера. В 1997 году EnCad выпускает сразу две серии плоттеров: NovaJetPROe (шириной 1020 и 1520 мм) и NovaCut (610 и 1370 мм). Естественно, встроенная система непрерывной подачи чернил в них присутствует. Надо отметить, что и основные конкуренты EnCad в 1997 году объявили о планах производства плоттеров с такой системой (Hewlett Packard и CalComp). Теперь рассмотрим то благотворное влияние, которое система оказывает на все параметры струйного плоттера.

Начнем с производительности плоттера, которая определяется не только скоростью печати, но и трудоемкостью технологических операций по смене картриджа или по заправке чернил, а также процентом брака в результате окончания чернил в картриджах в процессе печати. Если у Вас система непрерывной подачи чернил отсутствует, то чернила в картридже рано или поздно кончаются и его приходится заменять. При этом в зависимости от типа плоттера с новым картриджем приходится выполнять различные технологические упражнения по очистке и юстировке, на что можно затратить 10-15 минут (а бывает и больше, если новый картридж оказался бракованным). Далее учтите, что у Вас на полноцветном плоттере установлено четыре картриджа с разными цветами и что они заканчиваются в разное время. Таким образом, если Вы рассчитали с одним набором картриджей напечатать десяток сложных изображений (например, космические снимки), то должны выдержать четыре остановки, что в сумме дает 40-60 минут или около 10% от общего времени печати. Если же Вы вовремя не заметили окончания чернил и изображение оказалось забраковано, то Вы получили не только потерю времени в 5-10%, но и дополнительные расходы на расходные материалы. А во время обеденного перерыва или производственного совещания может получиться вынужденный простой плоттера, т.к. некому будет следить за картриджами. Стоит ли говорить, что всех этих проблем можно избежать, используя плоттер с непрерывной подачей чернил, что позволит на 15-25% увеличить производительность работы Вашей системы при прочих равных условиях (без учета возможности работы в круглосуточном режиме).

Система подачи чернил позволяет улучшить качество изображения. Опыт показывает, что когда в процессе печати сложного насыщенного изображения меняется закончившийся картридж, то в этом месте происходит изменение оттенка цвета. Цвет потом может восстановится, но несколько проходов будет напечатано с измененным оттенком и образуется полоса, которая является браком. Бороться с таким эффектом практически невозможно, единственный способ - применять систему подачи чернил.

Также огромное значение эта система имеет и для снижения эксплуатационных расходов. Во-первых, чернила для таких систем стоят в 3-5 раз дешевле чернил в картриджах. Во-вторых, можно избежать брака из-за окончания чернил в процессе печати, а также снизить загрузку оператора, который более не должен постоянно следить за уровнем чернил (даже если плоттер сам автоматически останавливается при окончании чернил, я уже привел пример с вынужденным простоем из-за обеденного перерыва или производственного совещания). Более того, можно организовывать круглосуточный режим работы струйного плоттера без обязательного присутствия оператора (в стандартном рулоне 50 метров, одной заправки чернил в 500 мл по каждому цвету хватит для печати плакатов на 2-3 таких рулонах формата А0).

Таким образом, применение системы непрерывной подачи чернил позволяет значительно увеличить производительность и понизить эксплуатационные расходы (это особенно эффективно в случае круглосуточной работы), снизить себестоимость печати в несколько раз и повысить общее качество работ.

Рулонная подача

Рулонная подача должна быть непременным атрибутом струйного плоттера. Без нее немыслима печать длинных изображений, но это также и фактор повышения производительности работы и снижения эксплуатационных расходов. Вам не надо тратить время на заправку листов бумаги в плоттер (а это особенно затруднительно в барабанных плоттерах) при работе с рулоном, а автоматический электрический нож выполнит обрезку бумаги в нужном вам месте. Наиболее совершенные системы рулонной подачи предусматривают подачу с электрическим приводом (впервые появилось в плоттерах EnCad) и соответствующую систему подмотки. Рулонная подача с электрическим приводом позволяет применять более длинные (и соответственно более тяжелые) рулоны бумаги или пленки (до 150 метров). Себестоимость квадратного метра печати при закупке таких рулонах ниже, помимо этого, время непрерывной работы плоттера без вмешательства оператора может увеличиться в несколько раз. В последнем случае особенно помогает система подмотки: когда бумага провисает до датчика нижнего уровня, срабатывает электрический привод и подматывает бумагу на приемную бобину. Работа в таком режиме не требует постоянного присутствия оператора, который более не должен следить за заполнением приемной корзины отрезанными чертежами и заблаговременно вынимать их для предотвращения смятия или падания на пол. В ряде плоттеров имеется также система сушки (например, NovaJet PROe), т.к. при значительно возросших скоростях печати чернила не успевают высохнуть естественным образом.

Снижение эксплуатационных расходов выражается в экономии заработной платы оператора, который может или отсутствовать вовсе (по крайней мере, его присутствие постоянно не обязательно) или обслуживать сразу много плоттеров.

Программные RIP в плоттерных технологиях

RIP или растровый процессор сегодня называют «мозгами» плоттера и без него сегодня немыслимы плоттерные технологии. Первые RIP появились на рынке плоттеров для рекламных технологий и печати плакатов фотореалистического качества. С точки зрения компьютерной графики рекламные приложения в те годы были самими передовыми, т.к. оказались самыми сложными как по объему файлов, так и по другим требованиям (точность передачи цвета, растяжки, стохастическое растрирование и т.д.). Таким образом, именно рекламный рынок оказался полигоном, на котором оттачивались решения в области RIP, чтобы теперь найти самое широкое применение также в ГИС и САПР.

Из всех типов растровых процессоров наилучшие результаты по применению в ГИС наши заказчики получили с RIP AccuPrint фирмы ScanVec. Печать с использованием AccuPrint позволяет решить следующие проблемы печати сложной графики:

можно получить фотореалистическое качество путем применения различных методов растеризации, при этом улучшается глубина цвета и четкость в мелких деталях;

можно получить требуемый цвет путем цветокалибровки;

можно легко и качественно выполнить цветоделение;

не требуется расширение памяти плоттера при увеличении объемов файлов (можно печатать файлы любого размера);

снимаются ограничение встроенного в плоттерах интерпретатора векторного языка по количеству векторов (при отсутствии RIP расширение памяти здесь уже не спасает);

можно печатать смешанную растрово-векторную графику (например, карту с растровой подложкой);

время подготовки файла к печати снижается во много раз;

возможна работа через plug-in (сокращает время экспортных операций);

имеется возможность оперативного редактирования через встроенный дизайнерский модуль;

имеется поддержка работы в сети.

Родоначальником программных RIP выступили т.н. встроенные (имеется в виду размещенные внутри плоттера) или аппаратные интерпретаторы языка PostScript, хотя анализ ситуации показывает, что сегодня их позиция по отношению к программному RIP такая же, как у 286-го компьютера по отношению к Pentium. Встроенный PostScript выполняет только незначительную часть функций настоящего RIP и имеет ряд существенных ограничений. Прежде всего это выражается в существовании ограничений для объемов обрабатываемых файлов (не более 50-60 Мб), а если учесть современные тенденции развития компьютерной графики, то это становится серьезным отрицательным фактором. Также с ростом объемов файлов связано и все увеличивающееся время обработки файлов при печати, а в случае встроенного PostScript это быстродействие задано на всю жизнь и улучшено быть не может (в отличии от программных RIP, которые можно устанавливать на все более мощные компьютеры по мере их развития). Плоттер покупается на несколько лет, и иметь через 2-3 года скорость обработки на том же уровне, что и сейчас - это неразумно. Среди других недостатков встроенного PostScript - невозможность его модернизации по алгоритмам растеризации, а это может оказаться препятствием как к улучшению качества печати, так и других свойств. Также в случае со встроенным PostScript затруднена цветокалибровка, т.к. правильная цветопередача возможна только при работе сертифицированными расходными материалами (а не с любыми, как в случае с программным RIP).

Расходные материалы

Самая главная революция в области расходных материалов произошла в характеристиках стойкости к воде и ультрафиолету. Нет сегодня такой фирмы, которая не объявила бы для своих плоттеров о наличии пигментных чернил со свойствами стойкости без ламинирования. Период гарантированной стойкости для таких чернил у разных фирм различный, и это объясняется не только различным качеством чернил, но и различным подходом фирм к определению таких периодов. Дело все в том, что еще недостаточно накоплен опыт применения таких чернил (фактически их внедрение началось только в 1997 году). И если отдельные фирмы уже рискуют давать на свои чернила гарантию до 4-х лет, исходя из своих прогнозов (мы собираемся испытывать эти чернил и сообщим о своих результатах позже), то например фирма EnCad опирается в своих оценках только на результаты опытной эксплуатации. Если в начале года EnCad давала гарантию до 3-х месяцев, то к осени после обобщения результатов использования этот срок был увеличен до 7-ми месяцев.

Хочу обратить ваше внимание, что для получения свойства стойкости к воде и УФ на сегодня недостаточно только лишь пигментных чернил - обязательно необходим второй компонент, а именно специальное покрытие на пленках и бумагах. В порах этого покрытия частички пигментного красителя удерживаются от смывания, и здесь очень важно иметь соответствие между физическими характеристиками чернил и покрытий: частицы красителя должны точно вписываться в поры покрытия для прочного удержания, особенно при возможности сгибов материалов (если речь идет об изготовлении баннера).

В последнее время появилось огромное множества новых типов материалов для струйных плоттеров. Это, прежде всего самоклеящиеся виниловые пленки как для наружного применения, так и для помещений, также всевозможные цветные пленки. Из последних новинок необходимо отметить баннерные материалы (например, EnCad презентовала сразу 4 типа баннеров с различными свойствами) и различные ткани (как синтетические, так и хлопчатобумажные). При печати пигментными чернилами на этих материалах изображения получаются пригодными для наружного применения, и это есть долгожданный результат, то, без чего струйные плоттеры проигрывали другим технологиям.

Баннерные материалы

Разнообразие расходных материалов как традиционных (бумаги, полиэстровые и виниловые пленки, в том числе самоклеящиеся, матовые и глянцевые), так и новых (баннеры и ткани) позволяет сделать адекватный выбор в зависимости от бюджета заказчика, требуемого качества, условий применения и т.д.

Среди других новинок отметим получение распространения в Европе защитных лаков как средства защиты от воды и механических повреждений. Такие лаки предлагаются как в виде спреев, так и просто в банках (для нанесения их валками), и наносят их вручную. Это хорошая альтернатива дорогостоящим ламинаторам, особенно для небольших рекламных агентств, которые не могут себе позволить крупных начальных вложений. Лаки позволяют защищать изображения, напечатанные на струйных плоттерах, на несколько лет, при этом могут наноситься как на жесткие поверхности, так и на гибкие материалы.