Cesta za inkoustem - HP Tour of Colour, Singapore 2003

Společnost Hewlett-Packard se v českém i celosvětovém měřítku dlouhodobě
umisťuje na první příčce v počtu prodaných tiskáren a každoročně vynakládá

značné finanční prostředky na vývoj modernějších produktů a lepšího spotřebního

materiálu. V loňském roce se uživatelé mohli seznámit nejen s novými

tiskárnami, multifunkčními produkty, digitálními fotoaparáty či skenery, ale

také se 42 novinkami v oblasti inkoustových cartridgí, speciálních papírů a

zásobníků toneru pro laserové tiskárny.



Zatímco možností k prozkoumání nových produktů máme poměrně dost (a pravidelně

vám můžeme přinášet informace o jejich chování v našich testech), příležitostí

k nahlédnutí do technického zázemí a výroby je velmi málo. Jednou z nich bylo

pozvání na prohlídku výrobních linek tiskových hlav a inkoustových zásobníků v

Singapuru.



Hewlett-Packard má v této zemi blízko rovníku několik provozů a vývojových

kanceláří, a společně s dalšími novináři jsem se mohl seznámit s výrobou třetí

a čtvrté generace inkoustových hlav, určených například pro tiskárny DeskJet

6122/6127 a řadu výrobků s označení Business InkJet. Prohlídky jednotlivých

linek, na nichž dochází k finální kompletaci jednotlivých dílů, byly pravidelně

doplňovány poměrně podrobným technickým popisem, z něhož byl dobře patrný

obrovský vývojový posun, kterým inkoustové náplně a tiskové hlavy prošly v

uplynulém období. Na obrázcích se ostatně sami můžete přesvědčit o tom, jak se

jednotlivé generace tohoto důležitého spotřebního materiálu odlišují. Poměrně

jednoduchá konstrukce zásobníků první a druhé generace přestala před pár lety

stačit požadavkům na rychlý tisk a lepší rozlišení. Následující cartridge jsou

proto vybaveny tiskovými hlavami s větším počtem trysek, jinými páskami

konektorů, které k nim přivádějí řídící signály, a změněn byl i způsob

sestavení a plnění jednotlivých zásobníků.





Továrna na barevné sny, aneb dřinu strojům



Cesta, kterou musejí projít jednotlivé díly cartridge než se z nich stane

sdružený barevný inkoustový zásobník, je poměrně složitá. Na jejím začátku je

mezi dvojici přihrádek středové části zásobníku vložena porézní pěna a vyplněný

prostor je zakryt víkem, které je následně pevně spojeno s tělem cartridge. V

další části výrobní linky je polotovar otočen na bok, po založení pěny pro

jinou tiskovou barvu je připevněn boční kryt a stejná procedura se opakuje na

druhé straně zásobníku. Po provedené tlakové zkoušce (pro zjištění pevnosti

jednotlivých spojů na zásobníku) putuje polotovar do automatu, který do jeho

spodní části vloží tiskovou hlavu a na ni připevní pásku s kontakty, jimiž se

zásobník v tiskárně dotýká tiskové mechaniky. Tato procedura je velmi náročná

na přesnost, protože chybné položení a připevnění kontaktového pásu by při

tisku řídilo jiné trysky a správná funkce tiskové hlavy by byla zcela

znemožněna.



Po montáži tiskové hlavy a kontaktů výrobek pokračuje do místa, kde jsou zatím

prázdné zásobníky naplněny inkoustem. Před plněním je v každém z nich odčerpán

vzduch a poté do jednotlivých přihrádek podtlakem vteče odměřené množství

inkoustu. Na konci linky jsou plnicí otvory opatřeny ucpávkami a barevný

zásobník je připraven k závěrečnému ověření funkčnosti. Každá cartridge na

připravený papír vytiskne kontrolní obrazec pro ověření průchodnosti trysek, a

pokud je vše v pořádku, může být odeslána na konec linky k přelepení tiskové

hlavy transportní páskou a zabalení.



Jednotlivé části výrobní linky jsou od sebe odděleny kontrolními stanovišti, na

nichž je automaticky prověřována kvalita každého zásobníku. V případě zjištění

problémů je zásobník vyřazen z výroby a technický personál zjišťuje proč došlo

k závadě. Chybovost linky je velmi nízká a pohybuje se v řádu několika promile.

Závěrečná kontrola tisku zaručuje, že k zákazníkovi se může dostat jen plně

funkční spotřební materiál. Pokud vás zajímá kolik inkoustových zásobníků může

denně linka vyrobit, pak vás možná zklamu. Odpověď na naši otázku byla

pracovníky závodu zdvořile odmítnuta. Čítač na výrobní lince však ve tři hodiny

odpoledne ukazoval 19 487 expedovaných kusů.



Výrobní závod pro tiskové hlavy 4 generace jsme navštívili následující den.

Prostor, na němž byla linka instalována, byl ve srovnání s předchozím provozem

menší, jeho výrobní kapacita je však podle slov pracovníků HP srovnatelná.

Zařízení pro výrobu hlav tiskáren Business InkJet je v některých částech

podobné dříve popsané lince. Pracuje však s menším základním polotovarem,

odpadá instalace pěnových výplní a přibyla zde instalace ventilu pro dočerpání

inkoustu (hlava při tisku odebírá inkoust ze samostatného externího zásobníku).

Při prohlídce jsme sledovali zejména instalaci destičky s tryskami a následné

připevnění pásu s polem kontaktů. Průběžné kontroly kvality i zde neúprosně

vyřazují každou hlavu, která vykazuje nějaký problém, a úspěšné závěrečné

ověření funkce nátiskem testovacího vzorku na konci této linky je jízdenkou na

cestu za zákazníkem.





Historie a současnost



Z historického hlediska je zajímavé připomenout, že před rokem 1985 byla

možnost tisku podstatně omezena a pokud bylo možné zhotovit si výtisk, jednalo

se o černobíle zpracovaný dokument, vytvořený většinou na jehličkové tiskárně.

Do roku 1990 se na trhu objevilo množství inkoustových tiskáren, které

uživatelům zprostředkovaly nejen černobílý, ale také barevný tisk dokumentů.

Vlastníci tiskáren však většinou své zařízení využívali jen pro tisk vlastních

dokumentů. Od roku 1995 se zvyšuje počet vytištěných stran, které zahrnují

nejen vlastní dokumenty, ale také soubory získané od ostatních uživatelů. K

podstatnému nárůstu vytištěných stran však dochází až v roce 1998. Internet je

takřka nevyčerpatelným zdrojem informací a se zvýšením jeho dostupnosti (vyšší

počet připojených uživatelů) se v mnoha případech mění barevné zpracování

webových stránek i jejich obsah. Více uživatelů se rozhoduje pro tisk

internetových prezentací, nabídek, katalogů atd.



Od roku 2001 se neustále zvyšuje podíl prodaných digitálních fotoaparátů na

trhu a digitální snímky z poloprofesionálních přístrojů se svou kvalitou již

přiblížily tradičním fotografiím. Deskové a filmové skenery napomáhají

uživatelům snadno převádět běžné fotografie do digitální podoby. Jejich barevné

podání je na vysoké úrovni a uživatel samozřejmě předpokládá, že ze snímku,

jehož obraz si uložil na pevný disk počítače nebo na CD-ROM, si bude moci

zhotovit přesnou kopii ve stejné velikosti a se správnými barvami.



Barvy jsou samozřejmou součástí našeho života, můžeme je spatřit všude kolem

nás. Zvykli jsme si na barevný svět, a přesto se v mnoha kancelářích stále

setkáváme jen s černobílými tiskárnami. Nenastal čas pro změnu? Barevný tisk

přece zlepšuje možnosti komunikace, nabízí více prostředků k vynucení

pozornosti, zvýraznění důležitých pasáží, ale také ke zřetelnému odlišení se od

mnoha ostatních. Je zřejmé, že požadavky na barevné zpracování dokumentů

vzrůstají se zvyšující se rychlostí tisku a dostupností zařízení s levným

provozem. Pro rychlejší zavádění barevných tiskáren jsou však stejně důležité

také zkušenosti uživatelů, jejich schopnost porozumět práci s novými výrobky, i

spokojenost s poskytovanou kvalitou zpracování.





Technologie pro lepší a rychlejší tisk



Výrobci tiskáren se předhánějí v oznamování novinek, zvýšení rychlosti,

zmenšení kapek inkoustu dopadajících na papír. Požadavky uživatelů na rychlost

tisku jsou stále vyšší a vývojová oddělení HP proto každoročně připravují mnoho

technických novinek, které dobu zpracování jednotlivých tiskových úloh

ovlivňují. Konstrukčních řešení je celá řada, zahrnují implementace rychlejších

procesorů, vyrovnávací paměti s větší kapacitou, změny podávání papíru a další.

Dobu tisku značně ovlivňuje počet trysek, šířka tiskové hlavy i rychlost, s

jakou mohou být kapky na tisková média nanášeny. Na obrázku jsou znázorněny

některé hlavy HP, s nimiž se mohli uživatelé setkat v rozmezí let 1985–2002.



První tiskárna HP ThinkJet používala tiskový systém, který na papír za sekundu

poslal 14 400 kapek inkoustu. Současná nejvýkonnější tiskárna HP Business

InkJet 3000 na tiskové médium nanáší 73 700 000 kapek za sekundu. Tato tiskárna

ke zlepšení tisku využívá i technologii K-fortification, která slouží k lepšímu

tisku písma s přesnějším podáním jednotlivých fontů. Před nanesením černého

pigmentového inkoustu je jako podkladu použito malé množství inkoustů CMY.

Teprve na ně jsou umístěny kapénky černé barvy, které chemicky reagují s

inkousty CMY a rychleji usychají na povrchu papíru. Písmo vytištěné tímto

způsobem na běžném kancelářském papíru je ostřejší a tmavší, jeho kvalita se

přibližuje výstupům z laserových tiskáren a doba schnutí výtisku je podstatně

zkrácena.





Tenké trysky a malé kapky



Menší kapky nanášeného inkoustu mohou na speciálních fotopapírech vytvořit

přesnější obraz a zpřístupní i vysoká pracovní rozlišení, která jsou však

vhodná jen pro tisk kvalitních předloh. K podstatnému zmenšování objemu dochází

od roku 1997 a z původních 35 pikolitrů byl u výrobků HP snížen objem tiskového

bodu na hranici 4–5 pikolitrů. Přestože velikost, či spíše objem inkoustové

kapky je důležitým faktorem ovlivňujícím tisk, není faktorem jediným. Stejnou

váhu má také kvalita inkoustu a tiskového média, množství inkoustových barev a

technologie jejich správného míchání. Tiskárny HP nabízejí uživatelům tisk se

čtyřmi barvami nebo šestibarevný tisk, při němž je černý zásobník nahrazen

sdruženým zásobníkem světlejších fotoinkoustů. Od roku 2002 jsou prodávány také

produkty se 7 inkousty, které zvládnou rychlé kancelářské zpracování dokumentů

i kvalitní tisk fotografií se širokým barevným gamutem. Technologie HP PhotoREt

IV podstatně zvyšuje množství dostupných barev a může nabídnout 1,2 milionu

barevných odstínů. Jeden pixel může být namíchán ze 32 inkoustových kapek,

přitom každá z nich při cestě k tiskovému médiu urazí dráhu 1 mm a dopadne

rychlostí 50 km/h. Vývoj nových inkoustových zásobníků s hlavami s vyšším

počtem trysek přinášejí zvýšení rychlosti tisku bez snížení jeho kvality. Jen

pro ilustraci: každá tryska v inkoustových hlavách HP je 3× tenší než lidský

vlas. Tiskárny přitom využívají termální inkoustové hlavy, které nejsou

náchylné k ucpávání vzduchovými bublinami a nevyžadují časté čištění, při němž

dochází ke zbytečnému odčerpávání inkoustu.





Pigmentový a nepigmentový (dye-based) inkoust



Každá tisková barva má své specifické vlastnosti: nepigmentový inkoust je

jasnější a barevnější, je dobře rozpustný, snadno proniká do tiskového média a

velmi dobře rozptyluje dopadající světlo. Jeho molekuly mají velikost přibližně

2 nm a bez speciálních médií, například fotopapírů, tyto inkousty rychleji

blednou působením světla či vlhkosti. Pigmentový inkoust je naproti tomu tvořen

částicemi o rozměru 50–150 nm (1 000× tenčí než průřez lidského vlasu),

neproniká do tiskového média, ale zůstává na jeho povrchu. Pigmentové barvy

jsou mnohem stabilnější a nepodléhají tolik blednutí působením světla.



Každé zavedení nových náplní inkoustových zásobníků je velmi nákladná a časově

náročná operace, během níž probíhá dlouhodobé testovaní. Prototyp nového

inkoustu HP prochází přibližně 50 odlišnými testy, při nichž se zkoumá složení

inkoustu, odolnost vůči vodě a odolnost vůči blednutí vlivem světla i vzdušné

vlhkosti. Nový inkoust prochází také ověřováním barevné stálosti, kyselosti,

viskozity, schopnostmi míchání s jinými inkousty a musí prokázat i odolnost

proti otěru. Při vývoji a testování je u společnosti Hewlett-Packard typicky

použito přes 22 tisíc litrů inkoustu a schopnost tisku je ověřena minimálně v 1

200 tiskových zásobnících. Počet potištěných stran v závislosti na testovaném

modelu může přesáhnout 180 000.





Výhled do budoucnosti



Jiné kombinace tiskových barev, menší kapky inkoustu, větší počet trysek na

tiskových hlavách pro rychlejší a přesnější potisk dokumentů to vše nás čeká v

následujících letech. Výroba a vývoj zařízení, s nimiž je možné zhotovit fotku,

dopis nebo nabídkový katalog, budou bezpochyby ještě dlouhou dobu pokračovat. V

blízké budoucnosti se můžeme těšit na tiskárny a multifunkční zařízení, ve

vzdáleném výhledu možná na speciální přepisovatelná tisková média pro opakované

použití.