Technologia zmiennej wielkości kropli

Technologia zmiennej wielkości kropli (Variable Dot Technology lub Variable Droplet Size Technology), znana również pod różnymi nazwami handlowymi w zależności od producenta (np. Epson Variable-Sized Droplet Technology (VSDT), HP Multi-Dimensional Droplet Placement Technology, Canon FINE (Full-photolithography Inkjet Nozzle Engineering) w pewnym zakresie, Ricoh Dynamic Variable Drop Technology), to zaawansowana funkcja nowoczesnych głowic drukujących (printheads) stosowanych w drukarkach atramentowych (inkjet printers), w tym w drukarkach wielkoformatowych (LFP). Pozwala ona na dynamiczne generowanie i wystrzeliwanie kropel atramentu o różnych, precyzyjnie kontrolowanych objętościach (mierzonych w pikolitrach – pl) w trakcie jednego zadania drukowania, a nawet w obrębie jednego piksela obrazu.

Zasada działania technologii zmiennej wielkości kropli:

Sposób realizacji tej technologii może się różnić w zależności od producenta i typu głowicy drukującej (głównie w głowicach piezoelektrycznych):

  1. Metoda Multi-Drop (Wielokrotnego Wystrzału):
    • Głowica drukująca jest zdolna do wystrzelenia kilku (np. dwóch lub trzech) bardzo małych, elementarnych kropel z tej samej dyszy w niezwykle krótkich odstępach czasu.
    • Te małe kropelki mogą łączyć się w locie, tuż przed dotarciem do podłoża drukarskiego, lub bezpośrednio na powierzchni medium, tworząc efektywnie jedną większą kroplę o zsumowanej objętości.
    • Poprzez kontrolowanie liczby tych elementarnych kropel wystrzeliwanych w jednym cyklu, drukarka może tworzyć punkty o różnej wielkości (np. mała kropla, średnia kropla, duża kropla).
  2. Metoda Modulacji Impulsu (Pulse Modulation) w głowicach piezoelektrycznych:
    • W głowicach piezoelektrycznych, element piezoelektryczny odkształca się pod wpływem impulsu elektrycznego, wypychając atrament.
    • Poprzez precyzyjne modulowanie kształtu, amplitudy i czasu trwania tego impulsu elektrycznego, można kontrolować stopień odkształcenia elementu piezoelektrycznego, a tym samym objętość pojedynczej kropli atramentu wyrzucanej z dyszy. Pozwala to na generowanie kropel o różnych, ściśle zdefiniowanych wielkościach z jednej dyszy bez konieczności wielokrotnego wystrzału.

Korzyści ze stosowania technologii zmiennej wielkości kropli:

Zastosowanie technologii zmiennej wielkości kropli przynosi szereg istotnych korzyści dla jakości i efektywności druku:

  1. Znacząca poprawa jakości obrazu:
    • Wyższa postrzegana rozdzielczość i szczegółowość: Małe krople (np. 1.5 – 5 pl) są używane do precyzyjnego odwzorowania drobnych detali, cienkich linii, krawędzi obiektów oraz tekstur. Dzięki temu obrazy są ostrzejsze i bardziej szczegółowe, nawet jeśli natywna rozdzielczość głowicy (w DPI) nie jest ekstremalnie wysoka.
    • Gładsze przejścia tonalne (Gradations): W obszarach o stopniowej zmianie koloru lub jasności (np. odcienie skóry, niebo, gradienty), użycie małych kropel pozwala na uzyskanie znacznie płynniejszych i bardziej naturalnych przejść, eliminując lub redukując efekt posteryzacji (widocznych pasów lub skoków tonalnych) oraz ziarnistości.
    • Lepsze odwzorowanie jasnych partii obrazu: Małe krople są kluczowe dla subtelnego oddania detali w najjaśniejszych obszarach zdjęcia czy grafiki, gdzie duże krople mogłyby całkowicie zdominować obraz lub stworzyć efekt “wypalenia”.
  2. Optymalizacja pokrycia i nasycenia kolorów:
    • Jednolite krycie w aplach: Średnie i większe krople (np. 6 – 20 pl lub więcej) są efektywnie wykorzystywane do szybkiego i równomiernego pokrywania większych, jednolitych obszarów koloru (tzw. apli), zapewniając dobre nasycenie i gęstość optyczną bez konieczności wielokrotnego nakładania małych kropel.
  3. Zwiększona prędkość druku przy zachowaniu wysokiej jakości:
    • Dzięki możliwości inteligentnego dobierania wielkości kropli w zależności od drukowanej treści, drukarka może optymalizować proces. Tam, gdzie wymagana jest najwyższa szczegółowość, używa małych kropel. Tam, gdzie można zastosować większe krople bez utraty jakości wizualnej (np. w jednolitych tłach), robi to, co przyspiesza proces drukowania w porównaniu do sytuacji, gdyby cały obraz musiał być drukowany wyłącznie najmniejszymi dostępnymi kroplami.
  4. Potencjalna redukcja zużycia atramentu:
    • Chociaż nie jest to główny cel tej technologii, inteligentne zarządzanie wielkością kropli może w niektórych przypadkach prowadzić do bardziej efektywnego wykorzystania atramentu, ponieważ drukarka nanosi tylko tyle atramentu, ile jest potrzebne do uzyskania pożądanego efektu w danym obszarze.

Jak to działa w praktyce?

Oprogramowanie sterujące drukarki (firmware) oraz zaawansowane algorytmy w sterowniku drukarki lub w oprogramowaniu RIP (Raster Image Processor) analizują obraz wejściowy i decydują, jakie wielkości kropel powinny być użyte w poszczególnych jego fragmentach. Na przykład:

  • Dla krawędzi i drobnych detali: używane są najmniejsze krople.
  • Dla obszarów o średniej tonalności i teksturach: kombinacja małych i średnich kropel.
  • Dla obszarów o pełnym nasyceniu i jednolitym kolorze: średnie lub większe krople.

Typowo drukarka może oferować 3 do 5 (lub więcej) różnych efektywnych wielkości kropel do wyboru dla każdego punktu obrazu.

Technologia zmiennej wielkości kropli jest jednym z najważniejszych osiągnięć w dziedzinie druku atramentowego, które znacząco podniosło poprzeczkę w zakresie jakości i wszechstronności tej metody druku. Pozwala ona na uzyskanie wydruków, które charakteryzują się zarówno doskonałą ostrością i szczegółowością, jak i gładkimi, naturalnymi przejściami tonalnymi, zbliżając jakość druku cyfrowego do tradycyjnych technik fotograficznych czy litograficznych. Jest to standardowa funkcja w większości nowoczesnych, profesjonalnych drukarek wielkoformatowych przeznaczonych do zastosowań graficznych i fotograficznych.