Wielkość kropli (droplet size)

Wielkość kropli (Droplet Size) atramentu wystrzeliwanej przez dysze (nozzles) głowicy drukującej (printhead) w technologii druku atramentowego (inkjet) to jeden z fundamentalnych parametrów decydujących o jakości, szczegółowości i wyglądzie finalnego wydruku. Jest ona mierzona w pikolitrach (pl), gdzie jeden pikolitr to jedna bilionowa (10⁻¹²) część litra – objętość niezwykle mała.

Znaczenie wielkości kropli dla jakości druku:

  1. Szczegółowość i rozdzielczość obrazu:
    • Mniejsze krople atramentu pozwalają na uzyskanie wyższej efektywnej rozdzielczości i lepsze odwzorowanie drobnych detali, cienkich linii oraz subtelnych tekstur. Obrazy drukowane przy użyciu mniejszych kropel wydają się ostrzejsze i mniej “ziarniste”.
    • Duże krople mogą prowadzić do zlewania się punktów, utraty detali w jasnych partiach obrazu i bardziej widocznej struktury rastra (punktów tworzących obraz).
  2. Gładkość przejść tonalnych (Gradations):
    • Możliwość generowania bardzo małych kropel jest kluczowa dla uzyskania płynnych przejść między różnymi odcieniami kolorów oraz w skalach szarości. Mniejsze krople pozwalają na subtelniejsze cieniowanie i redukują efekt posteryzacji (nagłych przeskoków tonalnych).
  3. Nasycenie kolorów i gęstość optyczna:
    • Większe krople mogą szybciej pokrywać powierzchnię, co może być korzystne przy drukowaniu jednolitych, nasyconych apli (dużych obszarów jednego koloru), potencjalnie zwiększając gęstość optyczną (intensywność koloru).
    • Jednakże, zbyt duże krople na nieodpowiednich mediach mogą prowadzić do nadmiernego rozlewania się atramentu (ink bleed) i utraty ostrości.
  4. Prędkość druku:
    • Użycie większych kropel może (w pewnych trybach druku) przyczynić się do zwiększenia prędkości, ponieważ do pokrycia danego obszaru potrzeba mniej pojedynczych kropel.
    • Jednakże, dążenie do najwyższej jakości zazwyczaj wiąże się z użyciem mniejszych kropel, co może wydłużyć czas drukowania.
  5. Zużycie atramentu:
    • Teoretycznie, drukowanie mniejszymi kroplami powinno prowadzić do mniejszego zużycia atramentu na jednostkę powierzchni, ale w praktyce zależy to od wielu czynników, w tym od algorythmów rastrowania i docelowego pokrycia kolorem.

Pikolitr (pl) jako jednostka miary:

Pikolitr (pl) jest standardową jednostką używaną do określania objętości pojedynczej kropli atramentu. Typowe wielkości kropel generowanych przez nowoczesne głowice drukujące w drukarkach wielkoformatowych mieszczą się w zakresie:

  • Bardzo małe krople: od około 1.5 pl do 5 pl. Stosowane do uzyskania najwyższej szczegółowości, gładkich tonów, w druku fotograficznym i artystycznym.
  • Średnie krople: od około 6 pl do 15 pl. Stanowią kompromis między jakością a prędkością, używane w wielu zastosowaniach graficznych i technicznych.
  • Duże krople: powyżej 15 pl (np. 20 pl, 30 pl, a nawet 80 pl w niektórych przemysłowych głowicach do druku na dużych odległościach lub bardzo szybkim kryciu powierzchni). Stosowane tam, gdzie priorytetem jest szybkość i intensywne pokrycie, a najwyższa rozdzielczość nie jest kluczowa (np. niektóre rodzaje banerów oglądanych z daleka).

Technologia zmiennej wielkości kropli (Variable Dot Technology / Multi-Drop Technology):

Wiele nowoczesnych głowic drukujących (zwłaszcza piezoelektrycznych) posiada zdolność do generowania kropel o różnych wielkościach w trakcie jednego zadania drukowania. Nazywa się to Technologią Zmiennej Wielkości Kropli (np. Epson Variable-Sized Droplet Technology, HP Multi-Dimensional Droplet Placement Technology).

  • Zasada działania: Głowica może wystrzelić pojedynczą, małą kroplę lub kilka małych kropel w bardzo krótkim odstępie czasu, które łączą się w locie lub na powierzchni medium, tworząc efektywnie jedną większą kroplę. Alternatywnie, głowica może precyzyjnie kontrolować objętość każdej wystrzeliwanej kropli poprzez modulację sygnału sterującego elementem piezoelektrycznym.
  • Korzyści:
    • Wyższa jakość obrazu: Pozwala na jednoczesne uzyskanie doskonałej szczegółowości w jasnych i drobnych elementach (dzięki małym kroplom) oraz gładkiego, jednolitego pokrycia w obszarach o pełnym nasyceniu koloru (dzięki większym kroplom).
    • Gładsze przejścia tonalne: Redukcja ziarnistości i lepsze odwzorowanie subtelnych niuansów.
    • Większa prędkość przy zachowaniu jakości: Możliwość użycia większych kropel tam, gdzie nie jest wymagana ekstremalna szczegółowość, co przyspiesza proces drukowania bez znaczącej utraty jakości wizualnej.
    • Optymalizacja zużycia atramentu: Inteligentne algorytmy mogą dobierać optymalną wielkość kropli w zależności od drukowanej treści.

Wybór wielkości kropli:

W niektórych zaawansowanych drukarkach lub oprogramowaniach RIP, użytkownik może mieć pewien wpływ na wybór trybu druku, który implikuje użycie określonego zakresu wielkości kropel (np. tryb “wysokiej jakości” będzie preferował mniejsze krople, a tryb “roboczy/szybki” może używać większych). Jednak w większości przypadków optymalizacja wielkości kropli jest zarządzana automatycznie przez firmware drukarki i algorytmy rastrowania obrazu.

Wielkość kropli atramentu jest parametrem o fundamentalnym znaczeniu dla możliwości drukarki atramentowej. Dążenie do generowania coraz mniejszych i precyzyjnie kontrolowanych kropel, a zwłaszcza rozwój technologii zmiennej wielkości kropli, znacząco przyczyniły się do osiągnięcia przez druk atramentowy poziomu jakości, który pozwala mu konkurować, a często nawet przewyższać, inne technologie druku w wielu zastosowaniach, szczególnie w dziedzinie fotografii, sztuki i wysokiej jakości grafiki.