• Thứ Sáu, 09/01/2004 11:35 (GMT+7)

    Những công nghệ ẩn mình dưới trang in

    Nhấn chuột ra lệnh in đã trở thành động tác quen thuộc của nguời dùng máy tính. Hãy cùng khám phá những công nghệ ẩn chứa trong máy in.

    Gần như song hành phát triển cùng PC, máy in đã cần cù thực hiện công việc chuyển đổi thông tin lưu trữ dạng nhị phân máy tính thành văn bản, hình ảnh và đã trở thành một thiết bị ngoại vi không thể thiếu trong mỗi văn phòng. Để đáp ứng được yêu cầu ngày càng cao của người dùng về tốc độ, chất lượng và độ bền, nhà sản xuất máy in đã phải liên tục đầu tư phát triển và đưa ra nhiều công nghệ in mới.

    Máy in kim, máy in laser đang trong giai đoạn phát triển ổn định về mặt công nghệ nên không có nhiều bước đột phá mới, và đều đã xác lập được ưu thế riêng. Máy in kim của Epson hiện rất phổ biến tại các điểm cần in hóa đơn, biểu mẫu với số lượng lớn như bưu điện, công ty điện lực, công ty cấp nước, có cả ở phòng đào tạo của trường đại học. Dòng máy in laser đơn sắc của HP xuất hiện nhiều tại văn phòng, gia đình vì có ưu điểm là in nhanh, ít ồn, bền, chất lượng bản in đen - trắng sắc nét và chi phí cho mỗi trang in thấp.

    Lĩnh vực phát triển sôi động nhất hiện nay chính là in phun màu. Nhờ máy ảnh số phát triển nhanh cùng với ứng dụng xử lý hình ảnh, thị trường in ảnh số đầy tiềm năng đã được mở cửa. Nhiều công nghệ mới xuất hiện trong hai năm gần đây góp phần nâng cao độ sắc nét, chi tiết của hình ảnh; mở rộng phạm vi thể hiện màu sắc; tăng độ bền màu và tuổi thọ của ảnh in. Và để thỏa mãn được yêu cầu ngày càng cao của người dùng, các nhà sản xuất máy in lớn như Canon, Epson, HP đã phải xây dựng thành giải pháp tổng thể, kết hợp cả 3 thành phần gồm giấy, mực và máy in.

     

    In Phun Màu
    Máy in phun màu với mức giá chỉ khoảng vài trăm đôla (so với mức trên ngàn USD của máy in laser màu) rất phù hợp cho người dùng gia đình và văn phòng nhỏ. Đặc biệt trong thời đại phát triển bùng nổ của “máy ảnh số” hiện nay, nhu cầu in ảnh màu tại gia đình đã tăng cao không ngờ. Chính vì thế, khá nhiều công nghệ, kỹ thuật mới đã được đưa ra trong thời gian gần đây.

    Công nghệ in phun tập trung theo hai hướng: in phun liên tục (continuous) và in gián đoạn (impulse). Dựa trên sơ đồ phân loại công nghệ in, bạn có thể dễ dàng phân biệt được các dòng máy in hiện có trên thị trường. Máy in phun liên tục từng được dùng trong dòng sản phẩm cấp thấp, tốc độ cao. Còn in gián đoạn, hay phun giọt theo yêu cầu, thì được dùng trong công việc đòi hỏi chất lượng hình ảnh và tính linh hoạt cao.

    In phun liên tục là công nghệ từng được dùng trong thời kỳ đầu phát triển của máy in phun màu. Dòng mực sẽ được phun ra liên tục, người ta sử dụng các tấm điện cực để điều chỉnh hướng đi của dòng mực; cơ chế hoạt động tương tự như kỹ thuật lái tia electron trong bóng đèn hình TV. Mực thừa sẽ được thu hồi qua một máng hứng, đưa trở lại bơm. Công nghệ này vẫn đang được ứng dụng nhưng nhà sản xuất đã thiết kế lại cơ chế để chỉ cho mực phun ra khi cần thiết.

    Epson, HP và một số hãng đã chọn phương pháp nhiệt (thermal): điện trở nhiệt đốt nóng, tạo ra bóng khí trong khoang mực (vị trí thường nằm gần đầu phun) đẩy mực ra ngoài. Epson cùng các hãng khác thì lại dùng loại thạch anh giãn nở để đẩy mực ra ngoài; phương pháp piezoelectric (áp điện). Với phương pháp này, giọt mực phun ra đã được kiểm soát bằng tín hiệu điện và có thể được lập trình theo trạng thái nhị phân: phun mực hoặc không. In phun nhiệt hướng chủ yếu đến ứng dụng in ấn văn phòng nên có giá thành thấp, tuổi thọ đầu in không cao và giới hạn về mực/ giấy in. Ngược lại, in phun áp điện là công nghệ linh hoạt cho phép in trên nhiều loại giấy/ bề mặt với bất kỳ loại mực nào. Vì thế mà công nghệ in phun áp điện được ứng dụng rộng rãi trong in ấn số gồm đồ họa, đóng gói, dệt, công nghiệp và thương mại.

    XAAR (www.xaar.co.uk) - công ty chuyên nghiên cứu, phát triển công nghệ in -  còn đưa ra công nghệ in phun không tiếp xúc: thay vì dùng điện áp tác động làm biến dạng khoang mực, XAAR dùng điện cực buộc phân tử mực dao động, tạo lực đẩy giọt mực ra ngoài. Ûu điểm của phương pháp này là tiết kiệm năng lượng và tăng độ bền, ổn định cho đầu phun. Công nghệ in phun greyscale mới của họ có thể điều chỉnh giọt mực theo 16 kích thước khác nhau, nhằm tạo ra bản in mịn, chi tiết và có độ phân giải cao hơn.


    Nét chữ bên phải sắc hơn vỉ dung lượng  giọt mực thay đổi động

    Kích thước giọt mực được thu nhỏ tối đa nhằm thể hiện màu sắc chi tiết và chính xác hơn. Epson và HP công bố dung tích giọt mực nhỏ nhất hiện nay là 4pl (picô lít), Lexmark thì đạt đến 3pl. Hạt mực quá nhỏ sẽ khiến tốc độ in chậm lại nên nhà sản xuất đã trang bị kỹ thuật variable

    sized droplet (thay đổi động dung tích hạt mực theo ngữ cảnh): ứng với vùng phủ màu rộng như bầu trời, mặt biển, dung tích giọt mực sẽ được tăng lên.

    Nhằm thỏa mãn được 4 tiêu chí quan tâm hàng đầu của người dùng là chất lượng, độ bền màu, ổn định và dễ sử dụng, nhà sản xuất máy in phun đã xây dựng nhiều giải pháp kết hợp giữa giấy, mực và máy in (xem “HP cung cấp giải pháp tổng thể cho in ấn số”, PC World VN 8/2002).

    Về mực thì phần lớn các nhà sản xuất hàng đầu như Epson, HP đang chuyển sang dùng loại mực hạt (pigment), kết hợp nhiều phân tử màu với hóa chất đặc biệt, nhằm tăng cường tính bền vững của mực in. Mực in hạt sẽ giúp thấm nhanh, đều trên giấy; liên kết với nhau bền chặt, giảm được tác động gây phai màu của không khí, ánh sáng.

    Một xu hướng mới: bộ mực in được bổ sung thêm 2 màu mới là lam nhạt, đỏ nhạt; bên cạnh 4 màu đen, vàng, lam, đỏ cơ bản. Theo lý giải của nhà sản xuất, bộ mực 6 màu sẽ giúp thể hiện chân thực màu sắc, mở rộng phạm vi màu thể hiện, giảm hiện tượng cầu vồng tại vùng màu chuyển tiếp và tiết kiệm mực. Thêm màu cơ bản đồng nghĩa với việc gia tăng tổ hợp màu thể hiện: hệ thống in 6 màu của HP trang bị công nghệ lớp màu có khả năng thể hiện 1,2 triệu màu. Ngoài ra, nhằm tối ưu độ phối màu, phần mềm PhotoREt 4 của HP đã cố gắng phân bố đều hạt mực nhằm tối ưu hóa haftoning - quá trình tổ hợp nhiều hạt mực màu cơ bản khác nhau để tạo ra màu trung gian. Hệ thống in 6 màu đầu tiên của HP được giới thiệu vào tháng 7/2002 là Deskjet 5550, đạt tốc độ 17 trang màu/ giây. Dòng sản phẩm Photo (gồm mã 915, 925, 1290, 2100) mới ra mắt của Epson cũng hỗ trợ hệ thống mực 6 màu (xem “Bảy sắc màu lộng lẫy của Epson”, PC World VN 9/2002). Đặc biệt, Epson Stylus Photo 2100 còn cho phép bổ sung thêm màu đen nhạt, tạo nên hệ thống mực 7 màu; gọi là công nghệ mực 7 màu Epson UltraChrome.

    Độ phân giải máy in phun cao cấp đã được nâng lên mức 4.800 dpi. Trước đây, khi khả năng máy in chỉ đáp ứng được độ phân giải thấp, sức mạnh của máy quét và máy ảnh số cao cấp của bạn đã không được khai thác hiệu quả vì trước khi in, máy in sẽ thực hiện thao tác giảm độ phân giải xuống mức tương ứng với khả năng đáp ứng của máy. Dù ảnh nguồn của bạn có độ phân giải rất cao, máy in trước đây cũng chỉ có thể in ra ở độ phân giải 2.400 dpi. Tuy nhiên, với dung tích giọt mực như hiện nay, chưa có loại giấy nào có thể chấp nhận được mật độ 4.800 dpi. Vì thế, nhà sản xuất còn phải tiến hành bước tối ưu để mật độ giọt mực nằm dưới ngưỡng chấp nhận của giấy; gọi là độ phân giải 4800 tối ưu (optimized).

    Giấy in đã trở thành một trong những thành phần quan trọng quyết định đến tuổi thọ của ảnh. Giấy được cấu tạo nhiều lớp: lớp phủ ngoài cùng vừa phải mỏng, hấp thu mực nhanh vừa có khả năng chống xước, hơi nước. Lọai giấy cao cấp HP Colourfast Photo Paper được cấu tạo từ 3 chất liệu: polyme đa chức năng, polyme đặc biệt và polyme gelatin; dày khoảng 0,25mm. Khi sử dụng kết hợp với loại mực 6 màu, ảnh in ra có thể bảo quản được 73 năm. Tham khảo thêm trong bài “Bền màu với thời gian”.

    Chú trọng đến thị trường in ảnh số nên máy in phun màu còn được trang bị thêm nhiều chức năng mới nhằm đơn giản hóa thao tác in ảnh cho người dùng. Epson vừa giới thiệu khả năng in ảnh trực tiếp từ thẻ nhớ trong dòng máy Stylus Photo 915; riêng Photo 925 còn có thêm khả năng kết nối trực tiếp với ổ Zip, MO. Bạn thực hiện mọi thao tác chọn hình, quyết định thông số, ra lệnh in thông qua màn hình LCD trên máy in mà không cần đến sự hỗ trợ của PC.

    Giới sản xuất máy ảnh số và máy in đang cùng ngồi vào bàn thảo luận để đưa ra chuẩn tương thích chung giữa máy ảnh số và máy in. Hiện nay, chúng ta đang có hai chuẩn là EXIF (Exchangable Image File) và PIM (Print Image Matching). Nếu máy ảnh số và máy in cùng hỗ trợ chung chuẩn giao tiếp, bạn có thể nối trực tiếp và thực hiện in ảnh; mặt khác ảnh in ra còn được tối ưu theo thông số riêng tương ứng với từng nhà sản xuất.

     

    In Laser Đơn Sắc
    Kỹ thuật in dùng trong máy in laser và máy photocopy hoàn toàn giống nhau và được gọi là electrophotographic. Kỹ thuật này kết hợp 3 yếu tố là tích điện, mực và ánh sáng. Đầu tiên, trống in, nhạy sáng và bọc vỏ bằng chất selen, được tích điện dương. Tia


    Cơ chế máy In Led

    laser hoặc dãy đèn LED sẽ chiếu lên trống, điểm được chiếu sẽ mang điện tích âm, trên trống xuất hiện một hình ảnh tích điện âm. Trống in sẽ được đảo ngược điện tích để ảnh đang tích điện âm chuyển sang mang điện tích dương. Mực in lúc này đang được tích điện âm, sẽ bị hút vào vùng điện tích dương trên trống và phủ lên vùng này một lớp mực in dạng bột khô. Tiếp đó, trong quá trình trống in tiếp xúc với giấy đã được tích điện dương, mực in sẽ lại được giấy “hấp thụ” nhờ tính hút nhau của hai điện tích trái dấu. Hệ thống dùng nhiệt và áp suất để ép mực dính chặt vào giấy.
    Hầu hết các máy in laser hiện nay đều dùng một hệ thống kết hợp gồm lăng kính xoay, thấu kính và gương để điều chỉnh cho tia laser quét theo từng hàng ngang lên trống in. Tia sáng từ nguồn laser sẽ chiếu đến lăng kính xoay, hệ thống cơ khí chính xác của lăng kính sẽ lái tia laser quét lên màn trống in để tạo nên ảnh tích điện âm.

    Riêng Okidata thì lại áp dụng công nghệ LED (Light Emitting Diode) hoàn toàn khác biệt: nhiều dãy đầu in (lên đến hàng trăm) dùng diode phát sáng được bố trí trải kín bề rộng trang giấy và mỗi đèn led đều có thể bật tắt độc lập. Hệ thống sẽ điều khiển trạng thái hoạt động của dãy đèn để khắc lên trống in những ký tự thích hợp. Công nghệ này có ưu điểm là không có thành phần chuyển động nên có độ bền và độ ổn định cao nhưng độ phân giải không thể thay đổi linh hoạt.
    Tùy theo từng dòng sản phẩm mà tốc độ in sẽ chênh lệch nhau khá nhiều. Nhóm máy in gia đình, văn phòng nhỏ thường chỉ đáp ứng ở mức 10-14 trang/phút; cấp doanh nghiệp thì đạt từ 10-50 trang/phút. Một số dòng sản phẩm cao cấp, đặc thù cho phép in hơn 1.000 trang/phút. Độ phân giải của máy in hiện nay đã là 1.200-2.400 dpi. Năm 1975, IBM giới thiệu máy 3800, máy in laser đầu tiên trên thế giới được thiết kế cho mainframe. Đến năm 1984, HP giới thiệu LaserJet, dòng máy in laser để bàn đầu tiên và đã trở nên phổ biến trong lĩnh vực văn phòng.

    In Laser Màu
    Kỹ thuật in trong laser màu không khác in laser đơn sắc. Để in được màu sắc, hệ thống cần đến 4 bộ mực màu cơ bản là đen, đỏ, lam, vàng. Trước đây, bản in thường được in tách biệt lần lượt 4 màu, tựa như phương pháp in offset, nên gọi là phương pháp in 4 lượt. Tốc độ của phương pháp này rất chậm nên nhà sản xuất đã cố gắng cải tiến và đưa ra phương pháp in 1 lượt. Bốn màu in sẽ phủ lên giấy đồng thời hoặc phủ lên một mặt phẳng trung gian. Năm 1998, máy in LED của Lexmark lần đầu tiên đạt tốc độ 12 trang màu/ giây, ngang ngửa với tốc độ máy in đơn sắc, và xử lý đồng thời trên cả 4 ống mực nên cho phép in 1 lượt.


    Hệ thống in LED màu của OKI

    Dựa trên hai công nghệ in laser đơn sắc, thị trường cũng xuất hiện hai xu hướng in laser màu khác nhau. Okidata vẫn theo đuổi hướng ứng dụng công nghệ LED. Trên hình minh họa, bạn sẽ thấy trong máy in Oki có thiết kế 4 bộ ống mực và dãy đèn LED độc lập, tương ứng với 4 màu đen, đỏ, lam, vàng. Để bản in sắc nét với độ phân giải 1.200x1.200, Okidata đã dùng đến 10.000 đèn led. Hầu hết các máy in màu của Okidata đều cho phép hoàn tất quá trình in chỉ trong một lượt chạy giấy nên chấp nhận được nhiều loại giấy khác nhau.

    HP vừa công bố công nghệ “in-line processor”, cho phép phủ 4 màu mực lên trang in cùng lúc. Nhờ vậy, tốc độ máy in laser màu sẽ gần ngang bằng với tốc độ máy in laser đơn sắc và giảm thiểu tình trạng kẹt giấy. Tốc độ in màu cao nhất hiện nay của HP colour laserjet 5500 là 21 trang/ giây.

    Dòng máy mới nhất của Xerox, Phaser 8200, dành cho doanh nghiệp vừa và nhỏ thì lại dùng khuôn mực sáp. Mực sẽ được nung cho tan chảy rồi phun lên trống in. Về mặt lý thuyết thì quá trình này sẽ diễn ra nhanh hơn quá trình dùng trong máy in laser màu. Qua thử nghiệm của PC World Mỹ 8/2002, tốc độ đã có phần vượt qua máy in laser màu đắt tiền nhưng chất lượng không xuất sắc.

    Hầu hết máy in mới đều đạt độ phân giải 600 đến 2.400 dpi. Với độ phân giải thấp hơn, hình ảnh in ra nhìn thô, không mịn và màu sắc chuyển đổi không tự nhiên.

    Một đặc điểm khác cũng đáng chú ý của in màu laser là tính bền của bản in. Mực in laser được ép chặt lên giấy bằng nhiệt, áp suất nên bền và chính xác hơn so với phương cách thấm của mực in phun. Điều này còn cho phép in được trên nhiều chất liệu mà không sợ lem hay phai màu.

    Tương lai của máy in màu laser và LED khá tươi sáng. Sau 4 năm kể từ thời điểm xuất hiện đầu tiên là năm 1994, giá của máy in laser màu đã giảm đi một nửa. Trong một thị trường đang phát triển, cộng với giảm giá thành và nâng cao công nghệ, máy in màu laser chắc hẳn sẽ trở nên phổ biến và cũng có thể sẽ đến lúc thay thế luôn máy photocopy.

     

    Lời Kết

    In ấn là một trong những phương cách phổ biến thông tin hiệu quả hiện nay. Công nghệ in ấn phát triển nhằm mang lại tính mỹ quan cho ấn phẩm, tốc độ cho công việc, tiện dụng cho người dùng. Con người muốn tự tay tạo ra những tấm hình đẹp với sự trợ giúp của kỹ thuật số, mang màu sắc cuộc sống vào những trang tài liệu khô khan... với chất lượng ngày càng cao. Công nghệ in đang từng giờ vận động để đáp ứng yêu cầu này. Và chúng ta cũng sẽ không quá ngạc nhiên nếu thấy giá phụ kiện in (giấy, mực) đôi khi lại cao hơn cả máy bởi tất cả chúng đang liên kết chặt chẽ trong một giải pháp tổng thể và đều hàm chứa rất nhiều “chất xám”.

    Duy Khánh

     

    Bền màu với thời gian

    Công ty Wilhelm Imaging Research (www.wilhelm-research.com) vừa tiến hành một nghiên cứu đánh giá về độ bền màu của các ảnh in số. Henry Wilhelm, người sáng lập công ty, đã dành hơn 30 năm nghiên cứu về đề tài này.

    Không chỉ dựa trên loại giấy do nhà sản xuất đề nghị, Wilhelm sử dụng thêm một số loại giấy của hãng thứ ba nhằm mở rộng hơn phạm vi lựa chọn cho người tiêu dùng và đã đưa ra những kết luận quan trọng sau:

    Tốt nhất vẫnl nên lựa chọn giấy do nhà sản xuất đề nghị.

    Có rất ít loạil giấy hãng thứ ba lưu giữ được hình trên 12 năm. Đặc biệt, giấy CompUSA High Gloss Photo (giá 0,25 USD/ tờ tại Mỹ) và Kodak Ultima Picture Paper High Gloss (0,87 USD/ tờ) lưu giữ được lần lượt là 22 và 21 năm khi in trên máy HP Deskjet 5550, Photosmart 7150, 7350, 7550.

    Đa phần thìl giấy của hãng thứ ba thường phai nhanh hoặc hấp thu mực không tốt nên màu sắc hình ảnh trở nên loang lổ, vùng màu đậm có thể bị bronzing (chuyển sang ánh đồng).

    Giấy phù hợpl với máy in này chưa hẳn đã tốt trên máy in kia.

    Bảng công bố kết quả của Wilhelm sẽ giúp bạn tìm ra giải pháp tối ưu giữa chi phí in với tuổi thọ ảnh.

    Các bước phun mực bằng điện trở nhiệt. Phương pháp áp điện cũng tương tự nhưng không dùng bóng khí mà dựa trên sự giãn nở của thạch anh.

    ID: A0211_54