Удивительно, но эта «технологическая» история началась в споре за глотком любимого напитка Guinness, на бутылке которого красовался штрихкод Ирландии, совпадающий с первыми цифрами маркировки цветных картриджей компании Hewlett-Packard. Неужели, как и знаменитое пиво, качественные краски для принтеров производятся в Западной Европе и соответственно не несут на себе печати азиатской склонности экономить где только возможно? Ведь Ирландия по праву считается самой дорогой и экологичной страной в Евросоюзе и знак «Made in Ireland» обходится отнюдь не дешево...

Так вот откуда берется высокая цена на «фирменные» расходники? Вполне возможно, но, чтобы не делать поспешных выводов, мы предпочли личное знакомство с «фабрикой красок» HP и с технологией производства картриджей. Сказано — сделано: самолет Москва—Париж—Дублин, и уже через 10 ч мы смогли увидеть надежный оплот мирового производителя в маленьком островном государстве.

Фабрика красок (DIMO)

На компанию Hewlett-Packard в Ирландии работает более 4 тыс. квалифицированных сотрудников, которые рассредоточены в девяти различных подразделениях. В Дублине располагается центр поддержки клиентов, в поселке Гелвей (Galway) — европейский центр ПО, в городке Лейкслип (Leixlip) — дублинская фабрика чернил, международный банк HP, отдел продаж и услуг в Ирландии, европейский центр производства медианосителей, операционное подразделение, информационные системы расходных цепочек и отдел системного хранения.

Фабрика красок DIMO (Dublin Inkjet Manufacturing Organisation), расположенная в живописном парке Лифей (Liffey), является ядром плацдарма HP в Западной Европе. Она начала свою работу в 1995 г. и насчитывает в штате более 2 тыс. специалистов. Здесь на 30 тыс. м2 сосредоточены новейшие достижения науки в области производства чернильных картриджей, и потому продукция завода DIMO пользуется мировой популярностью.

В гигантских цехах дублинской фабрики можно увидеть массу производственно-технологических решений, среди которых выделяются уникальные операционные роботы. Кстати, компания HP не занимается разработкой собственной робототехники, и потому, гуляя в заводских дебрях DIMO, можно легко встретить производственных представителей многих мировых компаний, в том числе и Epson.

А на площадке розлива чернил в мелкую тару оправдываются самые смелые фантазии российских владельцев струйных принтеров. В центре зала стоят гигантские пластиковые канистры, напоминающие цветом и формой бачки стеклоомывателей от отечественных автомобилей ГАЗ и ВАЗ, а из них по гибким шлангам от капельниц дорогостоящие чернила подаются в соответствующий робот с иголкой на конце. Заметьте, каждую кубическую канистру заполняет около 1000 л чернил (по нашим оценкам), и хватит этого богатства примерно на 600 тыс. картриджей (если считать для чернильниц № 56, 57, 58). И как мы ни старались, но забрать хотя бы одну подаренную «канистру-самобранку» на родину не получилось — «злые ирландские стюардессы» в самолет с нею не пустили (так что фотографии подобного чуда и результаты домашних экспериментов пока отменяются).

Честно говоря, понять назначение различных операционных линий современных систем производства довольно трудно. Но если иметь теоретическую базу по технологиям струйных принтеров, то можно во всем разобраться и выделить лишь два производственных этапа в работе всей фабрики:

  1. изготовление гибкого шлейфа с интегрированной печатающей головкой, представляющей собой электронную микросхему с многочисленными дюзами;
  2. точнейшее позиционирование шлейфа на пластиковом корпусе картриджа и заполнение его чернилами.

На первый взгляд в общем-то и все (осталось лишь провести несколько тестов качества картриджа и упаковать его в красивую коробочку), но попробуем заглянуть вглубь готового изделия.

Тонкости изготовления картриджа

Линия установки поролоновых вкладышей в болванки картриджей

Специалисты Hewlett-Packard подсчитали, что на разработку одного нового типа чернил, отвечающего современным достижениям науки, требуется три года и 50 тыс. человеко-часов упорного труда инженеров и ученых. А между прочим, за прошедшие 20 лет компания HP выпустила на рынок 50 видов чернил для цветной и черно-белой струйной печати. И при этом даже журналистам сложно припомнить хоть один откровенный провал в качестве печати у продукции чернильного гиганта. Разумеется, такое постоянство невероятно трудно скопировать новичкам химической индустрии на рынке картриджей для печати.

Электронную чернильницу HP составляют три элемента: краситель, корпус и микросхема печати. И сложности в производстве начинаются прямо с первого из них.

Чернила должны быть чистыми и отфильтрованными, поскольку диаметр дюзы на выходе не превышает 11 мкм, а ее блокировка ведет к падению качества отпечатков. Кроме того, в состав красок должны добавляться присадки, обеспечивающие самоочистку дюз от продуктов окисления и от засорения. В общем, как любят говорить на заводе DIMO: «HP Ink isn?t just colored water» (чернила HP — это не просто окрашенная вода), и приводят список других отличий от акварельных красок (см. схему в фотоальбоме на CD).

Самым сложным этапом производства картриджа считается процесс присоединения головки со шлейфом разводок к корпусу чернильницы. Дело в том, что головка должна идеально лечь на нужное место, иначе — брак. Разумеется, размеры всех отверстий так малы, что делать такое совмещение, используя грубую механику, невозможно, и на помощь людям приходят воздушные потоки. Головка картриджа буквально парит над корпусом в струе газа и постепенно приближается к своему месту. Необходимый поток через микроотверстия в двух поверхностях идеально выставляет сопла в нужных местах, а затем раздается резкое «ХЛОП!» — и печатающая головка уже на пластике с допустимым отклонением от нужного местоположения 0,025 мм и 0,05o. Если учесть, что наш волос имеет толщину в 0,075 мм, то подобная меткость потрясает воображение.

Вот такого робота Epson можно увидеть на заводе HP

Сам корпус картриджа напоминает баночку с тремя изолированными камерами, в каждую из которых туго вставляются поролоновые вкладыши, после чего все это накрывается единой крышкой. Назначение поролона — равномерно распределять 17—18 мл чернил (картриджи № 56, 57, 58, 59) по всему объему доступного пространства и не давать краске стекать из всех 300 дюз. Назначение крышечки — обеспечение герметичности, поэтому ее прокол в домашних условиях ведет к высыханию поролона в картридже.

Однако на заводе чернила попадают внутрь картриджа именно путем введения через верхнюю крышку в каждую камеру тонкой иглы со своей краской. Причем до этого процесса необходимо заклеить защитной пленкой дюзы головки, иначе краска начнет подсачиваться через микроотверстия снизу.

Но давайте пристальней взглянем на микропластину. Каждая головка современного картриджа HP имеет не менее 300 отверстий — дюз (в картриджах № 56, 57, 58, 59), через которые чернила и попадают на бумагу. Причем плотность дюз может составлять до 1200 сопел на дюйм (например, в картриджах № 130). Без многократной лупы или микроскопа их и не разглядишь.

Сопло термоэлектрической печати имеет трапециевидную форму в продольном сечении (причем основание трапеции расположено на входе чернил в дюзу). Это позволяет, по закону Бернулли, резко увеличивать давление на «каплю» у выхода и придавать ей достаточное ускорение, чтобы она отделялась от сопла со скоростью до 15 м/с.

Такой способ выброса частиц краски чем-то напоминает охотничье ружье, когда внутренний диаметр ствола уменьшается на вылете, а размер дробинок (как и частиц чернил) изначально значительно меньше поперечного сечения дула. Разница лишь в первопричине движения: в оружии это подрыв пороха, а в картридже — резкий нагрев термопластины у основания дюзы и, как следствие, паровой микровзрыв. Продолжив сравнение, рискнем предложить инженерам HP в будущем делать сопла нарезными: тогда и скорость увеличится, да и точность хуже не станет .

Можно ли подобное воспроизвести в кустарных условиях? Думаем, нет. И поэтому, пытаясь сэкономить на печати, перезаправку чернил допустить еще можно, но покупать готовый картридж сомнительного производства все же не следует.

На завершающем этапе рождения фирменной баночки с краской из очередной партии продукции за один месяц отбирается 20 тыс. картриджей (!), каждый из которых проходит более 100 тестов. Этот набор испытаний мы разделили на семь групп:

  • Качество изображения
  • Качество текста
  • Разброс капель и скорость высыхания
  • Срок хранения готовых отпечатков
  • Время хранения картриджа после начала использования
  • Производительность работы
  • Прочность корпуса.
Земляки: картриджи HP и пиво Guinness

Честно говоря, после детального знакомства с заводской методикой тестирования захотелось купить себе в лабораторию такую же тест-линию для картриджей и принтеров, но по некоторым соображениям мы решили продолжить оценивать лишь качество и производительность струйных принтеров. Однако жизнь не стоит на месте, и чем черт не шутит...

Назад, к себестоимости

Вы заметили, что отпечатки, полученные на струйных принтерах, уже ничем не отличаются от «творчества» мини-лабов? А могло ли такое быть, например, пять лет назад? Вот и получается, что с начала эпохи царствования Kodak прошло несколько лет и за это время традиционные представления сильно отстали от науки о струйной печати. Сегодня оставаться на острие технического прогресса могут позволить себе лишь серьезные компании, дорожащие собственным именем. Под натиском цифровых изображений сдаются такие гиганты, как Kodak, Fuji, Konica, Polaroid: им не удалось даже подражать в технологиях сегодняшним лидерам HP, Canon и Epson. А уж стоит ли говорить о возможности копирования производственных процессов картриджей такими молодыми компаниями, как Master Ink или Super Ink? Это как с горючим: получить «бензин» прямо из нефтепровода смогут многие, вот только будут ли машины нормально на нем ездить?

Сегодня миф о всего лишь небольшом ухудшении печати при использовании нерекомендованных расходников развеян тестовыми лабораториями. Теперь для печати черно-белых текстов используются по преимуществу лазерные принтеры, а вот справиться с качественной фотопечатью без принтера, чернил и бумаги от одного производителя стало невозможно.

Попробуйте-ка распечатать свою лучшую фотографию на обычной бумаге — получите что-то вроде милого шаржа на промокшем листке. А специалисты и придирчивые потребители увидят не меньше недостатков и у отпечатков, сделанных на бумаге Lomond. Так что если вам нужно изображение, сравнимое с фотографией, то без оригинальной фотобумаги и картриджей не обойтись.

И при этом компании-лидеры остро конкурируют между собой и постоянно стремятся к снижению комплексной себестоимости печати. А как иначе? Чуть зазеваешься, и конкурент начнет продавать принтеры себе в убыток с расчетом на повышение объема продаж картриджей и бумаги.

Разумеется, секрет выгоды от производства струйных принтеров заключается в выпуске картриджей и мощности западных заводов. Ведь большие объемы производства и продаж позволяют минимизировать цену каждой отдельной чернильницы, для изготовления которой понадобилось море труда и современных технологий.

А вот почему завод DIMO расположен в «дорогой» Ирландии? Скорее всего вовсе не из-за близости к производству суперпива Guinness (хотя...). Просто эта страна имеет самое привлекательное налогообложение в Евросоюзе и большой научный потенциал. Кстати, эти два важнейших фактора заметила не только Hewlett-Packard, но и другие промышленные гиганты ИТ-индустрии, и на карте страны потихоньку начинает отчетливо прорисовываться имидж европейской силиконовой долины.