La stampa, le stampanti, i colori: quale resa grafica?

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1 La stampa, le stampanti, i colori: quale resa grafica? I colori ottenuti con le stampanti Fatta eccezione per i plotter a penna, le stampanti per la grafica computerizzata sono dispositivi raster che producono immagini mediante schemi di minuscoli punti. Le stampanti lavorano con punti (e quindi inchiostri) di tre colori: ciano, magenta e giallo (codifica CMY). Questi colori sono denominati colori fondamentali di tipo sottrattivo: fondamentali in quanto dalla loro combinazione è possibile ottenere tutti gli altri colori; sottrattivi in quanto gli inchiostri, i colori e i pigmenti di una stampante fungono in realtà da filtri, ovvero sottraggono o assorbono alcune lunghezze d'onda e ne riflettono altre. La combinazione ad esempio di uguali quantità di ciano, magenta e giallo consente di sottrarre tutte le lunghezze d'onda visibili e di ottenere il nero. Molte stampanti prevedono però anche la presenza di un pigmento nero, in modo da potere riprodurre un nero molto denso, altrimenti difficilmente ottenibile. Il sistema a colori sottrattivi - tipico delle stampanti - è noto come CMY o CMYK (dove "K" indica il nero). La stampante è però in grado di ottenere non solo i quattro colori di base CMYK dei propri inchiostri, ma può sovrapporre punti di due colori di base (vedi figura a lato) per ottenere il rosso, il verde e il blu che vengono utilizzati per riprodurre le immagini nella codifica additiva (detta appunto RGB) tipica dei monitor. Per ottenere invece altri tipi di colori le stampanti devono lavorare con schemi di punti, ovvero la sovrapposizione di più miscele di pigmenti di base in varie proporzioni, calcolate dal microprocessore (del PC o della stampante a seconda del tipo di driver software utilizzato). Per stampare un colore intermedio quale il violetto-porpora, ad esempio (vedi figura a lato), la stampante utilizza la sovrapposizione di uno schema di punti nei colori magenta e ciano. Per ottenere tinte meno sature, invece, la stampante utilizza anche il bianco, nel senso che non stampa alcuni punti: ad esempio, uno o più punti bianchi a fianco del magenta permettono di ottenere il rosa chiaro, e così via. La carta e gli inchiostri Le riproduzioni a colori di alta qualità non dipendono solamente dalla tecnologia di stampa, ma sono anche correlate ai tipi di inchiostri e di carta utilizzati. Per ottenere colori brillanti, gli inchiostri devono aderire alla superficie del supporto di stampa: carta, cartoncino o trasparente per proiezioni. Per pag. 1

2 qualità. riproduzioni di bassa Laser a colori - si consiglia l'utilizzo di carta da ufficio speciale; - i tipi di carta di qualità inferiore provocano una perdita di luminosità dei colori. Getto di cera con cambio di stato - consente di ottenere risultati costantemente buoni sulla più ampia gamma di carta e permette di stampare anche su tessuto. Sublimazione del colore - non è in grado di utilizzare tipi di carta diversi dalla sua e dai trasparenti speciali. Stampanti a getto d inchiostro liquido Le stampanti a getto d'inchiostro liquido spruzzano goccioline di inchiostro sulla superficie della carta La stampa a getto d'inchiostro liquido è in grado di offrire colori brillanti ed altamente saturi. Tuttavia, per ottenere tali risultati, è necessario utilizzare una carta da stampa speciale. Su carta comune, invece, gli inchiostri penetrano nella carta e producono sbavature, per cui i colori perdono la loro luminosità. Queste stampanti si possono suddividere in due categorie: a flusso continuo e a goccia. Stampa a flusso continuo Nella stampa a flusso continuo la testina di stampa dirige continuamente le goccioline d'inchiostro verso la carta. L'inchiostro viene deviato in un vassoio raccoglitore, a meno che non si debba realizzare un singolo punto. Questa tecnica consente di ottenere eccellenti colori, anche se a costi d'esercizio elevati. Indipendentemente dal fatto che l inchiostro sia necessario o no sulla pagina, l'inchiostro viene continuamente pompato dalla testina di stampa per l'intera durata della procedura. Stampa a goccia (getto a bolle e sistema piezoelettrico) Il getto di inchiostro a goccia spruzza inchiostro sulla carta solamente quando è necessaria una goccia sulla pagina. Per spruzzare le goccioline di inchiostro dalla testina di stampa, viene utilizzato un meccanismo ad impulsi. Il getto a bolle utilizza il calore per vaporizzare una parte dell'inchiostro e dirigere la parte rimanente verso la carta. Via via che l'inchiostro liquido si riscalda, una parte di esso vaporizza formando una bolla che si espande e costringe l'inchiostro a fuoriuscire dall'ugello. A questo punto il riscaldatore viene disattivato, la bolla si restringe e altro inchiostro passa dal serbatoio alla testina di stampa. Nei sistemi piezoelettrici viene applicato un carico ad un diaframma, che comprime l'inchiostro e pag. 2

3 ne provoca la fuoriuscita a getti. La carta comune rappresenta un problema per tutti i tipi di stampanti a getto d'inchiostro liquido, in quanto l'inchiostro penetra nella carta e si mescola all'inchiostro dei punti adiacenti, alterando la luminosità e la definizione dei colori. Inoltre l'immagine stampata non risulta asciutta (soprattutto su trasparenti o carta speciale), il che può provocare sbavature o ritardi nel suo impiego. I getti d'inchiostro di recente realizzazione utilizzano riscaldatori incorporati, per ridurre i tempi di asciugatura e migliorare la qualità dei risultati. Per ottenere riproduzioni di alta qualità è necessario impiegare carta speciale. Qualora venga utilizzato un getto d'inchiostro ad acqua, l'acqua può asciugarsi prima dell'inchiostro lasciando alcuni residui che ostruiscono la testina di stampa. Quest'ultima dovrà quindi essere pulita mediante un sistema di spurgo oppure eliminata. Riassumendo: Vantaggi Limiti a flusso continuo - Ampio spettro di colori - Alta qualità a goccia - Costo limitato della stampante - Costo limitato per copia (se si utilizza una bassa resa per pagina) - Ampio spettro di colori a flusso continuo - Costo elevato della stampante - Lenta - Costi d'esercizio elevati a goccia - E' necessaria la carta speciale per ottenere i colori migliori - Tempo di asciugatura completo di alcune decine di secondi - Non è possibile la stampa fronte-retro con colori saturi - Ampie zone di colore uniforme diventano completamente umide, provocando l'increspatura della carta - Qualità del colore inferiore a quella delle altre tecnologie di stampa - Spesso gli inchiostri non sono resistenti all'acqua - Tempi di stampa più lunghi delle altre tecnologie di stampa Applicazioni migliori a flusso continuo - Realizzazione di bozze di prestampa - Stampa di alta qualità a quantità ridotte a goccia - Trasparenti per proiezioni - Stampa di riproduzioni da ufficio di qualità medio-bassa Stampanti laser a colori Le laser a colori, che si basano sull'impiego del toner, utilizzano cariche elettrostatiche e calore La stampa laser (o elettrofotografica) a colori utilizza principi analoghi a quelli adottati nelle pag. 3

4 fotocopiatrici da ufficio e nella stampa elettrostatica o basata sull'impiego del toner. Nel tipico processo laser a colori una carica statica viene applicata ad un tamburo fotorecettore (una superficie che diviene conduttiva quando viene colpita dalla luce). Un raggio laser impressiona le zone che non devono essere stampate, lasciando elettricamente cariche le zone da stampare. Viene poi applicato un toner in polvere che aderisce alle zone cariche del tamburo e l'immagine dal tamburo viene trasferita elettrostaticamente alla carta. Questa operazione viene ripetuta quattro volte (una per ciascun colore CMY e una per il nero). Alla fine l'immagine viene fusa mediante il calore, la pressione o entrambi. La tecnologia al laser monocromatica ha rivoluzionato la stampa in bianco e nero e contribuito allo sviluppo del desktop publishing. Il processo laser a colori è però estremamente complesso e presenta problemi di contaminazione del toner e di sovrapposizione a registro. Sebbene le stampanti laser a colori siano dotate di un notevole potenziale in quanto stampanti a condivisione delle risorse, esse sono attualmente troppo costose ed imponenti per fungere da stampanti personali e quindi vengono solitamente vendute come fotocopiatrici laser a colori. In breve: Vantaggi - E' in grado di utilizzare la carta comune - Elevata velocità di stampa (circa 3-5 pagine al minuto) - E' possibile stampare a tonalità continua Limiti - Sono necessarie frequenti operazioni di manutenzione - E' necessario prestare particolare attenzione durante la sostituzione del toner - Piuttosto costosa la versione a colori - Ingombro e peso elevati - PostScript RIP separato Applicazioni migliori Fotocopie a colori, documenti commerciali, realizzazione di bozze a colori di alta qualità Stampanti a trasferimento termico La stampa a trasferimento termico è una tecnologia affidabile ed economicamente conveniente, in grado di offrire colori di eccellente qualità Il processo fondamentale del trasferimento termico consiste nel riscaldare pannelli di cera colorata e fondere quest'ultima su di una carta caratterizzata da una composizione particolare, oppure su trasparenti per proiezioni. Il rullo di trasferimento termico è suddiviso in fogli consecutivi in formato pagina costituiti da pigmenti di cera. Questi pannelli pag. 4

5 sono fogli completi di ciascun colore fondamentale (ciano, magenta e giallo, oltre al nero se richiesto). Nella testina termica migliaia di elementi comandati singolarmente vengono riscaldati a C, per fondere minuscoli punti di colore sulla carta. La carta passa per 3-4 volte sotto la testina (una per ciascun colore fondamentale, oltre ad un passaggio optional per un diverso "true black" (nero vero e proprio). Gli altri colori vengono creati mediante tecniche di dithering. Poiché il trasferimento termico richiede solitamente l'impiego di carta speciale per ottenere riproduzioni di alta qualità, la sua migliore applicazione è relativa alle presentazioni e alle relazioni formali. In breve Vantaggi - Affidabile - Ampia gamma di colori (16,7 milioni) - Risoluzione di 300 dpi (alla pari delle stampanti laser a colori) - Manutenzione limitata e lunga durata - Semplice da utilizzare - Colori di alta qualità (rifinitura satura e brillante) - Per coperture del foglio > 40%, il costo di stampa è inferiore alla tecnologia a getto Limiti - Velocità bassa (1-2 pagine al minuto) - Carta di qualità speciale o superiore - Prezzo d'acquisto superiore a quello del getto d'inchiostro - La sovrapposizione a registro può essere un problema nel caso di alcune stampanti - Se la copertura del foglio < 40 %, il costo di stampa è superiore a quello a getto Applicazioni migliori Presentazioni su trasparenti per proiezioni, arti grafiche, analisi di dati tecnici Stampanti a sublimazione del colore La sublimazione del colore è una tecnologia emergente strettamente legata alla stampa a trasferimento termico. La sublimazione del colore è una tecnica di stampa a colori di elevate prestazioni, analoga alla tecnologia a trasferimento termico, ma i cui elementi di stampa vengono riscaldati fino a temperature prossime ai 400 C. Mentre infatti nel trasferimento termico lo strato di colore viene steso sulla superficie della carta, nel processo di sublimazione il colore impregna la carta stessa. La speciale composizione della cera implica la possibilità di controllare la quantità di colore trasferito alla carta, variando la quantità di calore applicato a diversi punti della testina di stampa. Ciò consente di variare l'intensità del colore, ottenendo pertanto una stampa a tonalità continua. Ad esempio, per creare una determinata gradazione di colore per un singolo pixel, è possibile stendere con precisione il 19% di ciano, il 65% di magenta e il 34% di giallo. Il riscaldamento dell'inchiostro a cera ne provoca il passaggio dallo stato solido allo stato gassoso, senza attraversare lo stadio liquido. Questo processo viene appunto denominato sublimazione, da cui deriva il nome di questa tecnologia. I vari colori vengono mescolati nel vapore, il che significa che per ogni singolo pixel pag. 5

6 possono essere prodotti 16,7 milioni di tinte. Il gas quindi interagisce con i prodotti chimici contenuti nella carta, sviluppando l'immagine definitiva. La sublimazione del colore consente di ottenere riproduzioni di qualità estremamente elevata, in particolare nel caso della stampa di immagini fotografiche o a tonalità continua. Per raggiungere tali risultati, questo processo utilizza carta sintetica speciale. Le stampanti di questo tipo sono più lente delle stampanti a trasferimento termico e il costo del relativo materiale di consumo è superiore. In breve: Vantaggi - Qualità di tipo fotografico - Ampia gamma di colori (senza dithering) Limiti - Costo per copia elevato - Impiego di carta speciale - Alcune stampanti offrono la riproduzione di testi e linee sottili di scarsa qualità - La stampa è lenta (3 minuti per pagina) - Poiché i file di immagini presentano grandi dimensioni, il tempo di trasferimento è lungo Applicazioni migliori Arti grafiche, sistemi di immagini tridimensionali, hard-copy multimediale, imaging da satellite, visualizzazione ad elevate prestazioni, imaging medico Stampanti a getto di cera con cambio di stato Questa tecnologia utilizza inchiostri che cambiano di stato, passando dallo stato solido allo stato liquido ritornando allo stato solido quando vengono fusi e spruzzati sulla carta. Una serie di speciali bastoncini di colore, uno per ciascun colore fondamentale (ciano, magenta, giallo e nero), vengono inseriti nella testina di stampa. I riscaldatori della testina fondono ogni bastoncino di cera a 90 C in singoli serbatoi e mantengono gli inchiostri alla stessa temperatura. Per realizzare un'immagine, la stampante pompa piccole quantità di inchiostri dai serbatoi e li riscalda ulteriormente. Utilizzando una speciale testina di stampa, la stampante esegue un unico passaggio sulla carta, che è fissata saldamente ad un tamburo. Un meccanismo elettronico ad impulsi spruzza minuscole goccioline di inchiostro liquido sulla carta, a seconda delle esigenze specifiche. Non appena le goccioline di inchiostro entrano in contatto con la carta, si raffreddano ad una velocità tale che la maggior parte dell'inchiostro rimane sulla superficie della pagina, anche in caso di materiale assorbente. Il processo di raffreddamento fissa la gocciolina sulla superficie di stampa, consentendo una perfetta adesione e contribuendo ad ottenere colori brillanti su qualsiasi tipo di carta. Poiché gli inchiostri per cambio di stato si solidificano rapidamente, le riproduzioni "grezze" possono apparire irregolari al tatto. Pertanto alcune stampanti prevedono una fase definitiva, che consiste in un processo di fusione atto a levigare la superficie dell'immagine. La tecnologia con cambio di stato offre numerosi vantaggi rispetto alla tecnologia a getto d'inchiostro liquido, in quanto gli inchiostri non vengono assorbiti dalla carta. E' pag. 6

7 pertanto possibile stampare praticamente su qualsiasi supporto, pur mantenendo un elevata luminosità dei colori. In breve: Vantaggi - Colori di eccellente qualità - Ampia gamma di colori - Colori brillanti, intensi e omogenei - Stampa su qualsiasi tipo di carta - Riproduzioni fronte-retro senza problemi - Costo per copia limitato - Grande affidabilità - Migliore qualità e flessibilità dei supporti rispetto al getto d'inchiostro liquido - Non è necessario il tempo d'asciugatura (il colore sulla riproduzione è asciutto) - Inchiostri biodegradabili che non inquinano 1'ambiente Limiti - Produzione lenta (2 minuti per pagina) Applicazioni migliori Arti grafiche, modelli di brochure, CAD e visualizzazioni tridimensionali, documenti commerciali su carta semplice Stampa a colori - Glossario dei termini Adesione Tonalità continua Dithering Fusione Mezzi toni Cambio di stato Fotorecettore PostScript 2 Sovrapposizione Capacità di un inchiostro, di una cera o di un toner di incollarsi alla superficie della carta o di un trasparente. Capacità di stampare uno qualsiasi tra milioni di colori per ciascun pixel stampato. I risultati presentano un aspetto fotografico. Processo che consiste nell'utilizzare piccoli punti di inchiostro dei colori base (ciano, magenta, giallo, rosso, verde, blu, bianco e nero), per ingannare 1'occhio e portarlo a vedere varie migliaia o milioni di colori. Processo che consiste nell'applicare una pressione a freddo ad inchiostri con cambio di fase sulla carta. Consente di migliorare 1'adesione degli inchiostri e realizzare trasparenti per proiezioni. Consentono di stampare un'immagine ombreggiata con schemi di punti di varie dimensioni. I punti di dimensioni maggiori costituiscono le zone più scure, mentre i punti con dimensioni minori formano le zone più chiare. Il passaggio degli inchiostri dallo stato solido allo stato solido liquido e quindi di nuovo allo stato solido. Descrive un materiale che diventa elettricamente conduttivo se esposto alla luce. Linguaggio di descrizione pagina della Adobe. PostScript - Aggiornamento del PostScript che contiene vari sviluppi di notevole importanza, soprattutto nel campo del colore. Capacità di una stampante di allineare con precisione inchiostri pag. 7

8 a registro "True black" fondamentali sovrapposti. Il nero può essere ottenuto mescolando inchiostri nei colori ciano, magenta e giallo. Tuttavia il risultato non è sempre uguale al "true black". pag. 8

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