Струйный принтер как работает

Как устроен и работает струйный принтер

Изобретение струйных принтеров позволило получать полноцветную печать, не выходя из дома. Причем настолько качественную, что даже фотоотпечатки обладают разрешением, присущим обычным фотографиям. А стоимость подобных устройств позволяет приобрести будущую мини-лабораторию в любую квартиру. Будущему пользователю не помешает знать устройство и принцип работы струйного принтера.

Как возникла струйная печать

Открытие, которое позже легло в основу струйной печати, обнаружил французский ученый Феликс Саварт еще в 1833 году. Явление основывалось на том, что, когда капельки жидкости проходят через минимально узкое отверстие, они будут иметь одинаковые размер и консистенцию.

На практике его применили только в 1951 году в лаборатории компании Сименс, где была выявлена одинаковая консистенция капелек в измеряющем напряжение аппарате. А через десятилетие стенфордские ученые представили метод, согласно которому одинаковые и равноудаленные капли попадали на поверхность при помощи электрического заряда. Таким образом из них формировалось напряжение, а неиспользованные частички с зарядом возвращались обратно в устройство коллектора. Так была изобретена струйная печать.

За последние десять лет технология струйных принтеров поражает своим прогрессом. Если раньше это была печать цветных текстов, геометрических фигур и простых логотипов, то сейчас на струйном принтере реально распечатать высококачественные художественные изображения.

Все современные струйные принтеры – цветные, черно-белых вариантов сегодня просто не выпускают. А будучи цветными, они делятся уже на классы:

В первом случае устройство работает в четырехцветном режиме, а уже фотоагрегаты используют шесть и более цветов.

Что же внутри

Как же выглядит устройство струйного принтера? Основной элемент – печатающая головка (в её изготовление заложено 80% цены аппарата). Именно сюда поступает красящее вещество, предварительно проходя через дюзы. Нет повода для беспокойства, ничего не выльется – отверстия слишком малы, да и саму краску удержит поверхностное притяжение. Непосредственно под «дырками» находятся небольшие полости, куда краска будет стекаться из емкостей.

Возможно решение, когда головка идет вместе с картриджем, а, значит, должна быть заменена вместе с ним. А есть варианты, в которых головки установлены в аппарате без возможности замены.

Сама головка вместе с отсеками для чернил закреплена на каретке. Именно эта деталь совершает движения вперед-назад поперек листа бумаги и обеспечивает попадание на него краски.

Конструкция принтера такова, что после получения задания лист попадает в печатный отсек. Далее он будет перемещаться внутри благодаря специальному продвигающему его механизму (валик продвигает мотор). Бумага будет дополнительно прижата к листу специальными валиками. В некоторых устройствах есть возможность двусторонней печати – в этом случае печать идет одновременно на двух сторонах листа бумаги.

Как работает современный струйный принтер

Принтеры работают при помощи микроскопических капель чернил с несколькими цветами. Принцип работы струйного принтера похож на матричные агрегаты, но здесь вместо иголок применяются дюзы, через которые на лист бумаги и поступает в капельном виде краска. Размер каждой капли – несколько десятых микрон в диаметре (что существенно тоньше даже обычного человеческого волоса). Только под микроскопом можно увидеть множество мини-точек, из которых состоит изображение.

Капельки поступают на бумагу посредством выдавливания. И здесь у разных производителей используются разные технологии печати.

  1. Термический метод получил рождение в 70-х годах в Canon. Его суть заключается в микроскопичном элементе, который расположен в дюзах – он может мгновенно нагреваться до огромных температурных режимов. Это способствует образованию пузырьков газа, выталкивающих краску. Сегодня на этом методе работают бренды Canon и HP.
  2. Пьезоэлектрический вариант основан на том, что над дюзой располагается пьезокристалл. Когда на него подается электроток, он начинает изгибаться и тянет за собой диафрагмы. Создается повышенное давление, которое и выталкивает на материал каплю. Этот метод лег в основу создания аппаратов от Epson.

У каждой из этих технологий есть и свои плюсы и минусы.

  1. Термотехнология связана с высокими температурами. Это вызывает на образование нагарного слоя и способствует выходу из строя печатающей головки.
  2. Пьезоэлемент наиболее дешевый вариант и позволяет достигать больших скоростей в работе.

Есть у любых струйных печатающих устройств и свои недостатки. Самыми главными из них являются медленный процесс работы и высокая себестоимость печати. Еще одним моментом является использование фотобумаги со специальным покрытием для распечатки фотографий. Кроме того, у картриджа небольшой размер, а потому и невыгодный ресурс.

Последний аспект указывает на существенную дороговизну в обслуживании устройства. Таким образом, при постоянной смене картриджей в струйниках, это существенно отразится на бюджете. Однако выход найден – печатающие агрегаты с СНПЧ.

Разница между картриджами и СНПЧ

Одним из главных элементов струйника является картриджное устройство, имеющее в своем составе специальную пластину с печатающими элементами (головка с чипом) и чернилосодержащую емкость.

Картриджи делятся на два типа:

    Раздельные, в которых применяются только одноцветные чернила (для струйников более старшего поколения).

Картридж для струйного принтера HP CD971AE 920 Черный

Комбинированный пакет картриджей HP для струйной печати 21/22

Последний вариант более современен, но он используется для маленьких объемов работы. Еще один существенный недостаток – если высыхает один цвет, то приходится выкидывать всю деталь (даже если еще достаточно других цветов).

Чтобы предотвратить это, можно воспользоваться системой очистки дюз.

А вот СПНЧ, по своей сути, предоставляет подачу чернил «самотеком«. Система с такими возможностями состоит из следующих частей:

  • отсеки с краской;
  • трубочки, подающие краску;
  • микрочипы, которые обнуляются автоматически.

Как работает СНПЧ? Здесь задействованы мембраны пьезоэлементов у печатающей головки – во время работы в картриджной части СНПЧ начинается разряжение. Затем начинается покапельное поступление чернил. Система полностью герметична и позволяет поддерживать постоянный уровень краски.

Плюсы СНПЧ в том, что такая приставка сокращает расходы на покупку картриджей. Особенно это помогает при работе с большими объемами печати. По себестоимости это выходит гораздо дешевле цветных лазерных устройств. СНПЧ очень просто установить и использовать – с этим справится даже начинающий пользователь. Но надо знать о небольшой разнице между катриджной и капсульной системами.

  1. В картриджной системе на месте оригинальных моделей картриджей стоят аналогичные постоянные, которые имеют авточип, подающий сигналы по мере опустошения.
  2. А в капсульной модели на входные «иглы» самой печатающей головки устанавливаются капсулы. Этот вариант легко обслуживать – капсулы имеют прозрачные стенки, и пользователь в любое время может контролировать уровень краски.

Какие чернила нужны для работы струйного принтера

Используемую в устройствах краску можно разделить на определенные группы. Дадим характеристики каждой из них.

    Водорастворимые, которые могут легко раствориться в воде. На бумаге они идеально впитываются в волокна и обеспечивают ровный непрерывный слой. Это гарантирует отличную цветопередачу. Самыми распространенными является сольвентный тип чернил.

Оригинальные экосольвентные чернила для принтеров Phaeton

Пигментные чернила для принтера HP

Комплект сублимационных чернил INKSYSTEM

Струйный принтер представляет собой интересный и обладающий большими возможностями получить качественные цветные и фотоизображения инструмент. Особенно популярно подобное приобретение для художников и фотографов. Однако перед покупкой стоит задать себе вопрос: насколько необходимо такое устройство? И, конечно же, следует знать его внутреннее устройство и возможности работы – это позволит выбрать самый оптимальный для себя вариант.

Как работает струйный принтер

Данная статья призвана объяснить пользователю, как работает струйный принтер. Читатель имеет возможность узнать об истории появления и совершенствования струйных устройств для печати, а также ознакомится с технологиями нанесения картинки на бумагу.

Краткий экскурс в историю струйного принтера

Француз Феликс Саварт в 1833 году обнаружил интересное явление – капельки жидкости, выходящие через очень узкое отверстие, имеют одинаковый размер и консистенцию. Только спустя 45 лет лауреат Нобелевской премии в области физики лорд Райли смог объяснить это явление, опираясь на законы природы.

Шли годы, но этот эффект так и не находил применения на практике. Лишь в 1951 году сотрудники компании Siemens в лаборатории смогли применить на практике явление, обеспечивающее одинаковую консистенцию капель жидкости в устройстве для измерения напряжения, названном магнитографом. Спустя десятилетие ученые со Стенфорда разработали метод разбивки капель на одинаковые и равноудаленные одна от другой с возможностью подачи электрического заряда на их поток или избранные участки. Капли, имея определенный цвет, попадали на твердую поверхность, формируя изображение, а заряженные частички жидкости возвращались обратно в коллектор. Это назвали непрерывной струйной печатью.

В 70-х годах IBM смогла лицензировать вышеописанную технологию и разработала на ее основе линейку устройств для печати текста на твердых материалах. В то же время профессор Херс из Швеции разработал технологию регулировки различных параметров потока, добившись печати в градациях серого цвета, а не только черным. Также он смог отрегулировать плотность жидкости, наносимой на поверхность.

В конце 70-х годов Canon разработала технологию термической струйной печати. То же самое создала и Hewlett-Packard независимо от первых, и в 1984 году выпустила доступный для широкого круга пользователей струйный принтер.

Первый принтер с жидкими чернилами

Говоря про такое устройство как струйный принтер, необходимо отметить один важный момент, касающийся проблемы с отводом лишних капель обратно в резервуар. Она была решена в принтерах компании Siemens и Silonics, выпущенных в 1980 и 1977 годах соответственно. Независимо друг от друга, сотрудники фирм пришли к методу, названному drop-on-demand, и начали массовый выпуск устройств на его основе. Суть метода drop-on-demand заключается в выпуске капель устройством по требованию. Это были первые принтеры, которые использовали в своей работе технологию, ставшую прообразом пьезоэлектрической печати.

В 1979 году специалисты с фирмы Canon разработали метод пузырьковой печати, соответственно которому, капельки жидкости выпускались на поверхность нагревательного элемента, находящегося в непосредственной близости с соплом. Нагреватель, пропуская через себя электрический ток, мгновенно нагревается до нескольких сотен градусов (около 500 °C). Во время этого процесса в жидких чернилах образуются микроскопические пузырьки с воздухом, выталкивающие частички жидкости из сопла на бумагу. Эта технология, которую презентовали в 1981 году на выставке электроники Canon Grand Fair, одержала название Thermal Ink Jet.

На основе пузырьковой печати была выпущена первая в мире модель монохромного струйного принтера Canon BJ-80, предназначенная для использования в бизнесе.

Тремя годами позже появился первый цветной струйный принтер, разработанный фирмой Canon. Назывался он BJC-440 и поддерживал печать на огромных форматах листов стандарта А2 с разрешением до 400 точек на дюйм.

Строение и принцип работы

Большинство деловых людей пользуются принтерами в повседневной жизни, но единицы из них знают и представляют, как работает струйный принтер.

Картридж для струйного принтера оборудован соплами, в которых и таится секрет его работы. Количество сопел может достигать нескольких тысяч, в зависимости от картриджа. В них подогревается жидкость, называемая чернилами, после чего выталкивается с огромной, недостижимой для оптической системы глаза человека, точностью на носитель.
Внешний вид устройства не представляет собой ничего особенного, а вот его внутренняя структура являет собой очень сложный и улаженный механизм.

Принцип печати схож с работой матричных принтеров тем, что изображение формируется последовательно, по строчкам. Только вместо ударов игл, в случае с матричным, изображение струйного принтера формируется посредством нанесения микроскопических частиц чернил, выбрасываемых соплами. Краска представляет собой смесь из воды, красящего элемента и специальных химических веществ, не позволяющих чернилам высыхать на протяжении длительного периода времени. Разделяются они на пигментные и водорастворимые. Первые – наносятся на поверхность бумаги, а вторые – пропитывают ее, делая изображение более долговечным и защищенным от воздействия внешней среды.

Чернила могут подаваться на печатающую головку двумя методами: с картриджа, в который встроенный резервуар для краски, и посредством постоянной подачи со стороннего резервуара. Во втором случае, как только порция чернил выбросилась на бумагу, модулятор сразу же сообщает, что их уровень понизился и необходимо подать определенный объем краски для заполнения емкости с краской.

Процесс печати начинается с того, что механизм подачи бумаги (в некоторых моделях используется устройство автоматической подачи, расположенное под небольшим уклоном на задней панели корпуса) с помощью роликов с резиновыми насадками захватывает лист бумаги с лотка. Система управляется с помощью одного из расположенных в принтере шаговых двигателей. Специальный ролик протягивает лист и продвигает далее внутрь принтера до печатающей головки. Эта головка состоит из нескольких тысяч микроскопических сопел, распыляющих чернила по поверхности бумаги в строго заданном порядке и режиме.

Посредством приводного ремня, выполненного в виде шлейфа, она соединяется со вторым шаговым двигателем, который управляет движением роликов для захвата и подачи бумаги, обеспечивая нужный темп подачи листов в принтер, к печатающей головке. Третий мотор управляет движением печатающей головки в одной плоскости – вперед-назад, а последний — отвечает за своевременное выталкивание чернил из сопел. Эти миниатюрные электродвигатели обеспечивают работу принтера и синхронизируют между собой работу печатающей головки, механизма подачи бумаги и собственно процесса нанесения изображения на поверхность листа бумаги.

Картридж для струйного принтера состоит из резервуара для чернил и печатающей головки.

Головка представляет собой огромное количество резервуаров, в которых подогреваются чернила. Они называются соплами. В этих соплах расположен микроскопический нагреватель, который, при подаче на него напряжения, мгновенно разогревает капельку краски до температуры кипения. Она тут же испаряется, значительно расширяясь в объеме. При этом образуются пузырьки воздуха, выталкивающие чернила из сопел. Весь процесс основан на том, что жидкость занимает меньший объем, чем образовавшийся из нее газ.

После выключения нагревателя, он мгновенно остывает, и следующая капля поступает для испарения. Процедура происходит с огромной скоростью — каждое сопло за секунду успевает выталкивать несколько тысяч частиц красящей жидкости. Но скорость в таком случае второстепенна. Главное – точность. Каждая капелька должна выталкиваться в отведенное ей время, дабы на листке бумаги появлялись нужные элементы, а не неупорядоченные пятна краски. Диаметр частицы составляет не больше 0.02 мм, что является больше, чем шаг печати. В таком случае капли просто наносятся друг на друга.

Подобным образом происходит и нанесения на бумагу цветного изображения, только производится это посредством смешивания краски из трех или более разноцветных картриджей.

Термоэлектрическая печатающая головка

Впервые данную технологию предложил инженер компании Canon в конце 1970-х. Строение термоэлектрической головки достаточно простое. Она состоит из большого количества сопел, канала для подвода к ним чернил из соответствующего резервуара, проводников, посредством которых осуществляется управление, и нагревательного элемента в каждом сопле.

В момент поступления задания печати принтеру, сопло готовится к работе. К нему подводятся чернила, нагревательный элемент при этом выключен. Во время подачи управляющего сигнала через специальные проводники, нагреватель в мгновение разогревает жидкость, она закипает и испаряется. Процесс сопровождается потерей некого количества чернил, достигающего 1 %. Они используются на создание пара. Создавшееся давление тут же выталкивает капельку жидкости из сопла на поверхность бумаги.

Чтобы образовавшаяся капля жидкости получила скорость, необходимую для достижения бумаги, процесс создания пара должен быть мгновенным, дабы образовалось высокое давление. Это обеспечивается за счет быстрого разогрева нагревательного элемента и низкой температуры закипания растворителя. После выталкивания капли жидкости из сопла, напряжение на нагревателе падает и он остывает. В этот момент выходит пар и поступает очередная порция чернил. Скорость печати во многом зависит от темпов остывания сопла.

К недостаткам технологии можно отнести необходимость рассчитывать состав чернил с учетом испарения и сохранением свойств во время повышении температуры до сотен градусов. Вторым незначительным недостатком является износ головки из-за того, что нагретые пузырьки постоянно лопаются, порой причиняя ей микроскопический трещины.

Пьезоэлектрическая печать или капля по требованию

Струйный принтер с пьезоэлектрической печатной головкой – это устройство, в основу работы которого положен так называемый пьезоэффект – это способность определенных материалов изменять свою физическую форму при подаче на них напряжения. Пьезоматериалы также обладают обратным пьезоэлектрическим эффектом – на них образуется потенциал во время физической деформации. Работа такой печатающей головки схожа с термоэлектрической. Но в этом случае выталкивание чернил происходит за счет изменения размера управляющего кристалла во время подачи на него потенциала.

Строение пьезоэлектрической головки зависит от вида деформации материала: продольная или поперечная. Технология пьезоэлектрической печати обладает значительным преимуществом в сравнении с предыдущей – возможностью регулировать размер капельки чернил. Такая возможность позволяет добиться высокого качества печати изображений в градациях черного. Еще этот метод печати не расходует чернила на испарение и не выделяет тепловую энергию, повышая тем самым КПД работы струйного принтера. Благодаря этому принтеры с головками на основе пьезоэлементов стали столь популярными в последнее десятилетие.

В состав пьезоэлектрической головки входит:

  • пьезоэлемент – основной компонент сопла;
  • сопло – образует микроскопические частицы краски и обеспечивает точное их распространение;
  • эластичная мембрана, отделяющая пьезоматериал от емкости с чернилами – позволяет защитить проводники от вредного воздействия веществ, входящих в состав краски;
  • камера, подводящая чернила к соплу.

В виду того, что размер пьезокристалла изменяется незначительно, камера должна иметь минимальные размеры и обеспечивать как можно большую площадь его соприкосновения с чернилами через мембрану.

Главным отличием таких головок является переменный или постоянный размер образуемых капель чернил. Большие частички быстрее покрывают нужную площадь, а меньшие по размеру — обеспечивают большую точность печати и разрешение. Головки с переменным размером капли умеют на ходу регулировать этот показатель, объединяя несколько частиц чернил базовых размеров.

Благодаря огромному спектру модификаций и материалов изготовления пьезоэлементов, печатающие головки на основе пьъзоматериалов пользуются огромной популярностью в разных сферах деятельности человека: печать текста, документов, почтовых марок, нанесение индексов и маркеров на ткани, гравирование и т.д.

Преимущества и недостатки принтеров с жидкими чернилами

  1. небольшая скорость работы, по сравнению с лазерными принтерами, не является критичной в случае домашнего использования;
  2. частички краски в соплах могут засохнуть, поэтому нужно периодически пользоваться принтером, дабы не пришлось покупать новый картридж;
  3. высокая цена на расходные материалы для некоторых моделей принтеров.

Положительные стороны использования струйного принтера:

  1. дешевизна устройства;
  2. очень дешевые расходные материалы (картриджи и чернила) для некоторых моделей;
  3. возможность печатать цветные фотографии высокого качества;
  4. картридж можно заправить самостоятельно в домашних условиях;
  5. возможность подключения системы беспрерывной подачи чернил.

Устройство и принцип работы струйного принтера

Струйный принтер — это вид печатающей техники, использующий одноимённую технологию печати. Рисунок наносится на носитель (бумагу) жидким красителем.

История возникновения

Прародителем струйных принтеров является устройство для записи принимаемых сообщений с телеграфов, которое было изобретено Уильямом Томсоном в 1867. Принцип работы основывался на управлении падающими каплями красителя на бумажный носитель электростатическими законами.

На основе этой технологии в середине прошлого века инженеры компании «SIEMENS» разработали прибор для фиксации информации на бумаге. У устройства был ряд недостатков, включая высокую цену, плохое качество воспроизведения изображения, пачкалась бумага. Но для сейсмографов, электрокардиографов, мультиметров такого качества было достаточно.

Со временем струйная печать стала использовать пьезоэлектрические законы и кристаллы, которые при проходе через них электричества могли менять форму и излучать электроны. Дальше компания Canon разработала другой метод вывода чернил на носитель. На них начали воздействовать температурой до 400 °C, из-за этого чернила из жидкого состояния переходили в парообразное и выпрыскивались на бумагу.

Первыми цветной аппарат изобрели специалисты компании HP. В печати использовали три красителя синего, жёлтого и пурпурного цветов, смешивая которые можно было получить любой оттенок.

Устройство струйного принтера

Печатающая головка

Отдельная деталь, состоящая из множества мелких сопел. Устройство печатающей головки у разных принтеров практически не отличается. Может меняться только количество отверстий и их расположение. Так, в первых моделях их было всего 12, а сейчас может доходить до нескольких тысяч. Чернила через сопла выдавливаются по пьезоэлектрической или термической технологии.

    Количество цветов. Минимальное – 4, максимальное – 12. Чем больше красителей, тем качественнее печать и лучше цветопередача.

В некоторых принтерах ПГ – не отдельный элемент, а часть картриджа (рис. 1).

Картридж

Это небольшая пластиковая ёмкость длиной не более 10 см. Чёрный краситель хранится в отдельной ёмкости, а цветные могут находиться как в отдельных, так и в совмещённых картриджах. Совмещённая чернильница имеет вид пластиковой коробки, которая внутри разделена перегородками на три отсека.

Механизмы подачи бумаги

В него входит лоток для бумаги, моторчик, приводящий в движение ролики подачи. Лоток у разных моделей может находиться как сверху, так и снизу. Основной проблемой механизма является отказ от захвата страниц, но это бывает редко и легко устраняется самостоятельно.

Панель управления

Может состоять всего из нескольких кнопок или иметь встроенный экран для управления настройками. Панель интуитивно проста в управлении, дополнительно может иметь поясняющие надписи. Располагается на передней части принтера.

Корпус

Это внешняя оболочка, изготовленная из пластика чёрного или белого цвета. Защищает рабочий механизм от попадания внутрь загрязнений, влаги и солнечных лучей. Корпус МФУ и обычного принтера может различаться.

Моторчики

Их всего четыре:

  1. Отвечает за функционирование ролика, захватывающего страницу и втягивающего её внутрь принтера.
  2. Приводит в действие автоподатчик.
  3. Активирует механизм, двигающий печатающую головку.
  4. Способствует доставке чернил из картриджа на бумагу.

Разъёмы подключения

На смену кабелям LTP пришли USB и Ethernet. Их проще использовать, и работают они быстрее. Если техника старая и имеет LTP-порт, подключение к компьютеру можно осуществить через переходник.

Датчики

Бывают оптическими и механическими.

Выполняют следующие функции:

  • определяют, попала ли страница внутрь аппарата;
  • следят за расположением головки по отношению к листу;
  • отслеживают размер и характеристики бумаги;
  • определяют наличие внутри принтера посторонних предметов.

Различие между картриджами и СНПЧ

Обычно струйные картриджи можно повторно перезаправлять медицинским шприцем и купленными заранее чернилами.

Если картридж чернил представляет собой пластиковую банку с двумя отверстиями на корпусе для доливания краски и создания внутреннего давления, такой картридж называется «дозаправляемым» или «перезаправляемым (ПЗК)».

У него есть ряд недостатков:

  • Дозаправку нужно делать часто, что не всегда удобно в домашних условиях.
  • Нужен дополнительный инструмент.
  • Для определения количества чернил, картридж приходится каждый раз извлекать из принтера.
  • Если картридж непрозрачный, узнать уровень оставшегося красителя можно только программным способом.
  • Нельзя допускать снижения уровня чернил ниже рекомендованного производителем значения, чтобы не допустить перегрева сопел или образования воздушной пробки в головке.
  • Из-за частого извлечения картридж быстро изнашивается.

Перечисленные недостатки помогает устранить система непрерывной подачи чернил. Она состоит из четырёх и более прозрачных ёмкостей и набора тонких трубок (шлейфов). В них помещается от 80 до 100 мл чернил, что намного больше объёма обычных картриджей. Если работать в среднеинтенсивном режиме, то доливать краску в СНПЧ придётся редко. Процесс дозаправки простой. Стоит СНПЧ дороже обычных чернильниц, но использовать при интенсивной работе такую систему намного выгоднее.

  • Необходимо дополнительное пространство. Если СНПЧ не входит в заводскую комплектацию, возле принтера должно быть дополнительное место для системы.
  • Слабая манёвренность. Перенос принтера с СНПЧ даже на очень короткие расстояния может привести к сбою настроек.

Как работает струйный принтер

  1. Протяжные ролики затягивают бумагу внутрь аппарата.
  2. На печатающую головку подаются чернила. Они смешиваются в определённой пропорции для получения необходимого оттенка, а затем выдавливаются через сопла на листок.
  3. На головку передаются координаты изображения и код наносимого цвета. Мотор активирует приводной ремень, который передвигает головку по заданным координатам.
  4. После смешивания краситель через мелкие сопла выводится на бумагу. Способ вывода будет зависеть от принципа печати (термоструйная или пьезоэлектрическая печать). Первый вариант подходит для водных чернил, второй – для пигментных.
  5. Цветные чернила распыляются на бумагу со скоростью 20-25, чёрные – более 35 тыс. капель/с. Можно печатать 10 и более страниц на минуту.

Методы нанесения изображения

Пьезоэлектрический

Метод основан на способности плоских пьезокристаллов, связанных с диафрагмой, менять свою форму под действием проходящего через них электричества. Сжимаясь и разжимаясь, кристаллы заставляют чернила выходить из головки наружу и формировать на бумаге рисунок, состоящий из мелких точек. Метод используют компании Epson, Brother.

Метод газовых пузырей

Метод называется Bubblejet. Для печати дюзы (сопла) оборудуются специальными элементами, сильно нагревающимися под влиянием электричества. После нагрева жидкая краска превращается в газовые пузырьки, увеличиваясь в объёме и повышая давление, под которым излишки красителя выходят наружу. Технология активно применяется компанией Canon.

Принтеры, работающие по такой технологии, более надёжные, лучше прорисовывают линии, а вот области сплошного заполнения получаются расплывчатыми. Метод подходит для печати графиков и диаграмм, требующих высокой точности линий.

Метод drop-on-demand

В технике задействован отдельный механизм, работающий совместно с нагревателем. Он быстро и точно наносит краску в нужных местах листа, обеспечивая высокую контрастность и насыщенность цветов. Такой принтер можно использовать для печати полутоновых графических изображений.

Создание разных оттенков

Все оттенки создаются чернилами трёх цветов – голубого, пурпурного и жёлтого. Они смешиваются в нужных пропорциях для получения требуемого оттенка. Чёрная краска поступает из отдельной ёмкости. Для более качественных отпечатков в современных моделях используется более четырех цветов.

Какие чернила используются

  1. Водорастворимые (рис. 11). Ими печатают яркие картинки, изображения и фото. В них нет твёрдых компонентов. Имеют небольшой срок годности. Со временем изображение выцветает и теряет насыщенность, особенно под действием солнца. Краска боится воды и повышенной влажности воздуха.
  2. Пигментные (рис. 12). В составе есть твёрдые частицы. Они менее подвержены влиянию воды, влаги и солнца. Напечатанные изображения остаются качественными более 70 лет, но фото менее насыщены, плохо отображены реальные тона. Краску нельзя наносить на глянцевую бумагу.
  3. Сублимационные (рис. 13). Краситель имеет сходства с пигментными чернилами, но предназначен для печати не на бумаге, а на синтетических тканях. Кроме чернил, для печати нужна термотрансформенная бумага. Рисунок закрепляется под действием высокой температуры. Для экономии расходника лучше использовать СНПЧ.

Характеристики

  1. Качество картинки. При выборе техники надо обратить внимание на количество сопел и поддерживаемое разрешение. Чем выше показатели, тем чётче и ярче будет печать.
  2. Тип бумаги. Лучше, когда принтер может печатать на листах разной толщины, имеющих как матовое, так и глянцевое покрытие.
  3. Скорость печати. На этом параметре не стоит зацикливаться, ведь при высокой скорости работы струйника теряется качество картинки. Для высокоскоростной печати лучше лазерный принтер.
  4. Шумность. Современные бытовые модели издают не более 40 дб, промышленные принтеры могут издавать более громкий звук, но и они в сравнении с более старыми моделями менее шумные.

Вкратце о плюсах и минусах

  • стоит меньше лазерного или светодиодного принтера;
  • печатает цветные изображения высокого качества;
  • легко заправляется чернилами своими руками;
  • есть возможность подключить СНПЧ.
  • низкая скорость в сравнении с лазерными;
  • краситель может засыхать в головке и картридже, выводя их из строя;
  • высокая цена красок.

Способ подачи бумаги

Бумага может загружаться в принтер вертикально через верхний лоток для бумаги. Если лоток размещается снизу, страницы подаются на печать горизонтально. Листок забирается валиком с резиновой накладкой, для более надёжной фиксации бумаги предусмотрен дополнительный резиновый валик. Независимо от способа подачи листов ориентация напечатанного изображения может быть книжной или альбомной, она задаётся в настройках печати.

Для беспроблемной подачи страниц надо следить за чистотой лотка. В него не должны попадать посторонние предметы, иначе листки сморщатся, будут пачкаться краской и неравномерно захватываться.

Струйный принтер — что это такое и как работает

Принцип работы струйного принтера довольно сложный, как и устройство такой техники в целом. Рассказать об этом кратко, увы, не получится, а потому мы посвятили этой офисной техники отдельную статью. А также узнаете об истории появления и развития таких аппаратов, о внутренней «начинке», разных методах нанесения чернил на бумагу. Немаловажна будет информация о применяемых видах чернил, основных характеристиках, плюсах и минусах техники.

Что это такое (кратко)

Струйные принтеры — это один из видов печатающей техники, который использует одноименную технологию печати. В отличие от лазерных они применяют жидкие краски, а не сухой порошок. А также являются лучшим решением для цветной распечатки на сегодняшнее время.

Немного истории

Косвенным изобретателем этого вида принтером можно считать Уильяма Томсона. Но его изделие не было «струйником» как таковым, а назначалось для записи приема сообщений с телеграфов. Но принцип печати заключался в применении электростатических законов для «управления» падающими каплями краски на бумагу. Было это давно — в 1867 году.

Подобная технология получила возрождение уже в середине прошлого столетия с легкой подачи инженеров фирмы «Сименс». Их изобретения использовались в разных приборах для фиксации данных на бумаге. Но также имели значительные недостатки: высокая цена, плохое качество воспроизводимой картинки.

Вскоре в струйной печати были использованы законы пьезоэлектрики и кристаллы. Все это стало возможно из-за способности последних при определенном воздействии «излучать» электроны, а при проходе тока менять форму. Уже позже в компании Canon был придуман другой способ «выдавливания» краски из чернильниц. Жидкость выходила в виде пара под воздействием высокой температуры.

Первыми изобретателями цветной струйной печати были специалисты из фирмы HP. Любой оттенок «готовился» смешиванием трех цветовых красок: синей, красной, желтой.

Устройство

Чтобы понять как устроен этот тип принтеров, расскажем о каждой основной запчасти и механизме детально.

Картридж

Его видел любой пользователь оргтехники, а возможно и работал с ним. Он представляет собой небольшую пластиковую коробочку размером до 10 см (самая большая сторона). Черная краска хранится отдельно в «black» картридже.

А вот цветные могут быть совмещены или разделены на отдельные. В первом случае одна чернильница внутри разделена на три отсека, во втором — под каждый оттенок своя банка.

Печатающая головка

Отдельное устройство принтера небольших габаритов, которое состоит из большого количества сопел (очень маленькие отверствий) кудой проходит чернило. В первых моделях их количество было равно всего 12 штукам. Сегодня это несколько тысяч. Вариант расположение каждый производитель определяет самостоятельно.

Головка может использовать пьезоэлектрическую или термическую технологии «выдавливания». К основным характеристикам относят:

  • Используемые цвета (минимум 4 шт., а максимум 12). Чем больше, тем лучше качество печати и передачи оттенков.
  • Размеры капли краски. Лучше, чтобы они были меньше, что обеспечит более высокую четкость изображений.
  • Разрешение печати указывает на количество точек, которые помещаются на одном дюйме площади бумаги.

Но также печатающая головка может быть не отдельным элементом принтера, а частью его картриджа.

Разница между ПЗК и СНПЧ

ПЗК расшифровывается как «перезаправляемые картриджи». Это значит, что пополнить их можно при помощи обычного медицинского шприца и, заранее купленной краски. Как те выглядят мы уже упоминали выше в статье. Но также есть и другие варианты, которые используются как банки для хранения чернила. Часто выполнены из прозрачного пластика. Имеют на корпусе два отверстия: одно для доливания красителя, а второе — создания давления внутри. Они могут быть много раз дозаправлены, потому еще их называют «дозаправленные».

    Заправлять приходится часто и не всегда это удобно выполнять в домашних условиях. Нужен некоторый инструмент для выполнения работы.

СНПЧ — система непрерывной подачи чернил вовнутрь принтера для выполнения печати. Физически это четыре или более емкостей из прозрачного материала с набором тонких трубок. Вмещает порядка 80-100 мл. краски, что в несколько раз больше вместимости обычного картриджа. Доливать приходится очень редко при средней интенсивности печати. Но и пополнение не вызывает трудностей. Стоимость СНПЧ в сравнении с простыми чернильницами, конечно же, выше, но выгоды очевидны в процессе длительной эксплуатации.

  • Требует дополнительного места возле принтера, если СНПЧ не заводская и не «вшита» в корпус устройства.
  • Перенос принтера с места на место даже в пределах одного помещения может «сбить» ранее настроенную систему.

Подача бумаги

Этот процесс производится специальным механизмом, который состоит из лотка, роликов подачи и моторчиков их привода. Лоток может быть снизу или сверху, в зависимости от типа модели устройства. Основной неисправностью является отказ захвата листов, но это бывает нечасто и легко исправляется даже в домашних условиях.

Управление

Панель управления печатью может быть в виде нескольких кнопок или иметь встроенный дисплей изменения настроек. Расположена, как правило, на передней крышке принтера. Имеет подписи или интуитивно понятное управление.

Корпус

Изготовлен из пластика, небольших размеров, черного или белого цвета. Корпус просто принтера и МФУ могут отличаться. Главная его роль — защита внутренних деталей от воздействия грязи, пыли, влаги, солнечного света.

Моторчики

Внутри принтера используется как минимум четыре небольших мотора. Каждый имеет свое назначение.

  1. Приводит в действие ролик, который захватывает лист и тянет внутрь принтера.
  2. Отвечает за работу автоподатчика в принтере.
  3. Приводит в действие механизм передвижения печатающей головки.
  4. Работает в механизме «доставки» жидких красителей из емкостей, где те хранятся.

Разъемы подключения

Раньше активно использовались кабеля LPT, но в современных реалиях они безвозвратно устарели. На смену пришли USB и Ethernet интерфейсы. Они работают быстрее, а их использование проще. Но если у Вас старый принтер или компьютер и нужно именно порт «ЛПТ» или такой кабель, то существуют специальные переходники для таких целей.

Датчики

Работа печатающего устройства невозможна без специальных датчиков. В принтере используются механические и оптические:

  • Датчик определения попадания листа бумаги внутрь устройства.
  • Датчик энкодера следит за «координатами» головки в отношении листа.
  • PW-датчик следит за размером и характеристиками используемой бумаги.
  • Для определения попадания внутрь сторонних предметов используется отдельный сенсор.

Принцип работы

  1. Механизм подачи бумаги начинает работу первым в процессе распечатки. Ролики затягивают лист внутрь устройства.
  2. К печатающей головке начинают подаваться чернила разных цветов, которые смешиваются для получения нужного оттенка. А потом через сопла попадают на бумагу.
  3. На ПГ передается информация о координатах и код цвета, который нужно нанести, чтобы получить нужный рисунок. Она двигается за счет наличия приводного ремня, который «активируется» мотором.
  4. Чернила состоят из воды и других химических средств, которые не позволяют быстро высыхать.
  5. Краска из чернильниц смешивается в печатающей головке и через большое количество сопел (их может быть несколько сотен) выдавливается одним из способов струйной печати.
  6. Извлечение производится благодаря электрическим разрядам или температуре.
  7. Первый вариант чаще используется с пигментными чернилами, а второй — с водными, где вода выступает охладителем.

Детально можно ознакомиться с принципом действия на видео.

Методы нанесения изображения

Пьезоэлектрический

В этом методе используется свойство кристаллом изменятся под воздействием проходящего через него тока. Он сжимается, а потом разжимается, чем воздействует на краску, заставляя выходить наружу. Где после она попадает листы бумаги в нужных местах и количестве в виде мелких точек, образуя рисунок.

Метод газовых пузырей

В такой технике дюзы оборудованы специальными элементами, которые под воздействием электрического тока способны нагреваться до высокой температуры. Это позволяет превращать жидкую краску в газ и увеличивать ее размер, что провоцирует давление, под которым излишки выходят наружу. Несмотря на работу с высокой температурой, такая струйная техника служит долго и не выходит из строя, если за ней следить.

Метод drop-on-demand

Отдельный механизм, который работает вместе с нагревателем. Суть его работы сводится к очень быстрому и точному нанесению краски в нужные места на листах бумаги. Это позволяет получить высокую контрастность и насыщенность распечатки цветных изображений. Чаще применяется в принтерах, которые предназначены для печати графиков, диаграмм и других , где требуется высокая четкость картинки.

Создание разных оттенков

Картридж использует три цвета (голубой, розовый, желтый) для получения любого другого оттенка. Это получается в процессе смешивания определенного количества краски разных цветов между собой. Черный таким образом не «добывается», а используется с отдельного резервуара. Современные модели все чаще комплектуют более чем тремя цветовыми чернилами. Это позволяет получать более качественные отпечатки.

Виды применяемых чернил

Водорастворимые

Этот вид используется для получения красочных картинок, изображений или фотографий. Все возможно благодаря отсутствию в таких чернилах «твердых» частиц. Именно это позволяет получать хороший результат печати. Но срок хранения таких распечаток небольшой. С годами они выцветают и теряют свою насыщенность безвозвратно. Ускорить процесс может попадание солнечных лучей на поверхность. А также они «боятся» влаги вообще и высокой ее концентрации в помещении.

Пигментные

Пигментные уже имеют в своем составе твердые частицы, а потому вода, влага, солнечный свет и время им не так страшны. Сроки хранения таким образом напечатанных фотографий более 70 лет. Из минусов такого вида красителя: слабая насыщенность, плохое отображение реальных оттенков, невозможность нанесения на глянцевую бумагу.

Сублимационные краски

Такой вид красителей используют для печати не на бумаге. Они больше похожи на пигментные, но отличаются. Их назначение — формирование изображения на одежде из синтетических материалов. В процессе также, кроме самих чернил, используется термотрансформенная бумага. Кроме того, требуется высокая температура для закрепления рисунка на поверхности. А для экономии следует использовать СНПЧ.

Немного теории о струйных принтерах

Струйные принтеры
Качество печати струйного принтера лишь немногим уступает качеству печати лазерных принтеров, при этом финансовые затраты аналогичны затратам при покупке матричного принтера. Эти принтеры идеально подходят для домашнего применения, потому что работают они тихо и просты в обслуживании, ,как и многие другие домашние приборы.
Принцип работы струйных принтеров
В струйных принтерах для формирования изображения используются специальные сопла, через которые на бумагу подаются чернила. Тонкие, как волос, сопла находятся на головке принтера, где установлен резервуар с жидкими чернилами, которые, как микрочастицы, переносятся через сопла на материал носителя. Число сопел зависит от модели принтера и его изготовителя. Обычно их бывает от 16 до 64. Некоторые последние модели имеют гораздо большее число сопел, например, головка принтера DeskJet 1600 имеет 300 сопел для черных чернил и 416 — для цветных.
Поскольку образ символа воспроизводится с использованием всех задействованных сопел одновременно, в качестве параметра, определяющего скорость печати, в струйных принтерах также принято считать количество символов в секунду (cps), хотя в рекламных проспектах скоростью печати называют число страниц, печатаемых в минуту. Также очень важен правильный и своевременный уход за печатающим устройством.
Хранение чернил осуществляется двумя методами:
• головка принтера является составной частью патрона с чернилами, замена патрона с чернилами одновременно связана с заменой головки;
• используется отдельный сменный резервуар, который через систему капилляров обеспечивает чернилами головку принтера.
Фирмы-изготовители реализуют различные способы нанесения чернил на бумагу:
• пьезоэлектрический метод;
• метод газовых пузырей;
• метод drop-on-demand.

Пьезоэлектрический метод
Для реализации этого метода в каждое сопло установлен плоский пьезокристалл, связанный с диафрагмой. Как известно, под воздействием электрического поля происходит деформация пьезоэлемента.
При печати находящийся в трубке пьезоэлемент, сжимая и разжимая трубку, наполняет капиллярную систему чернилами. Чернила, которые отжимаются назад, перетекают обратно в резервуар, а чернила, которые «выдавились» наружу, оставляют на бумаге точку. Подобные устройства выпускают компании Epson, Brother и др.

Метод газовых пузырей
Второй способ базируется на термическом методе и больше известен под названием Bubblejet (инжектируемые пузырьки). При использовании этого метода каждое сопло оборудовано нагревательным элементом, который при пропускании через него тока за несколько микросекунд нагревается до температуры около 500°С. Возникающие при резком нагревании газовые пузыри (bubbles) стараются вытолкнуть через выходное отверстие сопла необходимую порцию (каплю) жидких чернил, которые переносятся на бумагу. При отключении тока нагревательный элемент остывает, паровой пузырь уменьшается и через входное отверстие поступает новая порция чернил. Подобную технологию использует фирма Canon.
Благодаря тому, что в механизмах печати, реализованных с использованием метода газовых пузырей, меньше конструктивных элементов, такие принтеры надежней в работе и срок их эксплуатации более продолжителен. Кроме того, использование этой технологии позволяет добиться наиболее высокой разрешающей способности принтеров. Обладая высоким качеством при прорисовке линий, данный метод имеет недостаток при печати областей сплошного заполнения: они получаются несколько расплывчатыми. Применение метода газовых пузырей целесообразно при печати графиков, гистограмм и т. п., тогда как печать полутоновых графических изображений получается более качественной при использовании метода drop-on-demand.

Метод drop-on-demand
Третий метод, разработанный фирмой Hewlett-Packard, называется методом drop-on-demand. Так же как в методе газовых пузырей, здесь для подачи чернил из резервуара на бумагу используется нагревательный элемент. Однако при этом дополнительно используется специальный механизм.
Технология drop-on-demand обеспечивает наиболее быстрый впрыск чернил, что позволяет существенно повысить качество и скорость печати. Цветовое представление изображения в этом случае более контрастно.

Цветные струйные принтеры
Способность струйных принтеров создавать цветное изображение привела к их широкому распространению.
Цветная печать с помощью игольчатых принтеров не дает желаемого качества. Использование для этой цели других типов принтеров, лазерных или термических, многим обычным пользователям не по карману. Применение же чернил различного цвета является недорогой, но все же качественной альтернативой.
Обычно цветное изображение формируется при печати наложением друг на друга изображений трех основных типографских цветов: голубого (cyan), пурпурного (magenta) и желтого (yellow). Хотя, теоретически, наложение этих трех цветов 100%-насыщенности должно в итоге давать черный цвет, на практике в большинстве случаев получается серый или коричневый. Потому в качестве четвертого основного цвета добавляют еще и черный (black). Такую цветовую модель называют, как уже отмечалось, называют CMYK.
По этой причине в новых моделях струйных принтеров применяется не три, а четыре цветных патрона для создания цвета (дополнительный патрон с чернилами черного цвета). Благодаря этому появилась возможность широкого использования таких принтеров для обычной печати текстов и черно-белых графических изображений с одновременной экономией цветных чернил.

Особенности работы струйного принтера
Шум
В отличие от игольчатых принтеров, являющихся ударно-механическими, струйные принтеры работают тихо. Лишь двигатель, который управляет головкой принтера, издает легкое гудение. Уровень шума составляет около 40 дБ, что на 15 дБ меньше, чем у игольчатых принтеров.
Скорость печати
Скорость печати струйного принтера, как и игольчатого, зависит от качества печати. При черновой печати (Draft Mode) по скорости струйный принтер значительно превосходит игольчатый. При печати с повышенным качеством (L•) скорость печати значительно уменьшается. При этом скорость печати струйного принтера в среднем составляет от 150 до 200 cps, что соответствует 3-4 страницам в минуту. Печать в цвете длится несколько дольше. Последние современные модели являются быстродействующими и предназначены для работы в сети. Например, принтеры HP DeskJet 1600C и HP DeskJet 1600СМ могут печатать в минуту до 8-9 страниц.
Шрифт и качество печати
Решающее преимущество струйного принтера, по сравнению с матричным заключается в изображении шрифта. Для моделей с большим числом сопел характерно достижение качества лазерного принтера. Большое значение имеют качество и толщина бумаги. Для получения высококачественного изображения рекомендуется использование специальной бумаги, обладающей быстрой впитываемостью чернил (extra-adsorbent paper).
В принципе, можно отказаться от специальной бумаги, предлагаемой различными изготовителями. Струйный принтер печатает на бумаге плотностью от 60 до 135 г/м2. Хорошо зарекомендовала себя бумага для ксероксов, плотность которой равна 80 г/м2.
Для снижения потери качества печати, связанного с растеканием чернил, существуют различные технические решения. Например, в моделях PaintJet XL 300 и DeskJet 1200С, выпускаемых фирмой Hewlett-Packard, для высыхания чернил используется подогрев бумаги.
Разрешение струйных принтеров при печати графики составляет от 300х300 до 600х600 dpi. Некоторые модели, например, Canon BJC-70, при печати черным со сглаживанием имеют разрешение 720х360 dpi.
Обработка бумаги
Струйный принтер не может использовать бумагу в рулоне. Работа с такой бумагой все еще является «вотчиной» игольчатых принтеров. Несколько копий на струйном принтере можно получить только с помощью многократной печати.
Головка принтера
Основным недостатком струйного принтера является относительно большая опасность засыхания чернил внутри сопла. В этом случае, к сожалению, поможет только одно — заменить печатающую головку (что является еще большей потерей, если резервуар с чернилами встроен непосредственно в нее).
Некоторые типы принтеров нельзя выключать во время печати, так как в этом случае печатающая головка останется стоять в промежуточной позиции, что приведет к более быстрому высыханию чернил в соплах. Большинство принтеров имеют так называемый режим парковки, в котором печатающая головка возвращается в исходное положение внутри принтера, что предотвращает высыхание чернил. Некоторые струйные принтеры оборудованы функцией очистки сопел. Для того чтобы включить эту функцию, необходимо на панели принтера нажать соответствующую клавишу.

Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Добавить комментарий
Adblock
detector