Главная › Интернет › Лазерный и струйный принтер: принцип печати. Печатающая головка Epson: обзор, характеристики, очистка Принцип работы струйного

Лазерный и струйный принтер: принцип печати. Печатающая головка Epson: обзор, характеристики, очистка Принцип работы струйного

Пока компьютеры оперировали одними цифрами и буквами, для вывода обработанной ими информации в принципе хватало ударной технологии печати. Но только в принципе, поскольку никого не устраивал шум, производимый такими устройствами, сильный износ их головок и невысокая скорость работы, когда надо было получить хорошее качество текста.

Чтобы избавиться от шума и износа, были предприняты попытки создать бесконтактную технологию печати, когда краска попадает на бумагу без посторонней помощи. Скажем, в виде струи, состоящей из микроскопических капелек. Единственным расходным материалом при этом стали бы сами чернила.

Так и случилось. Сегодняшняя струйная печать - процесс получения изображения, точки которого формируются вылетающими из сопла печатающей головки капельками. Их скорость достаточна для преодоления зазора между соплом и поверхностью носителя - бумаги или пленки.

Основное преимущество современной струйной печати состоит в ее высоком качестве при минимальных затратах. Обеспечивая четкость текста и графики, сравнимую с результатами работы лазерных принтеров, струйные отличаются гораздо более простой конструкцией, близкой по сложности и цене к примененной в матричных принтерах. При этом качество печати, то есть разрешение, в основном зависит от того, насколько удачна печатающая головка.

Чтобы получить такой же отчетливый текст и ровную графику, как у лазерных принтеров, необходимо добиться столь же высокого разрешения, а сделать это можно только путем уменьшения размера капелек и, соответственно, диаметра сопел. Причем требуется обеспечить высочайшую точность их формы и расположения. Неодинаковые по диаметру сопла выстреливают капельки разного размера и с разной скоростью, что на бумаге проявляется в виде заметных на глаз полосок. Сильнее всего от них страдают светло-серые участки распечатываемых фотографий.

Другая беда, преследующая струйные печатающие головки, - образование капелек-спутников, случайно отклонившихся от траектории и попавших на бумаге не на свое место. Впрочем, подобный эффект наблюдается не только у струйных, но и у лазерных принтеров, однако по другим причинам.

Главная же проблема струйной технологии не в этом. Ее самый существенный недостаток в том, что чернила жидкие, а уж от этого никак не избавишься. Жидкие чернила склонны расплываться на бумаге плохого качества, из-за чего контуры букв получаются размытыми. Пористая бумага слишком сильно впитывает краску, поэтому фотографии теряют контрастность и становятся бледнее. Для получения высокого качества приходится использовать дорогую бумагу, а оптимальные результаты гарантируют только те носители, которые предлагаются к конкретной модели струйного принтера его изготовителем.

Зато есть и неоспоримые преимущества. Печатающие головки у струйных принтеров легче, чем у матричных, поэтому для их перемещения нужны менее мощные приводы. Отсюда меньшее потребление энергии, меньший шум, меньшие габариты.

Второй плюс струйной технологии - исключительная простота реализации цветной печати. При сохранении простоты конструкции принтера и невысокой стоимости чернил цветная струйная технология позволяет получить изображения, практически не уступающие по качеству распечаткам на куда более сложных и дорогих цветных лазерных принтерах и даже фотографиям. Благодаря именно ей цвет стал привычным явлением в деловых бумагах, а у малых фирм появилась возможность самостоятельно производить красочные материалы для презентаций и рекламы.

Непрерывная струйная печать

В первых струйных печатающих устройствах применялся непрерывный способ подачи чернил, когда капельки постоянно выстреливаются из сопла головки.

Чернила подаются в печатающую головку с помощью насоса. Возникающая под создаваемым им давлением струя разбивается на капельки за счет вибрации, вызываемой, например, пьезоэлектрическим элементом. Разумеется, до бумаги должны долететь не все, а только часть капелек, иначе никакого изображения не получится - бумага просто будет равномерно залита чернилами.

Вот как это организовано. Вылетая из сопла, капельки проскакивают через заряжающий электрод. Получив электрический заряд, они попадают в поле отклоняющего электрода, на который подается высокое напряжение. Изменяя напряжение на отклоняющем электроде, можно заставить капельки поменять траекторию полета. Если состоящая из заряженных капелек струя не отклоняется в сторону, она попадает в уловитель, из которого неиспользованные чернила стекают в накопитель, проходят стадию удаления воздушных пузырьков (дегазации) и снова сливаются в основной резервуар с краской.

Сменившие направление полета под действием электрического поля отклоняющего электрода капельки попадают на бумагу, формируя на ней изображение. Угол отклонения траектории зависит от того, насколько сильно изменяется напряжение.

Системы непрерывной струйной печати отличаются тем, что в них применяется дорогая электропроводная краска, способная получить заряд. Так как между соплом и бумагой необходимо разместить два электрода, увеличивается дальность полета капелек и, следовательно, им необходимо придать большую начальную скорость. Очень высока и производительность сопел печатающей головки - из них в секунду вылетает от 50 до 150 тысяч капелек. Однако сам процесс печати не назовешь очень быстрым.

Чтобы непрерывная печать не привела к разорению пользователей вследствие неимоверно большого расхода дорогих чернил, конструкторы - разработчики основанных на этом принципе устройств вынуждены искать пути возвращения в резервуар неиспользованных капелек. Система рециркуляции весьма сложна, что сказывается на общей стоимости струйных принтеров этого типа.

Плюсом непрерывной струйной печати можно считать высокое качество получаемых с ее помощью цветных изображений, на которых практически неразличимы точки. Однако высока и расплата - медленная печать, серьезные эксплуатационные расходы, обусловленные дороговизной чернил и сложностью обслуживания таких принтеров, и, конечно, немалая цена самого оборудования.

Разумеется, инженеры работали над усовершенствованием непрерывной технологии и одновременно искали другие варианты, которые были бы свободны от ее недостатков. Были изобретены импульсные способы струйной печати, и достигнутый в этой области прогресс привел как к упрощению конструкции, удешевлению самих принтеров, так и к снижению эксплуатационных затрат. Именно импульсные технологии способствовали широкому распространению струйных принтеров и позволили им практически вытеснить с рынка матричные печатающие устройства, а также успешно конкурировать с лазерными принтерами по качеству и скорости печати.

Импульсная струйная печать

Пьезоэлектрические головки для струйных принтеров появились в семидесятых годах. Капельки из сопел такой головки вылетают под воздействием создаваемого на очень короткое время избыточного давления в камере с чернилами.

Для образования в камере избыточного давления применяется диск из пьезоэлектрика. Когда к нему подводится напряжение, он деформируется (изгибается). Выгнувшись, диск, который служит одной из стенок камеры с чернилами, резко уменьшает ее объем, оказавшиеся лишними чернила вылетают при этом из сопла в виде капельки. Для заполнения камеры, когда напряжение снято и пьезоэлектрический диск возвращается к исходной форме, применяется капиллярный способ подачи чернил из резервуара.

Предложила пьезоэлектрическую технологию струйной печати компания Epson, однако ей не удалось в полной мере воспользоваться преимуществами новой технологии и монополизировать рынок струйной печати. Помешали конкуренты - фирмы Hewlett-Packard и Canon, разработавшие другую импульсную технологию, получившую название пузырьковой.

Пьезоэлектрические головки до последнего времени отличались от пузырьковых неоправданно сложной и дорогой конструкцией. Однако Epson не отказалась от выбранного пути и приложила большие усилия по доводке своей технологии, в результате чего применяемые ею сегодня многослойные микропьезоэлектрические головки значительно подешевели, а качество их работы (обеспечиваемое разрешение) заметно возросло.

Первый принтер TinkJet, в котором была использована пузырьковая технология, компания Hewlett-Packard выпустила в 1985 году. В настоящее время большинство патентов на эту технологию принадлежит Hewlett-Packard и Canon, причем путем взаимного лицензирования они усилили свои позиции на рынке. Не так давно эти две компании практически полностью контролировали рынок струйных принтеров, пока Epson не решила проблемы с пьезоэлектрической печатью и на него не вторглись активно другие производители принтеров, соблазненные перспективами, открытыми новыми технологиями. Впрочем, неплохие доходы эти компании продолжают получать от продажи третьим фирмам печатающих головок и их электромеханических приводов.

Успех пузырьковых принтеров был вызван тем, что им удалось обеспечить такое же высокое качество печати, как у лазерных устройств, при цене на уровне хороших матричных принтеров. Как уже говорилось, качество печати определяется размером выстреливаемых из сопел капелек чернил, а конструкция пузырьковой головки, отличаясь невиданной простотой, позволила без особых затрат добиться разрешения в 300 точек на дюйм. Таким образом, по разрешению ThinkJet оказался на равных с выпускавшимися в то же время компанией Hewlett-Packard лазерными принтерами LaserJet.

В струйных принтерах Hewlett-Packard и Canon применяют один и тот же процесс формирования изображения, но называют они его по-разному: Canon делает акцент на пузырьковом происхождении капелек (Bubble Jet), в то время как Hewlett-Packard предпочитает именовать эту технологию просто струйной (Inkjet).

И в том и в другом случае графические изображения и текст на бумаге формируются капельками, вылетающими из сверхтонких сопел. В стенку каждого сопла встроен миниатюрный нагревательный элемент. При подаче на него электрического импульса контактирующие с ним чернила практически мгновенно испаряются. Образовавшийся пар расширяется и порождает ударную волну, под избыточным давлением которой чернила выстреливаются из сопла в виде капельки, как пуля из ружья.

После снятия импульса тока с нагревательного элемента пар моментально конденсируется и пузырек теряет свой объем - схлопывается. При этом в стволе-сопле возникает разрежение, под действием которого из резервуара всасывается новая порция чернил.

Конструкция сопел пузырьковой струйной головки чрезвычайно проста, что позволяет не только уменьшить ее стоимость, но и получить ряд других важных преимуществ. Высокая надежность сопел, достигнутая в результате упрощения принципа действия и конструкции, дает возможность отказаться от их дублирования на случай выхода из строя и существенно уменьшить массу и размеры головки. По этой же причине сопла можно разместить гораздо плотнее друг к другу, обеспечив более высокое разрешение. И наконец, работает пузырьковая головка совершенно бесшумно.

Примечательно, что, обладая одной и той же технологией и обменявшись лицензиями, компании Hewlett-Packard и Canon не успокоились и продолжают активно конкурировать друг с другом. Основные пути, ведущие к победе над соперником, - повышение качества (разрешения) печати и снижение ее себестоимости. Понимаете, кто от этого выигрывает? Несмотря на очевидное сходство, между пузырьковыми струйными головками этих компаний есть и существенное отличие. Hewlett-Packard устанавливает нагревательный элемент в торце сопла, при этом для подачи чернил используется специальный резервуар внутри головки. У головок Canon нагреватель расположен сбоку, а чернила текут через ствол сопла по прямой. Это позволяет уменьшить размер головки. Боковое расположение дает возможность увеличить площадь нагревателя, усилить избыточное давление и, следовательно, сообщить капельке большую кинетическую энергию.

Конструкция современных пузырьковых головок допускает использование быстро сохнущих чернил, благодаря чему капельки не успевают впитаться в бумагу или растечься - они просто моментально высыхают. Благодаря увеличению скорости, с которой из сопел выстреливаются капельки, можно увеличить зазор между головкой и бумагой. Больший зазор позволяет применять бумагу худшего качества, неровную или более плотную.

Твердочернильная печать Хотя непосвященному это может показаться странным, твердочернильная, или сублимационная, печать относится к струйной технологии. В настоящее время работающие по этому принципу принтеры применяются для получения цветных распечаток высочайшего качества, не уступающих фотографиям. Примером могут послужить устройства компаний Tektronix и Fargo, известные и на нашем рынке. В последнее время, когда модной стала цифровая фотография, значение сублимационной технологии резко возросло.

Вместо резервуара с жидкими чернилами в сублимационных принтерах используются восковые палочки четырех основных цветов - голубого, пурпурного, желтого и черного. Встречаются модели с шестью цветами, за счет чего в них улучшена проработка мелких деталей и точность цветопередачи.

Восковые палочки заряжаются прямо в печатающую головку. Специальные нагреватели расплавляют воск, который в жидком состоянии стекает в резервуар подачи. В резервуаре краситель еще одним нагревателем поддерживается в жидкой фазе все время работы принтера. Для получения изображения головка откачивает из резервуара небольшую порцию чернил, дополнительно нагревает их, повышая текучесть, и выстреливает на бумагу.

Принцип работы сублимационного принтера во многом сходен со схемой, используемой в струйных принтерах с непрерывной технологией печати. Однако в данном случае электронное устройство подает чернила в сопла не постоянно, а только в те моменты, когда это требуется. Капельки чернил благодаря своей восковой основе не впитываются в бумагу, а моментально застывают при контакте с ее поверхностью.

После формирования изображения бумагу прогоняют между полированными валками. Они разравнивают шероховатость отпечатка, появившуюся из-за выпуклости каждой попавшей на бумагу и мгновенно застывшей капельки. При прохождении между валками точки расплющиваются и существовавшие между ними промежутки заполняются, а краски смешиваются друг с другом не только оптически, но и физически, улучшая цветопередачу. После проглаживания пользователь получает очень похожее на фотоснимок, глянцевое, оптически плотное изображение, на котором невозможно выделить отдельные точки.

Высочайшее качество печати сублимационных принтеров оказывается невыгодным с точки зрения себестоимости каждой копии и низкой скорости распечатки, если приходится выводить на бумагу много текста. Вообще, одноцветная печать на таких принтерах - полный абсурд, так как обходится она слишком уж дорого.

Принтеры с твердыми восковыми чернилами имеет смысл применять тогда, когда необходима очень точная цветопередача, например для цветопроб в издательском деле или при цифровой фотографии, если надо получить привлекательно выглядящее красочное изображение небольшого формата.

Роман Соболенко

Все принтеры, будь то матричные, струйные, лазерные, выполняют, в сущности, одну и ту же работу: они создают комбинацию точек на листе бумаги. Точки могут быть разного размера и цвета, печатная краска подается на бумагу тоже разными способами, но абсолютно все изображения, будь то текст или рисунок, состоят из точек. Чем мельче точки, тем более впечатляющ конечный результат.

Принцип действия матричного принтера

Разрешение - 72 – 360 dpi

Количество цветов - Один цвет (правда, есть матричные принтеры с многоцветной красящей лентой)

Быстродействие - до 1500 строк в минуту

Как и печатная машинка, матричный принтер имеет печатающую головку, движущуюся в каретке вдоль листа бумаги.

Электрические сигналы от процессора после усиления направляются к головке принтера. Головка содержит от 9 до 24 печатающих иголок, концы которых выстроены в вертикальную линию. Другие концы входят в электромагнит. Ток от процессора активизирует соленоид, который создает магнитное поле; последнее отталкивает магнит на конце иголки, вызывая движение иголки к бумаге.

Движущаяся иголка ударяет по ленте, пропитанной краской. Сила удара переносит краску на бумагу, расположенную по другую сторону ленты. После удара иголкой по ленте пружина возвращает ее назад к первоначальному положению. Головка принтера по мере движения вдоль страницы продолжает активизировать разные комбинации иголок, так что все символы формируются из вертикальных шаблонов точек.

На некоторых принтерах можно повысить качество печати или увеличить толщину линий путем второго прохода принтера над той же строкой, в результате чего напечатается второй набор точек, чуть-чуть сдвинутый относительно первого.

Специальная защита не допускает попадания на бумагу лишнего красителя.

Принцип действия струйного принтера:

Разрешение - до 1440 dpi

Количество цветов - Один цвет (чёрный) или четыре цвета (модель печати CMYK)

Быстродействие - Печать тесктов составляет 3-4 ppm, печать графики дольше

Печатающая головка движется относительно неподвижной бумаги, не касаясь её.

На печатающей головке струйного принтера вместо игл имеются специальные отверстия – сопла, через которые чернила разбрызгиваются на бумагу.

Капля красителя может выстреливаться из сопла либо за счёт пьезоэффекта, либо за счёт давления пузырьков пара, возникающего при нагревании чернил.

Различные модели принтеров имеют от 12 до 256 сопел. Размер каждого сопла существенно меньше диаметра иглы, что обеспечивает большую чёткость изображения.

Принцип действия лазерного принтера

Принцип действия сублимационого принтера

Технические характеристики принтеров:

Термин разрешение (resolution) используется для описания контрастности и качества напечатанного образца. Во всех рассматриваемых технологиях печати изображение создается путем воспроизведения точек на бумаге. Разрешение принтера, а следовательно, и качество печати зависит от размера и количества этих точек. При просмотре страницы, напечатанной с низким разрешением на матричном принтере, невооруженным глазом можно увидеть узор из точек, формирующих символы. Это вызвано тем, что точки довольно велики и имеют одинаковый размер. А при просмотре страницы, напечатанной с высоким разрешением на лазерном принтере, символы имеют "сплошной" вид, поскольку точки намного меньше и как правило имеют разный размер.

Разрешение принтера обычно измеряют в точках на дюйм (dots per inch - dpi ), другими словами, это количество отдельных точек, которые может напечатать принтер на линии длиной в один дюйм. В большинстве принтеров разрешение определяется двумя направлениями - вертикальным и горизонтальным.

Например, под разрешением 300 dpi подразумевается 300x300 точек на одном квадратном дюйме, т.е. принтер может напечатать 90 тыс. точек на квадратном дюйме бумаги.

Разумеется, качество бумаги влияет на напечатанное изображение. Поскольку при лазерной и струйной печати используются различные материалы (сухой тонер и жидкие чернила), необходимо с особой тщательностью подходить к выбору бумаги, особенно если предполагается высококачественная печать фотографического качества. Неверно выбранный тип бумаги может привести к размазыванию напечатанного изображения или появлению других дефектов, например осыпанию частиц тонера. Для специальных типов печати в настоящее время существуют специализированные типы бумаги: например, для печати с фотографическим качеством 720 dpi на струйном принтере необходимо приобрести специальную бумагу - более гладкую и быстросохнущую.

Сравнение принтеров:

Тип принтера	Достоинства	Недостатки
матричный	Невысокая цена самого принтера и расходных материалов Возможность печати под копировальную кальку. Не требовательны к бумаге.	Среднее качество печати Высокий уровень шума
струйный	Хорошее качество печати. Невысокая цена.	Дорогие расходные материалы.
лазерный	Автоматическая подача бумаги. Хорошее качество печати. Невысокая цена. Низкий уровень или отсутствие шума.	Дорогие расходные материалы. Требовательность к качеству бумаги. Чернила при соприкосновении бумаги с водой могут растекаться.
сублимационные	Высокое качество Портативность Невысокая цена Стойкость отпечатка к влаге (некоторые модели сразу выдают ламинированную открытку).	Очень высокая цена расходных материалов.

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.

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:

Color;

Photo.

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.

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

Термотехнология связана с высокими температурами. Это вызывает на образование нагарного слоя и способствует выходу из строя печатающей головки.
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:

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.

В картриджной системе на месте оригинальных моделей картриджей стоят аналогичные постоянные, которые имеют авточип, подающий сигналы по мере опустошения.
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.

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.

Методу струйной печати более 100 лет. Лорд Рейли, лауреат Нобелевской премии, еще в 19 веке сделал фундаментальные открытия в области распада струй жидкости и формировании капель. А именно: струя жидкости стремиться распадаться на отдельные капли. В 1948г. шведская фирма Siemens Elema подала заявку на устройство, работающее с распылителем, который фиксировал результаты измерений. Струя красителя “выбрасывалась” из специального устройства (сопла) под высоким давлением 90 бар. Под действием пьезоэлектрического преобразования могло выбрасываться до миллиона капель в секунду, размеры капель зависели от геометрической формы сопел-распылителей. Скорость, с которой капли долетали до бумаги – 40м\с.

Принцип печати струйного принтера

Печатающая головка принтера имеет группу мельчайших трубочек – сопел (от 60 до 300) каждое из которых в диаметре тоньше человеческого волоса. Принцип печати базируется на выстреливании микрокапли чернил из сопел.

Струйные принтеры по принципу действия делятся на:

— непрерывного (continuons drop, continuons jet) действия Основано на том, что струя чернил, постоянно испускаемая из сопла печатающей головки отправляется либо на бумагу для нанесения изображения, либо в специальный приемник, откуда чернила снова попадают в общий резервуар. В рабочую камеру чернила подаются микронасосом, а задает движение чернил пьезодатчик. Используется небольшим количеством принтеров (например, фирма I ris graphics).

— дискретного ( dro – on – demand ) действия

Сегодня существует две основных технологии распыления.

Технология термического пузырькового распыления применяется в принтерах Canon и Hewlett Packard. Этот метод еще часто называют пузырьково-струйной печатью (пузырьковая технология bubble jet thermal ink – jet )

Технология пьезоэлектрического распыления , запатентованная Epson(пьезо – эффект (piezo ) .

Оба метода практически эквивалентны, как по затратам, так и по качеству получаемого изображения

Технология термического пузырькового распыления

При реализации метода с нагреванием используются в каждом сопле печатающей головки маленький нагревательный элемент (например, тонкопленочный резистор). При пропускании тока через тонкопленочный резистор последний за несколько микросекунд нагревается до t ≈ 500° и отдает выделяемое тепло непосредственно окружающим его чернилам. При резком нагревании образуется чернильный паровой пузырь, который старается вытолкнуть через выходное отверстие сопла каплю жидких чернил. Поскольку при отключении тока тонкопленочный резистор также быстро остывает, паровой пузырь, уменьшаясь в размерах, “подсасывает” через входное отверстие сопла новую порцию чернил, которые занимают место “выстреленной” капли. Цветные принтеры Canon и Hewlett-Rackard используют эту технологию.

В стандартной печатающей головке струйного принтера насчитывается от 300 до 600 крошечных сопел, которые распыляют чернила одновременно.

Технология пьезоэлектрического распыления

Метод управления соплом основан на действии диафрагмы, соединенной с пьезоэлектричским элементом. Как известно обратный пьезоэффект заключается в деформации пьезокристалла под воздействием электрического поля. Изменение размеров пьезоэлемента, расположенного сбоку выходного отверстия сопла и связанного с диафрагмой, приводит к выбрасыванию капли и приливу через входное отверстие новой порции чернил. Подобные устройства выпускаются Epson, Brother, Data – products, Tektronix.Фирмой Epson предложен новый тип многослойной пьезоэлектрической головки, которая устраняет «сателлиты» – маленькие капельки, сопровождающие основную каплю, тем самым, увеличивая четкость изображения.

Технология печати с разбрызгиванием чернил не стоит на месте, удается уменьшение элементарной чернильной капли, появилась возможность формировать элемент изображения (пиксел), изменяя в широких пределах число капель, выпущенных над одной точке поверхности бумаги. Эта технология называется Photoret II, позволяет уменьшить впитываемость, растекаемость краски, улучшить качество изображения.

Помимо технологии печати при цветной печати необходимо обратить внимание на программное обеспечение к принтеру. Оно использует специальные алгоритмы растрирования, улучшения изображения и поставляется вместе с драйвером принтера на диске.

Качество печати довольно высокое – 300-600 dps, программой драйвером можно устанавливать различное качество печати от 150 до 600 точек на дюйм (черновой, оптимальный и качественный режимы печати).

Расходные материалы

Требования к чернилам

Должны быть совместимы с материалом из которого сделан печатающий механизм
Не должны расслаиваться и образовывать отложений в каналах и распылителях
Обладать определенной вязкостью, не содержать ядовитых или канцерогенных веществ

Заправка принтеров разная и зависит от модели

В моделях от фирмы Hewlett Packard картридж совмещен с печатающей головкой в одном корпусе и их замена производится одновременно. Эти принтеры заправляются чернилами фирмы InkTek включающими в себя также и устройство по заправке. При известном умении можно 5-10 раз заправить картридж чернилами без особых изменений качества печати.
В моделях от фирмы Epson печатающей головка несъемная, заменяются только картриджи — емкости для чернил. Перезаправка картриджа категорически не рекомендуется, так как забивается головка, и “реанимировать” ее практически невозможно.
В моделях фирмы Canon предусмотрена замена картриджа с печатающей головкой и отдельных емкостей для чернил, вставляемых в картридж. При этом обеспечивается полная выработка ресурса чернил (особенно для цветной печати) и печатающей головки.

Чернила в 5-10 раз дешевле картриджа и дозаправка оправданна, если риск испортить печатающую головку с соплами невелик.

Бумага

Форматы печати А3 и А4, бывают А2(420*594мм). Можно печатать на бумажной ленте при непрерывной подаче бумаги. Встречаются принтеры, печатающие на конвертах и спец. прозрачных пленках.

Струйный принтер предъявляет особые требования к качеству бумаги: бумага должна быть определенной плотности, с малой шероховатостью и без бумажной парги (это импортная бумага качества Date Copy, Xerox, отечественная Снегурочка и Госзнак). Для печати с фотокартриджем нужна особая глянцевая фотобумага.

Недостатки принтеров

Чернила имеют свойство просачиваться, растекаться и смешиваться до высыхания. Это приводит к уменьшению яркости, изменению цветности, уменьшению четкости изображения.
Документы не стоики к внешним факторам: при попадании воды чернила могут «поплыть».
Довольно дорогая стоимость печати с учетом чернил, картриджа и специальной бумаги.
Скорость печати не много ниже, чем на лазерных принтерах

Достоинства принтеров:

Наиболее экологически чистые принтеры,
Работают бесшумно
Устройство с минимальным выделение тепла, не производит озона, употребляет мало эл.энергии(отсюда все портативные, независимые от сети принтеры, струйные)
Краситель не содержит никаких экологически вредных добавок(при сжигании распечатанных документов не образуется двуокиси углерода, в отличии от тонера лазерных принтеров)
Низкая стоимость всего устройства
Не дорогая возможность полноцветной печати с фотографическим качеством

Модели

Называя модели принтеров сразу оговоримся, что модельный ряд все время усовершенствуется, поэтому необходимо перед выбором принтера посмотреть все возможности новых современных модей.

фирма Hewlett Packard модели: 930С(8-9 стр./мин), DeskJet 1280Сsc(8-9 стр./мин) DeskJet 1100Сse (8 стр./мин), DeskJet 1600 СM(9-10 стр./мин), Office Jet G55, G95, DeskJet 2050, BUSINESS INKJET 1000/1200/2300/2800, DESKJET 6943 (36стр./мин), DESKJET 9800

фирма Epson и его модели: Stylus Photo 750(6-8 стр./мин), Stylus Color 980(8-9 стр./мин), Stylus Color 1520(7 стр./мин), PHOTO R320, PICTUREMAT, STYLUS C110, STYLUS C20SX

фирма Canon модели: Canon PIXMA iP3600, PIXMA iP4940, PIXMA iP2700, PIXMA iX7000, PIXMA iX6540

фирма Lexmark : Color Jetprinter Z815 (10 стр./мин), Color Jetprinter 3200 (6 стр./мин), Color Jetprinter Z32 (7 стр./мин)

фирма Xerox : 8142/8160

Встречаются струйные принтеры профессиональной серии с приставкой Pro отличаются от обычных повышенной скоростью печати, удобством подачи бумаги, ценой, используются как сетевые.

На базе струйных принтеров созданы многофункциональные печатающие устройства (МФУ) , включающие в себя принтер/сканер/копир а также факс и модем.

Системы подачи чернил (СПЧ)

Системы подачи чернил для струйных принтеров позволяют существенно сократить расходы на печать. Системы устанавливаются на принтер и подают чернила на печатающую головку прямо из больших ёмкостей, стоящих рядом с принтером. То есть чернила из банок по трубочкам текут к головке принтера без всяких картриджей, не возникает проблем с перезаправкой картриждей.

Системы подачи чернил имеет смысл устанавливать на принтеры, оснащённые отдельными головками. К таким устройствам относятся модели фирм Epson и Canon.

Для дома или офиса потребители чаще всего выбирают струйные принтеры. Такой аппарат, как правило, стоит немного дешевле чем лазерный, но по качеству печати ему не уступает. Для того чтобы понять подходит ли такое устройство под ваши нужды желательно изучить принцип работы струйного принтера.
Схема работы струйных принтеров проста. Из лотка бумага попадает вовнутрь принтера. Компьютер передает информацию о тексте или изображении на плату форматтера, которая с помощью печатающей головки и чернил воспроизводит ее на бумаге. Иногда, сразу после распечатки, бумага может оставаться немного влажной. Некоторые производители, для устранения этого недостатка, устанавливают специальный подогрев.

Если посмотреть на напечатанную картинку через микроскоп, то можно увидеть, что весь документ состоит из небольших капель краски. В диаметре каждая такая капля меньше человеческого волоска в десятки раз. Принцип печати струйника основывается на разбрызгивании мелких капель краски, которые формируют букву или символ.

Теперь стоит ознакомиться с тем как печатает струйный принтер. Печатающие головки имеют много мелких отверстий, называемые сопла или дюзы, их количество может исчисляться тысячами. Через них, под воздействием давления, выталкивается краска. Одновременно, по специальным каналам в печатающей головке к дюзам поддаются все цвета чернил, но используются только необходимые для воспроизведения информации, а ненужные отправляются для вторичного употребления. Такой подход дает каналам возможность всегда быть работоспособными, даже если часто применять только один цвет.
Печатающая головка может устанавливаться внутри принтера или совмещаться с картриджем. Размещение этого элемента влияет на скорость печати струйного принтера. Если головка установлена в самом устройстве, то уровень скорости значительно повышается. Есть аппараты, скорость которых достигает 60 листов за минуту.

Некоторые считают, что размещение головки в принтере удешевит стоимость замены картриджей. Но на практике это совсем не так. Цена на картридж с этим элементом практически идентична цене без него. Изготовители обязательно включают в описание товара пункт о размещении печатающей головки.

Как подаются чернила

Если с тем как работает струйный принтер все понятно, то как чернила производят свою работу остается загадкой. Сейчас разберемся, как создается рисунок. Струйная печать может быть термическая и пьезоэлектрическая.

В случаях, когда используется термическая струйная печать, чернила закипают под воздействием нагретого электрическим током элемента до 500 градусов Цельсия. В это время образуются пузыри с краской и увеличивается давление в чернильной камере, вследствие чего выделяется капля через дюзы. После этого в камере давление понижается и туда отправляется дополнительная порция. Этот способ называют BubbleJet. Поскольку температура работы высокая, то чернила обязательно должны быть на водной основе, чтобы не воспламенялись, не оставляли нагар.

Термическая технология печати выделяет еще один способ, который называется Drop-on-demand. Тогда элемент, с помощью которого разогревается краска, размещается напротив сопла, что позволяет пузырькам двигаться в одном направлении. Разогревание производится до отметки 650 градусов, что позволяет создавать не пузырек, а облако пара с краской. В этом случае картинка гораздо четче.

Печатающая головка при термической технологии очень быстро перестает работать из-за постоянного влияния высокой температуры. Для того чтобы она прослужила дольше, следует контролировать уровень краски, потому что она способна охлаждать печатающую головку.

Пьезоэлектрическая струйная печать отличается от термической, наличием между нагревательным элементом и чернильной камерой специальной диафрагмы. Пьезокристалл, нагреваясь, выгибает диафрагму, которая выдавливает чернила из камеры. После этого, пластина выгибается в обратную сторону, захватывая брызги, которые могут испортить картинку.

С помощью этой технологии можно регулировать размер капель, которые будут выпускаться из дюзы, это очень удобно для фотопринтеров, где используется струйная печать, поскольку мелкие капли делают картинку четкой и яркой. Скорость пьезоэлектрической печати на порядок выше чем термической.

Зачем нужен картридж

Картридж – это емкость, где размещается жидкая краска. Струйные принтеры могут комплектоваться как комбинированными, так и раздельными картриджами. Комбинированные совмещают в себе красную, синюю и желтую краски. В раздельных же каждому цвету соответствует свой картридж. Для черного цвета в любом случае используется отдельный картридж. Замена комбинированного (трехцветного) картриджа необходима в случае, когда закончился только один из цветов. Это нужно сделать, даже если других цветов еще достаточно, что очень неэкономно.

Если устройство некоторое время стоит без работы, то внутри картриджа чернила могут засохнуть. Решить данную проблему можно с помощью нескольких вариантов. Во-первых, купить новые. Во-вторых, обратиться к специалистам, которые попробуют восстановить работоспособность. В-третьих, можно сделать те же действия, что и специалисты дома, прочитав статью о том . Для этого понадобиться дистиллированная вода или специальная жидкость для промывания картриджей.

Картриджи для данных устройств имеют небольшие размеры, а значит количество краски в них совсем мало примерно 13 миллилитров. Этого объема хватит чтобы распечатать около 400 листов бумаги стандарта А4 при заполнении на 5%. Поэтому, когда устройство используется очень часто, например, в офисе, то и часто меняются картриджи. В таком случае целесообразно установить систему непрерывной подачи чернил (СНПЧ).

Данная конструкция помогает значительно сэкономить средства, поскольку, когда в емкости иссякают чернила, нужно просто их долить, а не заменять целую конструкцию. Это также уменьшит расход чернил в струйных принтерах. При каждой замене картриджа часть краски используется на его прочистку, а когда аппарат сигнализирует, что чернила закончились, то емкость еще остается заполнена на 10%. В настоящее время многие производители печатающих устройств стали выпускать принтеры со встроенной системой подачи чернил. Стоят такие аппараты несколько дороже принтеров со сменными картриджами, но в эксплуатации обходятся значительно дешевле и работают гораздо стабильнее принтеров с китайскими СНПЧ.

Типы чернил

Для струйной печати используются водорастворимые и пигментные чернила. Последние отлично подходят для получения картинки высокого качества, поэтому устройства с такими красками устанавливаются в фотосалонах или на производстве фотообоев. Чернила на водной основе, кроме красителя, в своем составе имеют компоненты, которые помогают чернилам легко пропитывать бумагу, закрепляться в ней, окрашивая волокна и очень быстро высыхать.

Струйный принтер способен напечатать цветную картинку, устойчивую к механическим повреждениям, хорошего качества. Единственное чего боится такая распечатка - это вода. При намокании картинка или текст полностью испортится.
Для получения всей палитры оттенков используются такие цвета, как:
желтый;
синий;
пурпурный (красный);
черный.
Этого спектра достаточно для распечатки неплохих картинок в домашних условиях и даже фотографий. Но для создания более ярких, качественных изображений принтер для печати фотографий комплектуют палитрой с большим числом чернил. Например, добавляют светло-синий, светло-пурпурный и другие оттенки.

Казалось бы, из трех предложенных цветов можно сделать черный. На практике таким способом получить насыщенный черный цвет не получается. Это может быть связано с неудовлетворительным качеством красителей для создания чернил, или воздействием других веществ, которые добавляют в чернильный раствор, чтобы он был более устойчивым и быстросохнущим. Поэтому каждый струйный принтер имеет отдельный картридж с черной краской.

Способ подачи бумаги

Бумагу в устройство можно загружать вертикально - тогда лоток подачи находится сверху, или горизонтально – лоток размещается в нижней части. Устройство перемещения бумаги струйного принтера, забирает лист с помощью валика с резиновыми накладками. Для того чтобы бумага не смещалась, есть дополнительный ролик также с резиновыми накладками. Независимо от способа подачи, ориентация может быть как книжной, так и альбомной.

Нужно обязательно следить, чтобы лоток подачи бумаги не засорялся посторонними предметами. Иначе листы будут морщиться, неравномерно продвигаться и пачкаться краской. Устройство может быть испорчено.
В последнее время большой популярностью у покупателей пользуются многофункциональные устройства (мфу). Этот прибор сочетает в себе функции сразу трех приборов. На нашем сайте вы можете посмотреть видео обзор интересующей модели и определиться подходит она или нет по нужным характеристикам.

Важные моменты

Ознакомившись с тем, как работает принтер, можно сделать следующие выводы: Несмотря на простоту строения, принтеры, в которых используется струйная печать, способны делать качественную распечатку как картинок, так и текстовых документов.

Выбирая между термической и пьезоэлектрической технологией печати, нужно опираться на то с какой целью приобретается аппарат. В случае если нужна высококачественная картинка, то лучше выбирать пьезоэлектрическую технологию.
Для того чтобы краска не засыхала, при длительном простое, нужно распечатывать хотя бы одну разноцветную страницу за неделю.
Принтер струйный идеально подходит для использования дома при нечастой и не очень интенсивной печати.
Для использования в офисах лучше установить СНПЧ и проблема с частой заменой картриджа струйного принтера будет устранена.