Как работает струйный принтер canon. Струйные принтеры. Цветные лазерные принтеры и их главные отличия

В бытовых условиях популярностью пользуются лазерные и струйные принтеры. Принцип печати таких устройств кардинально отличается, что не может не повлиять на эксплуатационные особенности. В одних случаях лучше всего использовать лазерные изделия, а в других - струйные. Однако сделать конечный выбор в пользу того или иного прибора можно только после рассмотрения схемы работы.

Принцип работы струйного устройства для печати

Все-таки в домашних условиях чаще всего применяется именно струйный принтер. Принцип печати его заключается в формировании изображения посредством жидких чернил. Они переносятся на носитель через специальные сопла, расположенные на головке. Количество таких отверстий зависит от модели печатающего устройства. Обычно их количество колеблется в пределах 16-64 штук.

Так как принцип печати струйного принтера предполагает использование жидких чернил, при продолжительном простое происходит их высыхание на соплах головки. Для этого требуется чистка печатающего элемента, которая предполагает дополнительный расход красящих веществ.

Подобные устройства состоят из следующих составных частей:

• несущей конструкции;
• блока питания;
• печатающей головки;
• очистительной системы;
• приспособления для подачи носителя;
• узла управления.

Цветное изображение получается в результате наложения друг на друга трех базовых цветов. К ним часто добавляются черные чернила, чтобы была возможность применять устройства для обычной печати текстов и черно-былых рисунков, экономя на цветных красках.

Основные технологии струйной печати

Разные модели могут иметь свои достоинства и недостатки. Принцип печати представителей струйных принтеров может также слегка отличаться в зависимости от применяемой технологии. Разница заключается только в способе перенесения чернил на твердый носитель.

1. Пьезоэлектрический метод предполагает формирование чернильных точек на бумаге при помощи специальных приспособлений, которые имеют связь с диафрагмой. Электрическое поле оказывает непосредственное воздействие на пьезоэлемент, а он разжимает трубку для наполнения капиллярной системы. Основное преимущество заключается в гибком управлении габаритами капли, благодаря чему удается получать качественные изображения с высоким разрешением.
2. Метод газовых пузырей подразумевает наличие нагревательных элементов непосредственно в соплах. Через них пропускается электрический ток. В процессе нагрева образуются газовые пузыри, которые выталкивают через отверстия нужную порцию жидких чернил. После остывания нагревателя через сопла поступает свежая порция красящего вещества. Высокое качество отмечается при детальной прорисовке линий, но при печати сплошных областей могут быть слегка расплывчатые места.
3. Термоструйный метод, как и в предыдущем случае, предполагает использование нагревательного элемента. Однако вместе с ним применяется специальный механизм, позволяющий обеспечивать более скоростной впрыск красящих веществ. В связи с этим увеличивается производительность устройств. Цветовая палитра получаемого изображения отличается контрастностью.

Применяемые чернила могут иметь разный состав. Водные чернила содержат растворимый краситель и определенные добавки, позволяющие корректировать вязкость. Их достоинство заключается в низкой стоимости. Пигментные чернила отличаются устойчивостью к ультрафиолету и влажной среде. Качество печати в данном случае меньше зависит от носителя.

Использование непрерывной подачи чернил

С принципом печати струйного принтера стало все ясно. Для хранения красящих веществ используются специальные картриджи. Однако существует особая система, позволяющая обеспечивать непрерывную подачу чернил в целях экономии. В этом случае капсульные резервуары устанавливаются непосредственно на печатающую головку.

Система представляет собой набор емкостей, связанных силиконовым шлейфом, по которому чернила подаются из доноров к основному блоку. Благодаря такому устройству достигается постоянное наличие исходных красителей в печатающей головке. Многие широкоформатные приборы для офиса имеют встроенную систему подачи чернил, которую нельзя увидеть снаружи.

Принцип работы лазерного устройства

Совершенно другой ветвью развития печатающих приборов является лазерная технология, с помощью которой можно добиться высококачественного нанесения красящих веществ на бумагу. Формирование символов и изображений происходит за счет освещения лучом элементов устройства, обладающих светочувствительностью. Полученные экземпляры с текстовой или графической информацией имеют устойчивость к выцветанию и истиранию.

У струйных и лазерных принтеров принцип печати совершенно разный. В качестве красящих веществ выступают тонеры, которые могут переноситься на твердый носитель тремя способами.

1. С использованием двухкомпонентной системы проявления. Частицы красителя, необходимые для переноса на специальный светочувствительный барабан, не способны закрепляться на магнитном валу без особого магнитного носителя, заряжающегося в результате перемешивания.
2. С применением однокомпонентного тонера без дополнительных примесей. Частицы вещества в этом случае наделяются магнитными свойствами. В некоторых устройствах может осуществляться электростатическое нанесение. При таком варианте тонер не требует намагничивания.
3. С использованием двухкомпонентного красящего вещества, смешанного в заводских условиях.

В отличие от струйного принтера, принцип печати лазерного аналога базируется на построении изображения посредством фотографического метода. Лазерный луч попадает на специальный вал, поверхность которого наэлектризована из-за ударной ионизации внутреннего воздуха.

Конструкция лазерных приборов

Получать высококачественную печать лазерным принтерам удается из-за технологических особенностей. В их состав входят следующие элементы.

1. Фотобарабан, представляющий собой цилиндр из алюминия. Он обработан светочувствительным материалом, который склонен менять электрическое сопротивление при наличии освещения.
2. Магнитный вал применяется для переноса тонера из резервуара непосредственно на барабан или проявочный ролик, установленный в некоторых моделях современных принтеров.
3. Ракельный нож выполняет функцию очистительного лезвия. С его помощью осуществляется удаление избытка красящего вещества с растрового вала. Он может быть изготовлен из пластика, стали или стекловолокна.
4. Бункер отработанного тонера выполнен в виде емкости. Это отделение может находиться отдельно от картриджа или вместе с ним. Скорость наполнения такого резервуара зависит от качества тонера.
5. Лазерный блок предназначается для создания невидимого изображения на поверхности фотобарабана при помощи подсветки конкретных участков. Интенсивность луча может существенно меняться.
6. Ролик первичного заряда изготавливается в виде металлического стержня, покрытого слоем резины. Данный элемент позволяет обеспечить равномерность отрицательного заряда.
7. Лента переноса необходима для нанесения промежуточного результата с цветных картриджей.
8. Блок проявки позволяет перенести тонер непосредственно на электростатическое изображение, созданное на поверхности фотопроводящего элемента.

Процесс лазерной печати

Не все до конца понимают из курсов информатики принцип печати лазерных принтеров. Струйные устройства работают по упрощенной схеме, поэтому по ним особых вопросов не возникает. Как же происходит процесс лазерной печати?

1. Сначала заряжается фотопроводящий вал. По его поверхности равномерно распределяется электрический заряд посредством вращения ролика. Система с вращающимся стержнем снижает напряжение и уменьшает количество выделяемого озона.
2. Производится сканирование лазером. В этот момент заряженная поверхность вала проходит под световым лучом. Лазер попадает только на те места, куда в дальнейшем будет наноситься красящее вещество.
3. Осуществляется наложение тонера. Ролик, имеющий отрицательный заряд, передает его тонеру. Краситель из бункера притягивается непосредственно к магнитному валу, после чего входит в контакт с фотопроводящим элементом в тех зонах, где остался отрицательный заряд.
4. На переносной ролик, контактирующий с твердым носителем, подается уже не отрицательный, а положительный заряд. Частички красящего вещества попадают на поверхность бумаги за счет электростатического воздействия.
5. Тонер, распределенный по носителю, закрепляется посредством нагрева и создаваемого давления. Термическая камера представляет собой два вала, между которыми движется бумага. Температура контролируется при помощи специального датчика. Красящее вещество расплавляется и внедряется в текстуру бумаги.

Сравнительная таблица

Предлагается взглянуть на таблицу, чтобы сравнить свойства струйных и лазерных принтеров, принцип печати которых сильно отличается.

Рассмотрев кратко принцип печати струйного принтера, нельзя не отметить особенности эксплуатации.

1. Использовать устройство реже раза в неделю не рекомендуется, чтобы избежать высыхания чернил.
2. Необходимо приобретать красящие вещества высокого качества, иначе головка может быстро засориться.
3. Следует использовать подходящую бумагу, на ней должна быть отметка, что она подходит для струйной печати.
4. Требуется содержать изделие в чистоте, так как пыль приводит к износу подвижных деталей.

Особенности работы с лазерными приборами

Основным достоинством лазерных принтеров является отсутствие необходимости в регулярной эксплуатации. Его можно использовать даже раз в месяц. На качестве работы или износе деталей это никак не скажется. Однако использовать необходимо только оригинальные картриджи с тонером, в противном случае существует высокий риск поломки устройства. Кроме того, расходные материалы сторонних производителей могут просто не работать.

Прежде чем приобретать прибор с множеством положительных отзывов, необходимо узнать дополнительную информацию о стоимости:

• расходных материалов;
• изнашиваемых деталей;
• распечатки одной страницы.

Иногда оказывается, что проще приобрести новое устройство, чем заменить какие-либо детали.

Заключительная часть

Рассмотрев кратко принцип печати струйных и лазерных принтеров, можно делать определенные выводы о приобретении тех или иных приборов. Однако конечный выбор будет зависеть от того, какие цели преследуются при эксплуатации. Для печати больших объемов текстовой информации выгоднее покупать лазерные устройства. Если же необходимо получать качественные фотографии, то лучше отдать предпочтение струйным аналогам.

Вконтакте

Одноклассники

Струйные принтеры занимают промежуточные позиции между матричными и лазерными принтерами по цене, скорости и качеству печати. Чаще всего их используют для печати цветных фотографий и изображений.

Основными конструктивными элементами струйного принтера являются печатающая головка , картриджи, СНПЧ, механизм подачи бумаги, моторы, датчики, панель управления, интерфейсные разъёмы и корпус.

Печатающая головка

Важную роль в работе струйного принтера играет печатающая головка, которая через микроскопические отверстия (сопла) распыляет на поверхность носителя крошечные капельки чернил. Самые первые струйные принтеры имели по 12 сопел, в последних ультрасовременных печатающих устройствах количество сопел достигает нескольких десятков тысяч, причём диаметр таких сопел значительно меньше диаметра иглы или даже человеческого волоса.

Дюза струйного принтера под микроскопом

Производители струйных принтеров самостоятельно определяют количество сопел в печатающей головке, их размер и расположение. Например, компания Lexmark использует шахматный принцип расстановки малых и больших сопел, компания Canon предпочитает оснащать свои принтеры множеством сопел с малым диаметром.

Печатающая головка может быть встроена в картридж, а может располагаться автономно от резервуара с чернилами. Для повышения быстродействия струйных принтеров современные производители модернизируют печатающие головки, объединяя их в модули. Это позволяет добиться существенного увеличения скорости печати.

На следующем рисунке представлена печатающая головка, изготовленная компанией HP по технологии HP Edgeline.

Печатающая головка HP, изготовленная по технологии HP Edgeline

Во время печати такая головка остаётся неподвижной, а бумага скользит мимо неё, принимая на свою поверхность чернила. В корпусе головки расположено пять групп сопел (по 2112 в каждой), каждая головка наносит на бумагу чернила двух цветов. На каждый цвет приходится по 5280 сопел.

Методы выбрасывания чернильных капель

В струйных принтерах используются два метода выбрасывания чернильных капель: пьезоэлектрический и термоструйный.

В каждое сопло принтера с пьезоэлектрической технологией печати встроена плоская пьезокристаллическая мембрана, которая под действием электрического импульса выгибается, выталкивая из сопла чернильную каплю. После этого электрический импульс исчезает, и в сопло из картриджа поступает новая порция чернил.

В каждом сопле принтера с технологией газовых пузырьков имеется микроскопический нагреватель, который очень быстро нагревает чернила до температуры кипения. Образующийся при этом пар выдавливает из сопла каплю чернил. После этого нагреватель отключается, чернила остывают, и в сопло из картриджа поступает новая порция чернил.

Чернила

Чернила являются расходным материалом для струйных принтеров. По своей природе они представляют собой красящую жидкость, которая распыляется на поверхность бумаги во время печати. В состав чернил входят вода, красители, растворители, смачиватели, регуляторы, стабилизаторы и прочие химические вещества, обеспечивающие стабильность их фракции. В одном кубическом миллиметре помещается приблизительно 10000 чернильных капель, вылетающих из сопла струйного принтера.

Чернила

Современные струйные принтеры формируют изображения из миллионов микроскопических капелек, поэтому они получаются очень качественными. Если рассмотреть такое изображение под микроскопом, то на поверхности бумаги можно увидеть крошечные выпуклые чернильные точки.

Капли чернил на бумаге под микроскопом

Стоит упомянуть, что чернила могут быть водорастворимыми и пигментированными. Первые проникают в глубинные слои бумаги, а вторые закрепляются на её поверхности. Пигментированные чернила обеспечивают более высокое качество печати, но уступают по долговечности готовых документов.

В большинстве струйных принтеров используется четырёхцветная раскладка CMYK, в которую входят пурпурные, голубые, жёлтые и чёрные чернила. В стремлении сделать фотопечать более реалистичной, разработчики постоянно дополняют раскладку CMYK новыми цветами. В некоторых принтерах можно встретить бледно-голубые, бледно-розовые, бледно-серые чернила, а также оранжевые и зелёные чернила.

Картридж

Картридж – это один из важнейших конструктивных элементов струйного принтера, который состоит из резервуара для чернил, контактной пластины и в некоторых случаях – печатающей головки и чипа.

Картриджи для струйных принтеров могут быть комбинированными или раздельными. В раздельных картриджах используются чернила только одного цвета, комбинированные картриджи разделены на три отсека для пурпурных, голубых и жёлтых чернил. Система раздельных картриджей используется в принтерах старшего поколения с многоцветной раскладкой, система комбинированных картриджей чаще встречается в принтерах младшего поколения, предназначенных для небольших объёмов печати.

Система печати с совмещёнными картриджами

Система печати с раздельными картриджами

При использовании комбинированных картриджей после окончания какого-либо одного цвета чернил приходится выбрасывать весь картридж, даже если в остальных резервуарах имеется достаточное количество красящей жидкости. Поэтому в последнее время в струйных принтерах всё чаще используются системы раздельных картриджей.

Система непрерывной подачи чернил

В некоторых офисных принтерах и принтерах для коммерческой печати для уменьшения стоимости отпечатков используются системы непрерывной подачи чернил или сокращённо СНПЧ, состоящие из ёмкостей с чернилами и гибких трубок, по которым чернила поступают к печатающей головке.

Система непрерывной подачи чернил

Установка на принтер системы непрерывной подачи чернил, как правило, не вызывает проблем даже у неподготовленных пользователей. В комплект поставки СНПЧ входят все необходимые материалы и инструменты, а также подробная схема с картинками. Капсулы или картриджи СНПЧ устанавливаются вместо оригинальных печатающих кассет, капиллярный шлейф прокладывается внутри принтера с помощью входящих в комплект наклеек и зажимов. Капсулы и ёмкости заправляются чернилами, запускается несколько циклов прочистки головки, и устройство готово к работе.

Принтер с СНПЧ

СНПЧ позволяет существенно сократить затраты на приобретение картриджей, но особенно такие системы актуальны при больших объёмах цветной печати. В этом случае себестоимость одного отпечатка сопоставима с себестоимостью отпечатка, сделанного на лазерном принтере.

Механизм подачи бумаги

Бумага может загружаться в принтер вертикальным или горизонтальным способом. Вертикальная загрузка производится из открытых лотков, расположенных в верхней части принтера, при этом ориентация листа при загрузке может быть как книжной, так и альбомной. Горизонтальная загрузка производится из лотков, доступ к которым обеспечивается с передней панели устройства.

После получения задания принтер захватывает верхний лист бумаги и подаёт его в печатный тракт. Лист бумаги перемещается по печатному тракту благодаря специальному механизму, основу которого составляет валик с прорезиненной поверхности, приводимый в движение шаговым мотором. Бумага прижимается к валику дополнительными роликами с прорезиненной поверхностью.

В некоторых принтерах используются устройства дуплексной печати, которые позволяют печатать в автоматическом режиме сразу на двух сторонах листа.

Мотор

Важную роль в струйных принтерах играют четыре небольших мотора. Первый мотор приводит в движение ролик, захватывающий бумагу и проталкивающий её в печатающий механизм, другой – автоподатчик бумаги, третий заставляет печатающую головку двигаться вдоль носителя, а четвёртый отвечает за выталкивание чернил из сопел. Благодаря этим четырём моторам конструктивные детали принтера работают как единое целое.

Датчики

Принтер имеет «органы чувств», роль которых выполняют механические и оптические датчики. Оптопара (светодиод и фотодиод) определяют момент, когда лист бумаги поступает в печатающий тракт. Энкодерные датчики сигнализируют принтеру о положении печатающей головки по отношению к листу бумаги. PW-сенсор определяет формат поступившей в принтер бумаги. Сенсор в цепи питания принтера сигнализирует о том, что в зону движения каретки попал посторонний предмет, например застрявший лист.

Интерфейсные разъёмы

Для подключения принтера к персональному компьютеру или ноутбуку используются интерфейсные разъёмы LPT, USB и Ethernet. Параллельный порт LTP используется в старых моделях ПК, на смену ему сегодня пришли интерфейсы USB и Ethernet. Для пользователей доступны адаптеры, которые позволяют подключать принтеры с LPT интерфейсом к слотам USB.

Сегодня мы поговорим про струйную печать , как наиболее распространенную в мире, а именно про устройство и принцип действия струйных принтеров .

Что бы ни говорили о превосходстве электронных носителей ин­формации над бумажными, похоже, век бумаги и печатного текста пройдет еще не скоро. Давно известно, что напечатанный текст вос­принимается совершенно иначе, чем его «электронная» копия на экра­не монитора. И до того светлого дня, когда безбумажный стандарт ин­формации восторжествует и нам больше не придется переводить на бу­магу весело шумящие леса. А пока нам нужно печатать . Печатать как дома так и на работе. Печатать монохромный текст, цветные картинки да и фотографии хочется распечатывать не в фотосалоне, а дома.

По принципу работы струйные принтеры напоминают матричные , только вместо иголок ударяющих по красящей ленте, краска в струйных принтерах наносится непосредственно на бумагу каплями краски через очень малые отверстия называемые дюзами . Каждая капля краски имеет объем порядка нескольких пиколитра с диаметром порядка от нескольких до десятых микрон (для сравнения толщина человеческого волоса порядка 100 - 130 микрон). В одном кубическом миле метре помешается приблизительно десять тысяч таких капель. Если распечатанное на струйном принтере изображение рассмотреть под микроскопом (Рис.1), то мы увидим что изображение состоит из миниатюрных точек-капелек.

Рис.1 - Вид капелек краски на бумаге под микроскопом

Главным узлом струйного принтера является печатающая головка (около 80% от стоимости принтера), которая собственно и наносит капельки краски на бумагу. Краска наносится через маленькие отверстия называемые дюзами. Полный диаметр одной дюзы составляет порядка от трех (при разрешении 4800 dpi ) до нескольких десятков микрон. Увеличенный вид дюзы представлен на рисунке два.

Рис. 2 - Увеличенное изображение дюзы струйного принтера

Под отверстия расположены миниатюрные полости, куда чернила поступают из основного резервуара картриджа. Сами чернила через дюзы вылиться не могут так отверстие очень маленькое и краска в них удерживается за счет поверхностного натяжения. То есть краску нужно выдавить принудительно. Есть два основных способа выдавливания краски: Пьезоэлектрический и термический.

Пьезоэлектрический (Piezoelectric Ink Jet) - над дюзой расположен пьезокристалл. Когда на пьезоэлемент подаётся электрический ток, он (в зависимости от типа печатающей головы) изгибается, удлиняется или тянет диафрагму вследствие чего создаётся локальную область повышенного давления возле дюзы - формируется капля, которая впоследствии выталкивается на материал. В некоторых головках технология позволяет изменять размер капли

Рис. 3 -

Термический (Thermal Ink Jet) (также называемый BubbleJet, разработан компанией Canon, в конце 1970-х годов) - в дюзе расположен микроскопический нагревательный элемент, который при прохождении электрического тока мгновенно нагревается до температуры в несколько сотен градусов, при нагревании в чернилах образуются газовые пузырьки (англ. bubbles - отсюда и название технологии), которые выталкивают капли жидкости из сопла на носитель.

Рис. 4 -

Каждый из этих двух способов по-своему привлекателен, однако каждый из них не свободен и от недостатков. Пьезоэлектрическая технология наиболее дешевая, отличается более высокой надежностью (т. к. не используется высокая температура). Этот способ управления менее инерционен, чем нагрев, что позволяет повысить скорость печати.

Рис. 5 -

Термоэлектрическая технология связана с высокой температурой. При высокой температуре нагреватель со временем покрывается слоем нагара, поэтому в принтерах, использующих эту технологию, печатающая головка довольно часто выходит из строя. В таких случаях она вместе с резервуаром для чернил образует конструктивный единый узел.

Основная характеристика принтера, от которой наиболее сильно зависит оптическое разрешение - тип, количество и расположение печатающих голов на каретке. Фотопринтеры и офисные принтеры редко комплектуются более, чем одной головкой на каждый цвет. Это связано с невысокими требованиями к скорости печати, кроме того чем меньше голов, тем проще и эффективнее система их калибровки и сведения.

Печатающие головки могут конструктивно объединяться с чернильным картриджем (Рис.6) и заменяться одновременно с ним, а могут быть установлены в принтере постоянно (Рис. 7) - при этом заменяется только картридж.

Рис. 6 - Печатающая головка с интегрированным картриджем (обведена кругом). Стрелкой показана установленная система СНПЧ

Рис. 7- Принтер с раздельными картриджами

Каждый из этих вариантов имеет свои достоинства и недостатки. Казалось бы, что чернильная емкость без печатающей головки должна стоить намного дешевле, чем в комбинации с печатающей головкой . На деле этого не происходит и заметного удешевления эксплуатации при постоянно установленной в принтере печатающей головки не наблюдается. В то же время, легко сменная печатающая головка позволяет легко выйти из затруднений, связанных с засыханием чернил в ее каналах. Следует помнить, что если чернила засохнут в головке, то ее, как правило, следует менять, если своевременно не будут приняты соответствующие меры. Для того, чтобы уменьшить риск засыхания чернил в каналах головки, предусматривается специальное положение парковки. В большинстве принтеров предусмотрена функция очистки сопел . Тем не менее, все это не дает полной уверенности, что при эксплуатации печатающую головку не придется менять.

Головка вместе с емкостями для чернил закрепляется на каретке (рис. 8), которая по специальной направляющей совершает возвратно-поступательное движение поперек листа бумаги.

Рис. 8- Направляющая каретки струйного принтера

Хотя способ объединения печатающей головки и емкости для чернил конструктивно наиболее прост и в силу этого получил самое широкое распространение, он не является оптимальным. Дело в том, что каретка должна достаточно быстро двигаться, а также достаточно быстро изменять направление движения, ибо скоростью ее движения определяется скорость печати. Для этого подвижная каретка должна быть мало инерционной, т. е. иметь возможно меньшую массу. С этой целью уменьшают объем емкости для чернил. Поэтому, предпочтительнее оказывается размещение емкости для чернил на неподвижной части принтера, а подачу чернил к печатающим головкам осуществлять с помощью специальных трубопроводов.

Такая система позволяет повысить скорость печати и одновременно увеличить емкости для чернил, однако система трубопроводов конструктивно столь сложна, что такая конструкция используется очень редко.

Взаимодействие чернил с бумагой

Краеугольный камень технологий получения качественного отпечатка всех производителей принтеров. Этот процесс во многом зависит от типа применяемых чернил, которые можно разделить на водорастворимые и пигментные. Водорастворимые чернила легко растворяются в воде, их используют обычно для цветных красителей, так как они дают широкий цветовой охват. При падении на бумагу чернильный раствор впитывается в волокна, окрашивая их. Таким образом, вся поверхность рисунка закрашивается практически непрерывным слоем. Кроме того, они дают достаточное количество оттенков, чтобы обеспечить плавную цветопередачу. К водорастворимым относятся сольвентные чернила - самый распространённый тип чернил. Сольвентные чернила применяются в широкоформатной и интерьерной печати. Характеризуются очень высокой стойкостью к воздействию воды и атмосферных осадков. Характеризуются вязкостью, зернистостью и используемой фракцией сольвента. Пигментные чернила - используются для получения изображений высокого качества, в интерьерной и в фото печати.

В большинстве моделей струйных принтеров используется четыре основных цвета , так называемая модель цветности CMYK , где: Cyan - годубой, Magenta - розовый, Yellow - желтый, Key color - или черный. Мы не будем усугубляться в подробности получения цветов, но стоит знать, что все цвета получаются из трех основных цветов, красного, зелёного и синего, однако это справедливо лишь когда мы посредственно воспринимаем цвет, например с экрана компьютера, где формирования цвета как раз и происходит за счет этих трех цветов (так называемая модель цвета RGB ). Но в на печатаном изображении мы воспринимает отраженный цвет, и его восприятие глазом человека происходит немного по другому.

Несмотря на то, что чёрный цвет можно получать смешением в равной пропорции пурпурного, голубого и жёлтого красителей, по ряду причин такой подход обычно неудовлетворителен.На практике в силу неидеальности красителей и погрешностей в пропорциях компонентов смешение реальных пурпурного, голубого и жёлтого цветов даёт скорее грязно-коричневый или грязно-серый цвет. Добавление черного цвета отдельно дает существенную экономию чернил, так как в большинстве случаев расходуется именно черный цвет и гораздо выгоднее использовать его отдельно.

Рис. 9 - Реальное наложение красок в модели CMYK, видно, что при смешивании трех цветов «черный» цвет не получается

Современные принтеры используют в основном эти четыре цвета, то есть являются четырехцветными. Удивительно но за последние три года большинство производителей идет по пути уменьшения палитры красок в домашних и офисных принтерах. Во многом это связано с отсутствием спроса на полноцветную печать в домашних условиях и небольших офисах. Естественно что для получения качественных фото снимков этих четвырех цветов недостаточно, поэтому в струйных принтерах к четырем основным цветам добавлено еще несколько ярких оттенков цветов, например для шестицветных принтеров применяют палитру CMYKLcLm (где (Lc - светлый Cyan, Lm - светлая Magenta). Цветопередача и насыщенность при использовании расширенной палитры гораздо лучше, поэтому фотопринтера должны иметь расширенную цветовую палитру.

В офисных принтерах, для уменьшения стоимости печати и улучшения некоторых других характеристик печати также применяют систему непрерывной подачи чернил (СНПЧ) , представляющая некое подобие системы подачи краски «самотёком». Элементами СНПЧ являются емкости с чернилами (обычные пластиковые бутылочки или специальные «сосуды Мариотта»), пластиковые или силиконовые трубочки, соединяющие емкости с картриджами или капсулами, установленными на входные патрубки печатающей головки принтера, автоматически обнуляемые микрочипы, аналогичные установленным на оригинальных картриджах устанавливаются на отдельной планке или на картриджах. Общий вид картриджной СНПЧ представлен на рисунке 10.

Рис. 10- Общий вид картриджной СНПЧ

Принцип работы СНПЧ основан на работе мембран пъезоэлементов печатающей головки струйного принтера, в капсуле или картридже СНПЧ создается разрежение. В капсулу или картридж, через верхнюю их часть, начинают по капле поступать чернила из внешних емкостей. Герметичность системы непрерывной подачи чернил позволяет поддерживать постоянный уровень чернил в капсуле/картридже.

СНПЧ помогает существенно сократить расходы на покупку картриджей, но особенно она актуальна когда приходится печатать большие объемы, в этом случаи себестоимость одного отпечатка сравнима со стоимостью печати на лазерном принтере, а при печати в цвете суммарные расходы на круг с учетом стоимости бумаги даже меньше по сравнению с цветным «лазерником».

Основное отличие между системами непрерывной подачи чернил заключается в использовании картриджной или капсульной системы подачи. В картриджной СНПЧ вместо оригинальных картриджей используются постоянные картриджи, внешне похожие на оригинал со встроенным авточипом, самостоятельно обнуляющимся по мере необходимости. Преимущество данного типа СНПЧ в простоте установки. В капсульной системе вместо картриджей применяются капсулы, устанавливаемые непосредственно на входные «иглы» печатающей головки. Капсульная СНПЧ (рисунок 11) является предпочтительной по причине более простого обслуживания, т. к. капсулы прозрачные и в любой момент можно проконтролировать уровень чернил в капсуле.

Рис. 11 - Общий вид капсульной СНПЧ

Установка СНПЧ обычно не вызывает проблем даже у неподготовленного пользователя. В комплект поставки входят все необходимые материалы, инструменты и подробная схема-алгоритм с картинками. Картриджи/капсулы СНПЧ устанавливаются вместо оригиналов, капиллярный шлейф прокладывается в принтере согласно инструкции, с помощью входящих в комплект зажимов и наклеек. Емкости и капсулы заправляются чернилами, производится несколько прочисток головки, и система готова к работе. Обслуживание СНПЧ заключается в добавлении чернил в емкостях по мере расхода, и контроле герметичности системы проверкой уровня чернил в капсулах.

Вот в вкратце мы и рассмотрели принцип работы струйного принтера . В дальнейшем мы поговорим о правильности выбора принтера исходя из своих потребностей.

В нашей статье мы постараемся объяснить, принцип работы струйного принтера. У вас будет возможность узнать об истории возникновения и развития устройств для струйной печати, а также познакомится с технологий переноса изображения на бумагу.

Немного истории

Своим возникновением, струйные принтеры обязаны французу Феликсу Саварт. Именно он в 1833 году, заметил интересную закономерность, при которой капельки жидкости, проходящие через узкие отверстия, имеют одинаковые размеры и консистенцию. Но в его время не было достаточной базы знаний, чтобы объяснить данное явление. Через 45 лет, лорд Райли, лауреат Нобелевской премии в области физики, дал полное объяснение данному явлению.
Прошло много лет, пока данный эффект нашел своё применение в жизни. В 1951 году сотрудниками отдела разработки компании Siemens данное явление было применено на практике. Они провели ряд исследований данного явления, которое обеспечивает одинаковую консистенцию капель жидкости в устройствах для измерения напряжения - магнитографах. Через несколько десятилетий, ученые Стенфордского университета, разработали метод, при котором капли жидкости разбивались на одинаковые по размеру и на одинаковое расстояние, а также возможностью подачи электрического заряда на их поток или же избранные участки. С помощью данного явления, ученые смогли добиться эффекта, при котором капли определённого попадали на твердую поверхность и формировали изображение, а излишняя жидкость возвращалась в резервуар. Данная технология получила название «непрерывная струйная печать».

История первого струйного принтера

Если говорить о технологии струйной печати, то необходимо упомянуть один важный момент в его работе, а именно возврат лишних капель обратно в коллектор. Реализовать такой процесс удалось при помощи технологии «drop-on-demand» , которая была разработана и внедрена в жизнь двумя компаниями Siemens в 1980 году и Silonics 1977 году. Обе компании, одновременно разрабатывали данный метод, и приступили к выпуску принтеров, основанных на данном принципе. В 1979 году, компания Canon, разработала метод пузырьковой печати, при котором капли жидкости выпускались на поверхность нагревательного элемента, который находится в непосредственной близости с соплом. Пропуская через себя электрический заряд, нагреватель мгновенно нагревался до температуры в несколько сотен градусов. Благодаря чему, в чернилах образовывались мелкие пузырьки воздуха, которые и выталкивали частички жидкости из сопла на бумагу. Данная технология получила название «Thermal Ink Jet», и была презентована компанией Canon на выставке электроники «Canon Grand Fair» в 1981 году.
Благодаря данному принципу был разработан и пущен в пользование черно-белый принтер Canon BJ-80 , который был отличным приобретение для крупных компаний. Один из экземпляров данного принтера, до сих пор хранится в музее компании Canon.
Через три года, компания Canon, предоставила рынку цветной струйный принтер BJC-440 . Данный принтер позволял печатать изображения на листах бумаги размером от А2, и имел разрешение печати, до 400 точек на один дюйм.

Как работает струйный принтер

Внешний вид устройства ничем не примечателен, зато внутреннее устройство струйного принтера и его наполнение является крайне сложным и слаженным механизмом. Сам принцип печати очень схож с принципом работы матричного принтера, изображение переносится на бумагу последовательно, строчка за строчкой. Но вместо ударов иголок, картинка формируется микроскопическим выбросом разогретых чернил, которые выбрасывают сопла картриджа.
Процесс печати струйного принтера, начинается с подачи бумаги. Дорогие принтеры оборудованы устройством автоматической подачи бумаги, что позволяет загрузить в лоток пачку бумаги в 500 и более листов, и непрерывно производить печать. Такие принтеры будут незаменимы в офисе крупной компании, где ежедневно производится печать сотен документов. Валик с резиновым покрытием захватывает лист бумаги и подает его под сопла картриджа. Подача бумаги управляется встроенными моторчиками, которые подвигают бумагу в процессе нанесения чернил, что и позволяет необходимый цвет нанести именно в необходимое место на листе.

Почти каждый офисный сотрудник, в своей работе пользуются принтерами, но мало кто знает, как именно информация из файла на компьютере попадает на бумагу. Давайте рассмотрим основные элементы подробнее.

Картридж

Основным элементом струйного принтера, является картридж . Который и производит перенос чернил на бумагу. Картридж оборудован соплами, в которых и скрыт весь секрет работы. В каждом из картриджей, количество сопел отличается, и может достигать цифры в несколько тысяч штук. Проходя через сопла, чернила нагреваются, и после этого выталкиваются с огромной точностью на бумагу.

Чернила

Чернила являют собой некую смесь красящего элемента, воды и специальных химических веществ, которые не дают чернилам засыхать на протяжении долгого периода. Существует два вида чернил, которые различаются по своим свойствам и имеют разные сферы применения. Пигментные чернила наносятся на поверхность бумаги, а водостойкие пропитывают бумагу, что дает распечатанному документу или фотографии дополнительную защиту делает его более долговечным.

СНПЧ

Также нельзя не упомянуть о уникальном дополнении для таких устройств, которое позволяет увеличить количество распечатанных за один раз листов до нескольких тысяч. Это устройство СНПЧ (система непрерывной подачи чернил) . Она позволяет увеличить объем резервуара картриджа в несколько раз, что существенно экономит время и деньги в рабочем процессе.

В завершении данной статьи, давайте рассмотрим плюсы и минусы использования струйных принтеров.

К минусам можно отнести:

• Медленная скорость печати, что не сильно скажется при использовании такого принтера дома;
• Краска может засыхать в соплах. Необходимо периодически использовать принтер, чтобы не покупать новый картридж;
• Чернила и расходные материалы, для некоторых принтеров могут стоить очень дорого.

К плюсам можно отнести:

• Низкая цена принтера;
• Качество печати фотографий и цветных документов, на должном уровне;
• Картридж можно перезаправлять несколько раз;
• Для экономии, можно использовать СНП

Надеемся, что наша статья, устройство струйного принтера, дала вам больше понятия о том как работает струйный принтер.

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.