Устройство и принцип работы струйного принтера
Centr86.ru

Ремонт бытовой техники

Устройство и принцип работы струйного принтера

Как устроен и работает струйный принтер

Одну из самых популярных и удобных технологий печати используют струйные принтеры. Они идеально подходят как для дома, так и для малого бизнеса, учитывая их в среднем небольшую стоимость и многофункциональные возможности. Струйные принтеры сочетают в себе удобство и уникальность, что описывает их как отличный выбор. Часто у пользователей возникает вопрос, как работает струйный принтер? Ответ на вопрос вы найдете в нашей статье.

Как возникла струйная печать

Созданию струйных принтеров предшествовало изобретение Уильяма Томсона – самопишущие приборы для приёмных телеграфов. Принцип работы прародителей струйных принтеров основан на электростатических силах, с помощью которых осуществлялась запись какого-либо текста, посредством задания траектории падающим каплям чернил на бумагу. Дата создания этого устройства – 1867 год.

Самопишущие струйные приборы так бы и канули в лету, если бы не компания Siemens, которая намеревалась воссоздать и адаптировать под современные реалии технологию далекого прошлого. Что им и удалось в 1951 году, однако технологии тех струйных принтеров были весьма далеки от нынешних. Он был необходим для регистрации на бумаге каких-либо измерений и подсчетов каких-либо устройств, таких как: сейсмографы, электрокардиографию сердца, мультиметров и прочих.

Однако обладали огромным количеством недостатков:

  • Дороговизна;
  • Неаккуратность (пачкал бумагу);

Даже сами разработчики не питали многих надежд в отношении к своему изобретению. Однако, технологию струйных принтеров продвигали и модернизировали создавая устройства с отдельными печатающими головками, распыляющими механизмом и краской.

Кристаллы сыграли не последнюю роль в усовершенствовании технологий струйных принтеров. А точнее пьезоэлектрики. Не сильно глубоко залезая в физику пьезоэлектрики – кристаллы, способные при давлении, сгибании выдавать из себя электроны. Или наоборот – при подаче электрического тока могли сгибаться. Тем самым, при подаче тока, деформации подвергался кристалл, выталкивая из головки определенное количество чернил.

Конкуренция между компанией из страны «Восходящего солнца» и богатейшей фирмы США привело к скорейшему прогрессу оптимизации работ и эффективности устройств струйных принтеров. Инженер из японской компании Canon заметил, что если к наполненному красками шприцу прикасался горячий паяльник, происходило разбрызгивание содержимого шприца. Американцы поступили фактически аналогично .

Компания Canon использовала следующий метод : нагревали краску до температуры 400 градусов по цельсию , вследствие чего получалась капелька из газа , который после падал на бумагу . На западе технология была фактически аналогичная как у принтеров Canon, за исключением меньшего объема теплоты , необходимого для нагрева и пузырька красящей жидкости, падающего на бумагу , вместо капли.

Также были и другие новшества: более простая конструкция , что убавляло цену ; пьезоэлектрические пластины вместо пьезоэлектрических кристаллов.

Более значимым изобретением было добавление цветной головки компанией Hewlett-Packard , смешивающая желтый , голубой и алый цвета . Благодаря этой идее можно было получать практически любые оттенки на печати.

Что же внутри

В данной главе коротко описывается внутреннее устройство струйных принтеров ,подробное описание их функций и механизмов работы будет представлено в следующей главе.

Cтруйный принтер состоит из следующих составных частей:

  • Пишущей (печатающей) головки;
  • Картриджа или СНПЧ(система непрерывной подачи чернил ) ;
  • Механизма подачи бумаги;
  • Датчиков;
  • Панели управления и корпуса.

Начнём по порядку .

Печатающая головка

Печатающая головка — снабжена множеством микроскопических отверстий(сопел). Через эти отверстия выталкиваются чернила. Иногда это происходит посредством пьезоэлектрических пластин , иногда с помощью термоэлементов.

Печатающая головка обладает следующими характеристиками :

  • Количество цветов ( в современных принтерах от 4 до 12) ;
  • Размер чернильных капель ( хотя во многих принтерах размер капли может варьироваться ) ;
  • Разрешение печати (измеряется в количестве капель на дюйм, чем выше этот показатель , тем качественнее печать) .

Внимание! При длительном перерыве между работами принтера краска можем засохнуть и забить печатающую головку.

Картридж

Как устроен картридж струйного принтера? Он представляет из себя емкость с чернилами и контактные пластины. Картриджи могут быть раздельными или комбинированными. В раздельным могут использоваться чернила только одного цвета, комбинированные обладают привилегией во множестве отсеков с разными цветами, в основном это пурпурный , голубой , желтый .

Помимо картриджей зачастую используется СНПЧ. Состоит из отсека с краской и эластичных труб, через которые текут чернила.

Механизмы подачи бумаги

Механизмы подачи бумаги. Бумага подаётся через вертикаль или горизонталь. Состоит из специальных валиков и моторчиков.

Панель управления

Панель управления. Работа всей этой системы струйных принтеров осуществляется посредством данной панели.

Корпус

Необходим для защиты от пыли и механических повреждений, а также для эстетики.

Как работает струйный принтер

Сначала датчик подачи бумаги загружает бумагу в принтер. Ролик вытягивает бумагу и продвигает внутрь принтера. Картриджи и трубки составляют систему распределения чернил. Но сердцем струйного принтера является печатающая головка. Она состоит из сопел, которые распыляют чернила.

Приводной ремень прикрепляет головку к шаговому двигателю. Именно так работает принтер, при помощи таких частей он расшифровывает информацию, посылаемую компьютером. Его задача состоит в том, чтобы скоординировать работу печатающей головки, бумаги и чернил.

Чернила представляют из себя специальную смесь воды и красящих химических веществ, которые не позволяют им высыхать. Картриджи располагают как правило не больше трех цветов: голубых, желтых и пурпурных. В комбинации эти цвета могут дать огромное количество цветов. Имея всего 4.5 миллилитра краски, цветной картридж может выдать около 900 миллионов капель.

Главную роль играют 4 небольших моторчика. Один моторчик приводит в движение датчик бумаги, другой – ролик, проталкивающий бумагу в принтер , третий заставляет печатающую головку двигаться вперед и назад по бумаге , последний отвечает за выталкивание чернил .

Печатающая головка сделана из силикона , которая легко принимают любую форму , состоящая из огромного числа сопел ( в среднем 3000). Некоторые принтеры могут сами чистить печатающую головку .Каждая сопла предназначена для своего цвета. Эти соплы похожи на котлы .

Из них жидкость выталкивается под воздействием тока и начинает деформироваться , тем самым проталкивая жидкость вперёд. Благодаря этой системе можно варьировать размер капель, которые будут выходить из отверстия. Скорость пьезоэлектрической печати на порядок выше чем термической.

C термоэлементом все обстоит иначе, который нагреваясь , образует вокруг себя пузырьки , которые выталкивают жидкость . В это время образуются газовые пузыри с чернилами , которые создают сильное давление в чернильной камере, после чего капли выходят через отверстия. После этого давление исчезает и туда попадает следующий определенный объем красок .

Так как температура работы очень высокая, то чернила необходимы на водной основе, чтобы не возгорались. Всё это происходит невероятно быстро. За 1 секунду сопла выталкивает 24000 капель, в случае с черными чернилами эта цифра достигает 35 000. Средняя скорость печати струйных принтеров — 10 листов A4 в минуту. Помимо скорости также важна и точность нанесения этих капель.

Благодаря такому невероятному устройству струйного принтера, начиная от моторчиков , и заканчивая печатающей головкой , мы можем наслаждаться быстрой и качественной печатью , без излишних напряжений и без определенного знания принципа печати, познаний в техники и электронике .Полагаю, принцип работы струйного принтера понятен.

Отличия между картриджами и СНПЧ

У картриджей имеется своя аббревиатура – ПЗК ( перезаправляемые картриджи) или ДЗК (дозаправляемые картриджи ) .Из чего состоит картридж ? Состоит из прозрачного корпуса , что позволяет наблюдать за количеством оставшейся краски . Оснащён двумя отверстиями . Первый необходим для заправки , крышка данного отверстия сделана из силикона . Заправка осуществляется обычным медицинским шприцом . Второе отверстие предназначено для выравнивания воздушного давления .

В случае с картриджами доступна многократная перезарядка . Это становится возможным благодаря перепрошитым чипам на ПЗК.

СНПЧ – это прозрачные ёмкости для чернил, находящиеся рядом с принтером и подсоединенные с перезаправляемыми тонкими гибкими трубками . Объём такой емкости около 80 мл , что практическими в 40 раз больше среднего значения картриджей . Отсюда и заправлять надо СНПЧ крайне редко. Стопроцентная герметизация в емкостях обеспечивает равномерное давление.

Очень важно оценить преимущества и недостатки тех или иных устройств, провести параллель.

Цена системы непрерывной подачи чернил со специализированной установкой примерно в два раза превышает стоимость покупки обычных картриджей .Однако можно попытаться самому установить и настроить все необходимые системы , что сделаем скидку в 300-500 рублей. Поговорим о том, на что ориентироваться во время покупки. Для начала выделим наиболее значимые минусы той и другой системы. Установка ПЗК в устройство печати проста, без лишних хлопот, не мешают на рабочем столе, так как весят не особо много.

Однако следует выделить существенные минусы, из которых:

  • Частая заправка чернил вследствие небольшого объема чернильницы, что довольно муторно, тем более невозможной без обыкновенного аптечного шприца. Затрата большого объёма времени и сил на данную процедуру.
  • Извлечение картриджа для определения уровня чернил.
  • Существует достаточно большая вероятность не уследить за количеством краски, и упустить момент, когда ее не станет, что приведет к завоздушиванию ПГ. Если речь о термоструйных принтерах, велик риск выгорания отверстий,
  • Для минимального снижения уровня чернил необходимо вынимать ПЗК из гнезда.
  • Частое вынимание и возвращение на место чернильниц приводит к тому, что контактные пути на чипах повреждаются, частая поломка картриджей ПЗК.

Заправка СНПЧ крайне проста и удобна , достаточно поместить нужное количество краски в емкость. Резкое окончание краски практически невозможно, так как бутылочки постоянно находятся перед глазами. С чернилами также нет никаких проблем.

Несмотря на это существуют и недостатки СНПЧ:

  • Рядом с принтером должно быть свободное место, дабы размещать там бутылочки
  • Любые движения и перемещения принтера крайне проблематичны, и во избежание различного рода проблем, следует закрывать все отверстия.
  • Если чернила в бутылочках подвергаются свету солнечных лучей , они могут испаряться, постепенно терять насыщенность цвета и ощущать другие неприятные последствия.

Основные минусы печатных аппаратов в том, что один ухудшает свою работу из-за крайне частого использования, в то время как другой, напротив, подвергается негативному воздействию впоследствии слишком незначительного количества распечатанных материалов.

Итак, для того, чтобы выбрать правильно и надолго, следует опередить, для чего принтер будет вам служить: если он нужен вам для домашнего использования: печать фотографий, школьных текстов или отчетов для работы, отличным выбором станут перезаправляемые картриджи. Если же аппарат необходим вам в профессиональном деле, для работы или учебы на постоянной основе, более подходящим вариантом будет система непрерывной подачи чернил.

Различные виды чернил для работы со струйными принтеры

Чернила делятся на два основных типа – на основе красителя и на основе пигмента краски.

Начнём с водорастворимых чернил. Они создают максимально яркое и насыщенное изображение. Секрет – в полном отсутствие твердых частиц , что позволяет краске плавно ложиться на бумагу. Однако срок хранения кратковременен, быстро выцветают, особенно губительно для таких изображений является попадание ультрафиолета, то есть солнечных лучей . Хотя по большей части это вопрос способа хранения. В тени они будут гораздо дольше храниться, чем под солнечными лучами.

Влага не менее губительна в данном случае . Оттого и называются водорастворимыми. Лучшим вариантом будет хранение этих изображений в альбоме или в помещении при комнатном свете.

В пигментных красках чернила имеют в своем составе твердые частицы. Вода им не страшна, впрочем как и солнечный свет. Могут храниться до 75 лет и свыше . Цена этому – тусклость изображения. При разной степени освещенности видны разные оттенки . На глянцевой поверхности также не нанесешь пигментные чернила , попросту размыто будет изображение .

Важно! При работе не стоит ни в коем случае нельзя допускать чтобы бумага была влажной, ни с пигментированными красками , ни уж тем более с водорастворимыми . Иначе это может привести к различным последствиям начиная от некачественного изображения вплоть до поломок в принтере!

Устройство струйного принтера

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.

Читать еще:  Почему при включении стиральной машины выбивает пробки?

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.

Сопла принтера Lexmark Сопла принтера Canon

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.

Пьезоэлектрический метод Термоструйный метод

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.

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.

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.

Принтер Epson Stylus Photo T50 с вертикальной книжной загрузкой бумаги МФУ Brother MFC-J2510 с вертикальной альбомной загрузкой бумаги
Принтер HP Officejet Pro 8000 Enterprise

с закрытым лотком

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.

В большинстве случаев интерфейсные разъёмы находятся на задней панели струйных принтеров или на боковых панелях, ближе к задней стенке.

Панель управления

Для контроля над работой принтера используется панель управления с функциональными кнопками и индикаторами. Некоторые принтеры не имеют панелей управления, а их настройка производятся при помощи компьютера.

Epson SureColor SC T-Series Epson B-500DN
Epson Stylus SX125 Epson Stylus Photo R300

Корпус

Принтер «одет» в пластиковый корпус, который надёжно защищает рабочий механизм от повреждений и частиц пыли. Чаще всего корпус принтера оформлен в нейтральной цветовой гамме: серой, белой, серебристой, чёрной. Он может иметь однотонную или комбинированную окраску.

Принтер HP Deskjet 3940

в бело-сером корпусе

в серебристом корпусе

Canon Pixma iP3600 в чёрном глянцевом корпусе Epson Stylus SX535WD в чёрном матовом корпусе

Пластик, из которого изготавливается корпус принтера, может быть матовым или глянцевым. Матовый пластик менее прихотлив в обслуживании, за ним просто ухаживать, влажная салфетка не оставляет на его поверхности разводов. Глянцевый пластик выглядит более привлекательно и презентабельно, но на нём видны следы от пальцев и пыли, влажная салфетка оставляет на его поверхности разводы.

Центральную часть струйного принтера занимает печатный тракт, по которому во время печати протягивается бумага. Справа от него обычно размещается место парковки головок, а слева – элементы привода. Компоновка конструктивных элементов в корпусе принтера достаточно плотная, и свободного места здесь почти не остаётся.

Как работают струйные принтеры

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.

Устройство струйного принтера

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 как размочить струйный картридж. 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.

Устройство и принцип работы струйного принтера

Сегодня про струйную печать, как наиболее распространенную про устройство и принцип действия струйных принтеров.

электронных носителей ин­формации над бумажными, похоже, век бумаги текста пройдет еще Давно известно, что напечатанный текст вос­принимается совершенно иначе, чем его «электронная» копия светлого дня, когда безбумажный стандарт ин­формации восторжествует больше переводить на бу­магу весело шумящие леса. нам нужно печатать. Печатать как дома так и Печатать монохромный текст, цветные картинки да хочется распечатывать не

По принципу работы струйные принтеры напоминают матричные, только вместо иголок ударяющих по красящей ленте, краска принтерах наносится непосредственно каплями краски через очень малые отверстия называемые дюзами. Каждая капля краски имеет объем порядка нескольких пиколитра порядка микрон (для сравнения толщина человеческого волоса порядка кубическом миле метре помешается приблизительно десять тысяч таких капель. принтере изображение рассмотреть под микроскопом (Рис.1), то что изображение состоит

Вид капелек краски под микроскопом

Главным узлом струйного принтера является печатающая головка (около 80% принтера), которая собственно капельки краски Краска наносится через маленькие отверстия называемые дюзами. Полный диаметр одной дюзы составляет порядка (при разрешении dpi ) десятков микрон. Увеличенный вид дюзы представлен два.

Рис. Увеличенное изображение дюзы струйного принтера

Под отверстия расположены миниатюрные полости, куда чернила поступают резервуара картриджа. через дюзы вылиться так отверстие очень маленькое удерживается поверхностного натяжения. краску нужно выдавить принудительно. основных способа выдавливания краски: Пьезоэлектрический

Пьезоэлектрический (Piezoelectric Ink над дюзой расположен пьезокристалл. Когда подаётся электрический ток, он печатающей головы) изгибается, удлиняется или тянет диафрагму вследствие чего создаётся локальную область повышенного давления возле дюзы — формируется капля, которая впоследствии выталкивается головках технология позволяет изменять размер капли

Рис. 3 — Принцип пьзоструйной печати

Термический (Thermal Ink Jet) (также называемый BubbleJet, разработан компанией Canon, 1970-х расположен микроскопический нагревательный элемент, который при прохождении электрического тока мгновенно нагревается сотен градусов, при нагревании образуются газовые пузырьки (англ. отсюда технологии), которые выталкивают капли жидкости

Рис. 4 — Принцип термической печати

Каждый двух способов привлекателен, однако каждый и Пьезоэлектрическая технология наиболее дешевая, отличается более высокой надежностью высокая температура). управления менее инерционен, чем нагрев, что позволяет повысить скорость печати.

Рис. 5 — Увеличенное изображение пескоструйной печатающей головки EPSON

Термоэлектрическая технология связана температурой. температуре нагреватель покрывается слоем нагара, поэтому использующих эту технологию, печатающая головка довольно часто выходит случаях она вместе для чернил образует конструктивный единый узел.

Основная характеристика принтера, наиболее сильно зависит оптическое тип, количество печатающих голов Фотопринтеры принтеры редко комплектуются более, чем одной головкой цвет. требованиями печати, кроме того чем меньше голов, тем проще система

Печатающие головки могут конструктивно объединяться картриджем (Рис.6) одновременно быть установлены постоянно (Рис. при этом заменяется только картридж.

Рис. 6 — Печатающая головка картриджем (обведена кругом). Стрелкой показана установленная система СНПЧ

Рис. 7- Принтер картриджами

Каждый вариантов имеет свои достоинства что чернильная емкость без печатающей головки должна стоить намного дешевле, чем с печатающей головкой. этого удешевления эксплуатации при постоянно установленной печатающей головки время, легко сменная печатающая головка позволяет легко выйти связанных чернил в Следует помнить, что если чернила засохнут то ее, как правило, следует менять, если своевременно приняты соответствующие меры. чтобы уменьшить риск засыхания чернил головки, предусматривается специальное положение парковки. принтеров предусмотрена функция очистки сопел. все это полной уверенности, что при эксплуатации печатающую головку не придется менять.

Головка вместе для чернил закрепляется которая по специальной направляющей совершает возвратно-поступательное движение поперек листа бумаги.

Рис. 8- Направляющая каретки струйного принтера

Хотя способ объединения печатающей головки для чернил конструктивно наиболее прост и этого получил самое широкое распространение, он оптимальным. что каретка должна достаточно быстро двигаться, достаточно быстро изменять направление движения, ибо скоростью определяется скорость печати. подвижная каретка должна быть мало инерционной, иметь возможно меньшую массу. целью уменьшают объем емкости для чернил. Поэтому, предпочтительнее оказывается размещение емкости для чернил части принтера, чернил головкам осуществлять специальных трубопроводов.

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

Взаимодействие чернил

Краеугольный камень технологий получения качественного отпечатка всех производителей принтеров. зависит применяемых чернил, которые можно разделить на водорастворимые Водорастворимые чернила легко растворяются обычно для цветных красителей, так как они дают широкий цветовой охват. чернильный раствор впитывается окрашивая их. Таким образом, вся поверхность рисунка закрашивается практически непрерывным слоем. Кроме того, они дают достаточное количество оттенков, чтобы обеспечить плавную цветопередачу. относятся сольвентные чернила — самый распространённый тип чернил. Сольвентные чернила применяются печати. Характеризуются очень высокой стойкостью воды осадков. Характеризуются вязкостью, зернистостью фракцией сольвента. Пигментные чернила — используются для получения изображений высокого качества, и печати.

В большинстве моделей струйных принтеров используется четыре основных цвета, так называемая модель цветности CMYK, где: годубой, Magenta – розовый, Yellow – желтый, Key color — или черный. усугубляться получения цветов, знать, что все цвета получаются основных цветов, красного, зелёного однако это справедливо лишь когда воспринимаем цвет, например компьютера, где формирования цвета как раз этих трех цветов (так называемая модель цвета RGB). изображении отраженный цвет, восприятие глазом человека происходит немного по другому.

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

Рис. Реальное наложение красок CMYK, видно, что при смешивании трех цветов «черный» цвет

Современные принтеры используют эти четыре цвета, то есть являются четырехцветными. Удивительно но три года большинство производителей идет по пути уменьшения палитры красок принтерах. это связано спроса печать условиях офисах. Естественно что для получения качественных фото снимков этих четвырех цветов недостаточно, поэтому принтерах основным цветам добавлено еще несколько ярких оттенков цветов, например для шестицветных принтеров применяют палитру CMYKLcLm (где светлый Cyan, светлая Magenta). Цветопередача при использовании расширенной палитры гораздо лучше, поэтому фотопринтера должны иметь расширенную цветовую палитру.

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

Рис. 10- Общий вид картриджной СНПЧ

Принцип работы СНПЧ основан мембран пъезоэлементов печатающей головки струйного принтера, или картридже СНПЧ создается разрежение. или картридж, через верхнюю начинают по капле поступать чернила емкостей. Герметичность системы непрерывной подачи чернил позволяет поддерживать постоянный уровень чернил

СНПЧ помогает существенно сократить расходы картриджей, она актуальна когда приходится печатать большие объемы, случаи себестоимость одного отпечатка сравнима печати принтере, печати суммарные расходы стоимости бумаги даже меньше по сравнению «лазерником».

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

Рис. Общий вид капсульной СНПЧ

Установка СНПЧ обычно проблем даже пользователя. поставки входят все необходимые материалы, инструменты Картриджи/капсулы СНПЧ устанавливаются вместо оригиналов, капиллярный шлейф прокладывается согласно инструкции, входящих зажимов Емкости заправляются чернилами, производится несколько прочисток головки, готова Обслуживание СНПЧ заключается чернил по мере расхода, герметичности системы проверкой уровня чернил

Вот мы принцип работы струйного принтера. выбора принтера исходя потребностей.

Как устроен и работает струйный принтер

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

Как возникла струйная печать

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

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

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

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

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

Что же внутри

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

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

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

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

Как работает современный струйный принтер

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

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

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

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

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

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

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

Разница между картриджами и СНПЧ

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

Картриджи делятся на два типа:

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

Картридж для струйного принтера HP CD971AE 920 Черный

Комбинированный пакет картриджей HP для струйной печати 21/22

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

Чтобы предотвратить это, можно воспользоваться системой очистки дюз.

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

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

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

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

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

Какие чернила нужны для работы струйного принтера

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

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

Оригинальные экосольвентные чернила для принтеров Phaeton

Пигментные чернила для принтера HP

Комплект сублимационных чернил INKSYSTEM

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

Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector