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:

• Color;

• Photo.

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

Что же внутри

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

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

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

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

Как работает современный струйный принтер

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

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

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:

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

   Картридж для струйного принтера HP CD971AE 920 Черный

2. Комбинированные варианты, в которых имеются три отсека, содержащих, например, пурпурные, желтые и голубые чернила.
   
   

   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.

1. 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

2. Пигментные чернила обычно используют в интерьерной печати и при получении фотографий. В их основе твердые частицы – эти изображения не смываются водой, на них сохраняется насыщенность и яркость в течение большого количества времени. Но есть и минусы – такие чернила стоят намного дороже и быстро высыхают в узлах принтеров. К тому же, при печати такими материалами не удается достичь высокого разрешения (это компенсируется использованием большего количества цветов).
   
   

   Пигментные чернила для принтера HP

3. Сублимационная краска имеет сходную структуру с пигментными (область применения и свойства здесь другие). Такие чернила используются для того, чтобы перенести изображения на синтетические волокна. Для этого используется принтер с сублимационной печатью и специальная бумага (термотрансферного типа). Лучше всего установить СНПЧ. Необходимо знать, что перенос на ткань осуществляется при очень высокой температуре. В бытовых условиях можно пользоваться обычным утюгом, но для получения более качественного результата необходим термопресс — в нем сублимационная краска войдет в газообразное состояние и пропитает поверхность.
   
   

   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.