Принцип работы струйного принтера кратко

Обновлено: 05.07.2024

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

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

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

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

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

Струйная печать — современная технология нанесения изображений на бумагу с помощью жидких чернил. Это основное отличие от альтернативной технологии лазерной печати, где в качестве пигмента выступает сухой порошок.

Что значит струйный принтер и из каких частей он состоит

С того времени технология претерпела существенные изменения, а устройство и принцип работы струйного принтера усложнились. В середине XX века производители оборудования начали использовать кристаллы и законы пьезоэлектрики. Когда на кристаллы подавался ток, они начинали менять форму и излучать заряженные электроны.

Вскоре известный бренд CANON представил новый тип струйного принтера, где чернила нагревались до +400 °C и уже в виде пара попадали из печатающей головки на бумагу. За счет этого струйная печать стала намного более качественной.

Первая модель для создания цветных изображений была разработана специалистами HP. Революционный для своего времени принтер мог смешивать красители трех базовых оттенков — пурпурного, желтого и синего, — получая абсолютно любые оттенки.

Чтобы понять, как работает струйный принтер современного образца, необходимо детально изучить его устройство и функции отдельных элементов.

Печатающая головка

В самых ранних моделях таких сопел было всего 12. В современных аналогах это число достигает нескольких тысяч.

Принцип действия струйного принтера определяется тем, какую технологию использует печатающая головка: пьезоэлектрическую или термическую. От конструкции этого устройства зависят и другие характеристики:

Количество используемых цветов — от 1 до 6. Чем больше картриджей, тем точней цветопередача.
Максимальное разрешение. Измеряется в числе точек на дюйм (dpi). В продаже доступны модели с максимальным разрешением печати от 600х1200 до 9600х2400 dpi. Чем выше значение, тем более детализированными получаются изображения при печати.
Размер капель.

Обратите внимание, что в некоторых видах струйных принтеров ПГ представлена не как отдельный модуль, а объединена с картриджем.

Картридж

Говоря о том, из чего состоит струйный принтер, нельзя обойти вниманием картридж. По сути, это компактный контейнер с чернилами и контактными пластинами. Длина стандартного картриджа не превышает 10 см.

Для черной краски всегда используется отдельная емкость. С цветными чернилами возможны варианты: отдельные картриджи или совмещенные, с несколькими отсеками для каждого оттенка.

Подача бумаги

Листы из лотка захватывает приводной механизм, который работает за счет небольшого моторчика и приводит в действие ролики, расположенные позади лотка. Этот модуль может располагаться в верхней или нижней части принтера.

Панель управления

Функциональные элементы для настройки и управления печатью обычно располагаются на передней крышке. Все кнопки и индикаторы подписаны, поэтому разобраться, как пользоваться струйным принтером, не составляет труда. Обязательно есть кнопки для включения/выключения устройства, загрузки бумаги и прочистки печатающей головки. Служебная информация (например, об отсутствии бумаги, цветных или черных чернил) отображается с помощью светодиодных индикаторов или выводится на экран.

Корпус

Корпус защищает внутренние детали от частиц пыли, влаги, УФ-излучения и других факторов среды. Изготавливается чаще всего из пластика, стандартные варианты — исполнение в белом, черном или сером цвете. Дизайн корпуса определяет, как выглядит струйный принтер.

Разновидности картриджей

Существует два типа картриджей: ПЗК (перезаправляемые) и ДЗК (дозаправляемые). Какой вариант подойдет в конкретном случае, зависит от того, для чего нужен струйный принтер и как часто вы планируете его использовать.

Первый тип — ПЗК. По сути, это обычные пластиковые баночки с чернилами. В корпусе ПЗК имеется два отверстия: первое необходимо для того, чтобы создать и поддерживать внутри заданное давление, а через второе заливают краситель. Чернила докупаются отдельно, а для заправки используются простые медицинские шприцы.

Хотя в этой процедуре нет ничего сложного, у использования ПЗК есть несколько принципиальных минусов:

Изучая характеристики струйного принтера, обратите внимание, поддерживает ли выбранная модель технологию СНЧП. Такие системы считаются более продвинутым вариантом, поскольку позволяют просто заливать краску в емкости по мере надобности вместо того, чтобы регулярно менять или перезаправлять картриджи. Объем таких баночек составляет 80 до 100 мл, что намного больше по сравнению с традиционными ПЗК. В печатающую головку краситель поступает по системе эластичных трубок, называемых шлейфами.

О чем нужно помнить, если вы решили использовать СНЧП:

Если система не предусмотрена в заводской комплектации принтера, придется заранее позаботиться о том, чтобы выделить дополнительное место, где будут располагаться емкости с краской.
Перемещение принтера с СНЧП (например, в другой кабинет) может привести к сбросу настроек.
Емкости с чернилами нужно держать вдали от солнечных лучей, поскольку воздействие ультрафиолета может негативно сказаться на качестве цветопередачи.

СНЧП стоит дороже обычных ПЗК, но если применение струйного принтера требуется часто и речь идет о больших объемах печати, такое решение будет выгоднее в долгосрочной перспективе.

Принцип работы струйного принтера

После отправки соответствующей команды с компьютера, ролики захватывают листы бумаги и затягивают их внутрь устройства.
К ПГ подаются чернила. Здесь же они смешиваются в разных пропорциях, что позволяет получить любой оттенок палитры. Под давлением красители проходят через сопла, и попадают на поверхность листа.
На печатающую головку из компьютера передаются сведения о картинке: координаты и цветовые коды для каждой точки. ПГ приводится в движение моторчиком, который с помощью приводного ремня перемещает ее по заданным координатам.
Как именно краска попадает на бумагу, зависит от того, какой принцип печати струйный принтер использует: термический или пьезоэлектрический.

Скорость печати струйного принтера чрезвычайно высока: распыление цветной краски происходит со скоростью около 20-25 тыс. капель в секунду, а черных чернил — более 35 тыс.

Методы нанесения изображения

Выделяют разные виды струйной печати, в зависимости от технологии подачи красителя на бумажный носитель.

Первый — пьезоэлектрический. Он основан на способности плоских пьезокристаллов менять свою форму при прохождении через них электрического тока. Микроскопические кристаллы сжимаются и разжимаются, заставляя нужное количество краски выйти наружу. Данная технология часто встречается в оборудовании EPSON.

Второй вариант — технология газовых пузырей (Bubblejet), которую активно использует другой известный производитель, а именно CANON. Как работает струйный принтер этого типа? В сопла ПГ встраивают особые чувствительные элементами, которые при прохождении электричества сильно нагреваются. Попадающая на них жидкая краска превращается пузырьки газа. Объем находящегося в головке красителя увеличивается, в результате чего повышается давление и излишки чернил выходят через сопла.

Технология газовых пузырей позволяет добиться большей четкости при прорисовке отдельных линий. Струйные принтеры, работающие по этому принципу, идеально подходят для печати различных графиков, диаграмм, блок-схем. Но если требуется сплошное закрашивание больших областей, пьезоэлектрические аппараты выигрывают.

Еще один метод нанесения изображений — drop-on-demand. Здесь тоже используется нагреватель, а капельки чернил наносятся на лист точно и очень быстро. Благодаря отличной насыщенности и контрастности, основное назначение струйных принтеров, работающих по этому принципу — печать полутоновой графики.

Создание разных оттенков

Еще один момент, который стоит рассмотреть, говоря о том, как печатает струйный принтер — это способ создания разных оттенков. Стандартные картриджи для цветной печати используют три базовых оттенка:

Смешивая эти красители в разных пропорциях, можно получить практически абсолютно любой цвет палитры, кроме черного. Черная краска подается из отдельного картриджа. Смешивание пигментов осуществляется внутри ПГ. Для более точной цветопередачи в современных струйных принтерах могут использоваться до 6 разных цветов.

Виды чернил

Водорастворимые. Не содержат твердых компонентов и имеют сравнительно небольшой срок годности. Позволяют создавать яркие, насыщенные изображения, но со временем выцветают, особенно под действием солнца и в условиях повышенной влажности.
Пигментные. Содержат твердые частицы, из-за чего менее подвержены воздействию внешних факторов: УФ-излучения, влаги и пр. Фотографии, напечатанные такими чернилами, могут храниться до 70 лет. Но есть и минусы: по цветопередаче пигментные красители уступают водорастворимым, а использовать их можно только на обычной (не глянцевой) бумаге.

Преимущества и недостатки струйного принтера

Но есть и минусы: скорость печати ниже, чем у лазерных, вероятность засыхания чернил в печатающей головке или картридже.

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.

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 ) ; ;
Датчиков;
Панели управления и корпуса.

Начнём по порядку .