Непрерывная струйная печать

Блок 2. Модуль 2.1.

Заняття № 34

Друкуючі пристрої безударної дії: з електричним впливом на носій.

(2 години)

 

План:

1. Непрерывная струйная печать

2. Два основных способа струйной печати

3. Термопечатающие устройства

 

 

Бездарные печатающие устройства

Печатающие устройства безударного действия разделяются на струйные, с термографическим способом печати и лазерные.

 

Струйные принтеры

Струйная печать - это процесс получения изображения, при котором элементы изображения создаются капельками чернил, вылетающими из сопла со скоостаточной, чтобы преодозазор между соплом и поверхностью, на которой формируется изображение. На диаграмме показана классификация существующи используемыа практике струйных технологий.

Непрерывная струйная печать

Первые устройства струйной печати появились еще в шестидесятых годах. В них использовался непрерывный процесс. Он называется таковым потому, что печатающая головка непрерывно выстреливает капельки чернил в сторону бумаги. Поток чернил, поступающий в печатающую головку разбивается на капельки под действием вибрации сопла, вызываемой с помощью, например, пьезоэлектрического элемента. Если бы все капельки попали на бумагу, то она покрылась бы равномерным слоем чернил и никакого изображения не получилось бы. Поэтому на бумагу должны попадать только те капельки, которые требуются для создания изображения, остальные - это отходы производства. На рисунках показано, как с помощью охватывающего выход из сопла электрода, вылетающие капельки приобретают электрический заряд.

Далее капельки пролетают через отклоняющую систему, которая создает электрическое поле высокого напряжения. Так как капельки имеют заряд, то под действием электрического поля они изменяют свою траекторию. Таким образом, меняя напряжение электрического поля, можно управлять направлением полета капелек. Они либо попадают на бумагу в нужном месте, либо летят в уловитель, откуда чернила поступают в резервуар для повторного использования.

Огромный плюс непрерывной технологии - это возможность получать великолепного качества цветные изображения. На них совершенно неразличимы глазом точки, из которых оно сформировано. Однако за это приходится расплачиваться невысокой скоростью получения изображения, высокими эксплуатационными расходами (дорогие чернила и сложность в обслуживании) и, наконец, дороговизной самого оборудования. Конструктивно такие печатающие устройства также весьма отличаются от широко распространенных струйных плоттеров. Например, в системе Iris Graphics лист бумаги накладывается на барабан с горизонтальной осью вращения. Специальная система прижима удерживает этот лист от смещения в процессе работы принтера, так как барабан вращается с высокой скоростью. Достаточно больших размеров печатающая головка перемещается поступательно, параллельно оси вращения барабана.

Такое конструктивное решение позволило обойти проблему, связанную с низкой скоростью получения изображения и упростить перемещение печатающей головки. Изображение формируется за один проход печатающей головки вдоль оси барабана. Недостаток такой схемы - жесткое ограничение на формат используемой бумаги. Техническая сложность устройства привела к значительным габаритам и цене.

Для струйных печатающих устройств (рис. 19.4) печатающая головка содержит несколько (обычно 12) капсул-эмиттеров, имеющих тонкие сопла. Внутри капсулы создаётся избыточное давление, и под действием волнового импульса производится дозирование, и выброс струи чернил через сопло. Капельки чернил заряжаются от источника высокого напряжения и под действием ускоряющего электрического поля направляются к валику, подающему бумагу и являющемуся одним из электродов. Входной сигнал модулирует поток капель аналогично модуляции электрического луча в ЭЛТ. Управление перемещением струи чернил по бумаге осуществляется с помощью отклоняющих пластин. Главным фактором при проектировании струйных печатающих устройств является обеспечение точности управления струёй чернил и обеспечение вязкости красителя при заданном времени высыхания.

Струйные принтеры в настоящее время - самые дешевые устройства для печати с компьютера. Качество печати сравнялось с лазерным. Скорость печати также приближается к скорости младших моделей лазерных принтеров. Качество цветной печати на специальной бумаге у лучших моделей практически неотличимо от качества фотографий. В борьбе за размер капель и цветопередачу производители достигли невероятных результатов.

 

Существуют два основных способа струйной печати:

q термоструйная (пузырьково-струйная или Bubble Jet) и

q пьезоэлектрическая (Ink Jet). Хотя зачастую все струйные принтеры называют Ink Jet.

До того, как перейти к непосредственному рассмотрению технологии печати скажем пару слов о принципах формирования цветных изображений. Как известно, все цвета можно получить сложением красного, зеленого и синего на фоне черного (модель RGB) либо вычитанием (из белого) голубого, пурпурного и желтого. Смешивая их в тех или иных пропорциях можно получить любой цвет.

В принтерах, естественно, выбрана цветовая модель CMY (голубой, пурпурный и желтый). Обычно в печатающих устройствах используется еще и черный краситель (К). Это делается для лучшей передачи черного цвета и удешевления отпечатков. Такая модель носит название CMYK.

Изображение формируется путем нанесения на бумагу окрашенной жидкости (чернил): черного цвета, либо пигментированной в один из цветов CMY, либо дополнительные к CMY цвета: светлые Cyan и Magenta. При попадании на бумагу эта жидкость быстро впитывается и высыхает.

Печатающая головка представляет собой матрицу сопел, через которые чернила подаются на бумагу. Сопла настолько тонкие, что чернила не протекают через них, удерживаясь за счет поверхностного натяжения и специальной конструкции чернильной емкости.

В термоструйных принтерах каждое сопло снабжается терморезистором. Для того чтобы напечатать отдельную точку на резистор подается напряжение. Он нагревается. В результате этого образуется паровой пузырь, который выталкивает капельку чернил из сопла (отсюда название струйно-пузырьковая печать). Достоинством данной технологи является несомненная дешевизна печатающей головки. Срок ее работы органичен и обычно она совмещается с картриджем. Такой принцип печати используют большинство производителей: Hewlett Packard, Lexmark, Canon, Xerox. Недостатком является практически неуправляемый "взрывной" процесс выталкивания капли и, как следствие, возникновение вокруг точки "тумана" - крошечных капель-сателлитов.

Сопла пьезоэлектрической головки снабжаются пьезоэлементами на пути подачи чернил. При прикладывании электрического напряжения происходит деформация элемента и изменение объема, заполненного чернилами. Поскольку жидкость практически несжимаема, то капля чернил выталкивается из сопла на бумагу. Достоинством такого способа печати является малый размер капли и управляемый процесс ее формирования, а как следствие - малый размер точки и отсутствие сателлитов. Недостатком - то, что такая головка стоит очень дорого. Правда если пользоваться фирменными чернилами, то она служит долго и по расходникам такой принтер получается дешевле других (если конечно и на них используются фирменные расходные материалы). Такие головки разрабатывает и использует фирма Epson.

Для цветной печати используются чернила цветов CMY. Картриджи с цветными чернилами могут быть выполнены в виде одного блока, что обычно встречается в дешевых или старых принтерах, либо в виде отдельных "чернильниц". В последнем случае пользователю не придется выбрасывать остатки чернил из-за того, что в картридже закончился один из цветов. Существует также класс фотопринтеров, которые используют шесть цветов вместо четырех. Добавляются т. н. Light Cyan и Light Magenta. За счет этого достигается более качественная передача оттенков цвета и полутонов. Фотографии, напечатанные на таких принтерах выглядят как настоящие. Во всех случаях оттенки получают за счет более или менее плотного заполнения листа точками. Такое заполнение (растрирование) всегда представляет собой компромисс между количеством оттенков и разрешающей способностью печати (чем больше оттенков - тем ниже разрешающая способность и наоборот). Алгоритмов и способов растрирования существует множество и отвечает за них драйвер принтера. Удачный драйвер способен заметно улучшить качество картинки.

Механика струйного принтера не представляет собой ничего особенного и аналогична по конструкции с механикой матричных принтеров. Та же каретка с печатающей головкой, то же протяжной механизм подачи бумаги Картридж с чернилами может устанавливаться как непосредственно на каретке, так и представлять собой отдельную емкость из которой подача осуществляется через трубочку (такая конструкция более характерна для дорогих принтеров широкого формата).

В настоящее время основная борьба ведется за уменьшение размера капли и как следствие - повышение разрешения. Каждый производитель имеет в своем арсенале ряд преимуществ и в зависимости от требований, выдвигаемых к принтеру можно выбирать того или иного производителя.

Следует также отметить, что струйные принтеры большого формата сильно потеснили плоттеры (в действительности они практически вытеснили перьевые плоттеры), поскольку изготовить такой принтер не слишком сложно и как следствие, цена его не будет очень высокой. Кроме того, струйный плоттер печатает быстрее и может печатать в цвете.

Достоинства:

q низкая цена устройства

q возможность печати в цвете

q относительно высокая скорость печати (по сравнению с матричными принтерами)

q низкие шумы при работе

Недостатки:

q высокая стоимость расходных материалов

q низкая скорость (по сравнению с лазерными устройствами)