Принцип работы, назначение и разновидности струйных принтеров

Принцип работы

Струйная печать — это процесс получения изображения, которое создается каплями чернил, вылетающими из сопла со скоростью, достаточной, чтобы преодолеть зазор между соплом и поверхностью, на которой формируется изображение.

Цветной струйный принтер при изготовлении цифровой цветопробы предварительно калибруется. На нем выводится контрольная цветовая шкала, градации которой измеряются с помощью спектрофотометра, а полученные данные заносятся в специальный файл линеаризации ICC-профиля принтера, загружаемый в растровый процессор. После окончательного, высокоточного изменения градации оптических плотностей по вновь распечатанной полномасштабной шкале формируется базовый профиль принтера. При штатном выводе цветопробных отпечатков растровый процессор автоматически пересчитывает скорректированное цветовое пространство принтера в цветовое пространство, используемое в качестве выходного. Некоторые принтеры печатают изображение не четырьмя цветами, а шестью. Это привычные цвета CMYK плюс «осветленные» варианты пурпурных и голубых чернил.

Назначение

Струйные принтеры применяются для получения цифровой цветопробы. Получения печатных носителей интерьерной рекламы и представительской продукции в нескольких экземплярах (постеров, афиш, рекламных плакатов, флагов, больших фотографий, изображений для выставочных стендов, чертежей, карт и схем).

Разновидности струйных принтеров

Струйная печать по способу нанесения изображения подразделяется на непрерывную и импульсную. Импульсная струйная печать в свою очередь подразделяется на пузырьковую, пьезоэлектрическую и печать с твердыми чернилами.

Непрерывная струйная печать. Печатающая головка непрерывно выстреливает капли чернил в сторону бумаги. Поток чернил, поступающий в печатающую головку, разбивается на капли под действием вибрации сопла, вызываемой с помощью, например, пьезоэлектрического генератора капель. Под действием переменного электрического напряжения кристалл пьезоэлектрика изменяет свой объем и выталкивает каплю из головки. Чернила постоянно подаются в печатающую головку из резервуара с помощью насоса. Для получения чернил определенной вязкости этот резервуар соединен с резервуаром растворителя.

С помощью электрода, охватывающего выход из сопла, вылетающие капли приобретают электрический заряд. Далее они пролетают через отклоняющую систему, которая создает электрическое поле высокого напряжения. Так как капли имеют заряд, они под действием электрического поля изменяют свою траекторию. Генератор изображения управляет направлением полета капель. Они попадают либо на бумагу в нужном месте, либо в уловитель, откуда чернила поступают в резервуар для повторного использования.

Печатающая головка перемещается вдоль поверхности носителя информации (бумаги) и постепенно создает изображение.

Достоинство принтеров с непрерывной печатью — изображение высокого качества. На нем совершенно неразличимы глазом точки. Недостатки - низкая скорость получения изображения, высокие эксплуатационные расходы и дороговизна самого оборудования.

Струйные принтеры с импульсной печатью получили наибольшее распространение. Импульсные струйные головки – печатающая головка «выстреливает» чернила только тогда, когда получает сигнал — «по требованию».

В устройствах импульсного типа в капельном генераторе рядом с соплом расположена небольшая камера, в которой в нужные моменты создается избыточное давление — при помощи либо кристалла пьезоэлектрика, действующего как микропоршень на одну из стенок камеры, либо теплового импульса, под воздействием которого образуется пузырек мгновенно испарившихся чернил. Избыточное давление выталкивает из камеры каплю чернил, которая по инерции пролетает через зазор между соплом и бумагой.

В пьезоэлектрических струйных головках избыточное давление в камере с чернилами создается с помощью диска из пьезоэлектрика, который изменяет свою форму — выгибается при подведении к нему электрического напряжения. Выгнувшись, диск, который является одной из стенок камеры с чернилами, уменьшает ее объем. Под воздействием избыточного давления жидкие чернила вылетают из сопла в виде капель. Пьезоэлектрические печатающие головки дороже, чем пузырьковые.

В печатающих системах, использующих струйную пузырьковую технологию, текст и графика воспроизводятся при попадании на бумагу капель чернил, вылетевших из очень тонких сопел. В стенку сопла встроен нагревательный элемент. При подаче электрического импульса температура его резко возрастает. Затем практически все чернила, находящиеся в контакте с нагревательным элементом, мгновенно испаряются, расширение пара вызывает ударную волну. Под действием избыточного давления капля буквально «выстреливается» из сопла. После «выстрела» чернильный пар конденсируется, пузырек «схлопывается» и в сопле образуется зона пониженного давления, под действием которого новая порция чернил всасывается в сопло.

Важной особенностью такого печатающего устройства является простая и надежная конструкция сопел. Это обеспечивает кроме низкой стоимости изготовления устройства и другое преимущество — повышенное разрежение.

Принтеры с твердыми чернилами - в процессе печатания изменяют фазу своего состояния. В этих принтерах четыре цветные восковые палочки (голубая, пурпурная, желтая и черная) закладываются в печатающую головку. Нагреватели расплавляют воск – при температуре 90°С он переходит в жидкое состояние и стекает в резервуар с подогревом, где чернила поддерживаются в жидкой фазе во время работы принтера. Для получения изображения печатающее устройство откачивает небольшое количество чернил из резервуара и затем дополнительно нагревает его.

Электронное устройство «выстреливает» мельчайшие капли чернил в тот момент, когда это требуется. При контакте с бумагой чернила мгновенно переходят в твердую фазу, поэтому они не впитываются в бумагу, а остаются на ее поверхности. При этом полностью отсутствует эффект расплывания чернил, присущий любым жидким чернилам. Так как капли застывают мгновенно, поверхность изображения становится шершавой. Поэтому лист бумаги с изображением прокатывают через валки, которые расплющивают застывшие капли твердых чернил и придают изображению приятный глянцевый вид.

Преимущество струйной печати со сменой фаз – чернила не впитываются в бумагу, благодаря чему удается достичь высокого качества печати. Недостаток — высокая стоимость получаемых изображений. Для одноцветной печати использовать такие устройства нецелесообразно. Их следует применять для вывода полноцветных изображений, когда требуются точная цветопередача и высокое качество.