Как работает струйный принтер. Часть 1

История возникновения

Прародителем струйных принтеров является устройство для записи принимаемых сообщений с телеграфов, которое было изобретено Уильямом Томсоном в 1867. Принцип работы основывался на управлении падающими каплями красителя на бумажный носитель электростатическими законами.

На основе этой технологии в середине прошлого века инженеры разработали прибор для фиксации информации на бумаге. У устройства был ряд недостатков, включая высокую цену, плохое качество воспроизведения изображения, пачкалась бумага. Но для сейсмографов, электрокардиографов, мультиметров такого качества было достаточно.

Со временем струйная печать стала использовать пьезоэлектрические законы и кристаллы, которые при проходе через них электричества могли менять форму и излучать электроны. Дальше компания Canon разработала другой метод вывода чернил на носитель. На них начали воздействовать температурой до 400 °C, из-за этого чернила из жидкого состояния переходили в парообразное и выпрыскивались на бумагу.

Первыми цветной аппарат изобрели специалисты компании HP. В печати использовали три красителя синего, жёлтого и пурпурного цветов, смешивая которые можно было получить любой оттенок.

Немного истории

Косвенным изобретателем этого вида принтером можно считать Уильяма Томсона. Но его изделие не было «струйником» как таковым, а назначалось для записи приема сообщений с телеграфов. Но принцип печати заключался в применении электростатических законов для «управления» падающими каплями краски на бумагу. Было это давно — в 1867 году.

Подобная технология получила возрождение уже в середине прошлого столетия с легкой подачи инженеров . Их изобретения использовались в разных приборах для фиксации данных на бумаге. Но также имели значительные недостатки: высокая цена, плохое качество воспроизводимой картинки.

Вскоре в струйной печати были использованы законы пьезоэлектрики и кристаллы. Все это стало возможно из-за способности последних при определенном воздействии «излучать» электроны, а при проходе тока менять форму. Уже позже в компании Canon был придуман другой способ «выдавливания» краски из чернильниц. Жидкость выходила в виде пара под воздействием высокой температуры.

Первыми изобретателями цветной струйной печати были специалисты из фирмы HP. Любой оттенок «готовился» смешиванием трех цветовых красок: синей, красной, желтой.

Устройство струйного принтера

Печатающая головка

Отдельная деталь, состоящая из множества мелких сопел. Устройство печатающей головки у разных принтеров практически не отличается. Может меняться только количество отверстий и их расположение. Так, в первых моделях их было всего 12, а сейчас может доходить до нескольких тысяч. Чернила через сопла выдавливаются по пьезоэлектрической или термической технологии.

Характеристики ПГ:

1. Количество цветов. Минимальное – 4, максимальное – 12. Чем больше красителей, тем качественнее печать и лучше цветопередача.
2. Размер капли. Чем меньше выдавливаемая капля чернил, тем чётче рисунок.
3. Разрешение печати. Чем больше точек помещается на одном дюйме площади листка, тем качественнее изображение.

В некоторых принтерах ПГ – не отдельный элемент, а часть картриджа (рис. 1).

Рис. 1

Рис. 2 — картридж без встроенной головки

Картридж

Это небольшая пластиковая ёмкость длиной не более 10 см. Чёрный краситель хранится в отдельной ёмкости, а цветные могут находиться как в отдельных, так и в совмещённых картриджах. Совмещённая чернильница имеет вид пластиковой коробки, которая внутри разделена перегородками на три отсека.

Рис. 3

Рис. 4

Механизмы подачи бумаги

В него входит лоток для бумаги, моторчик, приводящий в движение ролики подачи. Лоток у разных моделей может находиться как сверху, так и снизу. Основной проблемой механизма является отказ от захвата страниц, но это бывает редко и легко устраняется самостоятельно.

Панель управления

Может состоять всего из нескольких кнопок или иметь встроенный экран для управления настройками. Панель интуитивно проста в управлении, дополнительно может иметь поясняющие надписи. Располагается на передней части принтера.

Рис. 5

Корпус

Это внешняя оболочка, изготовленная из пластика чёрного или белого цвета. Защищает рабочий механизм от попадания внутрь загрязнений, влаги и солнечных лучей. Корпус МФУ и обычного принтера может различаться.

Моторчики

Их всего четыре:

1. Отвечает за функционирование ролика, захватывающего страницу и втягивающего её внутрь принтера.
2. Приводит в действие автоподатчик.
3. Активирует механизм, двигающий печатающую головку.
4. Способствует доставке чернил из картриджа на бумагу.

Разъёмы подключения

На смену кабелям LTP пришли USB и Ethernet. Их проще использовать, и работают они быстрее. Если техника старая и имеет LTP-порт, подключение к компьютеру можно осуществить через переходник.

Датчики

Бывают оптическими и механическими.

Выполняют следующие функции:

• определяют, попала ли страница внутрь аппарата;
• следят за расположением головки по отношению к листу;
• отслеживают размер и характеристики бумаги;
• определяют наличие внутри принтера посторонних предметов.

Рис. 6

Принцип работы струйного принтера

Принцип работы струйного принтера состоит в том, что краска поступает на листки бумаги в капельном виде через специальные сопла. Размер каждой капельки очень маленький и поступают они посредством выдавливания.

В зависимости от производителя, данное оборудование может печатать по нескольким технологиям:

1. Drop-on-demand. Специально встроенный механизм в тандеме с нагревательным элементом распрыскивает чернила по требованию настолько быстро, что качество и скорость печати существенно улучшается. Во время цветной печати получаются более контрастные и чёткие детали изображения. Данный способ отлично подходит для печати графиков и диаграмм — они имеют чёткие линии.
2. Термический метод. В каждую дюзу встроен элемент, обладающий свойством нагреваться до очень высокой температуры, при прохождении через него электрического тока. Данное действие способствует образованию пузырьков газа, которые и вытесняют краску на бумагу в нужном количестве. После отключения тока, нагревательный элемент остывает и выдаёт новую порцию чернил. Срок службы принтеров, работающих данным методом, превышает срок эксплуатации других устройств, работающих за счёт иных методов. Недостатком же данного метода является то, что во время сплошного заполнения, изображение выглядит расплывчато.

3. Пьезоэлектрический метод. Данный способ заключается в том, что каждое сопло имеет свой пьезокристалл плоской формы, который связан напрямую с диафрагмой. При взаимодействии с электрическим полем он деформируется, то есть сначала сжимается, а затем разжимается, наполняя при этом систему чернилами. Таким образом, на бумаге остаются точки, которые и составляют всё изображение.

Непрерывная подача отличается от подачи по требованию тем, что попадание красителя зависит от модулятора.

Различие между картриджами и СНПЧ

Обычно струйные картриджи можно повторно перезаправлять медицинским шприцем и купленными заранее чернилами.

Если картридж чернил представляет собой пластиковую банку с двумя отверстиями на корпусе для доливания краски и создания внутреннего давления, такой картридж называется «дозаправляемым» или «перезаправляемым (ПЗК)».

У него есть ряд недостатков:

• Дозаправку нужно делать часто, что не всегда удобно в домашних условиях.
• Нужен дополнительный инструмент.
• Для определения количества чернил, картридж приходится каждый раз извлекать из принтера.
• Если картридж непрозрачный, узнать уровень оставшегося красителя можно только программным способом.
• Нельзя допускать снижения уровня чернил ниже рекомендованного производителем значения, чтобы не допустить перегрева сопел или образования воздушной пробки в головке.
• Из-за частого извлечения картридж быстро изнашивается.

Перечисленные недостатки помогает устранить система непрерывной подачи чернил. Она состоит из четырёх и более прозрачных ёмкостей и набора тонких трубок (шлейфов). В них помещается от 80 до 100 мл чернил, что намного больше объёма обычных картриджей. Если работать в среднеинтенсивном режиме, то доливать краску в СНПЧ придётся редко. Процесс дозаправки простой. Стоит СНПЧ дороже обычных чернильниц, но использовать при интенсивной работе такую систему намного выгоднее.

Рис. 7

Недостатки СНПЧ:

• Необходимо дополнительное пространство. Если СНПЧ не входит в заводскую комплектацию, возле принтера должно быть дополнительное место для системы.
• Слабая манёвренность. Перенос принтера с СНПЧ даже на очень короткие расстояния может привести к сбою настроек.
• Светобоязнь. Ёмкости с красителем надо защищать от прямых лучей солнца, воздействие которых негативно сказывается на цветопередаче.

Струйные принтеры

Струйные принтеры бывают трех типов: принтеры для документов, фотопринтеры и МФУ. Все они печатают по одной технологии: жидкие чернила из картриджа наносятся на бумагу в виде крошечных точек, из которых формируется изображение.

Струйный МФУ отлично печатает цветные изображения.

• Принтеры для документов — самые дешевые, их стоимость редко превышает 6 тыс. рублей. Лучше всего они справляются с печатью текстовых документов. Она может быть как черно-белой, так и цветной.
• Фотопринтеры чуть дороже, и ориентированы на высококачественную цветную печать небольших фотографий (размером до 8×10). Как правило, этого достаточно для домашней печати или небольшого фотобизнеса.
• Многофункциональные устройства (МФУ) при относительно невысокой цене совмещают в себе функциональность принтера, сканера и копира, а иногда и факса.

К достоинствам струйных принтеров можно отнести следующее:

• Небольшой размер. Большинство струйных принтеров относительно невелики и могут помещаться в тесном пространстве. МФУ немного побольше, но, как правило, они меньше лазерного принтера и намного меньше стандартной офисной копировальной машины.
• Низкая стоимость. Струйные принтеры, в целом, стоят гораздо дешевле, чем лазерные. При поломке струйного принтера его гораздо проще заменить на новый.
• Недорогие расходники. Картриджи для струйных принтеров в последние годы подешевели. Чернильный картридж стоит примерно вполовину меньше, чем картридж с лазерным тонером. Кроме того, он более прост в замене.
• Отличное качество фотопечати. Струйные принтеры, предназначенные для фотопечати, могут создавать потрясающие результаты, печатать изображения с яркими цветами и высокой контрастностью почти без пикселизации.

Струйный принтер: вид изнутри.
Среди минусов струйной печати отмечается следующее:

• Неэкономный расход чернил. На то, чтобы напечатать одну страницу, струйному принтеру требуется гораздо больше расходного материала, чем лазерному.
• Медленная печать. Струйный принтер справляется с печатью многостраничных документов гораздо медленнее лазерного.
• Проблемы с картриджем. Временами струйные картриджи могут подтекать, из-за чего пачкается принтер, руки и бумага. Кроме того, при нерегулярном использовании чернильные картриджи имеют свойство засыхать.

В целом, струйный принтер — популярный потребительский выбор для домашнего использования. Приобретайте струйный принтер, если вы:

• выбираете принтер для дома;
• хотите печатать фотографии;
• собираетесь часто печатать небольшие документы;
• ограничены в средствах.

Как работает струйный принтер

1. Протяжные ролики затягивают бумагу внутрь аппарата.
2. На печатающую головку подаются чернила. Они смешиваются в определённой пропорции для получения необходимого оттенка, а затем выдавливаются через сопла на листок.
3. На головку передаются координаты изображения и код наносимого цвета. Мотор активирует приводной ремень, который передвигает головку по заданным координатам.
4. После смешивания краситель через мелкие сопла выводится на бумагу. Способ вывода будет зависеть от принципа печати (термоструйная или пьезоэлектрическая печать). Первый вариант подходит для водных чернил, второй – для пигментных.
5. Цветные чернила распыляются на бумагу со скоростью 20-25, чёрные – более 35 тыс. капель/с. Можно печатать 10 и более страниц на минуту.

Методы нанесения изображения

Пьезоэлектрический

Метод основан на способности плоских пьезокристаллов, связанных с диафрагмой, менять свою форму под действием проходящего через них электричества. Сжимаясь и разжимаясь, кристаллы заставляют чернила выходить из головки наружу и формировать на бумаге рисунок, состоящий из мелких точек. Метод используют компании Epson, Brother.

Рис. 8

Метод газовых пузырей

Метод называется Bubblejet. Для печати дюзы (сопла) оборудуются специальными элементами, сильно нагревающимися под влиянием электричества. После нагрева жидкая краска превращается в газовые пузырьки, увеличиваясь в объёме и повышая давление, под которым излишки красителя выходят наружу. Технология активно применяется компанией Canon.

Рис. 9

Рис. 10

Принтеры, работающие по такой технологии, более надёжные, лучше прорисовывают линии, а вот области сплошного заполнения получаются расплывчатыми. Метод подходит для печати графиков и диаграмм, требующих высокой точности линий.

Метод drop-on-demand

В технике задействован отдельный механизм, работающий совместно с нагревателем. Он быстро и точно наносит краску в нужных местах листа, обеспечивая высокую контрастность и насыщенность цветов. Такой принтер можно использовать для печати полутоновых графических изображений.

Создание разных оттенков

Все оттенки создаются чернилами трёх цветов – голубого, пурпурного и жёлтого. Они смешиваются в нужных пропорциях для получения требуемого оттенка. Чёрная краска поступает из отдельной ёмкости. Для более качественных отпечатков в современных моделях используется более четырех цветов.

Подача по требованию

Сотрудники компаний Siemens, Canon, HP несколько лет занимались разработками технологии, позволяющей сделать принтер не таким сложным и большим. Задача, которую они хотели решить, должна была позволить капле чернил поступать через сопло только тогда, когда это действительно необходимо. Все три команды добились успеха.

Первой свой принтер PT-80 представила компания Siemens в 1977 году. По разработанной технологии капельки чернил в нужное время попадали на бумагу при помощи пьезоэлектронных трубок. Через два года компания Canon закончила разработку способа нагревания красителя термоэлементами и назвала его BubbleJet или метод газовых пузырьков. Практически одновременно завершила проект компания HP, использовавшая в своих исследованиях тот же принцип. Но технология несколько иная и, естественно, команда придумала другое название: падение по требованию, или Drop-on-demand.

BubbleJet

Пузырьковая печать

Метод основан на использовании термических элементов, нагревающихся при прохождении через них электрического тока до 500 °C. Чернила вскипают, образующийся газовый пузырь выдавливает через сопло капельку краски. После прекращения нагревания пузырек опадает и в камеру поступает новая порция красителя.

Высокое качество печати текста, линий, гистограмм, но несколько размытое графическое изображение в области сплошного наполнения, объясняется наличием вырывающихся из сопла брызг, сопровождающих основную каплю чернил. Термический принцип работы струйного принтера предъявляет определенные требования к составу краски:

• совместимость с материалами, из которых изготовлены другие детали печатающей головки;
• водная основа, позволяющая образовываться газовым пузырькам;
• способность выдерживать температуру нагрева и при этом не расслаиваться, не оставлять нагара, не воспламеняться.

Drop-on-demand

Нагревательный элемент находится непосредственно напротив дюзы, газовые пузырьки двигаются в одном направлении с чернилами, а не выдавливают краситель в сторону, как по методу BubbleJet.

Метод Drop-on-demand

Это не единственное отличие. Нагрев термоэлемента здесь происходит до температуры 650° C, что заставляет чернила вскипать, и вырываться через сопло в газообразном состоянии. Такие облачка пара делают более четкой печать в области сплошного заполнения, что является явным преимуществом по сравнению с технологией газовых пузырьков.

Существенный недостаток обоих методов: печатающая головка быстро выходит из строя в результате постоянного воздействия на детали высоких температур. Размер и стоимость нагревательной системы невелики, что позволило производителям совместить ПГ и картридж. Потребителям предлагается выбрасывать расходник по окончании чернил.

Многие пользователи заправляют картриджи самостоятельно или устанавливают СНПЧ, но особой долговечности головки ждать не приходится именно из-за метода печати. Владельцам термоструйных принтеров производства Canon, HP, Lexmark особенно важно следить за уровнем чернил. Именно краситель выступает как охлаждающая жидкость, и при печати пустым картриджем ПГ наверняка выйдет из строя без возможности восстановления.

Какие чернила используются

1. Водорастворимые (рис. 11). Ими печатают яркие картинки, изображения и фото. В них нет твёрдых компонентов. Имеют небольшой срок годности. Со временем изображение выцветает и теряет насыщенность, особенно под действием солнца. Краска боится воды и повышенной влажности воздуха.
2. Пигментные (рис. 12). В составе есть твёрдые частицы. Они менее подвержены влиянию воды, влаги и солнца. Напечатанные изображения остаются качественными более 70 лет, но фото менее насыщены, плохо отображены реальные тона. Краску нельзя наносить на глянцевую бумагу.
3. Сублимационные (рис. 13). Краситель имеет сходства с пигментными чернилами, но предназначен для печати не на бумаге, а на синтетических тканях. Кроме чернил, для печати нужна термотрансформенная бумага. Рисунок закрепляется под действием высокой температуры. Для экономии расходника лучше использовать СНПЧ.

Рис. 11

Рис. 12

Рис. 13

Струйные принтеры. Принцип работы струйных принтеров напоминает игольчатые принтеры

Принцип работы струйных принтеров напоминает игольчатые принтеры. Вместо иголок здесь применяются тонкие сопла, которые находятся в головке принтера. В этой головке установлен резервуар с жидкими чернилами, которые через сопла как микрочастицы переносятся на материал носителя. Число сопел находится в диапазоне от 16 до 64, а иногда и до нескольких сотен.

Для хранения чернил используются два метода:

− головка принтера объединена с резервуаром для чернил; замена резервуара с чернилами одновременно связана с заменой головки;

− используется отдельный резервуар, который через систему капилляров обеспечивает чернилами головки принтера.

В основе принципа действия струйных принтеров лежат:

− пьезоэлектрический метод;

− метод газовых пузырей.

Для реализации пьезоэлектрического метода в каждое сопло установлен плоский пьезокристалл, связанный с диафрагмой. Под воздействием электрического тока 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, образуют на бумаге точки. Струйные принтеры с использованием данной технологии выпускают фирмы Epson, Brother и др.

Метод газовых пузырей базируется на термической технологии. Каждое сопло оборудовано нагревательным элементом, который, при пропускании через него тока, за несколько микросекунд нагревается до температуры около 500 градусов. Возникающие при резком нагревании газовые пузыри стараются вытолкнуть через выходное отверстие сопла 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. Данная технология используется в изделиях фирм Hewlett–Pаckard и Canon.

Цветные струйные принтеры имеют более высокое качество печати по сравнению с игольчатыми цветными принтерами и невысокую стоимость по сравнению с лазерными. Цветное изображение получается за счет использования (наложения друг на друга) четырех основных цветов. Уровень шума струйных принтеров значительно ниже, чем у игольчатых, поскольку его источником является только двигатель, управляющий перемещением печатающей головки. При черновой печати скорость струйного принтера значительно выше, чем у игольчатого. При печати с качеством LQ скорость составляет 3–4 (до 10) страницы в минуту. Качество печати зависит от количества сопел в печатающей головке – чем их больше, тем выше качество. Большое значение имеет качество и толщина бумаги. Выпускается специальная бумага для струйных принтеров, но можно печатать на обычной бумаге плотностью от 60 до 135 г/кв.м. В некоторых моделях для быстрого высыхания чернил применяется подогрев бумаги. Разрешение струйных принтеров при печати графики составляет от 300*300 до 720*720 dpi.

Характеристики

1. Качество картинки. При выборе техники надо обратить внимание на количество сопел и поддерживаемое разрешение. Чем выше показатели, тем чётче и ярче будет печать.
2. Тип бумаги. Лучше, когда принтер может печатать на листах разной толщины, имеющих как матовое, так и глянцевое покрытие.
3. Скорость печати. На этом параметре не стоит зацикливаться, ведь при высокой скорости работы струйника теряется качество картинки. Для высокоскоростной печати лучше лазерный принтер.
4. Шумность. Современные бытовые модели издают не более 40 дб, промышленные принтеры могут издавать более громкий звук, но и они в сравнении с более старыми моделями менее шумные.

В основе принципа действия струйных принтеров лежат:

• пьезоэлектрический метод;
• метод газовых пузырей.

Для реализации пьезоэлектрического метода
в каждое сопло установлен плоский пьезокристалл, связанный с диафрагмой. Под воздействием электрического тока 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, образуют на бумаге точки. Струйные принтеры с использованием данной технологии выпускают фирмы Epson, Brother и др.

Метод газовых пузырей

базируется на термической технологии. Каждое сопло оборудовано нагревательным элементом, который, при пропускании через него тока, за несколько микросекунд нагревается до температуры около 500 градусов. Возникающие при резком нагревании газовые пузыри стараются вытолкнуть через выходное отверстие сопла 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. Данная технология используется в изделиях фирм Hewlett-Pаckard и Canon.

Цветные струйные принтеры имеют более высокое качество печати по сравнению с игольчатыми цветными принтерами и невысокую стоимость по сравнению с лазерными. Цветное изображение

получается за счет использования (наложения друг на друга) четырех основных цветов. Уровень шума струйных принтеров значительно ниже, чем у игольчатых, поскольку его источником является только двигатель, управляющий перемещением печатающей головки. При черновой печати скорость струйного принтера значительно выше, чем у игольчатого. При печати с качеством LQ скорость составляет 3-4 (до 10) страницы в минуту.
Качество печати зависит от количества сопел в печатающей головке
— чем их больше, тем выше качество.
Большое значение имеет качество и толщина бумаги.
Выпускается специальная бумага для струйных принтеров, но можно печатать на обычной бумаге плотностью от 60 до 135 г/кв.м. В некоторых моделях для быстрого высыхания чернил применяется подогрев бумаги. Разрешение струйных принтеров при печати графики составляет от 300*300 до 720*720 dpi.

Способ подачи бумаги

Бумага может загружаться в принтер вертикально через верхний лоток для бумаги. Если лоток размещается снизу, страницы подаются на печать горизонтально. Листок забирается валиком с резиновой накладкой, для более надёжной фиксации бумаги предусмотрен дополнительный резиновый валик. Независимо от способа подачи листов ориентация напечатанного изображения может быть книжной или альбомной, она задаётся в настройках печати.

Для беспроблемной подачи страниц надо следить за чистотой лотка. В него не должны попадать посторонние предметы, иначе листки сморщатся, будут пачкаться краской и неравномерно захватываться.

5 / 5 ( 1 голос )

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.

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.

Как устроен струйный принтер

Опубликовано 10.09.2011

Струйный принтер является дальнейшим развитием идеи матричного принтера, поэтому в его конструкции сохранены многие из элементов предшественника.

Главным элементом струйного принтера является печатающая головка. Печатающая головка состоит из большого количества сопел, к которым подводятся чернила. Чернила подаются к соплам за счет капиллярных свойств и удерживаются от вытекания за счет сил поверхностного натяжения жидкости. В головку встроен специальный механизм, позволяющий выбрасывать из сопла микроскопическую капельку чернил. В зависимости от устройства этого механизма различают принадлежность принтера к тому или иному классу.

В струйных принтерах используется один из двух методов выбрасывания чернильных капель (его также называют типом печати):

Пьезоэлектрический (Epson)

В основе пьезоэлектрической технологии лежит способность пьезоэлемента деформироваться под воздействием электрического поля. В каждое сопло печатающей головки встроена плоская мембрана, изготовленная из пьезокристалла. Под воздействием электрического импульса мембрана деформируется, а создаваемое при этом давление выбрасывает из сопла микроскопическую каплю чернил.

Метод газовых пузырьков (Canon, НР)

В основе метода газовых пузырьков лежит быстрое нагревание небольшого объема до температуры кипения. Скорость нагрева столь велика, что она подобна взрывному процессу. Образующийся при этом пар выбрасывает из сопла микроскопическую каплю чернил. Для реализации этого метода в каждое сопло встраивается микроскопический нагревательный элемент.

Каждый из этих двух способов по-своему привлекателен, однако каждый из них не свободен и от недостатков.

Пьезоэлектрическая технология наиболее дешевая, отличается более высокой надежностью (т. к. не используется высокая температура). Этот способ управления менее инерционен, чем нагрев, что позволяет повысить скорость печати.

Пузырьковая технология связана с высокой температурой. При высокой температуре нагреватель со временем покрывается слоем нагара, поэтому в принтерах, использующих эту технологию, печатающая головка довольно часто выходит из строя. В таких случаях она вместе с резервуаром для чернил образует конструктивный единый узел.

Печатающие головки могут конструктивно объединяться с чернильным картриджем и заменяться одновременно с ним, а могут быть установлены в принтере постоянно — при этом заменяется только картридж. Каждый из этих вариантов имеет свои достоинства и недостатки. Казалось бы, что чернильная емкость без печатающей головки должна стоить намного дешевле, чем в комбинации с печатающей головкой. На деле этого не происходит и заметного удешевления эксплуатации при постоянно установленной в принтере печатающей головки не наблюдается. В то же время, легко сменная печатающая головка позволяет легко выйти из затруднений, связанных с засыханием чернил в ее каналах. Следует помнить, что если чернила засохнут в головке, то ее, как правило, следует менять, если своевременно не будут приняты соответствующие меры. Для того, чтобы уменьшить риск засыхания чернил в каналах головки, предусматривается специальное положение парковки. В большинстве принтеров предусмотрена функция очистки сопел. Тем не менее, все это не дает полной уверенности, что при эксплуатации печатающую головку не придется менять.

Головка вместе с емкостями для чернил закрепляется на каретке, которая по специальной направляющей совершает возвратно-поступательное движение поперек листа бумаги. Хотя способ «объединения печатающей головки и емкости для чернил конструктивно наиболее прост и в силу этого получил самое широкое распространение, он не является оптимальным. Дело в том, что каретка должна достаточно быстро двигаться, а также достаточно быстро изменять направление движения, ибо скоростью ее движения определяется скорость печати. Для этого подвижная каретка должна быть мало инерционной, т. е. иметь возможно меньшую массу. С этой целью уменьшают объем емкости для чернил. Поэтому, предпочтительнее оказывается размещение емкости для чернил на неподвижной части принтера, а подачу чернил к печатающим головкам осуществлять с помощью специальных трубопроводов.

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

В процессе печати лист бумаги перемещается вдоль тракта печати при помощи специального механизма. Его основу составляет обрезиненный валик, приводимый во вращение шаговым двигателем. К валику бумага прижимается вспомогательными обрезиненными роликами. Протяжка происходит за счет сил трения при повороте валика. В старых конструкциях принтеров бумага для печати заправлялась в принтер полистно. Это было очень неудобно, так как при печати многостраничных документов требовалось постоянное присутствие оператора только для того, чтобы вкладывать в принтер очередной лист бумаги и повторно запускать процесс печати. В современных принтерах процесс подачи бумаги автоматизирован. В приемный лоток принтера можно заложить перед началом печати стопку бумаги, очередной лист из которой по мере необходимости автоматически будет захватываться, и подаваться в печатный тракт. Количество листов бумаги, которое может быть заложено в приемный лоток в разных моделях принтеров отличается, но обычно оно составляет 50-100 листов.

Драйверы, управляющие процессом печати, позволяют устанавливать необходимое количество копий и указывать страницы или части страниц, которые должны быть распечатаны. Автоматизация процесса подачи бумаги сделала эксплуатацию принтера исключительно комфортной. Эти удобства особенно ощутимы при больших объемах печати: достаточно заложить в приемный лоток бумагу, указать параметры печати и запустить выполнение программы печати. Все остальное принтер сделает автоматически. Дальнейшее развитие идеи автоматизации привело к созданию принтеров, которые позволяют производить печать в автоматическом режиме, используя обе стороны листа. Правда, такие устройства еще достаточно дороги и используются лишь в некоторых дорогих моделях принтеров.

Конструктивно устройство для подачи бумаги выполняется различно в разных типах принтеров, однако существуют две основных схемы, те или иные варианты которых используются наиболее часто. Каждая из этих схем по-своему удобна, и, в то же время, каждая не свободна от некоторых недостатков.

Схемы с верхней подачей бумаги требуют наличия достаточной зоны обслуживания сверху корпуса принтера, поэтому такие принтеры мало пригодны (или иногда даже вовсе не пригодны) для установки в нишах с ограниченной высотой. Расположенный снизу приемный лоток часто делается откидным, а иногда и вовсе отсутствует. При таком устройстве принтер занимает меньше места на рабочем столе, что иногда немаловажно. Такая конструкция используется в принтерах Epson, Canon.

В схемах с нижней подачей приемный лоток располагается над подающим, что обеспечивает максимум удобств при эксплуатации. Такая схема расположения лотков характерна для большинства струйных принтеров, выпускаемых под торговой маркой HP. Ненужность верхней зоны обслуживания позволяет устанавливать этот принтер в нишах ограниченной высоты (равной высоте самого принтера). К недостаткам таких принтеров следует отнести то, что они занимают больше места на рабочем столе. Иногда это компенсируется возможностью складывать приемный и подающий лотки в нерабочем состоянии. В таких случаях, для приведения принтера в работоспособное состояние необходимы вспомогательные операции по приведению лотков в рабочее положение. В большинстве принтеров HP лотки не складываются, что обеспечивает постоянную готовность к работе.

Синхронное взаимодействие всех механизмов принтера, а также его связь с системным блоком ПК обеспечивается устройством управления. Это сложное электронное устройство, представляющее собой мини-компьютер. Именно оно осуществляет двухсторонний обмен информацией с ПК, хранение и необходимые преобразования информации, формирование управляющих сигналов на рабочие органы принтера.

Для контроля за состоянием принтера обычно предусмотрены элементы управления и индикации. Управление осуществляется при помощи кнопок, а индикация — светодиодов. Число органов управления, как правило, невелико, а иногда они вообще отсутствуют, а управление принтером и индикация его состояния производятся при помощи самого ПК.

Все элементы конструкции, входящие в принтер, собраны на металлическом шасси, которое часто выполняет роль нижней плоскости принтера. Элементы конструкции закрыты пластмассовым корпусом. Центральную часть принтера занимает тракт прохождения бумаги. Слева обычно размещаются элементы привода, а с правой стороны — место парковки головок. Здесь часто размещаются устройства управления и контроля и управляющая электроника. Обычно компоновка принтера достаточно плотная и, несмотря на кажущиеся большие габариты, свободное место внутри принтера практически отсутствует. Это обстоятельство иногда вынуждает делать выносной блок питания, который в эксплуатации менее удобен. Встроенные блоки питания обычно устанавливаются в принтерах Epson, для принтеров HP и Canon характерен выносной блок питания.