Виды струйной печати

Струйный принтер формирует изображение на носителе (бумага, холст) в результате окрашивания его микроскопическими цветными каплями («струями»). По способу печати принтеры подразделяются на те, в печатающих головках которых заложен принцип термопечати, когда чернила выпрыскиваются на бумагу из дюз в результате их нагрева («термодиффузия»), и те, в которых используется пьезопечать – головка принтера содержит пьезонасосы, выстреливающие микрокапли чернил. А также пузырьковая технология печати представляет собой частный случай термоструйной печати, в котором выброс чернил осуществляется исключительно за счет формируемых газовых пузырьков, возникающих при нагреве чернил, при этом нагревательный элемент расположен сбоку от сопла, а не за ним, как в классических термоструйных принтерах.

 

Рисунок 4. Термоструйная печать. (Hewlett Packard, Lexmark)

 

Рисунок 5. Принципиальная схема работы технологии термоструйной печати

 

Термоструйную печать используют Hewlett Packard, Canon, Lexmark, Xerox, Olivetti. Она носит название Jet Ink. Производство термоголовок относительно недорогое, и картриджи для этих принтеров представляют собой сочетание печатающей головки и резервуара с чернилами. Поэтому картридж после использования подлежит замене.

Пьезотехнология. Пьезотехнология разработана и применяется компанией Epson. Пьезоэлектрическая печать основана на особых свойствах пьезокристаллов, в соответствии с рисунком 6. Одно из свойств – вырабатывать ток при деформациях. В проигрывателях виниловых грампластинок используется как раз пьезоголовка. Неровности дорожки пластинки передаются через иглу на пьезоэлемент, который, деформируясь, вырабатывает электрический сигнал. Затем он усиливается и воспроизводится в виде звука. Многие физические явления обратимы. И в пьезоэлементе используется обратное его свойство, то есть способность деформироваться, при подаче на него напряжения.

Рисунок 6. Принципиальная схема работы пьезоэлектрической головки

 

Данная технология работает следующим образом. Пьезоэлектрик конструктивно связан с вибрирующей пластиной, называемой диафрагмой или мениском. Когда на пьезоэлемент, в соответствии с рисунком 7 , подается сигнал, он прогибается и воздействует на диафрагму, которая увеличивает давление в камере и, действуя как микронасос, выталкивает порцию чернил.

Рисунок 7. Пьезоструйная печать. (Epson)

 

Пьезоэлектрическая печатающая головка – высокотехнологичное и дорогое изделие. Она является частью принтера и смонтирована на каретке устройства. Соответственно, заменяемые картриджи – это только чернильницы.

Пузырьковая технология печати. Несколько обособленно стоит технология, используемая Canon. Применяется та же термоструйная технология, только термоэлемент расположен не за соплом, а в канале сбоку. Canon называет эту технологию Bubble Jet («пузырьковая»), в соответствии с рисунками 8 и 9.

 

Рисунок 8. Принципиальная схема работы технологии термоструйной «пузырьковой» печати

 

Еще отличие состоит в том, что печатающая головка находится в принтере, а картриджи представляют собой резервуары с чернилами (чернильницы). Правда, головка установлена в принтере не «жестко», и при необходимости ее можно заменить.

 

Рисунок 9. Пузырьковая технология печати. (Canon)

 

Сублимационная струйная печать. Применяется для нанесения изображений с фотокачеством на предметы, которые сложно или невозможно вставить в принтер. Для печати на струйных принтерах используются специальные сублимационные чернила на органических красителях.

Особые свойства этих чернил - сублимировать при температурах 180-200С и диффундировать в полиэфирные материалы, образовывая прочные химические связи с полимерами.

На практике эта технология выглядит следующим образом. На струйном принтере с сублимационными чернилами печатается зеркальное изображение файла на обычной или специальной бумаге. Затем этот отпечаток прижимается к поверхности на которую требуется нанести изображение и нагревается до температуры 180-200С. При этом поверхность должна иметь полиэфирное покрытие или сам материал должен содержать более 70% полиэфира (полиэстера).

 

1.1 Виды чернил для струйной печати

 

Имеются существенные различия в чернилах, применяемых для печати. Под каждый принтер разрабатываются свои, индивидуальные чернила, поэтому нельзя использовать «синие» чернила для принтера Epson 220 в качестве «синих» чернил для Epson 1290. Но самое главное, на что следует обратить внимание при выборе принтера, существует два больших класса чернил – водорастворимые и пигментные, и соответственно различаются принтеры – печатающие либо водорастворимыми, либо пигментными чернилами.

Водорастворимые чернила – водный раствор органических веществ. Они отличаются низкой стоимостью, позволяют добиться высокой реалистичности цветопередачи, но неустойчивы к ультрафиолету и воде, что не позволяет подвергать напечатанное изображение активному воздействию солнечных лучей и влаги. Водорастворимые чернила следует применять только с фотобумагами, так как такие бумаги имеют специальное покрытие, фиксирующее чернильные капли, проникающие вглубь (на обычной офисной бумаге чернильная капля растекается произвольно). Кроме того, фотобумаги, особенно глянцевые, имеют защитное покрытие, уберегающее изображение от воздействия ультрафиолета и влаги. Поэтому водорастворимые чернила наилучшим образом подходят для печати фотографий, изготовления репродукций, распечатки красочных буклетов, документов. Дополнительную защиту репродукциям, отпечатанным на холстах и арт-бумагах обеспечивают специальные лаки и гели.

Достоинства струйной печати. К важнейшим достоинствам способа струйной печати относятся следующие:

- возможность полного программирования  процесса печати и одностадийность  его проведения;

- решение всех проблем, связанных  с изготовлением печатной формы  и с ее износом;

- высокая скорость печатания;

- большая разрешающая способность  процесса печати;

- возможность печати на самых  разнообразных по фактуре поверхности, по составу и механическим  свойствам материалах (бумага, пластмассы, металлы, ткани и т.д.);

- оперативное модулирование программ  печатания с помощью запоминающего  устройства компьютера, клавиатуры или другого носителя цифровой информации;

- устранение сложностей, связанных  с приводкой красок при печати  многокрасочных изображений (все  краски, необходимые для воспроизведения  оригинала, наносятся на запечатываемый  материал одновременно).

Пигментные чернила представляют собой органические или неорганические пигменты очень малых размеров (около 0,01 мкм), нерастворимые в воде. По яркости отпечатка пигментные чернила уступают водорастворимым. Преимуществом пигментов является их высокая устойчивость к свету и влажности. Кроме того, печатать пигментными чернилами можно практически на любых типах бумаг и с достаточно высоким качеством, потому что пигмент не проникает вглубь носителя, окрашивая только его поверхность. Пигментные чернила целесообразно использовать при изготовлении визитных карточек, баннеров, вывесок, рекламных щитов, изготовлении рекламы, наносимой на транспортные средства. Однако, уже сегодня есть специальный подкласс пигментных чернил, близких по свойствам водорастворимым. Такими чернилами печатают плоттеры.

На данный момент применяется использование пигментных чернил в принтерах с водорастворимыми чернилами, также и наоборот.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

 

Струйная печать используют для получения как чернобелых, так и цветных изображений: цветопробы, крупноформатных цветных репродукций, цветных плакатов и фотографий, кодирование почтовых отправлений, маркировки деталей и тому подобное. Струйным способом печати легко достигается персонализация продукции. Они широко используются в выводных устройствах ЭВМ.

Преимуществами этого способа являются: а) отсутствие печатной формы, что предельно упрощает технологический процесс и ускоряет начало печатания б) невысокие требования к структуре бумаги, в) возможность корректировки содержания в процессе печатания; г) экологическая чистота; д) простота струйного устройства. Определенными недостатками являются сравнительно низкая производительность и качество печати.

Существует два варианта струйной печати:

- с программным управлением выталкиваются капельки краски с целью попадания в заданное положение на объекте печати;

- с программным выборочным выталкиванием капелек краски через сопла подвижной кассеты непосредственно на запечатываемый материал.

Струйную печать можно подразделить на две основные категории: с непрерывной подачей красителя и капельно-импульсную («капля по требованию», «drop-on-demand (DOD)»). Непрерывная струйная печать, история которой стартовала в начале 1960-х гг. с записи электрических сигналов на бумагу, использует непрерывную подачу струи жидкости. Природные силы заставляют непрерывную струю случайным образом разбиваться на мельчайшие капельки.

Процесс похож на поливку садовым шлангом. Сначала вода выходит одной струей, но прежде, чем

она коснется земли, формируются капли различных размеров. Такое случайное формирование капель плохо для печати, потому что капли не могут аккуратно разместиться на поверхности бумаги. Решение данной проблемы состоит в «стимулировании» распадения струи с использованием высокочастотных колебаний давления, благодаря чему капли формируются предсказуемым и повторяемым образом.

Заряжая каплю электрическим зарядом, в тот момент, когда она отделилась от основной непрерывной струи, и пропуская ее сквозь электрическое поле, можно добиться точного контроля попадания капли на бумагу. Капли, которые не попали на бумагу, были отклонены и направлены в систему рециркуляции чернил для дальнейшего использования. Преимущество от использования струйной печати с непрерывной подачей краски состоит в том, что она не дает жидкости засыхать в соплах.

Капельно-импульсный способ струйной печати (DOD) описан по принципу «масленки». Закрытая камера с маленьким соплом на одном конце, наполненная чернилами, уменьшается в объеме под действием пьезоэлектрического привода. Уменьшение объема камеры выталкивает жидкие чернила через сопло.

Вариацией на эту тему является термографическая струйная печать («пузырьковая»), при которой вместо сокращения объема камеры жидкие чернила расширяются при нагревании их небольшого объема, выбрасывая каплю через сопло. Скорость выброса капель в струйных принтерах ограничена приблизительно 20 000 капель в секунду, в основном, из-за сложностей с наполнением чернильной камеры. Повышение скорости капельно-импульсной печати (DOD) требует множества сопел или специальной схемы расположения.

Устройства струйной печати являются растровыми устройствами и используются главным образом в недорогих системах формирования цветных изображений. Основной принцип струйной печати состоит в распылении микроскопических капель краски на носитель изображения. Существуют два типа устройств струйной печати: с непрерывным распылением и с распылением по запросу.

Устройства первого типа формируют поток частиц путем распыления краски через форсунку. Такой поток прерывается с помощью ультразвуковых волн. Капельки краски, которые должны быть нанесены на бумагу, получают электрический заряд. Специальные отражательные пластины управляют направлением движения частиц. Все незаряженные частицы отклоняются таким образом, что они попадают в желоб и возвращаются затем в резервуар. Обычно в качестве носителя изображения используется бумага или прозрачная пленка.

Особенно широко применяется струйная технология для цветной печати, она оптимальна по соотношению цена/качество и позволяет печатать цветные изображения фотографического качества. В этом случае используются головки с несколькими наборами сопел, каждый из которых распыляет краску одного из основных цветов – желтого, зеленого, красного или черного. А различные цвета получаются путем их смешивания.

Струйная технология не лишена и недостатков. Это высокая стоимость расходных материалов при небольшом их ресурсе, проблемы с засыханием чернил и засорением печатающей головки, требовательность к качеству бумаги, недостаточная водо- и светостойкость отпечатков.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

 

1 Соловьев Е.Л. Технологии струйной печати – М.: Наука, 1994. – С.35-48.

2 Майдак. М.М. Цифровая технология // Электронная версия на сайте http:// www.izbakurnog.historic.ru/links/catalog.html.

3 Соловьев. С.А. Оперативная  полиграфия // Электронная версия  на сайте http:// www.microftsoft.ru/RuBooks2005/RuBooks2004.html.