Технологии струйной печати для домашних задач

Струйная печать представляет собой бесконтактный способ печати, при котором создается изображение или текст, благодаря точному нанесению мельчайших капель чернил на бумагу. Технология струйной печати существует уже более 50 лет и за все время существования принтеры прошли путь от дорогого до доступного домашнего устройства.

Технологии струйной печати в домашних принтерах

В основе для струйной печати лежит несколько технологий. Наиболее распространенными являются пьезоэлектрическая, термическая и пузырьковая.

Все методы струйной печати имеют общую основу, изложенную еще в 1833 году. Именно тогда пришел французский исследователь к выводу, что жидкость просачиваясь через микроскопическое отверстие, превращается в идеально ровную каплю. В 1951 году технология была использована для коммерческих целей в компании Siemens. Первые результаты, которые были достигнуты для струйной печати, имеют мало общего с современными аналогами.

Исследователи видят такую печать в качестве технологии будущего и постоянно пытаются сделать ее более совершенной. Так, в начале 1960-х годов появились непрерывная струйная печать. С помощью давления обеспечивают непрерывный поток капель, которые могут контролироваться с помощью электрического заряда. Но этот метод имеет свои недостатки: частые сбои, высокая цена, низкое качество печати.

Непрерывная технология струйной печати

При печати по этой технологии краска, находящаяся под давлением, поступает в сопло и разделяется на капли путем быстрого изменения давления. Колебания давления вызывают изменение диаметра и скорости выходящий из сопла струи краски, которая разделяется на отдельные капли под воздействием сил поверхностного натяжения.

Вылетающие из сопла капли краски проходят через заряженный электрод, напряжение на котором меняется управляющим сигналом. Поток капель попадает затем в пространство между двумя отклоняющимися электродами. В зависимости от полученного ранее заряда отдельные капли изменяют свою траекторию по-разному. Этот эффект позволяет управлять как положением печатаемой точки, так и ее наличием или отсутствием на бумаге. В последнем случае капля отклоняется настолько, что попадает в специальный уловитель.

Подобные системы позволяют печатать точки диаметром от 20 микрон до одного миллиметра. Типичной является точка размером 100 микрон, что соответствует объему капли в 500 пиколитров.

Импульсная технология струйной печати

В отличие от непрерывной технологии печати, здесь отсутствует постоянное давление в объеме чернил, а при необходимости создания капли генерируется импульсы давления. Управляющие элементы менее сложны в изготовлении, но требуется устройство создания давления втрое более мощное. Диаметр капель при такой печати равен от 20 до 100 микрон, что соответствует объему от 5 до 500 пиколитров. В зависимости от способа создания импульса давления в объеме с чернилами различают пьезоэлектрическую и термическую струйную печать.

Пьезоэлектрическая печать

Для реализации пьезоэлектрического метода в каждое сопло установлен пьезоэлемент, связанный с чернильным каналом диафрагмой. Под воздействием электрического поля происходит деформация пьезоэлемента, благодаря которому сжимается и разжимается диафрагма, выдавливая каплю чернил через сопло. Подобный метод генерации капли используется в струйных принтерах Epson.

Достоинство этой технологии: пьезоэффект хорошо управляем электрическим полем, что дает возможность достаточно точно варьировать объемов получаемых капель.

Недостатки: при модуляции объема капель изменяется не только объём, но и скорость движения капли, что при движении головки вызывает ошибки позиционирования точки. Производство печатающих головок для пьезоэлектрической технологии оказывается слишком дорогим в пересчете на одну головку, поэтому в принтерах Epson печатающая головка является частью принтера и по стоимости может составлять до 70 – 80 % от общей стоимости всего принтера. Выход из строя такой головки требует серьезного сервисного обслуживания.

Термоструйная печать

Для реализации термоструйного метода каждое из сопел оборудовано одним или несколькими нагревательными элементами, которые за несколько микросекунд нагреваются до температуры около 600 градусов Цельсия. Возникающий при резком нагревании газовый пузырь выталкивает через выходное отверстие порцию чернил.

При прекращении действия тока нагревательный элемент остывает, пузырь разрушается, а на его место поступает очередная порция чернил из входного канала.
Процесс создания капель в термических печатающих головках после подачи импульса на нагреватель почти неуправляем, поэтому здесь динамическое управление объемом капли весьма затруднительно.
Достоинство этой технологии: термические печатающие головки обладают самым высоким соотношением производительности к стоимости производства единицы продукции, поэтому термоструйная печатающая головка обычно является частью картриджа и при замене картриджа на новый автоматически происходит смена печатающей головки.

Недостаток: применение термических печатающих головок требует разработки специальных чернил, которые могут достаточно легко испаряться без возгорания и не подвержены разрушению при термическом ударе.

Достоинства струйной технологии печати

Струйная технология печати имеет свои преимущества, среди которых:

• отсутствие подготовительного этапа до печати, позволяющий печатать малые тиражи в короткие сроки;
• низкая стоимость с высоким качеством изображения;
• возможность печати на различных поверхностях: бумага, ткань, пластик и т. д.;
• можно проводить один шаг печати и программирования процесса.

Недостатки струйной технологии печати

К недостаткам струйной печати для домашних приложений относят небольшое расхождение с заданным цветом и низкая точность цветопередачи. Именно поэтому, если вы хотите напечатать цветное изображение, лучше сначала вывести на печать пробную версию. А потом, убедившись, что она отвечает всем требованиям, приступить к печати дополнительных копий. Струйная печать является одной из самых доступных. Эта технология не дорогостоящая, поэтому воспользоваться ею сможет любой желающий.