Тема 4.3. Современные технологии струйной печати

Струйные принтеры на сегодняшний день являются наиболее популярными и доступными. Несмотря на различия и обширный модельный ряд у ведущих производителей, применяемая в них технология печати основана на формировании растровой структуры изображения путем переноса жидких чернил через сопла печатающей головки на носитель (бумагу, либо пленку).

Ведущими производителями струйных принтеров являются компании Canon, Hewlett-Packard (HP), Lexmark и Seiko Epson. Им принадлежит подавляющее количество технологий в области струйной печати.

Первые три компании разрабатывают устройства, основанные на термическом способе печати. Каждое сопло печатающей головки оснащается нагревательным элементом, который и испаряет чернильную каплю требуемого объема за счет образования газового пузырька.

Компания Seiko Epson использует собственную технологию, основанную на обратном пьезоэлектрическом эффекте – способности материала (пьезоэлектрика) испытывать деформацию при приложенном к нему напряжении. В принтерах Epson для выбрасывания на носитель капли требуемого размера используется специальная мембрана, выполненная из пьезоэлектрического материала, которая деформируется, сокращая объем специальной чернильной камеры.

Для получения цветного изображения во всех современных струйных принтерах используются головки с несколькими рядами сопел (дюз) – для каждого базового цвета; чтобы точнее передать полутона и получить более качественное изображение, увеличивают количество базовых цветов.

Поскольку технология струйной печати основана на применении перемещающейся печатающей головки, ей присуща проблема совмещения проходов. Вследствие того, что печать осуществляется последовательным нанесением на носитель узких горизонтальных участков изображения, на последнем возникают горизонтальные полосы.

Рассмотрим более подробно технологии струйной печати. Фрагмент печатающей головки струйного принтера с термоструйной технологией показан на рис. 4.3.1. Основные этапы формирования капель в соплах печатающей головки показаны на рис. 4.3.2.

Рисунок 4.3.1.

Рисунок 4.3.2.

Как показано на рис. 4.3.1 и рис. 4.3.2 в каждом струйном канале формирования капель нагревающий резистор выполняет быстрый нагрев чернил, находящихся в небольшой камере до температуры их кипения. В кипящих чернилах постепенно образуется большой пузырек воздуха, непрекращающийся рост которого приводит к выдавливанию чернил из сопла. Спустя приблизительно 3 микросекунды пузырек лопается и происходит отрыв с последующим выбросом уже сформировавшейся капли. После разрушения пузырька и выброса капли силы поверхностного натяжения втягивают новую порцию чернил в камеру.

Пьезоэлектрический способ формирования капли, применяемый в принтерах Epson, при большем диаметре сопла обеспечивает формирование капель разного размера (технология Variable Size Droplet). Величина, на которую изменяется объем пьезоэлектрика, зависит от значения приложенного к нему напряжения. Варьируя его, можно добиться получения капель различного размера. Отсутствие нагревания капли и технология Active Meniscus Control (активный контроль мениска) предотвращают возникновение брызг. Контроль мениска, т. е. поверхности чернил, состоит в изменении напряжения на пьезоэлектрике на противоположное после выстрела капли. В результате объем чернильной камеры увеличивается и создается пониженное давление, которое затягивает обратно образовавшиеся брызги.

Принцип пьезоэлектрической печати иллюстрируется рис. 4.3.3.

Рисунок 4.3.3.