Как работает печатающая головка струйного принтера

Как работает печатающая головка струйного принтера

Печатающая головка струйного принтера — что такое, разновидности, особенности

Печатающая головка (ПГ) — один из наиболее технически сложных элементов струйного принтера или МФУ и, по сути, главная его действующая деталь. ПГ отвечает за распыление чернил на поверхность носителя, так что её характеристики и особенности напрямую влияют на качество печати.

Типы ПГ по технологии печати

На рынке представлены два доминирующих типа голов, отличающихся технологией формирования чернильной капли:

  • Пьезоэлектрические ПГ. Работают по принципу выталкивания капель мембраной, которая колеблется под действием электрического тока. Такие головы более надёжны и отличаются продолжительным сроком службы, однако, в среднем стоят дороже. Ошибочно считается, что технология разработана и запатентована компанией Epson, однако и чуть менее известная продукция компании Brother работает на ней. Печатные устройства с пьезо-головами, обычно, можно перевести на другой тип чернил (водные на пигмент, либо сублимацию).
  • Термоструйные ПГ. В данных головах используются нагревательные элементы, испаряющие чернила на бумагу. Из-за высокой температуры, поддерживающейся внутри, термо-головы куда чувствительнее к холостой печати (чернила охлаждают голову, но если их нет, а принтер пытается работать — голова сгорает).Тем не менее, термоструйная технология дешевле в производстве настолько, что такие головы могут использоваться даже в качестве расходного материала (картриджи со встроенной ПГ). Сама технология изобретена и активно применяется компанией Canon (как BubbleJet), а также американцами из HP.

Типы ПГ по отношению к картриджам

Для эффективного процесса печати на печатающую голову должна подаваться краска из специальных ёмкостей. Таким образом можно разделить принтеры по взаимному расположению ПГ и чернильных отсеков.

ПГ встроена в картридж. Довольно хитрая, с точки зрения маркетинга, система. Сам принтер представляет собой по сути механический блок, который протягивает бумагу и двигает каретку, а чернила и печатающая голова совмещены в картридже. В результате, само устройство стоит очень дёшево, а расходники к нему — чуть ли не дороже самого принтера. Картриджей при этом, обычно, всего два: чёрный и цветной. В последнем на каждый цвет приходится по 1-3 мл чернил. Несложно предположить, что надолго такого не хватит.

Картриджи устанавливаются в ПГ. В устройствах подобного типа картриджей уже больше двух (основа из четырёх: чёрного, голубого, пурпурного и жёлтого, но возможны дополнительные цвета) и они представляют собой просто контейнер с чернилами. Устанавливаются совместно с головой на каретке и в процессе печати находятся в движении. Подобное расположение актуально в основном для сравнительно недорогих домашних и офисных струйников с картриджами малой вместительности (примерно до 20 мл). Вес картриджей больших объёмов приводил бы к быстрому износу механики принтера.

Картриджи отдельно от ПГ. Для производительных офисных принтеров, а также широкоформатных устройств, актуальна установка картриджей отдельно от ПГ, в специальный отсек. Чернила передаются в голову по системе шлейфов и та не испытывает нагрузки от веса контейнеров. Таким образом, объём картриджей по сути не ограничен и в некоторых профессиональных устройствах может доходить почти до литра.

Типы ПГ по подвижности

Деление стало актуально в последнее время. Раньше наиболее существенным различием лазерных и струйных принтеров была скорость работы. Если в струйниках ПГ приходилось бегать от одного края листа к другому для формирования картинки, лазерный картридж сразу пропечатывал изображение по всей ширине страницы, то есть сильно быстрее.

С недавних пор на рынке представлены струйные устройства с так называемой линейной (или неподвижной) печатающей головой. На такой работают модели из серий Epson WorkForce Enterprise и HP PageWide. Скорость работы при этом сопоставима с лазерными машинами: ПГ распыляет краску сразу по всей ширине листа, не затрачивая времени на лишние движения.

Обычные печатные головы при этом могут либо называться неподвижными, либо просто никак не называться (если внимание на этом не акцентируют, значит и ПГ стандартная).

Характеристики ПГ

Стоит обратить внимание и на отдельные характеристики печатающих голов, сказывающихся на качестве получаемых изображений:

  • Количество цветов — глобальная характеристика не только головы, но и принтера, определяющая количество доступных для печати оттенков. В современных принтерах варьируется от 4 до 12 (хотя бывают и чёрно-белые принтеры с одним цветом).
  • Размер чернильных капель — объём краски в одной капле, выпускаемой из сопла. Варьируется в широких пределах примерно от 1 пиколитра и влияет на разрешение печати. Во многих современных принтерах дюзы в печатающих головах имеют переменные размеры.
  • Разрешение печати — одна из главных характеристик принтера, измеряемая в количестве точек (чернильных капель, по сути) на дюйм (Dots per inch, DPI). Чем выше значение характеристики, тем менее пикселизованная (зернистая) получается картинка. На разрешение влияют количество сопел ПГ и размер капли. Примечание: стоит также отличать DPI от показателя PPI (pixels per inch, пикели на дюйм), который отражает качество исходной компьютерной картинки, и к характеристикам ПГ и отпечатков никак не относится.
Читайте также:  Как сохранить скайп на рабочем столе

Использование ПГ

Печатающие головы не только наиболее технически сложные, но и самые уязвимые элементы принтеров. Основными неисправностями можно считать две:

  • Пересыхание дюз. Долгий простой в работе принтера, обычно, приводит к тому, что чернила начинают сохнуть и забивать ПГ. Особенно это критично для пигментных чернил. Тем не менее, даже серьёзные засоры можно устранить ручной промывкой чернильной жидкостью.
  • Выгорание дюз. Значительно более серьёзная проблема, касающаяся в первую очередь термоструйных голов. Случается такое, обычно, при отключении слежения за уровнем чернил в устройствах Canon и HP, после холостой печати. То есть принтер пытается качать из картриджа чернила, но те закончились и вместо них идёт воздух. В итоге перегретые сопла не могут охладиться и они сгорают.

Печатающая головка струйного принтера — что такое, разновидности, особенности

Печатающая головка (ПГ) — один из наиболее технически сложных элементов струйного принтера или МФУ и, по сути, главная его действующая деталь. ПГ отвечает за распыление чернил на поверхность носителя, так что её характеристики и особенности напрямую влияют на качество печати.

Типы ПГ по технологии печати

На рынке представлены два доминирующих типа голов, отличающихся технологией формирования чернильной капли:

  • Пьезоэлектрические ПГ. Работают по принципу выталкивания капель мембраной, которая колеблется под действием электрического тока. Такие головы более надёжны и отличаются продолжительным сроком службы, однако, в среднем стоят дороже. Ошибочно считается, что технология разработана и запатентована компанией Epson, однако и чуть менее известная продукция компании Brother работает на ней. Печатные устройства с пьезо-головами, обычно, можно перевести на другой тип чернил (водные на пигмент, либо сублимацию).
  • Термоструйные ПГ. В данных головах используются нагревательные элементы, испаряющие чернила на бумагу. Из-за высокой температуры, поддерживающейся внутри, термо-головы куда чувствительнее к холостой печати (чернила охлаждают голову, но если их нет, а принтер пытается работать — голова сгорает).Тем не менее, термоструйная технология дешевле в производстве настолько, что такие головы могут использоваться даже в качестве расходного материала (картриджи со встроенной ПГ). Сама технология изобретена и активно применяется компанией Canon (как BubbleJet), а также американцами из HP.

Типы ПГ по отношению к картриджам

Для эффективного процесса печати на печатающую голову должна подаваться краска из специальных ёмкостей. Таким образом можно разделить принтеры по взаимному расположению ПГ и чернильных отсеков.

ПГ встроена в картридж. Довольно хитрая, с точки зрения маркетинга, система. Сам принтер представляет собой по сути механический блок, который протягивает бумагу и двигает каретку, а чернила и печатающая голова совмещены в картридже. В результате, само устройство стоит очень дёшево, а расходники к нему — чуть ли не дороже самого принтера. Картриджей при этом, обычно, всего два: чёрный и цветной. В последнем на каждый цвет приходится по 1-3 мл чернил. Несложно предположить, что надолго такого не хватит.

Картриджи устанавливаются в ПГ. В устройствах подобного типа картриджей уже больше двух (основа из четырёх: чёрного, голубого, пурпурного и жёлтого, но возможны дополнительные цвета) и они представляют собой просто контейнер с чернилами. Устанавливаются совместно с головой на каретке и в процессе печати находятся в движении. Подобное расположение актуально в основном для сравнительно недорогих домашних и офисных струйников с картриджами малой вместительности (примерно до 20 мл). Вес картриджей больших объёмов приводил бы к быстрому износу механики принтера.

Картриджи отдельно от ПГ. Для производительных офисных принтеров, а также широкоформатных устройств, актуальна установка картриджей отдельно от ПГ, в специальный отсек. Чернила передаются в голову по системе шлейфов и та не испытывает нагрузки от веса контейнеров. Таким образом, объём картриджей по сути не ограничен и в некоторых профессиональных устройствах может доходить почти до литра.

Типы ПГ по подвижности

Деление стало актуально в последнее время. Раньше наиболее существенным различием лазерных и струйных принтеров была скорость работы. Если в струйниках ПГ приходилось бегать от одного края листа к другому для формирования картинки, лазерный картридж сразу пропечатывал изображение по всей ширине страницы, то есть сильно быстрее.

Читайте также:  Гибкий магнитный диск это

С недавних пор на рынке представлены струйные устройства с так называемой линейной (или неподвижной) печатающей головой. На такой работают модели из серий Epson WorkForce Enterprise и HP PageWide. Скорость работы при этом сопоставима с лазерными машинами: ПГ распыляет краску сразу по всей ширине листа, не затрачивая времени на лишние движения.

Обычные печатные головы при этом могут либо называться неподвижными, либо просто никак не называться (если внимание на этом не акцентируют, значит и ПГ стандартная).

Характеристики ПГ

Стоит обратить внимание и на отдельные характеристики печатающих голов, сказывающихся на качестве получаемых изображений:

  • Количество цветов — глобальная характеристика не только головы, но и принтера, определяющая количество доступных для печати оттенков. В современных принтерах варьируется от 4 до 12 (хотя бывают и чёрно-белые принтеры с одним цветом).
  • Размер чернильных капель — объём краски в одной капле, выпускаемой из сопла. Варьируется в широких пределах примерно от 1 пиколитра и влияет на разрешение печати. Во многих современных принтерах дюзы в печатающих головах имеют переменные размеры.
  • Разрешение печати — одна из главных характеристик принтера, измеряемая в количестве точек (чернильных капель, по сути) на дюйм (Dots per inch, DPI). Чем выше значение характеристики, тем менее пикселизованная (зернистая) получается картинка. На разрешение влияют количество сопел ПГ и размер капли. Примечание: стоит также отличать DPI от показателя PPI (pixels per inch, пикели на дюйм), который отражает качество исходной компьютерной картинки, и к характеристикам ПГ и отпечатков никак не относится.

Использование ПГ

Печатающие головы не только наиболее технически сложные, но и самые уязвимые элементы принтеров. Основными неисправностями можно считать две:

  • Пересыхание дюз. Долгий простой в работе принтера, обычно, приводит к тому, что чернила начинают сохнуть и забивать ПГ. Особенно это критично для пигментных чернил. Тем не менее, даже серьёзные засоры можно устранить ручной промывкой чернильной жидкостью.
  • Выгорание дюз. Значительно более серьёзная проблема, касающаяся в первую очередь термоструйных голов. Случается такое, обычно, при отключении слежения за уровнем чернил в устройствах Canon и HP, после холостой печати. То есть принтер пытается качать из картриджа чернила, но те закончились и вместо них идёт воздух. В итоге перегретые сопла не могут охладиться и они сгорают.

Струйный принтер со встроенной СНПЧ — Epson M100

Печатающая головка устройства оснащена множеством микроскопических отверстий, называемых дюзами, или соплами, через которые на бумагу, пластик или другой материал попадают чернила. ПГ перемещается вдоль неподвижного листа, не касаясь его поверхности, и выстреливает капельками красителя.

Концепция струйной печати появилась еще в XIX веке, а в 1951 году компания Siemens запатентовала струйный принтер, основанный на технологии непрерывной подачи чернил (Continuous Ink Jet).

Непрерывная подача

Метод строится на постоянном выталкивании краски через сопла насосом высокого давления. На уровне дюз струя чернил разбивается на множество капель акустической волной, создаваемой пьезоэлектрическим кристаллом. Одновременно капли, которые не должны попасть на бумагу, отклоняются электростатической системой и по специальному резервуару поступают обратно. В процессе печати используется относительно малое количество капель, основная масса возвращается для повторного использования.

Технология имеет определенные преимущества:

  • сопла не пересыхают, так как чернила проходят через них постоянно;
  • сила выброса капель велика и печать возможна при значительном расстоянии от печатающей головки до бумаги;
  • добавление в состав чернил летучих растворителей позволяет капле долететь до нужного места и быстро высохнуть.

Такие принтеры продолжают использоваться в медицине как самописцы, в промышленности – для маркировки товаров, упаковок. Но они имеют и существенные недостатки:

  • растворитель, входящий в состав чернил, испаряется при непрерывной циркуляции через сопла и возврата по специальному желобу, и краситель становится вязким, что требует постоянного контроля и разбавления;
  • принтеры громоздки и очень дороги.

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.

Читайте также:  Как перепечатать текст с картинки

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

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.

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.

Пьезоэлектрический метод

Пьезоэлектрическая печатающая головка

Компания Epson разработала собственную технологию, основанную на расширении пьезокристалла под воздействием электрического тока. Получив импульс, пьезоэлемент деформируется и приводит в действие вибропластину, или диафрагму, которая оказывает давление на чернильную камеру, выдавливая через сопла каплю. При этом температура значительно не меняется, что способствует продолжительности срока службы печатающей головки. Это важно, так как ПГ сложна и является неотъемлемой частью устройства. Конечно, у любого струйного принтера может засохнуть печатающая головка, если она долго не работала, или картриджи были заправлены неподходящими чернилами. Но для принтеров производства Epson очень велика вероятность успешного восстановления детали.

Управление формой капли

Цветное изображение более четкое и контрастное, что объясняется тем, как работает струйный принтер с пьезоэлектрической схемой подачи чернил. Сразу после выталкивания мембраной капли через сопло, на пьезокристалл поступает противоположный импульс, заставляющий вибропластину выгнуться в обратном направлении. Чернильная камера увеличивается, что позволяет не только впустить в нее следующую порцию краски из картриджа, но и затянуть обратно чернила, следующие за каплей и предотвратить образование капелек-сателлитов. Именно такие внеплановые брызги чернил, следующие за основным выбросом, делают слегка размытой печать сплошных графических изображений термоструйными принтерами.

Качество печати фотографий повышается при уменьшении капли. В термических головках эта задача решается изменением размера дюз. Для пьезоэлектрической технологии диаметр сопла неважен, достаточно контролировать силу тока, чтобы выбрасывался соответствующий объем красителя. Печать всего изображения микрокаплями размером в 1 пиколитр, как это происходит на термоструйных принтерах, занимает много времени.

Формирование капель разного размера

Пьезотехнология позволяет использовать капли разных размеров по мере необходимости: при печати зоны сплошного заполнения – большие, для мелких деталей или оттенков – маленькие. За один проход каретки могут выбрасываться капли трех размеров, что существенно увеличивает скорость печати.

Производство пьезоэлектрической печатающей головки значительно дороже термической, однако технология позволяет обеспечить длительный срок службы и высокое качество печати.

Ссылка на основную публикацию
Как поставить старую версию скайпа
Программа Skype, как и любой другой активно развивающийся софт, постоянно обновляется. Однако не всегда новые версии выглядят и работают лучше...
Как повернуть диаграмму на 90 градусов
Научимся вращать (поворачивать) график функции относительно начала координат. Для примера используем график функции y=x*sin(10*x). Координаты (x'; y') в результате поворота...
Как повернуть купольную камеру видеонаблюдения
Страница 12 5 Регулировка положения видеокамеры Положение купольной видеокамеры можно регулировать по двум осям. Следя за изображением на мониторе, отрегулируйте...
Как поставить фотографию на контакт в андроид
На любом смартфоне реализована возможность установки изображения на телефонный контакт. Оно будет отображаться при поступлении входящих звонков от этого контакта...
Adblock detector