Среди всех технологий создания изображения, свою популярность завоевал струйный способ печати.

Его применяют в принтерах, в том числе широкоформатных.

Преимуществом такой технологии является то, что капля краски формируется только в нужный момент, что позволяет получить высококачественные изображения.

Термическая струйная печать что это

В этой статье расскажем, термическая струйная печать что это, ее преимущества, принцип работы, и в каких случаях применяется.

Готовое изображение состоит из большого количества микроскопических точек краски различного цвета (цветная струйная термическая печать).

В момент, когда нужно нанести изображение, в микроскопической камере сопла находится краска, которую нужно каким-то образом вытолкнуть на поверхность запечатываемого материала (например, бумаги).

Термический способ печати заключается в том, что в камере находится нагревательный элемент, на который в момент печати поступает ток. Продолжительность одномоментного включения тока составляет малый период, до 2 миллионных доли секунды.

Под его действием элемент нагревается, температура краски увеличивается до 500º, увеличивается объем краски в сопле, что повышает давление в камере, из нее выталкивается нужна порция красителя. Есть информация, что в камере, в момент нагревания образуется давление больше 100 атмосфер, что достаточно много.

После этого образуется вакуум, который способствует втягиванию новой порции краски. Этот процесс повторяется по несколько тысяч раз в секунду.

Оборудование для термической струйной печати

Этот способ печати применяется в подавляющем большинстве струйных принтеров. Технология была представлена на рынок в начале 80-х годов прошлого века. Ведущими производителями являются компании Canon, HP, Lexmark.

Современное оборудование позволяет формировать капли размером до 35-40 мкм, что дает возможность получить высококачественное и детализированное изображение.

Как правило, в термических принтерах есть две печатающие головки. Одна предназначена для печатания черной краской, а другие для цветной печати (голубая, пурпурная и желтая краски).

В одной печатающей головке, в зависимости от модели, может быть до нескольких сотен сопел.

В зависимости от модели, головки могут быть неразрывно соединены с картриджами или встроенные в принтер, то есть многоразового пользования. Последний вариант дает возможность быть более уверенным в качестве печати, ведь этот элемент не успевает выработать свой ресурс. Но таким образом цена печати становится больше.

Преимущества и недостатки термической печати

Термическая струйная печать широко применяется в печатной технике, благодаря:

• малошумность работы оборудования,
• обеспечивает высокое качество и разрешение печати,
• технология печати термическая струйная позволяет получить надежные печатающие головки,
• стабильность работы принтеров на этой технологии,
• высокая скорость печатания.

Недостатки термического печати:

Не всегда удается точно регулировать размер полученных капель,

В процессе работы могут образуются капли спутники, которые ухудшают качество полученного изображения,

Печатная головка иногда требует чистки,

Желательно выбирать специальную бумагу, который уменьшит растекания краски и коробление бумаги,

Дорогие картриджи с краской. Хотя некоторые рискуют и заказывают неоригинальные, которые немного дешевле.

Вывод

Струйная термальная печать дает возможность получить профессиональную печать по невысокой цене. Качество полученного изображения зависит от точности изготовления сопла, строения эжекционной камеры. Также, на получить изображения влияют характеристики используемого красителя (вязкость, поверхностное натяжение, способность к нагреву и испарения).

Надеемся, вам была интересна эта статья, которая дала ответ на вопрос: термическая струйная печать что это и в каких случаях применяется.

Оформление запроса

Пожалуйста, заполните контактные поля формы

Получать IT-новости

Поля, помеченные * обязательны для заполнения

Краткие характеристики струйной пьезоэлектрической и термоструйной технологии печати

Каталог со струйной пьезоэлектрической технологией печати.

Самые распространенные сегодня принтеры основаны на струйной технологии: измельченный краситель в виде капель распыляется на материал. Обычно, как и в матричных принтерах, печатающая головка движется поперек направления подачи носителя, формируя полосу изображения, а затем носитель сдвигается для печати следующей полосы. Однако вместо иголок в головке имеется множество сопел для выбрасывания краски.

В струйной технологии печати чернилами сложились две технологических ветви:

• термоструйная, в которой активизация краски и ее выброс происходят под действием нагрева;
• пьезоэлектрическая, в которой выброс краски происходит под давлением, создаваемым колебанием мембраны.

Пьезоэлектрическая струйная технология

Пьезоэлектрическая система, созданная на базе электромеханического устройства и доведенная до коммерческой готовности компанией Epson (дочерняя компания японской Seiko), впервые была использована в струйных принтерах Epson еще в 1993 году. Успешно используется до сих пор (2011 год).

Система выброса капли

В основе пьезотехнологии лежит свойство некоторых кристаллов, называемых пьезокристаллами (примером могут служить кристаллы кварца в распространенных теперь кварцевых наручных часах), деформироваться под действием электрического тока; таким образом, этот термин определяет электромеханическое явление. Это физическое свойство позволяет использовать некоторые материалы для создания миниатюрного "чернильного насоса", в котором смена положительного напряжения на отрицательное будет вызывать сжатие небольшого объема чернил и энергичный выброс его через открытое сопло. Как и при формировании чернильной струи за счет термических эффектов, размер капли здесь определяется физическими характеристиками эжекционной камеры (firing chamber) и давлением, создаваемым в этой камере за счет деформации пьезокристалла.

Модуляция, т. е. изменение размера капли, осуществляется путем изменения величины тока, протекающего через эжекционный механизм. Как и в термопринтерах, частота выброса под действием пьезоэффекта зависит от потенциальной частоты электрических импульсов, которая, в свою очередь, определяется временем возвращения камеры в "спокойное" состояние, когда она заполнена чернилами и готова к следующему рабочему циклу. Пьезотехнология отличается высокой надежностью, что очень важно, потому что печатающая головка, по чисто экономическим причинам, не может быть частью сменного картриджа с чернилами, как в термических системах, а обязательно должна быть жестко соединена с принтером.

Преимущества и недостатки

Как у термических, так и у пьезоэлектрических систем качество работы определяется многими факторами. Возможность изменения размера точки дает пьезотехнологии определенные преимущества.

С другой стороны, пьезотехнология сталкивается с некоторыми чисто физическими ограничениями. Например, большие геометрические размеры электромеханической эжекционной камеры означают, что плотность размещения сопел по вертикали должна быть меньше, чем у термических аналогов. Это не только ограничивает перспективы дальнейшей разработки, но означает также, что для получения более высокого разрешения и однородности при высококачественной печати требуется несколько проходов печатающей головки по одной и той же странице.

Стационарная печатающая головка в определенной мере экономически выгодна, потому что ее не приходится менять. Однако это преимущество частично обесценивается тем, что существует опасность проникновения воздуха в систему при смене картриджа. При этом сопла закупориваются, качество печати ухудшается, и для восстановления нормальной работоспособности системы требуется провести несколько циклов очистки. Еще одно существующее пока ограничение для пьезосистем касается использования чернил на основе красителей (dye based inks): при использовании пигментных чернил, которые имеют более высокое качество, но при этом обладают и более высокой плотностью, также возникает опасность закупорки сопел.

Перспективы

Пьезоэлектрическая печатающая головка, сконструированная на основе ранее существовавшей технологии, отличается более низкими расходами на разработку, но зато она заметно дороже в изготовлении. В настоящее время такие преимущества пьезоэлектрических головок как высокая надежность и возможность изменения размеров капли весьма существенны и позволяют изготовлять продукцию очень высокого качества.

Вертикальное разрешение

Число вертикальных позиций связано, прежде всего, с числом вертикально расположенных сопел на печатающей головке (линий на дюйм). Поскольку существуют трудности при создании печатной головки, включающей элементы, которые охватывают сразу две вертикальные линии, то два отдельных ряда сопел размещаются рядом друг с другом.

Для достижения приемлемой скорости печати во время каждого прохода печатающей головки должно быть напечатано максимальное число линий. В этой ситуации производитель должен сделать выбор между скоростью (более высокая печатная головка и максимальное число сопел) и производственными затратами (минимальное число сопел).

Горизонтальное разрешение

Число горизонтальных позиций, так называемое число капель на дюйм (dpi), является функцией от частоты, с которой выбрасываются капли, и скорости, с которой печатающая головка перемещается по горизонтальной оси. Управляемое сопло в определенные моменты дискретно выбрасывает капли чернил и таким образом проводит линию.

Главная трудность для производителя состоит в сочетании качества (максимум выбросов капель на строку) и скорости (минимум выбросов капель на строку для достижения более высокой скорости). Скорость выброса капель составляет от 10 до 20 тыс. в секунду. Изменяя эту частоту или скорость перемещения каретки печатающей головки, можно достичь оптимальной плотности горизонтального размещения капель.

Физиологические факторы и цветовое восприятие

Ощущение качества цветного документа тесно связано с физиологией человеческого зрения. С учетом некоторых индивидуальных отклонений глаз человека способен различать только цвета, имеющие длину волн в диапазоне от 380 нм (фиолетовый) до 780 нм (красный). Внутри этого спектра мозг человека может различить около миллиона оттенков цветов (опять же с небольшими индивидуальными различиями).

Воспринимаемый цветовой спектр играет важную роль при зрительной оценке различий в качестве печати документов: принтеры, способные воспроизводить большее число оттенков цвета, будут создавать документы, которым человеческое зрение будет субъективно приписывать более высокое качество.

Число цветов

Общее число возможных цветов, в которые может быть окрашена элементарная точка, соответствует числу адресуемых элементарных цветов. При трех основных цветах можно получить восемь базовых цветов: голубой (Cyan), пурпурный (Magenta), желтый (Yellow), красный (Cyan + Yellow), зеленый (Yellow + Cyan), синий (Cyan + Magenta), белый и черный цвета.

Эта система двоична, поскольку цветовые точки могут присутствовать или нет. Если мы применим принцип полутоновой серой шкалы к этим трем основным цветам, создавая таким образом цветовые оттенки, мы получим 256 оттенков для каждого из трех основных цветов и таким образом 256 в третьей степени возможных цветовых комбинации на один точечный элемент. Другими словами, это число больше, чем может различить глаз человека.

Размер капли

Размер капли представляет сложную функцию от давления, с которым выбрасываются чернила, и диаметра сопла. Обычно размер капли сохраняется неизменным. В определенных случаях размер может изменяться, и эта технология известна как печать с изменяемым размером капли.

Существует определенная связь между размером капли и размером точки, воспроизводимой на бумаге. Теоретически, капля размером 20 пиколитров соответствует точке размером 60 микрон (это приблизительно равно одной четырехсотой части дюйма), тогда как капля размером 2 пиколитра поставит точку 30 микрон, едва видимую человеческим глазом.

Матрица разрешения M

Разрешение - это параметр, наиболее просто поддающийся количественной оценке при определении качества печати документа. Разрешение оценивает точность, с которой точки располагаются на странице.

Матрица разрешения задает для любой заданной точки общее число возможных позиций. При технологии печати с двойной печатной головкой могут быть две различные матрицы: одна для цветной печати, а другая для черно-белой. Матрица позволяет создавать цветовые уровни для каждой элементарной точки. Поскольку разрешение является результатом совмещения двух различных технологических процессов, то горизонтальное и вертикальное разрешение могут отличаться.

Новейшим достижением в струйной печати в свое время являлось горизонтальное разрешение 2400 dpi, которое дает возможность разместить 2400 печатных матриц на дюйм печатной строки, что вдвое превосходит наиболее распространенный в настоящее время стандарт.

Благодаря точности печати и микроскопическому размеру капли 7 пиколитров достигаются столь высокие результаты, что растр изображения становится абсолютно неразличим для человеческого зрения. Разрешение 2400 dpi таким образом предназначается для печати документов, требующих максимально высокого разрешения и безупречного качества.

Поскольку скорость печати в большой степени зависит от количества печатаемых точек, то при печати с разрешением 2400 x 1200 скорость будет несколько меньше, чем при печати с более низким разрешением.

По принципу работы струйные принтеры напоминают матричные, только вместо иголок ударяющих по красящей ленте, краска в струйных принтерах наносится непосредственно на бумагу каплями краски через очень малые отверстия называемые дюзами.

В настоящее время на рынке струйных печатающих устройств наибольшее распространение получили две технологии печати: термоструйная , в которой активизация краски и ее выброс происходят под действием нагрева, и пьезоэлектрическая , в которой выброс краски происходит под давлением, создаваемым колебанием мембраны.

Это принципиально разные технологии, имеющие свои плюсы и минусы.

Пьезоэлектрическая печать использует способность пьезокристаллов деформироваться под воздействием электрического тока. Это позволяет контролировать размер капли, толщину струи и даже скорость выброса капли на бумагу. Всё это позволяет получать изображения высокого разрешения. Также плюсом этой технологии является естественность цветопередачи, а это одно из условий качественной печати фотографий. Технология пьезопечати изобретена и запатентована фирмой Epson . Brother применяет обе технологии.

На сегодняшний день пьезоструйная печать является самой надежной по отношению к другим. При правильном уходе срок службы головки сравним со сроком службы самого печатающего устройства. Как правило пьезоэлектрическая печатающая головка является стационарной, то есть не заменяемой вместе с картриджем. Но вместе с этим есть ряд проблем, таких как очень дорогой ремонт и замена головки. Кроме того, пьезоструйные головки склонны к высоким требованиям к чернилам, возможности проникновения воздуха при замене картриджей или в случае, когда чернила заканчиваются в СНПЧ. При редкой печати сопла головки имеют склонность к закупориванию или косострую. Но если вы часто печатаете, лучше пьезоструйной головки не найти.

В термоструйной технологии подача чернил на бумагу происходит посредством нагревания, применяя температуру до 600 С. При этом качество термоструйной печати на порядок хуже пьезоструйной печати. А всё из-за взрывного характера капли и появления сателлитов, или капель-спутников. Отсюла искажения высококачественных изображений при печати. Кроме того, в следствии температуры образуется нагар и накипь, забивающие дюзы и приводящие к ухудшению цветопередачи, принтер начинает полосить. Кроме того перепады температуры способствуют разрушению печатающей головки, которая сгорает при перегреве. Это основной минус таких ПГ. Но, как правило, термоструйные пг менне дорогие, чем пьезоструйные пг и совмещены с картриджем. В следствии чего их заменяют более часто и с меньшими финансовыми затратами.

Внимание! Если термоструйные картриджи по ошибке заправить чернилами для пьезоэлектрической печати, то последствия могут быть плачевными.

Струйная печать представляет собой бесконтактный способ печати, при котором создается изображение или текст, благодаря точному нанесению мельчайших капель чернил на . 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 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.

В этой статье поговорим про такой популярный вид печати, как пьезоэлектрическая струйная печать.

Струйная печать печать: что это такое

Пьезоэлектрическая струйная печать это вид печати, при котором изображение наносит на запечатываемый материал с помощью печатающей головки. Такая головка состоит из сотен мелких сопел, из которых под действием мембраны выталкивается жидкий краситель - краска.

Технология печати пьезоэлектрическая струйная позволяет получать очень качественное изображение, из высоким разрешением. Размер капель с красителем в диаметре составляет десятки микрометров, что меньше, чем толщина человеческого волоса.

Процесс пьезоэлектрической струйной печати

Сам процесс печати выглядит так: запечатываемый материал подается из заданной скоростью, а перпендикулярно его движению, перемещается печатающая головка. Она движется от одного края материала к другому, после этого материал продвигается на определенный шаг, и печатающая головка делает новый проход.

Таким образом, запечатывается весь материал.

Этот способ печати разрабатывался из середины 70-х годов, но впервые в серийном производстве применила компания Epson, и в ее принтерах можно было увидеть пьезоэлектрическую струйную печать.

Принцип печатания

Название печати происходит из-за пьезоэлементов, которые применяются в этой технологии. Дело в том, что краситель выталкивается из микроскопических сопел под действием давления, которое создают пьезокристаллы. Эти элементы способны под действием электрического тока изменять свои размеры.

Таким образом, при изменении положительного тока на отрицательное, происходит изменение размера кристалла, и он подобно поршню выталкивает микроскопическую частичку краски из сопла, которая попадает на материал.

Объем капли краски зависит от размеров сопла, эжекционной камеры и силы, с которой кристалл выталкивает краситель наружу.

Таким образом, изменяя электрическое поле, можно управлять изображением, которое нужно получить.

Пьезоэлектрическая печать преимущества и недостатки

Как и любые технологии, пьезоэлектрическая печать пьезоэлектрическая струйная цветная имеет недостатки и преимущества. Кратко их рассмотрим.

Преимущества

Недостатки

1. Иногда, для получения высококачественного изображения, печатающая головка должна несколько раз пройти по той самой странице. Это негативно влияет на скорость и себестоимость печати.

2. Через засохшую краску или попадания воздуха сопла могут закупориваться, что значительно ухудшает качество печати. Для восстановления свойств печатающей головки, нужно ее очищать.

Часто причиной засыхания сопел принтера является использование некачественных поддельных красителей.

3. Принтеры, которые работают на этой технологии, имеют повышенные требования к качеству материала. Ведь краска имеет жидкую консистенцию, и может расплываться на рыхлых бумагах, что ухудшает качество полученного отпечатка. Он будет менее четким, с размытыми границами.

Правда, в последние годы компании Epson разработала новый вид чернил (Epson DURAbrite), который не требует высоких требований к качеству бумаги. Кроме этого, такие краски имеют повышенную устойчивость к воде и солнечному свету.

4. Иногда возможен дефект, когда капли краски не попадают точно на нужное место запечатываемого материала и при детальном рассмотрении это можно заметить.

5. Как правило, печатающая головка устанавливается сразу на принтер, и не является переменной. Кроме этого, эта часть устройства принтера достаточно дорога, в сравнении с головками принтеров, которые используют другие технологии печати.

Иногда, замена печатающей головки по стоимости может равняться едва не цене самого принтера.

Но на бумаге для струйной печати, качество изображения будет очень хорошим.

Как видим, пьезоэлектрическая широко применяется, благодаря своей надежности и качеству печати. И все это при невысоких затратах.

Верим, что наш ответ на вопрос “Пьезоэлектрическая струйная печать это” вас удовлетворил и вы получили информацию про принцип работы, преимущества и недостатки этого вида печати.

В заключение отметим, что кроме описанной нами технологии, в принтерах (пьезоэлектрический принтер) часто используется термоструйная, пузырьковая или . Но это уже тема другой статьи.