Как работает струйный принтер. Часть 1

Здравствуйте, уважаемые читатели блога!

Сегодня мы будем знакомиться с тем, как устроен струйный принтер. Ведь интересное же – как это из небольшого «сундучка» на рабочем столе выползает цветная картинка?

На вопрос «как работает струйный принтер» можно дать простой ответ: «Очень просто! Включаешь — и он сразу начинает работать».

А если серьезно, то струйный принтер — это достаточно сложная машина.

Много светлых умов постаралось (и старается сейчас), чтобы порадовать нас возможностью красивой цветной печати.

Цветное изображение образуется из мельчайших капелек цветных чернил, которые выбрасываются из сопел — узких отверстий. Диаметр их может быть в несколько раз тоньше человеческого волоса.

Они попадают на носитель будущего изображения — бумагу (обычную или специальную), пленку, ткань, обратную сторону CD-диска и т.п. В условиях дома или офиса чаще всего печатают на бумаге,  поэтому дальнейшее изложение будем вести применительно к этому носителю.

Чем же определяется качество изображения?

Струйные принтеры непрерывно совершенствуются. Одно из направлений прогресса в этой области — уменьшение размера выбрасываемой капельки. Чем меньше объем капли,  тем меньше «клякса» на бумаге. Тем четче получается изображение — как основные цвета, так и тени, и полутона. В современных принтерах объем выбрасываемой капельки доведен до объема единиц пиколитров (пл).

Один пиколитр — это 10^ -12 л. Чтобы представить себе, насколько это малая величина, вспомним медицинские шприцы с делениями. Всем нам хотя бы раз в жизни приходилось делать укол. Один «кубик» (кубический сантиметр) — это один миллилитр (мл) или 10^ -3 л, тысячная доля миллилитра  — это микролитр (мкл) или 10 ^ — 6 л.

Если теперь разделить один микролитр еще на миллион частей, то это и будет один пиколитр. Как говорят математики — бесконечно малая величина!

Качество изображения определяется не только размерами капелек, но и многими другими  показателями, в частности, технологией печати. В принтерах для дома и офиса применяются две технологии — термоструйная и пьезоэлектрическая.

При одинаковом объеме капли качество печати на принтере с пьезоэлектрической технологией в общем случае выше, так как меньше размеры «кляксы». Меньше они потому, что при пьезоэлектрической печати капельки вылетают в форме «шарика», а при термоструйной — в форме «блина».

Чернила и бумага

Большое значение имеют тип и качество чернил. Для разных носителей, разных условий эксплуатации отпечатанных изображений разработаны десятки различных типов чернил. Ведь кто-то печатает фотографии для своего домашнего фотоальбома, а кто-то — рекламные постеры, висящие на улице. Уличные постеры подвержены действию солнечной радиации и атмосферных осадков.

Для домашних и офисных принтеров в большинстве случаев используются чернила на основе специальным образом подготовленной воды. Бывают еще на основе сольвента (растворителя) — сольвентные или эко-сольвентные. В последних количество растворителя снижено.

При использовании конкретного типа чернил большое значение имеет и тип носителя. Наилучшее качество изображения получается при соответствующем типе бумаги. Поэтому фирмы-производители струйных принтеров обычно выпускают множество сортов бумаги и фотобумаги.

Бумага и фотобумага имеют множество показателей — плотность (в граммах на квадратный метр), влажность, шероховатость, цвет, и т.д. Мы не будем сейчас подробно исследовать эту область. Скажем только, что фотобумага отличается от обычной офисной тем, что содержит в себе несколько слоев. Верхний слой фотобумаги — защитный.

Программное обеспечение

Качество печати и скорость работы зависит и от программного обеспечения принтера, в частности, его драйвера. Драйвер принтера — это программа, которая преобразует цветную картинку определенного формата  в формат, понятный принтеру. Цифровое изображение — это файл с расширением *.png, *gif, *,jpg, *.bmp  и т.п.

Из драйвера можно задавать не только размер печатаемого изображения и его цветовую гамму, но и осуществлять различные технологические операции:

• — прочистку печатающих сопел,
• — распечатку тестовых изображений,
• — калибровку цветов,
• — подключение цветовых профилей и другие.

Сам принтер, как микропроцессорная система, имеет встроенную программу, которая называется «firmware». Она определяет не только качество печати, но и весь ход работы печатающего устройства, и весь его  «интеллект». Впрочем, рядовой пользователь с firmware дела не имеет, это удел сервисных центров и квалифицированных ремонтников.

Рассмотрим чуть более подробно, как работает аппаратная часть («железо») струйного принтера. Условно ее можно разделить на следующие части:

• — механизм транспорта носителя,
• — механизм перемещения каретки  с печатающей головкой и картриджами,
• — печатающий узел (головка или картриджи),
• — оптические, механические и прочие датчики,
• — источник вторичного электропитания («блок питания», если по-простому).

Механизм транспорта носителя

Механизм транспорта носителя включает в себя:

• — двигатель,
• — вал подачи,
• — ролик захвата,
• — выходные направляющие.

Бумага в принтер может подаваться спереди, сзади или сверху. В принтерах фирмы HP (Hewlett-Packard) обычно имеются два источника подачи:

• — спереди (нижний лоток — для пачки бумаги, верхний — для одиночных листов),
• — сзади (это просто щель в задней стенке принтера).

При подаче спереди включается двигатель, поднимается поддон, подводя лист бумаги к ролику захвата.  Начинает вращаться вал подачи носителя.

Вал подачи носителя имеет обрезиненные участки, снизу лист бумаги также поддерживается роликами. Таким образом, лист надежно фиксируется и подается в начальное положение области печати (под печатающую головку). При подаче спереди лист переворачивается в механизме подачи на 180 градусов.

Но так можно поступать  с относительно неплотной бумагой (плотностью не более 105 — 120 г/кв. м). При работе с открытками используется бумага с гораздо более высокой плотностью (150 — 250 г/кв. м), обладающая  повышенной жесткостью, которая должна подаваться из заднего источника. Она не изгибается (как при печати из переднего источника) и сразу подается в рабочую зону.

Фирмы EPSON и CANON часто используют подачу сверху, при этом напечатанное изображение выходит в нижней части принтера. В этом случае носитель также изгибается в механизме транспорта, но изгиб этот невелик (меньше 90 градусов). Поэтому может подаваться как тонкая офисная бумага плотностью 80 г/кв. м, так и картон плотностью до 250 г/кв. м.

Механизм перемещения каретки

Но вот бумага подана в зону печати. Что же дальше? А дальше печатающая головка должна проехать над листом бумаги (очень близко возле него) и «поплевать» в него цветными капельками. Возвратно-поступательное движение каретки с печатающей головкой (или картриджами) осуществляется другим двигателем.

Используются ременная передача и зубчатые колеса. Ремень обычно подпружинен, чтобы осуществить необходимое натяжение. За один проход головка печатает изображение шириной в несколько миллиметров. После того, как полоска изображения напечатана, механизм подачи прокручивает лист вперед, подводя к рабочей зоне место, свободное от печати. Далее процесс повторяется.

В зависимости от требуемого качества (и настроек драйвера принтера), головка может проходить над одним и тем же местом на листе бумаги несколько раз. Таким образом, при самой качественной печати (фотографического качества), чернил расходуется больше и длительность работы увеличивается. При черновом качестве чернил расходуется меньше всего и скорость работы максимальна.

В этом месте сделаем паузу. «Давайте делать паузы в словах!» —  пел когда-то А. Макаревич.

Можно прочитать еще раз, чтобы лучше запомнилось. Во второй части статьи мы продолжим знакомиться с принципами работы струйного принтера.

Чтобы не пропустить, подпишитесь на обновления блога!

С Вами был Vsbot.

Продолжение следует…