Году модель пузырьково-струйного принтера с головкой, оборудованной 128

1993 году модель пузырьково-струйного принтера с головкой, оборудованной 128

распылителями, и полностью интегрированным последовательно-параллельным

преобразователем.

Функционирование пузырьково-струйного сопла-распылителя:

Сначала сильный импульс напряжения длительностью 3-7 мкс подается на крохотный

нагревательный элемент, который мгновенно накаляется до 500 гр. цельсия. На его

поверхности температура превышает 300 гр.цельсия. Мощность нагрева поверхности

настолько велика, что при увеличении длительности импульса напряжения всего лишь

на несколько микросекунд нагревательный элемент моментально бы разрушился.

Сразу же в тонкой пленке над нагревательным элементом начинают кипеть чернила, и

через 15 мкс образуется закрытый пузырек пара высокого давления (до 10 бар). Он

выталкивает каплю чернил из сопла-распылителя, при чем скорость полета капли

достигает 10 м/с и более. Через 40 мкс пузырек, соединившись с атмосферой, опять

опадает, однако пройдет еще 200 мкс, пока новые чернила под действием

капиллярных сил не будут засосаны из резервуара.

Пузырьково-струйная печать с боковым и прямым распылением чернил:

Edje- и Sidechooter.

С самого начала пузырьково-струйные печатающие головки делились на две группы.

Компания Canon, изобретатель системы, предпочла вариант Edlgeshooter. Почти

одновременно фирма Hewlett-Packard разработала головку типа Sidechooter, которую

теперь изготавливает и компания Olivetti.

Головка Edgeshooter, как становится ясно уже из названия, разбризгивает

чернильные капли "за угол", т.е. перпендикулярно к направлению образования

пузырьков. В головке Sideshooter, где пластина с соплами-распылителями находится

поверх нагревательных элементов и каналов подачи чернил, пузырьки и капли

движутся в одном направлении. Поскольку края сопел-распылителей в головках типа

Sideshooter сделаны из однородного, а не из различных материалов, как в

Edgeshooter, процесс изготовления распылителей с отверстиями определенного

размера для Sideshooter значительно проще, чем для головок Edgeshooter. Кроме

того, приходится учитывать неодинаковое смачивание разнородной поверхности

головки Edgeshooter.

С другой стороны, при прямом распылении красителя для сопел требуется более

обширная поверхность, что может доставить неприятности, в частности, создателям

будущих систем печати с большим количеством распылителей и повышенным

разрешением. Вдобавок чернила, с силой ударяющиеся о поверхность нагревательного

элемента после опадения пузырька пара, рано или поздно вызовут ее повреждение

вследствие кавитации. Возможно, по этой причине способ прямого распыления до сих

пор использовался только в сменных печатающих головках с ограниченным сроком

службы.

Требования к качеству чернил для любой системы струйной термопечати очень

высоки, значительно выше, чем пьезосистемах. Принцип функционирования и высокие

температуры обусловливают применение только смешанных растворимых красителей на

водяной основе.

Красители должны соответствовать целому ряду требований:

- быть совместными с материалами, из которых сделан печатающий механизм;

- не образовывать отложений в каналах и распылителях, а также не расслаиваться;

- храниться в течении длительного времени;

- обладать определенными показателями плотности, вязкости и повехностного

натяжения при температурах от 10 до 40 гр. цельсия;

- ну служить питательной средой для образования бактерий и водорослей;

- не содержать ядовитых или канцерогенных веществ и не возгораться.

К тому же красители для струйной термопечати должны образовывать пузырьки пара

без отложения осадков и выдерживать кратковременное нагревание до 350

гр.цельсия.

Почему же струйная печать считается наиболее экологически чистым способом печати

набумаге? Во-первых, пользователям, жаловамшимся на шум, понравилось, что

струйный принтер работает почти бесшумно. Больше не слышно ни действующего на

нервы скрежета иголок о бумагу, ни вечного жужжания вентилятора - только

шелестятлисты бумаги и тихо щелкают при переключении механиеские приводы

перемещения головки и подачи бумаги.

Во-вторых, устройство с минимальным выделением тепла, не производящее шума и

озона, потребляет и меньше энергии - вот причина тому, что все современные,

независимые от сети принтеры малого размера являются струйными.

Наконец сам краситель не содержит никаких экологически вредных добавок; при

сжигании распечатанных документов не образуется двуокиси углерода в отличие,

например, от тонера лазерных принтеров и копировальных аппаратов.

И даже утверждение, что печатающие головки пузырьково-струйных принтеров

необходимо регулярно заменять новыми, больше не соответствует истине: ведь

печатающий элемент почти на 98% состоит из кремния или стекла. К стати

изготовителям вскоре придется задуматься о том, каким образом можно

утилизировать многие миллионы изготовленных печатающих головок или резервуаров

для чернил.

В каком направлении пойдет развитие технологий струйной печати в будующем?

Безусловно в направлении цветной печати. Обычные устройства черно-белой печати с

разрешающей способностью 300 точек/дюйм и эмуляцией PCL(Deskjet Hewlett-Packard)

уже выдержали испытания временем. Эмуляция языка PCL стала фактическим

стандартом в области струйных принтеров, к тому же она обеспечивает

совместимость с современными и будущими моделями лазерных принтеров.

Хотя разрешение 300 точек/дюйм и достаточно для безукоризненной распечатки

текста и графики, оно не годится для картинок в полутонах, растровых изображений

и фотореалистических изображений. Соответствующего качества можно добиться, если

значительно повысить разрешение или найти возвожность целевого варьирования

количеств красителя.

Уже можно привести примеры реализации обоих этих способов в других методах

печати. Так в издательской сфере давно работают с разрешением 2540 точек/дюйм и

более. С другой стороны, диффузионные принтеры - усовершенствованный вариант

термографических принтеров - способны печатать на спецальной глянцевой бумаге

каждую точку растра с желаемой интенсивностью цвета.

Требования к качеству воспроизведения информации на бумаге растут, и функция

цветной печати, вероятно, станет не исключительной, а скорее стандартной

особенностью следующих моделей принтеров. Таким образом число сопел-распылителей

будет постоянно увеличиваться. В следствие возрастания мощностей и усиления

нажима со стороны конкурентов изготовителям придется уменьшать размеры своих

изделий и интегрировать новые функции.

Способ струйной печати, зародившийся около 50 лет назад, - относительно молодая

технология. Вполне очевидно, что струйные принтеры завоевывают массовый рынок,

вытесняя таким образом матричные принтеры. Если же разработчикам удастся

повысить разрешение и скорость печати струйных принтеров, то изготовителям

медлительных лазерных принтеров придется всерьез побороться за место на рынке.

До сих пор никакой другой метод печати не порождал такого разнообразия

вариантов, как струйная печать, при чем не подлежит сомнению что возможность

этой технологии еще долго не будет исчерпана.