Особливості струминного друку. Дослідження якості друкування інформації пристроями струминного друку.

Мета роботи: ознайомитись з принципом дії, інтерфейсом, продуктивністю та функціональними можливостями пристроїв оперативного друку. Експериментальне дослідження якості друкування текстової та графічної інформації на пристроях оперативного друку.

1. Загальні відомості про струминний друк

Технологія струминного друку була розроблена в лабораторіях компаній Hewlett-Packard і Canon, а перші моделі принтерів з її використанням з'явилися в 1984р. Принцип формування чорнильних крапель, запропонований НР і Canon, одержав назву термічного або бульбашкового (bubble jet). У 1994 р. компанія Epson запропонувала ще одну технологію струминного друку – п'єзоелектричну. Обидві технології пройшли довгий шлях розвитку і використовуються й донині. Принтери з бульбашковим друком випускають Canon, Hewlett-Packard, Lexmark і Xerox, а Epson застосовує свої фірмові п'єзоелектричні головки.

У даний час виробники активізували свої зусилля у кількох напрямках. В першу чергу – це покращання характеристик моделей середньої та нижчої цінової категорії, які тепер володіють достатніми показниками швидкодії і високою якістю друку. Кардинальним напрямком розвитку є підвищення якості фотодруку; для цього розробники підвищили роздільну здатність до 4800 dpi в апаратному виконанні і 5760 dpi в “еквівалентному”, тобто за допомогою різноманітних алгоритмів. Але самим дієвим методом є зменшення розміру чорнильної краплі, який уже досягнув 2 пл (піколітра). Почали використовувати також так-звані висвітлені фоточорнила (Canon), нанесення різнокольорових крапель в одну точку (Hewlett-Packard) та інші технічні прийоми.

2. Технологія струминного друку та функціональні можливості пристроїв оперативного друку

Струминний друк — це процес отримання зображення при якому його елементи створюються краплями фарби, які вилітають через сопло з потрібною швидкістю. Струминні технології поділяються на: неперервну, імпульсну (п’єзоелектрична, термобульбашкова та зі зміною фаз). У всіх технологіях використовуються для друкування рідкі чорнила, а в технології зі зміною фаз —плавкі чорнила.

Основні характеристики струминних принтерів:

Швидкість друкування. Друкування у режимі нормальної якості складає 3-4 сторінки у хвилину. Кольоровий друк трохи довший.

Якість друкування. Дорогі моделі струминних принтерів із великою кількістю розпилювачів забезпечують високу якість зображення. Але велике значення має якість і товщина паперу. Щоб позбутися ефекту розтікання чорнил, деякі принтери застосовують підігрів паперу.

Роздільна здатність. Для друкування фотографічних зображень роздільна здатність складає до 4800 dpi в апаратному виконанні і 5760 dpi в “еквівалентному”.

Вибір носія. Для друкування використовується: звичайний папір для офісної техніки (80г/м²), спеціальний папір для струминних принтерів (90-100г/м²), спеціальний фотопапір для струминних принтерів (165-250г/м²), конверти, відкритки та наклейки.

Вологостійкість та стійкість до „вицвітання” відбитків. Вологостійкість пояснюється використанням нового типу чорнил та друкуванні на спеціальному папері.

Основним недоліком є засихання чорнил у розпилювачах. Усунути це можна лише заміною картриджа. Щоб не допустити засихання принтери обладнані пристроями очищення розпилювачів. По ціні та якості струменеві принтери ідеально підходять для домашнього користування. Заправка чорнилом не є дорогою й банки чорнила вистачає на декілька років.

Принцип роботи струминних принтерів

Принцип дії подібний до принципу дії матричних принтерів, але замість голок у друкуючому вузлі розташовані капілярні розпилювачі та резервуар із чорнилом. У середньому, число розпилювачів від 16 до 64, але існують моделі, де кількість розпилювачів сягає для чорних чорнил до 300, а для кольорових до 416. Резервуар із чорнилами може розташовуватися окремо і через капіляри з'єднуватись з друкуючим вузлом (Canon), а може бути вбудованим у друкуючий вузол і замінятись разом із ним (Hewlett-Packard). Кожна конструкція має свої недоліки та переваги. Вбудований у друкуючий вузол резервуар являє собою конструктивно окремий пристрій (картридж), який дуже легко замінити. Більшість сучасних струминних принтерів дозволяють використовувати картриджі для чорно-білого та кольорового друку.

В перших пристроях струминного друку використовувався неперервний процес. Друкарська головка безперервно подавала краплі чорнила в сторону паперу. Чорнило, яке поступало в друкарську головку, розбивалося на краплі під дією вібрації, яка створювалась п’єзоелектричним елементом. Краплі, які вилітали з сопла, набували електричний заряд, пролітали відстань від сопла до паперу через електричне поле, і внаслідок цього змінювали свою траєкторію. Краплі попадали на папір в потрібне місце, або поверталися в резервуар для повторного використання.

Рис. 1. Схема пристрою безперервного струминного друку.

В струминних принтерах Epson використовується п’єзоелектричний принцип друку. В друкуючій головці розміщений п’єзоелектричний диск, який змінює форму при подачі на нього електричної напруги, зменшує об’єм робочої камери, що створює надлишковий тиск в камері, чорнило виштовхується з камери і вилітає через сопло у вигляді краплі. Для більш прецизійного створення надлишкового тиску використовують багатошарові п’єзоелементи. Друкуючі головки, створені за п’єзоелектричною технологією, володіють більшим ресурсом і немалою вартістю, зате така конструкція дозволяє досягти більш точного позиціонування по горизонталі і, відповідно, більш високою роздільною здатністю по цій осі. З іншого ж боку головка дуже чутлива до якості чорнила. Застосування неоригінальних розхідних матеріалів часто веде до їх засмічення. Фотопринтери Epson успішно використовують технологію шестиколірного друку, а друкуючі головки виконані нез’ємними і розраховані на весь термін роботи принтера, що здешевлює чорнильні картриджі. Для збільшення швидкості та точності позиціонування краплі використовується технологія Variable Size Droplet Technology, яка дозволяє наносити чорнило краплями різного розміру.

В струминних принтерах Canon застосовується термобульбашковий спосіб друку. Для цієї технології характерне використання конструкції друкуючої головки, в стінці камери якої влаштований термоелемент, температура якого при подачі електричної напруги імпульсом 2 мікросекунди різко зростає. Розширення пари, в яку перетворюється чорнило під дією високої температури, викликає надлишковий тиск, що і виштовхує краплю із сопла друкуючої головки. Після виштовхування краплі тиск в камері зменшується, і чергова порція чорнила втягується в камеру з резервуару. У фотопринтерах цієї фірми використовується технологія шестиколірного друку, а також покращена мікрокапельна технологія.

Робота струминних принтерів Hewlett-Packard основана на термобульбашковому принципі нанесення чорнила, але на відміну від пристроїв Canon, друкуюча головка вмонтована в картридж з чорнилами. Відповідно, спрощується обслуговування принтера, адже в разі неполадок – засмічення чи пересихання головки – можна просто замінити картридж на новий. Для друку фотографій пристрої Hewlett-Packard застосовують два альтернативних методи: технологію Photo RET ІІІ або режим високої роздільної здатності. В першому випадку друк здійснюється з роздільною здатністю 600 dpi, а для отримання потрібного відтінку кольору в кожну точку зображення може наноситися до 29 крапель чорнила при чотирьох колірному друці (32 при Photo RET IV при шестиколірному друці — СMY та K lightC lightM). В другому випадку необхідна кількість відтінків досягається шляхом традиційного растрування при друкуванні

Т

Рис.3. Схема пристрою струминного

друку зі зміною фаз.

ехнологія струминного друку зі зміною фаз (solidink) використовується в принтерах Tektronix та Dataprodukts. В друкарській головці розташовані чотири кольорові воскові палочки (СMYK). Нагрівальні елементи розплавляють віск (90⁰С) і він стікає в резервуар з підігрівом. Для отримання зображення друкарський пристрій відкачує невелику кількість чорнил з резервуару при цьому додатково нагріваючи його. Механізм більшості таких принтерів побудований на принципі неперевної технології струминного друку. При контакті з папером чорнила миттєво переходять в тверду фазу і не вбираються папером, поверхня відбитку стає шороховатою. Тому відбиток в кінцевому результаті проходить через вали, які розрівнюють шороховатість твердих чорнил, придаючи відбитку глянцевого виду. При цьому виключається процес розтікання чорнил, досягається точна кольоропередача та висока якість друку.

Кольоровий друк виконується шляхом змішування різних кольорів у певних пропорціях. Переважно, у струминних принтерах реалізується колірна модель CMYK (Cyan-Magenta-Yellow). Змішування не може надати чистий чорний колір і тому в складову входить чорний колір (Black). При кольоровому друкуванні картридж містить 3 або 4 резервуари з чорнилами. Друкуючий вузол проходить по одному місцю аркуша декілька разів, додаючи потрібну кількість чорнил різного кольору. Після змішування чорнил, на аркуші з'являється ділянка потрібного кольору.