Работа различных приборов пьезоэлектроники основана на пьезоэлектрическом эффекте , который был открыт в 1880 г. французскими учеными братьями П. Кюри и Ж. Кюри. Слово "пьезоэлектричество" означает "электричество от давления". Прямой пьезоэлектрический эффект или просто пьезоэффект состоит в том, что при давлении на некоторые кристаллические тела, называемые пьезоэлектриками, на противоположных гранях этих тел возникают равные по величине, но разные по знаку электрические заряды. Если изменить направление деформации, т. е. не сжимать, а растягивать пьезоэлектрик, то заряды на гранях изменят знак на обратный.
К пьезоэлектрикам относятся некоторые естественные или искусственные кристаллы, например, кварц или сегнетова соль, а также специальные пьезоэлектрические материалы, например, титанат бария. Кроме прямого пьезоэффекта применяется также и обратный пьезоэффект , который состоит в том, что под действием электрического поля пьезоэлектрик сжимается или расширяется в зависимости от направления вектора напряженности поля. У кристаллических пьезоэлектриков интенсивность прямого и обратного пьезоэффекта зависит от того, как направлена относительно осей кристалла механическая сила или напряженность электрического поля.
Для практических целей применяют пьезоэлектрики различной формы: прямоугольные или круглые пластинки, цилиндры, кольца. Из кристаллов такие пьезоэлементы вырезают определенным образом, соблюдая при этом ориентировку относительно осей кристалла. Пьезоэлемент помещают между металлическими обкладками или наносят металлические пленки на противоположные грани пьезоэлемента. Таким образом, получается конденсатор с диэлектриком из пьезоэлектрика
Если к такому пьезоэлементу подвести переменное напряжение, то пьезоэлемент за счет обратного пьезоэффекта будет сжиматься и расширяться, т. е. совершать механические колебания. В этом случае энергия электрических колебаний превращается в энергию механических колебаний с частотой, равной частоте приложенного переменного напряжения. Так как пьезоэлемент обладает определенной частотой собственных колебаний, то может наблюдаться явление резонанса. Наибольшая амплитуда колебаний пластинки пьезоэлемента получается при совпадении частоты внешней ЭДС с собственной частотой колебаний пластинки. Следует отметить, что имеется несколько резонансных частот, которые соответствуют различным типам колебаний пластинки.
Под воздействием внешней переменной механической силы на пьезоэлементе возникает переменное напряжение той же частоты. В этом случае механическая энергия преобразуется в электрическую и пьезоэлемент становится генератором переменной ЭДС. Можно сказать, что пьезоэлемент является колебательной системой, в которой могут происходить электромеханические колебания. Каждый пьезоэлемент эквивалентен колебательному контуру. В обычном колебательном контуре, составленном из катушки и кондера, периодически осуществляется переход энергии электрического поля, сосредоточенной в кондере, в энергию магнитного поля катушки и наоборот. В пьезоэлементе механическая энергия периодически переходит в электрическую. Посмотрим на эквивалентную схему пьезоэлемента:
Рис. 1 - Эквивалентная схема пьезоэлемента
Индуктивность L отражает инерционные свойства пьезоэлектрической пластинки, емкость С характеризует упругие свойства пластинки, активное сопротивление R - потери энергии при колебаниях. Емкость С 0 называется статической и представляет собой обычную емкость между обкладками пьезоэлемента и не связана с его колебательными свойствами.
Пьезоэлектрические струйные головки для принтеров были разработаны в семидесятых годах. В большинстве пьезоэлектрических струйных принтеров избыточное давление в камере с чернилами создается с помощью диска из пьезоэлектрика, который изменяет свою форму - выгибается, при подведении к нему электрического напряжения. Выгнувшись, диск, который является одной из стенок камеры с чернилами, уменьшает ее объем. Под действием избыточного давления жидкие чернила вылетают из сопла в виде капли. Пионер пьезоэлектрической технологии- фирма Epson не смогла успешно соревноваться в объеме продаж со своими конкурентами Canon и Hewlett-Packard из-за сравнительно высокой технологической стоимости пьезоэлектрических печатающих головок - они дороже и сложнее, чем пузырьковые печатающие головки.
Основным минусом струйных принтеров Epson является то, что головка стоит столько же, сколько принтер. И если она засыхает, то целесообразно просто выкинуть принтер.
Для остальных принтеров минусом является стоимость расходных материалов.
3.Принцип работы лазерных печатающих устройств. Лазерные и светодиодные принтеры. Основные характеристики, достоинства и недостатки.
Толчком к созданию первых лазерных принтеров послужило появление новой технологии, разработанной фирмой Canon. Специалистами этой фирмы, специализирующейся на разработке копировальной техники, был создан механизм печати LBP-CX. Фирма Hewlett-Packard в сотрудничестве с Canon приступила к разработке контроллеров, обеспечивающих совместимость механизма печати с компьютерными системами PC и UNIX.
Первоначально конкурируя с лепестковыми и матричными принтерами, лазерный принтер быстро завоевал популярность во всем мире. Другие компании-разработчики копировальной техники вскоре последовали примеру фирмы Canon и приступили к исследованиям в области создания лазерных принтеров. Другим важным событием явилось появление цветных лазерных принтеров . Фирмы XEROX и Hewlett-Packard представили новое поколение принтеров, которые использовали язык описания страниц PostScript Level 2, поддерживающий цветное представление изображения и позволяющий повысить как производительность печати , так и точность цветопередачи . Лазерные принтеры формируют изображение путем позиционирования точек на бумаге (растровый метод). Первоначально страница формируется в памяти принтера и лишь затем передается в механизм печати. Растровое представление символов и графических образов производится под управлением контроллера принтера. Каждый образ формируется путем соответствующего расположения точек в ячейках сетки или матрицы.
Несмотря на наступление струйных принтеров , господство лазерных устройств на рабочих местах в офисе в настоящее время не подлежит сомнению. Причин, объясняющих популярность лазерных принтеров, много. В них используется апробированная технология, зарекомендовавшая себя высокой надежностью: печать скоростная, бесшумная и вполне доступна по цене, ее качество в большинстве случаев приближается к типографскому. Изготовители лазерных принтеров также не стояли на месте, продолжая повышать скорость и качество печати, добиваясь при этом снижения цены. В 1994 г. номинальное быстродействие типичного лазерного принтера было равно 4 стр./мин., разрешение - 300 dpi при цене $800. В 1995 г мы стали свидетелями увеличения числа изделий, печатающих со скоростью 6 стр./мин, при разрешении 600 dpi и имеющих реальную розничную цену $350.
Каждые два-три года изготовители повышают скорость печати на 1 или 2 стр./мин., и к концу десятилетия персональные лазерные принтеры достигли быстродействия 12-15 стр./мин. Кроме того, уменьшаются габариты лазерных принтеров - таким образом изготовители добиваются снижения цены и возможности установки их изделий на тесном рабочем столе. Одним из следствий этого зачастую становятся ограниченные по сравнению с крупногабаритными моделями средства для работы с бумагой. Входные емкости вмещают, как правило, не более 100 листов, а карман для бумаги нередко одновременно предназначен и для ручной подачи листов - для этого надо сначала удалить из него стопу бумаги. Емкость выходных лотков тоже ограниченна - если принтер вообще оснащен таким приспособлением. У некоторых принтеров тракт подачи бумаги настолько извилист, что поставщики не рекомендуют использовать машины для печати на липких наклейках.
Лазерные принтеры, получившие наибольшее распространение, используют технологию фотокопирования, называемую еще электрофотографической, которая заключается в точном позиционировании точки на странице посредством изменения электрического заряда на специальной пленке из фотопроводящего полупроводника. Подобная технология печати применяется в копировальных аппаратах.
Важнейшим конструктивным элементом лазерного принтера является вращающийся фотобарабан , с помощью которого производится перенос изображения на бумагу. Фотобарабан представляет собой металлический цилиндр, покрытый тонкой пленкой из фотопроводящего полупроводника (обычно оксид цинка). По поверхности барабана равномерно распределяется статический заряд. С помощью тонкой проволоки или сетки, называемой коронирующим проводом, на этот провод подается высокое напряжение, вызывающее возникновение вокуг него светящейся ионизированной области, называемой короной. Лазер, управляемый микроконтроллером, генерирует тонкий световой луч, отражающийся от вращающегося зеркала. Этот луч, попадая на фотобарабан, засвечивает на нем элементарные площадки (точки), и в результате фотоэлектрического эффекта в этих точках изменяется электческий заряд.
Для некоторых типов принтеров потенциал поверхности барабана уменьшается от -900 до -200 В. Таким образом, на фотобарабане возникает копия изображения в виде потенциального рельефа.
На следующем рабочем шаге с помощью другого барабана, называемого девелопером (developer), на фотобарабан наносится тонер - мельчайшая красящая пыль. Под действием статического заряда мелкие частицы тонера легко притягиваются к поверхности барабана в точках, подвергшихся экспозиции, и формируют на нем изображение.
Лист бумаги из подающего лотка с помощью системы валиков перемещается к барабану. Затем листу сообщается статический заряд, противоположный по знаку заряду засвеченных точек на барабане. При соприкосновении бумаги с барабаном частички тонера с барабана переносятся (притягиваются) на бумагу. Для фиксации тонера на бумаге листу вновь сообщается заряд и он пропускается между двумя роликами, нагревающими его до температуры около 180° - 200°С. После собственно процесса печати барабан полностью разряжается, очищается от прилипших частиц тонера и готов для нового цикла печати.
Описанная последовательность действий происходит очень быстро и обеспечивает высокое качество печати. При печати на цветном лазерном принтере используются две технологии. В соответствии с первой, широко используемой до недавнего времени, на фотобарабане последовательно для каждого отдельного цвета (Cyan, Magenta, Yellow, Black) формировалось соответствующее изображение, и лист печатался за четыре прохода, что, естественно, сказывалось на скорости и качестве печати. В современных моделях в результате четырех последовательных прогонов на фотобарабан наносится тонер каждого из четырех цветов. Затем при соприкосновении бумаги с барабаном на нее переносятся все четыре краски одновременно, образуя нужные сочетания цветов на отпечатке. В результате достигается более ровная передача цветовых оттенков, почти такая же, как при печати на цветных принтерах с термопереносом красителя.
Принтеры этого класса оборудованы большим объемом памяти, процессором и, как правило, собственным винчестером. На винчестере содержатся разнообразные шрифты и специальные программы, которые управляют работой, контролируют состояние и оптимизируют производительность принтера . Цветные лазерные принтеры имеют довольно крупные габариты и большую массу. Технология процесса цветной лазерной печати весьма сложна и цены на цветные лазерные принтеры еще очень высоки.
Светодиодный принтер: принцип работы, сходство с принтером лазерным и отличия от него
Светодиодную и лазерную технологию цифровой печати роднит использование в обоих случаях электрографического процесса для получения финального отпечатка. Фактически, это устройства одного и того же класса: в обоих случаях источник света, управляемый процессором принтера, формирует на светочувствительном барабане поверхностный заряд, соответствующий требуемому изображению.
Дальше, говоря попросту, вращающийся барабан проходит мимо бункера с тонером, притягивает частички тонера к `засвеченным` местам и переносит тонер на бумагу. Затем тонер закрепляется на бумаге термоэлементом (печкой) и мы получаем на выходе готовый отпечаток. ¶Теперь вернемся назад и внимательнее познакомимся с конструкцией источника света, засвечивающего барабан. Именно в типе используемого источника света и кроется разница между лазерным и светодиодным принтером: в отличие от лазерного блока, в последнем случае используется линейка, состоящая из тысяч светодиодов. Соответственно, светодиоды через фокусирующие линзы освещают поверхность светочувствительного барабана по всей его ширине.
4.Принцип работы сублимационных принтеров. Основные характеристики, достоинства и недостатки.
Сублимационные принтеры появились около десяти лет назад. Тогда они считались экзотикой, узкопрофессиональным оборудованием. Струйные же принтеры изначально были ориентированы на массового пользователя, а значит, эти две группы изделий не конкурировали друг с другом. Качество изображения сублимационных принтеров десятилетней давности несравненно превосходило то, которое могли обеспечить струйники. Зато стоимость печати на последних была чуть не на порядок ниже.
Общий недостаток всех струйных фотопринтеров, вызванный технологическими причинами - полосность печати, которая проявляется в разных моделях в различной степени. В лучшем случае, она незаметна или едва заметна, однако при засорении части сопел или нарушении работы механики принтера отпечаток становится поделенным на малопривлекательные горизонтальные полосы. От этого недостатка полностью свободны сублимационные принтеры, относящиеся к классу термических печатающих устройств.
Технология сублимационной печати происходит от латинского слова sublimare ("возносить") и представляет собой переход вещества при нагревании из твердого состояния в газообразное, минуя жидкое состояние.
Принцип работы сублимационного принтера состоит в следующем: при поступлении задания на печать принтер нагревает пленку с нанесенным на нее красителем, в результате чего краситель испаряется с пленки и наносится на специальную бумагу. В результате все того же нагрева поры бумаги открываются и краситель четко фиксируется на отпечатке, после чего поверхность бумаги вновь становится гладкой и глянцевой. Печать осуществляется в несколько проходов, поскольку на бумагу необходимо перенести в правильных сочетаниях три основных красителя: пурпурный, бирюзовый и желтый.
Поскольку пикселизация и полосность в силу самой технологии печати в данном случае полностью отсутствует, то сублимационные принтеры, работающие со скромным, казалось бы, разрешением в 300х300 точек на дюйм, способны выдавать фотографии, не уступающие по качеству отпечаткам струйных моделей с куда более высоким разрешением. Основные недостатки сублимационных моделей - дороговизна расходных материалов и отсутствие бытовых моделей, работающих с листами формата A4.
Обычный
струйный принтер печатает на простой
бумаге, тогда как для сублимационного
принтера требуется особая бумага и
картридж с красителями (красящей лентой),
которые обычно продаются в наборе.
Стоимость набора на 20 фотографий
стандартного формата 10 х 15 см может
составлять от $5 до $15. Таким образом,
печать на сублимационном принтере
обходится в 3-4 раза дороже, чем на
струйном, и раз в десять дороже, чем
проявка и печать обычных (аналоговых)
фотопленок в лаборатории. На рисунке
это явно отображено.
5.Принцип работы термических принтеров. Основные характеристики, достоинства и недостатки.
Цветные лазерные принтеры пока не идеальны. Для получения цветного изображения с качеством близким к фотографическому или изготовления допечатных цветных проб используют термические принтеры или, как их еще называют, цветные принтеры высокого класса.
В настоящее время распространение получили три технологии цветной термопечати: струйный перенос расплавленного красителя (термопластичная печать); контактный перенос расплавленного красителя (термовосковая печать); термоперенос красителя (сублимационная печать).
Общим для последних двух технологий является нагрев красителя и перенос его на бумагу (пленку) в жидкой или газообразной фазе. Многоцветный краситель, как правило, нанесен на тонкую лавсановую пленку (толщиной 5 мкм). Пленка перемещается с помощью лентопротяжного механизма, который конструктивно схож с аналогичным узлом игольчатого принтера. Матрица нагревательных элементов за 3-4 прохода формирует цветное изображение.
Термовосковые принтеры переносят краситель, растворенный в воске, на бумагу, нагревая ленту с цветным воском. Как правило, для подобных принтеров необходима бумага со специальным покрытие. Термовосковые принтеры обычно используются для печати деловой графики и другой нефотографической печати.
Для печати изображения, почти не отличающегося от фотографии, и изготовления допечатных проб лучше всего использовать сублимационные принтеры. По принципу работы они аналогичны термовосковым, но переносят с ленты на бумагу только краситель (не имеющий восковой основы).
Принтеры, использующие струйный перенос расплавленного красителя, называют еще восковыми принтерами с твердым красителем. При печати блоки цветного воска расплавляются и выбрызгиваются на носитель, создавая яркие насыщенные цвета на любой поверхности. Полученные таким образом "фотографии" выглядят слегка зернистыми, но удовлетворяют всем критериям фотографического качества. Этот принтер не годится для изготовления диапозитивов, поскольку капли воска после высыхания имеют полусферическую форму и создают сферический эффект.
Имеются термические принтеры, которые совмещают в себе технологию сублимационной и термовосковой печати. Такие принтеры позволяют печатать на одном устройстве как черновые, так и чистовые оттиски.
Скорость печати термических принтеров вследствие инерционности тепловых эффектов невысокая. Для сублимационных принтеров от 0,1 до 0,8 страниц в минуту, а для термовосковых - 0,5-4 страницы в минуту.
Чтобы мельчайшие капельки краски смешались, образовали миллионы оттенков и попали на материал, в конструкции современного широкоформатного принтера работает целая система подачи чернил , в которой создается избыточное давление. За счет него краска и выбрасывается на поверхность.
Еще совсем недавно все принтеры работали по одному методу, и давление создавалось путем нагрева чернил. Этот метод называется термическим, и сегодня применим, как правило, в оргтехнике для офиса. В промышленных масштабах используется редко.
Для больших объемов печати и высоких скоростей, а также идеального стабильного результата, вне зависимости от материала, был создан другой метод - механический или пьезоэлектрический. На нем работают принтеры VitRex и Kincolor .
Вместе с оригинальной технологией подачи чернил в сопло в широкоформатных принтерах невозможно обойтись без главного элемента - особой печатной головки - системы drop-on demand («непрерывный поток»). Симбиоз этих двух деталей дает превосходные результаты печати на любых материалах, повышает скорость печати и позволяет работать с разными чернилами.
Печатная головка действует следующим образом: в ней находится микрокристалл, который изменяет свою форму под воздействием электричества, тем самым создавая давление на чернильную плату. В это время в дюзы печатающей головки проталкиваются капли чернил.
С широкоформатниками с системой «непрерывного потока» совместимы печатные головки фирмы Epson , Konica Minolta , Spectra и XAAR . Кстати говоря, сам метод пьезоэлектрической подачи чернил был разработан именно в компании Epson, главным образом, для своих устройств. Теперь печатные головки нового поколения используются в других принтерах.
Микропьезо от Epson
Итак, для реализации данного метода применяется многослойный пьезо-элемент, его толщина всего 20 микрометров , но он обладает большими преимуществами:
- давление формируется высокое, что позволяет быстро и непрерывно подавать краску;
- срабатывает всегда без сбоев;
- обеспечивает долговечность работы печатной головки и экономичность расхода краски;
- поддерживает высокую скорость печати;
- делает возможным печать с расширением 1440-2880 DPI .
Использование метода пьезо-элемента напрямую влияет на качество печати и производительность принтеров.
Три составляющих успеха
Стоит отметить, что не только технология пьезоэлектрической печатающей головки работает на получение непревзойденного качества печати, - также очень важен размер капель и такая система, как активный контроль мениска.
Что такое менисковый контроль? Благодаря нему на материал попадает только одна основная капля за один заход. Мениск осуществляет возвратное движение и втягивает капли-сателлиты, которые неизбежно формируются после основной. У термоструйных печатных головок такой технологии нет, и соответственно, качество печати не такое высокое, а самое главное - возможно появление брызг.
Технология пьезоэлектрического давления вместе с активным контролем мениска приводят к тому, что:
- капля не меняет и не нарушает траекторию, попадая «точно в цель», в определенную зону на материале;
- капля остается правильной формы - в виде сферы, а значит, и точка на материале будет правильной формы;
- «чернильный туман» не появляется на носителе.
Все это делает изображение максимально четким.
Также на формирование точки на материале и на параметры капли влияет и форма сопел в печатающей головке. Здесь термическая печатающая головка также отличается от пьезоэлектрической не в лучшую сторону. В первом случае (термоструйная печать) форма сопел не имеет ровных краев. Их можно, скорее, назвать рваными. Тогда как в пьезоэлектрической печати форма сопел ровная.
Плюс ко всему важен и размер сопел. Если сопла маленькие, то велика вероятность, что они быстрее выйдут из строя, поскольку чернила там быстрее засыхают, а дюзы забиваются.
Как же связан размер сопла и процесс формирования капли? Как известно, изображение будет иметь лучшее качество, если в процессе печати использовалась технология переменного размера капли или микрокапли, размер которой не превышает или даже меньше 40 пиколитров .
Чтобы хоть немного приблизить данные параметры и, соответственно, улучшить качество печати, в термоструйных принтерах часто применяют стандартный метод - уменьшается размер диаметра сопла. Как правило, в большинстве моделей он составляет 4-5 мкм . Если взглянуть на дюзы термоструйной печатающей головки и пьезоэлектрической, невооруженным глазом можно увидеть, что дюзы второй значительно больше, так как их диаметр равен 25 мкм . Здесь в работу вступает уже упомянутый выше контроль мениска, поэтому капля, которая извлекается из такой «большой» дюзы, может быть даже меньше по размеру, чем капля из мизерных сопел термоструйной головки.
Температура и размер капли
И последний момент, который также имеет важное значения для качества печати, - это влияние температуры на работу печатающей головки и состояние чернил.
Температура чернил напрямую связана с их консистенцией и влияет на вязкость. А от нее, в свою очередь, зависит размер капель. При работе печатной головки температура среды повышается, тем самым снижая степень вязкости чернил и увеличивая размеры выпрыскиваемых капель. Если температура в головке падает ниже определенного показателя нормы, то вязкость чернил повышается, а размер капли наоборот - уменьшается.
Какой можно сделать вывод из этого? Температуру среды при работе печатной головки необходимо контролировать. Это обеспечит постоянную консистенцию чернил и стабильный нормативный размер капли, а значит, дюзы будут срабатывать без сбоев.
При работе пьезоэлектрической печатной головкой среда вокруг нагревается незначительно, в отличие опять же от термоструйной. Конечно, в обоих устройствах температура при включении и после непрерывной работы в течение нескольких часов будет отличаться.
В печатающих головках Epson изменения температуры отслеживаются, так как в конструкции имеется встроенный датчик, в зависимости от этого, учитывая температурный режим, меняется напряжение, подаваемое к пьезо-элементу.
Предлагаем Вам ознакомиться с нашим ассортиментом широкоформатных принтеров, пройдя по ссылке:
На рынке струйных печатающих устройств распространены две основные технологии печати: пьезоэлектрическая и термоструйная.
Отличия данных систем состоят в способе вывода капли чернил на бумагу.
Пьезоэлектрическая технология
была основана на способности пьезокристаллов к деформации под
воздействием на них электрического тока. Благодаря использованию данной
технологии осуществляется полный контроль печати: определяется размер
капли, толщина струи, скорость выброса капли на бумагу и т.д. Одним из
множества преимуществ данной системы является возможность управления
размером капли, что позволяет получать отпечатки высокого разрешения.
Доказано, что надежность пьезоэлектрической системы значительно выше в сравнении с другими системами струйной печати.
Качество печати при использовании пьезоэлектрической технологии чрезвычайно высокое: даже универсальные недорогостоящие модели позволяют получить отпечатки практически с фотографическим качеством и высоким разрешением. Также достоинством печатающих устройств с пьезоэлектрической системой считается естественность цветопередачи, что становится действительно важно при печати фотографий.
Печатающие головки струйных принтеров EPSON обладают высоким уровнем качества, чем и объясняется их высокая стоимость. При пьезоэлектрической системе печати обеспечивается надежная работа печатающего устройства, а печатающая головка крайне редко выходит из строя и устанавливается на принтер, а не является частью сменных картриджей.
Пьезоэлектрическая система печати была разработана компанией EPSON, она запатентована и ее использование запрещено другим производителям. Поэтому единственные принтеры, которые используют данную систему печати, - это EPSON.
Термоструйная технология печати используется в принтерах Canon, HP, Brother. Подача чернил на бумагу осуществляется посредством их нагревания. Температура нагрева может составлять до 600°С. Качество термоструйной печати на порядок ниже пьезоэлектрической, всвязи с невозможностью проконтролировать процесс печати из-за взрывного характера капли. В результате такой печати часто возникают сателлиты (капли-спутники), которые мешают получить высокое качество и четкость отпечатков, приводя к искажению. Этого недостатка невозможно избежать, так как он заложен в самой технологии.
Еще одним недостатком термоструйного способа является образование накипи в печатающей головке принтера, так как чернила являются ничем иным как совокупностью химических веществ, растворенных в воде. Образовующаяся накипь со временем забивает дюзы и существенно портит качество печати: принтер начинает полосить, ухудшается цветопередача и т.д.
Из-за постоянных перепадов температуры в устройствах, использующих
термоструйную технологию печати, постепенно разрушается печатающая
головка (сгорает под действием высокой температуры при перегреве
термоэлементов). Это является главным недостатком таких устройств.
Срок службы печатающей головки принтеров EPSON такой же, как и самого
устройства, благодаря высокому качеству изготовления ПГ. Пользователям
же устройств с термоструйной печатью придется каждый раз покупать новую
печатающую головку и производить замену, что не только уменьшает
долговечность принтера, но и существенно увеличивает затраты на печать.
Качество печатающей головки имеет значение и при использовании неоригинальных расходных материалов, в частности СНПЧ.
Использование СНПЧ позволяет пользователю на 50% увеличить объемы печати.
Печатающая головка принтеров EPSON, как уже не раз упоминалось в
данной статье, имеет высокое качество, засчет чего увеличение объемов
печати не сказывается негативным образом на работе принтера, а наоборот
позволяет пользователю получить максимум экономии без ухудшения качества
печати.
Ввиду особенностей печатающих устройств, использующих термоструйную технологию, увеличение объемов печати может привести к выходу ПГ принтера из строя.
Как показывают наблюдения, для получения максимальной экономии при совершенном качестве печати целесообразней использовать печатающие устройства EPSON с СНПЧ. Принтеры EPSON работают с системой непрерывной подачи чернил стабильней, чем печатающие устройства других производителей.
Словом, все особенности лазерной технологии указывают на её универсальность и высокую эффективность - использовать такой принтер можно и в офисе, и дома. Блестящее соотношение скорость/качество делает лазерные принтеры и МФУ незаменимыми как в большом, так и в малом офисе, а также всюду, где необходимо распечатывать большие объёмы документации. Например, студенты или преподаватели, часто занимающиеся распечаткой своих работ, порадуются возможности успевать больше и получать материалы лучшего качества.
Для скоростной цветной печати на предприятиях можно порекомендовать лазерные принтеры и МФУ Konica-Minolta . Решения для монохромной лазерной печати в малом и среднем офисе стоит подыскать среди МФУ Brother или линейке бюджетных принтеров LaserJet от Hewlett-Packard.
Лазерная технология предполагает сложный и тонко организованный механизм печати – она использует статическое электричество и оптическую систему, чтобы создать невидимый электростатический прообраз будущего отпечатка, а затем «наполнить» его частицами тонера и закрепить результат на бумаге.
Прежде всего, в действие вступает заряжающий вал - он равномерно покрывает поверхность фотобарабана отрицательным зарядом. После этого контроллер принтера определяет на поверхности барабана участки, формирующие изображение. Эти участки «засвечиваются» лазерным лучом и отрицательный заряд на них исчезает.
Далее ролик подачи передаёт частицам тонера отрицательный заряд и перемещает их на ролик проявки, где они проходят под дозирующим лезвием, равномерно распределяясь по поверхности. Теперь, при соприкосновении с фотобарабаном, они заполняют собой те участки, где отсутствует отрицательный заряд.
В результате на барабане формируется видимое изображение - остаётся лишь перенести его на бумагу и закрепить. Сначала бумага подаётся на ролик переноса и принимает положительный заряд. При контакте с фотобарабаном она легко перетягивает на себя частицы тонера. Частицы держатся на бумаге лишь за счёт статического электричества; чтобы закрепить их на месте, лист проходит обработку во фьюзере. Так называется система из двух валов, один из которых нагревает бумагу, а другой плотно прижимает её снизу, позволяя расплавленным частицам тонера глубже впечататься в поверхность листа.
Лазерные принтеры и МФУ очень чувствительны к качеству расходных материалов, поэтому специалисты в один голос рекомендуют пользоваться только оригинальными тонер-картриджами. Оригинальный тонер имеет очень маленькие частицы, что позволяет достичь высокого качества печати и продлить срок службы принтера. Поддельный тонер можно сравнить с битым уголем - он царапает поверхность фотобарабана и внутренние запчасти принтера, с которыми соприкасается.
Основные недостатки лазерной печати - высокая стоимость самих устройств и картриджей к ним, повышенное энергопотребление, выделение озона. Из-за более сложного внутреннего строения лазерные устройства не столь компактны, как струйные.
Выделение озона при лазерной печати неизбежно, поскольку лазерный луч при соприкосновении с воздухом расщепляет молекулы кислорода. И всё же производителям удаётся сократить объёмы таких выделений, минимизируя негативное воздействие на человека. Если же вам необходимо лазерное качество, но вас беспокоит озон, стоит присмотреться к светодиодной технологии - она во многом схожа с лазерной, но вместо лазера использует светодиоды.
Светодиодная печать
Качество печати отличное - никакой зернистости, а светлые и тёмные оттенки выглядят одинаково естественно. Ламинированные отпечатки устойчивы к выцветанию и различным внешним воздействиям (вода, отпечатки пальцев).
Помимо Canon, выпуском сублимационных принтеров занимаются компании Sony и Samsung. Аппарат Sony DPP-FP55 отличается большим ЖК-дисплеем для предпросмотра, позволяет применять к изображениям различные эффекты и шаблоны (например, печатать календари) и использует фирменную технологию ламинирования Super Coat II, способную сохранить первозданное качество отпечатка на долгие годы.
У Samsung SPP 2020B свои преимущества: встроенный Bluetooth-модуль для печати с мобильных устройств, простой, но стильный дизайн и самая низкая в данном классе себестоимость отпечатка.
Пользователи, никогда не сталкивавшиеся с данной технологией, часто удивляются, почему фотографии, напечатанные на сублимационном принтере с разрешением 300x300 т/д выглядят лучше, чем распечатанные на лазерном принтере с гораздо более высоким разрешением. Секрет в том, что для печати фотографий приоритетным параметром является не разрешение, а линеатура - плотность полиграфического растра.
У современных сублимационных принтеров, таких как Canon Selphy, этот показатель выше, чем у многих струйных фотопринтеров высокого класса. Отсюда и результат - плотная растровая структура, максимум чёткости и, в то же время, плавные контуры.
Но в чём заключается технологическая особенность сублимационной печати? В данном случае, сублимация - это переход красителя из твёрдого состояния в газообразное, минуя жидкое. Система реализована достаточно просто: внутри принтера находятся нагревательный элемент и специальная плёнка с красителем. Лист бумаги помещается между ними. При нагревании краска испаряется с плёнки и попадает в открывшиеся от нагрева поры бумаги. Далее бумага слегка остывает, и поры её закрываются, так что изображение прочно закрепляется на листе.
Особенность сублимационной технологии ещё и в том, что краски трёх цветов наносятся не одновременно, а поочерёдно, поэтому печать идёт в три прогона. Также возможен дополнительный прогон для ламинирования страниц. Ламинирование позволяет дополнительно защитить отпечатки от внешних негативных воздействий и заодно придать им притягательный глянцевый блеск.
Уязвимость сублимационной технологии - отпечатки чувствительность к ультрафиолету. Сейчас эта проблема преодолевается за счёт разработки нового типа чернил. Основными же минусами портативных фотопринтеров можно считать низкую скорость и малый формат печати. Идеально для отпуска, но несерьёзно для офиса, так как сублимационные принтеры имеют узкую специализацию - печать фотографий, и, к тому же, не рассчитаны на большой поток задач.
Большие объёмы и высокая скорость печати, в сочетании с высокой надёжностью и простотой обслуживания - преимущество твердочернильных принтеров .
Твердочернильная печать
Среди наиболее актуальных современных технологий печати, твердочернильная предлагает особенно широкие возможности для делового использования. Благодаря своей экономичности и скоростным качествам, твердочернильный принтер идеально подойдёт для работы c большими объёмами цветной документации и обеспечит качественную высокоскоростную печать, не всегда доступную даже лучшим лазерным устройствам. Так, у принтеров Xerox ColorQube скорость печати может достигать 85 стр/мин, а выход первого отпечатка происходит всего за 5 сек.
Ключевая особенность твердочернильных принтеров в том, что они изначально ориентированы на скоростную цветную печать и при этом тысячный отпечаток так же чёток и ярок, как первый, ведь качество печати в данном случае никак не зависит от количества напечатанных страниц. Кроме того, такие принтеры с одинаковым успехом печатают на бумаге разной плотности.
Яркий пример современного твердочернильного принтера - Xerox Phaser 8560 . Данная модель создана для средних рабочих групп. Нанесение четырёх цветов чернил одновременно позволяет достичь высоких скоростей цветной печати. Пьезоэлементы сопел обеспечивают более интенсивный выброс капель, чем у струйных принтеров . Расплавленные чернила запекаются на бумаге мгновенно, без растекания или рассыпания и отличаются завидной стойкостью. За время прохождения через аппарат бумага не успевает сильно нагреться, поэтому печатать вторую сторону листа можно сразу же - без ущерба для первой.
Бруски сухих чернил - стики - соответствуют разным цветам системы CMYK. Они удобны в использовании и хранении: не пачкают рук и одежды, не засыхают. Брусок каждого цвета, предназначенный для конкретной модели принтера, обладает своей уникальной формой, что позволяет избежать ошибок при его установке в принтер.
Также стоит отметить высокую надёжность твердочернильных устройств - конструкция печатного механизма у них очень проста и содержит минимум подвижных частей, что снижает риск поломки. Фотобарабан в твердочернильном принтере заменяют примерно раз в пять лет. Современные модели снабжаются широкой печатающей головкой, которой почти не требуется двигаться для того, чтобы охватить всю ширину фотобарабана. Незначительное движение требуется от неё лишь при разрешениях свыше 2400 т/д. Таким образом, скорость печати оказывается высока, а износ комплектующих - минимален.
Когда-то твердочернильные принтеры считались очень дорогим удовольствием, но к настоящему времени их стоимость заметно снизилась. При этом принтер оказывает минимальное воздействие на окружающую среду и не выделяет озона. Немаловажно и то, что цветная твердочернильная печать обходится почти вдвое дешевле лазерной.
Подготовка твердочернильных принтеров к работе проходит в несколько этапов. Сначала ёмкости печатающей головки разогреваются до 140-180°C. Одновременно с этим начинается плавление твёрдых чернил на керамических пластинах, а также разогрев металлического фотобарабана. Расплавленные чернила стекают в горячие полости печатающей головки. Когда ёмкости заполнены, разогрев пластин прекращается.
Следующий этап - чистка сопел печатающей головки с помощью узла чистки с вакуумным насосом. Плотно придвинувшись к дюзам головки, узел чистки откачивает из них воздух и вбирает немного расплавленных чернил. Возвращаясь в исходное положение, он сливает горячие чернила в специальную ванночку для отходов. Там они снова затвердевают. Готовое к работе устройство поддерживается в «разогретом состоянии», чтобы расплавленные чернила не охладились и вновь не затвердели.
Недостатки достаточно очевидны. При каждом включении принтера происходит небольшой выброс чернил и тратится порядка 5% каждого картриджа. Сам процесс разогрева занимает около 15 минут, поэтому частый перезапуск аппар влетает в копеечку. В идеале принтер не стоит отключать вовсе - лучше постоянно держать его в рабочем состоянии, так же, как сервер. На предприятии это не составит особого труда, тем более, что в спящем режиме устройство потребляет очень мало энергии.
Если же во время печати вдруг отключится питание, сопла могут засориться застывшими чернилами и придётся заниматься прочисткой. Поэтому при нестабильно работающей электросети стоит подключать принтер через ИБП (Источник Бесперебойного Питания).
Документы, созданные методом твердочернильной печати, боятся температур свыше 125°C, так что, если вы готовите бланк, который позднее будет проводиться через лазерный принтер, чернила могут не выдержать контакта с термовалом лазерной печки.
Другой недостаток твердочернильной технологии - при цветной печати светлые участки цветного изображения имеют заметную растровую структуру. Причина в том, что чернильные капли чётко фиксируются на своих местах, а сопла разнесены достаточно широко. Поэтому, несмотря на хорошую цветопередачу, для фотопечати твердочернильные устройства не приспособлены.
Выводы
Итак, подытожим наш разговор, ещё раз кратко перечислив особенности и сферу применения каждой из обсуждавшихся выше технологий печати.
Струйная печать - находит применение как в профессиональной полиграфии, так и в домашних условиях или в малом офисе. Используется не только в настольных принтерах и МФУ, но и в плоттерах, поскольку лучше всего подходит для печати цветных материалов с высоким разрешением, в том числе: фотографий, рекламной и сувенирной продукции, географических карт и технической документации (САПР, ГИС). Позволяет вести печать на поверхности оптических дисков, что очень удобно для оформления CD/DVD-коллекции. Ещё одно важное преимущество струйных устройств - доступная цена. Главные минусы - низкая скорость и высокая себестоимость печати; сравнительно высокая стоимость владения.
Лазерная печать - идеальный выбор для тех, кто печатает часто и помногу. Разумный выбор для офиса, особенно для средних и больших рабочих групп. Важнейшие плюсы лазерных устройств: высокая скорость и низкая стоимость печати, хороший уровень чёткости и детализации изображений, устойчивость к высоким нагрузкам, «долгоиграющий» тонер, который, в отличие от жидких чернил, не растекается и долго хранится. Недостатки технологии: сравнительно высокая стоимость устройств, выделение озона, повышенная концентрация которого ухудшает самочувствие. Кроме того, лазерные аппараты не столь компактны, как струйные.
Светодиодная печать - во многом сходна с лазерной, обладает теми же преимуществами, но вместо лазерного луча использует светодиодную линейку, что позволяет снизить стоимость владения устройством и полностью исключить выделение озона. В светодиодных принтерах с использованием однопроходной тандемной технологии серьёзно повышается скорость и улучшается качество цветной печати. Другая технология – ProQ2400 – приближает качество цветной печати к фотографическому, задавая разную интенсивность для каждого цвета. Светодиодный принтер действительно надёжен в работе и отлично подходит для современного офиса, особенно для организаций с интенсивным документооборотом. Основной недостаток технологии в том, что создать две абсолютно идентичных светодиодных линейки невозможно, а значит отпечатки, сделанные на двух принтерах одной и той же модели, не будут 100% одинаковыми. На глаз разница незаметна, но при точных измерениях - обнаруживается. Кроме того, по точности позиционирования точек светодиодная линейка всё же немного уступает лазерному лучу.
Сублимационная печать - мечта фотографа-любителя и отпускника. Если вы хотите разделять яркие воспоминания об отдыхе со своими близкими или даже создавать из своих фотографий открытки и календари, сублимационный принтер поможет вам достичь желаемого даже без участия компьютера. Печатать фотографии можно прямо с USB-носителей, цифровых камер и карт памяти. Некоторые сублимационные принтеры снабжаются Bluetooth-ападптерами, так что вести печать можно прямо с мобильного телефона. А если уж вы решите подключиться к компьютеру, Wi-Fi вам в помощь. Создание сочных, реалистичных фото с великолепным уровнем чёткости не потребует от вас никаких дополнительных знаний и усилий. Но не стоит забывать, что сфера применения сублимационной техн
Данный материал является частной записью члена сообщества Club.CNews.
Редакция CNews не несет ответственности за его содержание.
7 лет назад
Струйная технология появилась в середине 1980-х как результат попытки избавиться от недостатков двух доминировавших в то время способов печати: матричной и лазерной (электрографической). Лазерная печать была неприемлемо дорогой, причем о цвете еще и не мечтали (да и в настоящее время, хотя цветные лазерники стали доступными, но в области фотоотпечатков не имеют никаких шансов обойти струйники). А струйная печать возникла как дешевая альтернатива для печати офисных документов, лишенная недостатков матричных принтеров - медленных, шумных и дававших отпечатки невысокого качества.
Идея, которая, видимо, почти одновременно (около 1985 года) пришла в голову инженерам компаний Hewlett-Packard и Canon, заключалась в том, чтобы заменить иголку, ударяющую в матричных принтерах по бумаге через красящий слой на ленте, каплей жидких чернил. Объем капли следовало рассчитать так, чтобы она не растекалась и создавала точку определенного диаметра. Реальную жизнь эта технология получила, когда придумали удобный способ формирования дозированной капли - термический.
Способ термической струйной печати фактически монополизирован компаниями Canon и Hewlett-Packard, которые владеют большинством патентов на эту технологию, остальные компании лишь лицензируют ее, внося свои небольшие изменения. При этом HP использует выражение "термический чернильно-струйный" (thermal ink-jet) способ печати, а Canon предпочитает термин "пузырьковый струйный" (bubble-jet).
Хотя между ними есть различия, но принципиально они идентичны.
На рис. 1 показан процесс термической струйной печати в виде условной кинограммы цикла работы форсунки (иногда их называют эжекторами). В стенку камеры встроен миниатюрный нагревательный элемент (выделен красным на верхнем кадре), который очень быстро нагревается до высокой температуры (500 °С). Чернила вскипают (второй кадр), в них образуется большой паровой пузырь (следующие два кадра) и резко растет давление - до 120 атмосфер, отчего чернила выталкиваются через сопло со скоростью более 12 м/с в виде капли объемом около 2 пиколитров (это две тысячные от миллиардной доли литра). Нагревательный элемент к этому моменту выключают, и пузырь вследствие падения давления схлопы вается (нижние кадры). Все происходит очень быстро - за несколько микросекунд. Чернила подаются в форсунку за счет капиллярных сил (что гораздо медленнее), и после заполнения форсунки новой порцией система готова к работе. Весь цикл занимает примерно 100 мс, то есть частота выброса капель составляет 10 кГц, а в современных принтерах - раза в два больше.
Такая автономно управляемая форсунка входит в состав печатающей головки, расположенной на движущейся поперек листа каретке, наподобие печатающего узла матричного принтера. При диаметре форсунки 10 мкм плотность размещения получается 2500 сопел на дюйм; в одной головке может быть от нескольких сотен до нескольких тысяч форсунок. В современных скоростных устройствах стали применять неподвижные головки - чтобы исключить самый медленный во всем этом процессе этап поперечного движения каретки. Например, HP выпускает высокопроизводительные фотокиоски, в которых головки составлены в блоки по всей ширине листа.
В принтерах Canon термический элемент расположен сбоку камеры (как на рис. 1), а у HP (и Lexmark) - сзади. Возможно, это различие обусловлено исходными идеями: согласно корпоративным легендам, инженер Canon уронил паяльник на шприц с краской (то есть шприц нагрелся сбоку), а исследователи из HP заимствовали принцип у электрочайника, у которого подогрев с торца. Так это или нет, боковое расположение позволяет Canon устанавливать два термических элемента на форсунку, что повышает быстродействие и управляемость размером капли, но усложняет и удорожает конструкцию.
Более дорогие "пузырьковые" головки Canon многоразовые и встроены в принтер. Головки HP проще в изготовлении, потому традиционно встраивались прямо в картридж и с ним же выбрасывались. Это гораздо удобнее, так как гарантирует качество печати (головка просто не успевает выработать ресурс) и высокую надежность узла. Однако при таком подходе совершенствование головок приводит к удорожанию картриджей, поэтому многие современные принтеры HP имеют отдельные головки, как у Epson или Canon. Так, Photosmart Pro B9180, сегодняшний флагман "домашних" фотопринтеров от HP, имеет заменяемые отдельные головки, а его более дешевый аналог Photosmart Pro B8353 - головки, встраиваемые в картридж.
