Unele dintre descoperirile sau invențiile care au devenit de mult familiare, de-a lungul timpului, dobândesc o varietate de mituri și legende frumoase.
Una dintre aceste povești spune despre un angajat al unui mic laborator de cercetare care aparținea unei mari firme de calculatoare. După o noapte nedorită, lucrând la un nou design capricios pentru un instrument electronic, acest angajat a plasat din neatenție un fier de lipit lângă o seringă plină cu colofoniu (aș dori să spun că conținea cerneală, dar nu este). Desigur, ca urmare, salopetele au fost stricate, dar cel mai important, a apărut ideea de imprimare termică cu jet de cerneală. O haină albă pătată a ajuns la curățătorie chimică, iar tehnologia cu jet de cerneală, prin eforturile Canon, Hewlett-Packard, Epson, Lexmark și a altor companii, a ajuns în birouri și case, uimind prin accesibilitatea și culoarea sa.
De ce un jet de cerneală?
În ultimii câțiva ani, industria computerelor a cunoscut un adevărat boom de cerneală. Imprimantele cu jet de cerneală pentru mulți utilizatori sunt cele mai accesibile și versatile dispozitive de imprimare. Imaginile obținute pe acestea sunt în multe cazuri superioare ca calitate copiilor tipărite, iar viteza maximă de imprimare s-a apropiat deja de indicatorii de performanță ai modelelor mai mici de imprimante laser. Comparabilă cu fotografiile de amatori de la mini-laboratoare, imprimarea fotorealistă cu jet de cerneală plină de culoare a devenit principalul atu al producătorilor de imprimante cu jet de cerneală în lupta pentru atragerea de noi clienți.
În urmărirea cumpărătorului și a invidiei concurenților, dimensiunea picăturilor este în scădere constantă și sunt dezvoltate noi tehnologii pentru a îmbunătăți reproducerea culorilor. Din noile nume și logo-uri, capul se învârte deja. Desigur, se pune întrebarea cea mai curioasă: toate principiile și ideile cu care fiecare dintre producători se mândrește sunt atât de unice?
În singurătate mândră
De destul de mult timp s-au format doua tabere in acest sector al pietei. Într-una, Epson guvernează singur cu tehnologie piezoelectrică, iar în cealaltă, s-a adunat o întreagă alianță de adepți ai „cernelii clocotite”.
Metoda de imprimare piezoelectrică se bazează pe proprietatea unor substanțe cristaline de a-și modifica dimensiunile fizice sub influența unui curent electric. Cel mai izbitor exemplu sunt rezonatoarele de cuarț utilizate în multe dispozitive electronice. Acest fenomen a fost folosit pentru a crea o pompă miniaturală în care o modificare a tensiunii face ca un volum mic de cerneală să se comprima într-un canal capilar îngust și să fie ejectat instantaneu printr-o duză.
Capul de imprimare al unei imprimante inkjet piezoelectrice trebuie să fie foarte fiabil, deoarece, datorită costului său destul de ridicat, este aproape întotdeauna încorporat în imprimantă și nu se schimbă atunci când este instalat un nou cartuş de cerneală, așa cum este cazul imprimării termice cu jet de cerneală. Acest design al capului piezoelectric are anumite avantaje, dar în același timp există un risc constant de deteriorare a imprimantei din cauza unei bule de aer în sistemul de alimentare cu cerneală (ceea ce se poate întâmpla la schimbarea cartușului) sau a timpului obișnuit de oprire pentru câteva săptămâni. . În acest caz, duzele se înfundă, calitatea imprimării se deteriorează, iar restabilirea modurilor normale necesită service calificat, care este adesea imposibil de efectuat în afara centrului de service.
Stai departe de echipă
În timp ce Epson a urmat propriul său drum, surprinzând periodic comunitatea computerelor cu o altă descoperire, alți jucători de pe piața tipăririi cu jet de cerneală nu au avut mai puțin succes în utilizarea unui cap de imprimare cu un design diferit. Majoritatea dintre ei consideră că evoluțiile lor sunt unice, deși esența lor este trivial de simplă, iar diferența constă adesea doar în nume.
Așadar, Canon folosește termenul Bubble-Jet, care poate fi tradus în mod liber ca „imprimare cu bule”. Restul nu au îngrădit grădina și au fost de acord cu expresia mai familiară „imprimare termică cu jet de cerneală”.
Imprimantele termice cu jet de cerneală funcționează ca un gheizer: în interiorul camerei cu cerneală limitată, un element de încălzire în miniatură creează o bula de abur care se extinde instantaneu, împingând o picătură de cerneală pe hârtie.
Folosind această tehnologie, nu este dificil să obțineți elemente de imprimare în miniatură situate la o densitate mare, ceea ce promite dezvoltatorilor o potențială creștere a rezoluției cu o marjă solidă pentru viitor. Cu toate acestea, imprimarea termică cu jet de cerneală are și revers. Datorită diferenței constante de temperatură, capul de imprimare este distrus treptat și, ca urmare, trebuie înlocuit împreună cu cartuşul de cerneală.
Mai multe nume - tare și diferite!
Bulele sunt bule, iar imaginile simple nu au surprins pe nimeni de mult timp. Așa că trebuie să lupți pentru fiecare picolitru dintr-o picătură, pentru fiecare nuanță de pe hârtie. Dar într-adevăr nu există atât de multe modalități de a îmbunătăți calitatea imaginii finale. Cea mai evidentă și mai accesibilă opțiune a fost creșterea numărului de culori de cerneală. Pe lângă cele patru culori de bază (negru, albastru, purpuriu și galben), mulți producători au adăugat încă două - albastru deschis și purpuriu deschis. Drept urmare, a devenit posibilă reproducerea nuanțelor mai deschise fără a reduce densitatea punctelor aplicate pe hârtie, ceea ce a făcut posibilă realizarea structurii raster a imaginii în zonele luminoase, unde este deosebit de bine distinsă, mai puțin vizibilă. Canon a numit această tehnologie PhotoRealism, Hewlett-Packard a numit PhotoREt, iar Epson a numit Photo Reproduction Quality.
Dar progresul, stimulat de concurență, nu stă pe loc. Următorul pas spre ideal a fost făcut prin reducerea și schimbarea dinamică a dimensiunii picăturii de cerneală și, odată cu aceasta, punctul final de pe hârtie. Prin controlul cantității de „porțiune” de cerneală aplicată pe hârtie, puteți obține nuanțe mai deschise fără a crește distanța dintre puncte. Acest lucru face posibilă ca structura bitmap să fie și mai puțin vizibilă.
Fără trucuri suplimentare și schimbări semnificative proces tehnologic doar Epson ar putea obține un efect similar. Faptul este că principiul de funcționare al capului piezoelectric vă permite să controlați dimensiunea căderii prin modificarea cantității de tensiune de control aplicată elementului piezoelectric. Această tehnologie se numește Variable Dot Size. Ei bine, adepții tipăririi cu bule au trebuit să lucreze serios la schimbarea designului duzelor. Fiecare dintre ele a plasat mai multe elemente de încălzire cu putere diferită.
Prin pornirea lor pe rând sau pe toate în același timp, este posibil să se obțină picături de diferite dimensiuni, așa cum este cazul imprimantelor moderne cu jet de cerneală termică. Canon și-a numit evoluțiile în acest domeniu Drop Modulation, în timp ce HP a folosit un nume gata făcut cu indici suplimentari - PhotoREt II și PhotoREt III. Pe lângă capacitatea de a controla dimensiunea picăturii, a existat și posibilitatea aplicării succesive a mai multor picături în același punct de pe suprafața unei foi de hârtie.
Dar calitatea imprimării depinde nu numai de perfecțiunea tehnică a designului imprimantei în sine, ci și de alți factori la fel de semnificativi.
În spatele liniei frontului cu jet
Cu o creștere a rezoluției și a vitezei de imprimare, s-a dovedit că urmărirea îmbunătățirii acestor caracteristici în sine nu ar putea oferi un câștig semnificativ, dacă suportul de imagine, adică hârtia, nu a fost îmbunătățit. S-ar părea, ce poate fi mai simplu decât hârtia? Dar nu era acolo! Orice tehnologie „sprețuită” va fi neputincioasă dacă puneți hârtie simplă de birou în tava imprimantei.
O foaie frumoasă în format A4, din vederea și mirosul căreia orice imprimantă laser începe să toarne de plăcere, se dovedește a fi complet nepregătită pentru fluxurile de cerneală multicoloră izbucnită la ea de la sute de duze.
Suprafața hârtiei obișnuite are o structură fibroasă, care se datorează tehnologiei producției sale. Ca urmare, picăturile miniaturale, de dimensiuni stricte, încep să se răspândească pe suprafață în cel mai imprevizibil mod. În acest caz, nu contează deloc ce tip de imprimare este folosit - termică sau piezoelectrică. O soluție la această problemă este utilizarea cernelii pigmentare, care este o suspensie de particule dispersate într-un purtător lichid incolor, deoarece particulele solide nu pot pătrunde în straturile interioare și nu se pot răspândi prin fibrele hârtiei.
Cernelurile pe bază de pigment fac posibilă obținerea de nuanțe luminoase și saturate, dar au și anumite dezavantaje, în special rezistența scăzută la influențele externe.
Tehnologia de imprimare cu jet de cerneală este astfel încât cele mai bune rezultate pot fi obținute numai folosind hârtie specială. Fotografiile de pe hârtie simplă par decolorate și mai puțin clare. Hârtia acoperită special și așa-numita hârtie fotografică au mai multe straturi speciale, spre deosebire de hârtia obișnuită. Imprimările de pe el sunt aproape imposibil de distins de fotografiile obținute prin imprimare folosind un fotoproces chimic.
Hârtia simplă de buget pentru imprimarea cu jet de cerneală, de regulă, are o densitate de 90-105 g/m 2 , grosime relativ subțire și alb excelent. Datorită prelucrării speciale a feței sau a ambelor părți, o astfel de hârtie este mai rezistentă la capriciile de cerneală și le împiedică să se răspândească și să pătrundă adânc în foaie.
Hârtia foto specială cu o suprafață lucioasă sau mată are de obicei o densitate de până la 200 g/m 2 și este un produs multistrat al tehnologiei moderne. Fiecare dintre straturi îndeplinește anumite funcții.
Stratul inferior este baza care oferă rezistență și rigiditate documentului. Următorul strat acționează ca un reflector optic, dând imaginii luminozitate și alb. Urmează stratul principal de lipire ceramică sau plastic, constituind un set canale verticale fără formațiuni fibroase lungi de-a lungul suprafeței foii și oferind densitatea de cerneală necesară la punctul imprimat. Ultimul strat de protecție, lucios sau mat, se aplică pe absorbant, dând rezistență suprafeței și protejând-o de influențele externe.
În timpul procesului de imprimare, particulele de ceramică absorb cerneala, împiedicând răspândirea acesteia pe suprafață. Ca urmare, forma punctelor și orientarea lor rămân neschimbate. În plus, nu vă puteți teme de pătrunderea accidentală a umidității, deoarece microcapilarele profunde și strict verticale minimizează probabilitatea de răspândire.
Hârtia specială pentru imprimante cu jet de cerneală a devenit un panaceu pentru multe boli, dar, din păcate, destul de scumpă. Vreau, desigur, dar... Și merită să cheltuiești bani pentru a compara „cerul” și „pământul” măcar o dată.
ComputerPress 11 "2001
Există două tehnologii principale de imprimare pe piață astăzi pentru dispozitivele de imprimare: piezoelectric și termic cu jet de cerneală.
Tehnologia de imprimare piezoelectrică este dezvoltată pe baza capacității cristalelor piezoelectrice de a se deforma sub influența electricității. Datorită utilizării acestei tehnologii, a devenit posibilă controlul tipăririi, și anume: monitorizarea dimensiunii picăturii, viteza de ieșire a acesteia din duze, precum și grosimea jetului etc. Un avantaj al unui astfel de sistem este că dimensiunea picăturilor poate fi controlată. Această abilitate vă permite să obțineți imagini mai bune.
Până în prezent, experții au demonstrat că fiabilitatea unor astfel de sisteme este mult mai mare decât alte sisteme de imprimare cu jet de cerneală.
Când utilizați această tehnologie, calitatea imprimării este foarte ridicată. Chiar și modelele universale și ieftine vă permit să obțineți imagini cea mai bună calitate si de inalta rezolutie. De asemenea, cel mai important avantaj al PU cu un sistem piezo este redarea ridicată a culorilor, care permite imaginii să arate strălucitoare și saturată.
Tehnologii Epson - calitate testată în timp
Capetele de imprimare ale imprimantelor cu jet de cerneală EPSON sunt de înaltă calitate și tocmai asta explică prețul lor ridicat. Dacă utilizați un sistem de imprimare piezoelectric, atunci vi se garantează funcționarea fiabilă a dispozitivului de imprimare, iar capul de imprimare nu se usucă sau nu se înfundă datorită faptului că are un contact minim cu aerul. Sistemul de imprimare piezoelectric a fost dezvoltat și implementat de EPSON și doar EPSON deține un brevet pentru acest sistem.
Principiul de imprimare cu jet de cerneală termică este utilizat la imprimantele Canon, HP, Brother. Prin încălzirea cernelii, acestea sunt transferate pe hârtie. Prin intermediul unui curent electric, cerneala lichidă este încălzită proporțional, motiv pentru care denumirea acestei metode de imprimare - inkjet termic. O creștere a temperaturii reproduce un element de încălzire, care se află în interiorul structurii termice. Odată cu o creștere puternică a temperaturii, partea principală a vopselei se evaporă, presiunea din structură crește rapid și o picătură mică de vopsea iese din camera de căldură printr-o duză de precizie. Acest proces se repetă în mod repetat după o secundă.
Principalul dezavantaj al metodei cu jet de cerneală termică este că, cu o astfel de tehnologie de imprimare, în capul de imprimare al imprimantei se formează o cantitate suficient de mare de precipitații, care în timp o poate deteriora. De asemenea, această cântare înfundă duzele în timp, ceea ce duce la o pierdere a calității și a vitezei de imprimare a imprimantei.
De asemenea, dispozitivele care folosesc imprimarea termică cu jet de cerneală, din cauza fluctuațiilor constante de temperatură, capetele de imprimare se deteriorează, deoarece se arde sub influența temperaturii enorme. Acesta este principalul dezavantaj al unor astfel de dispozitive. Perioada de funcționare a Epson PG MFP este absolut identică cu durata de viață a dispozitivului în sine. Acest lucru a fost posibil datorită materialelor de înaltă calitate din care a fost dezvoltat capul de imprimare. Clienții care folosesc imprimarea termică cu jet de cerneală vor trebui adesea să schimbe capul de imprimare, deoarece temperatura ridicată îl va provoca adesea arderea, ceea ce va crește considerabil costurile financiare. Calitatea capului de imprimare va face, de asemenea, o diferență uriașă dacă utilizatorii folosesc cartușe remanufacturate.
Folosirea unei imprimante cu jet de cerneală Epson împreună cu cartușele reîncărcabile este foarte benefică, deoarece îmbunătățește calitatea imprimantei și reduce costul fiecărei imagini imprimate.
Capul de imprimare al imprimantelor EPSON este de mare importanță nu numai pentru funcționare stabilă imprimanta. PG Quality vă permite să creșteți calitatea și viteza de imprimare. De asemenea, dacă capul de imprimare nu intră în contact cu aerul și se usucă, utilizatorul nu va trebui să-l schimbe și, prin urmare, cheltuiește bani în zadar. Dispozitivele care utilizează principiul de funcționare cu jet de cerneală termică se pot supraîncălzi foarte mult și, în consecință, se poate supraîncălzi și capul de imprimare, care, dacă este supraîncălzit, poate pur și simplu să se ardă și să iasă din suport.
După cum arată numeroase verificări și teste, pentru a imprima cât mai economic posibil și, în același timp, a fi luminos și eficient, inginerii recomandă utilizarea imprimantelor EPSON cu CISS. Dispozitivele EPSON funcționează mult mai mult și mai eficient cu sistemul LF decât alte unități de telecomandă cu preț similar de la alte companii de producție.
Epson este un producător de încredere de produse de calitate care vă fac munca mai ușoară și mai productivă.
Tehnologia inkjet a apărut la mijlocul anilor 1980 ca urmare a încercării de a scăpa de neajunsurile celor două metode de imprimare dominante la acea vreme: matricea de puncte și laserul (electrografic). Imprimarea laser a fost inacceptabil de scumpă, iar culoarea nu era încă visată (și nici acum, deși au devenit disponibile imprimante laser color, nu au nicio șansă să ocolească imprimantele cu jet de cerneală în domeniul imprimărilor foto). Iar imprimarea cu jet de cerneală a apărut ca alternativa ieftina pentru tipărirea documentelor de birou, lipsite de deficiențele imprimantelor matriceale - lente, zgomotoase și care oferă printuri de calitate scăzută.
Ideea, care, se pare, aproape simultan (în jurul anului 1985) a venit în minte inginerilor de la Hewlett-Packard și Canon, a fost să înlocuiască cu o picătură acul care lovește hârtia în imprimantele matriciale prin stratul de cerneală de pe bandă. de cerneală lichidă. Volumul picăturii trebuie calculat astfel încât să nu se răspândească și să creeze un punct cu un anumit diametru. viata reala această tehnologie a fost obținută atunci când au venit cu o modalitate convenabilă de a forma o picătură dozată - termică.
Metoda de imprimare termică cu jet de cerneală este de fapt monopolizată de Canon și Hewlett-Packard, care dețin majoritatea patentelor pentru această tehnologie, restul companiilor doar o licențiază, făcând propriile mici modificări. În timp ce HP folosește termenul „jet termic cu jet de cerneală” (termic ink-jet), metoda de imprimare, iar Canon preferă termenul „jet cu bule” (jet cu bule).
Deși există diferențe între ele, ele sunt fundamental identice.
Pe fig. 1 prezintă procesul de imprimare termică cu jet de cerneală sub forma unei cinegrame condiționate a ciclului duzei (uneori numite ejectoare). Un element de încălzire miniatural este încorporat în peretele camerei (evidențiat cu roșu în cadrul superior), care se încălzește foarte repede la o temperatură ridicată (500 °C). Cerneala fierbe (al doilea cadru), în ele se formează o bulă mare de vapori (următoarele două cadre) și presiunea crește brusc - până la 120 de atmosfere, ceea ce face ca cerneala să fie împinsă afară prin duză cu o viteză mai mare de 12. m / s sub formă de picătură cu un volum de aproximativ 2 picolitri (aceasta este de două miimi de la o miliardime de litru). Elementul de încălzire este oprit în acest moment, iar bula se prăbușește din cauza căderii de presiune (cadrele de jos). Totul se întâmplă foarte repede - în câteva microsecunde. Cerneala este introdusă în duză datorită forțelor capilare (care este mult mai lentă), iar după umplerea duzei cu o nouă porțiune, sistemul este gata de funcționare. Întregul ciclu durează aproximativ 100 ms, adică frecvența picăturilor este de 10 kHz, iar în imprimantele moderne - de două ori mai mult.
O astfel de duză controlată autonom face parte din capul de imprimare, situată pe un cărucior care se mișcă peste coală, ca o unitate de imprimare imprimantă matriceală. Cu un diametru al duzei de 10 microni, densitatea de plasare este de 2500 duze pe inch; într-un singur cap pot exista de la câteva sute la câteva mii de duze. În dispozitivele moderne de mare viteză, au început să fie folosite capete fixe - pentru a elimina etapa cea mai lentă din întregul proces al mișcării transversale a căruciorului. De exemplu, HP produce chioșcuri foto de înaltă performanță în care capetele sunt aranjate în blocuri pe toată lățimea foii.
La imprimantele Canon, elementul termic se află pe partea laterală a camerei (ca în Fig. 1), în timp ce la HP (și Lexmark) este pe spate. Poate că această diferență se datorează ideilor originale: conform legendei corporative, un inginer Canon a scăpat un fier de lipit pe o seringă de vopsea (adică seringa s-a încălzit din lateral), iar cercetătorii HP au împrumutat principiul de la un fierbător electric, care se încălzește de la capăt. Ne place sau nu, aranjamentul lateral permite lui Canon să monteze două elemente termice pe duză, ceea ce îmbunătățește performanța și dimensiunea picăturilor de controlat, dar complică și crește costul de proiectare.
Capetele Canon mai scumpe cu „bule” sunt reutilizabile și încorporate în imprimantă. Capetele HP sunt mai ușor de fabricat, deoarece în mod tradițional erau încorporate direct în cartus și aruncate împreună cu acesta. Acest lucru este mult mai convenabil, deoarece garantează calitatea imprimării (capul pur și simplu nu are timp să elaboreze resursele) și fiabilitatea ridicată a ansamblului. Cu toate acestea, prin această abordare, îmbunătățirea capetelor duce la o creștere a costului cartușelor, atât de multe imprimante HP moderne au capete separate, precum Epson sau Canon. De exemplu, Photosmart Pro B9180, flagship-ul de astăzi al imprimantelor foto „acasă” HP, are capete individuale înlocuibile, în timp ce analogul său mai ieftin, Photosmart Pro B8353, are capete integrate cu cartuş.
In contact cu
Colegi de clasa
Tehnologie imprimare termică cu jet de cerneală pe baza proprietății cernelii de a se extinde în volum atunci când este încălzită. Cerneala încălzită, crescând în volum, împinge picături de cerneală microscopice în duzele capului de imprimare al imprimantei, care formează o imagine pe hârtie. În general, tehnologia imprimării termice cu jet de cerneală este prezentată mai jos.
Tehnologie cu jet de cerneală termică
Imprimare termică cu jet de cerneală este cea mai populară tehnologie de imprimare cu jet de cerneală și este utilizată în 75% dintre imprimantele cu jet de cerneală.
Ponderea imprimantelor care utilizează tehnologia de imprimare termică cu jet de cerneală
Cea mai mare contribuție la dezvoltarea tehnologiei de imprimare termică cu jet de cerneală a avut-o corporațiile Canonși HP, care a dezvoltat în mod independent două tehnologii de imprimare în anii 1970: Bubble Jet (Canon) și Inkjet termic(H.P.).
Tehnologii cu jet de cerneală termică
Tehnologia cu jet de cerneală termică Bubble Jet a fost prezentată publicului în 1981 la Marele Târg. În 1985 folosind tehnologie inovatoare Legendara imprimantă monocromă Canon BJ-80 a fost lansată în 1985 - prima imprimantă color Canon BJC-440.
Reprezentare schematică a tehnologiei de imprimare cu jet de cerneală Bubble Jet
Esența tehnologiei Jet cu bule de cerneală este după cum urmează. Un termistor (încălzitor) este încorporat în fiecare duză a capului de imprimare pentru încălzirea instantanee a cernelii, care la temperaturi de peste 500 ° C, evaporându-se, formează o bulă care împinge picătura de cerneală. Apoi termistorul se oprește, cerneala se răcește și bula dispare, iar zona de joasă presiune atrage o nouă porțiune de cerneală.
Interesant este că cerneala se încălzește până la o temperatură de 500°C în doar 3 microsecunde, iar picăturile zboară din duză cu o viteză de 60 km/h. În fiecare secundă în fiecare duză a capului de imprimare, ciclul de încălzire și răcire a cernelii se repetă de 18.000 de ori.
A doua tehnologie de imprimare cu jet de cerneală – Thermal Inkjet – a început să fie dezvoltată de HP în 1984, dar prima imprimantă ThinkJet bazată pe această tehnologie de imprimare a fost introdusă în producția de masă mult mai târziu.
Reprezentare schematică a tehnologiei Thermal Inkjet
Tehnologie cu jet de cerneală termică se bazează pe același principiu de imprimare ca și tehnologia Bubble Jet, singura diferență fiind că la imprimantele care utilizează tehnologia Bubble Jet, termistorii sunt amplasați în duzele microscopice ale capului de imprimare, în timp ce la imprimantele care utilizează tehnologia Thermal Inkjet, aceștia sunt amplasați direct în spatele duza.
Astfel, tehnologiile Bubble Jet și Thermal Inkjet diferă doar în detalii.
Principalele avantaje ale imprimării termice cu jet de cerneală față de imprimarea piezo-jet sunt absența mecanismelor de mișcare și funcționarea stabilă. Împreună cu aceasta, imprimarea termică cu jet de cerneală are un dezavantaj semnificativ: nu vă permite să controlați dimensiunea și forma picăturilor de cerneală. În plus, atunci când picăturile de cerneală zboară din duza capului de imprimare, picăturile satelit (sateliți) care se formează atunci când cerneala fierbe scapă cu ei. Apariția unor astfel de „sateliți” poate fi declanșată de vibrația instabilă a masei de cerneală în timpul ejectării acesteia din duză. Picăturile de satelit sunt cele care provoacă formarea unui contur nedorit („ceață de cerneală”) în jurul imprimării și amestecarea culorilor în fișierele grafice.
Funcționarea diferitelor dispozitive piezoelectronice se bazează pe efect piezoelectric , care a fost descoperit în 1880 de oamenii de știință francezi frații P. Curie și J. Curie. Cuvântul „piezoelectricitate” înseamnă „electricitate din presiune”. efect piezoelectric direct sau pur și simplu efect piezo constă în faptul că sub presiune asupra unor corpuri cristaline, numite piezoelectrice, pe fețele opuse ale acestor corpuri iau naștere sarcini electrice de mărime egală, dar diferite ca semn. Dacă schimbați direcția de deformare, adică nu comprimați, ci întindeți piezoelectricul, atunci sarcinile de pe fețe se vor schimba semnul opus.
Piezoelectricele includ unele cristale naturale sau artificiale, cum ar fi cuarțul sau sarea Rochelle, precum și materiale piezoelectrice speciale, cum ar fi titanatul de bariu. Pe lângă efectul piezoelectric direct, se mai folosește efect piezo invers , care constă în faptul că sub influența unui câmp electric piezoelectricul se contractă sau se dilată în funcție de direcția vectorului intensității câmpului. În piezoelectricele cristaline, intensitatea efectului piezoelectric direct și invers depinde de modul în care forța mecanică sau intensitatea câmpului electric este direcționată în raport cu axele cristalului.
În scopuri practice, se folosesc piezoelectrice de diferite forme: plăci dreptunghiulare sau rotunde, cilindri, inele. Astfel de elemente piezoelectrice sunt tăiate din cristale într-un anumit mod, menținând în același timp orientarea față de axele cristalului. Elementul piezoelectric este plasat între plăci metalice sau filme metalice sunt aplicate pe fețele opuse ale elementului piezoelectric. Astfel, se obține un condensator cu un dielectric piezoelectric.
Dacă aducem la un astfel de element piezoelectric Tensiune AC, atunci elementul piezoelectric, datorită efectului piezoelectric invers, se va micșora și se va extinde, adică va efectua vibrații mecanice. În acest caz, energia vibrațiilor electrice este convertită în energia vibrațiilor mecanice cu o frecvență egală cu frecvența tensiunii alternative aplicate. Deoarece elementul piezoelectric are o anumită frecvență naturală, se poate observa un fenomen de rezonanță. Cea mai mare amplitudine a oscilațiilor plăcii elementului piezoelectric se obține atunci când frecvența EMF externă coincide cu frecvența naturală a oscilațiilor plăcii. Trebuie remarcat faptul că există mai multe frecvențe de rezonanță care corespund diferitelor tipuri de vibrații ale plăcilor.
Sub influența unei forțe mecanice variabile externe, pe elementul piezoelectric apare o tensiune alternativă de aceeași frecvență. În acest caz, energia mecanică este convertită în energie electrică, iar elementul piezoelectric devine un generator variabil de EMF. Putem spune că elementul piezoelectric este un sistem oscilator în care pot apărea oscilații electromecanice. Fiecare element piezo este echivalent cu un circuit oscilator. Într-un circuit oscilator convențional, compus dintr-o bobină și un conder, energia câmpului electric concentrat în conder este transferată periodic în energia câmpului magnetic al bobinei și invers. Într-un element piezoelectric, energia mecanică este convertită periodic în energie electrică. Să ne uităm la circuitul echivalent al elementului piezoelectric:
Orez. 1 - Circuitul echivalent al elementului piezoelectric
Inductanța L reflectă proprietățile inerțiale ale plăcii piezoelectrice, capacitatea C caracterizează proprietățile elastice ale plăcii, rezistența activă R este pierderea de energie în timpul vibrațiilor. Capacitatea C 0 se numește statică și este capacitatea obișnuită între plăcile elementului piezoelectric și nu este asociată cu proprietățile sale oscilatorii.
Capetele piezoelectrice cu jet de cerneală pentru imprimante au fost dezvoltate în anii șaptezeci. În majoritatea imprimantelor piezoelectrice cu jet de cerneală, presiunea în exces în camera de cerneală este creată folosind un disc piezoelectric care își schimbă forma - se îndoaie atunci când i se aplică o tensiune electrică. Curbând, discul, care este unul dintre pereții camerei cu cerneală, își reduce volumul. Sub acțiunea excesului de presiune, cerneala lichidă este emisă din duză sub forma unei picături. Pionierul tehnologiei piezoelectrice, Epson, nu a reușit să concureze cu succes în volumul vânzărilor cu concurenții săi Canon și Hewlett-Packard din cauza costului tehnologic relativ ridicat al capetelor de imprimare piezoelectrice - acestea sunt mai scumpe și mai complexe decât capetele de imprimare cu bule.
Principalul dezavantaj al imprimantelor cu jet de cerneală Epson este că capul costă la fel ca și imprimanta. Și dacă se usucă, atunci este recomandabil să aruncați pur și simplu imprimanta.
Pentru alte imprimante, dezavantajul este costul consumabilelor.
3. Principiul de funcționare al imprimantelor laser. Imprimante laser si LED. Principalele caracteristici, avantaje și dezavantaje.
Impulsul pentru crearea primului imprimante laser a fost apariția unei noi tehnologii dezvoltate de Canon. Specialiștii acestei companii, specializați în dezvoltarea de copiatoare, au creat mecanismul de imprimare LBP-CX. Hewlett-Packard, în colaborare cu Canon, a început să dezvolte controlere care fac motorul de imprimare compatibil cu sistemele computerizate PC și UNIX.
Inițial, concurând cu imprimantele cu petale și matrice de puncte, imprimanta laser a câștigat rapid popularitate în întreaga lume. Alte companii de copiatoare au urmat în curând exemplul Canon și au început cercetările în domeniul imprimantelor laser. O altă evoluție importantă a fost apariția imprimante laser color. XEROX și Hewlett-Packard au introdus o nouă generație de imprimante care foloseau limbajul de descriere a paginilor PostScript Nivel 2, care acceptă reprezentarea în culori a imaginii și vă permite să creșteți performanța de imprimare, și acuratețea culorii. Imprimantele laser formează o imagine prin poziționarea punctelor pe hârtie (metoda raster). Inițial, pagina se formează în memoria imprimantei și abia apoi este transferată în motorul de imprimare. Reprezentarea raster a simbolurilor și imaginilor grafice este produsă sub controlul controlerului imprimantei. Fiecare imagine este formată prin aranjarea adecvată a punctelor în celulele grilei sau matricei.
În ciuda ofensivei imprimante cu jet de cerneală, dominația dispozitivelor laser la locurile de muncă de la birou este acum de necontestat. Există multe motive în spatele popularității imprimantelor laser. Ei folosesc o tehnologie dovedită care s-a dovedit a fi foarte fiabilă: imprimarea este rapidă, silențioasă și destul de accesibilă, calitatea sa în majoritatea cazurilor este aproape de tipărire. Nici producătorii de imprimante laser nu au stat pe loc, continuând să mărească viteza și calitatea de imprimare, împingând în același timp prețurile în jos. În 1994, o imprimantă laser tipică avea o viteză nominală de 4 ppm, o rezoluție de 300 dpi și un preț de 800 USD. În 1995, am văzut o creștere a numărului de produse care se tipăresc la 6 ppm la 600 dpi și au un preț real de vânzare cu amănuntul de 350 USD.
La fiecare doi-trei ani, producătorii măresc viteza de imprimare cu 1 sau 2 ppm, iar până la sfârșitul deceniului, imprimantele laser personale atinseseră viteze de 12-15 ppm. În plus, acestea scad dimensiunile imprimantelor laser- astfel, producatorii realizeaza o reducere a pretului si posibilitatea de a-si instala produsele pe un desktop inghesuit. Una dintre consecințele acestui lucru este adesea mijloacele limitate de manipulare a hârtiei în comparație cu modelele de dimensiuni mari. Containerele de intrare nu conțin de obicei mai mult de 100 de coli, iar buzunarul de hârtie este adesea proiectat pentru alimentarea manuală a foilor în același timp - pentru aceasta trebuie mai întâi să scoateți un teanc de hârtie din el. Capacitatea tăvilor de ieșire este, de asemenea, limitată - dacă imprimanta este echipată cu un astfel de dispozitiv. Unele imprimante au o cale de hârtie atât de complicată încât vânzătorii nu recomandă utilizarea mașinilor de etichetare lipicioasă.
Cele mai utilizate imprimante laser folosesc tehnologia de fotocopiere, numită și electrofotografie, care constă în poziționarea precisă a unui punct pe o pagină prin modificarea sarcinii electrice pe o peliculă specială dintr-un semiconductor fotoconductor. O tehnologie similară de imprimare este utilizată la copiatoare.
Cel mai important element structural al unei imprimante laser este rotirea fotoconductor, care transferă imaginea pe hârtie. Fotoconductorul este un cilindru metalic acoperit cu o peliculă subțire de semiconductor fotoconductor (de obicei oxid de zinc). O sarcină statică este distribuită uniform pe suprafața tamburului. Cu ajutorul unui fir subțire sau o plasă, numită sârmă corona, acestui fir i se aplică o tensiune înaltă, provocând apariția în jurul lui o regiune ionizată strălucitoare, numită corona. Un laser controlat de microcontroler generează un fascicul subțire de lumină care se reflectă într-o oglindă rotativă. Acest fascicul, care cade pe fototambur, luminează zone elementare (puncte) de pe acesta și, ca urmare a efectului fotoelectric, sarcina electrică se modifică în aceste puncte.
Pentru unele tipuri de imprimante, potențialul suprafeței tamburului scade de la -900 la -200 V. Astfel, pe fotoconductor apare o copie a imaginii sub forma unui potențial relief.
În următorul pas de lucru, cu ajutorul unui alt tambur, numit dezvoltator (dezvoltator), pe fotoconductor se aplică toner- cel mai mic praf colorant. Sub acțiunea unei sarcini statice, mici particule de toner sunt ușor atrase de suprafața tamburului în punctele expuse și formează o imagine pe acesta.
O coală de hârtie din tava de alimentare este mutată de un sistem cu role în cilindru. Apoi foaia primește o sarcină statică, opusă în semn de încărcare a punctelor iluminate de pe tambur. Când hârtia intră în contact cu cilindru, particulele de toner din cilindru sunt transferate (atrase) pe hârtie. Pentru a fixa tonerul pe hârtie, foaia se încarcă din nou și se trece între două role, care o încălzesc până la o temperatură de aproximativ 180° - 200°C. După procesul propriu-zis de imprimare, tamburul este complet descărcat, curățat de particulele de toner aderente și gata pentru un nou ciclu de imprimare.
Secvența de acțiuni descrisă este foarte rapidă și oferă o imprimare de înaltă calitate. Când imprimați imprimanta laser color sunt utilizate două tehnologii. În conformitate cu prima, utilizată pe scară largă până de curând, pe tambur s-a format o imagine corespunzătoare pentru fiecare culoare individuală (cyan, magenta, galben, negru), iar foaia a fost tipărită în patru treceri, ceea ce a afectat în mod natural viteza și calitatea imprimare. În modelele moderne, în urma a patru treceri succesive, pe unitatea de cilindru se aplică toner din fiecare dintre cele patru culori. Apoi, atunci când hârtia intră în contact cu tamburul, toate cele patru culori sunt transferate la acesta în același timp, formând combinațiile de culori dorite pe imprimare. Rezultatul este o reproducere mai lină a culorilor, aproape la fel ca imprimantele color cu transfer termic.
Imprimantele din această clasă sunt echipate cu o cantitate mare de memorie, un procesor și, de regulă, propriul hard disk. Hard disk-ul conține o varietate de fonturi și programe speciale care gestionează munca, controlează starea și optimizați performanța imprimantei. Imprimantele laser color sunt destul de mari și grele. Tehnologia procesului de imprimare laser color este foarte complexă, iar prețul imprimantelor laser color este încă foarte mare.
Imprimantă LED: principiu de funcționare, asemănări cu imprimantele laser și diferențe față de aceasta
Tehnologia de imprimare digitală LED și laser au în comun utilizarea în ambele cazuri a procesului electrografic pentru obținerea imprimării finale. De fapt, acestea sunt dispozitive din aceeași clasă: în ambele cazuri, sursa de lumină, controlată de procesorul imprimantei, formează pe tamburul fotosensibil o încărcare de suprafață care corespunde imaginii dorite.
Mai mult, pentru a spune simplu, tamburul rotativ trece pe lângă buncărul de toner, atrage particule de toner în locurile „iluminate” și transferă tonerul pe hârtie. Apoi tonerul este fixat pe hârtie cu un termoelement (cuptor) și obținem o imprimare finită la ieșire. ¶ Acum să ne întoarcem și să aruncăm o privire mai atentă asupra designului sursei de lumină care luminează tamburul. Diferența dintre o imprimantă laser și cea LED constă în tipul de sursă de lumină utilizată: spre deosebire de unitatea laser, în acest din urmă caz se folosește o linie formată din mii de LED-uri. În consecință, LED-urile prin lentilele de focalizare luminează suprafața tamburului fotosensibil pe întreaga sa lățime.
4. Principiul de funcționare al imprimantelor de sublimare. Principalele caracteristici, avantaje și dezavantaje.
Imprimantele de sublimare au apărut în urmă cu aproximativ zece ani. Apoi au fost considerate echipamente exotice, extrem de profesionale. Imprimantele cu jet de cerneală erau destinate inițial utilizatorilor de masă, ceea ce înseamnă că aceste două grupuri de produse nu au concurat între ele. Calitatea imaginii imprimantelor cu sublimare de acum un deceniu era incomparabil superioară celei pe care o puteau oferi mașinile cu jet de cerneală. Dar costul tipăririi pe acesta din urmă a fost aproape cu un ordin de mărime mai mic.
Un dezavantaj comun tuturor imprimantelor foto cu jet de cerneală, cauzat de motive tehnologice, este bandajul imprimării, care se manifestă în diferite modele în grade diferite. În cel mai bun caz, este imperceptibil sau abia vizibil, totuși, dacă o parte din duze se înfundă sau mecanica imprimantei eșuează, imprimarea devine împărțită în dungi orizontale neatractive. Imprimantele de sublimare aparținând clasei de imprimante termice sunt complet lipsite de acest dezavantaj.
Tehnologia de imprimare prin sublimare provine din cuvântul latin sublimare („ridicare”) și reprezintă trecerea unei substanțe atunci când este încălzită de la starea solidă la starea gazoasă, ocolind starea lichidă.
Principiul de funcționare al unei imprimante de sublimare este următorul: atunci când se primește o lucrare de imprimare, imprimanta încălzește filmul cu colorantul aplicat pe acesta, în urma căruia colorantul se evaporă din film și este aplicat pe hârtie specială. Ca urmare a aceleiași încălziri, porii hârtiei se deschid și colorantul se fixează clar pe imprimare, după care suprafața hârtiei devine din nou netedă și lucioasă. Imprimarea se efectuează în mai multe treceri, deoarece cei trei coloranți principali trebuie transferați pe hârtie în combinațiile corecte: magenta, cyan și galben.
Deoarece pixelarea și benzile sunt complet absente în acest caz din cauza tehnologiei de imprimare în sine, imprimantele de sublimare care lucrează cu o rezoluție aparent modestă de 300x300 dpi sunt capabile să producă fotografii care nu sunt inferioare ca calitate printuri ale modelelor cu jet de cerneală cu o rezoluție mult mai mare. Principalele dezavantaje ale modelelor de sublimare sunt costul ridicat al consumabilelor și lipsa modelelor de uz casnic care să funcționeze cu coli A4.
O imprimantă cu jet de cerneală convențională imprimă pe hârtie simplă, în timp ce o imprimantă de sublimare necesită hârtie specială și un cartuş de colorant (panglică de cerneală), care sunt de obicei vândute într-un set. Costul unui set de 20 de fotografii într-un format standard de 10 x 15 cm poate fi de la 5 USD la 15 USD. Astfel, imprimarea pe o imprimantă de sublimare costă de 3-4 ori mai mult decât pe o imprimantă cu jet de cerneală și de zece ori mai scumpă decât dezvoltarea și tipărirea filmelor convenționale (analogice) în laborator. Acest lucru este arătat clar în figură. 
5. Principiul de funcționare al imprimantelor termice. Principalele caracteristici, avantaje și dezavantaje.
Imprimantele laser color nu sunt încă perfecte. Imprimantele termice sau, după cum se mai numesc, imprimantele color high-end sunt folosite pentru a obține o imagine color cu o calitate apropiată de cea fotografică sau pentru a produce mostre color de prepress.
În prezent, s-au răspândit trei tehnologii de imprimare termică color: transferul cu jet de cerneală al colorantului topit (imprimare termoplastică); transferul de contact al colorantului topit (imprimare cu termoceară); transfer termic de colorant (imprimare prin sublimare).
Comun ultimelor două tehnologii este încălzirea vopselei și transferul lui pe hârtie (film) în fază lichidă sau gazoasă. Colorantul multicolor este de obicei aplicat pe o peliculă subțire de lavsan (5 µm grosime). Filmul este mutat prin intermediul unui mecanism de transport cu bandă, care este similar din punct de vedere structural cu cel al unei imprimante cu ac. Matricea elementelor de încălzire formează o imagine color în 3-4 treceri.
Imprimantele cu ceară termică transferă vopseaua dizolvată în ceară pe hârtie prin încălzirea unei panglici de ceară colorată. De regulă, pentru astfel de imprimante este necesară hârtie cu un strat special. Imprimantele cu ceară termică sunt utilizate în mod obișnuit pentru grafica de afaceri și alte tipuri de imprimare non-fotografice.
Imprimantele de sublimare sunt cea mai bună alegere pentru imprimarea unei imagini aproape imposibil de distins de o fotografie și realizarea de mostre de prepress. Conform principiului de funcționare, sunt similare cu ceara termică, dar numai vopseaua (care nu are bază de ceară) este transferată de pe bandă pe hârtie.
Imprimantele care utilizează transferul cu jet de cerneală de cerneală topită sunt, de asemenea, numite imprimante cu cerneală solidă. Când sunt imprimate, blocurile de ceară colorate sunt topite și împrăștiate pe suport, creând culori vibrante și saturate pe orice suprafață. „Fotografiile” obținute astfel arată ușor granulate, dar îndeplinesc toate criteriile de calitate fotografică. Această imprimantă nu este potrivită pentru realizarea de folii transparente, deoarece picăturile de ceară sunt semisferice după uscare și creează un efect sferic.
Există imprimante termice care combină tehnologia sublimării și imprimarea cu ceară termică. Astfel de imprimante vă permit să tipăriți atât tipăriri ciorne, cât și cele de finisare pe un singur dispozitiv.
Viteza de imprimare a imprimantelor termice datorită inerției efectelor termice este scăzută. Pentru imprimante cu sublimare de la 0,1 la 0,8 pagini pe minut, iar pentru imprimante cu ceară termică - 0,5-4 pagini pe minut.
