Что такое струйная печать в принтере
Струйная печать
Струйная печать – это технология получения изображения при помощи микроскопических капель чернил, распыляемых печатающей головкой принтера на бумагу.
Технология струйной печати похожа на технологию матричной печати, так как и в первом и во втором случае изображение формируется по точкам. Только при матричной печати изображение наносится ударами иголок по красящей ленте, а при струйной – распылением чернил на бумагу печатающей головкой.
Важнейшей деталью струйного принтера является печатающая головка, которая представляет собой массив, состоящий из множества микроскопических отверстий (сопел, дюз).
Укрупнённая фотография сопла печатающей головки струйного принтера
Печатающая головка может быть встроена в чернильный картридж или непосредственно в принтер. В первом случае после окончания чернил печатающая головка утилизируется вместе с картриджем. Во втором случае печатающая головка может быть заменена на новую независимо от чернильного картриджа.
Чернила в струйном принтере подаются либо непрерывным способом, либо по требованию. В первом случае чернила поступают в сопла печатающей головки сплошным потоком, а момент их выброса на бумагу определяется модулятором. Во втором случае чернила поступают в сопла печатающей головки лишь в тот момент, когда сопла оказываются над точкой, которую необходимо «залить» пигментом.
В настоящее время наибольшее распространение получили три технологии струйной печати: воздушно-пузырьковая, пьезоэлектрическая и термоструйная.
| Технологии струйной печати | |||||
| Пьезоэлектрическая печать | Пузырьково-струйная печать | Термоструйная печать |
При пьезоэлектрической печати над соплом печатающей головки располагается пьезокристалл, который выгибается под воздействием электрического тока и выталкивает из сопла на бумагу чернильную каплю. Чем сильнее заряд тока, тем больше выгибается пьезокристалл, и тем больше размер выдавливаемой капли. Регулируя заряд электрического тока можно управлять величиной чернильных капель. Пьезоэлектрическая технология печати используется в струйных принтерах Epson.
Схематичное изображение принципа работы пьезоэлектрических принтеров представлено ниже.
Принцип работы пьезоструйной печатающей головки
При пузырьково-струйной печати в соплах печатающей головки размещаются мельчайшие термоэлементы (микронагреватели, тонкоплёночные резисторы), на которые подаются электрические импульсы продолжительностью 7-10 микросекунд. Нагреваясь, термоэлементы разогревают чернила до образования чернильно-воздушных пузырьков. Пузырьки, увеличиваясь в объёме, выталкивают из сопла чернильные капли. После этого нагревание прекращается и в сопло втягивается новая порция чернил. Термоэлемент включается и выключается с невероятной скоростью, выталкивая из каждого сопла печатающей головки примерно 24 тысячи чернильных капель в секунду.
Термоструйная печать похожа по своей природе на пузырьково-струйную с той лишь разницей, что в пузырьково-струйных принтерах нагревательные элементы встраиваются в сопла печатающей головки, а в термоструйных они находятся непосредственно за соплами. В остальном термоструйная печать напоминает пузырьково-струйную: нагревательный элемент разогревает чернила до температуры испарения. Чернила закипают, увеличиваются в объёме, пузырятся и выталкиваются из полости сопел на бумажный носитель.
Схематичное изображение принципа работы термоструйных принтеров представлено на следующем рисунке.
Принцип работы термоструйной печатающей головки
Струйные принтеры оперируют с микроскопическими каплями чернил объёмом около одного пиколитра. Диаметр чернильной капли составляет около 13 микрон. В 1 мм3 помещается примерно 10 000 таких чернильных капель. Так как диаметр капли превышает шаг печати, капли накладываются друг на друга при формировании изображения. В формировании изображения участвуют миллионы чернильных капелек, поэтому изображение получается очень насыщенным и качественным.
Капли чернил на бумаге
Для цветной струйной печати используются несколько разноцветных картриджей. Количество таких картриджей колеблется в пределах от 4 до 8.
Струйный принтер с шестью раздельными цветными чернильными картриджами
Смешение цветных чернил в различных пропорциях позволяет получить множество оттенков. Струйные принтеры обеспечивают более высокое качество цветной печати, чем лазерные принтеры. Правда, в отличие от лазерных принтеров, чернила при печати цветных изображений и фотографий расходуются довольно быстро. Кроме того, струйные принтеры печатают изображения медленнее, чем лазерные принтеры. Зато стоимость цветных струйных принтеров заметно ниже стоимости цветных лазерных принтеров.
Наконец, следует отметить, что чернила для струйной печати могут быть растворимыми или пигментными. Растворимые чернила глубоко проникают в целлюлозные волокна бумаги, а пигментные закрепляются на её поверхности. Поэтому отпечатки, сделанные с использованием растворимых чернил, менее насыщены и более расплывчаты, чем пигментные отпечатки. Однако, пигментные чернила уступают растворимым по долговечности отпечатков.
Струйная печать более привлекательна для домашнего использования из-за относительной дешевизны принтеров. Она выгодна при печати небольших объёмов текстов, а также при печати цветных изображений и фотографий. А вот для офиса больше подойдёт лазерная печать, которая без труда справляется с большими объёмами монохромных отпечатков.
Струйный принтер — что это такое и как работает
Принцип работы струйного принтера довольно сложный, как и устройство такой техники в целом. Рассказать об этом кратко, увы, не получится, а потому мы посвятили этой офисной техники отдельную статью. А также узнаете об истории появления и развития таких аппаратов, о внутренней «начинке», разных методах нанесения чернил на бумагу. Немаловажна будет информация о применяемых видах чернил, основных характеристиках, плюсах и минусах техники.
Что это такое (кратко)
Струйные принтеры — это один из видов печатающей техники, который использует одноименную технологию печати. В отличие от лазерных они применяют жидкие краски, а не сухой порошок. А также являются лучшим решением для цветной распечатки на сегодняшнее время.
Немного истории
Косвенным изобретателем этого вида принтером можно считать Уильяма Томсона. Но его изделие не было «струйником» как таковым, а назначалось для записи приема сообщений с телеграфов. Но принцип печати заключался в применении электростатических законов для «управления» падающими каплями краски на бумагу. Было это давно — в 1867 году.
Подобная технология получила возрождение уже в середине прошлого столетия с легкой подачи инженеров фирмы «Сименс». Их изобретения использовались в разных приборах для фиксации данных на бумаге. Но также имели значительные недостатки: высокая цена, плохое качество воспроизводимой картинки.
Вскоре в струйной печати были использованы законы пьезоэлектрики и кристаллы. Все это стало возможно из-за способности последних при определенном воздействии «излучать» электроны, а при проходе тока менять форму. Уже позже в компании Canon был придуман другой способ «выдавливания» краски из чернильниц. Жидкость выходила в виде пара под воздействием высокой температуры.
Первыми изобретателями цветной струйной печати были специалисты из фирмы HP. Любой оттенок «готовился» смешиванием трех цветовых красок: синей, красной, желтой.
Устройство
Чтобы понять как устроен этот тип принтеров, расскажем о каждой основной запчасти и механизме детально.
Картридж
Его видел любой пользователь оргтехники, а возможно и работал с ним. Он представляет собой небольшую пластиковую коробочку размером до 10 см (самая большая сторона). Черная краска хранится отдельно в «black» картридже.
А вот цветные могут быть совмещены или разделены на отдельные. В первом случае одна чернильница внутри разделена на три отсека, во втором — под каждый оттенок своя банка.
Печатающая головка
Отдельное устройство принтера небольших габаритов, которое состоит из большого количества сопел (очень маленькие отверствий) кудой проходит чернило. В первых моделях их количество было равно всего 12 штукам. Сегодня это несколько тысяч. Вариант расположение каждый производитель определяет самостоятельно.
Головка может использовать пьезоэлектрическую или термическую технологии «выдавливания». К основным характеристикам относят:
Но также печатающая головка может быть не отдельным элементом принтера, а частью его картриджа.
Разница между ПЗК и СНПЧ
ПЗК расшифровывается как «перезаправляемые картриджи». Это значит, что пополнить их можно при помощи обычного медицинского шприца и, заранее купленной краски. Как те выглядят мы уже упоминали выше в статье. Но также есть и другие варианты, которые используются как банки для хранения чернила. Часто выполнены из прозрачного пластика. Имеют на корпусе два отверстия: одно для доливания красителя, а второе — создания давления внутри. Они могут быть много раз дозаправлены, потому еще их называют «дозаправленные».
СНПЧ — система непрерывной подачи чернил вовнутрь принтера для выполнения печати. Физически это четыре или более емкостей из прозрачного материала с набором тонких трубок. Вмещает порядка 80-100 мл. краски, что в несколько раз больше вместимости обычного картриджа. Доливать приходится очень редко при средней интенсивности печати. Но и пополнение не вызывает трудностей. Стоимость СНПЧ в сравнении с простыми чернильницами, конечно же, выше, но выгоды очевидны в процессе длительной эксплуатации.
Как выбрать струйный принтер
Благодаря струйным принтерам цветная печать давно уже стала доступной каждому. Но невысокая цена базовых моделей «струйников» сослужила этому виду принтеров плохую службу: у многих покупателей эйфория покупки очень быстро сменялась разочарованием из-за небольшого ресурса картриджей и высокой их цены. Да и качество печати было далеко от фотографического, даже если печатать на дорогой по тем временам фотобумаге.
Так что покупатель к принтеру через некоторое время охладевал, и не счесть, сколько пылится по антресолям и гаражам насмерть засохших Stylus-ов и DeskJet-ов годов так двухтысячных.
Но прогресс не стоит на месте: фотобумага сегодня стоит недорого, а в десятки раз выросшее разрешение печати позволяет добиться приемлемого качества даже на самых недорогих «струйниках».
Стоимость картриджей, правда, остается довольно высокой, но системы непрерывной подачи чернил (СНПЧ) и заправка картриджей позволяют значительно снизить стоимость отпечатка. И на сегодняшний день струйный принтер можно назвать оптимальным для малотиражной печати как дома, так и в офисе.
И если печатаете вы немного, а цветная печать бывает нужна так же часто, как и черно-белая, то выбирать остается только между струйными принтерами и струйными же МФУ.
Если функции копира и сканера вам не нужны, следует разобраться в характеристиках принтеров и понять, как они влияют на их цену, качество печати, цену расходных материалов и прочие свойства.
Виды и устройство струйных принтеров
Во всех струйных принтерах печать производится микроскопическими капельками краски, под давлением «выстреливаемыми» печатающей головкой. А вот давление в сопле создается различными способами.
В принтерах Epson используется пьезоэлектрический метод создания давления: под соплом расположен пьезокристалл, изгибающийся под действием электрического тока. Создаваемое при этом давление выталкивает каплю краски из сопла.
В принтерах HP и Canon используется термический метод: под соплом расположен резистор, нагревающийся под действием проходящего через него тока до температуры в 500-650°С. Прилегающая к резистору краска вскипает, образуется пузырь газа, который и выталкивает каплю из сопла.
Пьезоэлектрический метод обеспечивает более высокую скорость печати, лучшую цветопередачу (за счет возможности изменения размера капли) и большую четкость изображения (за счет меньшего количества брызг). Но пьезоэлектрические головки дороже в производстве, что не может не сказаться на цене принтера.
Термический метод, уступая по параметрам печати, придает принтеру еще один недостаток: нельзя допускать 100% расхода какой-либо краски. Краска в печатающих головках, выполненных по такой технологии, охлаждает резисторы; при печати «всухую» резистор очень быстро сгорает, что приводит к выходу головки из строя.
Печатающая головка может быть объединена в одном корпусе с картриджем или располагаться отдельно – в самом принтере. В большинстве принтеров без СНПЧ головка находится в картридже.
С одной стороны, это позволяет легко заменить пришедшую в негодность головку (что при термоструйной печати бывает нередко), с другой стороны – это увеличивает стоимость картриджа.
В большинстве принтеров с СНПЧ замена головки уже может потребовать обращения в сервисный центр.
Характеристики струйных принтеров
Цветность печати.
Хотя большинство струйных принтеров цветные, черно-белые модели в продаже есть и способны на равных конкурировать с лазерными принтерами как по цене, так и по качеству печати полутонов, и по стоимости отпечатка.
К преимуществам черно-белых струйных принтеров с СНПЧ также можно отнести простоту заправки и способность печатать на пленке. Недостатки: скорость печати ниже, чем у лазерных, качество при печати текста и чертежей также уступает качеству, обеспечиваемому лазерным принтером.
СНПЧ.
В принтере с системой непрерывной подачи чернил картриджей нет, краска к печатающей головке поступает по трубочкам из емкостей, расположенных снаружи принтера. СНПЧ позволяет многократно снизить стоимость расходных материалов для принтера – вместо замены дорогостоящих картриджей в принтере с СНПЧ следует лишь долить краску в емкости.
Принтеры с СНПЧ дороже, но разница в цене окупится уже через несколько сотен распечатанных страниц.
Максимальный формат.
Большинство струйных принтеров имеет максимальный формат А4 (210х297 мм) и этого вполне достаточно для большинства задач. Если же вам нужна возможность печатать плакаты, чертежи и другие изображения большого размера, то струйные принтеры с максимальным форматом A3 (297х420 мм) совсем не так дороги, как цветные лазерные принтеры с таким же максимальным форматом. Среди доступных по цене цветных струйных принтеров есть даже модели с большим максимальным форматом – А3+ (329х483 мм).
Максимальное разрешение определяет количество отдельных точек, которые принтер может напечатать на дюйм бумаги – параметр схож с плотностью пикселей монитора или планшета, но есть и различия.
Устройства с максимальной плотностью пикселей –модели смартфонов с 300 и более ppi демонстрируют отличную четкость и передачу деталей даже в мельчайших элементах изображения. В то же время, если распечатать цветную картинку на принтере с разрешением в 300 dpi, то качество у картинки будет «так себе»: точки краски будут легко различимы, мелкие детали потеряются совершенно.
Проблема в том, что лазерные и струйные цветные принтеры не способны отображать полутона. Если распечатать тонкую линию чисто желтого цвета, она будет четкой как на экране смартфона, потому что вся будет состоять из точек одного только желтого цвета (из картриджа с желтой краской). А вот если ту же линию распечатать оранжевого цвета, то к желтым точкам уже добавятся красные точки, т.е., линия будет состоять не из оранжевых пикселей, как на экране смартфона, а из желтых и красных.
Если же печатаются пиксели еще более сложного цвета, то принтеру, чтобы точно передать эти цвета потребуется расположить рядом разное количество точек каждой краски. Вот и выходит, что один пиксель экрана смартфона соответствует нескольким десяткам точек краски на бумаге. В результате приемлемая цветная печать начинается с разрешения 600х600 dpi, при близком рассмотрении потребуется не менее 1200х1200, а для фотографического изображения разрешения идут от 4800х1200.
Требования к максимальному разрешению черно-белой печати также сильно меняются в зависимости от того, должен ли принтер печатать полутона (оттенки серого). Для черно-белого текста достаточно разрешения в 300х300 dpi, а вот если требуется качественная передача полутонов, то разрешение должно быть не ниже 1200х1200.
Количество картриджей.
Струйные цветные принтеры базовых моделей используют краски четырех цветов: голубой, пурпурный, желтый и черный. Соответственно, модели с четырьмя картриджами (по одному на каждую краску) довольно распространены.
Но многие недорогие принтеры содержат только два картриджа – черный и цветной, в котором хранятся сразу три цветных краски. Такой вариант снижает цену комплекта картриджей (два картриджа дешевле четырех) но в долгосрочной перспективе экономичным его не назовешь: ведь цветной картридж придется менять, даже если закончилась только одна из красок. Малая цена такого принтера обернется перерасходом краски и еще большей ценой отпечатка.
Скорость печати у струйных принтеров ниже, чем у лазерных, но и среди «струйников» встречаются вполне скоростные модели – до 50 листов А4 в минуту как цветной, так и черно-белой печати. Правда, если у лазерных принтеров этот показатель почти не зависит от заполненности листа и качества печати, то у струйных скорость сильно связана с распечатываемым содержанием. Печать с максимальным качеством фотографии во весь лист может снизить паспортное значение скорости раз в десять.
Автоматическая двусторонняя печать значительно облегчает печать брошюр, кроме того, двусторонняя печать экономит бумагу. Но имейте в виду, что у фотобумаги для струйных принтеров только одна сторона рабочая, изображения на оборотной стороне будут намного худшего качества.
Интерфейсы.
Интерфейсом USB сегодня оснащаются практически все принтеры и для подключения к стоящему поблизости компьютеру этот интерфейс будет оптимален. Обратите внимание, что на многих принтерах используется USB разъем Type-B, сохранившийся сегодня только на принтерах, хоть и разрабатывался он для всех периферийных устройств USB.
Наличие на принтере интерфейса Ethernet (RJ-45) позволяет использовать его в качестве сетевого, сделав его доступным для рабочих станций локальной сети. Такая возможность будет востребована в офисах, для дома использования актуальнее может быть возможность подключения по Wi-Fi.
На таком принтер можно будет печатать с любого компьютера или ноутбука, подключенного к сети Wi-Fi, а если принтер поддерживает мобильные технологии печати, то и с планшетов и смартфонов. Только перед покупкой следует убедиться, что принтер поддерживает ту же технологию, что и ваши мобильные устройства.
У каждого производители струйных принтеров существует своя технология мобильной печати, воспользоваться которой можно, установив соответствующее приложение. Но есть и универсальные технологии, поддерживаемые большинством принтеров: AirPrint, использующийся на гаджетах Apple, и Google Cloud Print – для устройств под управлением Android.
На некоторые принтеры можно «отправить» документ для печати с помощью NFC – достаточно просто приложить телефон к принтеру, и выбранный документ будет распечатан. Опять таки, сначала на телефон следует установить соответствующее приложение.
Варианты выбора струйных принтеров
Если вы хотите получить возможность цветной печати по минимальной цене, выбирайте среди недорогих струйных принтеров. Но имейте в виду, что недорогой струйный принтер дорог в содержании – идущие с принтером картриджи могут быть уменьшенного объема и их хватит буквально листов на 50, а комплект новых полнообъемных может стоить примерно столько же, сколько и сам принтер. Перед покупкой будет нелишним узнать стоимость комплекта картриджей и выяснить, возможна ли (и насколько сложна) их заправка.
Чтобы иметь возможность печатать в цвете часто, много и с минимальными затратами, выбирайте среди принтеров с СНПЧ.
Черно-белые струйные принтеры с СНПЧ могут конкурировать с лазерными по скорости печати и цене отпечатка, при этом для их заправки не нужен IT-специалист: с заливкой краски в емкость справится даже ребенок.
Для печати в цвете плакатов и чертежей большого размера выбирайте среди принтеров с максимальным форматом А3 и выше.
Если ваша работа связана с разъездами и у вас часто возникает необходимость распечатать документ, находясь вне офиса, выбирайте среди мобильных принтеров – они компактны, имеют малый вес и способны несколько часов работать от аккумулятора.