Струйный принтер со встроенной СНПЧ — Epson M100

Печатающая головка устройства оснащена множеством микроскопических отверстий, называемых дюзами, или соплами, через которые на бумагу, пластик или другой материал попадают чернила. ПГ перемещается вдоль неподвижного листа, не касаясь его поверхности, и выстреливает капельками красителя.

Концепция струйной печати появилась еще в XIX веке, а в 1951 году компания Siemens запатентовала струйный принтер, основанный на технологии непрерывной подачи чернил (Continuous Ink Jet).

Метод строится на постоянном выталкивании краски через сопла насосом высокого давления. На уровне дюз струя чернил разбивается на множество капель акустической волной, создаваемой пьезоэлектрическим кристаллом. Одновременно капли, которые не должны попасть на бумагу, отклоняются электростатической системой и по специальному резервуару поступают обратно. В процессе печати используется относительно малое количество капель, основная масса возвращается для повторного использования.

Технология имеет определенные преимущества :

• сопла не пересыхают, так как чернила проходят через них постоянно;
• сила выброса капель велика и печать возможна при значительном расстоянии от печатающей головки до бумаги;
• добавление в состав чернил летучих растворителей позволяет капле долететь до нужного места и быстро высохнуть.

Такие принтеры продолжают использоваться в медицине как самописцы, в промышленности – для маркировки товаров, упаковок. Но они имеют и существенные недостатки :

• растворитель, входящий в состав чернил, испаряется при непрерывной циркуляции через сопла и возврата по специальному желобу, и краситель становится вязким, что требует постоянного контроля и разбавления;
• принтеры громоздки и очень дороги.

Подача по требованию

Сотрудники компаний Siemens, Canon, HP несколько лет занимались разработками технологии, позволяющей сделать принтер не таким сложным и большим. Задача, которую они хотели решить, должна была позволить капле чернил поступать через сопло только тогда, когда это действительно необходимо. Все три команды добились успеха.

Первой свой принтер PT-80 представила компания Siemens в 1977 году. По разработанной технологии капельки чернил в нужное время попадали на бумагу при помощи пьезоэлектронных трубок. Через два года компания Canon закончила разработку способа нагревания красителя термоэлементами и назвала его BubbleJet или метод газовых пузырьков. Практически одновременно завершила проект компания HP, использовавшая в своих исследованиях тот же принцип. Но технология несколько иная и, естественно, команда придумала другое название: падение по требованию, или Drop-on-demand.

BubbleJet

Метод основан на использовании термических элементов, нагревающихся при прохождении через них электрического тока до 500 °C. Чернила вскипают, образующийся газовый пузырь выдавливает через сопло капельку краски. После прекращения нагревания пузырек опадает и в камеру поступает новая порция красителя.

Высокое качество печати текста, линий, гистограмм, но несколько размытое графическое изображение в области сплошного наполнения, объясняется наличием вырывающихся из сопла брызг, сопровождающих основную каплю чернил. Термический принцип работы струйного принтера предъявляет определенные требования к составу краски:

• совместимость с материалами, из которых изготовлены другие детали печатающей головки;
• водная основа, позволяющая образовываться газовым пузырькам;
• способность выдерживать температуру нагрева и при этом не расслаиваться, не оставлять нагара, не воспламеняться.

Drop-on-demand

Нагревательный элемент находится непосредственно напротив дюзы, газовые пузырьки двигаются в одном направлении с чернилами, а не выдавливают краситель в сторону, как по методу BubbleJet.

Это не единственное отличие. Нагрев термоэлемента здесь происходит до температуры 650° C, что заставляет чернила вскипать, и вырываться через сопло в газообразном состоянии. Такие облачка пара делают более четкой печать в области сплошного заполнения, что является явным преимуществом по сравнению с технологией газовых пузырьков.

Существенный недостаток обоих методов: печатающая головка быстро выходит из строя в результате постоянного воздействия на детали высоких температур. Размер и стоимость нагревательной системы невелики, что позволило производителям совместить ПГ и картридж. Потребителям предлагается выбрасывать расходник по окончании чернил.

Многие пользователи заправляют картриджи самостоятельно или устанавливают СНПЧ , но особой долговечности головки ждать не приходится именно из-за метода печати. Владельцам термоструйных принтеров производства Canon, HP, Lexmark особенно важно следить за уровнем чернил. Именно краситель выступает как охлаждающая жидкость, и при печати пустым картриджем ПГ наверняка выйдет из строя без возможности восстановления.

Пьезоэлектрический метод

Компания Epson разработала собственную технологию, основанную на расширении пьезокристалла под воздействием электрического тока. Получив импульс, пьезоэлемент деформируется и приводит в действие вибропластину, или диафрагму, которая оказывает давление на чернильную камеру, выдавливая через сопла каплю. При этом температура значительно не меняется, что способствует продолжительности срока службы печатающей головки. Это важно, так как ПГ сложна и является неотъемлемой частью устройства. Конечно, у любого струйного принтера может засохнуть печатающая головка, если она долго не работала, или картриджи были заправлены неподходящими чернилами. Но для принтеров производства Epson очень велика вероятность успешного восстановления детали.

Цветное изображение более четкое и контрастное, что объясняется тем, как работает струйный принтер с пьезоэлектрической схемой подачи чернил. Сразу после выталкивания мембраной капли через сопло, на пьезокристалл поступает противоположный импульс, заставляющий вибропластину выгнуться в обратном направлении. Чернильная камера увеличивается, что позволяет не только впустить в нее следующую порцию краски из картриджа, но и затянуть обратно чернила, следующие за каплей и предотвратить образование капелек-сателлитов. Именно такие внеплановые брызги чернил, следующие за основным выбросом, делают слегка размытой печать сплошных графических изображений термоструйными принтерами.

Качество печати фотографий повышается при уменьшении капли. В термических головках эта задача решается изменением размера дюз. Для пьезоэлектрической технологии диаметр сопла неважен, достаточно контролировать силу тока, чтобы выбрасывался соответствующий объем красителя. Печать всего изображения микрокаплями размером в 1 пиколитр, как это происходит на термоструйных принтерах, занимает много времени.

Пьезотехнология позволяет использовать капли разных размеров по мере необходимости: при печати зоны сплошного заполнения – большие, для мелких деталей или оттенков – маленькие. За один проход каретки могут выбрасываться капли трех размеров, что существенно увеличивает скорость печати.

Производство пьезоэлектрической печатающей головки значительно дороже термической, однако технология позволяет обеспечить длительный срок службы и высокое качество печати.

Печатайте с удовольствием.

Получили распространение от американской компании Hewlett-Packard, хотя разработками занимались и японские специалисты (Epson, Canon). Печатающая головка (ПГ) - наиболее сложное и дорогостоящее устройство. По положению и продолжительности ее работы принтеры условно можно разделить на три большие группы.

Типы и особенности

• ПГ в картридже. Как пример - печатающая головка HP. В таком исполнении она отрабатывает единственный ресурс заправки картриджа производителем и перегорает в тот момент, когда заканчиваются чернила.
• Принтеры с картриджами-чернильницами. ПГ в них является съемной и служит расходным материалом (печатающая головка CANON, например). Затраты на производство таких картриджей-чернильниц намного меньше, а стоимость самой съемной и заменяемой ПГ по цене составляет 40-80% стоимости принтера. Печатающие головки такого типа более износостойки, чем первые.
• Принтеры с картриджами-чернильницами и ПГ несъемной, отдельно печатающей, которая сама не относится к расходным материалам (например, Epson). Такие головки считаются особо износостойкими и призваны работать до конца срока службы принтера.

Подобная концентрация технологических новшеств основного механизма струйной печати привела к тому, что картриджи в самых дешевых моделях оцениваются чуть ли не в половину всей стоимости принтера, что абсолютно невыгодно при интенсивном использовании изделия. Для того чтобы каким-то образом снизить затраты, следует овладеть процедурой заправки картриджей.

Устройство струйных картриджей

В любом принтере печатающий блок состоит из двух частей:

Чернильный резервуар;

Капиллярная система, подводящая чернила к соплам, а оттуда, "выстреливающая" их на бумагу.

Чернильница в черных и почти во всех цветных картриджах заполнена абсорбирующей губкой (поролоном). Для перезаправки это самое подходящее исполнение. В других моделях удержание чернил происходит за счет разницы давлений - внешнего и внутреннего. В некоторых случаях это происходит за счет наличия специального мешка с воздухом.

Печатающая головка - важнейшая часть блока. Современные картриджи часто оснащаются встроенными чипами, которые контролируют расход чернил для борьбы с их повторным использованием.

Чернила для них тоже разные. Производители утверждают, для каждой модели принтера подходит свой, точно определенный тип. Однако в последнее время уже продаются чернила (чаще большими емкостями), подходящие, по заявлениям продавцов, к разным моделям струйных принтеров.

Их относят к группе стандартных (простых) и они подходят для печати простого текста, с низкими разрешениями. Встречаются в продаже и специальные чернила для высококачественной печати, однако они дорогие, да и для перезаправки в кустарных условиях не подходят однозначно.

Печатающая головка будет работать дольше, если при заправке чернилами неоригинального производителя картридж предварительно тщательно прочищается и промывается. Для этого используется или специальные жидкости, которые не содержат щелочь. Если же тип чернил при заправке не изменяется, рекомендуется не дожидаться опустошения картриджа и дозаправлять его своевременно.

На примере струйного принтера EPSON давайте сегодня рассмотрим устройство печатающей головки. Для печати в принтере установлена пьезоэлектрическая головка и работает весь срок службы принтера, а вот пластмассовый картридж-чернильница как расходный материал меняется или заправляется в процессе эксплуатации.

Эта схема имеет свои плюсы и минусы

Плюсы

• Высокое качество печати
• Относительно недорогие расходные материалы

Минусы

• Дорогостоящий ремонт печатающей головки
• При долгих простоях требуется прочистка головки, при этом тратятся чернила

У каждого владельца такого принтера наверняка возникало желание удешевить эксплуатацию и не покупать новые картриджи, а заправлять старые. Но большинство боятся это делать, так как головка может засориться от некачественных чернил и придется тратить немалые деньги на ремонт в сервис-центре. Спешу обрадовать Вас, безопасно заправлять эти картриджи все-таки можно, но для этого нужно использовать качественные чернила. Сейчас продается очень много всевозможных комплектов для заправки по разным ценам, большинство из них сделано в Китае, и о качестве говорить не приходится. Мало того, что качество печати становится на порядок ниже, так еще есть шанс не оставить без работы сервис центр. Скажу честно, я ни разу не покупал оригинальные картриджи 😉 Я используя для заправки чернила InkMaster(не сочтите за рекламу 😉 , они изготовляются в Германии и Англии, и в отличие от китайских обеспечивают отличное качество печати и сохранность печатающей головки, хотя и стоят они дороже. Также сейчас продают не оригинальные картриджи, но использовать их мне не хочется, так как не известно чего туда льют. Давайте попытаемся разобраться, как же устроена печатающая головка принтеров EPSON и почему она может выйти из строя.

Устройство печатающей головки

Ну что же — пока не поломаешь, не поймешь устройства. Давайте сейчас вместе разломаем одну печатающую головку (цветную от Epson Stylus Color 200) и разберемся, как она работает и почему выходит из строя (не думаю, что у кого-то из Вас есть желание сделать такое со своим принтером 😉

БЛОК ПЕЧАТАЮЩЕЙ ГОЛОВКИ

На фото, ниже показан блок печатающей головки, с него сняты печатающий узел с платой управления. В различных моделях принтеров конструкция этого блока может быть различной (у этого принтера блок съемный, у старших моделей его снять без отвертки не получится.) До этого этапа можно разбирать без применения деструктивных методов, дальше надо их применять.

1 — крышка;

2 — датчик наличия картриджа;

3 — место для управляющей платы;

4 — место для печатающего узла.

ПЛАТА С ШЛЕЙФОМ

На фото, ниже показана плата с шлейфом, который подключается к пьезоэлементам.

1 — контакты, идущие у пьезоэлементам;

2 — шлейф;

3 — управляющая микросхема;

4- контакты, которые замыкаются при установке картриджа;

5 — контакты для подключения блока печатающей головки к принтеру)

ПЕЧАТАЮЩИЙ УЗЕЛ

На следующем фото показан печатающий узел, в нем устанавливается печатающий элемент, по каналам 1 чернила из картриджа поступают в печатающий элемент, его устройство мы рассмотрим далее. На фотографии видно, что соединения проклеены специальным клеем (белый), так вот, этот клей очень хорошо растворяется спиртом, ацетоном и т.п., поэтому применять данную химию для чистки печатающего узла НЕЛЬЗЯ!

1 — чернильные каналы;

2 — трубки, через которые чернила забираются из картриджа;

3- щель для шлейфа;

4 — место для печатающего элемента;

5 — отверстия для крепления печатающего узла на блоке.

ПЕЧАТАЮЩИЙ ЭЛЕМЕНТ

На фото, ниже показан печатающий элемент. Он представляет собой 3 склееные металлические пластины, к ним приклеены пьезоэлементы. Чернила, попав в каналы 1 из печатающего узла, попадают в пьезоэлементы, которые выплевывают их через сопла 3 на бумагу. Рассмотрим устройство печатающего элемента подробнее, для этого отогнем слой со стороны сопел и отклеим один пьезоэлемент.

1 — чернильные каналы;

2 — пьезоэлементы, к их контактам подключается шлейф;

3- сопла, от сюда чернила летят на бумагу.

На следующем фото показан печатающий элемент со снятым и перевернутым пьезоэлементом.

На фото, ниже — с отогнутой внешней пластиной. Стрелками условно показано направление движения чернил: красная — чернила попадают в печатающий элемент, синяя — попадают на вход пьезоэлемента, зеленая — попадают в пьезоэлемент, желтая — ускоряются в пьезоэлементе, белая — вылетают из элемента через сопла на бумагу.

Печатающая головка струйных принтеров EPSON является весьма сложным устройством, в ней есть много мест, где может произойти засорение, поэтому применять некачественные расходные материалы я крайне не рекомендую. При применении же качественных чернил никаких проблем возникать не должно, да и к тому же есть возможность промыть печатающую головку специальными средствами. Но это уже совсем другая история.

[email protected]

P.S. Извините за не очень качественные фотографии, так как я их делал с помощью обычного планшетного сканера. Оказывается сканером не только бумажки можно сканировать 😉

Популярность: 4 935 просм.

Для дома или офиса потребители чаще всего выбирают струйные принтеры. Такой аппарат, как правило, стоит немного дешевле чем лазерный, но по качеству печати ему не уступает. Для того чтобы понять подходит ли такое устройство под ваши нужды желательно изучить принцип работы струйного принтера.
Схема работы струйных принтеров проста. Из лотка бумага попадает вовнутрь принтера. Компьютер передает информацию о тексте или изображении на плату форматтера, которая с помощью печатающей головки и чернил воспроизводит ее на бумаге. Иногда, сразу после распечатки, бумага может оставаться немного влажной. Некоторые производители, для устранения этого недостатка, устанавливают специальный подогрев.
Если посмотреть на напечатанную картинку через микроскоп, то можно увидеть, что весь документ состоит из небольших капель краски. В диаметре каждая такая капля меньше человеческого волоска в десятки раз. Принцип печати струйника основывается на разбрызгивании мелких капель краски, которые формируют букву или символ.

Теперь стоит ознакомиться с тем как печатает струйный принтер. Печатающие головки имеют много мелких отверстий, называемые сопла или дюзы, их количество может исчисляться тысячами. Через них, под воздействием давления, выталкивается краска. Одновременно, по специальным каналам в печатающей головке к дюзам поддаются все цвета чернил, но используются только необходимые для воспроизведения информации, а ненужные отправляются для вторичного употребления. Такой подход дает каналам возможность всегда быть работоспособными, даже если часто применять только один цвет.
Печатающая головка может устанавливаться внутри принтера или совмещаться с картриджем. Размещение этого элемента влияет на скорость печати струйного принтера. Если головка установлена в самом устройстве, то уровень скорости значительно повышается. Есть аппараты, скорость которых достигает 60 листов за минуту.


Некоторые считают, что размещение головки в принтере удешевит стоимость замены картриджей. Но на практике это совсем не так. Цена на картридж с этим элементом практически идентична цене без него. Изготовители обязательно включают в описание товара пункт о размещении печатающей головки.

Как подаются чернила

Если с тем как работает струйный принтер все понятно, то как чернила производят свою работу остается загадкой. Сейчас разберемся, как создается рисунок. Струйная печать может быть термическая и пьезоэлектрическая.
В случаях, когда используется термическая струйная печать, чернила закипают под воздействием нагретого электрическим током элемента до 500 градусов Цельсия. В это время образуются пузыри с краской и увеличивается давление в чернильной камере, вследствие чего выделяется капля через дюзы. После этого в камере давление понижается и туда отправляется дополнительная порция. Этот способ называют BubbleJet. Поскольку температура работы высокая, то чернила обязательно должны быть на водной основе, чтобы не воспламенялись, не оставляли нагар.
Термическая технология печати выделяет еще один способ, который называется Drop-on-demand. Тогда элемент, с помощью которого разогревается краска, размещается напротив сопла, что позволяет пузырькам двигаться в одном направлении. Разогревание производится до отметки 650 градусов, что позволяет создавать не пузырек, а облако пара с краской. В этом случае картинка гораздо четче.
Печатающая головка при термической технологии очень быстро перестает работать из-за постоянного влияния высокой температуры. Для того чтобы она прослужила дольше, следует контролировать уровень краски, потому что она способна охлаждать печатающую головку.


Пьезоэлектрическая струйная печать отличается от термической, наличием между нагревательным элементом и чернильной камерой специальной диафрагмы. Пьезокристалл, нагреваясь, выгибает диафрагму, которая выдавливает чернила из камеры. После этого, пластина выгибается в обратную сторону, захватывая брызги, которые могут испортить картинку.
С помощью этой технологии можно регулировать размер капель, которые будут выпускаться из дюзы, это очень удобно для фотопринтеров, где используется струйная печать, поскольку мелкие капли делают картинку четкой и яркой. Скорость пьезоэлектрической печати на порядок выше чем термической.

Зачем нужен картридж

Картридж – это емкость, где размещается жидкая краска. Струйные принтеры могут комплектоваться как комбинированными, так и раздельными картриджами. Комбинированные совмещают в себе красную, синюю и желтую краски. В раздельных же каждому цвету соответствует свой картридж. Для черного цвета в любом случае используется отдельный картридж. Замена комбинированного (трехцветного) картриджа необходима в случае, когда закончился только один из цветов. Это нужно сделать, даже если других цветов еще достаточно, что очень неэкономно.
Если устройство некоторое время стоит без работы, то внутри картриджа чернила могут засохнуть. Решить данную проблему можно с помощью нескольких вариантов. Во-первых, купить новые. Во-вторых, обратиться к специалистам, которые попробуют восстановить работоспособность. В-третьих, можно сделать те же действия, что и специалисты дома, прочитав статью о том . Для этого понадобиться дистиллированная вода или специальная жидкость для промывания картриджей.
Картриджи для данных устройств имеют небольшие размеры, а значит количество краски в них совсем мало примерно 13 миллилитров. Этого объема хватит чтобы распечатать около 400 листов бумаги стандарта А4 при заполнении на 5%. Поэтому, когда устройство используется очень часто, например, в офисе, то и часто меняются картриджи. В таком случае целесообразно установить систему непрерывной подачи чернил (СНПЧ).


Данная конструкция помогает значительно сэкономить средства, поскольку, когда в емкости иссякают чернила, нужно просто их долить, а не заменять целую конструкцию. Это также уменьшит расход чернил в струйных принтерах. При каждой замене картриджа часть краски используется на его прочистку, а когда аппарат сигнализирует, что чернила закончились, то емкость еще остается заполнена на 10%. В настоящее время многие производители печатающих устройств стали выпускать принтеры со встроенной системой подачи чернил. Стоят такие аппараты несколько дороже принтеров со сменными картриджами, но в эксплуатации обходятся значительно дешевле и работают гораздо стабильнее принтеров с китайскими СНПЧ.

Типы чернил

Для струйной печати используются водорастворимые и пигментные чернила. Последние отлично подходят для получения картинки высокого качества, поэтому устройства с такими красками устанавливаются в фотосалонах или на производстве фотообоев. Чернила на водной основе, кроме красителя, в своем составе имеют компоненты, которые помогают чернилам легко пропитывать бумагу, закрепляться в ней, окрашивая волокна и очень быстро высыхать.
Струйный принтер способен напечатать цветную картинку, устойчивую к механическим повреждениям, хорошего качества. Единственное чего боится такая распечатка - это вода. При намокании картинка или текст полностью испортится.
Для получения всей палитры оттенков используются такие цвета, как:
желтый;
синий;
пурпурный (красный);
черный.
Этого спектра достаточно для распечатки неплохих картинок в домашних условиях и даже фотографий. Но для создания более ярких, качественных изображений принтер для печати фотографий комплектуют палитрой с большим числом чернил. Например, добавляют светло-синий, светло-пурпурный и другие оттенки.
Казалось бы, из трех предложенных цветов можно сделать черный. На практике таким способом получить насыщенный черный цвет не получается. Это может быть связано с неудовлетворительным качеством красителей для создания чернил, или воздействием других веществ, которые добавляют в чернильный раствор, чтобы он был более устойчивым и быстросохнущим. Поэтому каждый струйный принтер имеет отдельный картридж с черной краской.

Способ подачи бумаги

Бумагу в устройство можно загружать вертикально - тогда лоток подачи находится сверху, или горизонтально – лоток размещается в нижней части. Устройство перемещения бумаги струйного принтера, забирает лист с помощью валика с резиновыми накладками. Для того чтобы бумага не смещалась, есть дополнительный ролик также с резиновыми накладками. Независимо от способа подачи, ориентация может быть как книжной, так и альбомной.
Нужно обязательно следить, чтобы лоток подачи бумаги не засорялся посторонними предметами. Иначе листы будут морщиться, неравномерно продвигаться и пачкаться краской. Устройство может быть испорчено.
В последнее время большой популярностью у покупателей пользуются многофункциональные устройства (мфу). Этот прибор сочетает в себе функции сразу трех приборов. На нашем сайте вы можете посмотреть видео обзор интересующей модели и определиться подходит она или нет по нужным характеристикам.

Важные моменты

Ознакомившись с тем, как работает принтер, можно сделать следующие выводы: Несмотря на простоту строения, принтеры, в которых используется струйная печать, способны делать качественную распечатку как картинок, так и текстовых документов.

• Выбирая между термической и пьезоэлектрической технологией печати, нужно опираться на то с какой целью приобретается аппарат. В случае если нужна высококачественная картинка, то лучше выбирать пьезоэлектрическую технологию.
• Для того чтобы краска не засыхала, при длительном простое, нужно распечатывать хотя бы одну разноцветную страницу за неделю.
• Принтер струйный идеально подходит для использования дома при нечастой и не очень интенсивной печати.
• Для использования в офисах лучше установить СНПЧ и проблема с частой заменой картриджа струйного принтера будет устранена.