1.3.35. Струйные принтеры

Струйные (inkjet – чернильно-струйные) принтеры являются принтерами безударного типа, поскольку печатающая головка не касается ленты или листа. Однако, как и матричные, струйные принтеры генерируют символы в виде последовательностей чернильных точек.

Вместо красящей ленты, струйные принтеры используют чернильные картриджи, которые являются емкостями, содержащими запас чернил. Печатающая головка имеет набор сопел (подобно иглам матричной печатающей головки, сопла расположены вертикально). Эти сопла выбрызгивают маленькие капли чернил, которые, попадая на бумагу, образуют символы. Этот способ печати обеспечивает более высокое качество печати по сравнению с матричными принтерами, он также очень удобен для цветной печати.

Разные изготовители принтеров применяют разные методы нанесения капель на бумагу. Традиционный (и теперь устаревший) струйный принтер создавал непрерывную струю чернильных капель. Чернила содержали специальные компоненты, позволяющие им отклоняться в электрическом поле. Этот процесс напоминает способ, при котором пучок электронов в вакуумной трубке отклоняется при прохождении через заряженные электричеством пластины.

При создании электрического поля все капли чернил отклоняются, попадая в сток, и стекают обратно в резервуар. Однако при отключении электрического поля, капля чернил достигает бумаги. Таким образом, электрическое поле управляет попаданием капель на бумагу.

Современные модели струйных принтеров в своей работе могут использо­вать следующие методы:

• пьезоэлектрический метод;

• метод газовых пузырей;

• метод drop-on-demand.

В принтерах, использующих пьезоэлектрический метод, в каждое сопло установлен плоский пьезокристалл, связанный с диафрагмой (рис. 2.44). Как известно, под воздействием электриче­ского поля происходит деформация пьезоэлемента. При печати пьезоэлемент, находящий­ся в трубке перед соплом, сжимает и разжимает трубку, наполняя капилляр­ную систему чернилами. Чернила, которые отжимаются назад, перетекают обратно в резервуар, а чернила, которые «выдавились» наружу, оставляют на бумаге точку.

Струйный принтер, использующий пузырьково-струйную (bubble jet), технологию, разработанную фирмой Canon, также разбрызгивает капли чернил, когда это необходимо. При использовании этого метода каж­дое сопло оборудовано нагревательным элементом, который при пропуска­нии через него тока за несколько микросекунд нагревается до температуры около 500°.

Возникающие при резком нагревании газовые пузыри (bubbles) стараются вытолкнуть через выходное отверстие сопла необходимую каплю жидких чернил, которая переносится на бумагу (рис. 2.45). При отключе­нии тока нагревательный элемент остывает, паровой пузырь уменьшается и через входное отверстие поступает новая порция чернил.

Третий метод, разработанный фирмой Hewlett-Packard, называется методом drop-on-demand. Также как в методе газовых пузырей, здесь для подачи чер­нил из резервуара на бумагу используется нагревательный элемент. Однако в методе drop-on-demand для подачи чернил дополнительно используется специальный механизм, в то время как в методе газовых пузырей данная функция возложена исключительно на нагревательный элемент. На рис. 2.46 показан принцип работы механизма печати с использованием метода drop-on-demand.

Благодаря тому, что в механизмах печати, реализованных с использованием метода газовых пузырей, меньше конструктивных элементов, такие принте­ры надежней в работе и срок их эксплуатации более продолжителен. Кроме того, использование этой технологии позволяет добиться наиболее высокой разрешающей способности принтеров. Обладая высоким качеством при про­рисовке линий, данный метод имеет недостаток при печати областей сплош­ного заполнения: они получаются несколько расплывчатыми. Применение метода газовых пузырей целесообразно при необходимости печати графи­ков, гистограмм и т. п., тогда как печать полутоновых графических изобра­жений получается более качественной при использовании метода drop-on-demand.

Согласно технологии drop-on-demand обеспечивается наиболее быстрое впрыскивание чернил, что позволяет существенно повысить качество и скорость печати. Цветовое представление изображения в этом случае более контрастно.

Разрешающая способность струйных принтеров при печати графики составляет от 300300 до 720720 dpi (по горизонтали и вертикали). Для моделей с большим числом сопел характерно достижение качества печати лазерного принтера. Обычно для струйных (как и для лазерных) принтеров разрешение по вертикали и по горизонтали одинаково. Поэтому эти принтеры могут печатать как в вертикальном режиме (portrait mode), при котором текст в горизонтальном направлении размещается на узкой стороне листа, так и в горизонтальном режиме (landscape mode), при котором текст в горизонтальном направлении размещается на широкой стороне листа.

Скорость печати струйного принтера, как и игольчатого, зависит от качества печати. При черновой печати (draft mode) струйный принтер по скорости печати значительно превосходит игольчатый. При печати в режиме LQ ско­рость печати значительно уменьшается и в среднем составляет 150-200 cps (characters per second – символов в секунду), что соответствует 3-4 страницам в минуту. Печать в цвете длится несколь­ко дольше (обычно – около 1-3 минут). Последние современные модели, предназначенные для рабо­чих групп, могут печатать в минуту до 8-9 страниц в минуту.

Как и матричные принтеры, струйные принтеры работают как в текстовом, так и в графическом режиме.

По мере совершенствования технологии и уменьшения цены все более популярными становятся цветные струйные принтеры. Как и при обычной четырехцветной печати или выводе на экран цветного дисплея, цвет создается смешиванием основных цветов с использованием модели CMYK, поэтому результирующая печать может быть любого цвета. Чернила создают плавные переходы цветов, которые намного привлекательнее цветов, получаемых в матричном принтере, но ограниченная разрешающая способность не позволяет создавать изображения фотографического качества.

Некоторые цветные струйные принтеры применяют несколько отдельных картриджей для каждого основного цвета. Другие используют комбинированный картридж, содержащий 4 отдельных емкости для чернил черного (black), сине-зеленого (cyan), оранжево-красного (magenta) и желтого (yellow) цветов. Недостатком комбинированных картриджей является необходимость их полной замены, если заканчиваются чернила одного цвета. Все цветные принтеры поддерживают также режим черно-белой печати.

Струйные принтеры обычно эмулируют матричные, т.е. используют тот же набор команд, что и матричные принтеры, поэтому, если программный драйвер не поставляется вместе с принтером, можно выбрать драйвер устройства типа Epson LQ.

Объем буферной памяти в струйных принтерах меняется от 35 Кбайт ( в массовых моделях) до 6 Мбайт (в мощных принтерах производства фирмы Hewlett Packard).

Струйные принтеры выпускались только для формата А4, однако в последнее время появились принтеры с широкой кареткой (формата A3), а также и для листов больших размеров.

Все струйные принтеры выпускаются с автоматической подачей бумаги. Многие струйные принтеры предлагают дополнительный лоток для бумаги, позволяющий закладывать бумагу пачкой (этот лоток, однако, существенно увеличивает стоимость принтера).

Так же, как и матричные, струйные принтеры обычно не требуют специальной бумаги, но дают лучшие результаты на хорошей бумаге. Так как точки имеют лишь приблизительно одинаковый размер, то каждая точка чернил стремится растечься на бумаге до высыхания, и чернила впитываются по-разному, в зависимости от типа бумаги. Поэтому качественная бумага со структурой, уменьшающей растекание чернил при высыхании, может значительно улучшить внешний вид документа.

Стоимость печати одного листа у струйных принтеров самая высокая и составляет от 3 до 18 центов за страницу. Это связано со стоимостью картриджей с чернилами, которые, как правило, необходимо менять значительно чаще, чем картриджи лазерных принтеров. Для хранения чернил используются два метода:

• головка принтера объединена с резервуаром для чернил; замена резер­вуара с чернилами одновременно связана с заменой головки;

• используется отдельный резервуар, который через систему капилляров обеспечивает чернилами головку принтера.

В первом случае стоимость картриджа выше, однако, во втором случае, если головка принтера выйдет из строя, необходимо менять весь принтер, поскольку головки струйных принтеров практически не подлежат ремонту.

Некоторые производители принтеров выпускают разные типы картриджей для разных видов печати (например, для печати текста или печати фотографий), а также различные варианты картриджей (с головками и без головок). Однако высокая стоимость печати листа компенсируется возможностью печати цветных изображений довольно высокого качества

При использовании струйных принтеров важна скорость высыхания чернил. Изготовители используют чернила, очень быстро высыхающие на бумаге. Однако свойство быстрого высыхания несовместимо с сохранением способности чернил протекать в сопла печатающей головки. Хотя струйные принтеры существенно усовершенствовались в этом плане, все еще актуальной является проблема засорения сопел, особенно если принтером пользуются нерегулярно. Следует заметить, что струйные принтеры требуют тщательного ухода и обслуживания.

Струйные принтеры применялись в качестве бесшумной, но более медленной альтернативы матричным принтерам, но новые модели являются и более быстрыми и многие из них превосходят матричные принтеры.

Поскольку струйные принтеры не являются ударными, они не позволяют печатать материалы в нескольких экземплярах, но большинство из них поддерживает режим непрерывной подачи бумаги.

Струйные принтеры занимают две свои особые ниши на рынке печатающих устройств.

Во-первых, они являются недорогой альтернативой лазерным принтерам. Приближаясь по разрешающей способности к лазерным принтерам и обеспечивая качество печати, достаточное для подавляющего большинства разборчивых четких изображений, они стоят ненамного дороже, чем матричные принтеры и в 2-3 раза дешевле лазерных принтеров. А для цветной печати цветные струйные принтеры часто являются самым оптимальным решением, так как хороший цветной струйный принтер можно приобрести приблизительно за 600$, в то время как цветной лазерный принтер, дающий не намного лучшее изображение, обойдется в десять раз дороже.

Во-вторых, струйная технология позволяет создавать портативные принтеры, (весом 1,5-2 кг.). Наряду с питанием от электросети, портативные принтеры могут работать и от батареек, однако продолжительность работы этих батареек невелика (до часа). Эти принтеры, хотя и не обеспечивают высокое качество и высокую скорость печати, особенно удобны для использования в деловых поездках для вывода документов (контрактов, прайс-листов, реклам и т.д.). Обычно они используются вместе с портативным компьютером, но могут быть подключены и к любому настольному компьютеру.