2.4 Струменеві ДП

В струменевих принтерах для формування зображення використовуються спеціальні сопла, через які на папір подається чорнило. Тонкі сопла знаходяться на головці принтера, де встановлено резервуар з чорнилом, яке  переноситься через сопла на матеріал носія. Число сопел залежить від моделі принтера та його виробника. Звичайно їх буває від 16 до 64. Деякі останні моделі мають значно більшу кількість сопел, наприклад, головка принтера DeskJet 1600 має 300 сопел для чорних чорнил і 416 - для кольорових.

Оскільки образ символу відтворюється з використанням всіх задіяних сопел одночасово, як параметр, що визначає швидкість друку, в струменевих принтерах також прийнято вважати кількість символів за секунду (cps), хоча в рекламних проспектах швидкістю друку називають кількість сторінок, що друкуються за хвилину.

Зберігання чорнила здійснюється двома методами:

- головка принтера є складовою частиною патрона з чорнилом, заміна патрона з чорнилом одночасно пов’язана з заміною головки;

- використовується  окремий змінний резервуар, який через систему капілярів забезпечує чорнилом головку принтера.

Фірми-виробники реалізують різноманітні способи нанесення чорнил на папір:  п’єзоелектричний метод, метод газових бульбашок, метод drop-on-demand.

         Розглянемо п’єзоелектричний метод. Для реалізації цього методу в кожне сопло встановлено плоский  п’єзокристал, зв’язаний з діафрагмою. Під дією електричного  поля  відбувається  деформація  п’єзоелемента (рис. 2.7). При друкуванні п’єзоелемент, що знаходиться в трубці, стискуючи та розтискуючи трубку, наповнює капілярну систему чорнилом. Чорнило, яке відтискається назад, перетікає назад до резервуара, а чорнило, яке “відтиснулося” назовні, залишає на папері точку. Подібні пристрої випускаються компаніями Epson, Brother та ін.

Розглянемо метод газових бульбашок. Цей спосіб базується на термічному методі й більше відомий під назвою Bubblejet (бульбашки, що інжектуються). При використанні цього методу кожне сопло обладнане нагрівальним елементом, який при пропусканні через нього струму за декілька мікросекунд нагрівається до температури близько 500°С. Газові бульбашки, що виникають при раптовому нагріванні (bubbles) намагаються виштовхнути через вихідний отвір сопла необхідну порцію (краплю) рідкого чорнила, яке переноситься на папір. При вимкнутому струмі нагрівальний елемент охолоджується, парова бульбашка зменшується і через вхідний отвір надходить нова порція чорнила. Подібну технологію друкування використовує фірма Canon (рис. 2.8).

 Дякуючи тому, що в механізмах друкування, які реалізовані з використанням методу газових бульбашок, менше конструктивних елементів, такі принтери надійніші в роботі та строк їх експлуатації значно довший. Крім того, використання цієї технології дозволяє добитись найбільш високої роздільної здатності принтерів. Маючи високу якість при прорисовуванні ліній, даний метод має недолік при друкуванні областей суцільного заповнення. Вони виходять дещо розпливчатими. Використання методу газових бульбашок доцільне при друкуванні графіків, гістограм і т. і., тоді як друк півтонових графічних зображень виходить більш якісним при використанні методу drop-on-demand.

Рисунок 2.7 – Подача чорнила через сопло з п’єзоелементом

Розглянемо метод drop-on-demand.  Цей метод, розроблений фірмою Hewlett-Packard, називається методом drop-on-demand. Так само як і в методі газових бульбашок, тут для подачі чорнила з резервуару на папір використовується нагрівальний елемент. Однак при цьому додатково використовується спеціальний механізм (рис. 2.9).

Технологія drop-on-demand забезпечує найбільш швидке вприскування чорнила, що дозволяє суттєво підвищити якість і швидкість друку. Кольорове подання зображення в цьому випадку більш контрастне.

Рисунок 2.8 – Подача чорнила за методом газових бульбашок

Здатність струменевих принтерів створювати кольорове зображення привела до їх широкого розповсюдження. Кольоровий друк за допомогою голчатих принтерів не дає бажаної якості. Використання з цією метою інших типів принтерів, лазерних або термічних, багатьом звичайним користувачам не по кишені. Використання ж чорнил різного кольору є недорогою, але все ж таки якісною альтернативою.

Звичайно кольорове зображення формується при друці накладанням один на одного зображень трьох основних типографських кольорів: голубого (cyan), пурпурного (magenta) і жовтого (yellow). Хоча, термічно, накладання цих трьох кольорів 100%-насиченості повинно в результаті давати чорний колір, на практиці в більшості випадків виходить сірий або коричневий. Тому  як четвертий основний колір добавляють ще й чорний (black). Таку кольорову модель називають, як уже відмічалось, CMYK.

З цієї причини в нових моделях струменевих принтерів використовується не три, а чотири кольорових патрони для створення кольору (додатковий патрон чорного кольору). Завдяки цьому з’явилась можливість широкого використання таких принтерів для звичайного друку текстів і чорно-білих графічних з одночасною економією кольорових чорнил.

На відміну від голкових принтерів, що є ударно-механічними, струменеві принтери працюють тихо. Лише двигун, що керує головкою принтера, створює незначне гудіння. Рівень шуму складає близько 40 дБ, що на 15 дБ менше, ніж у матричних принтерів.

Рисунок 2.9 – Подача чорнила за методом drop-on-demand

Швидкість друку струменевого принтера, як і голкового, залежить від якості друку. При чорновому друці (Draft Mode) за швидкістю друку струменевий принтер значно переверщує голковий. При друці з підвищеною якістю (LQ) швидкість друку значно зменшується. При цьому швидкість друку струменевого принтера в середньому складає від 150 до 200 cps, що відповідає 3-4 сторінкам за хвилину. Кольоровий друк триває дещо довше. Останні сучасні моделі є швидкодійними та призначені для роботи в мережі.

Вирішальна перевага струменевого принтера, у порівнянні з матричним полягає в зображені шрифту. Для моделей з великою кількістю сопел характерне досягнення якості лазерного принтера. Велике значення мають якість і товщина паперу. Для отримання високоякісного зображення рекомендується використання спеціального паперу, який характеризується швидкою поглинальною здатністю по відношенню до чорнил (extra-absorbent paper). В принципі, можна відмовитись від спеціального паперу, що пропонується різними виробниками. Струменевий принтер друкує на папері щільністю від 60 до 135 г/м². Добре зарекомендував себе папір для ксероксів щільність якого рівна 80 г/м².

Для зниження втрат якості друку, пов’язаних з розтіканням чорнила, існують різноманітні технічні рішення. Наприклад, в моделях PaintJet XL 300 і DeskJet 1200C, що випускаються фірмою Hewlett-Packard, для висихання чорнила використовується підігрів паперу.

Роздільність струменевих принтерів при друці графіки складає від 300×300 до 600×600 dpi. Деякі моделі, наприклад, Canon BJC-70, при друці чорним із згладжуванням мають роздільну здатність до 720×360 dpi.

Струменевий принтер не може використовувати папір у рулоні. Робота з таким папером можлива тільки для  голкових принтерів. Декілька копій на струменевому принтері можна отрамати тільки з допомогою багаторазового друку.

Основним недоліком струменевого принтера є відносно велика загроза засихання чорнила всередині сопла. В цьому випадку необхідно замінити друкувальну головку.

Поштовхом для створення перших лазерних принтерів послужила поява нової технології розробленої фірмою Canon. Фахівцями цієї фірми, що спеціалізується на розробці копіювальної техніки, було створено механізм друкування LBP-СХ. Фірма  Hewlett-Packard у співробітництві з Canon  розробила контролери, що забезпечують сумісність механізму друку з комп’ютерними системами РС та UNIX. Принтер НР LaserJet вперше був представлений на початку 80-х років. Наступним етапом в історії розвитку лазерного принтера є використання механізмів друку з більшою роздільною здатністю під керуванням контролерів, що забезпечують високу ступінь сумісності пристроїв.