Tehnologia de imprimare cu jet de cerneală

Noțiuni de bază privind tehnologia cu jet de cerneală

Baza oricărui proces de tipărire cu jet de cerneală este procesul de creare a picăturilor de vopsea și transferarea acestor picături pe hârtie sau pe orice alt suport adecvat pentru imprimarea cu jet de cerneală. Controlul fluxului de picături vă permite să atingeți o densitate diferită și o tonalizare diferită a imaginii.
Până în prezent, există două abordări diferite pentru crearea unui flux de picături controlat. Prima metodă, bazată pe crearea unui flux continuu de picături, se numește - metoda de tipărire continuă cu jet de cerneală. A doua metodă de a crea un flux de picături oferă posibilitatea de a controla direct procesul de creare a unei picături la momentul potrivit. Sistemele care utilizează această metodă de control al fluxului de picături sunt denumite sistemul cu jet de cerneală cu impulsuri.

Imprimare continuă cu jet de cerneală

Colorantul, care este sub presiune, intră în duză și este împărțit în picături prin crearea de fluctuații rapide de presiune, obținute cu ajutorul unor mijloace electromecanice. Fluctuațiile de presiune determină modularea adecvată a diametrului și vitezei jetului de colorant care părăsește duza, care este împărțită în picături individuale sub influența forțelor de tensionare de suprafață.
Această metodă vă permite să realizați o viteză foarte mare de a crea picături: până la 150 mii de bucăți pe secundă pentru sisteme comerciale și până la un milion de bucăți pentru sisteme speciale. Pentru a controla fluxurile de picături, se utilizează un sistem de deformare electrostatică. Picăturile emise de duza trec printr-un electrod încărcat, a cărui tensiune variază în funcție de semnalul de comandă. Fluxul de picături cade apoi în spațiul dintre doi electrozi de deformare care au o diferență constantă de potențial. În funcție de încărcătura obținută anterior, picăturile individuale își schimbă traiectoria în moduri diferite. Acest efect vă permite să controlați poziția punctului tipărit și prezența sau absența acestuia pe hârtie. În acest din urmă caz, picura deviază atât de mult încât se încadrează într-un captator special.
Astfel de sisteme permit tipărirea punctelor cu un diametru de la 20 microni la un milimetru. Un punct tipic este o dimensiune de 100 microni, care corespunde unui volum de picătură de 500 picolitri. Principala aplicație a acestor sisteme a fost găsită pe piața imprimării industriale, în sisteme de marcare a mărfurilor, tipărirea în masă a etichetelor, medicamentelor etc.

Imprimare cu jet de cerneală impuls

Acest principiu al creării unui flux de picături oferă posibilitatea de a controla direct procesul de creare a unei picături la un moment dat. Spre deosebire de sistemele continue, nu există o presiune constantă în volumul de cerneală și, dacă este necesar, se creează o picătură de impulsuri de presiune. Sistemele gestionate sunt fundamental mai puțin complicate pentru fabricare, totuși, pentru funcționarea lor, este necesar un dispozitiv pentru crearea impulsurilor de presiune de aproximativ trei ori mai puternic decât pentru sistemele continue. Performanța sistemelor controlate este de până la 20 mii picături pe secundă pentru o duză, iar diametrul picăturilor este cuprins între 20 și 100 microni, ceea ce corespunde unui volum de 5 până la 500 picolitri. În funcție de metoda de creare a unui impuls de presiune în volum cu cerneală, se disting imprimarea cu jet de cerneală piezoelectrică și termică.
Pentru a realiza metoda piezoelectrică, în fiecare duza este instalat un element piezoelectric conectat la canalul de cerneală prin diafragmă. Sub influența câmpului electric, are loc deformarea elementului piezoelectric, datorită căruia diafragma este stoarsă și expandată, stoarcerea unei picături de cerneală prin duza. O metodă similară de generare a picăturilor este utilizată în imprimantele cu jet de cerneală Epson.
Proprietățile pozitive ale tehnologiei de imprimare cu jet de cerneală este că piezoelectric bine gestionată de câmpul electric, permițând suficientă precizie pentru a varia volumul picăturilor produse, și, prin urmare, suficientă influență asupra dimensiunii spoturilor recepționate pe hârtie. Cu toate acestea, utilizarea practică este dificil de modulare de volum a picăturilor care variază în volum nu numai, dar, de asemenea, viteza scade că, atunci când capul în mișcare este de poziționare termeni de eroare.
Pe de altă parte, producția unei tehnologii cap de imprimare piezoelectric este prea scump, în ceea ce privește un cap, astfel încât imprimante Epson capului de imprimare este o parte a imprimantei, iar costul poate fi de până la 70% din costul total al imprimantei. Eșecul unui astfel de cap trebuie să necesite o întreținere serioasă.

Pentru a realiza metoda termojet, fiecare dintre duze este echipată cu unul sau mai multe elemente de încălzire care, atunci când trec un curent prin ele timp de mai multe microsecunde, sunt încălzite la o temperatură de aproximativ 600 ° C. Bulele de gaz care apar atunci când gazul este încălzit rapid împinge prin orificiul de ieșire o parte a cernelei care formează picătura. Când curentul se oprește, elementul de încălzire se răcește, bulele se prăbușesc și o altă porțiune de cerneală din canalul de intrare ajunge în locul său.
Procesul de creare a picăturilor în capul de imprimare termică după alimentarea cu impulsuri la rezistor aproape necontrolabil și are o dependență de prag a volumului de substanță evaporată din puterea aplicată, astfel încât există un control dinamic al volumului de picături, spre deosebire de tehnologia pzoelektricheskoy foarte dificilă.
Cu toate acestea, capetele de imprimare termică au cel mai mare raport de performanță și costul unitar de producție, astfel încât capul de imprimare cu jet termic este de obicei parte a cartușului și cartușul de toner este înlocuit cu un nou loc automat și de a schimba capul de imprimare. Cu toate acestea, utilizarea capetelor de imprimare termice necesită dezvoltarea de cerneală specială, care se pot evapora destul de ușor, fără foc, și nu susceptibile la deteriorare prin șoc termic.

Capul de imprimare Lexmark

Printhead cartuș negru convențional rezoluție de 600 dpi pentru modelele anterioare (Lexmark SJP 1020, 1000, 1100, 2030, 3000, 2050), a avut 56 de duze dispuse în două rânduri în zig-zag. Printhead pentru cartușele color ale acestor modele au 48 de duze sunt împărțite în trei grupe de câte 16 duze pentru fiecare culoare (Cyan, Magenta, Yellow). Imprimanta Lexmark CJ 2070 a folosit un cap de imprimare diferit, care conținea 104 monocrom și 96 duze de culoare.
Imprimantele cu jet de cerneală Lexmark, începând cu seria 7000, utilizează capete de imprimare fabricate utilizând tehnologia de spălare cu duze laser (Excimer, Excimer 2). Primele modele de capuri de imprimare conțin 208 duze monocrome și 192 de culori.
Pentru modelul Z51 și modelul mai vechi al familiei Zx2 și Zx3, a fost dezvoltat un cap de imprimare cu 400 de duze. În modelul Z51, doar jumătate din duze au fost folosite, iar celelalte au funcționat în regim de așteptare în regim fierbinte, când, la fel ca în următoarele modele, toate duzele au fost utilizate simultan.
Modelele mai tinere și medii ale familiei Zx2 utilizează cartușe care sunt o modificare a cartușelor de înaltă rezoluție standard și a modelelor mai tinere și medii ale familiei Zx3, modele noi de cartușe Bonsai.
Nu lăsați duzele capului de imprimare deschise mult timp. Dacă duzele sunt lăsate deschise - cerneala din ele se usucă și înfundă canalele, ceea ce duce la defecte în imprimare. Cartușul trebuie lăsat în imprimantă sau într-o cutie specială ("garaj"). De asemenea, nu este recomandabil să atingeți duzele și contactele cu mâinile, deoarece secrețiile sebacee din piele pot deteriora suprafața.

Specificațiile capului de imprimare

- Perioada de formare a meniscului:
Aceasta este perioada necesară pentru a reumple camera cu cerneală. Acesta determină frecvența de lucru a capului de tipărire (de la 0 la 1200 Hz).

- Viteză de declanșare:
Viteza redusă duce la locația continuă a punctului.
Viteza mare duce la apariția stropilor și a divorțurilor.

- Greutatea picăturii este determinată de:
Dimensiunea elementului de încălzire.
Diametrul duzei.
Presiunea din spate.

Se observă că în imprimantele obișnuite cu jet de cerneală o picătură de cerneală, obtinerea pe hârtie ia forma unui triunghi mic, astfel că liniile cu o examinare mai strânsă arata zgârcit. Acest lucru se datorează faptului că în zbor picătură este deformat, și atunci când vine în contact cu hârtia, se răspândește. Acest lucru este deosebit de vizibil în modul low cu imprimare economică. Lexmark oferă imprimante cu o nouă tehnologie progresivă de tipărire, în care forma duzele și viteza mișcării capului sunt echilibrate, astfel încât o picătură de cerneală dă pete cum ar fi loviturile uniforme. Acest lucru vă permite să faceți linii netede, iar calitatea imprimării este aproape indistinguizabilă de imprimarea laser. În plus, această formă a locului ajută la evitarea dungilor albicioase pe imprimare.

Ce este cerneala?

Pigment sau colorant. Cernelurile bazate pe pigmenți (numai negru) sunt realizate din particule solide în lichid. Când astfel de cerneală intră în hârtie, lichidul se evaporă și este parțial absorbit, iar pulberea aderă la suprafață fără a se răspândi peste ea. Prin urmare, cernelurile pe bază de pigmenți sunt rezistente la apă, au o penetrare slabă în fibrele de hârtie, dar sunt sensibile la lumină.
Cernelurile bazate pe coloranți sunt de obicei cerneluri colorate. Colorantul este solubil în apă și absorbit împreună cu acesta în grosimea hârtiei la uscare. Această cerneală se usucă mai repede decât cele pigmentate, acestea sunt rezistente la lumină, dar dau pete de formă neregulată mai mult decât ultimele.
Umidificatorul. Concentrația umidificatorului afectează viscozitatea cernelei. Acest parametru ar trebui să fie optim pentru compoziția dată de cerneală și capul de imprimare, cu care vor fi utilizate. Într-adevăr, pe de o parte, cu cât este mai mare vâscozitatea, cu atât este mai gravă că cerneala se extinde pe suprafața hârtiei, oferind o dimensiune mai mică a punctului și cu cât este mai clar imaginea. Pe de altă parte, prea multă vâscozitate duce la o lungă perioadă de formare a meniscului, ceea ce agravează viteza de imprimare. În mod tipic, vâscozitatea cernelei este un parametru cheie în determinarea canalelor geometrice din capul de imprimare.
Tensiunea superficială a cernelii afectează umectarea toate suprafețele cu care vin în contact, variind de la rezervoarele din cartuș în jos pe suprafața hârtiei. tensiune superficială statistică prea scăzută duce la uscarea mai rapidă a cernelii pe suprafața hârtiei, dar cu un volum mediu de o picătură de cerneală în timpul duzei de extrudare este umflat. Tensiunea superficială superioară crește timpul de uscare și, prin urmare, agravează stabilitatea imaginii în timpul imprimării.
Aciditatea scăzută a acidității (PH) conduce la o solubilitate scăzută a componentei cernelei în apă și, ca rezultat, la o rezistență slabă la apă a imaginii. Standardul este nivelul acidității în intervalul de la 7,0 la 9,0.
În interiorul cartușului există rezervoare de cerneală, duze ale capului de imprimare și contacte electrice.
Cartușul color conține 3 cutii separate de cerneală cu trei culori diferite. Cartușul monocrom conține o singură celulă cu cerneală neagră.

Cerneluri și culori

Transferul corect al culorii imaginii pe hârtie este un proces tehnologic extrem, necesitând luarea în considerare a unui număr considerabil de factori, inclusiv evaluarea subiectivă. În primul rând, transmisia de imagini color depinde de compoziția chimică a cernelei și a hârtiei, arhitectura imprimantei.
O cerință obligatorie pentru cerneală este o compoziție spectrală foarte subțire, altfel culorile obținute prin amestecare vor fi "murdare". După uscare, cerneala trebuie să rămână transparentă, altfel nu va exista o amestecare naturală a culorilor.
Un factor important este, de asemenea, rezistența la decolorare, puritate ecologică și non-toxicitate.
Se crede că este deja cunoscută compoziția optimă a cernelei. Practic toți producătorii reprezintă o suspensie de particule foarte fine de pigment mineral. În cazul cernelei color, situația este mai gravă, deoarece este foarte dificil să selectați coloranții minerali ai compoziției spectrale dorite.
În prezent, procedurile de culoare bazate pe așa-numitele tabele de culori, care sunt utilizate pentru conversia spațiul de culoare în care a fost creat imaginea, original, într-un spațiu de culoare „deformat“, luând în considerare particularitățile de reproducere a culorilor pe hârtie cu cerneală. De obicei tabelul de culori individuale sunt construite pentru fiecare tip de hârtie și optimizate pentru fiecare tip de cerneală și capul de imprimare.

Drivere Lexmark

Imprimarea fotografiilor

O problemă serioasă în imprimarea cu jet de cerneală este transmiterea corectă a tonurilor de lumină din imagine. Faptul este că soluțiile obișnuite de culoare pentru imprimarea cu jet de cerneală oferă punctele imaginii unei culori saturate, astfel încât pentru a obține nuanțe palide trebuie să aplicați picături de cerneală destul de rar. Acest lucru conduce la faptul că atunci când transmiteți tonuri foarte strălucitoare, petele sunt amplasate atât de departe, încât granulabilitatea imaginii devine vizibilă și există și o problemă cu transmisia în tonuri ușoare.
Unul dintre modurile cele mai radicale de a rezolva această problemă este utilizarea cernelurilor suplimentare de tonuri de lumină. În acest caz, tonurile întunecate sunt obținute prin turnarea cu cerneală clarificată. Cartușul cu astfel de cerneală devine de obicei în locul celui de-al doilea cartuș (negru) și conține cerneala purpuriei clarificate, purpuriu și negru. Nu este folosit un ton galben deschis, deoarece această culoare este percepută de ochiul uman fără prea multe diferențe, ca de exemplu galben.