Картридж для струйного принтера с печатающей головкой

Устройство струйного картриджа

Струйный картридж – это основной сменный блок струйного принтера, заправленный чернилами и оснащённый специальными механизмами и приспособлениями для переноса чернил на бумагу.

В наиболее общем виде струйный картридж состоит из ёмкости-резервуара для чернил (секции для чернил, чернильницы), крышки, печатающей головки и пластины с контактами для снятия показаний счётчика чернил и управления соплами головки картриджа.

Строение струйного картриджа

Ни рисунке резервуар для чернил окрашен в синий цвет. В реальности он может быть изготовлен как из цветного, так и из прозрачного пластика.

Крышка картриджа

Крышка картриджатакже изготавливается из пластика и традиционно окрашивается в цвет чернил, которыми он заправлен. На крышке картриджа можно увидеть отверстия для заправки, предусмотрительно оставленные изготовителем.

Отверстия для заправки на крышке струйного картриджа

Кроме отверстий для заправки на крышке имеются отверстия для выхода воздуха и поддержания оптимального давления внутри картриджа.

Резервуары для чернил

Внутри струйного картриджа расположены резервуары для чернил: в чёрном картридже находится только один резервуар, в цветном картридже – три резервуара для чернил жёлтого, пурпурного и голубого цветов. Такое устройство характерно для бюджетных моделей струйных принтеров.

Односекционный струйный картридж	Трёхсекционный струйный картридж

Односекционный и трёхсекционный струйные картриджи

Более дорогие струйные принтеры, предназначенные для фотопечати, имеют от 4 до 8 картриджей-чернильниц различных цветов.

Цветовая схема струйного принтера с четырьмя картриджами-чернильницами	Цветовая схема струйного принтера с шестью картриджами-чернильницами

Четырёхцветная и шестицветная цветовые схемы струйного принтера

Губка-абсорбер

Внутри ёмкости-резервуара струйного картриджа размещается поглощающий материал для удержания и равномерного распределения чернил. Чаще всего в роли такого материала выступает микропористая губка, изображённая на рисунке.

Абсорбирующая губка, удерживающая чернила внутри картриджа

В некоторых струйных картриджах HP вместо абсорбирующей губки имеются автоматические клапаны и подпружиненные эластичные воздушные мешки.

Когда поступает команда печати, чернила из картриджа поступают в сопла печатающей головки.

Печатающая головка

Печатающая головка – это важнейший механизм струйного принтера. От неё непосредственно зависит качество отпечатков.

В некоторых моделях струйных принтеров печатающая головка располагается не в картридже, а в самом принтере. Сравнение картриджей с печатающей головкой и без таковой представлено ниже.

Струйный картридж с печатающей головкой	Струйный картридж без печатающей головки

Сравнение струйных картриджей с печатающей головкой и без таковой

В правой части рисунка на картридже видны три отверстия, через которые чернила поступают в печатающую головку, расположенную в принтере.

В левой части рисунка печатающая головка расположена не в принтере, а на чернильнице. Она представляет собой узкую металлическую пластину на нижней части картриджа, состоящую из множества микроскопических отверстий. Под отверстиями располагается огромное количество миниатюрных полостей (сопел, дюз), в которые чернила поступают из ёмкости-резервуара картриджа. Одна из последних печатающих головок, изготовленных компанией Canon, насчитывает 3072 сопла (по 512 сопел для каждого из 6 цветов).

Многократно увеличенное изображение одной дюзы печатающей головки струйного картриджа

Дюзы печатающей головки

Диаметр дюзы печатающей головки струйного картриджа значительно уже диаметра среза человеческого волоса. Благодаря микроскопичности дюз чернила не могут самостоятельно выливаться наружу. Чем меньше дюза печатающей головки, тем меньше размер вылетающей из неё капли. В свою очередь, чем меньше чернильная капля – тем меньше зернистость изображения и тем выше его чёткость, точность, разрешение.

С другой стороны, чем меньше дюза печатающей головки, тем больше вероятность засыхания в ней чернил и выхода картриджа из строя. Следовательно, чем мельче дюзы печатающей головки – тем струйный картридж капризнее.

Размер и форма дюз в струйных принтерах дифференцируется в зависимости от модели принтера и технологии струйной печати. На рисунке ниже представлены три дюзы печатающих головок струйных принтеров, использующих различные технологии печати.

Термоструйная печать,

капля 4 pl Микропьезо печать,

капля 3 pl Термоструйная печать,

капля 5 pl

Дюзы печатающих головок струйных принтеров, использующих различные технологии струйной печати

Дюза струйного картриджа с микропьезо-печатью значительно больше, чем струйного картриджа с термоструйной печатью. Но благодаря технологии менискового контроля капли вылетающие из микропьезо-дюзы могут быть меньше капель, вылетающих из узких сопел. Применение микропьезо технологии позволяет получать чернильные капли размером 3 pl при диаметре дюзы в 25 мкм. В термоструйной печати самые маленькие капли имеют размер в 4-5 pl.

Сопла печатающей головки

В различных принтерах сопла располагаются на печатающей головке по-разному.

Расположение сопел на печатающих головках струйных принтеров

Некоторые производители оснащают свои картриджи соплами одинакового размера, другие чередуют мелкие и более крупные дюзы, располагая их в шахматном порядке.

Чернила

Следующим неотъемлемым элементом струйного картриджа являются чернила. Чернила могут быть разных типов: пигментные, сублимационные, водорастворимые, твёрдые, сольвентные и другие. Выбор вида чернил зависит от технологии струйной печати.

Следует использовать для печати лишь те чернила, которые полностью подходят для данного струйного принтера. От качества используемых чернил зависит качество печати и ресурс бесперебойной работы струйного принтера.

Непременным требованием к чернилам для струйных принтеров является тонкий спектральный состав, наличие которого обеспечивает свежесть и чистоту оттенков. Чтобы при помощи основных цветов чернил при печати получались новые интересные оттенки, необходимо чтобы чернила при высыхании оставались прозрачными и не меняли свой цвет. Чернила должны быть нетоксичными, экологически чистыми и устойчивыми к выцветанию.

Каждый производитель разрабатывает свой уникальный состав чернил и адаптирует его к струйным принтерам, для которых эти чернила выпускаются. В таблице представлена характеристика элементов, входящих в состав чернил Lexmark.

Элементы, входящие в состав чернил Lexmark

Элементы	Характеристика элементов
Деионизированная вода	Это основной элемент чернил, который формирует 85-95 % их объёма
Пигмент или краситель	Пигмент входит в состав пигментных, сольвентных и латексных чернил, краситель – в состав водорастворимых чернил. Чернила на основе пигмента могут быть только чёрными, а чернила на основе красителя – как чёрными, так и цветными
Увлажнитель	Используется для получения оптимального уровня вязкости чернил. Слишком высокая вязкость чернил увеличивает время формирования мениска и ухудшает скорость печати. Слишком низкая вязкость приводит к растеканию чернил по поверхности бумаги
Поверхностно-активное вещество	Оказывает влияние на смачиваемость чернилами поверхности бумаги. Недостаточное количество поверхностно-активного вещества позволяет ускорить процесс высыхания чернил на поверхности бумаги, но при этом увеличивает объём капель, выдавливаемых из дюз. Излишнее количество поверхностно-активных веществ увеличивает время высыхания чернил и ухудшает стойкость отпечатка

Чернила не вытекают из картриджа, так как сопла печатающей головки имеют очень узкий диаметр. Чтобы чернила попали на бумагу, их нужно «вытолкнуть» из картриджа. Механизм «выталкивания» чернил из струйных картриджей различен: компания Epson использует пьезоэлектрическую технологию, Canon – пузырьково-струйную, HP и Lexmark – термоэлектрическую.

Особые элементы

Картриджи, предназначенные для пьезоэлектрической печати, оснащены пьезоэлектрической пластиной, способной выгибаться под влиянием электрического тока. Выгибаясь, пластина уменьшает объём чернильного резервуара, и чернила выдавливаются из дюз на бумагу.

Струйные картриджи, предназначенные для пузырьково-струйной и термоэлектрической печати, оснащены нагревательными элементами, которые разогревают чернила до температуры закипания и образования пара. Чернила, нагреваясь, образуют пузырьки, которые выталкивают чернильные капли из сопел на бумагу.

В последнее время почти все производители оснащают свои струйные принтеры защитными микросхемами, которые делают заправку картриджей более дорогостоящей и сложной, а в некоторых случаях – совершенно невозможной.

Чип струйного картриджа

В памяти чипа струйного картриджа хранится информация о типе картриджа, его производителе, дате и времени изготовления, дате активации, эффективном периоде использования, количестве установок картриджа в принтер и количестве израсходованных чернил. Подсчёт количества израсходованных чернил является весьма условным, и на самом деле якобы «пустой» струйный картридж может оказаться заполненным чернилами на 30-50 %.

Источник

Устройство струйного картриджа

Картридж струйного принтера устроен довольно просто. Он состоит из головки для печати, отсека для хранения красящих веществ и контактных пластин. Печатающая головка есть не во всех видах картриджей. Модели, в которых отсутствует данный элемент, состоят из пластиковой ёмкости для чернил, переходных камер и нескольких клапанов.

Принцип работы струйного картриджа

Принцип работы картриджа струйного принтера похож на печать устаревших моделей матричных приборов. Единственным отличием является формирование картинки разбрызгиванием мелких капель чернил, поступающих из сопел, а не ударами игл для нанесения изображения.

Особыми элементами расходного материала является пьезоэлектрическая пластина и термоэлементы. При попадании на пластину электрического импульса она выгибается. Из отсека с краской под давлением пластины, на поверхность бумажного листа поступают мелкие капли чернил, предназначенные для одноименного способа печати. После прекращения электрического воздействия пластина возвращается в первоначальное положение, затягивая новую порцию краски в дюзы.

При струйной технологии нанесения картинки с помощью выталкивания из дюз небольших капелек краски печать происходит благодаря микроскопическим нагревающим элементам. Под воздействием электрического тока нагретые чернила образуют маленькие пузырьки и из сопел на бумагу поступают капли красящего вещества. После выталкивания чернильных капель нагревательный элемент остывает, а в дюзы поступает новая порция краски.

Пластиковая крышка с отверстиями

Обычно верхняя крышка картриджей изготавливается под цвет красящего вещества, расположенного внутри отсека. На её поверхности присутствуют специальные отверстия, заклеенные клейким материалом, необходимые для заправки принтера чернилами.

Есть модели данного расходного материала, в которых сквозные дырочки не предусмотрены. В такой ситуации пользователю приходиться прорезать их самому. На картридже имеются также отверстия без наклеек, предназначенные для нормальной циркуляции воздуха в отсеке и стабилизации оптимального уровня давления.

Печатающая головка картриджа струйного принтера

Точность и качество полученного изображения зависит именно от данного элемента. Он сделан из маленькой металлической пластины с огромным количеством мелких отверстий, через которые поступают чернила на бумагу. В струйных принтерах красящая головка может находиться как в самом приборе, так и в картридже. Расходный материал с красящей головкой для нанесения изображения устроен намного сложнее, чем модели без такого элемента.

Размер отверстий на печатающей головке очень маленький. Благодаря небольшому диаметру сопел, чернила не выливаются наружу самостоятельно, а также повышается качество и чёткость печати изображения. Единственным минусом является то, что из-за маленького размера дюз увеличивается вероятность засыхания красящих веществ и поломкой детали струйного принтера.

Чипы картриджей струйных принтеров

В большинстве моделей картриджей для струйных принтеров установлены маленькие микросхемы с встроенной в них информацией. Чипы помогают следить за количеством израсходованных красящих веществ, а также предупреждают пользователей, когда требуется замена расходного материала.

На этой микросхеме содержатся следующие данные о детали:
1. Дата и время производства детали.
2. Серийный номер.
3. Название производителя.
4. Время активации.
5. Объём использованных чернил.

Производители принтеров получают большую прибыль на реализации расходных материалов. Наличие защитных микросхем усложняет заправку картриджей, делает её очень дорогой, а иногда совсем невозможной. По этой причине людям приходится покупать новые детали после того как израсходована краска в отсеке. Хотя процедура перезаправки обходится намного дешевле.

Губка для удержания чернил

Абсорбционная губка способствует равномерному поступлению красящего вещества в печатающую головку.

Данный элемент расположен внутри отсека для чернил и сделан из поролона. Краска заправляется непосредственно в поглощающий материал, не заполняя губку с микропористой структурой полностью. Благодаря этому увеличивается срок эксплуатации картриджа после заправки. Перезаправка расходного материала струйного принтера обходится намного дешевле, чем приобретение новой детали.

Правила использования картриджа

• Чтобы струйный принтер нормально функционировал длительный срок, необходимо придерживаться следующих рекомендаций:
• Никогда не заправлять прибор чернилами разных производителей.
• Размещать принтер подальше от отопительных приборов.
• Не допускать попадания на прибор прямых солнечных лучей.
• Не делайте долгих перерывов в печати, чтобы не пересохли сопла.
• Соблюдайте аккуратность при заправке принтера чернилами.
• Не допускать попадания чернил на контактные площадки.
• Не держать пигментные чернила в холодном месте и не замораживать их.
• При транспортировке прибор обязательно упаковать и беречь от ударов.
• Нужно заправлять отсек для хранения краски сразу как закончились чернила.
• Чистку сопел следует проводить, если в этом есть нужда.
• Сопла нельзя заклеивать скотчем или другими клеящими материалами.
• Не использовать прибор, если в каком-либо отсеке закончились краска.
• Промывать прибор можно только дистиллированной водой.

Обратите внимание! Важно очищать поверхность контактной пластины осторожно, чтобы не повредить шлейф с контактами. Чистку данного участка нужно выполнять салфеткой не протирающими, а касательными движениями.

Источник