Как устроена печатающая головка струйного принтера epson

Содержание

1 Как возникла струйная печать
2 Что же внутри
3 Как работает струйный принтер
4 Отличия между картриджами и СНПЧ
5 Различные виды чернил для работы со струйными принтеры
6 П О П У Л Я Р Н О Е:
7 П О П У Л Я Р Н О Е:

Одну из самых популярных и удобных технологий печати используют струйные принтеры. Они идеально подходят как для дома, так и для малого бизнеса, учитывая их в среднем небольшую стоимость и многофункциональные возможности. Струйные принтеры сочетают в себе удобство и уникальность, что описывает их как отличный выбор. Часто у пользователей возникает вопрос, как работает струйный принтер? Ответ на вопрос вы найдете в нашей статье.

Как возникла струйная печать

Созданию струйных принтеров предшествовало изобретение Уильяма Томсона – самопишущие приборы для приёмных телеграфов. Принцип работы прародителей струйных принтеров основан на электростатических силах, с помощью которых осуществлялась запись какого-либо текста, посредством задания траектории падающим каплям чернил на бумагу. Дата создания этого устройства – 1867 год.

Самопишущие струйные приборы так бы и канули в лету, если бы не компания Siemens, которая намеревалась воссоздать и адаптировать под современные реалии технологию далекого прошлого. Что им и удалось в 1951 году, однако технологии тех струйных принтеров были весьма далеки от нынешних. Он был необходим для регистрации на бумаге каких-либо измерений и подсчетов каких-либо устройств, таких как: сейсмографы, электрокардиографию сердца, мультиметров и прочих.

Однако обладали огромным количеством недостатков:

Дороговизна;
Неаккуратность (пачкал бумагу);

Даже сами разработчики не питали многих надежд в отношении к своему изобретению. Однако, технологию струйных принтеров продвигали и модернизировали создавая устройства с отдельными печатающими головками, распыляющими механизмом и краской.

Кристаллы сыграли не последнюю роль в усовершенствовании технологий струйных принтеров. А точнее пьезоэлектрики. Не сильно глубоко залезая в физику пьезоэлектрики – кристаллы, способные при давлении, сгибании выдавать из себя электроны. Или наоборот – при подаче электрического тока могли сгибаться. Тем самым, при подаче тока, деформации подвергался кристалл, выталкивая из головки определенное количество чернил.

Конкуренция между компанией из страны «Восходящего солнца» и богатейшей фирмы США привело к скорейшему прогрессу оптимизации работ и эффективности устройств струйных принтеров. Инженер из японской компании Canon заметил, что если к наполненному красками шприцу прикасался горячий паяльник, происходило разбрызгивание содержимого шприца. Американцы поступили фактически аналогично .

Компания Canon использовала следующий метод : нагревали краску до температуры 400 градусов по цельсию , вследствие чего получалась капелька из газа , который после падал на бумагу . На западе технология была фактически аналогичная как у принтеров Canon, за исключением меньшего объема теплоты , необходимого для нагрева и пузырька красящей жидкости, падающего на бумагу , вместо капли.

Также были и другие новшества: более простая конструкция , что убавляло цену ; пьезоэлектрические пластины вместо пьезоэлектрических кристаллов.

Более значимым изобретением было добавление цветной головки компанией Hewlett-Packard , смешивающая желтый , голубой и алый цвета . Благодаря этой идее можно было получать практически любые оттенки на печати.

Что же внутри

В данной главе коротко описывается внутреннее устройство струйных принтеров ,подробное описание их функций и механизмов работы будет представлено в следующей главе.

Cтруйный принтер состоит из следующих составных частей:

Пишущей (печатающей) головки;
Картриджа или СНПЧ(система непрерывной подачи чернил ) ;
Механизма подачи бумаги;
Датчиков;
Панели управления и корпуса.

Начнём по порядку .

Печатающая головка

Печатающая головка — снабжена множеством микроскопических отверстий(сопел). Через эти отверстия выталкиваются чернила. Иногда это происходит посредством пьезоэлектрических пластин , иногда с помощью термоэлементов.

Печатающая головка обладает следующими характеристиками :

Количество цветов ( в современных принтерах от 4 до 12) ;
Размер чернильных капель ( хотя во многих принтерах размер капли может варьироваться ) ;
Разрешение печати (измеряется в количестве капель на дюйм, чем выше этот показатель , тем качественнее печать) .

Внимание! При длительном перерыве между работами принтера краска можем засохнуть и забить печатающую головку.

Картридж

Как устроен картридж струйного принтера? Он представляет из себя емкость с чернилами и контактные пластины. Картриджи могут быть раздельными или комбинированными. В раздельным могут использоваться чернила только одного цвета, комбинированные обладают привилегией во множестве отсеков с разными цветами, в основном это пурпурный , голубой , желтый .

Помимо картриджей зачастую используется СНПЧ. Состоит из отсека с краской и эластичных труб, через которые текут чернила.

Механизмы подачи бумаги

Механизмы подачи бумаги. Бумага подаётся через вертикаль или горизонталь. Состоит из специальных валиков и моторчиков.

Панель управления

Панель управления. Работа всей этой системы струйных принтеров осуществляется посредством данной панели.

Корпус

Необходим для защиты от пыли и механических повреждений, а также для эстетики.

Как работает струйный принтер

Сначала датчик подачи бумаги загружает бумагу в принтер. Ролик вытягивает бумагу и продвигает внутрь принтера. Картриджи и трубки составляют систему распределения чернил. Но сердцем струйного принтера является печатающая головка. Она состоит из сопел, которые распыляют чернила.

Приводной ремень прикрепляет головку к шаговому двигателю. Именно так работает принтер, при помощи таких частей он расшифровывает информацию, посылаемую компьютером. Его задача состоит в том, чтобы скоординировать работу печатающей головки, бумаги и чернил.

Чернила представляют из себя специальную смесь воды и красящих химических веществ, которые не позволяют им высыхать. Картриджи располагают как правило не больше трех цветов: голубых, желтых и пурпурных. В комбинации эти цвета могут дать огромное количество цветов. Имея всего 4.5 миллилитра краски, цветной картридж может выдать около 900 миллионов капель.

Главную роль играют 4 небольших моторчика. Один моторчик приводит в движение датчик бумаги, другой – ролик, проталкивающий бумагу в принтер , третий заставляет печатающую головку двигаться вперед и назад по бумаге , последний отвечает за выталкивание чернил .

Печатающая головка сделана из силикона , которая легко принимают любую форму , состоящая из огромного числа сопел ( в среднем 3000). Некоторые принтеры могут сами чистить печатающую головку .Каждая сопла предназначена для своего цвета. Эти соплы похожи на котлы .

Из них жидкость выталкивается под воздействием тока и начинает деформироваться , тем самым проталкивая жидкость вперёд. Благодаря этой системе можно варьировать размер капель, которые будут выходить из отверстия. Скорость пьезоэлектрической печати на порядок выше чем термической.

C термоэлементом все обстоит иначе, который нагреваясь , образует вокруг себя пузырьки , которые выталкивают жидкость . В это время образуются газовые пузыри с чернилами , которые создают сильное давление в чернильной камере, после чего капли выходят через отверстия. После этого давление исчезает и туда попадает следующий определенный объем красок .

Так как температура работы очень высокая, то чернила необходимы на водной основе, чтобы не возгорались. Всё это происходит невероятно быстро. За 1 секунду сопла выталкивает 24000 капель, в случае с черными чернилами эта цифра достигает 35 000. Средняя скорость печати струйных принтеров — 10 листов A4 в минуту. Помимо скорости также важна и точность нанесения этих капель.

Благодаря такому невероятному устройству струйного принтера, начиная от моторчиков , и заканчивая печатающей головкой , мы можем наслаждаться быстрой и качественной печатью , без излишних напряжений и без определенного знания принципа печати, познаний в техники и электронике .Полагаю, принцип работы струйного принтера понятен.

Отличия между картриджами и СНПЧ

У картриджей имеется своя аббревиатура – ПЗК ( перезаправляемые картриджи) или ДЗК (дозаправляемые картриджи ) .Из чего состоит картридж ? Состоит из прозрачного корпуса , что позволяет наблюдать за количеством оставшейся краски . Оснащён двумя отверстиями . Первый необходим для заправки , крышка данного отверстия сделана из силикона . Заправка осуществляется обычным медицинским шприцом . Второе отверстие предназначено для выравнивания воздушного давления .

В случае с картриджами доступна многократная перезарядка . Это становится возможным благодаря перепрошитым чипам на ПЗК.

СНПЧ – это прозрачные ёмкости для чернил, находящиеся рядом с принтером и подсоединенные с перезаправляемыми тонкими гибкими трубками . Объём такой емкости около 80 мл , что практическими в 40 раз больше среднего значения картриджей . Отсюда и заправлять надо СНПЧ крайне редко. Стопроцентная герметизация в емкостях обеспечивает равномерное давление.

Очень важно оценить преимущества и недостатки тех или иных устройств, провести параллель.

Цена системы непрерывной подачи чернил со специализированной установкой примерно в два раза превышает стоимость покупки обычных картриджей .Однако можно попытаться самому установить и настроить все необходимые системы , что сделаем скидку в 300-500 рублей. Поговорим о том, на что ориентироваться во время покупки. Для начала выделим наиболее значимые минусы той и другой системы. Установка ПЗК в устройство печати проста, без лишних хлопот, не мешают на рабочем столе, так как весят не особо много.

Однако следует выделить существенные минусы, из которых:

Частая заправка чернил вследствие небольшого объема чернильницы, что довольно муторно, тем более невозможной без обыкновенного аптечного шприца. Затрата большого объёма времени и сил на данную процедуру.
Извлечение картриджа для определения уровня чернил.
Существует достаточно большая вероятность не уследить за количеством краски, и упустить момент, когда ее не станет, что приведет к завоздушиванию ПГ. Если речь о термоструйных принтерах, велик риск выгорания отверстий,
Для минимального снижения уровня чернил необходимо вынимать ПЗК из гнезда.
Частое вынимание и возвращение на место чернильниц приводит к тому, что контактные пути на чипах повреждаются, частая поломка картриджей ПЗК.

Заправка СНПЧ крайне проста и удобна , достаточно поместить нужное количество краски в емкость. Резкое окончание краски практически невозможно, так как бутылочки постоянно находятся перед глазами. С чернилами также нет никаких проблем.

Несмотря на это существуют и недостатки СНПЧ:

Рядом с принтером должно быть свободное место, дабы размещать там бутылочки
Любые движения и перемещения принтера крайне проблематичны, и во избежание различного рода проблем, следует закрывать все отверстия.
Если чернила в бутылочках подвергаются свету солнечных лучей , они могут испаряться, постепенно терять насыщенность цвета и ощущать другие неприятные последствия.

Основные минусы печатных аппаратов в том, что один ухудшает свою работу из-за крайне частого использования, в то время как другой, напротив, подвергается негативному воздействию впоследствии слишком незначительного количества распечатанных материалов.

Итак, для того, чтобы выбрать правильно и надолго, следует опередить, для чего принтер будет вам служить: если он нужен вам для домашнего использования: печать фотографий, школьных текстов или отчетов для работы, отличным выбором станут перезаправляемые картриджи. Если же аппарат необходим вам в профессиональном деле, для работы или учебы на постоянной основе, более подходящим вариантом будет система непрерывной подачи чернил.

Различные виды чернил для работы со струйными принтеры

Чернила делятся на два основных типа – на основе красителя и на основе пигмента краски.

Начнём с водорастворимых чернил. Они создают максимально яркое и насыщенное изображение. Секрет – в полном отсутствие твердых частиц , что позволяет краске плавно ложиться на бумагу. Однако срок хранения кратковременен, быстро выцветают, особенно губительно для таких изображений является попадание ультрафиолета, то есть солнечных лучей . Хотя по большей части это вопрос способа хранения. В тени они будут гораздо дольше храниться, чем под солнечными лучами.

Влага не менее губительна в данном случае . Оттого и называются водорастворимыми. Лучшим вариантом будет хранение этих изображений в альбоме или в помещении при комнатном свете.

В пигментных красках чернила имеют в своем составе твердые частицы. Вода им не страшна, впрочем как и солнечный свет. Могут храниться до 75 лет и свыше . Цена этому – тусклость изображения. При разной степени освещенности видны разные оттенки . На глянцевой поверхности также не нанесешь пигментные чернила , попросту размыто будет изображение .

Важно! При работе не стоит ни в коем случае нельзя допускать чтобы бумага была влажной, ни с пигментированными красками , ни уж тем более с водорастворимыми . Иначе это может привести к различным последствиям начиная от некачественного изображения вплоть до поломок в принтере!

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;

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.

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 😉

П О П У Л Я Р Н О Е:

Включение компьютера

Для управления компьютером с пульта ДУ решений достаточно много, например, ИК приемники от Microsoft, GotView и т.д. Существующее вспомогательное ПО, позволяет гибко настраивать управление прикладными программами с пульта ДУ, такими как видео или аудио плееры, почти превращая компьютер в мультимедийный центр. К сожалению, только “почти”. В большинстве своем ИК приемники лишены одной очень важной функции – они не позволяют включить компьютер дистанционно – с пульта ДУ. Подробнее…

Забор для дачи из профнастила своими руками

При строительстве заборов в последнее время очень часто стали использовать профнастил. Он прочный, эстетичный, недорогой и не поддающийся коррозии, к тому же простой и удобный в монтаже. Часто делают заборы для дома, дачи из профлиста, которые совсем не сложно установить своими руками.

Печатная плата — необходимый элемент в любой радиотехнике, от сотового телефона до телевизора. На ней установлены микросхемы, транзисторы, резисторы, конденсаторы и т.д. Все элементы соединяются между собой дорожками согласно принципиальной схеме.

Раньше схемы телевизоров и радиоприёмников собирались навесным монтажом и печатных плат там не было. Сейчас даже небольшое устройство удобнее спаять, затем настраивать и ремонтировать на печатной плате.

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.