In diesem Kapitel werden Geräte besprochen, die für die Eingabe/Ausgabe im Stapelmodus konzipiert sind (Seiten, Rollen und andere große Informationsblöcke).
Wir werden hauptsächlich über I/O sprechen. grafische Informationen. Mit seltenen Ausnahmen die Mehrheit moderne Geräte Batch-I/O-Geräte sind speziell für die Arbeit mit dieser Art von Informationen konzipiert. Man kann argumentieren, dass Drucker und Scanner in der Regel (obwohl es Ausnahmen gibt) Geräte zum Arbeiten mit Rasterinformationen sind. Plotter und Digitalisierer sind für die Verarbeitung von Vektorgrafikinformationen konzipiert.
Obwohl wir täglich Laserdruckgeräte verwenden, wissen wir, dass diese Toner verwenden, aber wie funktioniert das? Wenn Sie die Antwort auf diese Frage wissen möchten, laden wir Sie ein, weiterzulesen. Tonertinte besteht aus pulverförmigen Pigmenten und wird daher auch als Trockentinte bezeichnet, obwohl sich dieses Pulver bei Berührung etwas ölig anfühlt. Obwohl der Inhalt der Patrone im Allgemeinen aus Pigmenten besteht, handelt es sich tatsächlich um eine Kombination aus organischen Pigmenten, Ruß, Polyesterharzen, Wachs, Acrylpolymeren, Tinktur und Kieselsäure. Je nach Druckermodell können die Spezifikationen des benötigten Toners variieren.
Drucker
Drucker- ein Gerät zum Anzeigen von Text- oder Grafikinformationen auf verschiedenen festen Medien. Es gibt verschiedene Arten von Druckern: Punktmatrix-, Tintenstrahl-, Laser-, Festtinten-, Wärmesublimationsdrucker und so weiter.
Impact-Drucker
Impact-Drucker oder Impact-Drucker erzeugen ein Bild, indem sie über ein Farbband mechanischen Druck auf das Papier ausüben. Als Schlagwerk werden entweder Zeichenschablonen (Schreibmaschinenmechanismus) oder Nadeln, strukturell zu Matrizen zusammengefasst, verwendet.
Zusätzlich zu den Änderungen in der Tintenzusammensetzung unterscheidet sich auch die Größe der Pulverkörnchen von Tonerkartusche zu Tonerkartusche. Diese besondere Eigenschaft bestimmt den Schmelzpunkt des Toners mit dem Papier und bestimmt zum Teil das Bild zum Zeitpunkt des Drucks. Wie bereits erwähnt, hängen die Tonereigenschaften von den Anforderungen und dem Betrieb der Druckgeräte ab. IN allgemeiner Überblick Es gibt magnetischen Toner, der in seiner Zusammensetzung eine erhebliche Menge Eisenoxid enthält, und elektrostatischen Toner, in dem dieses Oxid nicht enthalten ist, dafür aber eine hohe Konzentration an Ruß, dem Pigment der Tintenpatrone.
Trommelliniendrucker
Die ersten Modelle von Druckgeräten zur Informationsausgabe waren baulich modernisierte Versionen elektrischer Schreibmaschinen und wurden in den 60er und 70er Jahren hauptsächlich zur interaktiven Eingabe/Ausgabe kleinerer Datenmengen eingesetzt.
Der Haupttyp von Geräten zur Ausgabe von Masseninformationen waren damals zeilenweise trommelartige Druckgeräte, die einen Mechanismus verwendeten, der aus einer Zeichentrommel, einem Farbband und einem System zum Vorschieben perforierter Papierbänder (normalerweise gerollt oder gefaltet) bestand einem Stapel) und Aufprallgiften.
Nachdem wir über die verschiedenen Tonertypen gesprochen haben, gehen wir nun etwas tiefer auf die Funktionsweise ein. Der Laserdruck, für den eine Tonerkartusche erforderlich ist, basiert auf statische Elektrizität den Druckvorgang selbst durchzuführen. Bei der Reinigung wird mit einem Reinigungsblatt, im englischen Fachjargon Wiper Blade genannt, überschüssiger Toner aus früheren Ausdrucken oder Abfallablagerungen entfernt.
Der letzte Schritt im Prozess Laserdruck ist ein Schmelz- oder Fixiervorgang, bei dem die mit Teflon beschichtete Aluminiumwalze, die Druckwalze, der Thermistor, die Heizung und die Thermosicherung, die zusammenfassend als Fusion oder Fixiereinheit bezeichnet werden, dafür sorgen, dass der Toner dauerhaft auf dem Papier fixiert wird.
Die Symbolrolle enthält erhabene Bilder von Symbolen (normalerweise in Reihen von 120 identischen Symbolen). Während sich die Spule dreht, bewegen sich die Symbole zwischen dem Papier, dem Farbband und dem Poisson hindurch. Ein Poisson-Strich, synchronisiert mit der Passage des erforderlichen Symbols, hinterlässt einen Abdruck auf dem Papier. Pro Umdrehung der Symboltrommel wird somit eine Zeile gedruckt, was eine sehr hohe Leistung (5-20 Zeilen pro Sekunde) gewährleistet.
Durch die Hitze der Aluminiumwalze schmelzen die Tonerbestandteile und werden durch den Druck auf das Papier gepresst. Dieser Schritt ist sehr wichtig, denn wenn nicht ausreichend geschmolzen oder ausgehärtet wird, löst sich der Toner vom Papier und der Druck weist nicht die gewünschte Klarheit auf und außerdem sammelt sich überschüssiger Toner im Reinigungspad an.
Abschließend ist es wichtig zu erwähnen, dass bei Laserdruckern und Kopierern die oben beschriebenen Schritte gleichzeitig in verschiedenen Bereichen des Geräts durchgeführt werden und jedes bedruckte Blatt den Prozess im Durchschnitt viermal durchläuft. Für detaillierte Informationen, eine Angebotsanfrage oder eine Vorführung unserer Geräte kontaktieren Sie uns, wir helfen Ihnen gerne weiter.
Nadeldrucker. Bei Nadeldruckern wird das Bild durch Nadeln erzeugt, die sich im Druckerkopf befinden und üblicherweise elektromagnetisch aktiviert werden. Jede Schlagnadel wird von einem unabhängigen elektromagnetischen Wandler auf Magnetbasis angetrieben. Der Kopf bewegt sich entlang einer horizontalen Führung und wird von einem Schrittmotor gesteuert. Typischerweise erfolgt der Druck sowohl im Vorwärts- als auch im Rückwärtsdurchlauf des Druckkopfes. Das Papier wird von einer Rolle vorgeschoben und ein Farbband wird zwischen Papier und Druckkopf gelegt. Bei den meisten Druckermodellen ist das Farbband in einem speziellen Kunststoffgehäuse namens Patrone eingeschlossen, das in Größe und Form variiert verschiedene Modelle. Das Farbband befindet sich in Form eines endlosen Möbius-Streifens im Inneren des Patronenkörpers.
Ja, Freunde, Drucker sind durch die großen Dilemmata hindurchgerutscht, die diese Gesellschaft plagen. Was früher eine einfache und schnelle Aufgabe war, ist heute eine schwierige und herausfordernde Aufgabe. Und während der Katalog der heute verfügbaren Drucker jeden für einen Drucker interessiert, gibt es auch einen, der Ihren Erwartungen am besten entspricht. Aber natürlich muss man es finden. Aus diesem Grund sprechen wir heute über Laserdrucker, ihre Funktionsweise und ihre Preise.
Und da das Wichtigste an erster Stelle steht, beginnen Sie mit den Grundlagen: dem, was ist Laserdrucker. Wie der Name schon sagt, handelt es sich um eine Maschine, die Dokumente mithilfe eines Lasers druckt, dessen elektrische Impulse das Bild in eine Trommel schreiben, die wiederum in einem Tonertank mit Tinte gefüllt ist. Der letzte Schritt besteht darin, diesen Schritt in einem aufwendigen Prozess, der Hitze und Druck kombiniert, auf Papier zu übertragen.
Die Druckqualität von Nadeldruckern wird durch die Anzahl der Nadeln im Druckkopf bestimmt.
Der Kopf eines 9-Nadel-Druckers enthält 9 Nadeln, die meist vertikal in einer Reihe angeordnet sind. Der Durchmesser einer Nadel beträgt etwa 0,2 Millimeter. Durch die horizontale Bewegung des Druckerkopfes und die Aktivierung einzelner Nadeln bildet das gedruckte Zeichen sozusagen eine Matrix, wobei einzelne Buchstaben, Zahlen und Zeichen im Inneren des Druckers (genauer gesagt des Treibers) in der Form „abgelegt“ werden von Binärcodes. Um die Druckqualität zu verbessern, wird jede Zeile zweimal gedruckt, was die Zeit des Druckvorgangs erhöht und beim zweiten Durchgang die Möglichkeit einer Verschiebung der einzelnen Punkte, aus denen die Zeichen bestehen, besteht. Die Druckqualität von 9-Nadel-Druckern lässt zu wünschen übrig, reicht aber zum Erkennen von Buchstaben aus (solche Drucker werden beispielsweise immer noch beim Drucken von Bahntickets verwendet). Weitere Entwicklung Ein 9-Nadel-Drucker war ein 18-Nadel-Drucker mit zwei Reihen mit 9 Nadeln.
Das Beste daran ist, dass dieser Prozess teurer ist als gesehen. Und das ist eines der auffälligsten Merkmale des Laserdrucks – die hohe Geschwindigkeit ist nicht ausgeschlossen Gute Qualität. Offensichtlich ist dies seit vielen Jahren mit dem Laserdruck in Schwarzweiß und Farbe möglich.
Wenn wir eine detailliertere Erklärung des magischen Prozesses wünschen, durch den Tinte auf einem Blatt erscheint, und wie ein Laserdrucker funktioniert, dann haben wir das auch. Alles beginnt mit einem Laserstrahl, der durch eine Spiegelscheibe in die Fotoleitertrommel geworfen wird. Die Scheibe dreht sich und bewegt sich entlang der Mantellinie der Trommel, wobei die darauf markierten Zonen ionisiert bleiben.
Bei einem 24-Nadel-Drucker, der zum modernen Standard für Nadeldrucker geworden ist, sind die Nadeln in zwei Reihen zu je 12 Stück so angeordnet, dass sie in benachbarten Reihen vertikal verschoben werden. Aus diesem Grund überlappen sich die Punkte beim Drucken von Bildern. 24-Nadel-Drucker haben die Möglichkeit, den Kopf zweimal in derselben Zeile zu bewegen, was eine Schreibqualität in LQ-Schreibqualität (Letter Quality) ermöglicht.
Wenn diese ionisierten Zonen auf den Toner übertragen werden, ziehen sie Staub an. Dies ist der Bereich, der mit dem Papier in Kontakt kommt und das druckt, was wir angegeben haben. Druck und Hitze gipfeln in einem alchemistischen Prozess, dessen Verbrennung seinen Erfinder Gary Starkweather nicht zu viel kosten würde.
Wenn der Druck schwarz ist, benötigen wir nur Toner. Laserdrucker eignen sich am besten für große Mengen an Dokumenten, da sie viel schneller als Tinte sind, eine bessere Druckqualität bieten und ihre Ersatzteile wirtschaftlicher sind. Ein weiterer Vorteil von Laserdruckern ist die Geräuschentwicklung. Das Auge ist ein Element, das berücksichtigt werden muss. Sie sind extrem leise, was wichtiger ist, als es scheint, wenn Sie Tausende von Seiten drucken müssen.
Einige 24-Nadel-Nadeldrucker bieten Farbdruckfunktionen mit mehrfarbigen CMYK-Farbbändern.
Einer der unbestrittenen Vorteile von Nadeldruckern ist die Möglichkeit, mehrere Kopien eines Dokuments gleichzeitig auf Kohlepapier zu drucken. Für den gleichzeitigen Druck von fünf oder mehr Exemplaren gibt es spezielle Nadeldrucker, die für den Einsatz im industriellen Umfeld konzipiert sind und Karten, Sparbücher und andere Medien aus dichtem Material bedrucken können. Darüber hinaus sind viele Nadeldrucker mit Standard-Rolle-zu-Rolle-Druckführungen und einem Mechanismus ausgestattet automatische Fütterung Papier, mit dem der Drucker selbstständig ein neues Blatt zuführt (Blatteinzug).
Wenn man hinzufügt, dass die Endbearbeitungsqualität eines Lasers der von Tinte um Längen überlegen ist, liegen die Vorteile auf der Hand. Und Tatsache ist, dass der Laser bei der Übertragung auf Papier viel genauer ist als auf einem Tintendrucker. Und das, obwohl auch die Geschwindigkeit höher ist. Das Geheimnis ist einfach: Der Laser druckt die gesamte Seite und die Tinte fließt entlang der Linien und hält jedes Dokument fest.
Auf der negativen Seite stehen die hohen Kosten für Laserdrucker. Ob es sich um ein Multifunktionsgerät mit Scanner und Kopierer handelt, lässt sich nicht sagen. Auch die Temperatur ist ein zu berücksichtigendes Element. Die für den Prozess erforderliche Wärme führt dazu, dass diese Peripheriegeräte heiß werden. Aus diesem Grund ist es bei konstanter Nutzung wichtig, über einen belüfteten Bereich zu verfügen, den sich nicht jeder leisten kann. Ein unerwartetes Problem, das mehrere Benutzer überrascht.
Die Vorteile von Nadeldruckern sind: niedrige Kosten für Verbrauchsmaterialien; Haltbarkeit; niedrige Druckkosten (ein auf einem Matrixdrucker gedrucktes Blatt kostet 20 bis 30 Mal weniger als bei anderen Druckertypen); relative Billigkeit von A3-Nadeldruckern.
Nadeldrucker bieten Druckgeschwindigkeiten von bis zu 400 zns (Zeichen pro Sekunde oder cps – Zeichen pro Sekunde) und haben eine Auflösung von 360 x 360 dpi (Punkte pro Zoll, dpi).
Und das ist nicht die einzige übliche Überraschung. Laserdrucker sind beim Drucken auf Papier eine große Hilfe. Wenn jemand sie fotografieren möchte, wird er feststellen, dass dies unmöglich ist. Ja, große Enttäuschung, nicht wahr? Zu guter Letzt: Laden. Der Laserdrucker muss die Trommel vor dem Drucken aufwärmen. Aus diesem Grund dauert die erste Seite meist länger als üblich. Dann startet es und ist ein Juwel, aber wenn Sie viele Dokumente drucken möchten, diese aber verlieren, sind Sie möglicherweise etwas verzweifelt.
Ein wesentlicher Nachteil von Nadeldruckern als Anschlagdruckern ist die Geräuschentwicklung, die bis zu 58 dB erreicht. Um diesen Nachteil zu beseitigen, bieten einige Modelle einen sogenannten Ruhemodus (Quiet Mode), allerdings führt eine solche Geräuschreduzierung zu einer zweifachen Reduzierung der Druckgeschwindigkeit. Eine weitere Richtung im Kampf gegen den Lärm von Nadeldruckern ist der Einsatz spezieller Schallschutzgehäuse.
Wie viel kostet ein Laserdrucker?
Beim Kauf eines Laserdruckers sind keine Grenzen gesetzt. Die Wahrheit ist, dass die große Nachfrage die Hersteller dazu gezwungen hat, Modelle für jeden Geldbeutel anzubieten. Dies wirkt sich auch auf die Nutzung aus, die gegeben wird. Dies ist nicht derselbe Laserdrucker für den Freiberufler, der zu Hause arbeitet, oder für den Benutzer, der sein Sudoku-Rätsel gerne im Büro mit einem konstanten Druckstrom ausdruckt. Im einen und im anderen Fall kann die Investition mehr oder weniger gerechtfertigt sein.
Natürlich ist es vor dem Kauf eines Geräts wichtig zu wissen, wie viel Toner es verbraucht. Dies könnte der Fall sein, wenn man für einen Laserdrucker 79 Euro zahlt, Toner jedoch bis zu 140 Euro kostet. Aus diesem Grund ist es am besten, sich zu informieren, bevor man sich in die neugierige Welt des Laserdrucks wagt. Der Status der Druckerschnittstelle, sodass ein bestimmtes Bit derselben 1 benötigt, um zu ermöglichen, dass die Schnittstelle unterbrechen kann, wenn ihr Datenport leer ist.
Tintenstrahldrucker
Das Hauptelement Tintenstrahldrucker ist der Druckkopf, bestehend aus Düsen, denen Tinte zugeführt wird. Die Anzahl der Düsen reicht von 16 bis 64 und erreicht manchmal mehrere Hundert.
Die Tinte wird den Düsen aufgrund der Kapillareigenschaften zugeführt und aufgrund der Kräfte der Oberflächenspannung der Flüssigkeit am Ausfließen gehindert. Im Kopf ist ein spezieller Mechanismus integriert, mit dem Sie einen mikroskopisch kleinen Tintentropfen aus der Düse ausstoßen können. Beim Drucken bewegt sich der Druckkopf schrittweise von links nach rechts; nach dem Drucken einer Zeile bewegt er sich über das Blatt nach unten. Diese Drucker arbeiten nahezu geräuschlos. Dank an hohe Geschwindigkeit Beim Tröpfchenflug ist es erlaubt, Oberflächen mit starken Unebenheiten zu verwenden und diese je nach Anforderung an die Druckqualität in einem Abstand von 1-2 Zentimetern zur Sprühdüse zu platzieren. Dadurch ist es möglich, Markierungen, wie zum Beispiel das Verfallsdatum von Produkten, auf Kartons, Flaschen, Dosen, Hühnereiern oder Kabeln anzubringen. Diese Drucktechnologie ist leicht daran zu erkennen, dass die Punkte uneben und ausgefranst wirken. Abhängig von der Gestaltung dieses Mechanismus gehört der Drucker zu der einen oder anderen Klasse.
Dadurch wird das aus dem Drucker kommende Kabelbündel elektrisch mit den entsprechenden Leitungen verbunden, die zu den Datenanschlüssen sowie dem Anschluss und den Anschlüssen an der Parallelport-Schnittstelle führen. Diese Schnittstelle kann sich auf einer „Multifunktions“-Platine oder auf einer „Multifunktionsplatine“ befinden. Hauptplatine" „Daten“: acht Leitungen zum parallelen Senden von 8 Datenbits. Die Korrespondenz umfasst bis zu 8 Zeilen.
Auswählen: Zeigt an, dass das System den Drucker steuert. „Initialisierung“: Wird vor dem Senden von Daten auf den Drucker angewendet. Es dient dem langsamen Drucken über eine Distanz, da die Parallelschaltung nur Distanzen bis zu 3 oder 4 Metern zulässt. elektrische Interferenzen zwischen Leitungen.
Tintenstrahldrucker werden in kontinuierliche Tintenstrahldrucker und diskrete Tintenstrahldrucker (Drop-on-Demand) unterteilt. Aufgrund des niedrigeren Preises sind Drucker des zweiten Typs häufiger anzutreffen, die wiederum in die folgenden Haupttypen unterteilt werden:
- piezoelektrisch (Piezo-Tinte) – Epson, Brother;
- Blasenstrahl - Hewlett-Packard, Canon, Lexmark.
Jede dieser beiden Methoden ist auf ihre Art attraktiv, jedoch nicht frei von Nachteilen.
Welche Druckertypen werden heute am häufigsten verwendet? . Wie erscheinen Grautöne in einem Abdruck? Wie beschrieben, druckt ein Einfarbdrucker mit Tinte oder Toner nur schwarze Punkte, keinen Farbton. Der Mensch kann etwa 256 verschiedene Grautöne unterscheiden. Zur Simulation nutzen sie die Tatsache, dass unser Sehvermögen dazu neigt, Formationen aus kleinen schwarzen und weißen Punkten zu kombinieren und so die resultierende Farbe Grau wahrzunehmen. Durch die Veränderung des Verhältnisses schwarzer Punkte auf weißem Papierhintergrund werden für unsere Augen Grautöne simuliert.
Das heißt, die Darstellung mittelt den chromatischen Wert von sehr nahe beieinander liegenden Punkten, wobei die Größe, in der die Menge in Ordnung ist, die Sehschärfe des Betrachters differenzieren kann. Diese Methode wird als Glättung bezeichnet. Ein Bereich aus grauen „Superpunkten“ für das Auge, die in regelmäßigen Abständen in einiger Entfernung angeordnet sind, erscheint als ein bestimmter Grauton.
Die piezoelektrische Technologie ist kostengünstig und zuverlässig (da keine hohen Temperaturen verwendet werden). Diese Steuerungsmethode ist weniger träge als die Erwärmung, was eine höhere Druckgeschwindigkeit ermöglicht.
Die Blasentechnologie (Thermotechnologie) ist mit hohen Temperaturen verbunden. Bei hohen Temperaturen wird die Heizung mit der Zeit mit einer Rußschicht bedeckt, sodass bei Druckern, die diese Technologie verwenden, der Druckkopf häufig ausfällt. Der Vorteil dieses Druckertyps ist seine Langlebigkeit (ausgenommen Druckköpfe, die schnell verschleißen und beim Wechsel der Tintenpatrone ausgetauscht werden), der Nachteil ist jedoch die geringe Schärfe der resultierenden Ausdrucke.
Der Auflösungsverlust bei Grafiken ist kein so großes Problem, denn da unsere Augen tonwertempfindlich sind, sieht eine Grafik mit 16 Graustufen und 75 dpi besser aus als eine mit 300 dpi, aber ohne Grautöne. Stattdessen hat die Resolution Bedeutung für die Texte.
Die Anzahl der verfügbaren Grautöne ist die „Bildtiefe“. In Grafiken wird die Anzahl der grauen Punkte pro Zoll als Linien pro Zoll bezeichnet. In Tintenstrahl-Farbdruckern werden die oben beschriebenen Heiz- und piezoelektrischen Pumptechnologien verwendet, um Tintentröpfchen durch Einwegkopfköpfe zu extrahieren.
Druckgeräte mit piezoelektrischen Aktoren
Zur Umsetzung des piezoelektrischen Verfahrens wird in jede Düse ein piezoelektrischer Kristall eingebaut, der mit einer Membran verbunden ist. Unter Einfluss elektrische Ladung Es kommt zu einer Verformung des piezoelektrischen Elements. Beim Drucken füllt ein in der Röhre befindliches piezoelektrisches Element, das die Röhre komprimiert und ausdehnt, das Kapillarsystem mit Tinte. Zurückgedrückte Tinte fließt zurück in den Behälter und herausgedrückte Tinte erzeugt Punkte auf dem Papier.
Piezoelektrische Röhren. 1977 wurde der erste Tintenstrahldrucker mit dosierter Farbstoffabgabe vorgestellt. Es war mit zwölf Sprühdüsen ausgestattet und druckte nahezu geräuschlos mit einer Geschwindigkeit von 270 Zns. Der Siemens-Drucker nutzte als elektromechanischen Wandler ein piezoelektrisches Rohr, das in einem geformten Kunststoffkanal platziert war. Alle Kanäle enden in einer Platte mit kalibrierten Sprühlöchern, die sich auf der Vorderseite des Geräts befindet.
Piezoplatten. Anfang 1985 stellte Epson den ersten seiner piezoplanaren Tintenstrahldrucker vor.
Anstelle von piezoelektrischen Röhren, wie bei Siemens, Drucken Epson-Köpfe, aus strukturierten Glasplatten, kleine Piezoplättchen sind verstärkt.
Im Jahr 1987 schlug Dataproducts ein anderes Prinzip der Verwendung von Piezoelektrika vor mit Tintenstrahl drucken, basierend auf der Verwendung eines piezoelektrischen Plattenwandlers. Bei dieser Methode wird ein piezoelektrischer Wandler, bei dem es sich um eine lange flache Platte (Lamelle) handelt, hinter einem kleinen Farbstoffreservoir platziert. Wenn die Lamelle Spannungsimpulsen ausgesetzt wird, ändert sich ihre Länge geringfügig, was zu Druckstößen im Tankinneren führt, die wiederum Tropfen aus der Sprühdüse drücken.
Plattenpiezoelektrische Wandler vereinen die Vorteile von Flach- und Rohrsystemen – hohe Zerstäubungsfrequenz und kompakte Bauweise.
Druckgeräte mit thermografischen Aktuatoren
Die Gasblasenmethode basiert auf der thermischen Technologie. Jede Düse ist mit einem Heizelement ausgestattet, das sich bei Stromdurchfluss in wenigen Mikrosekunden auf eine Temperatur von etwa 500 °C erwärmt. Durch die plötzliche Erwärmung entstehende Gasblasen drücken einen Teil (Tropfen) flüssiger Tinte durch den Düsenaustritt, der auf das Papier übertragen wird. Wenn der Strom abgeschaltet wird, kühlt das Heizelement ab, die Dampfblase nimmt ab und eine neue Portion Tinte tritt durch den Einlass ein.
Mussten piezoelektrische Druckwerke mehr oder weniger aufwändig aus vielen Einzelteilen zusammengesetzt werden, so wurden Bubble-Jet-Druckköpfe, das sind Kristalle auf Siliziumsubstraten, zu Hunderten in Dünnschichttechnik hergestellt.
Bei der Dünnschichttechnologie werden im Wesentlichen dieselben Herstellungsverfahren wie bei der Herstellung integrierter Schaltkreise verwendet. Farbstoffversorgungskanäle, Sprühdüsen, Aktuatoren und stromführende Stromschienen entstehen durch abwechselndes Aufbringen von Schichten auf Substrate, beispielsweise durch Ionenstrahlsputtern, und anschließendes Strukturieren dieser Schichten.
Da Thermo-Bubble-Inkjet-Druckköpfe nach dem gleichen Prinzip hergestellt werden wie integrierte Schaltkreise Die Möglichkeit, Letzteres in Druckkristalle zu integrieren, liegt auf der Hand. Den ersten Schritt in diese Richtung machte Canon mit der Integration einer Transistormatrix in die Druckköpfe seiner Drucker. Dem Beispiel von Canon folgte Xerox, das 1993 einen Bubble-Jet-Drucker mit einem 128-Düsen-Kopf und einem vollständig integrierten Seriell-Parallel-Konverter auf den Markt brachte.
Die Funktionsweise einer Bubble-Jet-Sprühdüse ist in der Abbildung dargestellt. Zunächst wird ein starker Spannungsimpuls von 3–7 μs Dauer an ein winziges Heizelement angelegt, das sich schlagartig auf 500 °C erhitzt. An seiner Oberfläche beträgt die Temperatur über 300 °C. Die Heizleistung ist so groß, dass das Heizelement sofort zusammenbrechen würde, wenn die Dauer des Spannungsimpulses nur um wenige Mikrosekunden verlängert würde. Im dünnen Film über dem Heizelement beginnt die Tinte zu sieden und nach 15 μs bildet sich eine geschlossene Blase aus Hochdruckdampf (bis zu 10 bar). Es drückt einen Tintentropfen aus der Sprühdüse und die Fluggeschwindigkeit des Tropfens erreicht 10 m/s oder mehr. Dann, nach 40 μs, fällt die Blase, nachdem sie sich mit der Atmosphäre verbunden hat, wieder ab, aber es vergehen weitere 200 μs, bis eine neue Portion Tinte aus dem Reservoir angesaugt wird.
Bubble-Jet-Druckgeräte werden in zwei Gruppen unterteilt. Der Edgeshooter-Kopf versprüht, wie der Name schon sagt, Tintentröpfchen senkrecht zur Richtung der Blasenbildung. Beim Sideshooter-Kopf, bei dem die Düsenplatte auf den Heizelementen und Tintenkanälen sitzt, bewegen sich die Blasen und Tröpfchen in eine Richtung. Da die Spitzenkanten der Sideshooter-Düsen aus einem einzigen Material und nicht wie beim Edgeshooter aus verschiedenen Materialien bestehen, ist der Prozess der Herstellung von Düsengrößen für den Sideshooter viel einfacher als für die Edgeshooter-Köpfe. Darüber hinaus müssen wir die ungleichmäßige Benetzung der heterogenen Oberfläche des Edgeshooter-Kopfes berücksichtigen.
Die Anforderungen an die Tintenqualität sind bei thermischen Tintenstrahldrucksystemen deutlich höher als bei Piezosystemen. Das Funktionsprinzip und die hohen Temperaturen erfordern die Verwendung ausschließlich gemischter wasserlöslicher Farbstoffe. Farbstoffe müssen eine Reihe von Anforderungen erfüllen:
- gegenüber den Materialien, aus denen der Mechanismus besteht, chemisch neutral sein;
- keine Ablagerungen in Kanälen und Düsen bilden und nicht delaminieren;
- lange gelagert;
- bestimmte Indikatoren für Dichte, Viskosität und Oberflächenspannung bei Temperaturen von 10 ... 40 ° C aufweisen;
- dienen nicht als Nährboden für Bakterien und Algen;
- enthalten keine giftigen oder krebserregenden Stoffe und sind nicht entzündlich.
Thermische Inkjet-Tinten müssen außerdem Dampfblasen erzeugen, ohne sich abzulagern, und einer kurzzeitigen Erwärmung bis zu 350 °C standhalten.
Druckköpfe können baulich mit einer Tintenpatrone verbunden und gleichzeitig mit dieser ausgetauscht werden, oder sie können fest im Drucker verbaut sein – in diesem Fall wird nur die Patrone ausgetauscht. Jede dieser Optionen hat ihre eigenen Vor- und Nachteile. Es scheint, dass ein Tintentank ohne Druckkopf viel weniger kosten sollte als in Kombination mit einem Druckkopf. In der Realität ist dies jedoch nicht der Fall und eine spürbare Senkung der Betriebskosten ist nicht zu verzeichnen, wenn der Druckkopf fest im Drucker verbaut ist. Gleichzeitig erleichtert der leicht austauschbare Druckkopf die Überwindung von Schwierigkeiten, die mit dem Trocknen der Tinte in seinen Kanälen verbunden sind. Um das Trocknungsmuster der Tinte in den Kopfkanälen zu reduzieren, ist eine spezielle Parkposition vorgesehen. Die meisten Drucker verfügen über eine Düsenreinigungsfunktion. All dies gibt jedoch keine vollständige Sicherheit, dass der Druckkopf während des Betriebs nicht gewechselt werden muss.
Der Kopf ist zusammen mit den Tintenbehältern auf einem Schlitten befestigt, der entlang einer Führung eine Hin- und Herbewegung über ein Blatt Papier ausführt. Obwohl die Methode der Kombination von Druckkopf und Tintentank strukturell die einfachste ist und daher am weitesten verbreitet ist, ist sie nicht optimal. Tatsache ist, dass sich der Wagen schnell genug bewegen und auch recht schnell die Bewegungsrichtung ändern muss, da die Geschwindigkeit seiner Bewegung die Druckgeschwindigkeit bestimmt. Dazu muss der bewegliche Schlitten trägheitsarm, also möglichst massearm sein, und zu diesem Zweck wird das Volumen des Tintentanks verkleinert. Daher ist es vorzuziehen, den Tintentank an einem stationären Teil des Druckers zu platzieren und die Tinte über spezielle Rohrleitungen zu den Druckköpfen zu transportieren.
Mit diesem System können Sie die Druckgeschwindigkeit erhöhen und gleichzeitig die Tintenkapazität erhöhen. Das Rohrleitungssystem ist jedoch konstruktiv so komplex, dass diese Konstruktion selten verwendet wird.
Konstruktiv ist der Papiereinzug je nach unterschiedlich gestaltet verschiedene Typen Bei Druckern gibt es jedoch zwei Hauptschemata.
Designs mit Top-Feed erfordern einen ausreichenden Servicebereich auf der Oberseite des Druckergehäuses, sodass solche Drucker nicht für die Installation in Nischen mit begrenzter Höhe geeignet sind. Das darunter liegende Aufnahmefach ist oft klappbar und fehlt manchmal ganz. Mit einem solchen Gerät nimmt der Drucker weniger Platz auf dem Desktop ein, was manchmal wichtig ist. Dieses Design wird in Epson- und Canon-Druckern verwendet.
Bei Systemen mit Bodenzuführung befindet sich das Aufnahmefach über der Zuführung, was eine einfachere Bedienung ermöglicht. Dieses Fachlayout ist typisch für die meisten Tintenstrahldrucker der Marke HP. Da kein oberer Servicebereich erforderlich ist, kann dieser Drucker in Nischen mit begrenzter Höhe installiert werden. gleiche Höhe Drucker. Zu den Nachteilen solcher Drucker gehört die Tatsache, dass sie mehr Platz auf dem Desktop beanspruchen.
Farbtintenstrahldrucker
Farbtintenstrahldrucker bieten eine höhere Druckqualität als Nadelfarbdrucker und sind kostengünstiger als Laserdrucker.
Farbbilder werden auf Tintenstrahldruckern durch Mischen von vier Primärfarben gedruckt – Cyan, Magenta, Gelb und Schwarz. Teure Druckermodelle verwenden zwei zusätzliche Farben – entweder helles Cyan und helles Magenta oder Orange und Grün (solche Modelle werden auch Fotodrucker genannt und zeichnen sich durch eine verbesserte Farbwiedergabequalität aus). Ein guter Tintenstrahl-Fotodrucker ist eine sinnvolle Alternative zu teuren Farblasergeräten.
Beachten Sie, dass Farbtintenstrahldrucker für die Papierqualität von entscheidender Bedeutung sind. Befolgen Sie daher die Empfehlungen des Druckerherstellers. Die höchste Qualität des Tintenstrahldrucks wird auf speziellem Fotopapier erreicht, das einen recht hohen Preis hat.
Die Auflösung eines Farbdruckers entspricht der Anzahl der physischen Punkte Schwarz oder einer der Primärfarben, die auf das Papier aufgetragen werden. Um Zwischentöne zu drucken, greift der Drucker auf Rasterraster zurück. Aus Benutzersicht bedeutet dies, dass nur ein 1-Bit-Schwarzweißbild (oder Weiß-Cyan, Magenta-Weiß, Gelb-Weiß) (Bitmap) ohne Halbtöne mit der angegebenen Auflösung gedruckt werden kann Auflösung des Druckers, und das Halbtonbild muss eine 6-8 mal bessere Auflösung haben. Mit anderen Worten: Für den hochwertigen Tintenstrahldruck eines Halbton- oder Farbbildes mit einer Auflösung von 120 dpi ist ein Drucker mit einer Auflösung von 720 dpi erforderlich, für ein Bild mit einer Auflösung von 180 dpi ein Drucker mit einer Auflösung Es ist eine Auflösung von 1440 dpi erforderlich. Beachten Sie die tatsächliche physikalische Auflösung der Köpfe Epson-Drucker beträgt 720 tnd (1440 bei höheren Modellen), und durch halbe Bewegung des Kopfes wird eine Auflösung von 1440 x 720 tnd erreicht (entsprechend bei höheren Modellen 2880 x 1440 tnd).
Fotoelektronische Druckgeräte
Photoelektronische Druckverfahren basieren darauf, die geladene lichtempfindliche Oberfläche eines Zwischenträgers zu beleuchten und darauf ein Bild in Form eines elektrostatischen Reliefs zu erzeugen, das Farbstoffpartikel anzieht, die dann auf Papier übertragen werden.
Zur Beleuchtung der Oberfläche des Zwischenträgers verwenden Sie:
- in Laserdruckern - Halbleiterlaser;
- in LED - LED-Matrix;
- in Druckern mit Flüssigkristallverschluss - einer Leuchtstofflampe.
Laserdrucker
Diese Geräte bieten eine höhere Qualität als Tintenstrahldrucker. Die bekanntesten Unternehmen, die Laserdrucker entwickeln, sind Hewlett-Packard, Lexmark, Epson, Canon, Toshiba, Ricoh.
Das Funktionsprinzip eines Laserdruckers basiert auf der Methode der trockenen elektrostatischen Bildübertragung, die 1939 von C. F. Carlson vorgeschlagen wurde und auch in Fotokopierern verwendet wird.
Das Funktionsdiagramm eines Laserdruckers ist in der Abbildung dargestellt. Das Hauptbauelement eines Laserdruckers ist eine rotierende Trommel, die als Zwischenmedium dient, mit dem das Bild auf Papier übertragen wird. Der Drucker arbeitet seitenbasiert, das heißt, er erzeugt eine ganze Seite zum Drucken. Die Trommel ist ein Zylinder, der mit einem dünnen Film aus lichtleitendem Halbleiter (Zinkoxid oder Selen) beschichtet ist. Die statische Aufladung wird gleichmäßig über die Oberfläche der Trommel verteilt, dies wird durch einen dünnen Draht oder ein Geflecht namens Koronadraht sichergestellt.
- a - Gesamtansicht;
- b - Prozessdiagramm.
Der von einem Mikrocontroller gesteuerte Laser erzeugt einen dünnen Lichtstrahl, der von einem rotierenden Spiegel reflektiert wird. Das Scannen des Bildes erfolgt auf die gleiche Weise wie bei einer Fernsehbildröhre: Der Strahl bewegt sich entlang der Linie und des Bildes. Mithilfe eines rotierenden Spiegels gleitet der Strahl entlang der Trommel und ändert an den Auftreffpunkten seine elektrische Ladung. Die Größe des geladenen Punkts hängt von der Fokussierung des Laserstrahls mithilfe der Linse ab. Bei einigen Druckertypen ändert sich während des Ladevorgangs das Potenzial der Trommeloberfläche von 900 auf 200 V. Dadurch erscheint auf der Trommel, dem Zwischenmedium, eine versteckte Kopie des Bildes in Form eines elektrostatischen Reliefs.
Im nächsten Schritt wird Toner auf die Fotosatztrommel aufgetragen – Farbe, die aus winzigen Partikeln besteht. Unter dem Einfluss einer statischen Aufladung werden diese Partikel an exponierten Stellen von der Oberfläche der Trommel angezogen und bilden ein Bild in Form eines Farbreliefs.
Das Papier wird aus dem Eingabefach gezogen und über ein Rollensystem zur Trommel transportiert. Vor der Annäherung an die Trommel wird das Papier statisch aufgeladen. Das Papier kommt dann mit der Trommel in Kontakt und zieht durch seine Ladung die zuvor auf die Trommel aufgetragenen Tonerpartikel an.
Um den Toner zu fixieren, wird die Seite aufgeladen und bei einer Temperatur von etwa 180 °C zwischen zwei Walzen geführt. Nach Abschluss des Druckvorgangs wird die Trommel vollständig entladen, von anhaftenden überschüssigen Partikeln gereinigt und für den Druck der nächsten Seite vorbereitet.
Farbbild Mit einem Laserdrucker wird es nach dem Standard-CMYK-Schema erhalten, das auch in Tintenstrahldruckern verwendet wird. Dabei handelt es sich eigentlich um vier Schwarz-Weiß-Geräte mit einer gemeinsamen Fototrommel. Bei einem Farblaserdrucker wird das Bild nacheinander für jede Farbe (Cyan, Magenta, Gelb und Schwarz) auf einem lichtempfindlichen Fotoempfangsband erzeugt. Es gibt vier Tonertanks und zwei bis vier Entwicklungseinheiten.
Bei älteren Maschinen wurden die Tinten jeder Grundfarbe nacheinander auf die Trommel und das Papier aufgetragen, was dazu führte, dass ein Blatt in vier Durchgängen gedruckt wurde. Bei moderneren Farbdruckern wird die Tinte in einzelnen Durchgängen nur auf die Trommel aufgetragen und alles wird von dieser auf einmal auf das Papier übertragen.
Farblaserdrucker sind mit viel Speicher, einem Prozessor und in der Regel einer eigenen Festplatte ausgestattet. Die Festplatte enthält Beispielschriftarten und spezielle Programme, die den Betrieb steuern, den Status überwachen und die Druckerleistung optimieren.
Eigenschaften
Geräuschpegel Laserdrucker liegt im Durchschnitt bei 40 dB, im Offline-Modus ist dieser Wert geringer.
Erlaubnis Die horizontale und vertikale Ausrichtung des Laserdruckers hängt von den folgenden Faktoren ab. Die vertikale Auflösung wird durch die Drehung der Trommel bestimmt und beträgt im Allgemeinen 1/300–1/600 Zoll. Die horizontale Auflösung wird durch die Anzahl der Punkte in einer Zeile bestimmt und ist durch die Fokussierungsgenauigkeit des Laserstrahls begrenzt. Viele Laserdruckermodelle haben eine „asymmetrische Auflösung“, zum Beispiel 1200 x 600 dpi: Die Laserstrahlgenauigkeit beträgt V1200 Zoll und der Trommelabstand beträgt 1/600 Zoll.
Druckgeschwindigkeit Die Druckgeschwindigkeit eines Laserdruckers wird in Seiten pro Minute gemessen und liegt bei herkömmlichen Druckern im Bereich von 4 bis 8 Seiten pro Minute. Beim Drucken komplex grafische Bilder Die Druckgeschwindigkeit des Laserdruckers nimmt ab. Hochleistung Netzwerkdrucker bieten Druckgeschwindigkeiten von mehr als 20 Seiten pro Minute. Die Druckgeschwindigkeit eines Laserdruckers hängt von folgenden Faktoren ab: der Zeit des mechanischen Papiervorschubs, der Geschwindigkeit der Verarbeitung der vom Computer empfangenen Daten und der Bildung einer Rasterseite zum Drucken. Typischerweise ist ein Laserdrucker mit einem eigenen Prozessor ausgestattet. Die Druckgeschwindigkeit wird nicht nur von der Arbeit des Prozessors bestimmt, sondern hängt auch maßgeblich von der Speicherkapazität ab, mit der der Drucker ausgestattet ist.
Erinnerung Ein Laserdrucker, der Informationen Seite für Seite verarbeitet, muss eine Vielzahl von Berechnungen durchführen. Bei einer Auflösung von 300 x 300 dpi gibt es beispielsweise fast 9 Millionen Punkte auf einer A4-Seite, bei einer Auflösung von 1200 x 1200 sind es mehr als 140 Millionen. Als Mindestspeichergröße für einen Laserdrucker gilt 1 MB, in der Regel werden Speicher von 2 bis 4 MB verwendet, Farblaserdrucker verfügen über sogar noch mehr Speicher.
Schnittstelle Leistungsstärkere Laserdrucker werden in Form eines Parallelport-Anschlusses, dem sogenannten C-Port, hergestellt, der sich vom üblichen Centronics-Anschluss durch eine dichtere Pin-Anordnung, eine Kabellänge von bis zu 10 m und eine bessere bidirektionale Hochfrequenz unterscheidet. schnelle Datenübertragungsmöglichkeiten. In diesem Fall besteht die Möglichkeit, einen Standard-Centronics-Stecker zu verwenden. Einige Modelle verwenden eine drahtlose Schnittstelle, die auf Infrarot-Transceivern basiert. Im Gegensatz zu anderen Peripheriegeräten ist ein Drucker fast immer an einen PC angeschlossen.
Druckersprache ist für ihn dasselbe wie für persönlicher Computer- Befehlssprache Betriebssystem. Eine Reihe von Druckersprachenbefehlen ist normalerweise im ROM des Druckers enthalten und wird von seinen Zentraleinheiten entsprechend interpretiert. Die gebräuchlichsten Sprachen für Laserdrucker sind: PCL6 PCL (Printer Control Language Version 6), HP-GL (Hewlett-Packard Graphic Language), PostScript – eine standardisierte Seitenbeschreibungssprache, die das Vorhandensein einer entsprechenden erfordert Hardware. Zu seinen Vorteilen gehört, dass viele der Informationen, die der Drucker drucken muss, in mathematischer Form übertragen werden.
LED-Drucker, oder LED-Drucker (Light Emitting Diode), basieren auf dem gleichen Funktionsprinzip wie Laserdrucker. Der konstruktive Unterschied besteht darin, dass die Trommel nicht durch einen Laserstrahl beleuchtet wird, dessen Abtastung durch mechanisch gesteuerte Spiegel gewährleistet wird, sondern durch eine stationäre Diodenreihe bestehend aus 2500 LEDs, die nicht jeden Punkt, sondern die gesamte Reihe beschreibt. Drucker von OKI arbeiten auf Basis dieser Technologie.
Bei Druckern mit Flüssigkristallverschluss dient als Lichtquelle Leuchtstofflampe. Das Lampenlicht wird durch einen Flüssigkristallverschluss, einen Lichtzerhacker, gesteuert, der Fahrerbefehle ausführt. Die Druckgeschwindigkeit eines solchen Druckers ist durch die Geschwindigkeit des Flüssigkristallverschlusses begrenzt und beträgt nicht mehr als 9 Blatt pro Sekunde.
Drucker anderer Technologien
Während Laser- und Tintenstrahldrucker den Markt dominieren, stehen auch andere Drucktechnologien zur Verfügung. Die Festtintentechnologie hat einen bedeutenden Marktanteil, da sie qualitativ hochwertige Produkte in einem breiten Spektrum bietet, während Thermowachs und Farbsublimation in speziellen Druckbereichen eine wichtige Rolle spielen.
Feste Tinte
Festtintendrucker wurden entwickelt, um die Hauptnachteile von Farblaserdruckern zu überwinden, nämlich die niedrige Druckgeschwindigkeit aufgrund der vier Durchgänge der Trommel auf dem Papier. Ein auf einem Festtintendrucker erstellter Druck fällt aufgrund der physikalischen Eigenschaften des Farbstoffs (normalerweise farbiges Wachs) etwas körnig aus, ist aber sehr satt und vermittelt Halbtöne gut. Typische Vertreter dieser Art sind Tektronix-Geräte von Xerox.
Wachstintenstifte werden geschmolzen, und dann wird die Mischung auf die Übertragungstrommel gespritzt, von wo sie durch die Löcher auf das Papier fällt, wo sie fast augenblicklich aushärtet (das ist der wesentliche Unterschied zu Tintenstrahldruckern, bei denen sich der Farbstoff über das Papier verteilt). Papier, wodurch das Bild dunkler als nötig sein kann). Nach dem Aufwärmen sollten Wachs-Thermodrucker nicht bewegt werden, da das Wachs sonst beschädigt werden kann. Sie müssen sich an einem sicheren Ort befinden und es wird empfohlen, sie als Netzwerkgeräte zu verwenden.
Festtintenstrahldrucker sind kostengünstiger als vergleichbare Farblaserdrucker und wirtschaftlich, da Tektronix schwarze Tinte kostenlos zur Verfügung stellt. Gute Qualität Produkte werden von hochwertigen Druckermodellen unterstützt. Sie sind jedoch nicht so gut wie Farblaserdrucker für Grafiken und Texte oder ein guter Tintendrucker für Fotos. Die Auflösung beginnt bei den üblichen 300 tnd und steigt bis maximal 450-850 tnd. Die Farbdruckgeschwindigkeit liegt typischerweise bei 4 Seiten pro Minute Standarddefinition und erhöht sich bei niedrigeren Auflösungen auf 6 Seiten pro Minute.
- a - feste Tinte;
- b – Farbsublimation;
- c - Thermowachs.
Farbsublimation
Der Betrieb von Sublimationsdruckern (Dye-Sublimation) basiert auf der thermischen Übertragung des Farbstoffs durch Verdampfung und anschließender Umsetzung in spezielles, mit Polystyrol beschichtetes Papier. In diesem Fall wird eine ziemlich hohe Qualität erzielt, die der Fotografie nahe kommt und vor allem ohne für das Auge wahrnehmbare Diskretion. Daher werden Sublimationsdrucker üblicherweise als Geräte klassifiziert, die in Halbtönen drucken.
Die Druckverfahren von Farbsublimationsdruckern und Tintendruckern sind unterschiedlich. Anstatt Tinte durch eine Düse auf die Seite zu sprühen, wie es bei Tintenstrahldruckern der Fall ist, verwenden Farbsublimationsdrucker eine Kunststofffolie, um die Tinte zu übertragen. Es ist in Rollen- oder Bandform erhältlich und enthält aufeinanderfolgende Bilder der Mischfarben Blau, Burgunderrot, Gelb und Schwarz (CMYK).
Die Transferfolie läuft über einen Thermodruckkopf, der aus Tausenden von Heizelementen besteht. Die hohe Temperatur führt dazu, dass die Tinte auf der Folie sublimiert – sie geht in ein Gas ohne flüssige Phase über und die Tinte in Dampfform wird vom Papier absorbiert. Die Farbmenge wird durch Veränderung der Intensität und Dauer der Einwirkung hoher Temperaturen gesteuert.
Wenn Tinte auf das Papier trifft, verschmiert es. Dieser Effekt ermöglicht es dem Drucker, durch Mischen von Tinte kontinuierliche Farbtöne zu erzeugen. Durch das Verschieben des Papiers wird der Bereich der kontinuierlichen Farbe vergrößert.
Farbsublimationsdrucker verwenden ein dreistufiges System: Schichten aus blauer, burgunderroter und gelber Tinte werden übereinander aufgetragen. Anschließend wird eine klare Schicht aufgetragen, um den Druck vor UV-Licht zu schützen.
Es gibt auch eine Reihe von Tintenstrahldruckern, die zur Farbsublimation geeignet sind. Die Technologie, mit der diese Drucker drucken, unterscheidet sich von der ursprünglichen Tintenverdampfungstechnologie. Hier befindet sich die Tinte in Patronen, die jeweils nur einen Teil der Seite drucken können. Die Tinte wird erhitzt, bis sie verdampft, und zwar auf bis zu 500 °C (was höher ist als in normale Drucker Farbsublimation). Dieses Hybridverfahren wird in Alps-Druckern verwendet und gehört zur Micro Dry-Technologie. Diese Geräte arbeiten im Auflösungsbereich von 600–1200 dpi und einige Standardpatronen können für hochwertige Drucke mit speziellen Fototinten nachgefüllt werden.
Thermoautochrom
Thermoautochrom (TA – Thermoautochrom) erschien vor relativ kurzer Zeit. Dieser Druckvorgang ist aufwändiger als bei Tintenstrahl- oder Lasertechnologien. Es wird in Druckern verwendet, die als Begleitgeräte zu Digitalkameras verkauft werden. TA-Papier enthält drei Pigmentschichten – Blau, Burgund und Gelb, die jeweils auf einen bestimmten Temperaturbereich empfindlich reagieren. Von diesen Pigmenten weist Gelb die geringste Temperaturempfindlichkeit auf, gefolgt von Blau und Burgunderrot. Der Drucker ist mit Thermo- und Ultraviolettköpfen ausgestattet, der Druck erfolgt in drei Stufen. Im ersten Schritt wird das Papier auf die Temperatur erhitzt, die zur Aktivierung des gelben Pigments erforderlich ist. Anschließend wird es mit ultraviolettem Licht bestrahlt, bevor es zur nächsten Farbe (Burgund) übergeht. Obwohl der letzte Durchgang (blau) nicht UV-behandelt werden sollte, soll das Ergebnis zuverlässiger sein als die Farbsublimation.
Thermowachs
Thermowachs ist eine mit der Farbsublimation verwandte Technologie und eignet sich zum Bedrucken von Transparentfolien. Drucker verwenden Rollen aus CMY- oder CMYK-Kunststofffolie, die mit Tinten auf Wachsbasis beschichtet sind.
Tausende Heizelemente am Druckkopf sorgen dafür, dass das Wachs schmilzt und das Papier oder transparente Material überzieht. Auflösung und Druckgeschwindigkeit sind niedrig: typischerweise 300 dpi und etwa 1 Seiten pro Minute
Dieser Artikel soll dem Benutzer erklären, wie ein Tintenstrahldrucker funktioniert. Der Leser hat die Möglichkeit, etwas über die Entstehungs- und Verbesserungsgeschichte von Tintenstrahldruckgeräten zu erfahren und sich mit den Technologien zum Aufbringen von Bildern auf Papier vertraut zu machen.
Ein kurzer Ausflug in die Geschichte des Tintenstrahldruckers
Der Franzose Felix Savart 1833 entdeckte er ein interessantes Phänomen: Flüssigkeitströpfchen, die durch ein sehr enges Loch austreten, haben die gleiche Größe und Konsistenz. Nur 45 Jahre später wurde Lord der Nobelpreisträger für Physik Riley konnte dieses Phänomen anhand der Naturgesetze erklären.
Jahre vergingen, aber dieser Effekt fand in der Praxis nie Anwendung. Erst 1951 Mitarbeiter des Unternehmens Siemens Im Labor konnten sie das Phänomen, das die gleiche Konsistenz von Flüssigkeitströpfchen gewährleistet, in einem Gerät zur Spannungsmessung, einem sogenannten Magnetographen, in die Praxis umsetzen. Ein Jahrzehnt später entwickelten Wissenschaftler aus Stanford eine Methode, um Tröpfchen in identische und gleich weit voneinander entfernte Tröpfchen zu zerlegen und dabei eine elektrische Ladung auf ihren Fluss oder ausgewählte Bereiche anzuwenden. Die Tropfen mit einer bestimmten Farbe fielen auf eine feste Oberfläche und bildeten ein Bild, und die geladenen Flüssigkeitspartikel kehrten zum Kollektor zurück. Dies wurde als kontinuierlicher Tintenstrahldruck bezeichnet.
In den 70er Jahren gelang es IBM, die oben beschriebene Technologie zu lizenzieren und eine darauf basierende Gerätereihe zum Drucken von Text auf festen Materialien zu entwickeln. Gleichzeitig entwickelte Professor Hers aus Schweden eine Technologie zur Anpassung verschiedener Strömungsparameter, um das Drucken in Grautönen und nicht nur in Schwarz zu ermöglichen. Er konnte auch die Dichte der auf die Oberfläche aufgetragenen Flüssigkeit anpassen.
Ende der 70er Jahre Kanon entwickelte thermische Tintenstrahldrucktechnologie. Ich habe das Gleiche geschaffen Hewlett Packard unabhängig davon und brachte 1984 einen Tintenstrahldrucker auf den Markt, der einem breiten Anwenderkreis zugänglich war.
Der erste Flüssigtintendrucker
Wenn man von einem solchen Gerät wie einem Tintenstrahldrucker spricht, muss man einen wichtigen Punkt bezüglich des Problems des Zurückfließens überschüssiger Tropfen in den Behälter beachten. Es wurde in Druckern von Siemens und Silonics gelöst, die 1980 bzw. 1977 auf den Markt kamen. Unabhängig voneinander entwickelten Mitarbeiter des Unternehmens eine Methode namens Drop-on-Demand und begannen mit der Massenproduktion von darauf basierenden Geräten. Der Kern der Drop-on-Demand-Methode besteht darin, dass das Gerät Drops bei Bedarf freigibt. Dies waren die ersten Drucker, die die Technologie nutzten, die zum Prototyp des piezoelektrischen Druckens wurde. Im Jahr 1979 wurden Spezialisten aus dem Unternehmen entlassen Kanon eine Methode entwickelt Blasendruck, wonach Flüssigkeitströpfchen auf die Oberfläche des Heizelements abgegeben wurden, das sich in unmittelbarer Nähe der Düse befand. Durch sich selbst verlaufende Heizung elektrischer Strom, erhitzt sich sofort auf mehrere hundert Grad (ca. 500 °C). Bei diesem Vorgang bilden sich in der flüssigen Tinte mikroskopisch kleine Luftblasen, die Flüssigkeitspartikel aus der Düse auf das Papier drücken. Diese Technologie, die 1981 auf der Elektronikmesse Canon Grand Fair vorgestellt wurde, hieß Thermal Ink Jet.
Basierend auf dem Blasendruck wurde das weltweit erste monochrome Tintenstrahlmodell auf den Markt gebracht. Canon-Drucker BJ-80, konzipiert für den geschäftlichen Einsatz.
Drei Jahre später erschien der erste von Canon entwickelte Farbtintenstrahldrucker. Es hieß BJC-440 und unterstützte das Drucken auf riesigen A2-Blattformaten mit einer Auflösung von bis zu 400 dpi.
Aufbau und Funktionsprinzip
Die meisten Geschäftsleute nutzen Drucker im Alltag, aber nur wenige von ihnen wissen und können sich vorstellen, wie ein Tintenstrahldrucker funktioniert.
Die Patrone des Tintenstrahldruckers ist mit Düsen ausgestattet, die das Geheimnis ihrer Funktionsweise enthalten. Die Anzahl der Düsen kann je nach Kartusche mehrere Tausend erreichen. In ihnen wird eine Flüssigkeit namens Tinte erhitzt und anschließend mit enormer Präzision, die für das optische System des menschlichen Auges unerreichbar ist, auf das Medium gedrückt.
Das Erscheinungsbild des Geräts ist nichts Besonderes, sein innerer Aufbau ist jedoch ein sehr komplexer und bewährter Mechanismus. Das Druckprinzip ähnelt der Funktionsweise von Nadeldruckern, da das Bild sequentiell Zeile für Zeile erzeugt wird. Nur statt auf Nadeln zu treffen, entsteht bei einem Nadeldrucker das Bild eines Tintenstrahldruckers durch das Aufbringen mikroskopisch kleiner Tintenpartikel, die von Düsen ausgestoßen werden. Tinte ist eine Mischung aus Wasser, einem Farbstoff und speziellen Chemikalien, die verhindern, dass die Tinte über einen längeren Zeitraum austrocknet. Sie werden in pigmentierte und wasserlösliche unterteilt. Die ersten werden auf die Oberfläche des Papiers aufgetragen, die zweiten imprägnieren es, wodurch das Bild haltbarer und vor dem Einfluss der äußeren Umgebung geschützt wird.
Die Tinte kann dem Druckkopf auf zwei Arten zugeführt werden: aus einer Patrone mit integriertem Tintenreservoir und durch kontinuierliche Versorgung aus einem Reservoir eines Drittanbieters. Im zweiten Fall meldet der Modulator, sobald eine Portion Tinte auf das Papier geschleudert wird, sofort, dass sein Füllstand gesunken ist und eine bestimmte Menge Tinte zugeführt werden muss, um den Tintenbehälter zu füllen.
Der Druckvorgang beginnt mit dem Papiereinzugsmechanismus (einige Modelle verwenden einen automatischen Einzug, der sich in einem leichten Winkel auf der Rückseite des Gehäuses befindet) und greift mithilfe von Rollen mit Gummispitze nach einem Blatt Papier aus dem Fach. Die Steuerung des Systems erfolgt über einen der im Drucker befindlichen Schrittmotoren. Eine spezielle Rolle zieht das Blatt und bewegt es weiter im Inneren des Druckers zum Druckkopf. Dieser Kopf besteht aus mehreren tausend mikroskopisch kleinen Düsen, die in einer genau festgelegten Reihenfolge und Art und Weise Tinte über die Oberfläche des Papiers sprühen. Über einen Antriebsriemen in Form eines Kabels ist es mit einem zweiten Schrittmotor verbunden, der die Bewegung der Rollen zum Aufnehmen und Zuführen von Papier steuert und so die gewünschte Geschwindigkeit der Blattzufuhr in den Drucker gewährleistet Der Druckkopf. Der dritte Motor steuert die Bewegung des Druckkopfes in einer Ebene – hin und her, und der letzte ist für den rechtzeitigen Ausstoß der Tinte aus den Düsen verantwortlich. Diese Miniatur-Elektromotoren sorgen für den Betrieb des Druckers und synchronisieren den Betrieb des Druckkopfes, des Papiervorschubmechanismus und den eigentlichen Prozess des Aufbringens eines Bildes auf die Oberfläche eines Blattes Papier.
Eine Tintenstrahldruckerpatrone besteht aus einem Tintenbehälter und einem Druckkopf.
Der Kopf besteht aus einer Vielzahl von Reservoirs, in denen die Tinte erhitzt wird. Sie werden Düsen genannt. Diese Düsen enthalten eine mikroskopisch kleine Heizung, die beim Anlegen einer Spannung einen Farbtropfen sofort auf den Siedepunkt erhitzt. Es verdunstet sofort und vergrößert sein Volumen deutlich. Dadurch entstehen Luftblasen, die die Tinte aus den Düsen drücken. Der gesamte Prozess basiert auf der Tatsache, dass die Flüssigkeit ein kleineres Volumen einnimmt als das daraus gebildete Gas. Nach dem Ausschalten der Heizung kühlt es sofort ab und der nächste Tropfen verdampft. Der Vorgang erfolgt mit enormer Geschwindigkeit – jede Düse schafft es, pro Sekunde mehrere tausend Partikel der Färbeflüssigkeit auszustoßen. Aber Geschwindigkeit ist in diesem Fall zweitrangig. Die Hauptsache ist Genauigkeit. Jeder Tropfen sollte in der dafür vorgesehenen Zeit herausgedrückt werden, damit die notwendigen Elemente auf einem Blatt Papier erscheinen und keine zufälligen Farbflecken. Der Partikeldurchmesser beträgt nicht mehr als 0,02 mm und ist damit größer als der Druckabstand. In diesem Fall werden die Tropfen einfach aufeinander aufgetragen.
Auf ähnliche Weise wird ein Farbbild auf Papier aufgetragen, allerdings geschieht dies durch Mischen von Tinte aus drei oder mehr mehrfarbigen Patronen.
Thermoelektrischer Druckkopf
Erste diese Technologie Ende der 1970er Jahre von einem Canon-Ingenieur vorgeschlagen.
Der Aufbau des thermoelektrischen Kopfes ist recht einfach. Es besteht aus einer großen Anzahl von Düsen, einem Kanal zur Zufuhr von Tinte aus einem entsprechenden Reservoir, Leitern, über die die Steuerung erfolgt, und einem Heizelement in jeder Düse.
Wenn ein Druckauftrag beim Drucker eintrifft, wird die Düse für den Betrieb vorbereitet. Es wird Tinte zugeführt, während das Heizelement ausgeschaltet ist. Wenn über spezielle Leiter ein Steuersignal zugeführt wird, erhitzt die Heizung die Flüssigkeit sofort, sie kocht und verdampft. Der Vorgang geht mit dem Verlust einer bestimmten Tintenmenge einher, die 1 % erreicht. Sie dienen der Dampferzeugung. Der erzeugte Druck drückt sofort einen Flüssigkeitstropfen aus der Düse auf die Papieroberfläche. Damit der resultierende Flüssigkeitstropfen die erforderliche Geschwindigkeit erreicht, um das Papier zu erreichen, muss der Prozess der Dampferzeugung augenblicklich erfolgen, um einen hohen Druck zu erzeugen. Dies wird durch die schnelle Erwärmung des Heizelements und den niedrigen Siedepunkt des Lösungsmittels gewährleistet. Nachdem ein Flüssigkeitstropfen aus der Düse gedrückt wurde, sinkt die Spannung an der Heizung und sie kühlt ab. In diesem Moment tritt Dampf aus und eine weitere Portion Tinte kommt an. Die Druckgeschwindigkeit hängt maßgeblich von der Abkühlgeschwindigkeit der Düse ab.
Zu den Nachteilen der Technologie gehört die Notwendigkeit, die Zusammensetzung der Tinte unter Berücksichtigung der Verdunstung und der Aufrechterhaltung der Eigenschaften zu berechnen, wenn die Temperatur auf Hunderte von Grad ansteigt. Der zweite kleine Nachteil ist die Abnutzung des Kopfes, da erhitzte Blasen ständig platzen und manchmal mikroskopisch kleine Risse darin entstehen.
Piezoelektrischer Druck oder Drop-on-Demand
Piezoelektrischer Tintenstrahldrucker Druckkopf- Hierbei handelt es sich um ein Gerät, dessen Funktionsweise auf dem sogenannten piezoelektrischen Effekt basiert. Dabei handelt es sich um die Fähigkeit bestimmter Materialien, ihre physikalische Form zu ändern, wenn an sie Spannung angelegt wird. Piezomaterialien haben auch einen umgekehrten piezoelektrischen Effekt – bei physikalischer Verformung wird an ihnen ein Potenzial erzeugt. Die Funktionsweise eines solchen Druckkopfes ähnelt der eines thermoelektrischen. In diesem Fall wird die Tinte jedoch aufgrund einer Größenänderung des Steuerkristalls herausgedrückt, wenn an ihn eine Spannung angelegt wird. Der Aufbau des piezoelektrischen Kopfes hängt von der Art der Verformung des Materials ab: längs oder quer. Die piezoelektrische Drucktechnologie hat gegenüber der vorherigen einen erheblichen Vorteil – die Fähigkeit, die Größe des Tintentröpfchens zu regulieren. Mit dieser Funktion können Sie Bilder in Schwarzabstufungen in hoher Qualität drucken. Dieses Druckverfahren verbraucht außerdem keine Tinte durch Verdunstung und setzt keine Wärmeenergie frei, wodurch die Effizienz eines Tintenstrahldruckers erhöht wird. Aus diesem Grund sind Drucker mit piezobasierten Köpfen im letzten Jahrzehnt so beliebt geworden.
Der piezoelektrische Kopf umfasst:
— piezoelektrisches Element – der Hauptbestandteil der Düse;
— Düse – bildet mikroskopisch kleine Farbpartikel und sorgt für deren präzise Verteilung;
- eine elastische Membran, die das Piezomaterial vom Tintenbehälter trennt – ermöglicht den Schutz der Leiter vor den schädlichen Auswirkungen der in der Farbe enthaltenen Substanzen;
- eine Kammer, die der Düse Tinte zuführt. Da sich die Größe des Piezokristalls geringfügig ändert, muss die Kammer minimale Abmessungen haben und eine möglichst große Kontaktfläche mit der Tinte durch die Membran bieten.
Der Hauptunterschied zwischen diesen Köpfen besteht in der variablen oder konstanten Größe der gebildeten Tintentröpfchen. Größere Partikel decken den gewünschten Bereich schneller ab, während kleinere Partikel für eine höhere Druckgenauigkeit und Auflösung sorgen. Köpfe mit variabler Tröpfchengröße können diesen Indikator im Handumdrehen anpassen, indem sie mehrere Tintenpartikel mit Grundgrößen kombinieren.
Dank der großen Vielfalt an Modifikationen und Materialien zur Herstellung piezoelektrischer Elemente erfreuen sich Druckköpfe auf Basis von Piezomaterialien in verschiedenen Bereichen menschlicher Tätigkeit großer Beliebtheit: Drucken von Texten, Dokumenten, Briefmarken, Anbringen von Indizes und Markierungen auf Stoffen, Gravieren usw.
Abschließend gehen wir kurz auf die Vor- und offensichtlichen Nachteile von Flüssigtintendruckern ein.
Negative Seiten:
- Eine im Vergleich zu Laserdruckern niedrige Arbeitsgeschwindigkeit ist in diesem Fall unkritisch Heimgebrauch;
— Tintenpartikel in den Düsen können austrocknen, sodass Sie den Drucker regelmäßig verwenden müssen, um keine neue Patrone kaufen zu müssen.
- hoher Preis für Verbrauchsmaterialien für einige Druckermodelle.
Vorteile der Verwendung eines Tintenstrahldruckers:
- niedrige Kosten des Geräts;
— sehr günstige Verbrauchsmaterialien (Patronen und Tinte) für einige Modelle;
— die Möglichkeit, hochwertige Farbfotos zu drucken;
— Die Kartusche kann zu Hause selbst nachgefüllt werden;
— Möglichkeit zum Anschluss eines kontinuierlichen Tintenversorgungssystems.
