Струйные технологии

Струйные технологии предполагают печать капельками чернил или расплавленного красителя (твердочернильные технологии). В эту группу попадают весьма разнообразные устройства: от домашнего Epson 400 до широкоформатных плоттеров и твердочернильных профессиональных принтеров для изготовления цветопроб.
Струйная печать появилась примерно в шестидесятые годы, однако эти устройства работали по непрерывному процессу, в настоящее время почти не использующемуся. Струйные технологии можно разделить на две большие группы: в первой для печати используются жидкие чернила и все варианты связаны только с тем, каким образом создаются микрокапли, которые попадают на бумагу. Во второй группе предполагается использование твердого красителя, который изменяет фазу своего физического состояния (становится жидким) непосредственно в процессе печати.
Существующие технологические решения прочно связаны с известными фирмами: пузырьковая однозначно ассоциируется с фирмой Hewlett Packard, пьезотехнология - с фирмой Epson, использование смены фаз при наличии твердого красителя - прежде всего с фирмой Tektronix.
Струйная печать имеет некоторые общие технологические проблемы, с которыми каждая из фирм-производителей борется по-своему. Основная проблема: большое растискивание, поскольку жидкие водорастворимые чернила глубоко проникают в поры бумаги и капля сильно увеличивается в размерах. Для преодоления этого используют специальные бумаги для струйной печати, однако такое решение не очень устраивает пользователей, поскольку это довольно дорого, кроме того, это означает невозможность работы на модных ныне художественных бумагах: тонированных, фактурных, с шероховатой поверхностью, с волосяными включениями и т.д. Другим способом решения является отказ от использования воды в качестве растворителя и переход к неводным пигментным чернилам. Максимально возможное уменьшение размера точки, к которому стремятся все производители, также уменьшает растискивание. Другая, но очень сходная проблема, неизбежно сопровождающая использование жидких чернил - появление паразитных капель. Когда из сопла принтера выскакивает чернильная капля, за ней следует хвост в виде нескольких мелких капелек, вылетевших вслед за основной. Наличие таких капель ухудшает четкость изображения. Одним из способов борьбы с этим «недугом» является понижение давления в сопле сразу после вылета капли, чтобы «хвост» капелек оказался втянутым обратно.

Пузырьковая технология
При этой технологии используется быстрый нагрев. В чернильное сопло встраивается электронагревательный элемент. При подаче импульса происходит резкий разогрев элемента и чернила, находящиеся в непосредственной близости, почти мгновенно испаряются. Образовавшийся пар расширяется, давление в сопле резко возрастает, и из него выплескивается чернильная капля. После выплеска давление резко понижается, в результате чего подкачивается новая порция чернил.
Эту технологию используют фирмы Hewlett Packard и Canon. Различия касаются только конструкции головок: у Hewlett Packard нагревательный элемент сзади, у Canon - сбоку сопла. Отличительной особенностью этой технологии является низкая стоимость головки. У таких принтеров головка совмещена с чернильницей. Это, безусловно, удобно для пользователя: вместе с новой чернильницей вы получаете и новую печатающую головку, что существенно увеличивает надежность принтера: если головка засорилась или повреждена, надо всего лишь купить новую чернильницу.

Пьезоэлектрическая технология
В этой технологии использован пьезоэффект - свойство некоторых материалов деформироваться под действием электрического тока. В стенку камеры с чернилами встраивается пьезоэлемент в виде диска. При подаче импульсного электрического напряжения диск выгибается, уменьшая размер камеры. Создается избыточное давление, и капля вылетает из сопла. В данном случае печатающая головка существенно дороже из-за стоимости пьезоэлемента, поэтому она является частью принтера, а не чернильницы. Масса проблем возникает, например при повреждении головки, так как вам могут отказать в гарантийном обслуживании, сославшись на то, что вы будто бы заправляли картридж чернилами, произведенными не фирмой Epson (Canon), что и привело якобы к порче головки. Естественно, в такой ситуации «фирменные» чернила могут стоить достаточно дорого: у пользователя нет выбора.

Непрерывная технология
Эта технология была хронологически первой, однако в данное время используется довольно редко из-за ее неэкономичности. Тем не менее, высокое качество отпечатков позволило применить эту технологию при разработке некоторых моделей цветопробных принтеров.
При непрерывной печати головка постоянно выбрасывает порции чернил в сторону бумаги. Капли возникают под действием вибрации, которая может создаваться различными способами, например при помощи пьезоэффекта. Этот «дождь» капель подзаряжается на выходе из сопла специальным электродом. Необходимо направлять на бумагу только «нужные» капли, иначе вместо изображения мы получим залитый чернилами лист. На пути к бумаге поток капель проходит через электрическую систему с переменным магнитным полем, которое отклоняет капли. Регулируя напряжение поля, можно менять число капель, достигших бумаги, и соответственно, интенсивность окраски. Не долетевшие до бумаги капли попадают в уловитель и возвращаются в чернильницу для дальнейшего использования.
На полученном таким способом изображении не видно отдельных капель, оно имеет настоящее фотографическое качество. К сожалению, за это приходится платить низкой скоростью печати, высокой ценой чернил (они должны быть электропроводными) и сложностью и дороговизной оборудования. Данный способ печати в настоящее время используется, например в цифровой цветопробе Iris.