Wykonał : Kamil Dobrzeniecki Drukarki Atramentowe Wykonał : Kamil Dobrzeniecki

Co to jest drukarka ?? Drukarka - urządzenie współpracujące z komputerem, służące do przenoszenia danego tekstu, obrazu na różne nośniki druku (papier, folia, płótno itp). Niektóre drukarki potrafią również pracować bez komputera, np. drukować zdjęcia wykonane cyfrowym aparatem fotograficznym (po podłączeniu go do drukarki lub po włożeniu karty pamięci z zapisanymi zdjęciami do wbudowanego w drukarkę slotu). Ze względu na metode druku dzielimy je głównie na trzy rodzaje: Atramentowe Igłowe Laserowe

Co to jest drukarka atramentowa ? Drukarka atramentowa (ang. ink-jet printer) – najpopularniejszy obecnie typ drukarek. Drukuje poprzez umieszczanie na papierze bardzo małych (od kilku do kilkudziesięciu pikolitrów) kropli specjalnie spreparowanego atramentu do drukowania. Praktycznie wszystkie dzisiejsze drukarki atramentowe umożliwiają druk w kolorze. Stosowany jest atrament w czterech kolorach: cyjan, karmazynowy (ang. magenta), żółty i czarny (model CMYK). Ponadto w niektórych drukarkach można stosować specjalne tusze "fotograficzne" (są one nieco jaśniejsze niż standardowe i lepiej oddają barwy przy drukowaniu zdjęć) oraz inne dodatkowe kolory. Wadą tanich drukarek atramentowych są dość wysokie koszty eksploatacji (wysoka cena tuszu w stosunku do ilościowej możliwości pokrycia nim papieru). Jeden z niewielu typów drukarek umożliwiających druk w kolorze białym (obok technologii termotransferowej).

Przykładowe Drukarki Atramentowe : HP DESKJET 3420 Epson Stylus C62 Canon S520

Wady i zalety drukarki atramentowej Wśród zalet drukarki atramentowej wymienić należy między innymi: -cicha praca -dobra jakość druku zarówno czarno - białego jak i w kolorze -duża pamięć wewnętrzna -łatwość wymiany cardridg'y -niewielkie koszty produkcji a więc i dość niskie ceny zakupu -wydajność Natomiast wśród wad tej drukarki znajdują się takie jak: -wysokie koszty materiałów eksploatacyjnych, spowodowane ceną zasobników -dobra jakość wydruku możliwa jest jedynie w przypadku użycia niestandardowego papieru -najlepsze wydruki danej drukarki uzyskiwane są na firmowym papierze, ponieważ krople atramentu spadające na zwykły papier rozmywają się (absorbują) -znaczna wadliwość części mechanicznych

Budowa Zastosowanie zaawansowanej technologii w drukarce atramentowej spowodowała, iż jakość wydruków nowoczesnych drukarek porównywalna jest z jakością gwarantowaną przez drukarki laserowe. Jednak w tym krótkim odstępie czasowym, pomiędzy zaznaczeniem w komputerze polecenia drukowania a otrzymaniem wydrukowanej strony, ma miejsce wysoce złożony proces techniczny. Proces drukowania rozpoczyna się tym, iż sterownik drukarki przekłada język określonej strony wydruku na język odpowiedni danemu urządzeniu i przesyła uzyskane dane drukarce, gdzie zostają one umieszczone w pośredniej pamięci. Układ sterujący drukarki dokonuje interpretacji kolejnych rozkazów; polecenie przesuwu papieru jest realizowane dzięki silnikowi napędowemu, komenda drukowania trafia do głowicy drukującej, która nanosi na papier barwnik, w wyniku czego powstaje wydruk.

Głowice drukujące znajdujące się w nowoczesnych drukarkach atramentowych stanowią miniaturowe, niezwykle skomplikowane urządzenia, gdzie mikroskopijna ilość uszlachetnionego atramentu jest podgrzewana na parę milisekund do 300 st. Celsjusza lub też przyspieszana dzięki elementowi piezoelektrycznemu. Tak powstają kolejne krople atramentu trafiające na papier z prędkością ok. 100 kilometrów na godzinę. Otwarta drukarka hp 845c - Dwa kartridże z tuszami: czarnym i kolorowymi. Kartridż z tuszem czarnym wyjęty z drukarki.

Techniki druku komputerowego Zasada działania jest zbliżona do drukarek igłowych, zamiast jednak igieł są dysze (30, 60 a nawet 300), z których natryskiwany jest tusz na papier. Różne są techniki natryskiwania kropel tuszu na papier. Metoda Drop on Demand (wyrzuć na żądanie) polega na „wystrzeliwaniu” przez przesuwającą się nad papierem głowicę, tuszu w odpowiednim momencie (tzn. na żądanie sterownika). Natomiast metoda druku ciągłego, polega na wyrzucaniu serii bardzo drobnych kropelek z prędkością ok. 1 mln kropel na sekundę. Przy tej technice druku, by utworzyć jedną kroplę, trzeba wystrzelić wiele takich kropelek. Odchylanie ich toru (by padały gdzie trzeba), dokonywane jest za pomocą pola elektrostatycznego. Ta technika ma nad poprzednią ogromną przewagę w przypadku druku kolorowego, a szczególnie grafik mających duże powierzchnie w różnych odcieniach kolorystycznych (lub szarości).

Metoda druku ciągłego Metody wystrzeliwania atramentu są zasadniczo dwie. Pierwsza polega na wykorzystaniu elementu (elementów) piezoelektrycznego. Po podaniu napięcia element ten zwiększa swoją objętość w gwałtowny sposób, w ok. 5 mikrosekund, tyle samo czasu potrzebuje, by z powrotem wrócić do poprzednich rozmiarów. Elementy są oddzielone od tuszu membraną. Ona przesuwając się, zmniejsza wymiary komory, w której znajduje się tusz, wystrzeliwując kropelkę z dużą prędkością.

Technologia wykorzystująca elementy piezoelektryczne Druga metoda polega na termicznym wystrzeleniu kropli tuszu. Element grzejny rozgrzewa się do ok. 400 stopni C i powoduje wytworzenie się pęcherzyka gazu wypychającego tusz na zewnątrz. Gdy pęcherzyk kurczy się wytwarza podciśnienie zasysając kolejną porcję atramentu, który ochładza element grzejny. Głowice wykorzystujące tę technikę zużywają się dużo szybciej niż przy druku piezoelektrycznym (nie jest istotna różnica dla przeciętnego użytkownika).

Technologia termotransferowa Ważną cechą różniącą poszczególne drukarki atramentowe jest rodzaj stosowanego tuszu. Może on być ciekły. Oznacza to, że wy-druk po opuszczeniu drukarki może być jeszcze nie do końca wyschnięty, a przy nieuważnym (zbyt szybkim) wyciągnięciu papieru można rozmazać tusz. Może to też być tusz stały. W trakcie druku jest on podgrzewany aż do osiągnięcia stanu ciekłego i natryskiwany na papier (gdzie właściwie natychmiast schnie). Zaletą tego tuszu jest możliwość drukowania na właściwie dowolnym materiale. Niestety drukarki pracujące w tej technice (Solid Ink Jet) są ok. 10 razy droższe.

W nanoszeniu atramentu na papier używa się jeszcze technik : • Technika strumieniowa Wykorzystuje zjawiska hydrodynamiczne. Kropelki atramentu wysysane są z dysz głowicy przez strumień spreżonego powietrza, a następnie (odpowiednio naelektryzowane) kierowane polem elektrycznym osadzone są na nośniku. Metoda ta jest najbardziej precyzyjna i umożliwia mieszanie składowych koloru w "locie". • Technika stałego barwnika Barwnik przed użyciem jest roztapiany. Kropelka roztopionego tuszu spadając na nośnik momentalnie krzepnie. Powstałe w ten sposób punkty sa wypukłe (sferyczne), wiec wprasowuje sie je w nośnik dla uniknięcia niekorzystnych zjawisk optycznych (rozszczepienie światła). Wraz ze zmniejszaniem sie zawartości zbiorniczka zwiększa swa objętość dzięki stalowym spreżynom - specjalny woreczek z powietrzem, co umożliwia kompensacje zmian ciśnienia wewnątrz pojemnika. Niewielka ilość powietrza dopływa te do wnętrza poprzez otwór w dnie zbiornika.

• Metoda piezoelektryczna W kanaliku doprowadzającym atrament do dyszy, pod membrana znajduje się element składający sie z bardzo cienkich włosowatych piezo kryształów. Po około 5 ps od przyłożenia napięcia piezokryształy ulegają odkształceniu i powodują wybrzuszenie membrany. W wyniku wybrzuszenia membrana wypycha krople atramentu na papier. Atrament trafia na papier w temperaturze pokojowej, dzięki Czemu uzyskuje sie bardziej ostre krawędzie. Piezoelektryczna metoda druku jest nieco droższa od pęcherzykowej, jest stosowana głównie przez firmę Epson. Zasada działania piezoelektrycznej głowicy drukującej • Budowa piezoelektrycznej głowicy drukującej

Mechanizm drukarki atramentowej nie zawiera już tylu ruchomych części co w igłówkach, co automatycznie zmniejsza wymiary i hałas. Kolor jest uzyskiwany w analogiczny sposób co w drukarkach mozaikowych. Zaletą, poza cichą pracą jest dobra jakość wydruku przy niskiej cenie. Nad igłówkami wyraźną przewagę mają przez brak utraty jakości wraz ze zużywaniem źródła tuszu (w igłówkach taśma, w atramentówkach zbiornik). Zużycie energii jest najniższe wśród o-mówionych tu drukarek. Do wad należy: wymaganie dobrej jakości papieru (bardzo ważny jest jego właściwy dobór), wolna praca i wy-soka cena eksploatacji (kasetki z tuszem, dobry papier). Niemożliwe jest też drukowanie z kopią (siła uderzenia kropli tuszu nie wystarcza do utworzenia kopii). Jakość wydruków jest niezła. To oznacza, że można je stosować do tworzenia grafik z dużą ilością powierzchni wielobarwnych (w wielu odcieniach szarości lub koloru). Sterowniki pod którymi mogą pracować atramentówki to IBM i EPSON, HP DeskJet oraz oczywiście firmowe.

Zewnętrzna budowa drukarki Zewnętrzna budowa drukarki została zaprezentowana na przykładzie egzemplarza firmy EPSON z serii Stylus, są to obecnie jedne z najbardziej popularnych 4-atramentowych (CMY+K) modeli tego producenta. Drukarka wygląda tak : Epson Stylus C84 Epson-Stylus-C43SX

Po rozłożeniu na części pierwsze drukarka wygląda tak : Obrazki na górze : 1. wspornik papieru 2. prowadnice krawędzi 3. pokrywa drukarki 4. podajnik arkuszy 5. i 6: taca wyjściowa Obrazki na dole: 1. klamry pojemnika z tuszem (C82 - głowica drukująca) 2. głowica drukująca (C82 - panel sterowania) 3. panel sterowania (C82 - dźwignia zmiany grubości/rodzaju papieru)

Zasada działania drukarki Drukarka stanowi urządzenie służące wyprowadzaniu będących w postaci tekstu informacji oraz rysunków. Podczas trybu tekstowego do drukarki przekazywane są odpowiednie kody znaków przeznaczonych do wydrukowania, gdzie sposób konstrukcji danego znaku determinowany jest przez znajdujący się wewnątrz drukarki generator znaków. Tryb tekstowy służy przede wszystkim prostym (najczęściej dosowskim) programom. Natomiast tryb graficzny polega na tym, iż system przekazuje do drukarki dane dotyczące każdego punktu budującego obraz (ma to również miejsce w przypadku drukowania tekstu, co pozwala na zastosowanie różnej wielkości i rodzaju czcionek). Struktura budowy układu mechanicznego w drukarkach atramentowych i igłowych jest podobna i obejmuje następujące elementy: -wałek -silnik napędu głowicy drukującej -silnik napędu wałka -głowica drukująca

Działanie mechanizmu drukarek igłowych i atramentowych polega na tym, iż silnik napędu głowicy drukującej przeciąga ją wzdłuż wałka, dzięki czemu drukowana jest kolejna linia. Dojście wałka do końca powoduje obrócenie go w sposób umożliwiający wydruk linii następnej; jednocześnie (przede wszystkim w trybie tekstowym) następuje przesunięcie głowicy drukującej na początek linii (ruch głowicy w trybie graficznym ma miejsce w obu kierunkach). W drukarkach atramentowych wydruk uzyskiwany jest poprzez nanoszenie na papier mikroskopijnych kropelek atramentu, które są wyrzucane z dysz znajdujących się w głowicy drukującej. W budowie głowicy drukującej wykorzystywane są dwa różne zjawiska mające wywołać efekt wyrzucania kropelek atramentu. W obu przypadkach wykorzystywana jest niewielka ściśliwość cieczy, która w sytuacji zmian ciśnienia, przez zmianę objętości powoduje wypływanie jej poprzez napotkane otwory. W przypadku pierwszym, wyrzucanie atramentu uzyskiwane jest przez ruch membrany, która jest wykonana z piezoelektrycznego materiału posiadającego własność odkształcania się pod wpływem przyłożonego napięcia, które to steruje ruchem membrany.

W przypadku drugim, zmiana objętości oraz wzrost ciśnienia uzyskiwany jest w wyniku podgrzewania strefowych rurek kapilarnych (czyli dyszy), gdzie znajduje się atrament. Tak w pierwszym jak i drugim przypadku, wielkość kropli atramentu determinowana jest precyzją, z jaką zostały wykonane dysze. Wydruk kolorowy wymaga zastosowania metody określanej jako CMYK, która polega na mieszaniu podstawowych kolorów: żółtego, czerwonego, zielonego i czarnego. W drukarkach atramentowych znajdują się 2 pojemniki: w jednym znajduje się czarny atrament, a w drugim trzy pozostałe kolory (wydruk uzyskuje się w trakcie jednego przebiegu). Drukarki coraz częściej stanowią bardzo poszukiwane urządzenia peryferyjne, gdzie najczęściej wybierane są różne modele atramentowych drukarek, mimo iż od jakiegoś czasu następuje pewne zrównanie cenowe drukarek atramentowych z laserowymi.

Dysze głowicy drukarki Canon S520. Piktogramy pokazują sposób wymiany kałamarzy oraz przypominają o oznaczeniach wkładów atramentowych

Jakość wydruku Podstawowym kryterium w momencie wybierania konkretnego modelu drukarki atramentowej jest jakość wydruku, która zależna jest od wielu czynników: -bardzo ważnym czynnikiem jest rozdzielczość drukarki, która ujmowana jest w punktach na cal DPI; różnica między rozdzielczością 300 a 600 pkt/cal jest możliwa do zaobserwowania gołym okiem, lecz powyżej 600 punktów nie można już rozstrzygnąć, jakiej rozdzielczości jest dany wydruk; -rozdzielczość uzależniona jest od liczby dysz w głowicy oraz objętości wystrzeliwanych z nich kropel atramentu, wyrażanej w pikolitrach -niezwykle istotny przy korzystaniu z drukarki atramentowej, jest koszt jej eksploatacji. Najwyżej zajmującą pozycje w testach jest drukarka HP 2000C - wprawdzie kosztuje ona około 1800 zł, lecz jednocześnie oferuje bardzo wysoką jakość wydruku przy niezwykle niskich kosztach eksploatacji i najwyższej szybkości pracy

-najważniejsza jest tutaj technologia budowy głowic: *drukarki EPSON wykorzystują technologię PIEZO INK JET - kryształ piezo jest bardzo twardym, sztywnym i trwałym materiałem; głowice tych drukarek wykorzystują wielowarstwowe aktywatory, które zbudowane są z małych płytek piezo, równolegle położonych w niewielkich od siebie odległościach; w wyniku napięcia (impuls - 5 ms) następuje zmiana wymiarów aktywatora, co powoduje wysokie ciśnienie 200 kg/cm3, które umożliwia wystrzelenie danej kropli atramentu z wielką prędkością *drukarki Hewlett-Packard - najnowszy model 970 Cxi wykorzystuje nowy system (HP PhotoRet III) umożliwiający lokowanie w jednym pikselu (małym punkcie) wydruku 29 kropli atramentu oraz zmniejszenie jednej kropli atramentu do wielkości 5 pikolitrów; model ten również posiada większą częstotliwość wyrzucania atramentu (każda dysza wystrzeliwuje w ciągu sekundy aż 18 tysięcy kropli) *drukarki CANON wykorzystują technologię służącą modulacji wielkości kropli atramentu, która uzyskiwana jest dzięki wbudowanej w głowicy przy każdej z dysz - drugiej grzałki; działanie tylko jednej grzałki powoduje, iż dysza wyrzuca niewielkie krople atramentu, natomiast w wyniku działania jednocześnie dwóch grzałek mogą być formowane oraz wyrzucane krople o większej masie; mniejsze krople wykorzystywane są dla uzyskiwania wyraźniejszych rysunków i mniejszej ziarnistości obrazu, podczas gdy połączenie kropel o różnej wielkości przyczynia się do poprawy gradacji kolorów oraz zwiększenia liczby odcieni

Przykłady wydruków na specjalnych papierach.

Systemy mieszania barw Istnieje konieczność zastosowania wielu różnych schematów mieszania barw, co stanowi utrudnienie dla wykorzystania kolorów w komputerze, gdyż nie można uzyskanych w systemie RGB barw bezpośrednio przekształcić w kolory CMYK. Wynika to z tego, iż drukarka nie nanosi na papier kolorów powstałych z już wymieszanych barw ale stosuje ona tzw. dithering, polegający na drukowaniu w bliskiej od siebie odległości punktów o barwach podstawowych, które oglądane z większego dystansu dają dopiero wrażenie kolorów. Owe zestawy punktów układane są na papierze według ściśle określonego wzorca (rastra drukarki). Ponieważ różne drukarki posiadają zazwyczaj rastry o różnych strukturach, uzyskanie identycznych odcieni barw wymaga w każdym przypadku innych proporcji kolorów, z którego powodu wykorzystywana jest Addytywna technika tworzenia barw. Technika Substraktywna CMY - dla każdego kolorowego obrazu (malowidło, wydruk czy zdjęcie), wykorzystywany jest subtraktywny system mieszania kolorów; malarz nanosi na płótno barwniki, z których jedne pochłaniają długość fal padającego na nie światła a inne je odbijają. Jedynie światło odbite może być odebrane przez ludzkie oko jako właściwy kolor. Zatem im większą ilość pochłaniają barwniki danego obrazu, tym bardziej sprawia on wrażenie ciemniejszego.

Technika Addytywna RGB - wydruk obrazu na drukarce wymaga zastosowania odpowiedniej mieszanki barwników, czyli modelu addytywnego. W trakcie pracy, w drukarce mieszają się ze sobą następujące barwniki CMY: -cyan, czyli turkusowy -magenta, czyli karmazynowy -yellow, czyli żółty W wyniku wymieszania strumieni światła RGB można uzyskać biały kolor, jednak wymieszanie barwników CMY nie umożliwia uzyskania czystego koloru czerni, a jedynie ciemnego brązu. Właśnie w celu uzyskiwania czystej czerni (jak również lepszej jakości ciemnych kolorów), CMY poszerzono o czarny kolor, w wyniku czego powstał schemat CMYK (czyli Cyan, Magenta, Yellow i Black). Zatem prawie wszystkie nowe modele drukarek atramentowych posiadają już cztery pojemniki z atramentem, które odpowiadają podstawowym barwom.

Atrament Najczęściej używane atramenty można podzielić na: -rozpuszczalnikowe / barwnikowe (płynność, niski koszt, mieszalność, najmniejsza wielkość kropli, odporność na światło, krótka stabilność kolorów) -pigmentowe (najwyższa jakość wydruku na zwykłym oraz matowym papierze, wodoodporność, bardzo duża odporność na światło) W przypadku atramentów barwnikowych celem jest jak najgłębsze wniknięcie atramentu w papier bez rozpływania się na boki. W przypadku atramentów pigmentowych atrament ma pozostać głównie na powierzchni papieru lub tuż pod jego powierzchnią.

Co charakteryzuje poszczególne typy atramentów: -Światłotrwałość - odporność koloru na blaknięcie pod wpływem światła. Im większa światłotrwałość, tym lepiej. W tym zakresie atramenty pigmentowe mają wyraźną przewagę. -Stabilność kolorów - każdy kolor zmienia się podczas wysychania. Im większa stabilność kolorów, tym lepiej. Także w tym zakresie atramenty pigmentowe nieznacznie wygrywają. -Bogactwo szczegółów - ponieważ pigmenty mają względnie dużą rozciągliwość fizyczną, w przypadku drobnych szczegółów elementy mogą na siebie nachodzić. W tym zakresie dominują atramenty barwnikowe. -Spektrum barw - pod tym pojęciem rozumiemy spektrum światła widzialnego (a więc kolory), które potrafią odwzorować atramenty. Im większe spektrum barw atramentu, tym lepiej. Także w tym zakresie atramenty barwnikowe wykazują bardzo korzystne cechy (mieszanie barw).

-Koszty druku - atramenty pigmentowe są nieco droższe w produkcji. -Odporność - wydruku na zarysowania, wodę i inne wpływy. Jeżeli atrament posiada niewielką odporność należy go dodatkowo zabezpieczyć (foliowanie, lakierowanie). Dużą odporność na czynniki zewnętrzne posiadają atramenty pigmentowe. -Atramenty pigmentowe nie mogą być traktowane jako dalszy etap rozwoju, czy wręcz następcy atramentów barwnikowych. Oba typy atramentu mają swoje zalety i wady, a odpowiednie ich dobranie zależne jest od rodzaju zastosowania. POJEMNIKI Z ATRAMENTEM

Chipy na pojemnikach z atramentem - Epson Epson T041: budowa pojemnika

Producenci drukarek atramentowych:

KONIEC