Струйная печать

Оглавление 
 

I. Введение          с. 2

II. Технология струйной печати      с. 4

2.1.Непрерывная  струйная печать      с. 5

2.2 Струйные  принтеры с импульсной печатью    с. 6

2.3. . Струйные принтеры с твердыми чернилами   с. 7

III. Заключение         с. 9

IV. Приложение         с. 10

V. Техника безопасности       с. 11

VI. Библиография        с. 15 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

I. Введение 
 

     Струйную  печать можно подразделить на две  основные категории: с непрерывной подачей красителя и капельно-импульсную.

     Непрерывная струйная печать, история которой стартовала в начале 1960-х гг. с записи электрических сигналов на бумаги, использует непрерывную подачу струи жидкости. Природные силы заставляют непрерывную струю случайным образом разбиваться на мельчайшие капельки.

     Процесс похож на поливку садовым шлангом. Сначала вода выходит одной струей, но прежде, чем она коснется земли, формируется капли различных  размеров. Такое случайное формирование капель плохо для печати, потому что капли не могут аккуратно разместиться на поверхности бумаги. Решение данной проблемы состоит в «стимулировании» распадения струи с использованием высокочастотных колебаний давления, благодаря чему капли формируются предсказуемым и повторяемым образом.

     Заряжая каплю электрическим зарядом, в  тот момент, когда она отделилась от основной непрерывной струи, и пропуская ее сквозь электрическое поле, можно добиться точного контроля попадания капли на бумагу. Капли, которые не попали на бумагу, были отклонены и направлены в систему рециркуляции чернил для дальнейшего использования.

     Капельно-импульсный способ струйной печати напоминает принцип  «масленки». Закрытая камера с маленьким  соплом на одном конце, наполненная  чернилами, уменьшается в объеме под действием пьезоэлектрического привода. Уменьшение объема камеры выталкивает жидкие чернила через сопло.

     «Пузырьковая» струйная печать функционирует по принципу, при котором вместо сокращения объема камеры жидкие чернила расширяются  при нагревании их небольшого объема. Выбрасывая каплю через сопло. Скорость выброса капель в струйной печати ограничена приблизительно 20 000 капель в секунду, в основном, из-за сложности с наполнением чернил. Повышение скорости  капельно-импульсной печати требует множества сопел или специальной схемы расположения.

     Большинство струйных печатающих устройств, независимо от того, подаются ли чернила непрерывно, или капельно-импульсным способом, используют воду в качестве основы для чернил. Вода может испаряться неодинаково и вызывать засорение сопел. Это было главной проблемой в первых устройствах струйной печати.

     Главной задачей моей дипломной работы – рассмотреть современные способы струйной печати. Выявить недостатки и преимущества.

     Дипломная работа содержит:

1. Основную часть – технологию струйной печати.
2. Заключение.
3. Приложение, в котором содержатся схемы механизмов струйной печати.
4. Библиографию.

II. Технология струйной печати 
 

     Струйная  печать – это процесс получения  изображения, которое создается  каплями чернил, вылетающими из сопла  со скоростью, достаточной, чтобы преодолеть зазор между соплом и поверхностью, на которой формируется печать.

     Струйные  принтеры имеют ряд недостатков. Так, например, до сих пор не удалось  изобрести чернила, которые обеспечивали бы независимость качества от вида бумаги. Пористая, рыхлая бумага приводит к расплыванию чернил, в результате чего линии и контуры теряют четкость, хот на гладкой бумаге изображение получается качественным. Кроме того, неоднократность размеров сопел и соответственно размеров и скорости капель чернил, вылетающих из них, может привести к появлению заметных на глаз полосок, особенно при выводе бледных участков изображений. Еще один эффект, который способен снизить качество печати, - это появление капель»спутников», которые случайно отклонились от требуемой траектории и не попали в нужное место на бумаге.

     Превосходство струйной печати  - это заметно при сравнении устройств, для цветной печати: стоимость цветного отпечатка, полученного на струйном принтере, существенно ниже, чем изготовленного на цветной печатной машин, а качество практически одинаково.

     Для получения высококачественного  изображения выпускаются струйные принтеры с физическим разрешением 1440х720, 1200х1200, 2880х720. 2400х1200dpi. Последние два значения разрешения обеспечиваются за счет двух проходов печатающей головки принтера.

     Изображения, созданные методом струйной печати, имеют два существенных недостатка: «водобоязнь», и склонность к выцветанию под действием ультрафиолетового излучения. В связи с этим в последнее время стали применять пигментные чернила, представляющие собой мелкодисперсную взвесь твердого красящего порошка. Пигментные чернила имеют более насыщенный, устойчивый к влажности цвет.

     Струйная  печать по способу нанесения изображения  подразделяется на непрерывную и  импульсную. Импульсная струйная печать в свою очередь подразделяется на пузырьковую, пьезоэлектрическую и печать с твердыми чернилами. 

     2.1. Непрерывная струйная печать 
 

     В струйных принтерах с непрерывным  способом печати печатающая головка  непрерывно выстреливает капли чернил в сторону бумаги. Поток чернил, поступающий в печатающую головку, разбивается на капли под действием вибрации сопла, вызываемой с помощью, например, пьезоэлектрического генератора капель. Под действием переменного тока электрического напряжения кристалл пьезоэлектрика изменяет свой объем и выталкивает каплю из головки. Чернила постоянно подаются в печатающую головку из резервуара с помощью насоса. Для получения чернил определенной вязкости этот резервуар соединен с резервуаром растворителя.

     С помощью электрода, охватывающего выход из сопла, вылетающие капли приобретают электрический заряд. Далее они пролетают через отклоняющую систему, которая создает электрическое поле высокого напряжения. Так как капли имеют заряд, они под действием электрического поля изменяют свою траекторию. Генератор изображения управляет направлением полета капель. Они попадают либо на бумагу в нужном месте, либо в уловитель, откуда чернила поступают в резервуар для повторного использования.

     Печатающая  головка перемещается вдоль поверхности  информации бумаги и постепенно создает изображение.

     Для уменьшения электростатического взаимодействия капель в межэлектродном промежутке длину межэлектродного промежутка выбирают с учетом частоты каплеобразования.

     Основное  достоинство струйных принтеров  с непрерывной печатью – это возможность получать цветное изображение высокого качества. На нем совершенно неразличимы глазом точки, из которых оно сформировано. К недостаткам относится низкая скорость получения изображения, высокие эксплутационные расходы и, наконец, дороговизна самого оборудования. 
 

     2.2. Струйные принтеры с импульсной печатью 
 

     В устройствах импульсного типа в  капельном генераторе рядом с  соплом расположена небольшая камера, в которой в нужные моменты  создается избыточное давление – при помощи либо кристалла пьезоэлектрика, действующего как микропоршень на одну из стенок камеры, либо теплового импульса, под действием которого образуется пузырек мгновенно испарившихся чернил. Избыточное давление выталкивает из камеры каплю чернил, которая по инерции пролетает через зазор между соплом и бумагой. Так, капля за каплей, точка за точкой формируется изображение.

     Избыточное  давление в камере с чернилами  создается с помощью диска  из пьезоэлектрика, который изменяет свою форму – выгибается при подведении к нему электрического напряжения. Выгнувшись, диск, который является одной из стенок камеры с чернилами, уменьшает ее объем. Под действием избыточного давления жидкие чернила вылетают из сопла в виде капель.

     В печатающих системах, использующих струйную пузырьковую технологию, текст и графика воспроизводятся при попадании на бумагу капель чернил, вылетевших из очень тонких сопел. Происходит это следующим образом. В стенку сопла встроен нагревательный элемент. При подаче электрического импульса температура его резко возрастает. Затем чернила мгновенно испаряются, расширение пара вызывает ударную волну. Под действием избыточного давления капля «выстреливается» из сопла. После «выстрела» чернильный пар конденсируется, в сопле образуется зона пониженного давления, под действием которого новая порция чернил всасывается в сопло.

     Важной  особенностью такого печатающего устройства является простота, и надежность конструкции  сопел. Это обеспечивает кроме низкой стоимости изготовления устройства и другое преимущество – повышенное разрежение. 
 

     2.3. Струйные принтеры с твердыми чернилами 
 

     В таких принтерах четыре цветовые восковые палочки, соответствующие  базовым цветам, - голубая, пурпурная, желтая, черная – закладываются в печатающую головку. Нагреватели расплавляют воск – при температуре 90 градусов он переходит в жидкое состояние и стекает в резервуар с подогревом, где чернила поддерживаются в жидкой фазе во время работы принтера. Для получения изображения печатающее устройство откачивает небольшое количество чернил из резервуара и затем дополнительно нагревает его.

     При контакте с бумагой чернила мгновенно  переходят в твердую фазу, поэтому  они не впитываются в бумагу, а  остаются на ее поверхности. При этом полностью отсутствует эффект расплывания чернил, присущий любым жидким чернилам. После этого лист бумаги с изображением прокатывают через валики, которые расплющивают застывшие капли твердых чернил и придают изображению приятный глянцевый вид. Бумага закрепляется на вращающемся барабане, и печатающая головка формирует изображение за один поступательный проход.

     Для увеличения числа градаций цвета  одновременно используются два комплекта  печатающих головок – с пигментами стандартной и половинной оптической плотности, за счет чего в каждой точку может быть достигнуто четыре градации плотности краски.

     Основное  преимущество струйной печати со сменой фаз перед другими струйными  технологиями состоит в том, что  чернила не впитываются в бумагу, благодаря чему удается достичь высокого качества печати. Недостаток один – высокая стоимость получаемых изображений. Для одноцветной печати использовать такие устройства нецелесообразно. Их следует применять для вывода полноцветных изображений, когда требуется точная цветопередача и высокое качество.

     В целях повышения скорости струйные принтеры оснащаются несколькими печатающими  головками. В каждой из которых находится  большое число сопел для каждого  цвета чернил. Сопла в таких головках расположены в несколько рядов – горизонтальных и наклонных вертикальных. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

     III. Заключение 
 

     Струйные  печатающие устройства малого формата  для многокрасочной печати наиболее распространены в офисе, бюро, применяются, как правило, в настольных издательских технологиях индивидуальными пользователями. Струйные принтеры применяются как для листовой, так и для рулонной продукции.

       Особое преимущество жидких чернил  состоит в их способности создавать  высококачественные цветные диапозитивы. Их высокое качество является следствием использования красителей, а не частичек пигмента, как при термопереносной печати. Частички пигмента рассеивают свет, что приводит к созданию на проецируемом диапозитиве более темного и менее насыщенного изображения по сравнению с его бумажной копией.

       Устойчивость изображения – важная проблема струйной технологии. Под устойчивостью подразумеваются:

1. сопротивляемость размыванию изображения при использовании воды
2. способность к сохранению красок под воздействием света
3. сопротивляемость изображения механическим воздействием.

     Продукция некоторых систем струйной печати выцветает при офисном освещении уже через несколько месяцев, зато продукция других систем показали лишь незначительное изменение цвета через годы.

     Засорение сопел, влекущее за собой сложный  и дорогостоящий уход за записывающими  головками, в основном, преодолено в новых системах. Для больших тиражей струйная печать, возможно, самый серьезный конкурент электрографии, большей частью при причине низких цен на печать. Большие объемы печати снижают расходы на специальную бумагу, а чернила в основе своей недороги.  

     V. Приложение  
V. Техника безопасности 
 

1. Производственное  оборудование должно быть исправным  и соответствовать требованиям действующих правил по охране труда для полиграфических, книготорговых предприятий и издательств.

2. Технологическое  оборудование при нормальных  режимах работы должно быть взрыво- и пожаробезопасном, а на случай неисправности и аварий необходимо предусматривать защитные меры, ограничивающие масштаб и последствия пожара.

3. На  каждом предприятии в соответствии с действующими строительными нормами и правилами, а также специальным перечнем должна быть определена категория взрыво- и пожароопасных производственных помещений и у входа в них должны быть сделаны соответствующие надписи 4. Обслуживающий персонал предприятий должен изучить характеристики пожарной опасности применяемых или производимых (получаемых) веществ и материалов. Применять в производственных процессах и хранить вещества и материалы с неизученными параметрами пожарной и взрывной опасности запрещается.

5. Технологическое  оборудование, установки, аппараты  и трубопроводы, в которых обращаются  вещества, выделяющие взрыво- и пожароопасные  пары, газы и пыль, должны быть  герметичными и сохранять герметичность  при эксплуатации.

6. Температура  поверхностей оборудования не должна превышать 60 С.

7. Ремонт  оборудования, находящегося под  давлением; набивка и подтягивание сальников на работающих насосах и компрессорах, а также уплотнение фланцев на аппаратах и трубопроводах без снижения в них давления до атмосферного запрещается.

8. Для  контроля за состоянием воздушной  среды в производственных и  складских помещениях, в которых  постоянно применяются процессы  или хранятся вещества и материалы, способные образовывать взрывоопасные концентрации газов и паров, следует устанавливать автоматические газоанализаторы. При отсутствии серийно выпускаемых газоанализаторов необходимо проводить периодический лабораторный анализ воздушной среды.

9. В  производственных цехах, на участках  лакирования оттисков и припрессовки пленки, а также в других пожаро- и взрывоопасных цехах и на оборудовании, представляющим опасность взрыва или воспламенения веществ, в соответствии с требованиями ГОСТ 12.4.026-76 "ССБТ.

10. Применение  в формных цехах офсетной и  глубокой печати новых видов растворителей и других химических средств возможно только с разрешения технологической лаборатории и после согласования со службой труда и пожарной охраны.

11. Запрещается  на печатных машинах применять  сушильные установки с газовым  обогревом без автоматической системы, обеспечивающей: предохранение от воспламенения бумажного полотна, блокировку включения сушильного устройства, контроль за наличием пламени во всех горелках, контроль за обрывом бумажного полотна и исключение возможности выхода пламени в помещение цеха в случае возгорания бумажного полотна.

12. В  печатных цехах необходимо принимать  меры для снижения опасности накопления зарядов статического электричества на запечатываемых поверхностях, оборудовании, людях.

13. Подготовку  и смешивание краски с растворителями следует проводить в отдельных помещениях, в герметически закрытых аппаратах, соединенных с резервуарами растворителей трубопроводами.

14. Для  предупреждения загрязнения краской  и растворителем пола и оборудования  переливание их должно производиться на металлических поддонах с бортами. Пролитые краску, масло и растворители следует засыпать сухим песком и убрать.

15. Краски  и растворители в колористической  лаборатории необходимо хранить  в плотно закрытой металлической  таре в железных шкафах. Количество красок и растворителей определяется с учетом требований п. 2.3.13 настоящих Правил.

16. Остатки  краски после приготовления ее  в колористической лаборатории  следует сдавать на хранение  в кладовую лаборатории. 

17. Тара  из-под краски и растворителей должна быть плотно закрыта и храниться на специальных площадках вдали от производственных участков или в изолированных помещениях.

Очищать тару от краски следует в отдельном  помещении, оборудованном приточно-вытяжной вентиляцией.

18. Образующиеся  на производственных участках печатного цеха, возле резальных и печатных машин бумажную стружку и другие отходы необходимо удалять с помощью пневмотранспорта, а при его неисправности - вывозить из цеха на тележках в места хранения отходов производства, специально выделенных во дворе типографии.

Запрещается накапливать бумажную стружку и  другие отходы производства.

15. Не  допускается применение лаков,  клеев, эмалей, растворителей, моющих и обезжиривающих жидкостей, состав которых неизвестен. Эти вещества могут быть использованы только после соответствующего анализа, определения их пожароопасных свойств и разработки мер по их безопасному использованию.

16. В  период рабочего времени и  по окончании рабочей смены  необходимо производить тщательную  уборку рабочих мест от отходов бумаги, бумажного полуфабриката, упавшего на пол, промасленной бумажной пыли, подтеков масла около машин и под машинами.

Библиография 
 

1. Бриллиант М.Д. – Струйная техника в печатных и отделочных процессах, - Москва «Книга» 1998.
2. Лопатухин В.С. –Способы печати. – Москва «Книга» 1996.
3. Падалка В.Л., Рязанов В.П. – Струйные печатающие устройства. – Курский филиал ВНИИ 1976.
4. Фентон Ховорд М. – Основы цифровой печати – Москва «Комлайн» 2004