Epson Micro Piezo
Предыстория
В 1989 году, не желая перенимать разработки других фирм, компания Epson разработала для своих струйных принтеров собственную пьезоэлектрическую технологию печати Micro Piezo.
За изобретение технологии Epson Micro Piezo, ее разработчик, г-н Минору Усуи (Minoru Usui) в 2006 году был удостоен награды - Perkin Medal, которая присуждается за уникальный вклад в развитие технологий в области цвета.
В 1993 году была выпущена первая модель принтера Epson Stylus 800, на основе технологии Epson Micro Piezo.
Максимальное разрешение печати данного аппарата составляло 360 dpi, минимальный размер формируемой чернильной капли – 90 pl. Современные струйные печатающие устройства Epson работают с разрешением до 5760 точек на дюйм, минимальный размер капли достигает 1,5 pl.
В чем суть технологии Epson Micro Piezo?
Существует мнение, что в пьезоэлектрической печатающей головке на выталкиваемые чернильные капли воздействует сам пьезоэлемент. Фактически это не так. Пьезоэлемент конструктивно связан с вибрирующей пластиной, имеющей название диафрагма или мениск. Именно она и влияет на чернила, способствуя их выталкиванию из сопел и последующее затягивание их из картриджа.
Принцип работы пьезоэлектрической печатающей головки
При воздействии электрического импульса происходит деформация пьезоэлемента, изменяющая при этом положение диафрагмы, которая в свою очередь, уменьшает или увеличивает объем микрополости под собой, проталкивая чернила по многоканальной системе печатающей головки. Таким образом работа мениска напоминает работу поршня, благодаря которому осуществляется управление всего процесса прохода чернил по каналам.
Печатающая головка Epson Micro Piezo Thin Film Piezo
В основе технологии Epson Micro Piezo лежит пьезоэлектрическая печатающая головка, имеющая одноименное название. Стандартно рассматриваемая технология включает в себя 3 составляющие:
- активный контроль мениска;
- технология печати микрокаплями Ultra Micro Dots;
- технология печати каплями переменного размераVariable Sized Droplet Technology(VSDT).
Данные составляющие выполняют функцию оптимизации таких параметров, как максимальная продуктивность и скорость работы. Так же они позволяют достигать обширного диапазона разрешений - от 720 до 5760 точек на дюйм.
Активный контроль мениска
Активный контроль мениска
Основополагающим моментом технологии Micro Piezo является возвратное движение мениска, призванное обеспечивать обратное втягивание капелек-сателлитов, сформировывающихся при выстреливании основной капли. Применение активного контроля мениска обеспечивает получение следующих преимуществ печати:
Технология контроля мениска играет основополагающую роль в точном расположении чернильных точек на носителе. Что, в свою очередь, обусловливает такие значимые характеристики, как скорость и качество.
Кроме того, применение данной системы исключает формирование незапланированных капелек-брызг, отрицательно влияющих на качество изготавливаемого оттиска. Обратный ход диафрагмы обеспечивает втягивание чернил, следующих за оторвавшийся плановой каплей, обратно в дюзу печатающей головки, что исключает формирование облака капелек-спутников, умалчивая уже об их отправке на носитель.
Метод подачи чернил это не единственный фактор, влияющий на параметры капли и на форму точки на носителе. При образовании частицы чернил, достаточно весомое значение имеет конфигурация сопел печатающей головки. В термоструйной технологии, стандартным способом уменьшения размера чернильной частицы является сокращение диаметра сопла. В пьезоэлектрической, размер капли уменьшается благодаря использованию менискового контроля.
Последовательный размер капли
На правильное нанесение капель чернил влияет, температурные изменения в момент работы устройства и их взаимосвязь с вязкостью чернил.
В печатающей головке MicroPiezo, в отличие от аппаратов термоструйной печати, значительного нагрева не происходит. Но при включении устройства и после длительной непрерывной работы температура в печатающей головке существенно отличается. Для контроля над этими изменениями печатающая головка Epson оснащена встроенным датчиком температуры, фиксирующим тепловое состояние в установленные моменты. В соответствии с определенным температурным режимом вносятся необходимые корректировки в подаваемое на пьезоэлемент напряжение. Посредством модификации силы воздействия на диафрагму, компенсируются все отклонения в работе, вызванные перепадами температуры.
Технология печати микрокаплями Ultra Micro Dots
Для сокрытия точечной структуры напечатанного изображения была разработана технологияUltra Micro Dots, дающая возможность печатать каплями очень маленького объема, составляющего всего в несколько пиколитров. При использовании технологии Ultra Micro Dotsпечатающее устройство осуществляет нанесение капель объемом в 1.5,3, 4 или 5 пл.
Данная технология дает возможность воспроизводить качественные изображения с высокой детализацией и плавными цветовыми переходами.
Минимальный объем частицы чернил - 1,5 пиколитра используется при печати мелких деталей, бликов, оттенков кожи, складок одежды и тп.
Несмотря на множество преимуществ технологии изготовления изображения микрокаплями, она не всегда приемлема. Если наносить маленькие капли на все изображение, то это займет много времени. Жертвовать большим количеством времени даже для получения лучшего результата, станет далеко не каждый пользователь. Это подвигло инженеров компании найти некий компромисс между нанесением больших и маленьких капель. Этим компромиссом является технология, заключающаяся в печати каплями переменного размера.
Печать каплями переменного размера Variable Sized Droplet Technology(VSDT)
Формирование различных капель за один проход
Сущность технологии печати переменным размером капли, именуемой Variable Sized Droplet Technology(VSDT), заключается в применении более крупных капель для заполнения областей сплошной заливки, а более мелких для истинной передачи полутонов и цветовых градаций.
Преимущества технологии очевидны - она позволяет наносить точки различного размера за один проход печатающей головки, а так же способствует оптимизации скорости работы аппарата.
Наилучший результат достигается благодаря использованию интеллектуальной системы формирования чернильных частиц предназначенных для различных участков: за один проход Micro Piezo Thin Film Piezo™ формирует и большие капли для заполнения темных и сплошных областей, и микрокапли - для передачи изящных цветовых градаций. В результате полученный отпечаток имеет высокое качество, близкое к фотографическому, при минимальных затратах времени.
Современная версия рассматриваемой технологии позволяет печатать каплями трех размеров:
|
 |
Таким образом, темные фрагменты изображения быстро заполняются точками большого и среднего размера. Формирование капель неодинакового размера из одного и того же сопла, технологически реализовано следующим образом. Как упоминалось выше, в головке MicroPiezo под действием электрического тока пьезоэлемент деформируется.
В зависимости от силы тока, определяющего интенсивность срабатывания пьезоэлемента, задается последующая частота его колебаний, которая, в свою очередь оказывает влияние на размер формируемой частицы чернил.
Таким образом, управление размером капли в головке MicroPiezo осуществляется по следующей схеме. Регулируемая сила тока, поступающая на пьезоэлемент, задает размер капли.
Чем больше сила тока, тем выше частота колебаний пьезоэлемента, и, следовательно, больше формируемая капля. Для получения капель максимально большого размера используется до двух одиночных электрических импульсов.
