Εκτυπωτές Ψεκασμού Μελάνης (Inkjet)

Τεχνολογία εκτυπωτών InkJet

Εισαγωγή

Οι εκτυπωτές inkjet υπάρχουν στην αγορά από το 1980, αλλά τη δεκαετία του 1990 έγιναν ευρύτατα διαθέσιμοι λόγω της μείωσης της τιμής τους. Η εταιρεία Canon υποστηρίζει ότι πρώτη ανακάλυψε την τεχνολογία 'bubble jet' το 1877, όταν ένας τεχνικός ακούμπησε τυχαία το 'κολλητήρι' για τα ηλεκτρονικά κυκλώματα σε μια σύριγγα γεμάτη με μελάνι. Η θερμοκρασία από το 'κολλητήρι' έκανε να πεταχτεί μια σταγόνα από μελάνι από τη σύριγγα, έτσι ξεκίνησε μια νέα μέθοδος εκτύπωσης που σήμερα ονομάζεται ευρέως inkjet. Οι εκτυπωτές inkjet έχουν σαν κύριο πλεονέκτημα, έναντι των εκτυπωτών laser, τη δυνατότητα έγχρωμης εκτύπωσης, με χαμηλό κόστος εκτυπωτή.

Τρόπος λειτουργίας

Οι εκτυπωτές inkjet βασίζουν τη λειτουργία τους στην εκτίναξη μελανιού από ειδικά ακροφύσια. Τα ακροφύσια από τα οποία εκτινάσσεται το μελάνι έχουν τη διάμετρο τρίχας, περίπου 20-70 μm - εκατομμυριοστά του μέτρου ή 20-70 χιλιοστά του χιλιοστού. Η κεφαλή του εκτυπωτή inkjet σαρώνει το χαρτί εκτύπωσης σε οριζόντιες λωρίδες και μετά από κάθε σάρωση το χαρτί κινείται κατακόρυφα ένα βήμα. Δηλαδή μια λωρίδα εκτυπώνεται και το χαρτί προχωρά ώστε να τυπωθεί η επόμενη λωρίδα ακριβώς μετά την προηγούμενη.

Η τεχνολογία των εκτυπωτών inkjet βασίζεται σε δύο διαφορετικές μεθόδους. Τη θερμική τεχνολογία και την πιεζοηλεκτρική τεχνολογία. Ας τις δούμε αναλυτικά:

Θερμική τεχνολογία inkjet

Οι περισσότεροι επιτραπέζιοι εκτυπωτές σήμερα χρησιμοποιούν αυτήν την τεχνολογία. Τα βήματα για την εκτίναξη ενός μικρού σταγονιδίου μελανιού ώστε να εκτυπωθεί μια κουκίδα είναι: Ο πολύ μικρός θάλαμος που βρίσκεται το μελάνι θερμαίνεται μέσω μιας θερμαντικής αντίστασης, μέσα στο μελάνι δημιουργείται μια φυσαλίδα αέρα, λόγω της θέρμανσης, με αποτέλεσμα να εκτινάσσεται μια μικρή σταγόνα μελανιού από το ακροφύσιο. Στη συνέχεια το μελάνι ψύχεται, η φυσαλίδα χάνεται, δημιουργώντας κενό που αναπληρώνεται με μελάνι από το κύριο δοχείο μελανιού. Η μέθοδος αυτή χρησιμοποιείται από Hewlett Packard, Canon, Lexmark, κ.α.

Η τεχνολογία αυτή βάζει κάποιους περιορισμούς στη διαδικασία εκτύπωσης, αλλά και στο είδος του μελανιού που χρησιμοποιείται. Το μελάνι θα πρέπει να αντέχει την υψηλή θερμοκρασία που δημιουργείται. Επίσης απαιτείται ένα μικρό χρονικό διάστημα ψύξης κατά τη διαδικασία εκτύπωσης.

Οι κεφαλές αυτού του είδους έχουν 50 ως 3000 ακροφύσια που είναι διατεταγμένα το ένα κοντά στο άλλο σε μια σειρά ή περισσότερες σειρές μήκους 0,25-2 εκατοστών περίπου. Κάθε ακροφύσιο έχει διάμετρο περίπου 30 μm όπως είπαμε, και η κάθε σταγόνα μελανιού που εκτινάσσεται έχει όγκο περίπου 2-40 picolitre (1 picolitre ή αλλιώς 1 pl είναι όγκος που είναι το ένα εκατομμυριοστό του εκατομμυριοστού του λίτρου). Η κουκίδα που δημιουργεί κάθε τέτοια σταγόνα μελανιού έχει διάμετρο 20-80 μm. Το μάτι μπορεί να διακρίνει κουκίδες που έχουν διάμετρο μεγαλύτερη από 30 μm. Το μαύρο μελάνι που γενικά αποτελείται από μεγαλύτερα μόρια εκτινάσσεται σε μεγαλύτερες ποσότητες που φθάνουν τα 80 pl. Η μικρότερη σταγόνα μελανιού που έχει επιτευχθεί με αυτή την τεχνολογία είναι 2 pl.

Πιεζοηλεκτρική τεχνολογία inkjet

Αποτελεί πατέντα της Epson (και άλλων εταιρειών για επαγγελματικούς εκτυπωτές) και χρησιμοποιεί έναν πιεζοηλεκτρικό (piezo-electric) κρύσταλλο για κάθε ακροφύσιο. Ο πιεζοηλεκτρικός κρύσταλλος έχει την ιδιότητα όταν εφαρμόζεται ηλεκτρική τάση στα άκρα του να μεταβάλει το σχήμα του. Μπορούμε να πούμε ότι μοιάζει με την λειτουργία του κώνου του μεγαφώνου. Όταν εφαρμόζεται τάση στο μεγάφωνο ο κώνος κινείται. Το ίδιο συμβαίνει και στον κρύσταλλο που κάμπτεται όταν εφαρμοστεί τάση πάνω του και έτσι προκαλεί συμπίεση στον θάλαμο και εκτίναξη μιας σταγόνας μελανιού.

Στην τεχνολογία αυτή υπάρχουν πολλά πλεονεκτήματα. Το μελάνι δεν χρειάζεται να θερμανθεί και να ψυχθεί όπως στην θερμική τεχνολογία. Αυτό οδηγεί σε μικρότερο χρόνο ανταπόκρισης.

Οι τελευταίας τεχνολογίας εκτυπωτές Epson χρησιμοποιούν κεφαλές 32-200 ακροφύσια σε κάθε χρώμα δίνοντας την δυνατότητα για εκτυπωτές των 1440 x 1440 dpi (πραγματική ανάλυση). Το ότι δεν χρησιμοποιείται θερμότητα δίνει την δυνατότητα να χρησιμοποιηθεί μελάνι που στεγνώνει πιο γρήγορα και έτσι δεν απλώνει στο χαρτί εκτύπωσης.