Princip inkoustového tisku.



Vývoj inkoustových tiskáren jako výstupního zařízení počítače má poměrně dlouhou historii. Nejstarší inkoustové tiskárny používaly souvislý proud inkoustových kapek, který byl generován piezoelektrickým čerpadlem. Ve výstupní trysce byly kapky elektrostaticky nabity a potom vychylovány dvěma dvojicemi elektrod podobně jako např. paprsek v osciloskopické obrazovce. Tištěný obraz se vytvářel skládáním rastrovacího pohybu paprsku ve vodorovném směru a plynulým pohybem papíru ve svislém směru. Přerušení proudu inkoustu se provádělo jeho odkloněním na lapací clonu pomocí svislých vychylovacích elektrod. Inkoust zachycený na lapací cloně byl po filtraci čerpán zpět do zásobníku.

Novější inkoustové tiskárny pracují vesměs na principu “Ink on Demand”, tzn. inkoustová kapka je vystříknuta pouze v případě, kdy je opravdu požadována. Celkové uspořádání tiskárny je podobné jako u jehličkových tiskáren. Pohyblivá tisková hlava je místo řady ocelových jehel vybavena řadou trysek, ze kterých je v případě požadavku vystříknuta kapka inkoustu.

Podle způsobu vytváření kapek lze tyto tiskárny rozdělit do 3 skupin:

1)   Tiskárny s tlakovým zásobníkem inkoustu a piezoelektrickými uzavíracími ventily v tiskové hlavě.
2)   Bublinkové tiskárny, ve kterých je kapka inkoustu vystříknuta rozpínající se bublinkou vypařeného
      inkoustu.
3)   Piezoelektrické tryskové tiskárny. Kapka inkoustu je vystříknuta z tryskové komůrky, jejíž objem se
      piezoelektricky zmenší.

Bublinkové tiskárny


Tyto tiskárny používají k vytváření kapek tlaku, který v tiskové komůrce vytvářen bublinkou vypařujícího se inkoustu. Základní uspořádání tiskového mechanismu je znázorněno na Obr. 1. Řada tiskových komůrek je vytvořena v základním materiálu (polymer). Jednotlivé komůrky jsou napojeny na rozváděcí kanál, kterým se do nich kapilární vzlínavostí plní inkoust. Přední strana komůrky je zakryta niklovou destičkou, ve které je otvor představující trysku. Zadní strana je zakryta křemíkovou deskou (dobrý odvod tepla). Na křemíkové desce je uvnitř komůrky polovodičové topné tělísko. Jednotlivé komůrky jsou v odstupu, který odpovídá požadované bodové hustotě tisku.


Obr. 1   Bublinková tiskárna. Řez při pohledu zpředu (vlevo) a z boku (vpravo).


V jiném uspořádání se používají dvě nebo více řad s navzájem prokládanými tryskami – rozteč komůrek v jedné řadě může potom být větší. Z důvodu odstranění špiček v napájecím proudu jsou jednotlivá tělíska v řadě buzena postupně. Jejich poloha je proto přiměřeně posunuta ve směru pohybu hlavy (Obr. 2). Před tiskem je každá komůrka naplněna inkoustem. Využívá se přitom kapilárních sil inkoustu s vhodným povrchovým napětím. Při tisku se topné tělísko ohřeje na teplotu, při které se část inkoustu vypaří. Rozpínáním páry v komůrce prudce vzroste tlak a část inkoustu vystříkne tryskou z komůrky. Celý děj trvá asi 10 s. Objem kapky inkoustu je uváděn přibližně 130 * 10-12 l, což odpovídá kapce o průměru 62 µm (údaje jsou podle tiskárny Hewlett Packard Desk Jet).



Obr. 2   Prokládání trysek ve dvou řadách a zešikmení řad pro postupné buzení.


Piezoelektrické tryskové tiskárny


Tento typ tiskáren využívá k tisku piezoelektrickou deformaci tryskové komůrky. Jedno z možných uspořádání je na Obr. 3. Boční stěny tryskové komůrky se před tiskem rozšíří připojením napětí na místa, označená na obrázku jako +V a -V. Při tisku se polarita napětí obrátí. Trysková komůrka zmenší objem a část inkoustu vystříkne z trysky (podle OKI Technical Review). Tato koncepce umožňuje v určitých mezích dávkování množství inkoustu a tím lepší reprodukci barev při barevném tisku. Rozlišení inkoustových tiskáren dosahuje 1200 bodů na palec. Pro barevný tisk se používají kazety se 4 barvami (CMYK). Pro lepší reprodukci barev při tisku fotografií používají některé tiskárny další dvě barvy.
Rychlost barevného tisku může být např. 4 strany / min.



Obr. 3   Princip piezoelektrické tiskárny. Pohled na komůrku zpředu.