Plucie po papierze
Obecnie stosuje się dwie metody, za pomocą których atrament wystrzeliwany jest z dyszy. Pierwszą z nich jest technologia termiczna wykorzystująca zjawisko parowania atramentu pod wpływem wysokiej temperatury. Specjalnie skonstruowany układ grzewczy w głowicy w ciągu kilku mikrosekund zamienia niewielką ilość cieczy w gaz. Powiększający gwałtownie swoją objętość pęcherzyk odparowanego tuszu zwiększa ciśnienie otaczającego go atramentu, który w postaci kropli zostaje wyrzucony na zewnątrz. Wielkość wystrzelonej kropli i jej wygląd zależą od wytworzonego ciśnienia i kształtu dyszy. Opisana technologia “plucia” stosowana jest w drukarkach produkowanych przez firmy Canon, HP i Lexmark.
Konkurencyjną techniką wystrzeliwania kropel atramentu, spotykaną w drukarkach produkowanych przez Epsona i od niedawna w urządzeniach wielofunkcyjnych Brothera, jest metoda piezoelektryczna. Wykorzystuje się tutaj zjawisko fizyczne polegające na tym, że po przyłożeniu napięcia do materiału piezoelektrycznego (np. kwarcu monokrystalicznego) ulega on odkształceniu – tym większemu, im wyższa jest przyłożona do piezoelektryka różnica potencjałów.
Przykładając zatem do odpowiednio ukształtowanej elektrody piezoelektrycznej różne wartości napięcia, można w kontrolowany sposób zwiększyć ciśnienie w dyszy i wystrzelić krople atramentu o żądanej wielkości w kierunku papieru. Co więcej, pojedyncza dysza piezoelektryczna może pracować z częstotliwością 40 kHz, czyli wypluwać 40 tys. kropel na sekundę, podczas gdy w metodzie termicznej osiąga się częstotliwość pracy ok. 21 kHz.
Meandry technologii
W konstrukcji piezoelektrycznej sterowanie działaniem dysz jest bardziej precyzyjne ze względu na ściśle kontrolowany proces odkształcania piezoelektryka. W metodzie termicznej grzejnik działa w sposób nieco przypadkowy. O ile da się przypilnować wzrost i gradient (rozkład) temperatury na elemencie grzewczym, o tyle tworzenie się pęcherzyka, jego wielkość i ciśnienie pary są za każdym razem losowe, aczkolwiek mieszczące się w określonych przez konstruktorów granicach.
Konstrukcja głowicy piezoelektrycznej jest trwalsza niż termicznej. Jedynym niebezpieczeństwem grożącym mechanizmowi drukującemu jest możliwość zatkania się dyszy na skutek zaschnięcia w niej atramentu. W przypadku głowic termicznych element grzejny zużywa się po pewnym czasie, wytwarzając coraz mniej ciepła w coraz bardziej niekontrolowany sposób. W tym miejscu nasuwa się pytanie: dlaczego zatem technologia piezoelektryczna jest stosowana zaledwie przez dwóch producentów?
Otóż największą zaletą metody termicznej są stosunkowo niskie koszty wykonania głowicy – sam proces technologiczny sprowadza się zaledwie do kilku kroków: naparowania elektrod, elementów grzejnych i osłony głowicy oraz wytrawienia w krzemie dysz i kanałów. W przypadku głowicy piezoelektrycznej tych etapów jest kilkanaście (są one też znacznie bardziej precyzyjne), co znacznie podnosi koszty wytworzenia głowicy.
