Stały atrament - Solid ink
| Część serii na | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Historia druku | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Atrament stały (nazywany również atramentem topliwym ) to rodzaj atramentu używanego w druku . Atrament stały to polimer na bazie żywicy woskowej, który musi zostać stopiony przed użyciem, w przeciwieństwie do konwencjonalnych atramentów płynnych. Technologia ta jest najczęściej stosowana w środowiskach graficznych i druku wielkoformatowego, gdzie ważna jest intensywność kolorów i efektywność kosztowa.
Historia
Atrament stały, atrament topliwy lub atrament zmiennofazowy został wprowadzony w 1962 roku przez Teletype Corporation w projekcie 176. Atrament stały to nazwa atramentu, który jest stały w temperaturze pokojowej. Wosk został formalnie wprowadzony w pierwszym produkcie stałoatramentowym wprowadzonym z ciągłym atramentem w Teletype Inktronic Terminal w 1966 roku, ale patent na wosk topliwy nie został wydany aż do Patentu US3653932 4 kwietnia 1972 roku. W 1971 roku patent US3596285 został wydany dla Liquid Metal Recorder, proces drukowania, który wytwarza metalowe modele symboli, wzorów i znaków. Ciekły metal był określany w tym patencie jako „typ” atramentu Hot-Melt i został wprowadzony, zanim powstał termin drukowania 3D. Są to przykłady atramentów trójwymiarowych (Atramenty 3D) lub atramentów, które odstają od strony.
W 1982 roku Robert Howard wpadł na pomysł zbudowania rewolucyjnego systemu małych kolorowych drukarek, zanim opuścił Centronics Corporation. Dwa lata później założył nową firmę Howtek, Inc., aby zrealizować tę misję. Drukarka Pixelmaster używała termoplastycznego atramentu topliwego nanoszonego przez kryształy piezoelektryczne, które mogły wypluć na kartkę miliony małych kropelek atramentu każdego z podstawowych kolorów – czerwonego, zielonego i niebieskiego – a także czarnego.
Chociaż pierwotnie przypisywano go stworzeniu przez Data Products (1986), wcześniej Exxon (1984) przejęty przez Tektronix w 1986 , został również przypisany Howtek w 1984. Stałe atramenty Howtek mogły drukować tysiące kolorów przez subtraktywne osadzanie kolorów (warstwowanie). Pixelmaster, produkt firmy Howtek, drukowany za pomocą 32 jednodyszowych drukarek atramentowych zamontowanych w obrotowym zbiorniku z 8 dyszami na kolor. Został zaprojektowany do drukowania na standardowym arkuszu papieru w ciągu 4 minut z alfanumerycznymi lub obrazami. Pixelmaster został wyprodukowany przez Juki Corporation i sprzedany przez Howtek, Inc., Hudson, NH.
Niektórzy założyciele i wielu byłych pracowników Howtek odeszło i dołączyło do firm drukujących 3D. Richard Helinksi utworzył CAD-Cast, Inc 27 października 1989 (przemianowany na Visual Impact Corporation), firmę produkującą drukarki 3D, aby zbudować rzeźbiarza, ale później zrezygnował po otrzymaniu patentu 3D US 5136515A 4 sierpnia 1992 i udzielił licencji Sandersowi. Prototype, Inc w 1993 roku. Herb Menhennett dołączył do Ballistic Particle Manufacturing (BPM) w 1993 roku z produktem Personal Modeler. Obie firmy używały drukarek atramentowych i materiałów termoplastycznych w stylu Howtek. Nie mniej niż 3 prezesów firm 3D było byłymi pracownikami i projektantami Howtek, wiceprezesi, inżynierowie (w tym inżynier atramentowy), chemicy, kupcy, sekretarki i technicy przeszli do firm 3D.
Atrament stały jest materiałem 3D używanym w pojedynczej dyszy (komora płynów akustycznych Howtek typu squeeze z otworem krojonym), a także stosowany w drukarkach atramentowych Multi-dysz (komory płynów typu giętarki lub tłokowe z formowanymi elektrycznie płytami z otworami). Głowice drukujące muszą być rozgrzane. Stały atrament na bazie wosku będzie płynął poniżej 100C, ale stały atrament termoplastyczny preferuje 125C (blisko piezo Curie, temperatura piezopolingu). Producenci Piezo nadal twierdzą, że temperatury robocze są niebezpiecznie wysokie, ale głowice drukujące Howtek działają dobrze. Drukarki atramentowe w stylu Howtek zostały zaprojektowane do używania stałego atramentu w 4-minutowych cyklach drukowania, ale teraz drukują pełne modele 3D, które mogą drukować przez 1 lub 5 dni z częstotliwością kropli w pobliżu 16 000 dpi. Atrament stały jest płynny w temperaturze roboczej i działa jak woda z falami dźwiękowymi (wolniejszymi niż woda) wymuszając krople z otworu w drukarce atramentowej typu Howtek.
Inna drukarka stałoatramentowa, SI-480, została opracowana i wprowadzona na rynek w 1988 roku przez firmę Dataproducts Corporation. Była to monochromatyczna drukarka atramentowa, która odniosła ograniczony sukces.
Kolejna kolorowa drukarka stałoatramentowa, Tektronix PhaserJet PXi, została wprowadzona na rynek w czerwcu 1991 roku, kosztując prawie 10 000 USD. Dataproducts Corporation wypuściła swoją kolorową drukarkę stałoatramentową Jolt we wrześniu 1991 roku.
W latach 90. wprowadzono szereg drukarek stałoatramentowych zdolnych do drukowania do rozmiaru Tabloid Extra, w tym Tektronix Phaser III, Tektronix Phaser 300, a ich kulminacją był Tektronix Phaser 380 w 1997 r. Szerokoformatowa drukarka stałoatramentowa , Phaser 600, został wprowadzony w 1996 roku. Phaser 600 był w stanie używać papieru podawanego z roli lub arkusza o szerokości do 48 cali.
Po przejęciu przez Xerox w 2000 r. działu druku kolorowego i obrazowania Tektronix technologia stałego atramentu stała się częścią linii produktów do drukowania i obrazowania biurowego Xerox. Wczesne oferty skupiały się na branży graficznej . Jednak, aby zapobiec prawnej batalii z Dataproducts Corporation, Tektronix zapłacił firmie Dataproducts tantiemy za korzystanie z tej technologii, ponieważ ta ostatnia posiadała zakupione od Exxon patenty dotyczące aspektów druku stałoatramentowego. Zobacz odniesienie do pracowników Exxon zatrudnionych przez RH Research. Robert Howard Research wprowadził zupełnie inny stały atrament w 1985 roku wraz z drukarką HT-1, później nazwaną Pixelmaster, która została dostarczona w 1986 roku z Howtek, Inc, Hudson, NH. Stały atrament Howtek (zwany termoplastycznym) został uformowany w 4 różnych kształtach kolorystycznych, aby pasował do drukarek Pixelmaster, a później do drukarek Braillemaster. Ten plastikowy stały atrament i jednodyszowa drukarka atramentowa w stylu Howtek zostały ostatecznie włączone do dwóch produktów do drukowania 3D wyprodukowanych przez Ballistic Particle Manufacturing (BPM) i Sanders Prototype, Inc (SDI) pod koniec 1993 roku. Wynalazek atramentowy Howtek, ulepszona wersja Alpha w stylu Steve'a Zoltana Jet (pierwotnie był szklany, ale Howtek formował dysze z Tefzelem ), tubularny atrament z dyszą działający w temperaturze 125C został po raz pierwszy opracowany w 1985 roku w Howtek i jest nadal używany w drukarkach Solidscape 3D. Te atramenty, drukarki atramentowe i drukarki można dziś zobaczyć w 3Dinkjetmuseum w Layer Grown Model Technology w New Hampshire. Pięciu poprzednich pracowników firmy Exxon (Hock, Lutz, Peer i McMahons), którzy pracowali z technologiami atramentowymi firmy Exxon (Exxon sprzedał swoje patenty firmie Dataproducts w 1984 r.), zostało zatrudnionych przez RH Research od 1983 r. do opracowywania drukarek atramentowych i najnowocześniejszych drukarek. W latach 1985-1966 spór patentowy Dataproducts spowolnił rozwój drukarki w przypadku stałego atramentu, ale nie formuły stałego atramentu. Opóźnienia w sporach sądowych i zmiany kursu jena zwiększyły koszt drukarki Pixelmaster, a sprzedaż spadła pod koniec lat 80. XX wieku. W tym czasie Howtek rozszerzył się również o technologię skanerów, aby poprawić obrazowanie dla drukarek kolorowych, a także dowiedział się o drukowaniu negatywów, drukowaniu folii, drukowaniu Braille'a i drukowaniu informacji cyfrowych na sztywnych papierowych płytach drukarskich dla przemysłu gazetowego. Doprowadziło to do założenia nowej firmy Presstek, Inc. w 1986 roku.
Od lipca 2015 r. drukarki Xerox ColorQube 8580, ColorQube 8880, ColorQube 8700 i ColorQube 8900 to obecne modele drukarek stałoatramentowych.
Około pierwszej połowy 2016 r. Xerox zaprzestał sprzedaży drukarek stałoatramentowych.
Projekt
Technologia stałego atramentu wykorzystuje sztyfty stałego atramentu, kredki, perły lub granulowany materiał stały zamiast płynnego atramentu lub tonera w proszku zwykle używanego w drukarkach. Niektóre typy drukarek stałoatramentowych wykorzystują małe kulki lub krążki stałego atramentu, które są przechowywane w leju, zanim zostaną przeniesione do głowicy drukującej za pomocą przekładni ślimakowej lub stopione w razie potrzeby. Po załadowaniu stałego atramentu do drukarki jest on topiony i używany do drukowania obrazów na papierze lub dowolnym podłożu w procesie, który może być podobny do drukowania offsetowego lub standardowego drukowania.
Drukarki stałoatramentowe wymagają podgrzewanych głowic drukujących. Ciągły druk atramentowy (CIJ) zapoczątkował przemysł stałego atramentu, używając wosku i niskotemperaturowego atramentu ze stopów metali pod koniec lat 60. i na początku lat 70., zanim wynaleziono Drop-On-Demand (DOD). DOD używa urządzeń piezoelektrycznych (ceramika spolaryzowana), a ciepło zmienia biegunowość. Howtek przełamał barierę wysokich temperatur DOD dzięki zaprojektowaniu drukarki atramentowej DOD w stylu Howtek w 1985 roku. To pozwoliło chemikom rozwinąć stałe atramenty w nowym kierunku i doprowadziło do uzyskania patentu na druk trójwymiarowy od byłego pracownika Howteka.
Zalety
Ze względu na sposób, w jaki drukarki stałoatramentowe nakładają atrament na stronę, jakość druku jest uważana za precyzyjną i dokładną, z jasnymi kolorami. Doskonałe rezultaty można osiągnąć przy użyciu niskiej jakości materiału, ponieważ stały atrament pokrywa materiał błyszczącą, prawie nieprzezroczystą powierzchnią. Drukarki stałoatramentowe są w stanie drukować na wielu różnych typach i grubościach nośników. Są znacznie mniej wrażliwe na zmiany rodzaju nośnika niż kolorowe drukarki laserowe.
Ponieważ używane są stałe bloki atramentu, generowanych jest mniej odpadów niż w przypadku drukarek laserowych lub atramentowych, które oprócz opakowań i materiałów opakowaniowych wytwarzają puste wkłady atramentowe lub tonery. Luźny blok atramentu po zużyciu nie pozostawia żadnych resztek naboju - tylko kruszącą się, cienką, plastikową torebkę lub tackę oraz kartonowe opakowanie nadające się do recyklingu.
Drukarki stałoatramentowe mają przewagę nad drukarkami atramentowymi w sytuacjach związanych z okresowym użytkowaniem i długimi przestojami. Dzieje się tak, ponieważ stopiony stały atrament, który następnie schładza się i ponownie zestala wewnątrz ścieżek dostarczania atramentu, jest normalną częścią działania drukarki. Tak więc ten schłodzony i zestalony atrament nie wysycha. Ponadto, gdy drukarka nie działa, zestalony wosk zapobiega interakcji tlenu i wilgoci z wieloma wewnętrznymi częściami elementów dostarczających atrament.
Bloki stałego atramentu mogą być nietoksyczne i bezpieczne w obsłudze. W latach 90. prezes Tektronix zjadł kawałek stałego atramentu, pochodzącego z przetworzonych olejów roślinnych , aby zademonstrować ich bezpieczeństwo. Można to również opisać jako powłokę na przepisanych pigułkach.
Niedogodności
Zanieczyszczenia stałe muszą zostać odfiltrowane, w przeciwnym razie atrament może zatkać dysze głowicy drukującej w przypadku używania oryginalnych lub zgodnych atramentów. Zatkanie może uszkodzić głowicę drukującą, a jej wymiana może być kosztowna. Z tego powodu wielu producentów atramentów innych firm udziela gwarancji i zapłaci za wymianę uszkodzonej głowicy drukującej. Xerox udziela również własnej gwarancji.
Gdy urządzenie jest zimne, zakończenie drukowania pierwszej strony może zająć kilkadziesiąt minut, ponieważ drukarka musi się rozgrzać i stopić atrament. Gdy drukarka się nagrzeje, atrament może się znacznie szybciej stopić, więc proces topienia będzie miał znacznie mniej zauważalny negatywny wpływ na ogólną szybkość drukowania dodatkowych stron.
Atrament musi być podgrzany, a duża część mechanizmu drukującego musi być utrzymywana w temperaturze topnienia atramentu lub w jej pobliżu podczas użytkowania. Gdy drukarka znajduje się w „trybie uśpienia”, większość jednostek utrzymuje niewielką kałużę każdego kolorowego wosku w głowicy drukującej ogrzanej do temperatury tuż powyżej „punktu zamarzania” atramentu. Zgodnie z instrukcją serwisową Xerox, zużywa to około 50 watów.
Za każdym razem, gdy drukarka traci moc na wystarczająco długi czas, aby część atramentu utrzymywana w głowicy drukującej powyżej „punktu zamarzania” spadła poniżej tej temperatury, masa atramentu w każdym zbiorniku zmniejszyłaby się wystarczająco (jako wyniku chłodzenia), aby umożliwić dostanie się powietrza do głowicy drukującej, co spowodowałoby aberracje w druku do czasu ponownego napełnienia zbiorników głowicy drukującej przez znajdujący się nad nimi zespół topienia atramentu. W rezultacie głowica drukująca jest następnie oczyszczana za pomocą pompy próżniowej, co powoduje wypłukanie pewnej ilości atramentu ze zbiorników głowicy drukującej do tacy na odpady w celu usunięcia powietrza z głowicy drukującej. (Drukarki Xerox mają do tego celu tacę na „zużyty tusz”. Ponieważ wszystkie cztery tusze są wrzucane do jednolitej tacy „zużytego tuszu”, niemożliwe jest ponowne wykorzystanie utraconego tuszu, ponieważ cztery kolory procesowe łączą się, tworząc jedną stałą masę w tacy, która wygląda podobnie do kapiącego zestalonego wosku ze świecy, ale jest prawie czarna). stan (ponieważ głowica drukująca jest utrzymywana w znacznie wyższej temperaturze, gdy jest gotowa do drukowania).
Drukarka zawiera roztopiony wosk, gdy jest w temperaturze roboczej , a instrukcje obsługi ostrzegają, że nie można jej przenosić, dopóki nie zakończy specjalnego cyklu schładzania wybranego z panelu sterowania urządzenia. Zaleca się zapewnienie 30-minutowego czasu schładzania od momentu odłączenia głównego zasilania, jednak wszystkie nowoczesne drukarki na stały atrament mają cykl wyłączania, który wykorzystuje wentylatory do zestalania atramentu w czasie krótszym niż dziesięć minut, z dodatkową korzyścią w postaci fizycznej blokowanie głowicy drukującej, aby zapobiec uszkodzeniu podczas przenoszenia lub transportu. Podręczniki ostrzegają, że w przeciwnym razie możliwe są znaczne uszkodzenia, wymagające naprawy przez przeszkolonego technika, jeśli nie zostanie odpowiednio schłodzona przed przeniesieniem drukarki. Przenoszenie drukarki przed jej ochłodzeniem może spowodować uszkodzenie głowicy drukującej poprzez rozlanie stopionego atramentu między zbiornikami o różnych kolorach oraz na inne elementy wewnątrz drukarki (silniki, paski itp.) i nie jest objęte gwarancją ani konserwacją. Ze względu na obawy związane z rozlaniem płynnego atramentu drukarki stałoatramentowe nie nadają się do użytku mobilnego, na przykład na ruchomych wózkach do drukowania etykiet cenowych w sklepach detalicznych.
W przeciwieństwie do niektórych drukarek atramentowych, w których wkład zawiera głowicę drukującą, głowica drukująca w tych drukarkach jest stała. Z biegiem czasu części głowicy drukującej mogą zostać trwale zatkane, powodując powstawanie nieestetycznych smug, ale istnieją cykle czyszczenia głowicy drukującej i bębna oraz opcje wymiany dyszy, które mogą rozwiązać większość problemów z drukowaniem. Zgodnie z instrukcją serwisową dla tych modeli, przynajmniej w najnowszych urządzeniach ColorQube (8570/8870) zaimplementowano filtr dla pochłoniętego atramentu. Kurz spowodowany używaniem taniego papieru może powodować zatykanie głowicy drukującej, dlatego firma Xerox zaleca używanie papieru, który nie jest podatny na wydzielanie kurzu i włókien podczas normalnego użytkowania. Pył papierowy może również gromadzić się jako zanieczyszczenia wewnątrz drukarki; może to spowodować otarcia bębna i imitować słaby lub brakujący strumień. Z tego powodu zaleca się wykonanie podstawowej wbudowanej procedury czyszczenia bębna co najmniej trzy razy przed rozpoczęciem cyklu czyszczenia głowicy drukującej. System głowicy drukującej zawiera również zespół wycieraka, który służy do wycierania głowicy drukującej z kurzu, zanieczyszczeń i pozostałości atramentu w celu ochrony dysz przed zatkaniem. Ogólnie rzecz biorąc, konstrukcja tego systemu jest solidna: wiadomo, że głowice drukujące wytrzymują milion wydruków lub więcej.
Bloki atramentu nie są kompatybilne między modelami Phaser, ponieważ firma Xerox zmienia każdy wytłoczony kształt CMYK przy każdym wydaniu nowego modelu ze względu na zmiany w składzie (a zwłaszcza temperaturze topnienia) atramentu. Specjalne otwory zapobiegają wkładaniu wkładów atramentowych z niewłaściwego modelu lub z niewłaściwego gniazda.
Laminowanie staje się trudne ze względu na charakter technologii tuszu. Atrament topi się i rozmazuje, chyba że temperatura laminatora zostanie zmniejszona do poziomu wystarczającego do szczelnego zamknięcia woreczka.
Bibliografia
Zewnętrzne linki
- Stały atrament , Xerox.
- Jaeger, C. Wayne, Druk w kolorze stałym atramentem — Jak działa drukarka stałoatramentowa? , Xerox Corporation , pobrane 2009-09-20.