Твердые чернила - Solid ink

А Xerox Phaser Лоток 8500 с твердыми чернилами

Палочки с твердыми чернилами желтого, голубого, пурпурного и черного цвета производства Xerox

Твердочернильный принтер Xerox Phaser 8500

Твердые чернила одна из технологий, используемых в компьютерные принтеры и многофункциональный устройств. Хотя первоначально приписывают создание Tektronix в 1986 году он также был приписан компании Howtek, Inc. в 1985 году. Чернила Howtek Solid могли печатать миллионы цветов путем субтрактивного наложения цветов (наслоения). Pixelmaster, продукт Howtek, печатал с помощью 32 струйных принтеров с одним соплом, установленных во вращающемся резервуаре с 8 соплами для каждого цвета. Он был разработан для печати на стандартной листовой бумаге за 4 минуты с буквенно-цифровыми символами или изображениями. Pixelmaster был произведен Juki Corporation и продан Howtek, Inc., Hudson, NH.

После Ксерокс приобрела Tektronix Color Printing and Imaging Division в 2000 году, технология твердых чернил стала частью линейки продуктов Xerox для офисной печати и обработки изображений. Ранние предложения были сосредоточены на графика промышленность.^{[нужна цитата ]} Однако, чтобы предотвратить судебную тяжбу с Dataproducts Corporation, Tektronix в конечном итоге выплатила Dataproducts лицензионные платежи за использование технологии, поскольку последняя владеет патентами, приобретенными у Exxon, на аспекты печати твердыми чернилами.^[1] См. Ссылку на сотрудников Exxon, нанятых RH Research.

Цветной страничный принтер Howtek Solid Ink Pixelmaster 1986 года

RH Research или Robert Howard Research представили совершенно другие твердые чернила в 1985 году с принтером HT-1, позже названным Pixelmaster, который был поставлен в 1986 году компанией Howtek, Inc, Hudson, NH. Твердые чернила Howtek (так называемые термопласты) были отлиты в 4 различных цветовых формы, чтобы вписаться в принтеры Pixelmaster, а затем и в принтеры Braillemaster. Эти пластиковые твердые чернила и струйный принтер с одним соплом в стиле Howtek были в конечном итоге включены в два продукта для 3D-печати, произведенные компанией Ballistic Particle Manufacturing (BPM).^[2] и Sanders Prototype, Inc (SDI) в конце 1993 года. Струйное изобретение Howtek, усовершенствованный стиль Стива Золтана (первоначально было стеклянным, но формованные сопла Howtek с Tefzel), струйное сопло с трубчатым соплом, работающее при 125 ° C, было впервые разработано в 1985 году в компании Howtek и до сих пор остается используется сегодня в 3D-принтерах Solidscape. Эти чернила, струйные принтеры и принтеры можно увидеть сегодня в 3Dinkjetmuseum в Layer Grown Model Technology в Нью-Гэмпшире. Пятеро предыдущих сотрудников Exxon, которые работали со струйными технологиями Exxon (проданы Dataproducts в 1984 г.), были наняты RH Research с 1983 г. для разработки этих струйных принтеров Howtek и современного принтера. В 1995–1996 годах судебный процесс по патенту Dataproducts (был Exxon) замедлил разработку принтера из-за конструкции струйной печати (стеклянное сопло) и загрузки чернил (гравитация), но никогда не из-за состава твердых чернил. Задержки с судебным разбирательством и изменение обменного курса йены увеличили стоимость принтера Pixelmaster, и к концу 1980-х годов продажи упали. В это время Howtek также расширилась до технологии сканирования, чтобы улучшить изображения для цветных принтеров, а также изучила печать негативных изображений, печать на прозрачных пленках, печать Брайля и печать цифровой информации на жестких бумажных печатных формах для газетной промышленности. Это привело к созданию новой компании Presstek, Inc. в 1986 году.^[3]

Некоторые основатели и многие бывшие сотрудники Howtek ушли и присоединились к компаниям, занимающимся 3D-печатью. Ричард Хелинкси основал C.A.D.-Cast, Inc 27 октября 1989 г. (переименован в Visual Impact Corporation).^[4], компания по производству 3D-принтеров, которая построила Sculptor, но позже сдалась после получения 3D-патента US 5136515A 4 августа 1992 года и передала лицензию на него Sanders Prototype, Inc. в 1993 году. Херб Менхеннетт присоединился к Ballistic Particle Manufacturing (BPM)^[5] в 1993 году с продуктом Personal Modeler. Обе компании использовали струйные принтеры в стиле Howtek и термопластические материалы. Не менее трех президентов 3D-компаний были бывшими сотрудниками и дизайнерами Howtek, вице-президентами, инженерами (включая инженера по струйной печати), химиками, покупателями, секретарями и техническими специалистами, которые перешли в 3D-компании.

Твердые чернила - это трехмерный материал, используемый в одном сопле (акустическая жидкостная камера сжимаемого типа Howtek с разрезным отверстием), а также в струйных принтерах с несколькими соплами (жидкостные камеры с изгибом или поршнем с электроформованными пластинами с отверстиями). Печатающие головки должны быть нагреты. Твердые чернила на основе воска текут при температуре ниже 100 ° C, но термопластичные твердые чернила предпочитают 125 ° C (близко к пьезо-Кюри, температуре пьезополинга). Производители Piezo по-прежнему настаивают на том, что рабочие температуры опасно высоки, но печатающие головки Howtek работают нормально. Струйные принтеры в стиле Howtek были разработаны для использования твердых чернил за 4-минутные циклы печати, но теперь они печатают полные 3D-модели, которые могут печататься в течение 1 или 5 дней с частотой падения около 16000 точек на дюйм время от времени. Твердые чернила являются жидкими при рабочей температуре и действуют как вода со звуковыми волнами (медленнее, чем вода), выталкивая капли из отверстия в струйном принтере в стиле Howtek.

Другой твердочернильный принтер, SI-480, был разработан и выпущен на рынок в 1988 г. Датапродукты Корпорация. Это был монохромный струйный принтер, который имел ограниченный успех.

Следующий цветной твердочернильный принтер Tektronix PhaserJet PXi был представлен в июне 1991 года по цене почти 10 000 долларов США.^[1][6] Датапродукты Корпорация выпустила цветной твердочернильный принтер Jolt в сентябре 1991 года.^[7]

По мере совершенствования технологии и снижения затрат внимание Solid ink сместилось на графику и среду широкоформатной печати, где важны качество печати и экономическая эффективность.^[8]

Важно отметить, что для твердых чернил требуются нагретые печатающие головки. Непрерывная струйная печать (CIJ) положила начало производству твердых чернил с использования воска и чернил из низкотемпературных металлических сплавов в конце 1960-х - начале 1970-х годов, прежде чем была изобретена технология Drop-On-Demand (DOD). DOD использует пьезоэлектрические устройства (поляризованная керамика), а тепло изменяет полярность. Howtek преодолел барьер высоких температур Министерства обороны США, разработав в 1985 году струйный принтер DOD в стиле Howtek. Это позволило химикам развернуть твердые чернила в новом направлении и привело к патенту на трехмерную печать от бывшего сотрудника Howtek.

История

Твердые чернила, термоплавкие чернила или чернила с фазовым переходом были представлены в 1962 году в Teletype Corporation в рамках проекта 176. Твердые чернила - это чернила, которые остаются твердыми при комнатной температуре. Воск и низкотемпературные металлические сплавы - это твердые краски. Воск был официально представлен в первом продукте с твердыми чернилами, представленном с непрерывными струйными принтерами в терминале Teletype Inktronic в 1966 году, но патент на термоплавкий воск не был выдан до патента US3653932 4 апреля 1972 года. В 1971 году был выдан патент US3596285 на Liquid Metal Recorder - процесс печати, позволяющий создавать металлические модели символов, узоров и символов. В этом патенте жидкий металл упоминается как термоплавкие чернила «типа», и он был введен еще до того, как появился термин 3D-печать. Это примеры трехмерных чернил (3D Inks) или чернил, которые выделяются на странице.

В 1982 году Роберту Ховарду пришла в голову идея создать революционную маленькую систему цветного принтера, прежде чем он покинул Centronics Corporation. Два года спустя он основал новую компанию Howtek, Inc. для выполнения этой миссии.^[3] В принтере Pixelmaster использовались термопластические чернила «горячего расплава», распыляемые пьезокристаллами, которые могли выплевывать миллионы маленьких капель чернил каждого из основных цветов - красного, зеленого и синего - а также черного на лист бумаги.^[3]

В 1990-х годах была представлена ​​серия твердочернильных принтеров, способных печатать до размера Tabloid Extra, в том числе Tektronix Phaser III, Tektronix Phaser 300 и, наконец, Tektronix Phaser 380 в 1997 году. Широкоформатный твердочернильный принтер. Phaser 600 был представлен в 1996 году. Phaser 600 был способен использовать рулонную или листовую бумагу шириной до 48 дюймов.^[9][10]

По состоянию на июль 2015 года текущими моделями твердочернильных принтеров являются принтеры Xerox ColorQube 8580, ColorQube 8880, ColorQube 8700 и ColorQube 8900.

Недавно Xerox прекратила продажу твердочернильных принтеров.^{[когда? ]}

Дизайн

Технология твердых чернил использует твердые чернильные карандаши, мелки, жемчуг или гранулированный твердый материал вместо жидкости. чернила или же тонер порошок, обычно используемый в принтерах. В некоторых типах принтеров с твердыми чернилами используются маленькие шарики или шайбы твердых чернил, которые хранятся в бункере перед переносом в печатающую головку с помощью червячный редуктор или таял по мере необходимости. После того, как твердые чернила загружены в принтер, они расплавляются и используются для печати изображений на бумаге или любом носителе в процессе, который может быть похож на офсетная печать или стандартная печать. Xerox утверждает, что печать твердыми чернилами дает более яркие цвета, чем другие методы, ее проще использовать, можно печатать на самых разных носителях и многое другое. экологически чистый за счет уменьшения количества отходов. Стики Xerox нетоксичны и безопасны в обращении. В середине 1990-х президент Tektronix фактически съел часть палочки твердых чернил, продемонстрировав, что с ними безопасно обращаться и, по-видимому, есть. Основа для чернил (по крайней мере в то время) была сделана из пищевой переработанной растительные масла.^[11]. Его также можно описать как покрытие на прописанных таблетках.

Были нанесены чернила Solid Wax Ink (Xerox), Solid Metal «Thermo-Jet» (Howtek) или Solid Metal «Low Temperature Alloy ink» (Teletype).

Преимущества

Из-за того, как твердочернильные принтеры наносят чернила на страницу, качество печати считается точным и точным, с яркими цветами. Отличные результаты могут быть достигнуты с использованием некачественной бумаги, поскольку твердые чернила покрывают бумагу глянцевой, почти непрозрачной поверхностью. Принтеры с твердыми чернилами могут печатать на носителях различного типа и толщины. Они гораздо менее чувствительны к изменениям типа носителя, чем цветные лазерные принтеры.^{[нужна цитата ]}

Поскольку используются твердые блоки чернил, образуется меньше отходов, чем при использовании лазерных принтеров или струйных принтеров, которые производят пустые картриджи с чернилами или тонером, помимо упаковки и упаковочных материалов. Неплотный блок чернил не оставляет никаких остатков картриджа после его использования - только измельчаемый, тонкий пластиковый упаковочный пакет или лоток и картонная упаковочная коробка, пригодная для вторичной переработки.

Принтеры с твердыми чернилами имеют преимущество перед струйными принтерами в ситуациях, связанных с периодическим использованием с длительными периодами простоя. Это связано с тем, что расплавленные твердые чернила, которые впоследствии охлаждаются и повторно затвердевают внутри каналов подачи чернил, являются нормальной частью работы принтера. Таким образом, эти охлажденные и затвердевшие чернила не высыхают. И пока принтер не работает, затвердевший воск помогает предотвратить взаимодействие кислорода и влаги со многими внутренними частями компонентов подачи чернил.^{[нужна цитата ]}

Недостатки

Твердые загрязнения должны быть отфильтрованы, иначе чернила могут забить сопла печатающих головок при использовании оригинальных или совместимых чернил, и может потребоваться дорогостоящая замена печатающей головки. По этой причине многие сторонние производители чернил предоставляют гарантию и оплачивают замену поврежденной печатающей головки. Xerox также предоставляет собственную гарантию.

Когда устройство холодное, печать первой страницы может занять несколько десятков минут. Однако, как только принтер нагреется, дополнительное время для печати первой страницы становится незначительным.

Чернила должны быть нагреты, и большая часть печатающего механизма должна находиться на уровне или около точки плавления чернил во время использования. Когда принтер находится в «спящем режиме», в большинстве устройств внутри печатающей головки сохраняется небольшой резервуар воска каждого цвета, нагретый до температуры чуть выше «точки замерзания» чернил. Согласно сервисному руководству Xerox, это потребляет около 50 Вт.

Каждый раз, когда принтер теряет питание на достаточно долгое время, чтобы часть чернил, которая хранилась выше «точки замерзания» в печатающей головке, опускалась ниже этой температуры, масса чернил в каждом резервуаре уменьшалась бы в достаточном размере (как результат охлаждения), чтобы воздух попадал в печатающую головку, что привело бы к аберрациям печати до тех пор, пока резервуары печатающей головки не будут повторно заполнены узлом расплавителя чернил, расположенным над ней. В результате печатающая головка затем очищается с помощью вакуумного насоса, в результате чего некоторое количество чернил смывается из резервуаров печатающей головки в лоток для отходов, чтобы удалить воздух из печатающей головки. (В принтерах Xerox для этой цели предусмотрен лоток для отработанных чернил. Поскольку все четыре чернила сбрасываются в единый лоток для отработанных чернил, невозможно повторно использовать потерянные чернила, поскольку четыре триадных цвета сливаются, образуя единую твердую массу в лоток, который очень похож на затвердевшие капли воска от свечи, но почти черный.) Если бы принтер находился в спящем режиме, потребовалось бы меньше времени без питания, чтобы потребовался цикл очистки, чем если бы принтер был в состоянии готовности к печати состояние (так как печатающая головка остается намного горячее, когда она готова к печати).

Принтер содержит расплавленный воск при Рабочая Температура, а руководства пользователя предупреждают, что его нельзя перемещать, пока он не завершит специальный цикл охлаждения, выбранный на панели управления устройства. Рекомендуется обеспечить 30-минутное время охлаждения с момента отключения основного питания, однако все современные твердочернильные принтеры имеют цикл отключения, в котором используются вентиляторы для затвердевания чернил менее чем за десять минут, с дополнительным преимуществом физического удерживайте печатающую головку, чтобы предотвратить повреждение при перемещении или транспортировке. Руководства предупреждают, что в противном случае возможны серьезные повреждения, требующие обслуживания квалифицированным специалистом, если принтер не охладится должным образом перед перемещением принтера. Перемещение принтера до завершения охлаждения может повредить печатающую головку из-за проливания расплавленных чернил между резервуарами разного цвета, а также на другие компоненты внутри принтера (двигатели, ремни и т. Д.), И на это не распространяется техническое обслуживание или гарантия. Из-за проблемы утечки жидких чернил принтеры с твердыми чернилами не подходят для мобильного использования, например, на подвижных тележках для печати ценников в розничных магазинах.

В отличие от некоторых струйных принтеров, где картридж включает в себя печатающую головку, в этих принтерах печатающая головка является фиксированной. Со временем части печатающей головки могут постоянно забиваться, что приводит к появлению неприглядных полос, но существуют циклы очистки печатающей головки и барабана, а также варианты замены струи, которые могут решить большинство проблем с печатью. По крайней мере, на последних устройствах ColorQube (8570/8870) есть фильтр для поглощенных чернил, согласно руководству по обслуживанию этих моделей. Пыль, вызванная использованием дешевой бумаги, может вызвать засорение печатающей головки, поэтому Xerox рекомендует использовать бумагу, не склонную к выделению пыли и волокон при регулярном использовании. Бумажная пыль также может накапливаться внутри принтера в виде мусора; это может вызвать ссадины на барабане и имитировать слабую или отсутствующую струю. По этой причине рекомендуется запускать базовую встроенную процедуру очистки барабана не менее трех раз перед запуском цикла очистки печатающей головки и сопла. Система печатающей головки также содержит узел очистителя, который используется для очистки печатающей головки от пыли, мусора и остаточных чернил, чтобы защитить сопла от засорения. В целом конструкция этой системы надежна: известно, что печатающие головки выдерживают один миллион отпечатков или более.^{[нужна цитата ]}

Чернильные блоки несовместимы между моделями Phaser из-за того, что Xerox меняет каждую формованную форму CMYK с каждым выпуском новой модели из-за изменений состава (и особенно точки плавления) чернил. Специальные отверстия предотвращают вставку чернильных палочек не той модели или неправильного гнезда.

Ламинирование становится затруднительным из-за особенностей технологии чернил. Чернила плавятся и размазываются, если температура ламинатора не снижается до уровня, достаточного для запечатывания пакета.

Рекомендации

1. Захари, Г. Паскаль (14 июня 1991 г.). «Компьютеры: две американские фирмы опережают конкурентов в Японии: цветной принтер дает Tektronix рывок вперед по сравнению с Canon». Журнал "Уолл Стрит. ProQuest  398262908.
2. Бернс, Маршалл (1993). Автоматизированное производство: повышение производительности производства. Энглвуд Клиффс, Нью-Джерси: PTR Prentice Hall. п. 95. ISBN  0-13-119462-3. OCLC  27810960.
3. Ховард 1923-, Роберт (2009). Соединяя точки: моя жизнь и изобретения, от рентгеновских лучей до смертельных лучей. Нью-Йорк, Нью-Йорк: добро пожаловать, дождь. С. 191, 196–197. ISBN  978-1-56649-957-6. OCLC  455879561.
4. Бернс, Маршалл (1993). Автоматизированное производство: повышение производительности производства. Энглвуд Клиффс, Нью-Джерси: PTR Prentice Hall. п. 97. ISBN  0-13-119462-3. OCLC  27810960.
5. Бернс, 1954-, Маршалл (1993). Автоматизированное производство: повышение производительности производства. Энглвуд Клиффс, Нью-Джерси: PTR Prentice Hall. С. 95–96. ISBN  0-13-119462-3. OCLC  27810960.
6. «Мир цветной печати с рабочего стола». InfoWorld. Сан-Матео, Калифорния: Издательство InfoWorld. 30 сентября 1991. С. 67–69. ProQuest  194237960.
7. Куинлан, Том (30 сентября 1991). «Dataproducts предлагает два цветных струйных принтера». InfoWorld. Сан-Матео, Калифорния: Издательство InfoWorld. п. 21 год. Получено 6 декабря 2017 - через Google Книги.
8. Романо, Фрэнк Дж. (2008). Струйный! : история, технологии, рынки и приложения (1-е изд.). Питтсбург: Совет по цифровой печати, PIA / GATFPress. ISBN  978-0-88362-623-8. OCLC  251193739.
9. 380 DSE (PDF), Xerox.
10. Поддержка Phaser 600, Xerox Corporation
11. Романо, Фрэнк Дж. (2008). Струйный! : история, технологии, рынки и приложения (1-е изд.). Питтсбург: Совет по цифровой печати, PIA / GATFPress. ISBN  978-0-88362-623-8. OCLC  251193739.

внешняя ссылка

• Твердые чернила, Xerox.
• Джегер, К. Уэйн, Цветная печать твердыми чернилами - как работает твердочернильный принтер?, Xerox Corporation, получено 2009-09-20.