Устройство сублимационного принтера с технологией прямого переноса изображений

Сублимационный принтер превращает электронные изображения в отпечатки высокого качества. Он работает на уникальных твёрдых чернилах, которые в процессе печати превращаются в газ, минуя жидкую фазу. Переход чернил из твёрдого состояния в газообразное становится возможным благодаря тысячам микроскопических нагревателей, встроенными в печатающую головку принтера. Серьёзный химический процесс возгонки чернил получил название «сублимации», он используется для получения высококачественных фотографических отпечатков.  

Как устроен сублимационный принтер с технологией прямого переноса изображений? Его главными составляющими являются микропроцессор, печатающая головка, нагреватели (термоэлементы), картриджи с чернилами.

Микропроцессор

Микропроцессор выполняет функцию «мозга» сублимационного принтера. Он контролирует всё и вся, начиная от подачи бумаги в печатающее устройство, и заканчивая выводом готового изображения в приёмный лоток.

Когда принтер получает задание печати, микропроцессор разбивает его на три основных цвета: голубой, пурпурный и жёлтый, в соответствии с цветами сублимационной ленты, которая находится в картридже.

Кроме того, микропроцессор сообщает нагревателям, в какой момент и с какой силой нужно разогревать чернила, а в какой момент уменьшать или прекращать нагрев.

Печатающая головка

Прежде, чем перенести цветные чернила на бумагу, печатающей головке предстоит проделать сложную работу, и перевести твёрдые чернила в газообразное состояние.

Печатающая головка сублимационного принтера

Сублимационная печатающая головка состоит из нескольких тысяч микроскопических термоэлементов, которые по указанию микропроцессора разогревают сублимационную ленту с чернилами. 

Нагреватели

Нагреватели, расположенные на печатающей головке сублимационного принтера, имеют поистине микроскопические размеры. По сигналу микропроцессора они включают один из 256 режимов разогрева для каждого из цветов.

Нагреватели сублимационного принтера

Чем сильнее разогревается термоэлемент, тем сильнее он нагревает чернила, и тем больше красителей испаряется с цветной сублимационной ленты и переходит на носитель. Следовательно, от температуры нагрева термоэлементов зависит насыщенность изображения и плотность заливки.

Чернила

В сублимационной печати используются уникальные твёрдые чернила, которые при разогреве не превращаются в жидкость, как большинство твёрдых чернил, а приобретают газообразную форму. Чтобы с сублимационной ленты отделилось цветное облачко красителей, её необходимо разогреть до температуры 200оС.

Как и все молекулы, молекулы сублимационных чернил взаимодействуют друг с другом. При этом сила их отталкивания друг от друга уравновешивается силой притяжения, за счёт которой сохраняется твёрдая структура красителей. В момент, когда чернилам передаётся тепловая энергия термоэлементов, их молекулы начинают колебаться активнее, нарушаются межмолекулярные связи, и молекулы начинают вырываться из общей массы, формируя лёгкое цветное облачко красителей. Чем сильнее разогреваются чернила, тем активнее колеблются их молекулы, и тем насыщеннее чернильное облачко, выделяемое сублимационной лентой.

Сублимационная лента

Чернильное облачко просачивается на бумагу, поверхность которой не нагревается и имеет комнатную температуру. Когда разогретые газообразные чернила попадают на поверхность бумаги, они отдают ей своё тепло. Теряя тепло, молекулы возвращаются в первоначальное состояние, обретая новые межмолекулярные связи. Только на этот раз они твердеют не на сублимационной ленте, а на бумаге, формируя красочное изображение.

Картриджи

Ленты сублимационных чернил помещаются в пластиковые картриджи с двумя встроенными бобинами: подающей и принимающей. В монохромные принтеры устанавливаются картриджи с чёрными сублимационными лентами, а в полноцветные картриджи – ленты с цветными сегментами, соединёнными между собой в длинную полосу. На рисунке отчётливо видно, как внутри сублимационного картриджа располагается цветная красящая лента. 

Сублимационный картридж с цветной лентой

Сублимационные картриджи изготавливаются из плотного пластика. По своим физико-химическим свойствам они схожи с лазерными и струйными картриджами, отличает их только уникальная конструкция.

Установка картриджа с сублимационной лентой в принтер

В настоящее время в сублимационные картриджи заправляется не только четырёхцветная лента CMYK (голубая, пурпурная, жёлтая и чёрная), но и зелёная, красная, белая, синяя, золотая, серебряная и т.д. В некоторых сублимационных картриджах можно встретить ленту с дополнительным тонким ламинирующим слоем, предназначенным для защиты изображения, и даже ленту со стирающим покрытием.

Картридж с красящей лентой отдаёт носителю свои чернила последовательно: сначала на бумагу наносятся жёлтые красители, затем пурпурные и, наконец, голубые. В результате за три прохода носителя по печатному тракту формируется полноцветное изображение.

Последовательность формирования сублимационного изображения

Конструкция рабочего механизма

Конструкция рабочего механизма сублимационного принтера представлена ниже.

Рабочий механизм сублимационного принтера

Из рисунка видно, что во время печати лист бумаги протягивается мимо термоэлементов печатающей головки, причём между листом бумаги и термоэлементом в этот момент находится цветная сублимационная плёнка с красителями. Нагревающие элементы передают своё тепло плёнке, которая, в свою очередь, переносит на бумагу разогретые газообразные красители.

Сублимационные принтеры являются верхом технической мысли. Более тысячи контролируемых нагревателей превращают твёрдые чернила в газ, который, остывая на носителе, снова превращается в твёрдое вещество, формируя на бумаге идеальную картинку.

Среди наиболее популярных моделей сублимационных принтеров можно отметить Canon SELPHY CP800, Canon PIXMA iP3600, HP DesignJet Z3200, Xerox Phaser 8400, Brother QL-570, Xerox ColorQube 8570N.