Метод бульбашково-струминного друку отримав свою назву від англійського терміна «Bubble Jet». що в перекладі означає «бульбашкова друк». Метод бульбашково-струминного друку називають також методом газових бульбашок, бульбашкового технологією друку або методом інжектіруемих бульбашок.
Принцип бульбашково-струминного друку був розроблений у другій половині 70-х років ХХ століття корпорацією Canon. На суд громадськості нова технологія була представлена в 1981 році на виставці «Grand Fair». Перший монохромний бульбашково-струменевий принтер Canon BJ-80 надійшов у продаж в 1985 році, перший повноколірний принтер Canon BJC-440 - в 1988 році.
Перший бульбашково-струменевий принтер Canon BJ-80
Розглянемо принцип бульбашково-струминного друку. Для цього звернемося до наступного малюнку.
Технологія бульбашково-струминного друку
Чорнило з струминного картриджа потрапляють в голівку оснащену безліччю мікроскопічних дюз (сопел, форсунок). У кожну дюзу друкуючої головки вбудований мікронагреватель (тонкоплівкових резистор), на який подаються електричні імпульси тривалістю 7-10 мікросекунд. Під впливом електричних імпульсів чорнило розігріваються до високої температури і закипають, акумулюючи при цьому дрібні повітряно-чорнильні бульбашки (Bubble). Для випаровування різних видів чорнила потрібна різна температура. Так, наприклад, чорнило HP починають активно випаровуватися при температурі 330 ° С. З кожним новим електричним імпульсом бульбашки виштовхують з дюзи рівні краплі чорнила діаметром менше 0,16 мм, які потрапляють на паперовий носій. У проміжку між імпульсами нагрівання резистора припиняється і парові бульбашки зменшуються в розмірах, що призводить до затягую в дюзу нової порції чорнила.
Мікронагреватель вмикається і вимикається з неймовірною швидкістю, випускаючи з кожного друкувальних голівок приблизно 24 тисячі чорнильних крапель в секунду. Тепловий потік в дюзі еквівалентний 2 мільярдам ват в розрахунку на 1 м² площі. Швидкість приросту температури становить 300 млн. ° С в секунду. З огляду на, що тепловий імпульс триває 2 мікросекунди, мікронагреватель встигає за цей час розігрітися тільки до 300-600 ° С, в залежності від моделі картриджа.
Розчинник, який входить до складу чорнила, починає активно випаровуватися при температурі близько 330 ° С. У бульбашці пара при досягненні максимальної температури тиск досягає 125 атмосфер - більше, ніж в стовбурі пневматичної рушниці. За рахунок високого тиску чорнильна крапля вилітає з сопла друкуючої головки зі швидкістю понад 100 м / с.
У повнокольорових струменевих картриджах сопла приєднуються до резервуарів з різними колірними барвниками, що дозволяє створювати повнокольорові зображення з мікроскопічних точок.
При використанні бульбашково-струминного друку виникає проблема крапель-супутників (сателітів), що вилітають слідом за основними краплями чорнила. Краплі-супутники значно менше основних крапель, але все одно знижують якість надрукованого зображення.
Бульбашково-картриджі мають менше конструктивних елементів в порівнянні з п'єзоелектричними картриджами, тому вони більш надійні і довговічні.
Відбитки, отримані за допомогою бульбашково-струменевих принтерів, мають високу роздільну здатність і точну промальовування ліній. При цьому області із суцільною заливкою виходять, як правило, трохи розпливчастими.
Ще один недолік бульбашково-струминного друку полягає в тому, що освіта повітряно-чорнильного бульбашки супроводжується випаровуванням розчинника і налипанням сухого барвника на стінки сопла друкувальної голівки. Сухий барвник під впливом високої температури розкладається і утворює смолисті речовини, які забивають дюзу. З цієї причини бульбашкової-картриджі мають вбудовану голівку яка після закінчення чорнила викидається разом з картриджем. Це збільшує вартість обслуговування принтера, але при цьому дозволяє зберігати його працездатність у разі придбання неоригінального картриджа.