Como funcionam as impressoras a jato de tinta

1. Introdução 4. Aquecimento x vibração
2. Impacto x não-impacto 5. Clique OK imprimir
3. Interior de uma impressora 6. Papel e tinta

Introdução

Não importa onde você esteja lendo esse artigo, é bem provável que você tenha uma impressora por perto. E há uma chance muito boa de que ela seja uma impressora a jato de tinta. Desde sua introdução, na última metade dos anos 80, as impressoras a jato de tinta cresceram em popularidade e desempenho enquanto que seu preço caiu significativamente.


Uma impressora simples a jato de tinta colorida, feita pela Hewlett Packard

Uma impressora a jato de tinta é qualquer impressora que lança pequenas gotículas de tinta sobre o papel para criar uma imagem. Se você olhar para um pedaço de papel que saiu de uma impressora de jato de tinta, você saberá que:

  • os pontos são extremamente pequenos (geralmente entre 50 e 60 microns de diâmetro), tão pequenos que são mais finos que o diâmetro de um cabelo humano (70 microns)
  • os pontos são posicionados de maneira muito precisa, com resoluções de até 1440x720 pontos por polegada (dots per inch - dpi)
  • os pontos podem ter cores diferentes combinadas para criar imagens com qualidade de fotografia

Neste artigo, você aprenderá sobre as diferentes partes de uma impressora a jato de tinta e como essas partes trabalham juntas. Você também aprenderá sobre os cartuchos de tinta e o papel especial que algumas dessas impressoras usam.

Primeiro, vamos dar uma rápida olhada nas diferentes tecnologias de impressoras.

Impacto x não-impacto

Há várias tecnologias importantes disponíveis. Estas tecnologias podem ser divididas em duas categorias principais:
  • impacto: estas impressoras têm um mecanismo que toca o papel para criar a imagem. Há duas tecnologias de impacto principais:

    • matriz de ponto: as impressoras usam uma série de pequenos pinos que batem em uma fita coberta com tinta, fazendo com que a tinta seja transferida para o papel no ponto de impacto.
    • impressoras de caracteres: as impressoras são basicamente máquinas de escrever computadorizadas. Elas têm uma bola ou uma série de barras com caracteres reais (letras e números) gravados em relevo na superfície. O caractere apropriado atinge a fita de tinta, transferindo a imagem do caractere para o papel. As impressoras de caracteres são rápidas e precisas para textos básicos, porém são muito limitadas para outros usos.

  • não-impacto: estas impressoras não tocam o papel quando criam uma imagem. As impressoras a jato de tinta fazem parte deste grupo, que inclui:

    • impressoras a jato de tinta: são descritas nesse artigo e usam uma série de esguichos que lançam gotas de tinta diretamente no papel.
    • impressoras a laser: descrita com mais profundidade em Como funciona uma impressora a laser, usam tinta seca (toner), eletricidade estática, e calor para colocar a tinta sobre o papel.
    • impressoras de tinta sólida: contêm tinta em bastões de cera que são derretidos e aplicados ao papel. A tinta então endurece no local.
    • impressoras com sublimação de tinta: têm um longo rolo de filme transparente que se assemelha a folhas de celofane vermelho, azul, amarelo e cinza grudadas umas às outras de uma extremidade à outra. As tintas sólidas correspondentes às quatro cores básicas usadas em impressão, estão embutidas neste filme: cian, magenta, amarelo e preto (CMYK). A cabeça da impressora usa um elemento aquecedor que varia de temperatura, dependendo da quantidade de uma determinada cor que precise ser aplicada. As tintas evaporam e saturam a superfície brilhosa do papel antes de retornarem para a forma sólida. A impressora transpõe sobre o papel cada uma das cores básicas, construindo gradualmente a imagem.
    • impressoras de cera térmica: são uma combinação das tecnologias de sublimação de tinta e de tinta sólida. Elas usam uma fita com faixas alternativas em CMYK. A fita passa em frente a uma cabeça de impressão que tem uma série de pequeninos pinos aquecidos. Os pinos fazem com que a cera derreta e fique aderida ao papel, onde ela endurece.
    • impressoras de tecnologia térmica autochrome: têm a cor no papel ao invés de na impressora. Há três camadas (cian, magenta e amarelo) no papel,e cada camada é ativada pela aplicação de uma quantidade de calor específica. A cabeça de impressão tem um elemento de aquecimento que pode variar de temperatura. A cabeça de impressão passa três vezes pelo papel, fornecendo a temperatura apropriada para cada camada de cor conforme o necessário.

Sem contar todas essas tecnologias incríveis, as impressoras a jato de tinta são, de longe, as mais populares. Na verdade, a única tecnologia que persiste até hoje é a das impressoras a laser.

Então, vamos ver mais de perto o que tem no interior de uma impressora a jato de tinta.

Interior de uma impressora a jato de tinta

As partes de uma impressora de jato de tinta são:
  • conjunto de cabeça de impressão
    • cabeça de impressão: o núcleo de uma impressora a jato de tinta, a cabeça de impressão, contém uma série de esguichos que são usados para lançar gotas de tinta.

O conjunto de cabeça de impressão

    • cartuchos de tinta: dependendo do fabricante e do modelo da impressora, os cartuchos de tinta vêm em diferentes combinações, tais como cartuchos para tintas preta e colorida separados, tintas preta e colorida em um único cartucho ou mesmo um cartucho para cada cor de tinta. Os cartuchos de algumas impressoras a jato de tinta incluem a própria cabeça de impressão.
    • motor de passo: um motor de passo move o conjunto de cabeça de impressão (cabeça de impressão e cartuchos de tinta) para frente e para trás, atravessando o papel. Algumas impressoras têm um outro motor de passo para estacionar o conjunto de cabeça de impressão quando a impressora não estiver em uso. Estacionar quer dizer que o conjunto de cabeça de impressão está impedido de se mover acidentalmente, como um freio de mão em um carro.

Motores de passo como este controlam o movimento da maioria das partes de uma impressora a jato de tinta

    • cinto: um cinto é usado para prender o conjunto de cabeça de impressão ao motor de passo.
    • barra estabilizadora: a cabeça de impressão usa uma barra estabilizadora para assegurar que o movimento seja preciso e controlado.

Aqui você pode ver a barra estabilizadora e o cinto.

  • conjunto de alimentação de papel
    • bandeja de papel/ alimentador: a maioria das impressoras a jato de tinta tem uma bandeja para você colocar papel. Algumas impressoras dispensam o uso da bandeja padrão por um alimentador. O alimentador tem um fecho com mola que fica aberto em um ângulo atrás da impressora, permitindo que você coloque papel nele. Os alimentadores não seguram tanto papel quanto uma bandeja tradicional.
    • roletes: um conjunto de roletes puxa o papel da bandeja ou do alimentador e manda o papel quando o conjunto de cabeça de impressão está pronto para mais uma folha.

Os roletes movem o papel pela impressora

    • motor de passo do alimentador de papel: este motor impulsiona os roletes a moverem o papel no passo exato e necessário para assegurar que uma imagem contínua seja impressa.

  • fonte de alimentação: enquanto que as primeiras impressoras tiveram um transformador externo,a maioria das impressoras de hoje usam uma fonte de alimentação padrão que é incorporada à própria impressora.
  • circuito elétrico de controle: uma quantidade pequena, mas sofisticada, de circuitos é construída na impressora para controlar todos os aspectos mecânicos de operação, assim como decodificar a informação enviada para a impressora pelo computador.

A operação mecânica da impressora é controlada por uma placa pequena de circuito contendo um microprocessador e uma memória

  • porta de interface(s): a porta paralela ainda é usada por muitas impressoras, mas a maioria das impressoras mais novas usa a porta USB. Algumas se conectam usando uma porta serial ou uma porta small computer system interface (SCSI).

Apesar de o USB estar dominando, muitas impressoras ainda usam uma porta paralela

Aquecimento x vibração

Tipos diferentes de impressoras a jato de tinta formam suas gotículas de tinta de formas diferentes. Há duas tecnologias principais de jato de tinta atualmente usadas pelos fabricantes de impressoras:


Visão dos esguichos em uma cabeça de impressão de jato de bolhas térmico

  • bolha térmica: usada por fabricantes como Canon  e Hewlett Packard, este método é geralmente chamado de jato de bolha. Em uma impressora a jato de tinta térmica, resistores minúsculos produzem calor, evaporando a tinta e criando uma bolha. Conforme a bolha se expande, um pouco da tinta é lançada de um esguicho sobre o papel. Quando a bolha “estoura” (é rompida), cria-se um vácuo. Isto puxa mais tinta do cartucho para dentro da cabeça de impressão. Uma cabeça de impressão de jato de bolha típica tem 300 ou 600 esguichos minúsculos, e todos eles podem lançar uma gotícula simultaneamente.

Clique no botão para ver como funciona uma impressora a jato de bolha térmico

  • piezoelectrico: patenteada pela Epson, esta tecnologia usa cristais piezo. Um cristal está localizado atrás do reservatório de tinta de cada esguicho. O cristal recebe uma pequena carga elétrica que faz com que ele vibre. Quando o cristal vibra para dentro, ele força uma pequena quantidade de tinta para fora do esguicho. Quando ele vibra para fora, puxa mais um pouco de tinta para o reservatório, repondo a tinta que saiu.
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Clique no botão para ver como funciona uma impressora a jato de tinta piezoelectrica

Vamos ver agora o que acontece no processo de impressão.

Clique OK imprimir

Quando você clica em um botão para imprimir, há uma seqüência de eventos que acontece:
  1. O aplicativo que você estiver usando envia os dados a serem impressos para o driver da impressora.
  2. O driver traduz os dados para um formato que a impressora possa entender e verifica se a impressora está online e disponível para imprimir.
  3. Os dados são enviados pelo driver do computador para a impressora via interface de conexão (paralela, USB, etc).
  4. A impressora recebe os dados do computador. Ela guarda uma certa quantidade de dados em um buffer. O buffer pode alcançar de 512 KB a 16 MB de memória RAM dependendo do modelo. Os buffers são úteis porque eles permitem que o computador termine com o processo de impressão rapidamente, ao invés de ter que esperar a página ser impressa. Um buffer grande pode armazenar um documento complexo ou vários documentos básicos.
  5. Se a impressora está ociosa por um período de tempo, ela normalmente passará por um ciclo curto de limpeza para garantir que a(s) cabeça(s) de impressão esteja(m) limpa(s). Uma vez que o ciclo de limpeza esteja completo, a impressora está pronta pra começar a imprimir.
  6. O circuito elétrico de controle ativa o motor de passo do alimentador de papel. Isto aciona os roletes, que alimentam a impressora com uma folha de papel da bandeja/alimentador. Um pequeno mecanismo de ativação na bandeja/alimentador é abaixado quando há papel na bandeja ou no alimentador. Se a alavanca não é abaixada, a impressora acende a luz de “sem papel” LED e envia um alerta para o computador.
  7. Uma vez que o papel entra na impressora e é posicionado no início da página, o motor de passo da cabeça de impressão usa o cinto para mover o conjunto de cabeça de impressão atravessando a página. O motor para por uma mínima fração de segundo para que a cabeça de impressão lance pontinhos de tinta na página se movendo um pouquinho antes de parar novamente. Esses passos acontecem tão rapidamente que parece um movimento contínuo.
  8. Pontos múltiplos são feitos a cada parada. Ela lança as cores CMYK em quantidades precisas para se fazer qualquer outra cor imaginável.
  9. No final de cada passo completo, o motor de passo do alimentador de papel empurra o papel uma fração de polegada. Dependendo do modelo da jato de tinta, a cabeça de impressão é reajustada ao começo do lado da página ou, na maioria dos casos, simplesmente troca de direção e começa a se mover para trás atravessando a página enquanto imprime.
  10. Este processo continua até que a página esteja impressa. O tempo que leva para uma página ser impressa varia muito de impressora para impressora. Este tempo também vai variar baseado na complexidade da página e no tamanho de alguma imagem que esteja na página. Por exemplo, uma impressora pode ser capaz de imprimir 16 páginas por minuto (PPM) de um texto em preto, mas pode levar alguns minutos para imprimir uma imagem colorida do tamanho de uma página inteira.
  11. Assim que a impressão está completa, a cabeça de impressão é estacionada. O motor de passo do alimentador de papel gira os roletes para terminarem de empurrar a página impressa para a bandeja de saída. A maioria das impressoras de hoje usa tinta que seca muito rapidamente, para que você possa pegar a folha imediatamente, sem borrá-la

Na próxima seção, você aprenderá um pouco mais sobre cartuchos de tinta e os papéis usados.

Papel e tinta

As impressoras a jato de tinta são razoavelmente baratas. Elas custam menos do que uma impressora a laser preta-e-branca, e muito menos do que uma impressora a laser colorida. Na verdade, alguns fabricantes vendem algumas de suas impressoras com prejuízo. Com freqüência você pode encontrar a impressora em liquidação por menos do que você pagaria por um conjunto de cartuchos de tinta!


Esta impressora é vendida por
menos de US$ 100



Por que eles fariam isso? Porque eles contam com suprimentos que você compra para que eles lucrem. Isto é muito semelhante à maneira que funcionam os negócios com vídeogame. O aparelho é vendido a preço de custo ou abaixo dele. Uma vez que você compra uma determinada marca de hardware, você vai ter de comprar outros produtos que funcionam com aquele hardware. Ou seja, você não pode comprar uma impressora do fabricante A e os cartuchos do fabricante B.


Tipo de cartucho de tinta colorida:
este tem tinta das cores cian, magenta e amarelo em reservatórios diferentes


Uma outra maneira que encontraram de reduzir custos foi incorporando grande parte da cabeça de impressão ao próprio cartucho. Os fabricantes acreditam que já que a cabeça de impressão é a parte da impressora com maior probabilidade de desgaste, substituí-la a cada vez que você repõe o cartucho aumenta a vida da impressora.

O papel que você usa em uma impressora a jato de tinta é muito importante para a qualidade da imagem. Papel de copiadora padrão funciona, mas não oferece uma imagem tão brilhante e nítida como um papel feito para uma impressora de jato de tinta. Há dois fatores principais que afetam a qualidade da imagem:

  • brilho
  • absorção

O brilho de um papel é normalmente determinado pela sua aspereza. Um papel áspero vai espalhar luz para várias direções, enquanto que um papel liso vai refletir mais da luz de volta na mesma direção. Isso faz com que o papel pareça mais brilhoso, o que também faz com que a imagem no papel pareça mais brilhante. Você pode ver isso ao comparar uma foto de um jornal com uma foto de uma revista. O papel liso da revista reflete luz de volta para o seu olho muito melhor do que a textura áspera do jornal. Qualquer papel designado como brilhante é geralmente mais liso do que um papel normal.

Outro fator chave na qualidade da imagem é a absorção. Quando a tinta é lançada sobre o papel, ela deve ficar em um ponto firme e simétrico. A tinta não deve ser absorvida demais pelo papel. Se isso acontecer, o ponto vai começar a empenar. Isto quer dizer que ela vai se espalhar de maneira irregular para cobrir uma área levemente maior do que a que a impressora espera. O resultado é uma página que parece de certa maneira borrada, particularmente nas extremidades dos objetos e do texto.


Imagine que o ponto à esquerda é um papel revestido e o ponto à direita é um papel de copiadora de baixa qualidade. Perceba o quanto o ponto da direita é maior e mais irregular, se comparado ao ponto da esquerda.

Como já disse, a visão borrada é causada pela absorção de tinta do papel. Para combater isto, o papel de alta qualidade para jatos de tinta é revestido com um filme de cera que mantém a tinta na superfície do papel. O papel revestido normalmente produz uma impressão muito melhor do que outros papéis. A baixa absorção do papel revestido é a chave para a capacidade de alta resolução de muitas impressoras a jato de tinta de hoje em dia. Por exemplo, uma impressora a jato de tinta da Epson pode imprimir a uma resolução de até 720x720 dpi em um papel comum. Com papel revestido, a resolução aumenta para 1440x720 dpi. A razão é que a impressora pode, na verdade, deslocar o papel levemente e acrescentar uma segunda coluna de pontos para cada coluna normal, sabendo que a imagem não ficará borrada e nem fará com que os pontos fiquem obscuros juntos.

As impressoras a jato de tinta podem imprimir uma variedade de mídias. As impressoras a jato de tinta comerciais podem às vezes lançar tinta diretamente em um item como o rótulo de uma garrafa de cerveja. Para uso do consumidor, há um grande número de papéis especiais, desde adesivos para cartões de negócios e folhetos. Você pode até passar a ferro os trânsfers que permitem que você crie uma imagem e coloque-a em uma camiseta. Uma coisa é certa, as impressoras a jato de tinta definitivamente oferecem uma maneira fácil e barata de você soltar sua criatividade.

Fonte:
HowStuffWorks