Hệ thống dẫn mực liên tục (CISS) trên máy in phun Canon hoạt động như một mạch thủy lực động, dựa trên ba yếu tố vật lý cốt lõi: áp suất khí quyển, trọng lực và lực mao dẫn. Nguyên lý hoạt động căn bản của hệ thống này được giải thích qua các cơ chế sau:
1. Nguyên lý Bình Mariotte (Mariotte's Bottle) Đây là nguyên lý nền tảng của hệ thống CISS, được nhà vật lý học người Pháp Edme Mariotte phát minh từ thế kỷ 17. Việc ứng dụng nguyên lý này cho phép mực được bơm từ bình chứa bên ngoài vào máy in với một lưu lượng và áp suất luôn ổn định, đồng đều.
2. Cấu trúc bình chứa kép (Dual-compartment design) Để tạo ra áp suất ổn định, các bình chứa mực ngoài của CISS được thiết kế chia làm hai khoang hoạt động như hai bình thông nhau ở đáy:
- Khoang dự trữ mực (Reserve Compartment): Có dung tích lớn (thường trên 100ml) dùng để chứa lượng mực in chính và được đóng kín hoàn toàn.
- Khoang cân bằng khí (Air Balance Chamber): Có thiết kế dạng cột hẹp và luôn có lỗ thông với áp suất khí quyển bên ngoài.
3. Cơ chế điều áp và lực hút chân không
- Mục đích cốt lõi của thiết kế buồng kép là đảm bảo áp suất tại cụm đầu phun luôn không đổi, bất kể mực trong bình dự trữ còn đầy 90% hay đã cạn còn 10%.
- Áp suất thủy tĩnh của toàn bộ hệ thống không phụ thuộc vào tổng thể tích mực, mà được quyết định bởi chiều cao của cột mực bên trong khoang cân bằng khí. Khoang cân bằng khí này bù đắp và cân bằng với áp suất khí quyển (mức mực ở khoang này thường luôn phải giữ ở mức rất thấp, dưới 2cm).
- Khi máy in hoạt động, quá trình bơm mực sẽ tạo ra lực hút chân không tại vị trí hộp mực bên trong máy. Lực hút này kéo mực từ bình dự trữ bên ngoài chảy xuyên qua hệ thống ống dẫn linh hoạt để đi vào đầu phun một cách tuần hoàn.
4. Quy tắc đồng phẳng (Leveling Rule) Đây là nguyên tắc vận hành vật lý tối quan trọng của CISS: Bình chứa mực bên ngoài bắt buộc phải được đặt trên cùng một mặt phẳng nằm ngang với bệ máy in.
- Vị trí ngang bằng này giúp cho trọng lực tác dụng lên cột mực được cân bằng hoàn hảo với lực mao dẫn của đầu phun và áp suất của buồng cân bằng khí.
- Nếu bạn đặt bình mực cao hơn máy, áp suất thủy tĩnh dư thừa sẽ áp đảo van đầu phun, làm mực chảy tràn và rò rỉ vào bên trong máy.
- Ngược lại, nếu đặt bình mực thấp hơn máy, trọng lực sẽ kéo mực chảy ngược về lại bình, tạo ra khoảng chân không hút không khí lọt vào bên trong vòi phun làm mất tia mực.
