På mange måder er printhovedet hjertet i en inkjetprinter, direkte ansvarlig for at placere hver enkelt dråbe blæk på underlaget.

Inkjet-printhoveder er moderne tekniske vidundere, der er i stand til at placere tusindvis af blækdråber i forskellige størrelser præcis, hvor der er brug for dem. Der er flere tilgange til at designe printhoveder, men langt den mest almindelige til bredformat inkjet er drop-on-demand piezo.

I bund og grund indeholder printhovedet et blækkammer med en piezoelektrisk aktuator, der er lavet af et materiale som bly-zirkonium-titan (PZT). Når PZT tilføres en ekstern elektrisk ladning, ændrer det form og tvinger en dråbe blæk fra blækkammeret og ud gennem dysen. Dette design er velegnet til en lang række forskellige blæktyper, herunder vandige, opløsningsmiddel- og UV-hærdende blæk.

Det eneste reelle alternativ er termisk teknologi, som bruges af HP til deres latexprintere og Canon til deres ImagePrograf-serie. Det indebærer opvarmning af blækket i blækkammeret, indtil det fordamper og skaber en boble, som tvinger en dråbe blæk gennem dysen.

Teknikken er egentlig kun egnet til vandbaseret blæk, selvom HP har haft stor succes med at udvide anvendelsesområdet med sin latexblæk, som er vandbaseret og egnet til udendørs skiltning samt visse tekstilapplikationer.

Indtil videre har vi set, hvordan både piezo- og termoprinthoveder skaber nok tryk til at tvinge noget blæk gennem dysen, men det er kun halvdelen af historien. Trykket skal afbrydes med det samme, hvilket trækker noget af blækket tilbage i dysen.

Det afbryder blæktilførslen og stopper dannelsen af blækdråberne, og når blækket ryger tilbage til dysen, kan det uundgåeligt sprøjte på dysepladen. Det vildfarne blæk kan i sidste ende føre til blokerede dyser og defekte printhoveder.

Binær versus gråskala

Størrelsen på de enkelte blækdråber påvirker direkte den samlede udskriftskvalitet. Generelt giver små dråber god definition og høj opløsning og er gode til tekst, mens store dråber hurtigt kan dække store områder og er gode til udskrivning af store flade områder. Mange printere, især de større og hurtigere flatbeds, har en binær tilgang, hvor hver dråbe har samme størrelse, fordi det er hurtigere.

Alternativet er at variere størrelsen på blækdråberne, en teknik, der normalt er kendt som gråtonetryk. Der er en række fordele ved dette. For det første gør blandingen af større og mindre prikker det lettere at håndtere gradienter og små toneskift, f.eks. i et himmellandskab eller hudtoner.

Det kan også føre til et lavere blækforbrug, dels fordi nogle af prikkerne er ret små, men også fordi det er lettere at få mere jævne gradienter med fire farver uden at skulle bruge flere farver.

Der er tre grundlæggende tilgange, dog med flere variationer. Den første er faktisk at affyre forskellige dråbestørrelser, f.eks. ved at variere den elektriske strøm, der bruges til at generere dråberne. Den anden er at affyre en meget tung blækdråbe, som strækker sig, når den flyver gennem luften, og falder fra hinanden i større og mindre dråber.

Mange printhoveder bruger typisk en kombination af disse metoder. Det tredje alternativ er kendt som multipulsing og indebærer, at man hurtigt affyrer to dråber blæk, som derefter smelter sammen til en enkelt større dråbe, normalt i flugt, før de rammer underlaget.

Drop efter behov

Xaar har netop lanceret 5601-printhovedet, som er egnet til vandige blæk.

Mange leverandører har vendt sig mod MEM, eller mikroelektromekaniske systemer, fordi denne teknologi giver en omkostningseffektiv måde at designe komplekse dele på. I bund og grund dannes systemet på et silicium- eller glassubstrat. Det er ikke den nemmeste teknik og kræver meget avancerede fremstillingsteknologier på mikroniveau.

Virksomheder, der bruger MEM-teknologi, omfatter Konica Minolta, som har en række printhoveder, f.eks. KM1024, der er meget udbredt i storformatprintere. Der findes en hurtigere version, 1024i, som er velegnet til UV- og solventblæk.

Den har et højtydende varmelegeme indbygget i hovedet, hvilket gør det lettere at håndtere blæk med høj viskositet. Den har en oprindelig dråbestørrelse på 13 picoliter, men kan producere op til otte niveauer af gråtoner. Opløsningen er 360 dpi.

Dimatix, som nu er en del af Fujifilm, fremstiller en række printhoveder, herunder Q-klassen, som bruges i en række bredformatprintere. Der findes 70 varianter med forskellige dråbestørrelser fra 10 til 200 picoliter i både binære og gråtonede versioner. Hovederne er monteret i rammer med enten to eller fire hoveder, så der er plads til op til 1024 dyser.

Ricoh producerer også printhoveder, der er velegnede til digital print i bredformat, og har netop annonceret et nyt printhoved, MH5220. Det har fire rækker med 320 dyser, i alt 1280 dyser, og en opløsning på 1200 dpi. Det kan sprøjte flere dråbestørrelser fra 2,5 til 9 picoliter ved at flette dråberne sammen undervejs.

Xaar bruger også MEM til sine printhoveder i Xaar 1003-serien, som er egnet til brug med UV- og opløsningsmiddelblæk. Disse printhoveder kommer med en ny dysepladebeskyttelsesfunktion kaldet XaarGuard, der er designet til at begrænse skader på printhovederne, som stadig er en stor årsag til hovedfejl.

Xaars seneste printhoved er Xaar 5601, der er designet til at håndtere vandige væsker som f.eks. sublimeringsblæk, der findes i tekstilprintere i bredformat. 5601-serien har 1200 dyser pr. tomme med en oprindelig dråbestørrelse på kun 3 picoliter. Dette kan dog kombineres med otte gråtoneniveauer for at opnå en tilsyneladende opløsning på omkring 2440 dpi.

Begge serier bruger Xaars TF-teknologi, som står for Through Flow. I bund og grund betyder det, at blækket recirkuleres gennem printhovedet forbi bagsiden af hver dyse, hvilket er med til at reducere muligheden for, at luft og snavs i blækket tilstopper dyserne.

Epson har udviklet sit PrecisionCore-printhoved baseret på sin piezo-teknologi med tynd film, som findes i alle sine bredformatprintere. Det grundlæggende princip er, at jo tyndere piezo-filmen er, jo mere kan den bøjes, hvilket igen giver mere præcis kontrol over den måde, den skubber blækket gennem dysen på. Som med de fleste moderne printhoveder er PrecisionCore-hovederne baseret på MEMs-teknologi.

Integration af printere

Epson har udviklet sit eget PrecisionCore-printhoved baseret på sin MicroTFP-teknologi.

Selv om det er rigtigt, at der kun er nogle få virksomheder, der fremstiller printhoveder, og at mange printere i en given klasse bruger de samme hoveder, kan der stadig være betydelige forskelle mellem printerne og deres ydeevne. De fleste leverandører af printhoveder producerer forskellige variationer af deres hoveder, som kan justeres, så de opfylder printerudviklerens krav.

Desuden samarbejder blækudviklerne med printhovedproducenterne om at teste og justere både den måde, hovederne er implementeret på, og formuleringen af blækket for at få den bedste ydelse. Det betyder, at man tester, hvilken effekt blækket vil have på hovederne, og at man f.eks. sikrer, at blækket ikke reagerer med belægningen på dysepladen eller limen, der binder de forskellige dele af hovedet sammen.

Ved denne test finder man også den optimale viskositet for blækket, som har direkte indflydelse på, hvordan blækdråberne dannes, hvilket kan betyde, at man skal opvarme blækket og sikre, at hovedet kan klare den temperatur.

I de fleste tilfælde vil printhovedproducenten også udvikle den drivelektronik og de bølgeformer, der er nødvendige for at skyde blækket gennem hovederne. Mange printerleverandører foretrækker dog at udvikle deres egne bølgeformer, da det direkte påvirker den måde, blækdråberne dannes på, og blækkets samlede ydeevne med hovederne.

Vedligeholdelse

Endelig er det værd at påpege vigtigheden af god vedligeholdelse. Den største enkeltstående årsag til fejl på printhoveder er blokerede dyser, som for det meste kan undgås ved regelmæssigt at rengøre hovederne.

Hvis man bruger et par minutter i begyndelsen og slutningen af hvert skift på at tørre dyserne af, kan man sikre, at printhovederne holder i flere år, hvilket minimerer printerens nedetid og sparer penge. Under alle omstændigheder er det bedst at sikre sig, at printergarantien omfatter udskiftning af mindst ét printhoved om året.