Tulostuspää on minkä tahansa mustesuihkutulostimen ydin, mutta useimmat tulostimet ottavat ne huomioon vain silloin, kun ne eivät toimi odotetulla tavalla. Sonja Angerer kertoo 10 tärkeintä kysymystä aloittelijoille ja ammattilaisille mustesuihkutulostuspäästä ja siitä, miten löydät oikean tulostuspään yrityksellesi ja tarpeisiisi.
1. Kuinka kauan mustesuihkutulostuspäitä on ollut olemassa?
IBM toi ensimmäiset toimivat digitaaliset tulostimet, joissa oli mustesuihkupää, markkinoille 1970-luvun alussa. Ne oli kuitenkin tarkoitettu vain teollisuuskäyttöön. 1980-luvun puolivälissä HP ja Epson toivat markkinoille mustesuihkutulostimia jokapäiväiseen toimistokäyttöön. Aluksi tulostimet olivat vielä mustavalkoisia, mutta 1980-luvun loppupuolella markkinoille tulivat ensimmäiset väritulostimet, jotka toimivat A3-kokoiselle paperille. Kun digitaalinen suurkuvatulostus alkoi 1990-luvun lopulla, mustesuihkutulostuspäät tulivat entistä tehokkaammiksi, ja tulostimeen oli rakennettava useita tulostuspäätä, jotta moniväritulostus olisi mahdollista.
2. Missä CIJ-tulostuspäätä käytetään?
Ensimmäiset mustesuihkutulostimet käyttivät CIJ-prosessia (Continuous Ink Jet), joka tunnetaan myös nimellä Continuous Flow tai Continuous Drop. Suuttimet tuottavat jatkuvan mustepisaravirran, joka johdetaan sähkökentän läpi, joka poikkeuttaa tai pysäyttää pisarat tarpeen mukaan. Pisarat, joita ei tarvita tulostuksessa, ohjataan keräysastiaan ja käytetään lopulta uudelleen.
CIJ-tulostuksessa käytetään suurta nopeutta ja erittäin hienoja, tasaisia pisaroita, mutta mustekulutus on yleensä suurempi kuin DoD-mustesuihkutulostuksessa. Siksi niitä käytetään osoitteiden tai yksinkertaisten etikettien nopeaan tulostamiseen sekä joihinkin teollisiin sovelluksiin.
3. Mikä on DoD:n mustesuihkutekniikka?
DoD-mustesuihkutulostuspäässä (drop-on-demand) jokainen suuttimesta tuotettu pisara sijoitetaan myös alustalle. Termisessä mustesuihkutekniikassa ja kuplasuihkutekniikassa pisara tuotetaan lämmittämällä mustetta suuttimessa. Pietsomustesuihkupäässä tämä tapahtuu kiteen avulla, joka aktivoituu sähköllä. Graafisessa teollisuudessa ja toimistotulostimissa DoD-mustesuihku on yleisin.
4. Miten pietsomustesuihkutulostuspäät toimivat?
Piezomustesuihkutulostuspäät käyttävät pietsosähköisiä kiteitä, jotka taipuvat, kun niihin kytketään sähköjännite. Tämä pienentää mustekammion kokoa ja työntää pisaran ulos suuttimesta. Epson kehitti tämän tekniikan 1980-luvun lopulla, ja sen ansiosta tulostuspäät ovat erittäin tarkkoja ja luotettavia. Piezo-mustesuihkutulostuspäät voivat myös tuottaa erikokoisia pisaroita. Niitä valmistavat muun muassa Epson, Fujifilm, Konica Minolta, Kyocera, Toshiba ja Xaar.
Piezopäässä voidaan käyttää monia erilaisia musteiden koostumuksia. Tämä johtuu siitä, että mustetta ei tarvitse keittää. Näin ollen myös lämpöherkät ja erittäin haihtuvat komponentit, jotka ovat ongelmallisia lämpömustesuihkutuksessa, soveltuvat.
Kuvan luotto: S. Angerer
5. Mitkä ovat lämpömustesuihkupään ominaisuudet?
Lämpömustesuihkutulostuspäässä käytetään pientä lämmitintä, joka höyrystää musteen suuttimen kammiossa. Tämä luo kuplan, joka työntää pisaran ulos suuttimesta. HP ja Canon patentoivat perusperiaatteen lähes samanaikaisesti 1970-luvun lopulla. Canon Bubble Jet(video) ja HP Thermo Inkjet -tulostuspäät eroavat kuitenkin teknisiltä yksityiskohdiltaan toisistaan.
Lämpömustesuihkutulostuspäät ovat yleensä halvempia ja helpompia valmistaa kuin pietsomustesuihkutulostuspäät. Niiden käyttöikä on kuitenkin lyhyempi, ja niillä voidaan yleensä tuottaa vain yhtä pisarakokoa. HP:n Pagewide-tekniikka(video) on myös lämpömustesuihkutekniikan muunnos.
6. Mikä on harmaasävy / harmaasävymustesuihkutulostuspää?
Harmaasävytulostuspäätä kutsutaan myös ”muuttuviksi pisteiksi”, koska ne mahdollistavat hienojen sävyjen ja tarkkojen yksityiskohtien tulostamisen ilman ylimääräisiä tulostuspään läpimenoja. Tätä varten ne lähettävät mustepisaroita eri tilavuuksia. Mallista riippuen tilavuus vaihtelee muutamasta pikolitrasta yli 50 pl:aan.
Eri pisarakoot mahdollistavat paremman kuvanlaadun ihmissilmälle samalla fyysisellä suutintiheydellä. Esimerkiksi terävät reunat tai kirjaimet näyttävät tasaisemmilta ja miellyttävämmiltä asettamalla pienemmät pisarat. Pisaroiden sijoittelun tarkkuus ja tasaisuus, niiden minimi- ja maksimikoko, painovärien määrä ja katseluetäisyys vaikuttavat myös osaltaan havaittavaan kuvanlaatuun. Harmaasävytulostuspäät ovat tyypillisesti Piezo-tekniikkaa.
7. Mitä ”binäärinen” mustesuihkutulostuspää tekee?
Binäärimustesuihkutulostuspäässä on vain kaksi vaihtoehtoa: pisarat tai ei pisaroita. Tämä tarkoittaa, että jokainen pisara on samankokoinen. Mitä pienempi pisara, sitä hitaampi (mutta tarkempi) tulostin on. Tämä johtuu siitä, että hyvin pienillä pisaroilla tarvitaan enemmän tulostuspään läpivientikertoja per motiivi. Binääripäätä käytetään usein teollisessa mustesuihkutulostuksessa, koska niillä voidaan levittää nopeasti suurempia nestemääriä, kuten lakkaa tai pohjamaalia.
8. Mitä etuja MEMS-tulostuspäät tarjoavat?
MEMS on lyhenne sanoista micro-electro-mechanical system (mikrosähkömekaaninen järjestelmä) eli mikä tahansa järjestelmä, jonka komponenttien mitat ovat 1 mikrometri.
Kun puhutaan mustesuihkutulostuspäästä, MEMS:llä tarkoitetaan piipohjaisten tietokonesirujen kaltaista valmistusprosessia. Tästä syystä niitä kutsutaan myös nimellä Si-MEMS tai Thin Layer / Thin Film inkjet. Ensimmäiset Si-MEMS-tulostuspäät oli tarkoitettu toimistotulostimiin ja kodinkoneisiin, joissa oli lämpö- tai kuplasuihkutekniikka.
Nykyään on olemassa myös piikiekkoihin valmistettuja pietsopäätä, kuten Epsonin PrecisionCore-päitä(video).
9. Mitä eroa on yksisuuntaisten ja monisuuntaisten päiden välillä?
Se, kutsutaanko tulostinta yhden vai useamman kulun laitteeksi, riippuu koko tulostusprosessista, ei vain mustesuihkupäästä. Multi-pass-tekniikassa tulostusyksikkö liikkuu useita kertoja alustan tietyn kohdan yli. Tämän seurauksena voidaan käyttää vähemmän tuottavia mustesuihkutulostuspäätä. Yksisuuntaisessa tulostuksessa, jossa substraatti kulkee kohtisuoraan painesäteen alla, joten tulostussäde ohittaa substraatin jokaisen kohdan vain kerran.
Single-pass-tulostuksessa käytetään pääasiassa vesipohjaista painoväriä papereihin ja aaltopahviin sekä suoratekstiilipainatuksessa. EFI:n Nozomi-malliston single-pass-tulostimissa(video) käytetään kuitenkin UV-kovetteisia painovärejä. Monipassitulostukseen soveltuvat vesi- ja liuotinpohjaiset, lateksi- tai UV-kovetteiset musteet.
10. Onko lasertulostimissa tulostuspäät?
Laser- tai väriainekirjoittimissa ei ole tulostuspäätä. Lasersäde ohjataan staattisesti varattuun telaan, joten se poistaa varauksen paikoista, joihin ei pitäisi levittää väriainetta. Näin valmisteltu tulostustela siirtää hiukkaset alustalle ja kiinnittää ne lämmön avulla(video).
Oikean tulostuspään löytäminen
Tulostuspäät voidaan ostaa yksittäin, mutta tulostimissa ratkaisevaa on mustesuihkutulostuspään, ohjauksen, mekaniikan ja ohjelmiston välinen yhteys. Siksi digitaaliset tulostuskoneet toimitetaan valmiiksi määritellyillä tulostuspäillä. Kokoonpanoa ei voi muuttaa. Sen vuoksi voidaan käyttää vain koneeseen asennettuun tulostuspäähän hyväksyttyjä musteita.
Piezo-tulostuspäät ovat yleensä kalliimpia ja kestävät kauemmin kuin lämpö-tulostuspäät. Joissakin tulostimissa termomustesuihkupäät vaihdetaan yhdessä mustesäiliön kanssa. Mitä enemmän tulostuspäätä on asennettu, sitä korkeammat ovat tulostimen kokonaiskustannukset (Total Cost of Ownership, TCO).
Varsinaisen mustesuihkutulostuspään vaihtokustannukset riippuvat kuitenkin monista muista tekijöistä: Voivatko kenttäkäyttäjät asentaa ja kohdistaa mustesuihkutulostuspään? Tarvitaanko valmistajan teknikkoa? Voidaanko tulostuspäät regeneroida ja mahdollisesti käyttää uudelleen? Onko kyseessä tulostuspään malli, joka on hyvin yleinen markkinoilla ja jota voidaan näin ollen hankkia monista lähteistä?
Tulostajien olisi sen vuoksi edelleen kysyttävä neuvoa valmistajilta tai erikoistuneilta jälleenmyyjiltä.