Sok tekintetben a nyomtatófej a tintasugaras nyomtató szíve, amely közvetlenül felelős az egyes tintacseppek hordozóra juttatásáért.
A tintasugaras nyomtatófejek a modern technika csodái, amelyek képesek különböző méretű tintacseppek ezreit pontosan a szükséges helyre juttatni. A nyomtatófejek kialakítására többféle megközelítés létezik, de a széles formátumú tintasugaras nyomtatásban messze a legelterjedtebb a drop-on-demand piezo.
A nyomtatófej lényegében egy tintakamrát tartalmaz, piezoelektromos működtetővel, amely olyan anyagból készül, mint az ólom-cirkónium-titán (PZT). Amikor a PZT-re külső elektromos töltést alkalmazunk, az megváltoztatja alakját, és egy tintacseppet kényszerít ki a tintakamrából a fúvókán keresztül. Ez a kialakítás a különböző tintatípusok széles skálájához alkalmas, beleértve a vizes, oldószeres és UV-keményedő tintákat.
Az egyetlen valódi alternatíva a hőtechnológia, amelyet a HP a latexnyomtatóiban és a Canon az ImagePrograf sorozatában használ. Ennek lényege, hogy a tintát a tintakamrában addig melegítik, amíg az el nem párolog, és buborékot nem hoz létre, amely a tintacseppet a fúvókán átnyomja.
A technika csak vízbázisú tintákhoz alkalmas, bár a HP jelentős sikereket ért el az alkalmazások körének bővítésében latex tintáival, amelyek vízbázisúak és alkalmasak kültéri feliratokra, valamint bizonyos textilipari alkalmazásokra.
Eddig azt láttuk, hogy mind a piezo, mind a termikus nyomtatófej elegendő nyomást hoz létre ahhoz, hogy némi tintát préseljen át a fúvókán, de ez csak a történet fele. Ezt a nyomást azonnal le kell állítani, ami a tinta egy részét visszahúzza a fúvókába.
Ez megszakítja a tintaellátást, megállítja a tintacseppek képződését, és elkerülhetetlenül, ahogy a tinta visszapattan a fúvókához, a fúvókalemezre fröccsenhet. A kóbor tinta végül eltömődött fúvókákhoz és meghibásodott nyomtatófejekhez vezethet.
Bináris versus szürkeárnyalat
Az egyes tintacseppek mérete közvetlenül befolyásolja az általános kimeneti minőséget. Általánosságban elmondható, hogy a kis cseppek jó felbontást és nagy felbontást eredményeznek, és szövegek nyomtatására alkalmasak, míg a nagy cseppek gyorsan nagy területeket fednek le, és nagy sík területek nyomtatására alkalmasak. Sok nyomtató, különösen a nagyobb, gyorsabb síkágyas nyomtatók, bináris megközelítést alkalmaznak, ahol minden csepp egyforma méretű, mert ez gyorsabb.
A másik lehetőség a tintacseppek méretének változtatása, amely általában szürkeárnyalatos nyomtatásként ismert technika. Ennek számos előnye van. Először is, a nagyobb és kisebb pontok keverése megkönnyíti a színátmenetek és az enyhe tónuseltolódások kezelését, például a felhőábrázolások vagy a bőrtónusok esetében.
Ez a tintafogyasztás csökkenéséhez is vezethet, részben azért, mert a pontok egy része elég kicsi, de azért is, mert négy színnel könnyebben lehet simább gradienseket létrehozni anélkül, hogy további színekre lenne szükség.
Három alapvető megközelítés létezik, bár számos variációval. Az első a különböző méretű cseppek tényleges kilövése, például a cseppek előállításához használt elektromos teljesítmény változtatásával. A második módszer az, hogy egy nagyon nehéz tintacseppet lőnek ki, amely a levegőben repülve megnyúlik, és kisebb-nagyobb cseppekre esik szét.
Jellemzően sok nyomtatófej a megközelítések kombinációját használja. A harmadik alternatíva a többszörös impulzálás, amely két tintacsepp gyors kilövését jelenti, amelyek aztán egyetlen nagyobb cseppé olvadnak össze, általában repülés közben, mielőtt a hordozóra érnének.
Drop on demand
A Xaar most dobta piacra ezt az 5601-es nyomtatófejet, amely vizes tintákhoz alkalmas.
Sok gyártó a MEM-ek, azaz a mikroelektromechanikus rendszerek felé fordult, mivel ez a technológia költséghatékony megoldást kínál az összetett alkatrészek tervezéséhez. A rendszert lényegében szilícium- vagy üvegszubsztráton alakítják ki. Ez nem a legegyszerűbb technika, és rendkívül fejlett, mikroméretű gyártási technológiákat igényel.
A MEM-technológiát használó vállalatok közé tartozik a Konica Minolta, amely számos nyomtatófejjel rendelkezik, mint például a KM1024, amelyet széles körben használnak nagy formátumú nyomtatókban. Van egy gyorsabb változata, az 1024i, amely UV és oldószeres tintákhoz is alkalmas.
A fejbe beépített nagy teljesítményű fűtőberendezéssel rendelkezik, amely megkönnyíti a nagy viszkozitású tinták kezelését. A natív cseppmérete 13 pikoliter, de akár nyolc szürkeárnyalatot is képes előállítani. A felbontás 360 dpi.
A Dimatix, amely ma már a Fujifilm része, számos nyomtatófejet gyárt, köztük a Q-osztályt, amelyet számos széles formátumú nyomtatóban használnak. 70 variáció létezik különböző cseppméretekkel, 10 és 200 pikoliter között, bináris és szürkeárnyalatos változatban egyaránt. A fejek két vagy négy fejből álló keretbe vannak szerelve, amelyek akár 1024 fúvókát is lehetővé tesznek.
A Ricoh széles formátumú digitális nyomtatáshoz alkalmas nyomtatófejeket is gyárt, és most jelentett be egy új nyomtatófejet, az MH5220-at. Ez négy sor 320 fúvókával rendelkezik, ami összesen 1280 fúvókát és 1200 dpi felbontást jelent. A cseppek repülés közbeni egyesítésével 2,5 és 9 pikoliter közötti több cseppméretet képes szórni.
A Xaar szintén MEM-eket használ a Xaar 1003 sorozatú fejekhez, amelyek UV- és oldószeres tintával is használhatók. Ezek a nyomtatófejek egy új, XaarGuard nevű fúvókalemez-védelmi funkcióval rendelkeznek, amely a nyomtatófejek sérülésének korlátozására szolgál, ami még mindig a fej meghibásodásának egyik fő oka.
A Xaar legújabb nyomtatófeje a Xaar 5601, amelyet vizes folyadékok, például a széles formátumú textilnyomtatókban használt szublimációs festékek kezelésére terveztek. Az 5601-es sorozat 1200 fúvókával rendelkezik hüvelykenként, a natív cseppméret pedig mindössze 3 pikoliter. Ez azonban nyolc szürkeárnyalat-szinttel kombinálva körülbelül 2440 dpi látszólagos felbontást eredményez.
Mindkét sorozat a Xaar TF technológiáját használja, ami a Through Flow rövidítése. Ez lényegében azt jelenti, hogy a tinta az egyes fúvókák hátulján keresztül kering a nyomtatófejen keresztül, így csökkentve annak lehetőségét, hogy a tintában lévő levegő és törmelék eltömítse a fúvókákat.
Az Epson kifejlesztette a PrecisionCore nyomtatófejet, amely a vékonyfilmes piezo technológián alapul, és amely minden széles formátumú nyomtatójában megtalálható. Az alapelv az, hogy minél vékonyabb a piezofilm, annál jobban tud hajlítani, ami viszont pontosabb szabályozást biztosít a tinta fúvókán való átnyomásának módját illetően. A legtöbb modern nyomtatófejhez hasonlóan a PrecisionCore fejek is MEM-technológián alapulnak.
Nyomtató integráció
Az Epson kifejlesztette saját PrecisionCore nyomtatófejét, amely a MicroTFP technológián alapul.
Bár igaz, hogy csak néhány cég gyárt nyomtatófejeket, és hogy egy adott osztályban sok nyomtató ugyanazt a fejet használja, mégis jelentős különbségek lehetnek a nyomtatók és teljesítményük között. A legtöbb nyomtatófejgyártó különböző variációkat gyárt a fejekből, amelyeket a nyomtatófejlesztő igényeihez igazíthat.
Ezen túlmenően a tintafejlesztők a nyomtatófejgyártókkal együttműködve tesztelik és hangolják mind a fejeket, mind a tinták összetételét a legjobb teljesítmény elérése érdekében. Ez azt jelenti, hogy tesztelik, hogy a tinta milyen hatással lesz a fejekre, biztosítva például, hogy a tinta ne lépjen reakcióba a fúvókalapon lévő bevonattal vagy a fej különböző részeit összekötő ragasztóval.
Ez a vizsgálat a tinta optimális viszkozitását is keresi, ami közvetlenül befolyásolja a tintacseppek kialakulását, ami a tinták felmelegítését és annak biztosítását jelentheti, hogy a fej megbirkózzon ezzel a hőmérséklettel.
A legtöbb esetben a nyomtatófej gyártója fejleszti ki a meghajtó elektronikát és a tinta fejeken történő kilövéséhez szükséges hullámformákat is. Sok nyomtatógyártó azonban inkább saját hullámformákat fejleszt, mivel ez közvetlenül befolyásolja a tintacseppek kialakulásának módját és a tinta általános teljesítményét a fejekkel.
Karbantartás
Végezetül érdemes rámutatni a megfelelő karbantartás fontosságára. A nyomtatófejek meghibásodásának legnagyobb egyedi oka az eltömődött fúvókák, ami a fejek rendszeres tisztításával többnyire elkerülhető.
Minden műszak elején és végén a fúvókák megtisztítására fordított néhány perc biztosítja, hogy a nyomtatófejek több évig kitartsanak, minimálisra csökkentve a nyomtató leállási idejét és pénzt takarítva meg. Mindenesetre a legjobb, ha meggyőződik arról, hogy a nyomtató garanciája magában foglalja legalább egy nyomtatófej éves cseréjét.