インクジェットプリントヘッドは液体を正確に噴射し、様々なインクタイプと粘度に対応する。主な技術は、ピエゾ方式（PZT材料を使用）とサーマル方式（インクを加熱して蒸気にする）です。また、高速用の連続インクジェットや大液滴用のバルブジェットもある。この業界では、新しい産業用アプリケーションや3Dプリンティング・アプリケーションに牽引され、研究開発が進んでいる。
インクジェットプリントヘッドは、すべてのインクジェットプリンターと同様に、デジタル革命の中核をなしている。プリントヘッドの目的は、必要なときに必要な液体を基材に滴下することです。グラフィックアート用途のインクであったり、工業用途のコーティング剤などの機能性液体であったり、ほとんどのヘッドはさまざまな用途に対応できるように設計されています。重要な特徴は、液滴を必要な場所に正確に配置する精度であり、これは印刷速度が速くなるほど難しくなる。
印字ヘッドは、さまざまな液体やインクの特性に対応できなければなりません。現在使用されている最も一般的なヘッドの多くは、UV硬化型インクを実行するように設計されていますが、その他の液体は溶剤、水、または油をベースとしているかもしれません。実際、テキスタイル印刷やシングルパス商業印刷の着実な成長により、水性インクを扱えるプリントヘッドの需要が高まっています。ヘッドとそれに関連するすべての流体管理システムは、ヘッドの材質を侵食する可能性のある溶剤や、内部の電気回路をショートさせる可能性のある水など、これらの流体に含まれるあらゆる化学薬品に耐えられるように硬化されていなければならない。
OEMはますます液の機能性を高めたいと考えるようになっており、ヘッドメーカーはそれに対応しなければならない。多くのグラフィック市場では、インク消費量の低減につながるはずの、顔料充填量の多いインクへの明確なトレンドがある。このようなインクは一般的に粘度が高く、噴射しにくいが、インクを加熱して粘度を下げるなど、これを回避する方法はたくさんある。しかし、ほとんどのプリントヘッドは10cPまたは20cPまでの粘度しか扱えませんが、Xaarプリントヘッドの中には100cPまでの粘度の液体を扱えるものもあります。
一部のプリントヘッドは、インク内の粒子の沈殿を防ぎ、ノズル周辺の詰まりをなくすために、ヘッド内でインクを再循環させることができます。これは、大きな粒子を含む白色などの特定のインクや、大気中にほこりや汚れが多い産業用途に便利です。再循環は、ヒーターを通り過ぎて循環するため、インクの温度を維持するのにも役立つ。
大判プリンターの大半は、ピエゾ式ドロップ・オン・デマンド印刷ヘッドを使用している。これは、電荷が一部の材料の形状を変化させるという自然発生現象を利用したものです。これらのプリントヘッドのほとんどは、PZT（チタン酸ジルコン酸鉛）で作られたアクチュエーターを備えています。PZTは、インクチャンバーからノズルを通してインクを押し出すために形状を変化させるのに、非常に効率的な圧電特性を備えているからです。
これらのピエゾ式プリントヘッドは、さらに2つのクラスに分けることができます。おそらく最も一般的なタイプは、圧電材料のブロックを使用するバルク圧電です。その好例が、京セラが開発したモノリシック・ブロック・アクチュエータである。京セラの名前は京都セラミックスに由来し、同社はセラミックスの専門知識を駆使して、薄い圧電セラミック基板を使用した高密度多結晶セラミックアクチュエータを開発した。その結果、長さ116mm、幅34mm、深さわずか0.04mmの非常に薄い圧電アクチュエータープレートが完成し、ヘッド内のインク室の上に設置された。京セラは、このアクチュエーターに印加する電圧を波形と駆動電子回路によって精密に制御することで、このアクチュエーターの形状を微妙にコントロールし、各インク室からインクを吐出させることができる。リコーMH5320 Gen6、富士フイルムDimatix Starfire、Xaarのほとんどのプリントヘッドなど、他の多くのプリントヘッドもバルクピエゾアプローチの独自のバリエーションに基づいている。
ピエゾ・エレクトリック方式に代わる方法として、MEMs（MicroElectrical Mechanical Systems）方式があり、これは半導体技術を用いてアクチュエーターを構成する。理論的には、より複雑で精度の高いアクチュエーターが可能になる。PZTをアクチュエーターに加えるには、主に2つのアプローチがあり、富士フイルムディマティックスはスパッタリングPZTを、リコーなどはゾルゲルを使用するが、どちらもPZTの膜は非常に薄くなる。シリコンは一度に1層ずつ積み上げられ、フォトリソグラフィーを使って層内にパターンを作り、電子回路と流体管理用の流路を形成する。代表的な例としては、Fujifilm Dimatix Samba、Epson PrecisionCore、Ricoh TH5241などがある。
もうひとつの一般的なプリントヘッドはサーマルインクジェット（TIJ）で、インクが加熱されて蒸気バブルが形成され、ノズルから液滴が押し出される。これは、ラテックスインクや樹脂インクなどの水性インクでのみ機能し、主にHPとMemjetがワイドフォーマットアプリケーションで使用している。HPは他のOEMにもサーマルプリントヘッドを販売しており、主にコーディングやマーキング用途、一部のグラフィック・パッケージング印刷に使用されている。一般的にサーマルヘッドの寿命は比較的短く、消耗品とみなされている。しかし、HPとMemjetの両社は近年、サーマルヘッドの寿命を延ばすことに成功している。キヤノンもTIJ技術を持っているが、主にデスクトッププリンターに集中してきた。しかし、キヤノンは最近、業務用生産印刷機用のTIJプリントヘッドを開発し、サーマルプリントヘッドを搭載した産業用ラベル印刷機を発売しようとしている。
次に、コンティニュアスインクジェット（CIJ）がある。これは大判印刷には関係ないが、コーディングやマーキングの用途に広く使われている。これはコダックのウルトラストリーム・プリントヘッドの基礎でもあり、同社の高速商業印刷機ウルトラ520やオフセット輪転印刷機にデジタル機能を追加するために使用されている。その原理は、インク滴が連続ストリームで発射され、超高速ジェッティングを可能にするというものである。インク滴のほとんどは再利用するためにそれるため、必要なインク滴だけが実際に基材に着弾する。
最後に、グラフィック市場においてValveJetプリントヘッドの用途がいくつかあることも注目に値する。例えば、リコーは最近ベルリンで開催されたFespa Global展示会で、各色にシングルノズルバルブジェットを使用したパーソナライズタイヤ印刷アプリケーションを展示した。バルブジェット方式の原理はいたってシンプルだ。液室の一端に穴があり、バルブで閉じられている。リコーはこのバルブの開閉にピエゾアクチュエーターを使用している。液体は加圧されたタンクから供給され、ノズルを開くと、液滴を押し出すのに十分な空気圧がかかる。その利点は、大きなインク滴を噴射して高いカバー率を実現できることで、粒子が大きく、100cP以上の高粘度を持つ、より機能的なインクを可能にする。
今後、3Dプリンティングを含む産業用アプリケーションにインクジェットプリンティングを使用することへの関心が高まっている。これは、プリントヘッド・メーカーにとってより大きな市場の可能性を意味し、最終的にプリンターOEMが使用するプリントヘッドの選択肢を増やすことにつながる、より多くの研究開発を正当化する。