Печатающая головка — основа любого струйного принтера, однако большинство печатников задумываются о ней только тогда, когда она не работает так, как ожидалось. Соня Ангерер делится 10 лучшими вопросами для новичков и профессионалов, касающимися струйных печатающих головок и того, как найти подходящую печатающую головку для Вашего бизнеса и потребностей.

1. Как давно существуют струйные печатающие головки?

Первые функциональные цифровые принтеры со струйными головками были представлены на рынке компанией IBM в начале 1970-х годов. Однако они предназначались только для промышленного использования. В середине 1980-х годов компании HP и Epson выпустили струйные принтеры для повседневного офисного использования. Сначала принтеры были черно-белыми, но к концу 1980-х годов появились первые цветные принтеры, работающие с бумагой формата до А3. В конце 1990-х годов, когда появилась цифровая широкоформатная печать, струйные печатающие головки стали более мощными, и для обеспечения многоцветной печати в принтер необходимо было встроить большое их количество.

2. Где используются печатающие головки CIJ?

В первых струйных принтерах использовался процесс непрерывной струи чернил (CIJ), также известный как непрерывный поток или непрерывная капля. Сопла создают непрерывный поток чернильных капель, которые проходят через электрическое поле, отклоняющее или перехватывающее капли по мере необходимости. Капли, которые не нужны для печати, перенаправляются в контейнер для сбора и в конечном итоге используются повторно.

При печати CIJ используется высокая скорость с очень мелкими, равномерными каплями, но расход чернил обычно выше, чем при струйной печати DoD. Поэтому они используются для быстрой печати адресов или простых этикеток, а также для некоторых промышленных применений.

3. Что такое струйная печать DoD?

В струйных печатающих головках DoD (drop-on-demand) каждая капля, выпущенная из сопла, также попадает на подложку. В термоструйных и пузырьковых печатающих головках капля образуется за счет нагрева чернил в сопле. В пьезоструйных головках это происходит с помощью кристалла, который активируется электричеством. В полиграфической промышленности и для офисных принтеров наиболее распространена струйная печать DoD.

4. Как работают пьезоструйные печатающие головки?

В пьезоструйных печатающих головках используются пьезоэлектрические кристаллы, которые изгибаются при подаче электрического напряжения. Это уменьшает размер чернильной камеры и выталкивает каплю из сопла. Эта технология была разработана компанией Epson в конце 1980-х годов и позволяет добиться высокой точности и надежности печатающих головок. Пьезоструйные печатающие головки также могут создавать капли разного размера. Их производят, в частности, компании Epson, Fujifilm, Konica Minolta, Kyocera, Toshiba и Xaar.

В пьезоголовках можно использовать множество различных составов чернил. Это связано с тем, что чернила не нужно кипятить. Таким образом, термочувствительные и высоколетучие компоненты, которые проблематичны при термоструйной печати, также могут быть использованы.

Image Credit: S. Angerer

5. Каковы характеристики термоструйных головок?

В термоструйных печатающих головках используется небольшой нагреватель, который испаряет чернила в камере сопла. В результате образуется пузырек, который выбрасывает каплю из сопла. Основной принцип был запатентован почти одновременно компаниями HP и Canon в конце 1970-х годов. Однако технические детали между Canon Bubble Jet(видео) и HP Thermo Inkjet печатающими головками отличаются.

Термические струйные головки обычно дешевле и проще в производстве, чем пьезоструйные головки. Однако они имеют меньший срок службы и обычно могут производить капли только одного размера. Технология Pagewide от HP(видео) также является разновидностью термоструйного процесса.

6. Что такое печатающая головка для струйной печати в градациях серого/серого?

Головки для печати в градациях серого также называют «переменными точками», поскольку они позволяют создавать тонкие градации и точные детали без дополнительных проходов головки. Для этого они выпускают капли чернил разного объема. В зависимости от модели, объем варьируется от нескольких пиколитров до более 50 пл.

Различные размеры капель позволяют добиться лучшего качества изображения для человеческого глаза при одинаковой физической плотности сопла. Например, острые края или буквы выглядят более плавными и приятными, если установить капли меньшего размера. Точность позиционирования и равномерность капель, их минимальный и максимальный размер, количество печатных красок и расстояние просмотра также вносят свой вклад в воспринимаемое качество изображения. Печатающие головки для печати серых красок обычно используют технологию Piezo.

7. Что делает «двоичная» струйная печатающая головка?

Струйные печатающие головки с бинарными чернилами предлагают только 2 варианта: капли или отсутствие капель. Это означает, что каждая капля имеет одинаковый размер. Чем меньше капля, тем медленнее (но точнее) работает принтер. Это происходит потому, что при очень маленьких капельках требуется больше проходов головки на один мотив. Бинарные головки часто используются для промышленной струйной печати, поскольку они могут быстро наносить большие объемы жидкости, например, лака или грунтовки.

8. Каковы преимущества печатающих головок MEMS?

MEMS означает микроэлектромеханическая система, т.е. любая система, компоненты которой имеют размеры порядка 1 микрометра.

Когда речь идет о струйных печатающих головках, MEMS используется для обозначения производственного процесса, подобного процессу производства компьютерных чипов на основе кремния. По этой причине их также называют Si-MEMS или тонкослойными / тонкопленочными струйными головками. Первые печатающие головки Si-MEMS предназначались для офисных принтеров и домашних устройств с термической или пузырьковой технологией струйной печати.

Сегодня также существуют пьезоголовки, изготовленные на основе кремниевых пластин, например, головки Epson PrecisionCore(видео)

9. В чем разница между однопроходными и многопроходными головками?

Будет ли принтер называться однопроходным или многопроходным, зависит от всего процесса печати, а не только от струйных головок. При многопроходной печати печатающее устройство несколько раз перемещается по одному месту на подложке. В результате можно использовать менее производительные струйные печатающие головки. При однопроходной печати подложка проходит перпендикулярно под лучом давления, поэтому печатающий луч проходит каждое пятно подложки только один раз.

Для однопроходной печати в основном используются чернила на водной основе для бумаги и гофрокартона, а также для прямой печати по текстилю. Однако однопроходные принтеры EFI серии Nozomi(видео) работают с УФ-отверждаемыми чернилами. Многопроходная печать подходит для чернил на водной основе, на основе растворителя, латекса или УФ-отверждаемых чернил.

10. Есть ли у лазерных принтеров печатающие головки?

Лазерные или тонерные принтеры не имеют печатающих головок. Лазерный луч направляется на статически заряженный валик, снимая заряд в тех местах, где тонер не должен быть нанесен. Подготовленный таким образом печатный валик переносит частицы на подложку и закрепляет их под воздействием тепла(видео).

Поиск подходящей печатающей головки

Хотя печатающие головки можно приобрести по отдельности, для принтеров все зависит от связи между струйной печатающей головкой, управлением, механикой и программным обеспечением. Именно поэтому цифровые печатные машины поставляются с заранее определенными печатающими головками. Их конфигурация не подлежит изменению. Поэтому можно использовать только чернила, одобренные для печатающей головки, установленной в машине.

Пьезопечатающие головки обычно стоят дороже и служат дольше, чем термопечатающие головки. В некоторых принтерах термопечатающие головки заменяются вместе с резервуаром для чернил. В целом, чем больше печатающих головок установлено, тем выше общая стоимость владения принтером (TCO).

Однако стоимость фактической замены струйной печатающей головки зависит от многих других факторов: Может ли струйная печатающая головка быть установлена и выровнена операторами на месте? Нужно ли привлекать технического специалиста производителя? Можно ли регенерировать печатающие головки и, возможно, использовать их повторно? Является ли данная модель печатающей головки очень распространенной на рынке и, следовательно, может быть получена из многих источников?

Поэтому типографиям следует продолжать обращаться за советом к производителям или специализированным продавцам.