Tlačová hlava je základom každej atramentovej tlačiarne, ale väčšina tlačiarní ju berie do úvahy len vtedy, keď nefunguje podľa očakávania. Sonja Angererová sa delí o 10 najdôležitejších otázok pre začiatočníkov a profesionálov týkajúcich sa atramentových tlačových hláv a o to, ako nájsť správnu tlačovú hlavu pre vašu firmu a potreby.

1. Ako dlho existujú atramentové tlačové hlavy?

Prvé funkčné digitálne tlačiarne s atramentovými hlavami uviedla na trh spoločnosť IBM začiatkom 70. rokov 20. storočia. Boli však určené len na priemyselné použitie. V polovici 80. rokov 20. storočia uviedli spoločnosti HP a Epson na trh atramentové tlačiarne na každodenné kancelárske použitie. Spočiatku boli tlačiarne ešte čiernobiele, ale koncom 80. rokov boli uvedené prvé farebné tlačiarne, ktoré pracovali na papieri až do formátu A3. Koncom 90. rokov, keď sa začala digitálna veľkoformátová tlač, sa atramentové tlačové hlavy stali výkonnejšími a mnohé z nich museli byť zabudované do tlačiarne , aby umožnili viacfarebnú tlač.

2. Kde sa používajú tlačové hlavy CIJ?

Prvé atramentové tlačiarne používali proces kontinuálneho atramentového prúdu (CIJ), známy aj ako kontinuálny tok alebo kontinuálne kvapkanie. Trysky vytvárajú nepretržitý prúd kvapôčok atramentu, ktoré prechádzajú elektrickým poľom, ktoré kvapôčky podľa potreby vychýli alebo zachytí. Kvapky, ktoré nie sú potrebné na tlač, sa presmerujú do zbernej nádoby a nakoniec sa znovu použijú.

Pri tlači CIJ sa používa vysoká rýchlosť s veľmi jemnými a rovnomernými kvapôčkami, ale spotreba atramentu je zvyčajne vyššia ako pri atramentovom tlači DoD. Používajú sa preto na rýchlu tlač adries alebo jednoduchých štítkov, ako aj na niektoré priemyselné aplikácie.

3. Čo je to atramentová tlač DoD?

Pri atramentových tlačových hlavách DoD (drop-on-demand) sa každá kvapka vyprodukovaná z trysky umiestni aj na podklad. Pri tepelnom atramentovom tlači a bublinkovom tlači sa kvapka vytvára zahrievaním atramentu v tryske. V piezoelektrických atramentových hlavách to robí kryštál, ktorý sa aktivuje elektrinou. V grafickom priemysle a pri kancelárskych tlačiarňach sa najčastejšie využíva atramentová tlačiareň DoD.

4. Ako fungujú piezoelektrické atramentové tlačové hlavy?

Piezoelektrické atramentové tlačové hlavy využívajú piezoelektrické kryštály, ktoré sa ohýbajú po privedení elektrického napätia. Tým sa zmenší veľkosť atramentovej komory a vytlačí sa kvapka z trysky. Túto techniku vyvinula spoločnosť Epson koncom 80. rokov 20. storočia a umožňuje vysokú presnosť a spoľahlivosť tlačových hláv. Piezoelektrické atramentové tlačové hlavy môžu tiež vytvárať rôzne veľkosti kvapiek. Okrem iných ich vyrábajú spoločnosti Epson, Fujifilm, Konica Minolta, Kyocera, Toshiba a Xaar.

V piezoelektrických hlavách možno použiť mnoho rôznych formulácií atramentu. Dôvodom je, že atrament sa nemusí variť. V dôsledku toho sú vhodné aj zložky citlivé na teplo a veľmi prchavé, ktoré sú pri termálnom atramentovom tlači problematické.

Image Credit: S. Angerer

5. Aké sú vlastnosti termálnych atramentových hlavíc?

Teplotné atramentové tlačové hlavy používajú malý ohrievač, ktorý odparuje atrament v komore trysky. Tým sa vytvorí bublina, ktorá vypudí kvapku z trysky. Základný princíp bol patentovaný takmer súčasne spoločnosťami HP a Canon koncom 70. rokov 20. storočia. Technické detaily medzi tlačovými hlavami Canon Bubble Jet(video) a HP Thermo Inkjet sú však odlišné.

Termálne atramentové tlačové hlavy sú vo všeobecnosti lacnejšie a jednoduchšie na výrobu ako piezoelektrické atramentové tlačové hlavy. Majú však kratšiu životnosť a zvyčajne dokážu vytvoriť len jednu veľkosť kvapky. Technológia Pagewide od spoločnosti HP(video) je tiež variantom procesu termálneho atramentového tlače.

6. Čo je to atramentová tlačová hlava v odtieňoch šedej?

Tlačové hlavy v odtieňoch sivej sa nazývajú aj „variabilné body“, pretože umožňujú jemné odstupňovanie a presné detaily bez ďalších prechodov hlavy. Na tento účel emitujú kvapôčky atramentu v rôznych objemoch. V závislosti od modelu sa objem pohybuje od niekoľkých pikolitrov až po viac ako 50 pl.

Rôzne veľkosti kvapiek umožňujú lepšiu kvalitu obrazu pre ľudské oko pri rovnakej fyzickej hustote dýzy. Napríklad ostré hrany alebo písmená vyzerajú hladšie a príjemnejšie vďaka nastaveniu menších kvapiek. K vnímanej kvalite obrazu prispieva aj presnosť umiestnenia a rovnomernosť kvapiek, ich minimálna a maximálna veľkosť, počet tlačových farieb a pozorovacia vzdialenosť. Tlačové hlavy pre odtieň šedej sú zvyčajne piezoelektrické.

7. Čo robí „binárna“ atramentová tlačová hlava?

Binárne atramentové tlačové hlavy ponúkajú len 2 možnosti: kvapôčky alebo žiadne kvapôčky. To znamená, že každá kvapka má rovnakú veľkosť. Čím menšia je kvapka, tým pomalšia (ale presnejšia) je tlačiareň. Je to preto, že pri veľmi malých kvapôčkach je potrebných viac prechodov hlavy na jeden motív. Binárne hlavy sa často používajú pri priemyselnej atramentovej tlači, pretože dokážu rýchlo naniesť väčšie množstvo kvapaliny, napríklad laku alebo základného náteru.

8. Aké sú výhody tlačových hláv MEMS?

MEMS je skratka pre mikroelektromechanický systém, t. j. akýkoľvek systém, ktorého komponenty majú rozmery 1 mikrometra.

Keď sa hovorí o atramentových tlačových hlavách, MEMS sa používa na označenie výrobného procesu, ako sú počítačové čipy na báze kremíka. Z tohto dôvodu sa nazývajú aj Si-MEMS alebo tenkovrstvové/tenkovrstvové atramentové tlačiarne. Prvé tlačové hlavy Si-MEMS boli určené pre kancelárske tlačiarne a domáce zariadenia s tepelnou alebo bublinkovou technológiou.

V súčasnosti existujú aj piezoelektrické hlavy vyrobené z kremíkových doštičiek, napríklad hlavy Epson PrecisionCore(video).

9. Aký je rozdiel medzi jednopriechodovými a viacpriechodovými hlavicami?

To, či sa tlačiareň nazýva jednopriechodová alebo viacpriechodová, závisí od celého procesu tlače, nielen od atramentových hláv. Pri viacpriechodovej tlači sa tlačová jednotka pohybuje niekoľkokrát po mieste na podklade. V dôsledku toho sa môžu používať menej produktívne atramentové tlačové hlavy. Pri jednopriechodovej tlači, kde substrát prechádza kolmo pod tlakovým lúčom, tak tlačový lúč prejde každým miestom substrátu len raz.

Pri jednopriechodovej tlači sa používa najmä farba na báze vody na papier a vlnitú lepenku, ako aj priama tlač na textil. Jednopriechodové tlačiarne EFI radu Nozomi(video) však pracujú s farbami vytvrdzovanými UV žiarením. Viacprechodová tlač je vhodná pre farby na báze vody, rozpúšťadiel, latexu alebo UV-trvanlivé farby.

10. Majú laserové tlačiarne tlačové hlavy?

Laserové alebo tonerové tlačiarne nemajú tlačové hlavy. Laserový lúč smeruje staticky nabitý valec, takže odstraňuje náboj na miestach, kde by nemal byť použitý toner. Takto pripravený tlačový valec prenáša častice na podklad a fixuje ich pomocou tepla(video).

Hľadanie správnej tlačovej hlavy

Zatiaľ čo tlačové hlavy sa dajú zakúpiť samostatne, v prípade tlačiarní je to spojenie medzi atramentovou tlačovou hlavou, ovládaním, mechanikou a softvérom, ktoré je rozhodujúce. Preto sa digitálne tlačové stroje dodávajú s preddefinovanými tlačovými hlavami. Konfigurácia sa nedá meniť. Preto sa môžu používať len farby schválené pre tlačovú hlavu nainštalovanú v stroji.

Piezoelektrické tlačové hlavy sú zvyčajne drahšie a majú dlhšiu životnosť ako tepelné tlačové hlavy. Pri niektorých tlačiarňach sa termohlavy vymieňajú spolu s atramentovou nádržkou. Vo všeobecnosti platí, že čím viac tlačových hláv je nainštalovaných, tým vyššie sú jej celkové náklady na vlastníctvo (TCO).

Náklady na skutočnú výmenu atramentovej tlačovej hlavy však závisia od mnohých ďalších faktorov: Môže atramentovú tlačovú hlavu nainštalovať a nastaviť obsluha v teréne? Musí byť zapojený technik výrobcu? Môžu sa tlačové hlavy regenerovať a prípadne znovu použiť? Ide o model tlačovej hlavy, ktorý je na trhu veľmi rozšírený, a preto ho možno získať aj z mnohých zdrojov?

Tlačiari by sa preto mali naďalej obracať na výrobcov alebo špecializovaných predajcov.