Сајмон Еклс сазнаје више о главама за инкџет штампање и баци поглед на следећу генерацију која прави таласе у штампарској индустрији.

 

Кап по потреби, континуирани инкјет, пиезоелектрични, термални, чврсти, бинарни, сиве нијансе. Све су то термини који се лако користе када се описују инкјет штампачи, а посебно њихови типови глава за штампање.

Ако знате шта значе, онда вам ови термини омогућавају да прилично добро предвидите чему служи штампач и како ће радити. Ако не знате, ретко ће се неко зауставити и објаснити их.

Дакле, ево где ћемо се зауставити и објаснити их. Неки од термина описују основни дизајн глава за штампање, други описују шта раде или како функционишу. Неки се могу удвостручити ради прецизнијег објашњења, као што је пиезо глава за сиве тонове, други се међусобно искључују – не можете имати бинарну главу за сиве тонове.

Ово је онда FESPA-ин водич за главе за инкџет штампање кроз разбијање жаргона . Почевши од тога шта је уопште глава за штампање?

Компонента инкџет штампача која пројектује капљице мастила на медијум. Ово је веома прецизна јединица и њена производња захтева много интелектуалне својине (знања) и велика улагања у фабрике са чистим просторијама. Модерне главе за штампање често користе технике производње (као што су танкослојни силицијумски MEMS) које имају много тога заједничког са израдом микрочипова.

Унутар типичне главе за штампање налазе се електроника драјвера, додаци за довод мастила и најмање једна, а обично стотине комора за мастило које воде до млазница, које су рупе у плочи млазница.

Канали за унос мастила су пречника само неколико десетина микрона, а млазнице су обично 20-50 микрона. Људска длака је пречника приближно 80 микрона.

Већина глава за штампање које се користе у рекламама и другим графичким апликацијама имаће стотине млазница које се појединачно контролишу како би генерисале и пројектовале капљице (видети такође „Кап по потреби“). Генерисање онога што може бити милион капи у једном пролазу главе и осигуравање да оне погоде медијум на правом месту захтева веома напредну електронику.

Неки инкјет штампачи имају једну млазницу и пројектују континуирани млаз капљица, које се скрећу ка или од медија електростатичким плочама или ваздушним млазевима. Ови се обично користе у системима за кодирање и обележавање, а не у графици. Видите Континуирани инкјет штампач.

Иако постоје стотине произвођача штампача широм света, сви они набављају главе за штампање од релативно малог броја специјализованих произвођача, а затим их интегришу у саме штампаче комбинацијом носача, електронике, довода мастила, фирмвера и драјвера.

Само неколико произвођача штампача великог формата има сопствене фабрике глава за штампање, укључујући Canon , Epson/Seiko-Epson , Fujifilm (иако његова подружница Fujifilm Dimatix ), HP и Xerox .

Сви остали купују главе или послују у заједничким подухватима са произвођачима штампача. Већина горе поменутих произвођача ће снабдевати главе другим произвођачима на OEM основи (мада понекад задржавају најновије моделе за себе). Остали произвођачи глава укључују Konica Minolta , Kyocera , Panasonic , Ricoh , Toshiba TEC и Xaar .

Испорука по потреби (DoD)

Ово је општи термин за тип главе за штампање која се најчешће налази у модерним инкџет штампачима који се користе за висококвалитетну графику, укључујући све штампаче широког формата које ћете видети на FESPA сајмовима и на овој веб страници.

Кап по потреби значи да млазнице за инкјет генеришу и пројектују капљице мастила када и где је потребно да би се произвео траг на медијуму. Термин је углавном настао као разлика са ранијим главама континуираног протока (видети континуирани проток испод).

Главе које се спуштају по потреби даље се деле на термалне или пиезоелектричне типове – видети доле.

Глава за штампање са инкџет штампом која пројектује континуирани млаз капљица све време док штампач ради. Обично ће бити само једна млазница по глави, али се може користити низ глава за изградњу ширег појаса штампања.

Млаз мастила се скреће ка или од медија помоћу наелектрисаних металних плоча са електростатичким пољем или (у случају Кодака) прецизно темпираним млазевима ваздуха. Нежељено мастило се сакупља у жлебу за сакупљање и може се филтрирати и вратити у резервоар за складиштење.

Данас се ове главе обично налазе у системима за кодирање и обележавање, а не у софистицираним графичким штампачима.

Изузетак је породица глава за штампање Кодак Проспер које користе високо развијену технологију континуираног инкџет штампања под називом Стрим, која пружа веома висок квалитет слике. Тренутно се Проспер и Стрим не користе ни у једном наменском штампачу за знакове и дисплеје.

Ово су биле прве врсте глава за штампање са системом „drop-on-demand“ и коришћене су у првим десктоп инкџет штампачима почетком 1980-их. Термалне главе за штампање су ефикасне и могу дати веома висок квалитет слике и брзине које се такмиче са пиезоелектричним главама, али за разлику од пиезо глава, раде само са мастилима на бази воде, тако да су обично ограничене на примену у затвореном простору.

HP-ова латекс мастила су изузетак: она раде са HP термалним главама . Разлог је тај што имају полимер активиран топлотом у воденој суспензији који је погодан за употребу на отвореном.

Термалну технологију су независно и истовремено изумели 1970-их компанија за технологију глава за штампање у Јапану и компанија Hewlett-Packard у САД, које су одлучиле да удруже своје патенте уместо да се међусобно боре.

Принцип је да се елемент унутар коморе за мастило у глави за штампање брзо загрева до тачке у којој течно мастило испарава и формира мехур гаса, који се шири и избацује кап мастила из отвора (млазнице) на једном крају коморе.

Грејни елемент се затим искључује, па се мехур гаса хлади, кондензује и скупља. Површински напон на млазници спречава усисавање ваздуха уназад, па се уместо тога више течног мастила увлачи у комору из доводних цеви. Канон, супроналазач термалних глава, сковао је термин „млазница са мехурићима“ због начина на који раде.

За сада не постоје праве термалне главе за сиве тонове, тако да су све бинарне, што значи да су капљице увек исте величине. Међутим, HP је развио упарене млазнице различитих величина које донекле иду ка ефекту сивих тонова.

Термичка напрезања брзо хабају главе, па су главе пројектоване као потрошни материјал, тако да се могу лако и јефтино заменити након неколико десетина или стотина радних сати.

Често се називају само пиезо главе. Ове главе које се наносе по потреби почеле су да се појављују у раним штампачима великог формата 1990-их и револуционисале су сектор. По први пут, то је значило да се боје сушене раствором и УВ зрачењем, које су првобитно биле повезане са сито штампом, сада могу штампати дигитално.

Пиезо главе се заснивају на принципу да се одређена врста кристала (често олово-цирконат-титанат код инкџет штампача, означен као PZT) шири или скупља када се кроз њега пропусти електрична струја и поново искључи. Ово ширење/скупљање се користи као основа пумпе у комори за мастило.

У зависности од конфигурације кристала (названих „савијање“ или „смицање“), двосмерна експанзија или увлачи мастило, а затим га истискује из коморе преко млазнице (Епсон ово користи), или поставља акустичне таласе притиска који имају исти ефекат, али са мањом енергијом (Ксаар ово користи).

Електрична струја се може веома брзо укључити и искључити, а ширење/скупљање кристала је такође готово тренутно, тако да постоји много већи простор за контролу формирања тачака него код термалних глава.

Између осталог, то значи да неке пиезо главе могу генерисати капљице различите величине из исте коморе и млазнице, дајући различите густине мастила на медијуму. Оне се називају главе за сиве тонове (видети доле).

Пиезоелектрични ефекат функционише са прилично добро било којом течношћу, тако да се главе за пиезо штампање могу направити за рад са мастилима на бази растварача, УВ мастилима (укључујући и нека која се користе за 3Д штампање) и воденим мастилима. Такође се могу користити за захтевне течности као што су електропроводна мастила, непрозирна бела и метална мастила са великим честицама, 3Д боје за штампање и боје са променом фазе које су течност када стигну до коморе за мастило.

Пиезо главе за штампање трају много дуже од термалних глава јер је термички стрес мањи, а пиезо кристали се могу ширити/скупљати милионе пута. Пиезо глава је обично намењена да траје цео животни век машине, све док не дође до фаталне блокаде или спољашњег оштећења. Међутим, њихова производња и куповина су такође знатно скупљи од термалних глава, па корисници морају да уложе више труда у њихово одржавање.

Ови термини указују на то да ли глава за штампање избацује капљице исте величине или се оне могу на неки начин мењати тако да се густина мастила које доспева до медија може контролисати светлијим нијансама. У комбинацији са техникама полутона, сива скала може значајно проширити тонски опсег инкџет штампача, а истовремено омогућава употребу релативно скромних корака млазница или мањег броја пролаза.

Пиезо главе за штампање су првобитно увек биле бинарне, што значи да су генерисале само капљице мастила исте величине. Можете добити добар распон тонова са бинарне главе коришћењем техника полутона, али истакнути тонови могу изгледати мало зрнасто осим ако не користите ултра фине размаке млазница (и/или додате додатне, светлије боје мастила).

Типичне величине бинарних капи су од 30 до 100 пиколитара. Могуће је постићи мање капљице за финије резултате, али то значи да је потребно више пролаза да би се повећала густина чврстих површина у отиску, па је штампање спорије.

Главе за штампање у сивим тоновима могу да варирају густину појединачно одштампаних тачака, тако да капљица може да прикаже било шта од 30% или 50% до 100% боје. Предност је у томе што ниже резолуције и мањи број пролаза главе могу да постигну исту „ефективну резолуцију“ као бинарне главе са много већим изворним резолуцијама.

На пример, каже се да резолуција од 360 dpi са главом за сиве тонове даје исти ефекат као бинарна резолуција од 1.000 dpi, што је онолико добро колико вам је обично потребно за фотографије и претапање чак и за крупни план.

Пиезо главе мењају величине тачака помоћу неколико различитих метода, обично у зависности од појединачног произвођача и које патенте поседује или жели да избегне кршење. У зависности од прецизних метода, могу бити доступне величине капи између три и величине …

Најмања величина на најфинијим главама за штампање (често се користе за фотографију) је мања од 2 пиколитра). За штампаче за сигнализацију, величине од 10 до 20 пиколитара су чешће за најмање капи, јер су брзина и покривеност важнији од квалитета гледања изблиза.

Термална сива скала

Праве променљиве величине капи су за сада могуће само са пиезо главама. Међутим, HP је развио облик сиве скале за своје термалне PageWide главе, назван High Definition Nozzle Architecture (архитектура млазница високе дефиниције) . За сада се ово користи само на њиховим огромним Т-серији инкџет роло машинама за комерцијалну штампу, а не на једнопролазним моделима широког формата PageWide XL који се до сада углавном користе за CAD и планске радове.

Иако су капљице увек исте величине из сваке млазнице, упарује велику и малу млазницу веома близу једна другој у глави за штампање и третира их као један елемент за снимање. Затим узима два пара млазница и контролише их као један елемент за снимање за потребе сивих тонова.

Паљењем различитих комбинација две мале и две велике млазнице може се постићи пет нивоа сиве (заправо, то је бела плус четири нивоа). Корак између млазница HDNA је 2.400 dpi, тако да парови млазница имају нативну резолуцију од 1.200 dpi, а сетови сивих скала су 600 dpi.

Даља контрола густине је могућа коришћењем различитих боја мастила у великим и малим млазницама (нпр. цијан и светло цијан). Сетови млазница се такође могу одвојено контролисати за веће брзине или резолуције, са мањим бројем нивоа сиве.

 

Ово је опис размака млазница, што значи стварни број капљица мастила које глава за штампање може да произведе на датој површини. Индустрија их обично наводи као тачке по инчу, а не као метричку меру. Дакле, ако је глава за штампање широка 1,5 инча (38 мм) и има 540 млазница по својој ширини, онда је нативна резолуција 360 dpi.

Многи инкџет штампачи широког формата граде слике у низу преклапајућих пролаза, тако да на медијуму може бити много више капи по инчу него што сама нативна резолуција може дати. Што је већи dpi (dpi), то коначни отисак може више изгледати као фотографија са континуираним тоновима.

Главе у сивим тоновима омогућавају креирање низа различитих густина тачака, дајући већи тонски опсег у поређењу са бинарном главом истог корака млазнице, што заузврат даје бољу симулацију континуираног тона.

Стога је уобичајено да произвођачи штампача у сивим тоновима говоре о „еквивалентним“ резолуцијама, што значи, на пример, да глава за штампање у сивим тоновима од 360 dpi може дати перципирани квалитет еквивалентан бинарној глави од 1.000 dpi.

Постоје и главе за штампање са веома високим изворним резолуцијама, као што су Епсонове Micro Piezo PrecisionCore TFT главе (које се користе на њиховим SureColor штампачима) које имају изворну резолуцију од 600 dpi и пет величина капи у распону од 1,5 до 23 пиколитра.

HP-ов PageWide HDNA, поменути горе, има размак између млазница од 2.400 dpi наизменичним коришћењем великих и малих млазница, али пошто се контролишу као парови, онда се нативна резолуција може сматрати 1.200 dpi.

Чланови индустрије који желе да сазнају више о HP и Epson комплетима и предностима које они могу понудити својим предузећима могу разговарати са стручњацима из компанија на FESPA 2017 , који се одржава од 8. до 12. маја на сајму Hamburg Messe у Немачкој.

HP и Epson биће два од више од 700 брендова који ће бити присутни на догађају, за који се очекује да ће привући рекордан број посетилаца.

Да бисте сазнали више о FESPA 2017 , посетите: https://www.fespa2017.com . Посетиоци могу добити бесплатан улаз на изложбу регистрацијом онлајн, наводећи референтни код: FESG702.