Simon Eccles inkjet baskı kafaları hakkında daha fazla bilgi ediniyor ve baskı endüstrisinde dalga yaratan yeni nesle bir göz atıyor.

 

İsteğe bağlı, sürekli mürekkep püskürtmeli, piezo-elektrikli, termal, katı, ikili, gri tonlamalı. Bunların hepsi mürekkep püskürtmeli yazıcıları ve özellikle de baskı kafası türlerini tanımlarken kullanılan terimlerdir.

Ne anlama geldiklerini biliyorsanız, bu terimler yazıcının ne işe yaradığını ve nasıl çalışacağını oldukça iyi tahmin etmenizi sağlar. Eğer bilmiyorsanız, kimsenin durup bunları açıklaması nadirdir.

İşte burada durup bunları açıklayacağız. Bazı terimler baskı kafalarının temel tasarımını tanımlarken, diğerleri ne yaptıklarını veya nasıl çalıştıklarını açıklar. Bazıları piezo gri tonlama kafası gibi daha kesin bir açıklama için ikiye katlanabilir, diğerleri ise birbirini dışlar – ikili bir gri tonlama kafasına sahip olamazsınız.

İşte FESPA’nın inkjet baskı kafalarına ilişkin jargon kırma kılavuzu. Baskı kafası nedir ile başlayalım.

Bir mürekkep püskürtmeli yazıcının medyaya mürekkep damlaları yansıtan bileşeni. Bu çok yüksek hassasiyetli bir birimdir ve üretimi çok fazla fikri mülkiyet (know-how) ve temiz oda fabrikalarına büyük yatırım gerektirir. Modern yazıcı kafaları genellikle mikroçip üretimi ile birçok ortak noktası olan üretim tekniklerini (ince film silikon MEMS gibi) kullanır.

Tipik bir yazıcı kafasının içinde sürücü elektroniği, mürekkep besleme eklentileri ve nozül plakasındaki delikler olan nozüllere giden en az bir ve genellikle yüzlerce mürekkep haznesi vardır.

Mürekkep giriş kanalları sadece birkaç on mikron genişliğindedir ve nozüller tipik olarak 20-50 mikrondur. Bir insan saçı yaklaşık 80 mikron genişliğindedir.

Tabela ve diğer grafik uygulamalarında kullanılan çoğu baskı kafasında, damla oluşturmak ve yansıtmak için ayrı ayrı kontrol edilen yüzlerce nozül bulunur (ayrıca bkz. “Talep Üzerine Damla”). Kafanın bir geçişinde milyonlarca damla üretebilmek ve bunların medyaya doğru yerde isabet etmesini sağlamak çok gelişmiş elektronikler gerektirir.

Bazı inkjetlerin tek bir nozulu vardır ve elektrostatik plakalar veya hava püskürtmeleri ile medyaya doğru veya medyadan uzağa saptırılan sürekli bir damla akışı yansıtır. Bunlar grafiklerden ziyade kodlama ve işaretleme sistemlerinde kullanılma eğilimindedir. Bkz. Sürekli Mürekkep Püskürtme.

Dünya çapında yüzlerce yazıcı üreticisi olmasına rağmen, hepsi yazıcı kafalarını nispeten az sayıda uzman üreticiden temin etmekte ve daha sonra bunları montaj, elektronik, mürekkep beslemeleri, ürün yazılımı ve sürücü yazılımı kombinasyonu ile yazıcılara entegre etmektedir.

Canon, Epson/Seiko-Epson, Fujifilm (yan kuruluşu Fujifilm Dimatix olsa da), HP ve Xerox dahil olmak üzere sadece bir avuç geniş format yazıcı üreticisinin kendi baskı kafası fabrikaları vardır.

Diğerleri kafa satın almakta ya da yazıcı üreticileriyle ortak girişimler yürütmektedir. Yukarıda adı geçen üreticilerin çoğu diğer üreticilere OEM bazında kafa tedarik etmektedir (ancak bazen en yeni modelleri kendileri için saklamaktadırlar). Diğer kafa üreticileri arasında Konica Minolta, Kyocera, Panasonic, Ricoh, Toshiba TEC ve Xaar bulunmaktadır.

Talep üzerine bırakma (DoD)

Bu, FESPA fuarlarında ve bu web sitesinde göreceğiniz tüm geniş formatlı yazıcılar da dahil olmak üzere, yüksek kaliteli grafikler için kullanılan modern mürekkep püskürtmeli yazıcılarda en yaygın olarak bulunan yazıcı kafası türü için kullanılan genel bir terimdir.

Talep üzerine damla, inkjet nozullarının medya üzerinde bir işaret oluşturmak için ihtiyaç duyuldukları zaman ve yerde mürekkep damlaları üretmesi ve yansıtması anlamına gelir. Bu terim esas olarak daha önceki sürekli akış tipi başlıklarla (bkz. aşağıda sürekli akış) karşılaştırma yapmak için ortaya atılmıştır.

Talep üzerine açılan başlıklar ayrıca termal veya piezo-elektrik tiplerine ayrılır – aşağıya bakınız.

Yazıcı çalıştığı sürece sürekli bir damlacık akışı yansıtan bir mürekkep püskürtmeli yazıcı kafası. Normalde kafa başına yalnızca bir nozul bulunur, ancak daha geniş bir baskı alanı oluşturmak için bir dizi kafa kullanılabilir.

Akış, elektrostatik bir alana sahip yüklü metal plakalar veya (Kodak örneğinde) hassas zamanlanmış hava üflemeleri ile medyaya doğru veya medyadan uzağa saptırılır. İstenmeyen mürekkep bir toplama oluğunda toplanır ve filtrelenerek depolama tankına geri gönderilebilir.

Günümüzde bu kafalar genellikle sofistike grafik yazıcılardan ziyade kodlama ve işaretleme sistemlerinde kullanılmaktadır.

Bunun istisnası, Stream adı verilen ve çok yüksek görüntü kalitesi sağlayan son derece gelişmiş bir sürekli mürekkep püskürtme teknolojisi kullanan Kodak Prosper yazıcı kafaları ailesidir. Şu anda Prosper ve Stream herhangi bir özel tabela ve teşhir tipi yazıcıda kullanılmamaktadır.

Bunlar, ilk damla talep üzerine baskı kafalarıdır ve 1980’lerin başında ilk masaüstü mürekkep püskürtmeli yazıcılarda kullanılmıştır. Termal yazıcı kafaları verimlidir ve piezo-elektrik kafalarla rekabet edebilecek çok yüksek görüntü kalitesi ve hızlar sağlayabilir, ancak piezodan farklı olarak yalnızca su bazlı mürekkeplerle çalışırlar, bu nedenle normalde iç mekan uygulamalarıyla sınırlıdırlar.

HP’nin Lateks mürekkepleri bir istisnadır: HP termal kafalarıyla çalışırlar. Bunun nedeni, dış mekan kullanımı için uygun olan bir su süspansiyonu içinde ısıyla aktive olan bir polimere sahip olmalarıdır.

Termal teknoloji, 1970’lerde birbirleriyle savaşmak yerine patentlerini bir araya getirmeye karar veren Japonya’daki yazıcı kafası teknolo ve ABD’deki Hewlett-Packard tarafından bağımsız ve eş zamanlı olarak icat edildi.

Prensip, baskı kafasındaki bir mürekkep haznesinin içindeki bir elemanın, sıvı mürekkebin buharlaştığı ve bir gaz kabarcığı oluşturduğu noktaya kadar hızla ısıtılması ve bu kabarcığın genişleyerek bir damla mürekkebi haznenin bir ucundaki bir delikten (nozul) dışarı itmesidir.

Daha sonra ısı elemanı kapatılır, böylece gaz kabarcığı soğur, yoğunlaşır ve büzülür. Nozüldeki yüzey gerilimi havanın geriye doğru çekilmesini engeller, bunun yerine besleme borularından hazneye daha fazla sıvı mürekkep çekilir. Termal başlıkların ortak mucidi olan Canon, çalışma şekilleri nedeniyle Bubble jet terimini icat etmiştir.

Şimdiye kadar gerçek anlamda gri tonlamalı termal kafalar bulunmadığından hepsi ikili, yani damlalar her zaman aynı boyutta. Ancak HP, gri tonlama efektine doğru bir yol kat eden farklı boyutlarda eşleştirilmiş nozullar geliştirmiştir.

Termal gerilimler kafaları hızlı bir şekilde yıpratır, bu nedenle kafalar sarf malzemesi olarak tasarlanmıştır, böylece birkaç on veya yüzlerce çalışma saatinden sonra kolayca ve ucuza değiştirilebilirler.

Genellikle sadece piezo kafalar olarak adlandırılır. Bu talep üzerine açılan kafalar 1990’larda ilk geniş formatlı yazıcılarda görülmeye başlandı ve sektörde devrim yarattı. İlk kez, başlangıçta serigrafi baskı ile ilişkilendirilen solvent ve UV ile kürlenen mürekkeplerin artık dijital olarak basılabileceği anlamına geliyordu.

Piezo kafaların tümü, belirli bir kristal türünün (genellikle mürekkep püskürtme makinelerinde kurşun zirkonat titanat, PZT olarak yazılır) üzerinden elektrik akımı geçirildiğinde ve tekrar kapatıldığında genişlemesi veya daralması ilkesine dayanır. Bu genleşme/büzülme, mürekkep haznesindeki bir pompanın temeli olarak kullanılır.

Kristallerin konfigürasyonuna bağlı olarak (“bükme” veya “kesme” modları olarak adlandırılır), iki yönlü bir genişleme ya mürekkebi çeker ve ardından mürekkebi nozül yoluyla hazneden dışarı iter (Epson bunu kullanır) ya da aynı etkiye sahip ancak daha az enerjili akustik basınç dalgaları oluşturur (Xaar bunu kullanır).

Elektrik akımı çok hızlı bir şekilde açılıp kapatılabilir ve kristalin genleşmesi/büzülmesi de aynı şekilde neredeyse anlıktır, bu nedenle nokta oluşumunu kontrol etmek için termal başlıklardan çok daha fazla alan vardır.

Diğer şeylerin yanı sıra bu, bazı piezo kafaların aynı hazne ve nozülden değişken boyutta damlalar üretebileceği ve medya üzerinde farklı mürekkep yoğunlukları sağlayabileceği anlamına gelir. Bunlara gri tonlamalı kafalar denir (aşağıya bakınız).

Piezo-elektrik etkisi hemen hemen her sıvıyla çalışır, bu nedenle piezo baskı kafaları solvent bazlı mürekkepleri, UV ile kürlenmiş mürekkepleri (bazıları 3D baskı için kullanılır) ve sulu mürekkepleri işlemek için üretilebilir. Ayrıca elektro-iletken mürekkepler, büyük partiküllü opak beyaz ve metalik mürekkepler, 3D baskı mürekkepleri ve mürekkep haznesine ulaştıklarında sıvı olan faz değişimli mürekkepler gibi zorlu akışkanlar için de kullanılabilirler.

Piezo yazıcı kafaları termal kafalardan çok daha uzun ömürlüdür çünkü daha az termal stres vardır ve piezo kristalleri milyonlarca kez genişleyip daralabilir. Bir piezo kafanın, ölümcül bir tıkanma veya harici hasar olmadığı sürece normalde makinenin ömrü boyunca dayanması amaçlanır. Ancak bu kafaların üretimi ve satın alınması termal kafalara göre çok daha maliyetlidir, bu nedenle kullanıcıların bu kafaların bakımı için daha fazla çaba harcaması gerekir.

Bu terimler, baskı kafası ateşlemelerinin hepsinin aynı boyutta olup olmadığını veya bir şekilde değiştirilip değiştirilemeyeceğini, böylece ortama ulaşan mürekkebin yoğunluğunun daha açık tonlarla kontrol edilip edilemeyeceğini gösterir. Yarı tonlama teknikleriyle birleştirildiğinde gri tonlama, bir inkjet’in ton aralığını önemli ölçüde genişletirken nispeten mütevazı nozul aralıklarına veya daha az geçiş kullanılmasına olanak tanır.

Piezo yazıcı kafaları başlangıçta her zaman ikiliydi, yani yalnızca aynı boyutta mürekkep damlaları üretirlerdi. Yarım ton tekniklerini kullanarak ikili bir kafadan iyi bir ton aralığı elde edebilirsiniz, ancak ultra ince nozul aralıkları kullanmadığınız (ve/veya ekstra, daha açık renkli mürekkepler eklemediğiniz) sürece vurgu tonları biraz grenli görünebilir.

Tipik ikili damla boyutları 30 ila 100 pikolitre arasındadır. Daha ince sonuçlar için daha küçük damlacıklar elde etmek mümkündür, ancak bu, baskıdaki katı alanların yoğunluğunu oluşturmak için daha fazla geçiş yapılması gerektiği anlamına gelir, bu nedenle baskı daha yavaştır.

Gri tonlamalı kafalar ayrı ayrı basılan noktaların yoğunluğunu değiştirebilir, böylece bir damla %30 veya %50’den %100 renge kadar her şeyi gösterebilir. Bunun avantajı, daha düşük çözünürlükler ve daha az kafa geçişiyle, çok daha yüksek doğal çözünürlüklere sahip ikili kafalarla aynı “etkin çözünürlüğe” ulaşılabilmesidir.

Örneğin, gri tonlamalı bir kafa ile 360 dpi çözünürlüğün 1.000 dpi ikili ile aynı etkiyi verdiği söylenir; bu da normalde fotoğraflar için ihtiyaç duyacağınız kadar iyidir ve yakın çekim görüntüleme için bile harmanlanır.

Piezo kafalar, genellikle üreticiye ve sahip olduğu veya ihlal etmekten kaçınmak istediği patentlere bağlı olarak nokta boyutlarını birkaç farklı yöntemle değiştirir. Kesin yöntemlere bağlı olarak, üç ila büyüklükte damla boyutu mevcut olabilir.

En iyi yazıcı kafalarında (genellikle fotoğrafçılık için kullanılır) en küçük boyut 2 pikolitreden azdır). Tabela yazıcıları için, hız ve kapsama alanı yakından görüntüleme kalitesinden daha önemli olduğundan, en küçük damlalar için 10 ila 20 pikolitre boyutları daha yaygındır.

Termal gri tonlama

Gerçek değişken damla boyutları şimdiye kadar sadece piezo kafalarla mümkün olmuştur. Ancak HP, termal PageWide kafaları için Yüksek Çözünürlüklü Nozul Mimarisi adı verilen bir gri tonlama biçimi geliştirmiştir. Şimdiye kadar bu sadece ticari baskı için devasa T serisi inkjet web baskı makinelerinde kullanıldı ve şimdiye kadar esas olarak CAD ve plan çalışmaları için kullanılan geniş formatlı PageWide XL tek geçişli modellerde kullanılmadı.

Damlalar her bir nozülden her zaman aynı boyutta olmasına rağmen, yazıcı kafasında büyük ve küçük bir nozülü birbirine çok yakın bir şekilde eşleştirir ve bunları tek bir görüntüleme öğesi olarak ele alır. Daha sonra iki çift nozul alır ve gri tonlama amacıyla bunları tek bir görüntüleme elemanı olarak kontrol eder.

İki küçük ve iki büyük nozulun farklı kombinasyonları ateşlenerek beş gri seviye elde edilebilir (aslında beyaz artı dört seviye). HDNA n ozül aralığı 2.400 dpi’dir, bu nedenle nozül çiftleri 1.200 dpi doğal çözünürlüğe sahiptir ve gri tonlama setleri 600 dpi’dir.

Büyük ve küçük nozullarda farklı mürekkep renkleri kullanılarak (örneğin camgöbeği ve açık camgöbeği) daha fazla yoğunluk kontrolü mümkündür. Nozul setleri, daha az gri seviyesiyle daha yüksek hızlar veya çözünürlükler için ayrı ayrı da kontrol edilebilir.

 

Bu, bir baskı kafasının belirli bir alan üzerinde üretebileceği gerçek mürekkep damlası sayısı anlamına gelen nozül aralığının bir açıklamasıdır. Sektör normalde bunları metrik bir ölçü yerine inç başına nokta olarak belirtir. Yani bir yazıcı kafası 1,5 inç (38 mm) genişliğindeyse ve genişliği boyunca 540 püskürtme ucu varsa, doğal çözünürlük 360 dpi’dir.

Birçok geniş formatlı mürekkep püskürtme makinesi görüntüleri üst üste binen bir dizi geçişle oluşturur, bu nedenle medya üzerinde inç başına doğal çözünürlüğün tek başına verebileceğinden çok daha fazla damla olabilir. Dpi ne kadar yüksek olursa, nihai baskı da o kadar sürekli tonlu bir fotoğraf gibi görünebilir.

Gri tonlamalı kafalar, aynı nozul aralığına sahip ikili kafaya kıyasla daha fazla ton aralığı sağlayan bir dizi farklı nokta yoğunluğunun oluşturulmasına izin verir. bu da sürekli tonun daha iyi simülasyonunu sağlar.

Bu nedenle, gri tonlamalı yazıcı üreticilerinin “eşdeğer” çözünürlüklerden bahsetmesi yaygındır; örneğin 360 dpi gri tonlamalı bir kafanın algılanan kalitesi 1.000 dpi ikili kafaya eşdeğer olabilir.

Epson’un Micro Piezo PrecisionCore TFT kafaları (SureColor yazıcılarında kullanılır) gibi çok yüksek doğal çözünürlüklere sahip yazıcı kafaları da vardır. 600 dpi doğal çözünürlüğe ve 1,5 ila 23 pikolitre arasında değişen beş damla boyutuna sahiptir.

Yukarıda bahsedilen HP PageWide HDNA, büyük ve küçük nozulları dönüşümlü olarak kullanarak 2.400 dpi’lik bir nozul aralığına sahiptir, ancak bunlar çift olarak kontrol edildiğinden doğal çözünürlük 1.200 dpi olarak kabul edilebilir.

HP ve Epson kitleri ve bunların işletmelerine sağlayabileceği faydalar hakkında daha fazla bilgi edinmek isteyen sektör mensupları, 8-12 Mayıs tarihleri arasında Almanya’daki Hamburg Messe’de düzenlenecek olan FESPA 2017 ‘de şirketlerin uzmanlarıyla görüşebilirler.

HP ve Epson, rekor sayıda ziyaretçi çekmesi beklenen etkinlikte varlık gösterecek 700’den fazla markadan ikisi olacak.

Hakkında daha fazla bilgi edinmek için FESPA 2017, ziyaret edin: https://www.fespa2017.com. Ziyaretçiler, referans kodunu belirterek online kayıt yaptırarak fuara ücretsiz giriş yapabilirler: FESG702.