Các công nghệ đầu in đã khám phá

Đầu in là thành phần quan trọng của bất kỳ máy in định dạng rộng nào, vì vậy điều quan trọng là phải hiểu cách chúng hoạt động.

Có rất nhiều công nghệ được sử dụng để tạo ra một máy in khổ lớn, nhưng có thể cho rằng đầu in là trái tim đang đập của máy. Nó là thứ bơm mực trực tiếp vào vật liệu in và chính đầu in sẽ quyết định các đặc tính xác định của máy in.

Nó quyết định loại mực mà máy in sử dụng và độ phân giải, vì vậy đầu in đóng một vai trò khá quan trọng trong chất lượng hình ảnh tổng thể và năng suất của máy in. Đây là lý do tại sao các nhà cung cấp thường sẽ phát hành các phiên bản mới của máy in của họ khi có sẵn các đầu in mới.

Hầu hết các máy in phun sử dụng đầu in giọt theo yêu cầu (DOD), nơi mỗi giọt mực chỉ được tạo ra khi cần thiết. Có hai kỹ thuật chính được sử dụng trong động cơ in khổ rộng DOD: nhiệt và điện áp. Trong cả hai hệ thống, mẹo là tạo đủ áp lực để đẩy một lượng mực đi qua đầu phun.

Áp suất phải giảm xuống gần như ngay lập tức, do đó một số mực được hút trở lại đầu phun gây ra sự hình thành giọt riêng lẻ, thay vì có một dòng mực liên tục chảy ra ngoài qua đầu phun.

Đầu in nhiệt, như tên gọi của nó, làm nóng mực trong khoang chứa mực cho đến khi nó bốc hơi và tạo ra bong bóng và buộc một giọt mực chảy qua đầu phun. Hạn chế chính của nhiệt là nó hầu như chỉ giới hạn ở mực gốc nước. Nó đã được Canon sử dụng rộng rãi cho dòng sản phẩm ImagePrograf và HP cho các máy in khổ rộng DesignJet.

HP cũng đã phát triển loại mực nhựa gốc nước, hay còn gọi là mực cao su, để sử dụng với các đầu in nhiệt của hãng. Một vấn đề khác với đầu nhiệt là chúng có tuổi thọ rất ngắn và thường được thay thế cùng với hộp mực và được coi như một vật phẩm tiêu hao.

Tuy nhiên, công nghệ DOD được sử dụng phổ biến nhất là điện áp như được sử dụng trong Mimaki UJF-6042. Một điện áp được đặt vào tinh thể piezo để thay đổi hình dạng của nó, để nó nở ra và đẩy vào buồng mực bên trong đầu in. Một số đầu in vẫn sử dụng bộ truyền động tinh thể piezo nhưng hiện nay đã có những biến thể khác, chẳng hạn như sử dụng sóng âm thanh.

Phòng thí nghiệm của Trung tâm Kiểm tra Máy in phun của Ricoh nơi các loại mực được kiểm tra để xem chúng phản ứng như thế nào với các đầu in của Ricoh.

Nguyên tắc cơ bản vẫn giống nhau: khi một điện áp được tạo xung qua bộ truyền động, nó sẽ thay đổi hình dạng, buộc một giọt mực từ buồng mực và ra ngoài qua vòi phun. Cách tiếp cận này hoạt động với nhiều loại mực khác nhau bao gồm cả mực có thể xử lý được bằng dung môi và tia UV. Đầu in có thể có tuổi thọ khá cao – lên đến hai năm trong một số trường hợp – nhưng chúng đắt hơn so với đầu in nhiệt.

Binary hay Greyscale?

Kích thước thực tế của giọt mực có thể thay đổi đáng kể, một số có kích thước giọt nhỏ chỉ ba picolitres và có khả năng tái tạo các chi tiết rất tốt, đặc biệt là trên văn bản nhỏ và các mẫu phức tạp. Những loại khác như Fujifilm Acuity Advance HD2545 sử dụng kích thước giọt lớn hơn nhiều, thường lên đến 42 picolitres, cho phép đổ nhiều mực xuống một cách nhanh chóng, hữu ích cho một máy in sản xuất cao.

Cách tiếp cận đơn giản nhất là sử dụng một kích thước giọt cố định duy nhất, thường được gọi là nhị phân. Nhưng sẽ dễ dàng hơn để tối ưu hóa máy in cho các ứng dụng khác nhau bằng cách sử dụng nhiều kích thước giọt, một thực tiễn được gọi là in thang độ xám. Có một số lợi thế khi sử dụng in thang độ xám.

Thứ nhất, trộn các chấm lớn hơn và nhỏ hơn giúp dễ dàng xử lý các độ dốc và sự thay đổi tông màu tinh tế, chẳng hạn như trong đường chân trời. Nó cũng có thể dẫn đến việc giảm mức tiêu thụ mực, một phần vì một số chấm khá nhỏ, nhưng cũng vì dễ dàng có được các gradient mượt mà hơn với bốn màu mà không cần thêm màu.

Có một số cách tiếp cận thang độ xám khác nhau. Một số đầu in phun ra các khối lượng mực khác nhau để tạo ra các giọt có kích thước khác nhau. Những người khác phun ra cùng một lượng mực, nhưng thay đổi tần suất bắn mực để các giọt khác nhau hợp nhất khi bay hoặc hạ cánh tại cùng một điểm trên vật liệu in để tạo thành các giọt lớn hơn.

Đầu in thang độ xám có thể chậm hơn và vì chúng phức tạp hơn nên cũng có thể đắt hơn so với các đầu in nhị phân. Tuy nhiên, nhiều thiết bị in ấn định dạng rộng sử dụng một số hình thức bôi trơn, với bất kỳ hình thức nào từ ba đến bảy kích thước giọt khác nhau đang khá phổ biến hiện nay.

Một lần vượt qua

Các đầu in phun truyền thống chỉ bao phủ một phần rất nhỏ của khu vực in được và phải quét qua lại để in một dòng hoàn chỉnh. Điều này đảm bảo rằng mọi khoảng trống đều được lấp đầy, do đó tạo ra hình ảnh có độ phân giải khá cao từ các đầu in có độ phân giải tương đối thấp. Nhưng điều này cũng cần thời gian nên rõ ràng cách dễ nhất để tăng tốc máy in là giảm số lần vượt qua, với chén thánh chỉ là một lần vượt qua.

Trong những năm gần đây, in phun một lượt đã trở nên khá phổ biến đối với cả máy in nhãn và máy in tài liệu và nhiều nhà cung cấp tư nhân tin rằng chỉ còn là vấn đề thời gian trước khi chúng ta thấy máy in khổ rộng một lượt. Vấn đề chính là chi phí của đầu in, chỉ có những máy rất đắt tiền như Onset của Fujifilm mới có đủ đầu in để phủ hết chiều rộng của giường. Ngay cả khi chúng vẫn sử dụng một số lần để đạt được chất lượng in hợp lý.

Máy in HP A53 với số đầu phun nhiều gấp đôi so với người tiền nhiệm của nó sử dụng các giọt mực lớn và nhỏ để có được độ phân giải màu sắc tốt hơn bên trong gam màu của Mực HP A50 Pigment.

Memjet đã phát triển đầu in một lần chi phí tương đối thấp để sử dụng định dạng rộng, đã ghép năm đầu của nó lại với nhau để tạo ra động cơ in khổ rộng 42in. Các đầu thực tế rộng 220mm và có độ phân giải 1600 dpi, với phiên bản mới nhất, có tên mã là Aspen, có khả năng chạy ở tốc độ 68mpm.

Những máy in này cực kỳ nhanh nhưng hiện tại công nghệ này chỉ giới hạn ở mực gốc nước, loại trừ nó cho các ứng dụng ngoài trời. Thay vào đó, các máy in dựa trên Memjet chủ yếu nhắm mục tiêu vào thị trường đồ họa CAD mặc dù Memjet đang phát triển một phiên bản đầu in của mình sẽ sử dụng mực dung môi cũng như thiết kế mới hơn phù hợp với các loại mực khác như có thể xử lý được bằng tia UV.

Tối ưu hóa

Rất dễ để giả định rằng các máy in sử dụng cùng một đầu in sẽ có hiệu suất giống hệt nhau. Nhưng các đầu có thể được điều chỉnh để đáp ứng các nhu cầu khác nhau để mặc dù các đặc điểm vật lý vẫn giữ nguyên, nhưng sẽ có rất nhiều điểm khác biệt. Do đó, mỗi nhà cung cấp có thể sử dụng thiết bị điện tử của riêng họ để điều khiển các đầu in, là đầu in tương tự cần tín hiệu kỹ thuật số để bắn mực.

Ngoài ra, các loại mực riêng lẻ sẽ phải được tối ưu hóa cho từng đầu để đảm bảo rằng các loại mực không bị ăn mòn hoặc làm hỏng các đầu. Các loại mực cũng phải có độ nhớt phù hợp để chúng có thể tạo thành các giọt bắn ra chính xác từ các đầu.

Cuối cùng, cần lưu ý rằng hầu hết các đầu in chỉ thực sự hỏng khi chúng bị tắc, thường là do mực khô. Một cách tiếp cận nghiêm ngặt để làm sạch chúng có thể tiết kiệm một khoản tiền kha khá cả về chi phí thay thế đầu và giữ cho máy hoạt động.