Достопримечательности мира

    Отдыхайте с нами!

Статьи

Струменеві друкують головки: основи технологій *

  1. Термальна струменевий друк
  2. Пьезотехнологіі: крапля на вимогу
  3. Безперервна струменевий друк - високі швидкості
  4. вибирай любу

Стрімко розвиваючись, струменевий друк освоює нові сегменти і сфери застосування

Стрімко розвиваючись, струменевий друк освоює нові сегменти і сфери застосування. У боротьбі за перспективи на ринку вирішальне значення набувають дослідження і розробки у сфері друкуючих головок, чорнила і спеціалізованих складів. Великим плюсом при виборі струменевого пристрої друку стануть базові знання про виробників і технологіях друкуючих головок.

Будь-яка струменевий головка працює за принципом контрольованого електронікою розпилення крапель рідини на потрібну поверхню. Два основні класи - головки з безперервною подачею і п'єзоелектричної імпульсної (крапля на вимогу, DOD), кожен поділяється на підкласи.

В безперервної струменевого друку краплі розпорошуються без зупинки, потрапляючи або на матеріал або в ємність для рециркуляції і повторного використання. В обладнанні DOD викид крапель залежить від певних умов, а формуються вони за допомогою імпульсу в камері подачі чорнила. Різновиди струменевих DOD-принтерів визначаються особливостями генерації імпульсу. Три основні категорії технологій, присутніх на ринку: термальні, пьезо і з безперервною подачею (електростатичні).

Термальна струменевий друк

Першим технологію термальної струминного друку запропонував в 1977 р інженер-конструктор Canon Ічіро Ендо. З моменту випуску перших настільних принтерів цього типу термальні друкують головки пройшли довгий шлях еволюції.

Незалежно від конструкційних особливостей, термальні друкують головки об'єднує концепція: малий розмір краплі при високій швидкості і щільності сопел.

У компактній камері з чорнилом краплі формуються за рахунок швидкого нагріву резистивного елемента. Стрімко нагріваючись до декількох сотень градусів, він змушує випаровуватися молекули чорнила. У киплячій рідини формується міхур (імпульс тиску), який витісняє з камери чорнило. В результаті на іншому кінці сопла з'являється крапля. Після виштовхування вакуум в камері заповнюють свіжі чорнило з резервуара, і процес повторюється.

Недолік технології - обмежений діапазон сумісних рідин: чорнило для термальних струменевих принтерів необхідно розробляти з розрахунком на випаровування і стійкість до високих локальних температур. Крім того, на термальні друкують головки негативно впливає процес так званої кавітації: на поверхні нагрівального елементу постійно формуються і лопаються бульбашки, від чого вона зношується. Втім, сучасні матеріали забезпечують термальним струменевим голівках досить тривалий термін служби.

Щоб зменшити розмір краплі і збільшити швидкість друку, потрібні високоточні технології, що дозволяють збільшити кількість сопел на ширину поверхні. Друкуючі головки Canon FINE пропонують вражаючий обсяг в 2560 сопел на колір (15 360 сопел на друкувальну голівку). Сопла розрізняються по діаметру, оскільки термальна технологія не в змозі забезпечити формування крапель різного розміру. У кожній голівці особливим чином скомбіновані сопла на 1, 2 і 5 пл.

Hewlett Packard домоглася вражаючої щільності сопел в друкуючій голівці Edgeline. Конструкція з шириною друку 10,8 см складається з п'яти кремнієвих чіпів, розташованих у шаховому порядку.

Фізичний дозвіл сягає 1200 dpi при робочій частоті 48 кГц. Подвійний ряд сопел (по 10 560 на матрицю) дозволяє Edgeline наносити два кольори. При друку в один колір другий ряд залишається в якості резервного. У кожній голівці, розрахованої на роботу з водними або латексними чорнилом, 5 матриць - в цілому 52 800 сопел.

Edgeline встановлюють в латексні принтери і рулонні ЦПМ від HP. У комплектацію T300 з шириною друку 77 см входять по 70 друкуючих головок для кожної сторони запечатується полотна. Таким чином, в режимі двостороннього друку функціонує 7 392 000 сопел, і машина з високою точністю щомиті завдає на запечатується материал 148 млрд крапель. Всі термальні друкують головки, що зношуються, термін служби залежить від обсягу проходять через них чорнила.

Термальні друкують головки для настільних струменевих принтерів випускають також Kodak і Lexmark. Частина укомплектованих ними моделей вже знята з виробництва.

На ринку широкоформатного друку в сегменті струменевих принтерів з водним чорнилом йде битва між Canon і HP, єдиним поки постачальником латексних принтерів з термальними друкуючих головок. І ніхто крім HP поки не запропонував термальною друкуючої головки в однопрохідної конфігурації.

Струменеві термальні технології досить впевнено почувають себе в своїй ніші, але більша частина рулонних і планшетних принтерів великого і надвеликого форматів зараз представлена ​​моделями з пьезоструйнимі друкуючих головок.

Пьезотехнологіі: крапля на вимогу

П'єзоелектричні друкують головки об'єднує принцип розпилення крапель. Завдяки широкому вибору модифікацій для різних матеріалів і сфер застосування, вони користуються великою популярністю у виробників струменевих принтерів.

Принцип технології "крапля на вимогу» заснований на зміні форми певних кристалів при подачі напруги. В результаті камера деформується, генеруючи імпульс. На ринку представлені п'єзоелектричні струменеві головки більше ніж від десятка виробників.

У струменевих технологій маса варіантів застосування, поліграфія - лише один з них. Струменеві друкують головки використовують для маркування й кодування, нанесення поштових індексів і адрес, обробки документації, печатки і маркування текстилю, гравірування, фотогальваніка, осадження матеріалів і високоточного диспергирования рідин.

Струменеві друкують головки можна класифікувати по:

  • сумісності з рідинами (склади водні, масляні, сольвентні, УФ, кислотні);
  • робочій температурі;
  • кількості сопел;
  • фізичному вирішенню;
  • ширині друку;
  • матеріалу конструкції;
  • фіксованою або змінною краплі;
  • найменшого розміру краплі;
  • екологічності.

Головна відмінність струменевих друкуючих головок - у фіксованому або змінному розмірі краплі. Принтери з фіксованою краплею називають бінарними. Важливо розуміти відмінності технологій і принципи їх роботи.

Бінарні друкують головки видають краплі стандартного обсягу. Варіантів море - від 1 пл до 200 пл і більш (піколітр - одна трильйонна частина літра). Основна перевага технології в тому, що великі краплі швидше покривають запечатується. Ще одна особливість друкуючих головок з фіксованим розміром краплі - знижений дозвіл. Тому вони краще підходять для великоформатної друкованої продукції, друку по текстилю та інших сегментів, де дозвіл не має першочергового значення.

Найменшу краплю забезпечують широкоформатні принтери серії Durst Rho P10: друкують головки Quadro Array з розміром 10 пл пропонують дозвіл до 1000 dpi. Струменеві головки з розміром краплі 1 пл розраховані не на графіку, а на осадження рідин і друковану електроніку.

Друкуючі головки з фіксованою краплею вигідно відрізняються частотою розпилення, вимірюваної в кілогерцах (1000 циклів в секунду). Базуються на цій технології струменеві принтери бувають 4- і 6-барвистою конфігурацій. При роботі з великими обсягами не варто забувати, що швидкість друку в 4 кольори вище, ніж в 6 кольорів, а якщо за один колір відповідає кілька друкувальних головок, принтер взагалі буде «літати».

Зараз йдуть активні дебати на тему того, яка з технологій краще і чому - з фіксованим або зі змінним розміром краплі. Але враховувати в першу чергу потрібно практичні аспекти: продукція, що випускається, вартість принтера, економічно виправдана швидкість.

Друкуючі головки зі змінним розміром краплі здатні на ходу регулювати дозвіл друку. Для збільшення краплі система об'єднує кілька крапель базового розміру.

Візьмемо для прикладу принтер з базової краплею в 6 пл. Щоб отримати краплю 12 пл, в камеру з чорнилом система відсилає відразу два пульсу: краплі зустрічаються в повітрі і зливаються в одну. Доступні для конкретної голівки розміри краплі називають «рівнями».

8-рівнева головка формує краплі семи розмірів. П'єзоелектрична головка з підтримкою 16? Ти рівнів дасть 15 розмірів крапель. При базовому розмірі краплі в 6 пл доступні варіанти виходять простим множенням базової краплі: 6, 12, 18, 24, 30, 36, 42 пл.

Якщо проаналізувати частоту розпилення, виявиться, що формування змінних крапель займає більше часу, що цілком логічно. Для 16-рівневої пьезоструйной головки швидкість розпилення базової краплі складе близько 28 кГц. Якщо для неї ж активувати 8 варіантів крапель, швидкість розпилення впаде до 6,2 кГц. Якщо задіяні всі 16 варіантів, швидкість становить всього 2,8 кГц. Як бачимо, при переході від базового рівня до максимально можливим 16-ти рівнях кількість формованих крапель менше на порядок. Друкуючі головки зі змінним розміром краплі незмінно друкують повільніше, ніж аналогічні з фіксованою краплею. Зате підвищують дозвіл дрібного тексту і якість друку в цілому.

Щоб збільшити продуктивність струменевих головок зі змінною краплею, творці принтерів збільшують кількість каналів на колір. Чорнильний канал являє собою ряд сопел, відведених під конкретний колір чорнила, - типовий варіант для скануючих і друкуючих в один прогін систем.

Під скануючої печаткою тут мається на увазі метод струменевого друку, при якому каретка з друкуючої головкою переміщається взад і вперед по поверхні запечатується, а він подається в старт-стопного режимі. У деяких планшетних принтерах зображення формується інакше: матеріал робить зворотно-поступальні рухи під групою друкуючих головок, що перекривають всю ширину друку.

Безперервна струменевий друк - високі швидкості

Безперервна струменевий технологія являє собою безконтактний варіант високошвидкісного друку, який використовується для нанесення змінної інформації на рухомий матеріал. Спочатку розраховані на додавання дат, текстів і штрихових кодів модулі тепер пропонують многокрасочную друк на рулонних матеріалах. Складно повірити, але першим цю ідею запатентував в 1867 р лорд Кельвін.

Принцип технології наступний: насос подає рідке чорнило з резервуара на безліч дрібних сопел, формуючи безперервної потік крапель на дуже високій швидкості. Швидкість формування і розпилення крапель контролює вібруючий п'єзоелектричний кристал. Швидкість його вібрації називають частотою, яка в даному випадку варіюється від 50 до 175 кГц. Кожне сопло видає від 50 000 до 175 000 крапель в секунду. Вони пролітають через електростатичне поле і вже зарядженими потрапляють в відхиляє поле, яке надає їх на матеріал або в складальний резервуар для повторного використання. Основний обсяг крапель йде на переробку, і лише невелика частина формує зображення на відбитку. Одне з головних переваг струменевих друкуючих головок даного типу - висока швидкість роботи.

Kodak Stream - приклад технології безперервної струменевого гібридної друку. Періодичні імпульси в нагрівальних модулях біля кожного друкувальних голівок формують дрібні чорнильні краплі. Регулюючи розмір і форму імпульсу, система змінює розмір точки і швидкість розпилення крапель. Технологія Stream генерує краплі на частоті 400 кГц, не уступаючи по швидкості традиційним рулонним офсетним машинам. Більш того, в Kodak впевнені, що частоту імпульсів реально підвищити.

Найближчий конкурент ЦПМ Prosper - струменевий рулонний ЦПМ від HP. Теоретична максимальна частота для неї заявлена ​​на рівні 100 кГц. А для п'єзоелектричних струменевих принтерів стандартна частота становить 25-40 кГц.

В основу технології Stream лягли мікроелектромеханічні системи MEMS (вони ж використовувалися в друкуючихголовках HP Edgeline). Сучасна виробнича технологія MEMS за принципами нагадує методики виготовлення інтегральних мікросхем, які задіюють для створення надмініатюрних струменевих структур на кремнії. Пластина з соплами є механічні елементи, скомбіновані з електронікою на загальній кремнієвій основі.

вибирай любу

Друкуючі головки - лише один з компонентів складних друкованих систем. Щоб вибрати технології, оптимальні для конкретної компанії, обов'язково беріть до уваги технологічні відмінності. З огляду на широкий вибір пропозицій на сучасному ринку, важливо озброїтися якомога більшим обсягом інформації.


Про автора: Джефф Бертон ( [email protected] ), Аналітик SGIA по цифрового друку і консультант з питань цифрового друкарського виробництва, управління кольором і асортименту продукції, цифровому обладнанню та виробникам. За більш ніж 20 років в галузі працював менеджером по виробництву, консультантом асоціації, тренером. Автор безлічі технічних статей і доповідач на галузевих заходах.

* Журнал SGIA Journal. Березень-квітень 2013. Публікується з дозволу асоціації SGIA. (С) 2013.

П'єзоелектрична головка з підтримкою 16?

Новости

Турбазы и базы отдыха Якутии
Многие россияне имеют о Якутии такое же представление, что и многие иностранцы о самой России: безбрежная пустыня, укрытая снегом, по которой ходит множество медведей: невероятно далеко и чрезвычайно

Авиакомпания Якутия в Новосибирске — рейсы, представительство
Уже около 15 лет авиакомпания Якутия в Новосибирске занимает ведущие позиции среди перевозчиков. Работает она и в других городах России, осуществляя вылеты с различных направлениях. Базой компании является

Мирный (Республика Саха (Якутия))
Мирный: Мирный. Ближайшие города. Расстояния в км. по карте (в скобках по автодорогам) + направление. 1 Чернышевский 92 () СЗ 2 Сунтар 194 () В 3 Ленск 208 () Ю 4 Нюрба 237 () В

Стена | ВКонтакте
Кимберлитовая трубка "Мир" (Якутия) - самый большой алмазный карьер в мире В Якутии, вблизи города Мирный, находится самый большой по общему объёму алмазный карьер в мире - кимберлитовая трубка "Мир"

Якутские бриллианты
Король драгоценных камней > Якутские бриллианты Как известно, основные алмазные месторождения находятся в Африке (ЮАР, Ангола, Намибия), Канаде, Ботсване и России. Одно

Телефоны авиакомпании Якутия — как дозвониться?
Время от времени у пассажиров авиакомпании Якутия могут возникать вопросы, касающиеся самых различных ситуаций — перевозки багажа или детей, оформления билета, прохождения процедуры регистрации

В Якутии изменятся часовые пояса
ИА SakhaNews. С 26 октября 2014 года в Якутии может появиться три часовых пояса. В соответствии с законопроектом о возвращении зимнего времени предлагается установить в России десять часовых зон. Законопроект

Полюс холода Оймякон, Якутия – климат, погода, описание, фото
Полюс холода – это такое место на планете Земля, где температура воздуха опускается до рекордно низких показателей. Другими словами, это самое холодное место на земном шаре. На территории

СИБИРСКИЕ АЛМАЗЫ ЛУЧШИЕ В МИРЕ
Первые находки алмазов в России датируются 18 веком. Сейчас наша страна считается одним из крупнейших в мире поставщиков этого драгоценного камня, богатейшие коренные месторождения которого находятся в

Скачать Боинг 737-800 Якутия схема салона
Нормальные внешние рыночные условия, для летящих эконом-классом, из плюсов. Это 4 места, эти места не слишком комфортны, В итоге выделенная правительством Республики Саха сумма пошла на другие нужды перевозчика