Друкуючі головки Spectra і Xaar

     Друкуючі головки Spectra і Xaar

Друкуюча головка – це пристрій, який пропускає певний об'єм рідини через задану кількість форсунок. Посил крапель управляється електричними сигналами. З мікрокрапель (пікселів) на носії складається зображення. Два найбільших у світі виробника головок, що встановлюються на принтерах для друку вуличних зображень — це Spectra і Xaar. Продукція і технології цих компаній використовуються в промисловій та комерційної друку, а також в інших областях. Стверджувати абсолютна перевага тих або інших не візьметься жоден експерт. Тим більше, що на минулій виставці DRUPA-2004 обома компаніями були представлені нові рішення і поки не можна спрогнозувати, який з них виявиться ефективніше. Порівнювати можна лише певні характеристики головок. Також необхідно враховувати, на якому обладнанні вони встановлені.

Технологія друку і будова головки

Цифрові технології дозволили друкувати зображення, надсилаються безпосередньо з комп'ютера, минаючи підготовчі стадії, властиві офсетному і шелкографическому виробництва. Існують кілька видів цифрового друку. При створенні зображень для зовнішньої реклами найбільш популярна п'єзоелектрична друк. П'єзоелектричні друкуючі голівки можуть мати різну конструкцію, але в ній обов'язково присутні чорнильні камери пьезоэлектрик, до якого проведені електроди. Чорнило і повітря потрапляють у порожнину камери через канали. Будова обумовлено принципом роботи голівки. Для посилу кожної з мільярда крапель на п'єзоелектричний елемент спочатку подається висока напруга, потім знімається. Стіни чорнильних камер деформуються, внаслідок чого за рахунок зміни об'єму камери чорнило спочатку втягуються в камеру через відповідний канал подачі, потім видавлюються краплею через форсунки (сопла, дюзи, інжектори) на носій. Даний алгоритм носить назву «принцип зсуву» (share mode). Перевагою є малі витрати енергії. Фактичний рух п'єзоелектричного матеріалу – приблизно одна мільйонна дюйма, тим не менш воно може контролюватися, що дозволяє калібрувати обсяг краплі з високим ступенем повторюваності. Алгоритм цифрової технології друку – «крапля на вимогу» (drop-on-demand-DOD) – досі не змінюється. Комп'ютерна програма розкладає зображення на точки, розраховує, скільки форсунок і в якому порядку мають бути задіяні, щоб відобразити вихідний файл з потрібним якістю, і посилає команди на друкувальну голівку (подає електрику на електроди відповідних камер). Одним з головних параметрів залишається дозвіл, з яким друкує голівка, — кількість точок (крапель) на дюйм. Більшість працюючих зараз моделей функціонують за принципом двійковому (binary). Кожна точка на носії покривається чорнилом або залишається непокритою. З точок складається зображення. Його якість залежить від об'єму краплі. Реальна роздільна головок з однаковою кількістю сопел може відрізнятися за рахунок системних конструкційних рішень та інтегрованої електроніки. Конструкційні рішення принтера не підвищують реального дозволу головок. Запечатування одного фрагмента зображення в кілька проходів дозволяє усунути ефект полошення, але не допомагає домогтися чіткості найдрібніших деталей. Подібне «підвищений» дозвіл на практиці використовується нечасто. Гранично малий об'єм краплі також не є ідеальним рішенням, так як для пропечатывания фонової заливки потрібно установка від 2 до 6 головок на колір. Останнім часом компанія Xaar впроваджує нову технологію greyscale, яка дозволяє змінювати обсяг краплі під час проходу каретки над носієм – аж до 16 рівнів півтонів. Конструкційні особливості цієї новинки не розголошуються.
 

Місце в системі

Друкуючі головки зібрані з декількох модулів (наприклад, 256-канальна головка Spectra складається з 4 модулів по 64 сопла). Кілька головок збираються в блок одного кольору, потім блоки в друкувальну батарею, яка монтується в каретці. На поверхні залишається тільки лицьова пластина (плита) кожної головки, в якій знаходяться сопла. У головок Spectra вона виготовлена з металу, у деяких моделей Xaar – з пластика. Каретка може бути розташована вертикально або горизонтально (під або над носієм). Дані рішення запатентовані різними виробниками принтерів і не можуть бути повторені конкурентами. Тому існують головки, що працюють в різних положеннях. На каретку через трубопроводи, розташовані в рухомому шлейфі, подаються повітря, чорнило та в деяких моделях – розчинник. Від їх злагодженої подання багато в чому залежить і робота головок. Повітря необхідний для підтримки повітряно-вакуумного балансу, запобігає довільне витікання чорнила з форсунок, і для подачі чорнил в камеру головки з резервуара, встановленого на принтері або каретці. Сольвент використовується для автоматичного чищення головок (де така функція передбачена) та їх консервації на час тривалого простою. Якщо чистка проводиться вручну(вакуумом), то такий режим не є обтяжливим та призводить до зменшення терміну служби головки. Головки, що працюють з УФ — отверждаемыми чорнилом, менш вимогливі в обслуговуванні. Для чорнила на основі розчинника важливий такий показник, як в'язкість. Вона залежить від якості самих чорнила і від умов експлуатації. При зміні в'язкості змінюється плинність чорнила, швидкість заповнення головки, частота пострілів і обсяг краплі. Відповідно потрібне коригування роботи вакуумної системи і величини електричного імпульсу, що посилається на п'єзоелемент в головках. Також змінюється адгезія чорнила до носія, що компенсується підігрівом столу. У зв'язку з цим у специфікаціях головок Spectra особливо підкреслюється наявність в стандартній комплектації або можливість установки опціональною вузлів контролю температури й автоматичне деаерації. Остання являє собою запатентований пристрій, який називається «легке», за аналогією з дихальним органом людського організму. Технологія «легкого» дозволяє видалити з чорнил гази ( пухирці повітря ) безпосередньо перед попаданням в чорнильну камеру головки. Чорнило подаються через порт мимо фільтруючої мембрани, потім виходять з «легкого». Мембрани проникні тільки в одному напрямку. Помірний вакуум з протилежного боку мембрани відтягує з чорнил повітря і не дозволяє йому проходити назад. Враховуючи важливість всіх систем каретки, взаємодіючих з головкою, такий великий виробник, як VUTEk, закуповує у Spectra не друкувальну голову цілком, а тільки «доріжку»: чорнильну камеру з п'єзоелементом, каналами і лицьовий пластиною з форсунками. Системи управління і подачі чорнила, сольвент і повітря розробляються безпосередньо компанією VUTEk. Подібне використання передбачено і для головок Xaar. Управління головкою включає автоматизовану систему налаштування, калібрування, синхронізації з рухом каретки. Це необхідно для точного узгодження транспортних механізмів машини і роботи головки в процесі друку. Всі сопла розташовуються в один ряд. Якщо алгоритмізувати процес друку, одна форсунка друкує одну частину зображення, наступна – іншу. Чим ширше друковане поле головки, тим більше можливих режимів друку. При різних режимах друку каретка може рухатися з різними швидкостями ( наприклад, 0,5; 1 і 1,5 м \ сек). Так як при друку зображень для вуличних рекламоносіїв висока якість не потрібно, виробники найчастіше друкують у самому швидкому або середньому режимі. Відповідно, головка повинна посилати краплі з тією ж швидкістю. Це залежить від частоти («скорострільність») і лінійної швидкості, під якою розуміється швидкість заповнення чорнильною камери. Чим вони вище, тим більше можливостей використання головки. Низька частота компенсується подвоєнням числа головок. У деяких моделях не дорогих принтерів головки з низькою частотою пострілів працюють на високих швидкостях, що знижує термін їх служби в рази. При дотриманні всіх умов експлуатації головки обох виробників стабільно працюють не один рік.

  Модельний ряд На практиці виробникам зовнішньої реклами доводиться стикатися лише з деякими моделями з усього асортименту, що випускається компаніями Spectra і Xaar. Spectra Spectra SE-128, Spectra SL-128, Spectra SM-128, Spectra SX-128 – варіанти 128-канальної друкуючої «доріжки», що відрізняються один від одного каліброваним розміром краплі і адресованим роздільною здатністю. Spectra SX-128 створювалася спеціально для виробництва електронних дисплеїв (рк-панелей). Nova PH 256\80 AAA , Nova-Q, Nova JA 256\80 AAA-256-канальні друкуючі головки і окрема «доріжка», створені для роботи з великими обсягами промислової та комерційної друку, від конвертів і упаковки до широкоформатних зображень і друку на текстилі. Galaxy JA 256\30 LQ – 256-канальна друкуюча головка і окрема «доріжка», створені для роботи з великими обсягами промислової та комерційної друку. Встановлюється на принтерах, призначених для друку на твердих матеріалах. Працюють на УФ-отверждаются чорнилі. Galaxy PH 256\30 HM, Galaxy PH 256\80 HM, Galaxy PH 512\70 HM – головки, розроблені для друку складами hot melt з роздільною здатністю до 900 dpi. Укомплектовані безліччю додаткових опцій і не постачаються у вигляді « доріжок», тільки в збірці. SX-2 – друкарські головки нового покоління, які з'явилися на ринку в другій половині 2004 р. Виконані за новою технологією Shaped Piezo Silikon MEMS (Micro Electro Mechanikal Systems). Конструкція включає повністю інтегрований «бортову електроніку. Використання нової технології призвело до нової архітектури вироби з малими розмірами і вагою, зниженим витратою енергії.

Xaar

Xaar Jet 126-200, Xaar Jet 126-300 (XJ126) — 126-канальні головки, не призначені для друку чорнилом на основі розчинника. Мають поліпшену електроніку і показники лінійної швидкості. Xaar Jet 128-200, Xaar Jet 128-200 Plus Unit, Xaar Jet 128-360, Xaar Jet 128-XL (XJ128)- сімейство найпопулярніших 128-канальних головок для роботи як з сольвентними, так і з УФ- - чорнилами. Xaar Jet 500-180, Xaar Jet 500-360 (XJ500)-дві версії 500-канальної друкуючої головки, створені для роботи з УФ-отверждающими чорнилом на масляній основі. Незважаючи на це, вони часто використовуються на принтерах, призначених для друку сольвентними чорнилом. Xaar Leopard — 318-канальна друкуюча головка, виконана по технології greyscale. Призначена для УФ-отверждаются чорнила, основне призначення – маркування упаковки. Проведена в Японії компанією Toshiba TEC в 2003 р.. Встановлена на машині The. Factory (Dotrix). Xaar OmniDot 380 – одна з останніх розробок, продовжують двійковий принцип друку. Буде випускатися у двох версіях з реальним дозволом 180 і 360 dpi. Xaar OmniDot 760 GS3, OmniDot 760 GS8 – за останні розробки технології scgreyale. Відмітна особливість – наявність 764 сопел. За заявою компанії Xaar, це перші головки, друкуючі різними типами чорнил : на водній основі , на основі розчинника, на масляній основі, УФ-отверждающими. Головка OmniDot 760 GS 3 створена у співпраці з компанією Agfa.

Резюме

Асортимент друкуючих головок обох виробників в рівній мірі охоплює всі можливі сфери застосування. Але конструкторські рішення і технічні параметри розрізняються. Головки Xaar програють аналогічним по числу каналів голівок Spectra за наступними показниками:
 

• калібрований об'єм краплі;
• робоча частота скорочень;
• лінійна швидкість;
• ширина області друку;
• максимальне число скорочень п'єзоелемента (термін служби).

Крім того, серед незаперечних переваг головок Spectra: патентована технологія дегазації, надійне промислове виконання підвищеної міцності і можливість відновлення при виході з ладу. У той же час головки Xaar виграють за наступними показниками:
 

• ― маса головки;
• ― низькі енергетичні вимоги;
• ― низька собівартість головки (за рахунок зменшення витрат на матеріали і виробництво головок, а також існуючої конкуренції).

До того ж компанія Xaar раніше конкурентів довела розробку головок нового покоління (технологія greyscale) до виробничої стадії. Будь-які переваги і недоліки відносні. Якщо економічний плоттер, на якому встановлено 6 друкуючих головок, варто 30000у.е., то це можуть бути лише головки виробництва Xaar, так як Spectra буде порівнянно з вартістю верстата. По мнению некоторых пользователей оборудования выгоднее приобрести два комплекта дешёвых головок, имеющих меньший срок службы, чем изначально заплатить высокую цену. Даже притом, что смена печатающей головы требует перекалибровки всего принтера. По мнению других, скупой платит всю жизнь.   Все сходятся во мнении, что установка дорогостоящих головок оправдана, если другие составляющие печатной системы организованы на соответствующем уровне, а на производстве будут жестко соблюдаться требования к эксплуатации и обслуживанию.   Факторів оцінки дуже багато. Самим головним, мабуть, залишається доцільність використання різних моделей на тому чи іншому обладнанні.