De top 10 vragen over inkjetprintkoppen beantwoord

De printkop is de kern van elke inkjetprinter, maar de meeste printers beschouwen ze alleen als ze niet werken zoals verwacht. Sonja Angerer deelt de top 10 vragen voor beginners en professionals over inkjetprintkoppen en hoe u de juiste printkop voor uw bedrijf en behoeften kunt vinden.

1. Hoe lang bestaan inkjetprintkoppen al?

De eerste functionele digitale printers met inkjetkoppen werden begin jaren zeventig door IBM op de markt geïntroduceerd. Ze waren echter alleen bedoeld voor industrieel gebruik. Halverwege de jaren tachtig lanceerden HP en Epson inkjetprinters voor dagelijks kantoorgebruik. Aanvankelijk waren de printers nog zwart-wit, maar eind jaren tachtig werden de eerste kleurenprinters geïntroduceerd die op papier tot A3-formaat werkten. Eind jaren negentig, toen digitaal printen op groot formaat op de markt kwam, werden inkjetprintkoppen krachtiger en moesten veel printkoppen in een printer worden ingebouwd om meerkleurenprinten mogelijk te maken.

2. Waar worden CIJ-printkoppen gebruikt?

De eerste inkjetprinters gebruikten het Continuous Inkjet (CIJ)-proces, ook wel bekend als Continuous Flow of Continuous Drop. De spuitmondjes produceren een continue stroom inktdruppels die door een elektrisch veld worden geleid dat de druppels naar behoefte afbuigt of onderschept. De druppels die niet nodig zijn voor de print worden naar een verzamelcontainer geleid en uiteindelijk hergebruikt.

CIJ-printen maakt gebruik van hoge snelheid met zeer fijne, uniforme druppeltjes, maar het inktverbruik is doorgaans hoger dan bij DoD-inkjet. Ze worden daarom gebruikt voor het snel afdrukken van adressen of eenvoudige labels, maar ook voor bepaalde industriële toepassingen.

3. Wat is DoD-inkjet?

Bij DoD (drop-on-demand) inkjetprintkoppen wordt elke druppel die door de spuitmond wordt geproduceerd ook op het substraat geplaatst. Bij thermische inkjet en bubblejet wordt de druppel geproduceerd door de inkt in de spuitmond te verwarmen. Bij piëzo-inkjetkoppen gebeurt dit door een kristal dat wordt geactiveerd door elektriciteit. In de grafische industrie en voor kantoorprinters komt DoD-inkjet het meest voor.

4. Hoe werken piëzo-inkjetprintkoppen?

Piëzo-inkjetprintkoppen maken gebruik van piëzo-elektrische kristallen die buigen wanneer er elektrische spanning wordt toegepast. Hierdoor wordt de grootte van de inktkamer kleiner en wordt een druppel uit de spuitmond geduwd. Deze techniek is eind jaren tachtig door Epson ontwikkeld en zorgt voor een hoge precisie en betrouwbaarheid van de printkoppen. Piëzo-inkjetprintkoppen kunnen ook verschillende druppelgroottes produceren. Ze worden onder meer vervaardigd door Epson, Fujifilm , Konica Minolta , Kyocera , Toshiba en Xaar .

Er kunnen veel verschillende inktformuleringen worden gebruikt in piëzokoppen. Dit komt omdat de inkt niet gekookt hoeft te worden. Als gevolg hiervan zijn ook warmtegevoelige en zeer vluchtige componenten, die problematisch zijn bij thermische inkjet, geschikt.

BIJSCHRIFT: Schets van thermische en piëzo-inkjetprintkoptechnologie. Beeldcredits: S. Angerer

5. Wat zijn de kenmerken van thermische inkjetkoppen?

Thermo-inkjetprintkoppen gebruiken een kleine verwarming die de inkt in de spuitmondkamer verdampt. Hierdoor ontstaat een bel die de druppel uit het mondstuk verdrijft. Het basisprincipe werd eind jaren zeventig vrijwel gelijktijdig gepatenteerd door HP en Canon. De technische details tussen Canon Bubble Jet ( video ) en de HP Thermo Inkjet printkoppen zijn echter verschillend.

Thermische inkjetkoppen zijn over het algemeen goedkoper en gemakkelijker te produceren dan piëzo-inkjetprintkoppen. Ze hebben echter een kortere levensduur en kunnen meestal maar één druppelgrootte produceren. HP's Pagewide-technologie ( video ) is ook een variant van het thermische inkjetproces.

6. Wat is een grijswaarden-/grijswaarden-inkjetprintkop?

Grijswaardenprintkoppen worden ook wel "variabele dots" genoemd, omdat ze fijne gradaties en nauwkeurige details mogelijk maken zonder extra koppassages. Om dit te doen, zenden ze inktdruppels uit in verschillende volumes. Afhankelijk van het model varieert het volume van enkele picoliter tot ruim 50 pl.

Verschillende druppelgroottes zorgen voor een betere beeldkwaliteit voor het menselijk oog met dezelfde fysieke spuitmonddichtheid. Scherpe randen of letters zien er bijvoorbeeld vloeiender en aangenamer uit door kleinere druppels in te stellen. Ook de nauwkeurigheid van de positionering en uniformiteit van de druppels, hun minimale en maximale grootte, het aantal drukinkten en de kijkafstand dragen bij aan de waargenomen beeldkwaliteit. Grijswaardenprintkoppen zijn doorgaans voorzien van piëzo-technologie.

7. Wat doet een "binaire" inkjetprintkop?

Binaire inkjetprintkoppen bieden slechts 2 opties: druppels of geen druppels. Dit betekent dat elke druppel even groot is. Hoe kleiner de druppel, hoe langzamer (maar nauwkeuriger) de printer. Dit komt omdat bij zeer kleine druppels meer hoofdpassages per motief nodig zijn. Binaire koppen worden vaak gebruikt voor industrieel inkjetprinten omdat ze snel grotere hoeveelheden vloeistof zoals vernis of primer kunnen aanbrengen.

8. Wat zijn de voordelen van MEMS-printkoppen?

MEMS staat voor micro-elektro-mechanisch systeem, dat wil zeggen elk systeem waarvan de componenten toepassingsafmetingen hebben van 1 micrometer.

Wanneer er wordt verwezen naar inkjetprintkoppen, wordt MEMS gebruikt om een productieproces aan te duiden zoals op silicium gebaseerde computerchips. Om deze reden worden ze ook wel Si-MEMS of Thin Layer/Thin Film inkjet genoemd. De eerste Si-MEMS-printkoppen waren bedoeld voor kantoorprinters en thuisapparaten met thermische of bubblejet-technologie.

Tegenwoordig zijn er ook piëzokoppen gemaakt met siliciumwafels, zoals Epson PrecisionCore-koppen ( video )

BIJSCHRIFT: HP Pagewide printkop (screenshot).

9. Wat is het verschil tussen single-pass- en multi-pass-koppen?

Of een printer een single-pass- of een multi-pass- apparaat wordt genoemd, hangt af van het hele printproces, niet alleen van de inkjetkoppen. Bij multi-pass beweegt de printeenheid meerdere keren over een plek op het substraat. Als gevolg hiervan kunnen minder productieve inkjetprintkoppen worden gebruikt. Bij single-pass printen gaat het substraat loodrecht onder de drukstraal door, zodat de printstraal elke plek van het substraat slechts één keer passeert.

Bij single-pass printen wordt voornamelijk gebruik gemaakt van inkt op waterbasis voor papier en golfkarton, maar ook bij direct-to-textiel printen. EFI single-pass printers uit de Nozomi-reeks ( video ) werken echter met UV-uithardbare inkten. Multi-pass printen is geschikt voor inkten op waterbasis, oplosmiddelbasis, latex of UV-uithardende inkten.

10. Hebben laserprinters printkoppen?

Laser- of tonerprinters hebben geen printkoppen. Een laserstraal wordt op een statisch geladen rol gericht, waardoor de lading wordt verwijderd op plaatsen waar geen toner mag worden aangebracht. De op deze manier vervaardigde drukrol brengt de deeltjes over op het substraat en fixeert ze door middel van hitte ( video ).

Het vinden van de juiste printkop

Hoewel printkoppen afzonderlijk kunnen worden aangeschaft, is het voor printers de verbinding tussen de inkjetprintkop, de besturing, de mechanica en de software die het verschil maakt. Daarom worden digitale printmachines geleverd met voorgedefinieerde printkoppen. De configuratie is niet wijzigbaar. Daarom kunnen alleen inkten worden gebruikt die zijn goedgekeurd voor de printkop die in het apparaat is geïnstalleerd.

Piëzo-printkoppen zijn doorgaans duurder en gaan langer mee dan thermische printkoppen. Bij sommige printers worden thermos-inkjetkoppen samen met de inkttank vervangen. Over het algemeen geldt dat hoe meer printkoppen er worden geïnstalleerd, hoe hoger de Total Cost of Ownership (TCO).

De kosten voor daadwerkelijke vervanging van de inkjetprintkop zijn echter afhankelijk van vele andere factoren: Kan de inkjetprintkop door operators in het veld worden geïnstalleerd en uitgelijnd? Moet er een technicus van de fabrikant bij betrokken worden? Kunnen printkoppen worden geregenereerd en eventueel hergebruikt? Is het een printkopmodel dat veel voorkomt op de markt, en dus ook uit vele bronnen te verkrijgen is?

Drukkers moeten daarom advies blijven inwinnen bij fabrikanten of speciaalzaken.