Борьба с дюзами, или Дырка в голове

С появлением печатающих головок возникла и проблема пропадания дюз (сопел) во время работы. А ведь от 100% их работоспособности напрямую зависит качество печати. И теперь все производители головок и принтеров и их пользователи бьются над вопросом: как момент пропадания дюз определить, а ещё лучше — избежать? Кое-какие наработки и решения уже имеются: аппаратные, программные и комплексные — аппаратно-программные. Одни требуют участия человека, другие выполняют проверку и восстановление дюз автоматически. Некоторые производители головок подошли к проблеме кардинально, предложив скрытые решения — они заключены внутри печатающей головки.

Жалко, что в годы, когда я работал печатником, современных технологий в этой области ещё не было, как и знаний методов бороться с этой напастью. Не то что качественных — вообще чернил для некоторых видов головок не находилось. Только интуиция и глаза определяли момент, когда пропавших дюз становилось слишком много и пора было отправлять головки на чистку. Хотя, по большому счёту, стабильность качества печати должна быть неотъемлемым свойством принтера.

Причина и следствие

Следствия пропадания дюз — в большинстве случаев ухудшение качества печати и появление «тонкополосчатого» полошения (о нём я писал в предыдущих колонках). Причин пропадания дюз несколько.

1. Ненадёжная система подачи чернил. Ключевое слово тут — надёжность. Выделить все моменты в рамках колонки не удастся — слишком много нюансов при разработке «транспорта» чернил из ёмкости до печатающих головок. Но эти знания необходимы производителям оборудования, а не конечным потребителям. Примем как факт: система подачи чернил на принтере изначально надёжная и стабильная. В неё не попадает воздух, т. е. негерметичных мест нет.

2. Неверно подобранные параметры для чернил и печатающей головки. Если пользуетесь чернилами оригинальными, а производитель принтера добросовестно проверил их на совместимость, то по факту все параметры принтера и настроек печатающей головки должны быть настроены правильно, а печать идёт стабильно без пропадания дюз. Как только переходите на альтернативные, появляются разного рода сложности. Параметры не ограничиваются температурой и напряжением, не менее важны форма импульса и отрицательное давление чернил. Эти параметры варьируются, и от их правильности напрямую зависит стабильность работы дюз. Вообще все заливаемые в принтер чернила должны быть проверены производителями принтера и/или печатающих головок. Ведь чернила могут содержать вещества, способные навредить печатающей головке или используемым в принтере материалам — чернильным трубкам, фильтрам и прочим компонентам. Для этого производители печатающих головок проводят «тесты совместимости», но об этом подробнее в следующей колонке.

3. Воздух в головке. Как ни странно, он доставляет немало неприятностей, раз за разом выбивая дюзы. Воздух в головку может попасть через них или через чернильный вход поступления чернил в головку. Некоторые виды чернил сами по себе содержат пузырьки воздуха, которые могут привести к «завоздушиванию» печатающей головки. Чаще всего проблема возникает с водными чернилами, у других видов она не столь явная. С ней хорошо справляется система дегазации чернил.

Но история знает примеры, когда сама по себе печатающая головка была спроектирована так, что в ней образовывались места, из которых практически невозможно выгнать воздух. По-английски их называют air trap (воздушные ловушки). Один из примеров — первая версия печатающей головки XAAR 500, на момент выпуска довольно интересная по технических характеристикам. Её активно интегрировали в принтеры компании из Европы и Азии, а основная проблема заключалась в том, что почти при любом способе заполнения чернилами в ней оставался воздух. Это сильно отражалось на стабильности печати, поскольку головку постепенно или сразу же «выбивало». Проблема решалась прочисткой только на короткий промежуток времени — потом всё повторялось. Впоследствии ситуацию разрешили кардинально, изменив конструктив, но это был тяжёлый урок для многих клиентов и конечных потребителей. Да и для производителя.

Сейчас уже внедрены и внедряются системы, помогающие оператору тем или иным способом контролировать работоспособность дюз.

Способы и решения

Зачем нужна такая система? Всё очень просто: она определяет факт пропадания дюз и далее или выдаёт сообщение оператору, или отправляет печатающие головки на чистку. «А зачем же тогда оператор? — скажете вы. – Пусть стоит рядом с машиной и бдит за ними: если дюзы "вылетят", нажмёт на паузу и запустит чистку». А что делать, когда принтеров у оператора больше одного? Вот тут и приходят на помощь инновации.

Лазер в помощь | Лазерные технологии реализуют следующий алгоритм: после каждого возвращения каретки в обратное положение к парковке все дюзы выстреливают чернила, а лазерные датчики определяют, из каких капли не вылетели. Если количество отсутствующих дюз превышает пороговое значение, для принтера запускается чистка. Способ очень даже интересный, правда, им пользуются немногие производители принтеров.

Тестовая полоса | У всех принтеров есть функция её печати рядом с основным изображением. Это помогает оператору визуально определять, все ли дюзы работоспособны. А потом он решает, насколько пропавшие дюзы влияют на качество изображения: отправлять головки на чистку или можно ещё подождать.

Тест дюз до печати | Показывает, есть ли неработающие дюзы. Обычно тест не нужно делать перед началом каждой печати, но в начале рабочего дня он обязателен. Современные принтеры, у которых в норме все параметры и система подачи чернил, частой проверки дюз не требуют. А у УФ-чернил частота забивания дюз ещё меньше, чем у сольвентных. Наверное, поэтому для УФ-принтеров обычной практикой стало проведение теста дюз всего раз в день.

Проверка работы дюз в режиме онлайн | Такие системы начинают появляться, но пока в виде прототипов, а не как законченное решение. Они демонстрируются в лабораториях разработчиков дополнительных устройств. Мне довелось видеть подобную в Польше. Система устанавливается на печатающей каретке и проверяет, вылетает капля из дюзы или нет. Скорость онлайн-проверки — до 5000 раз в секунду. Устройство получает информацию от электроники, какая дюза и в какой момент должна выбросить каплю, и проверяет физически — была капля или нет. Решение особенно актуально для однопроходной печати, где нет возможности делать промежуточные тесты и тестовые полосы всех дюз. Подобная технология призвана решить вопросы с контролем работы дюз. Принципы функционирования таких датчиков пока не озвучены, это коммерческая тайна.

Подход со стороны головки | 8 лет назад (по меркам развития струйных технологий — в прошлой эпохе) была презентована технология side shooter компании Xaar. Она помогала решить проблему появления воздуха в головке и пропадания чернил в дюзе. Прошло время, её освоили и другие производители головок, например, Fujifilm и Toshiba-TEC. Технология довольно интересная, и преимуществ в ней немало, хотя есть и недостатки. Опишу кратко: под дюзной пластинкой чернила постоянно перекачиваются в промежуточный резервуар. Если воздух в головке появляется, то сразу подхватывается потоком чернил и выводится в промежуточный резервуар.

Если дюза/ы не работают совсем

Ничто не вечно под луной. Рано или поздно дюзы изнашиваются и восстановлению не подлежат, а при выводе плашки появляются «дырки». При широкоформатной многопроходной печати, даже если некоторое количество дюз постоянно не работает, ещё можно получать качественные оттиски, но это скорее зависит от требований к печати. Некоторые производители принтеров устанавливают такие опции, как компенсация вышедших из строя дюз. Обычно без существенной потери качества можно компенсировать 4-6 дюз. Для этого печатается специальный тест, оператор определяет, какие дюзы не восстанавливаются, задаёт их номера, а аппарат производит компенсацию. Но опять же — если дюз пропадает больше, а достижимое качество печати уже не устраивает, головку придётся поменять.

Заключение

Поскольку печатающая головка сама не выдаёт информацию, находятся у неё внутри чернила или воздух и все ли дюзы рабочие, печатникам приходится держать ухо востро. Полностью переложить ответственность на принтер не получается. Однако надёжный принтер, стабильная система подачи чернил и их качество, правильно заданные параметры для сочетания чернил и головок — всё это повышает шансы, что дюзы не будут пропадать. И печать пойдёт стабильно, а нервы будут в порядке.

Хотите разобраться в загадках струйных технологий? Пишите: sergey@belokurov.ru.