Giáo trình công nghệ in

Hình 5.38 là một minh chứng cho thấy làm thế nào những giọt mực tác động tới giấy trong quá trình in phun. Tính chất bề mặt của giấy sẽ quyết định sự dàn trải và thẩm thấu của mực vào bên trong giấy. Hình minh hoạ cho thấy mực gốc nước và gốc dung môi với các chất màu (pigment, bột màu) liên kết tạo ra một lớp mực rất mỏng, mỏng hơn 1µm sau khi thấm hút và bay hơi của chất lỏng.

Hình 5.39 : Quá trình khô của mực sau các phản ứng của giọt mực với giấy trong in phun

5.1.1 In phun liên tục (continuous ink Jet)
In phun liên tục làm lệch hướng theo hệ nhị phân (binary deflection)
Như mô tả ở hình Hình 5.39 cho thấy nguyên lý của hệ thống vòi phun dựa trên kỹ thuật Hertz với dòng mực phun đều với tần số cao (từ 1 MHz trở lên). Mực lỏng cần được phun ra ngoài qua miệng vòi. Sự kích thích với tần số cao theo áp lực dao động của tinh thể piezo gây nên áp lực vào dòng chảy làm vận tốc dòng chảy bị ảnh hưởng và bị chia từng giọt nhỏ từ một dòng chảy ban đầu.
Hình 5.40 cho thấy cách tạo ra hình dạng giọt là một bài toán và chụp bằng lại cách máy chụp tốc độ cao. Kích thước giọt và khoảng cách giọt về cơ bản phụ thuộc vào đường kính vòi phun, độ nhớt và sức căng bề mặt của chất lỏng, cũng như tần số dao động của xung lực.

Hình 5.40 : Đặc tính kỹ thuật của quá trình in phun liên tục

Hình 5.41: Tạo giọt trong in phun liên tục
a. khi giọt chính bay ra
b. Giọt tạo ra từ sự co thắt của dòng mực
Hình ảnh chụp với tốc độ cao dòng mực là tập hợp của các giọt nhỏ sau

Từng giọt mực riêng được tích điện bởi một điện cực tương ứng với hình ảnh in trước khi chia nhỏ từ dòng mực (hình 5.39). Những giọt mực được tích điện bị làm lệch hướng sau khi đi qua điện trường (giữa hai bản) rơi vào máng chặn và được thu hồi lại. Những hạt không bị tích điện rơi ra và bám vào giấy.
Như hình 5.40b mô tả được gọi các giọt mực vệ tinh tạo ra trong suốt quá trình định dạng giọt, sau đó chúng sẽ kết hợp với giọt mực chính. Chất lượng in phụ thuộc vào chất lượng và tính liên tục của dòng mực phun ra.
Hình thức dữ liệu (kỹ thuật Hertz) trong tần số (khoảng 1MHZ-mega herzt) và kích thước giọt (khoảng 4pl – 4 picoliters = 4×10 -12 dm3 đương lượng với đường kính khối khoảng 20 µm)
Một ví dụ đặc biệt ứng dụng trong sản xuất công nghiệp của máy in phun liên tục là quá trình in tốc độ cao được đưa ra trong hình 5.41, hai module in phun trên vật liệu cuộn. Đầu phun rộng khoảng 108 mm, các vòi được sắp xếp để in cho độ phân giải khoảng 240 dpi (1024 vòi trong một đầu/module)
Hình 5.42 cho thấy ứng dụng của hệ thống in phun liên tục cho in nhiều màu. Trong hệ thống, được in với bốn đầu phun, tương ứng cho bốn màu đen, cyan, magenta, yellow, có độ phân giải 300 dpi. Tờ giấy được chuyển nhanh hơn trong trống. Như trong hình, mẫu in thử được in với các đầu phun di chuyển dọc trục và ống quay, có thể được tái tạo khoảng 15 giá trị xám/điểm.

Hình 5.42: Hệ thống in phun tốc độ cao cho in cuộn
a. Hệ thống 4 đầu phun (240dpi, khổ rộng đầu phun 108 mm, tốc độ in 2m/s)
b. Đầu phun mực với hệ thống các vòi phun

Hình 5.43: Hệ thống in thử kỹ thuật số dùng kỹ thuật in phun liên tục
a. Hệ thống in (300 dpi, 15 mức độ xám/điểm ảnh)
b. Gắn giấy trên ống và hệ thống 4 đầu in màu CMYK di chuyển dọc trục
In phun liên tục làm lệch đa hướng (multi deflection)
Trong hệ thống in phun liên tục dạng nhị phân (binary) như trong hình 5.39 các giọt mực được làm lệch hướng nhờ được tích điện cùng điện thế, do vậy các giọt mực chỉ có hai trạng thái tích điện, hay không tích điện.
Với in phun lệch đa hướng, các giọt mực có thể có những trạng thái tích điện khác nhau trong hệ thống tích điện và kết quả là chúng có thể bị lệch mạnh hơn hay yếu hơn giữa hai bản của điện trường, tùy thuộc cường độ của điện tích (hình 5.36) do vậy một hệ thống vòi phun có thể được dùng in hình là một dòng ngắn (vd. cao 10mm). Máy in có thể làm lệch được khoảng mưới sáu hướng (tạo ra16 vị trí). Độ cao của một dòng chữ viết trong cách in này phụ thuộc vào khoảng cách giữa đầu phun mực và bề mặt giấy. Chiều cao dòng chữ tăng thì khoảng cách giữa các điểm cũng tăng, tuy nhiên độ phân giải sẽ giảm. Độ phân giải trong cách in trực tiếp được định nghĩa bởi tốc độ (di chuyển) của bề mặt và tần số phun của các giọt mực. Độ phân giải tối thiểu được thừa nhận trong in ký tự kỹ thuật số (cấu trúc ma trận) là 7×6 điểm (cao x rộng)
Về nguyên lý, các hệ thống in phun lệch hướng theo hai chiều có tính khả thi hơn. Trong trường hợp này bộ làm lệch hướng hoạt động theo hai phương để có thể in được theo hai chiều của ký tự ngay cả khi bề mặt vật liệu đứng yên.
Ví dụ của hai hệ thống in phun làm lệch đa hướng được minh hoạ trong hình 5.43. Hình 5.43a là hệ thống với bốn module riêng biệt cho bốn dòng địa chỉ sử dụng trong in báo điện. Hình 5.43b là một hệ thống làm lệch đa hướng được dùng cho in các sản phẩm được gởi bằng thư. Trong ví dụ này sáu dòng chữ viết được ghi với một đầu ghi thích hợp, thiết kế này được dùng cho in trực tiếp trên máy (in-line) các sản phẩm thư từ, hóa đơn… trên cùng một máy in.

Hình 5.44: Hệ thống in phu lệch đa hướng cho in địa chỉ
a. Đầu in phun dùng cho in địa chỉ trên báo chí với bốn hệ thống vòi phun riêng, in được 4 dòng riêng biệt
b. Hệ thống in phun địa chỉ với 6 dòng in trực tiếp trên máy in cuộn
5.1.2 Kỹ thuật in phun “nhỏ giọt tại nơi cần” (drop on demand)
Với kỹ thuật in này, giọt mực chỉ được phun ra khi có hình ảnh cần in. Các giọt mực được tạo ra bằng truyền nhiệt (in phun bong bóng) hay bằng cách thay đổi thể tích trong loại vòi phun kín (in phun piezo). Trong phần này sẽ giới thiệu hai kỹ thuật in này là in phun nhiệt (thermal ink jet) và in phun piezo (piezo ink jet)
In phun nhiệt
Hình 5.45 mô tả một cách vắn tắt về cách tạo ra một giọt mực có thể là kết quả từ việc cấp nhiệt và bong bóng nở ra trong vòi phun đầy mực. Thể tích mực khoảng 23 pl (đương lượng đường kính hạt khoảng 35 µm) có thể thực hiện được trên cơ sở của kỹ thuật in phun nhiệt (HP và Canon là những nhà sản xuất tiên phong về lĩnh vực này). Tần phun số giọt trong khoảng 5 đến 8 kHz. Độ phân giải phải phù hợp với thể tích giọt, độ phân giải 600 dpi có thể đạt được với thể tích giọt 23pl (đường kính hạt khoảng in 60 µm, phụ thuộc vào độ nhớt của mực và tính thấm hút của giấy). Phụ thuộc vào thiết kế của hệ thống máy in phun, cần lưu ý đến vị trí của nguồn nhiệt và lỗ thoát mực, đó là sự khác biệt giữa đầu phun “dạng cong” và đầu phun “dạng phẳng”

Hình 5.45: Kỹ thuật in “nhỏ giọt ở nơi cần”
a. In phun nhiệt
b. In phun piezo

Các máy in màu dùng cho xuất bản điện tử (desktop-publishing) hay dùng trong văn phòng hầu hết sử dụng những hệ thống máy in phun nhiệt. Trong ứng dụng để in màu, mỗi đầu phun dùng cho một màu. Dù vậy việc tách màu phổ biến vẫn là một đầu in màu đen và đầu thứ hai các màu cyan, magenta, yellow. Hệ thống có thể in với độ phân giải 600dpi, hoạt động ở tần số phun là 84 kHz và với 300 vòi phun/đầu in. Các vòi phun được sắp xếp thành nhiều hàng và được bố trí để bảo đảm đạt độ phân giải như yêu cầu và không gian đòi hỏi cho việc thiết lập vị trí của từng vòi phun.

Hình 5.46: Quá trình hình thành giọt trong kỹ thuật in phun nhiệt
a. Nguyên lý “bong bóng” hình thành giọt và sự thoát ra củ giọt
b. Thới gian hình thành giọt

In phun Piezo
Với in phun piezo không giống như in phun nhiệt, sự phun các giọt mực được tạo ra bằng dao động cơ học trong vòi mực, không có sự nhiệt và sự bốc hơi như trong hệ thống in phun nhiệt.
Vật liệu gốm piezo rất phù hợp cho các hệ thống nhỏ, có khả năng định vị bằng điện như hình minh họa 5.46a, vật liệu này thay đổi hình dạng hay thể tích trong điện trường. Được gọi là “shear mode – sự biến dạng hình học” dùng riêng cho điều khiển bằng dòng điện, thường đuợc dùng trong hệ thống in phun piezo. Theo cách hoạt động của “shear mode” thì thể tích của vật liệu luôn ổn định trong khi dạng hình học thì biến đổi.

Hình 5.47: Cấu trúc của hệ thống in “nhỏ giọt ở nơi cần” dùng gốm từ piezo
a. Sự biến dạng của gốm piezo trong điện trường
b. Sự tạo giọt mực trong in phun piezo nhờ sự biến dạng của vách ngăn ống mực
c. In phun Piezo hình thành giọt nhờ sự biến dạng của vách ngăn giữa các ống mực
Có nhiều cách lựa chọn khác nhau về dạng hình học để thiết lập cho vòi phun và hệ thống vòi phun dựa trên những vật liệu này. Vd: làm thế nào tạo ra một giọt mực trong một ống mực riêng biệt bởi vách ngăn phía sau của hộp mực tương tự như cách dùng chức năng bơm của màn chắn được thể hiện ở hình 5.46b
Như minh họa ở hình 5.46c các vách ngăn của ống dẫn mực bị làm biến dạng tạo ra hoạt động bơm/hút trong một ống mực và tạo ra áp lực phun ra trong ống mực kế bên (lân cận). Đó là cách thay đổi hình dạng luôn gây hiệu ứng lên ống mực kế cận nhau (gọi là dao động qua lại), trong hình trên cho thấy, bù lại cho biến dạng (bù lại sự biến dạng của ống mực) được tạo ra hiệu ứng cho ống mực ở vòi phun thứ ba có khả năng định vị đồng thời. Những hộp mực cạnh nhau không được dùng cùng lúc. Do đó có sự điều chỉnh bơm và phun mực xen kẻ nhau và tác động qua lại giữa các ống mực một cách rõ ràng.
Không giống như những hệ thống in phun nhiệt (thường dùng mực gốc nước) hệ thống in phun piezo cơ bản dựa trên cơ-điện có thể định vị với tần số cao và các loại mực được sử dụng đa dạng hơn là một thuận lợi rất lớn của kỹ thuật in này.
Ứng dụng đầu tiên của việc sử dụng kỹ thuật in phun piezo với các vòi phun sắp xếp đưa vào thị trường vào năm 1990. những lọai mực nóng chảy được dùng trong máy in nhiều màu được minh họa ở hình 5.47. Bốn màu in được phun ra với một đầu phun có 96 vòi, độ phân giải 300dpi (mặc dù khoảng giữa cách vòi phun là khá lớn 500 µm, khoảng cách giữa các pixel thấp là 84 µm vẫn được đạt được bằng cách đặt các vòi phun nghiêng 100 so với hướng đi thẳng đứng của giấy, như hình 5.47b và 5.53c đầu phun cố định). Mực rắn nóng chảy được đun lên làm tan chảy ra bằng cách truyền nhiệt trước khi nó được đưa vào hệ thống vòi phun. Sau khi truyền mực đến giấy tương ứng với vùng hình ảnh , nó được hạ nhiệt và đông rắn lại.

Hình 5.48 cho thấy ứng dụng gần đây của kỹ thuật in phun piezo, đơn vị in có thể dùng để in thêm thông tin vào băng vật liệu trước khi in, khâu trước in có thể được tạo ra bởi hệ thống in kỹ thuật số một màu tốc độ cao.Tuy nhiên việc in cũng có thể thực hiện trực tiếp trên máy in (in-line), được trình bày ở hình 5.48c, trong hình 5.48a và 5.48b mỗi đầu phun được sắp xếp trực tiếp sau mỗi đơn vị dẫn cuộn, mỗi vị trí của mỗi đầu có thể hoạt động độc lập, điều này có nghĩa là thông tin có thể được in nhiều màu, nhiều nội dung khác nhau. Các đầu in riêng biệt có thể tạo ra độ phân giải 240 dpi với 256 vòi phun trên một đầu, khổ rộng in mỗi đầu khoảng 27mm.

Hình 5.48: Hệ thống in phun nhiều màu piezo dùng mực nóng chảy
a. Khổ in A4
b. Sắp xếp các vòi phun và các kênh mực màu (300dpi, độ phân giải đường 50dpi, 96 vòi, 48 cho màu đen, 16 vòi cho mỗi màu C,M,Y)
c. Máy in văn phòng

Hình 5.49: Hệ thống in phun (dạng cuộn)
a. Đầu in phun trong đơn vị in (240dpi, mực nóng chảy, khổ đầu ghi 27mm)
b. Dẫn cuộn bằng dây băng hút trong đơn vị in
c. Thiết lập in liên tiếp (in-line) với hệ thống in tốc độ cao.
Hình 5.49 cho thấy một hệ thống in phun piezo dựa trên công nghệ được minh họa ở hình 5.46c (nhờ dao động từ sự biến dạng các vách ngăn). Các đầu in được trang bị cho độ phân giải 180dpi với 512 vòi/hàng. Độ phân giải cao hơn có thể đạt được bằng cách sắp xếp nhiều module liên tiếp nhau, khi in khổ in lớn (khổ rộng) cũng co thể đạt được bằng kết hợp nhiều module lại với nhau theo hướng vuông góc với hướng in. Hệ thống in được minh họa trong hình 5.49b mô tả việc tạo ra khổ in lớn, in bốn màu được thiết lập cho độ phân giải 720dpi (đầu phun di chuyển)

Hình 5.50: Hệ thống in phun piezo
a. Đầu in (180dpi, 512 vòi)
b. Máy in phun khổ lớn (720dpi)
In phun tĩnh điện
Trong các hệ thống in phun “nhỏ giọt ở nơi cần” như đã mô tả ở trên, giọt mực được phun ra chỉ do hệ thống hình ảnh (ghi), trong hệ thống in phun nhiệt bằng cách áp lực của bong bóng và sự bay hơi chất lỏng, trong hệ thống in phun piezo bằng cách làm biến dạng hình học của ống mực được điều khiển bằng cơ điện (hình 5.35b&c).
a. Nguyên lý cơ bản của hệ thống in phun tĩnh điện (hình 5.35d) là tạo ra một điện trường giữa mực phun trong hệ thống ghi và bề mặt vật liệu in. Các hạt mực được tạo ra bằng cách gửi hình ảnh cần in được kiểm soát nhờ lực đẩy đến vòi phun. Lực đẩy này là nguyên nhân giúp cho giọt mực được phóng ra và theo định hướng của điện trường đến
vật liệu in.
Hình 5.51: In phun tĩnh điện dựa trên “hiệu ứng Taylor”
b. Nguyên lý cơ bản của việc tạo giọt.
c. Định dạng giọt trong điện trường
Các hình dạng đặc biệt của vòi phun và mực in nhiệt nóng chảyIn phun tĩnh điện dùng hiệu ứng Taylor từ năm 1990 đã có những cuộc thảo luận về quá trinh in phun dựa trên hiệu ứng Taylor, theo đó những sợi tơ của chất lỏng từ vòi phun được định dạng trong điện trường, tỉ lệ tuyệt đối của sợi/vòi phun vào khoảng 1:20. Hình 5.50 mô tả vắn tắt hình thức một vòi phun mực được thiết kế dựa theo ý tưởng trên.
Với việc tạo ra hình dạng thích hợp của vòi phun, một tia mực (hình 5.50b) có đường kính nhỏ hơn nhiều so với lỗ thoát của vòi phun được hình thành, có dạng như cách gọi là “hình côn Taylor”. Những thuận lợi được tăng lên từ hiệu ứng này trong in phun là có thể phun ra nhiều giọt mực rất nhỏ với các vòi phun tương đối lớn và nhiều giá trị tông xám có thể được in trên một điểm ảnh (pixel). Các giọt được tạo ra tương ứng với hình ảnh in là kết quả của điện trường được thiết lập giữa giấy và vòi phun ra, cùng với việc đặt dưới các tín hiệu điện áp. Thể tích của giọt được xác định bằng khoảng thời gian của điều khiển dao động (hình 5.50a). Loại mực in nóng chảy được dùng trong thiết kế được trình bày trong hình 5.50c.
Có nhiều khái niệm liên quan đến các quá trình trên về thiết kế và nhiều cách sắp xếp vòi phun dựa trên cơ sở của nhiều phương pháp cơ khí chính xác, đặc biệt với thiết kế tối ưu của hình dạng vòi phun. Đường kính vòi phun khoảng 400 µm và khoảng cách các vòi nhỏ hơn 1 mm là thiết thực nhất. Bằng cách sắp xếp nhiều vòi phun trong nhiều hàng nối tiếp nhau, những hệ thống được thiết kế kiểu này có thể đạt tới độ phân giải 600 dpi hoặc cao hơn nữa, cũng như in được hình ảnh có khổ rộng hơn.
In phun tĩnh điện với điều khiển nhiệt độ để gây hiệu ứng thay đổi độ nhớt. Những ý kiến của Silvebrock dựa trên vòi điểu khiển đặc biệt cho việc in phun bắt đầu từ những năm1995. Như minh hoạ ở hình 5.51, mực in lỏng dưới áp lực nhẹ trong hộp mực được phủ lên một vòi phun dạng tấm (bản vòi phun). Ap lực cao trong mực và một điện trường giữa dãy vòi phun và bề mặt vật liệu được giữ cân bằng với sức căng bề mặt của chất lỏng tương quan với mép vòi phun. Tất cả vòi phun đều có nhiều bộ phận gia nhiệt hình tròn quanh lỗ thoát và có thể được điều khiển độc lập. Vành của vòi phun có thể được nung nóng bằng nhiều cách tạo xung điện, sức căng bề mặt thay đổi và như hình 5.51a, một hạt mực được định dạng cho việc ghi hình ảnh.
Người ta gọi kỹ thuật in dựa trên hiệu ứng này là LIFT Drop on demend printing (LIFT : liquid ink fault tolerant). Tên gọi này dựa trên tính kinh tế của nó, tiết diện dãy vòi lớn, nhiều vòi phun hơn so với yêu cầu cần thiết để đạt độ phân giải thiết lập, sử dụng cho nhiều kỹ thuật đặc biệt và vật liệu có gốc silicon (được mô tả trong nhiều ứng dụng có bằng sáng chế).

Hình 5.52 : In phun tĩnh điện kiểm soát bằng các phần tử gia nhiệt
a. Các phần hợp thành vòi phun với phần tử gia nhiệt xung quang vòi
b. Sự tạo thành giọt qua điện trường sau khi giảm sức căng bằng vòng nhiệt

Nó có thể được dùng cả hai việc, tạo được nhiều giá trị xám trên một điểm ảnh (pixel) và cũng hạn chế việc giảm chất lượng trong suốt quá trình in do hư hỏng của từng vòi phun riêng lẻ. Chức năng vòi phun được điều khiển bằng điện, các vòi phun có thể chuyển qua dự trữ, nếu cần.
Các đặc trưng của quá trình này là mối tương quan giữa cấu trúc đơn giản của hệ thống vòi phun với độ phân giải cao (không có hệ thống ống mực, chỉ đơn thuần là những bản vòi phun). Các giải pháp cho thiết kế của những dãy vòi phun có thể làm tăng sự tập trung của những vòi phun trong khoảng 10-20 µm, khoảng cách giữa các vòi vào khoảng 60 µm là vấn đề còn tranh cải.
In phun tĩnh điện tạo mực hơi sương, tạo ra những giọt mực rất nhỏ (giống như phun sương mù) sử dụng hiệu ứng sóng siêu âm.
Cấu trúc của vòi phun cho việc tạo ra những giọt rất nhỏ đước thể hiện ở hình 5.52 (đường kính trung bình khoảng 2,5 µm). Như minh họa trong hình 5.52b, sóng siêu âm tập trung tại lỗ thoát của vòi phun, kết quả là bề mặt sóng tạo ra lỗ thoát của vòi phun (tiêu cự) sự thoát ra của các giọt rất nhỏ, thể hiện ở hình 5.52c. Mực được truyền đến giấy do tác động của tín hiệu hình ảnh và số lượng các giọt mực ở dạng sương mù có thể được kiểm soát nhờ sự phối hợp của các tín hiệu cao tần trong những khoảng thời gian khác nhau. Hình 5.52c đưa ra ví dụ về cách tạo ra ba mức độ xám được hình thành từ những giọt mực sương mù rất nhỏ. Trong thí nghiệm có thể tái tạo khoảng 32 cấp độ xám với độ phân giải 300 dpi. Cần phải cẩn thận để bảo đảm cho sự giản nở của các phần tử ảnh là như nhau tương ứng với những vùng diện tích bằng nhau. Giá trị tông xám được tạo ra bởi sự khác nhau về số lượng của các giọt mực nhỏ hình thành từ các giọt sương mù (mực)

Hình 5.53 : In phun tĩnh điện với mực sương mù được tạo ra bằng sóng siêu âm
a. Nguyên lý cơ bản của vòi phun mực sương mù
b. Hình dạng giọt tạo ra bằng vi sóng và mặt sóng, đường kính giọt 2,5 µm, đường kính vòi phun 50 µm (độ phân giải 300 dpi)
c. Giá trị xám tạo ra bằng sương mù mực, kiểm soát thời gian, kích thước điểm ảnh 85 x 85 µm (300dpi)

5.1.3 Cấu trúc của vòi in phun
Để tạo ra các hệ thống in phun có năng suất cao hơn, đòi hỏi phải có sự sắp xếp hợp lý các vòi phun riêng lẻ trong một đầu in hình ảnh.
Các đầu in phun có thể được thiết kế với những hàng vòi cố định hay được tập hợp trong hệ thống tạo hình ảnh với những bước di chuyển đầu in theo nhiều góc thích hợp với sự di chuyển của bề mặt vật liệu in (sự điều khiển việc ghi hình).
Hình 5.47b cho thấy ví dụ làm thế nào 96 kênh mực có thể được tập hợp trong cùng một dãy (đường thẳng). Để tạo được độ phân giải 300 dpi thì khoảng cách giữa các vòi là 500 µm, các vòi được đặt trên một đường nghiêng 9,60 (dãy vòi phun đặt nghiêng liên quan đến điều khiển việc cấp giấy theo chu kỳ, đầu ghi di chuyền ngang qua bề rộng khổ giấy)
Hình 5.41 minh hoạ một hệ thống với vòi phun cố định theo bề rộng khổ giấy. Hệ thống bao gồm nhiều hàng vòi phun kế tiếp nhau và ở đây những hàng vòi phun xếp song song với chiều di chuyển của băng giấy và được đặt hơi nghiêng để đạt được độ phân giải cao hơn. Những hàng vòi phun tương tự cũng được làm nghiêng để tạo ra độ phân giải cao hơn, được trình bày ở hình 5.48. Các hàng này cũng được quay trực tiếp về hướng di chuyển của băng giấy.
Hình 5.53 minh họa cho nguyên lý làm thế nào để những hàng vòi phun được xếp một cách phù hợp với khoảng cách lớn hơn để đạt được độ phân giải mong muốn, nó cũng diễn tả những cách chọn lựa cho những dãy theo bề rộng trang.

Hình 5.54 : Nguyên lý thiết kế cơ bản của các dãy vòi phun
a. Tăng độ phân giải bằng cách bố trí hai hàng (hai hàng vuông góc với hướng di chuyển của băng giấy)
b. b. Nhiều hàng để tăng độ phân giải (các hàng vuông góc với hướng in)
c. Module đầu phun, với các hàng vòi thẳng, đặt hơi nghiêng

Hình 5.53a trình bày cách độ phân giải có thể được tăng lên gấp đôi khá đơn giản bằng cách bù đắp nhiều vòi phun trong cùng một hàng hay tổ hợp hai hàng. Những hàng có có thể đạt được độ phân giải yêu cầu bằng cách điều chỉnh này, điều này có nghĩa là độ phân giải yêu cầu có thể đạt được với mỗi hàng có nhiều vòi phun được xếp chéo nhau tương ứng với hàng trước đó. Một ví dụ với 6 hàng được mô tả trong hình 5.53b. Kết quả là đạt được độ phân giải 600 dpi với mỗi hàng có độ phân giải 100dpi.
Hình 5.53c miêu tả cách làm cho độ phân giải có thể tăng lên với chỉ một hàng đơn, nếu hàng được xếp trực tiếp theo hướng in. Điều này đòi hỏi một dãy dài cho khổ rộng in lớn, hay sự quay quanh trục của từng đầu phun, như trong hệ thống được trình bày ở hình 5.42. (Hình 5.48 trình bày hệ thống có thể định vị chắc chắn cho các trục có khổ rộng ghi hình ảnh khoảng 27mm). Việc sắp xếp nhiều dãy dọc theo chiều của các hàng là cách mở rộng khổ in lớn hơn, cấu trúc như hình 5.53c
Từ hình 5.53, khoảng cách giữa những dòng kế tiếp có thể tùy chọn và có thể được đặt ở sở sản xuất và lắp đặt. Tuy nhiên, nó phải được đưa vào tính toán mà việc lắp đặt các hàng phải giúp tăng độ phân giải. Trong sự kết hợp hàng đơn, kích thước điểm ảnh (pixel) cũng phải được sửa cho phù hợp, vì kích thước pixel nhỏ hơn cho độ phân giải cao hơn. Lấy ví dụ trong kỹ thuật in phun, việc đó có nghĩa là những vòi phun không và các lỗ trong từng dòng phải được thiết kế để phun giọt có kích thước phu hợp với độ phân giải cao.
Những khoảng cách giữa hai vòi được quyết định bởi thiết kế của vòi phun và hệ thống cơ điện tử của máy. Hơn nữa, chiều dài của hàng và sự mở rộng của hệ thống bị hạn chế do những nguyên nhân của nhà sản xuất và những yêu về điện, cấp mực, thuộc tính của vật liệu, giá cả và những yêu cầu độ tin cậy va việc kỹ thuật sản xuất. Các hệ thống in cho khổ lớn là kết hợp từ những module riêng lẻ.
Hình 5.54 cho thấy ví dụ về cấu trúc của hệ thống ghi hình (từ 30 module) cho độ phân giải 600 dpi và chiều rộng khổ in là 325mm với những dãy vòi phun của từng module riêng biệt rộng 65mm. Cấu hình này đòi hỏi cả sự thẳng hàng cơ khí chính xác hoàn toàn và sự đồng bộ chính xác cho việc điều khiển từng kênh riêng biệt. Một lỗi đặc biệt của sự thẳng hàng giữa các module là góc vòi so với hướng in đảm bảo sự chính xác trong ghi hình có thể dẫn đến những thiếu sót thấy được trong chất lượng của hình ảnh được in.

Hình 5.55 : cấu trúc module cho các dãy vòi phun khổ in lớn, hợp bởi nhiều module sắp xếp thẳng hàng với nhau, vuông góc với hướng in, làm tăng độ phân giải sự bố trí hợp lý các module

5.1.4 Các hệ thống in phun cho in nhiều màu
Các hệ thống in nhiều màu sử dụng kỹ thuật in phun được phổ biến rất rộng rãi. Về nguyên tắc, có thể tạo ra sự khác biệt giữa các hệ thống in tốc độ cao, chủ yếu là giữa hệ thống in một màu hay in thêm một màu pha với hệ thống in chất lượng cao theo những đòi hỏi trong việc in các mẫu màu. In phun nhiều màu khổ nhỏ (A4. A3) được dùng phổ biến cho các văn phòng, các sản phẩm cá nhân… Hệ thống in phun khổ lớn hơn thường dùng in poster, các tấm nhựa cho quảng cáo đã trở nên thông dụng. Hệ thống in phun cũng được kết nối với dữ liệu số (digital photography).
Hệ thống in phun cho in thử kỹ thuật số. Như hình 5.42 mô tả một hệ thống in phun liên tục dùng cho in thử màu (proof). Hình 5.55 là một hệ thống in thử vận hành theo kỹ thuật in phun piezo và dùng mực nóng chảy (hot-melt ink). Hệ thống này được trang bị tám đầu phun để in tám màu khác nhau, mỗi một biến thể (tầng thứ) màu đơn sắc được truyền đến bề mặt vật liệu bởi 40 vòi phun và được in bởi bốn màu CMYK. Để gia tăng khoảng rộng của gamus màu, cần phải in với hai mật độ quang học khác nhau (khác nhau về cường độ màu) cho màu Cyan và Magenta, với ba mật độ quang học khác nhau cho màu Black, nhưng chỉ cần một cho màu Yellow. Hệ thống in với độ phân giải 600 dpi, cần khoảng 11 phút để in tờ in thử khổ A3.

Translate »