Струйная (Inkjet) печать

Струйная печать основана на формировании микроскопических капель жидких чернил и их прецизионном нанесении на субстрат. Объём капли от 1 до 80 пиколитров, скорость выброса — 5–15 м/с. Эта физическая основа обеспечивает уникальную гибкость: та же технология работает в офисном принтере и в машине, печатающей 300 метров в минуту.

Механика выброса капли

Существуют два принципиально разных подхода к выбросу чернильной капли. При непрерывной струйной печати (CIJ — Continuous Inkjet) чернила непрерывно выбрасываются через форсунку и разбиваются на капли электростатическим зарядом. Ненужные капли отклоняются в рекуперационный резервуар. CIJ применяется в промышленной маркировке (Domino, Imaje, Videojet).

При печати по требованию (DOD — Drop-on-Demand) капля формируется только в момент необходимости — импульсом давления, создаваемым пьезоэлектрическим элементом или нагревательным резистором. DOD — технологическая основа всей коммерческой и профессиональной струйной печати.

Пьезоэлектрические печатающие головки

Пьезоэлектрический элемент (кристалл PZT — цирконат-титанат свинца) деформируется под воздействием напряжения, создавая импульс давления в канале с чернилами. Точный контроль формы электрического импульса позволяет управлять объёмом капли, её скоростью и даже формировать несколько капель из одного импульса (Grey Level / Multi-drop technology).

Пьезоголовки совместимы с широким спектром чернил: водные, УФ-отверждаемые, латексные, сольвентные, масляные, пищевые. Ведущие производители головок: Epson PrecisionCore, Ricoh Gen5/Gen6, Konica Minolta KM1024i, Kyocera KJ4A, Fujifilm Dimatix StarFire. Многие OEM-производители принтеров используют головки этих поставщиков.

Термальный inkjet (TIJ)

В термальных головках (HP, Canon) чернила нагреваются нагревательным резистором до 300°C за 2 микросекунды. Образуется паровой пузырь, который выталкивает каплю через форсунку. При охлаждении пузырь схлопывается, создавая разрежение и втягивая новую порцию чернил. TIJ конструктивно проще и дешевле в производстве, но ограничен водными чернилами низкой вязкости и имеет более короткий ресурс головок.

Single-pass против Scanning (Multi-pass)

В сканирующих (scanning) системах печатающая каретка движется поперёк ширины субстрата, нанося полосы изображения. Скорость ограничена механическим перемещением каретки: от 5 до 100 м²/ч. Это стандарт для широкоформатных принтеров и большинства коммерческих inkjet-машин.

В однопроходных (single-pass) системах ряд неподвижных головок перекрывает всю ширину полосы, а материал движется под ними. Скорость — до 300–600 м/мин. Single-pass — основа промышленных веб-прессов для книжной, газетной и упаковочной печати.

Виды чернил для inkjet-систем

Водные чернила: низкая стоимость, экологичность, яркие цвета. Требуют специально покрытых субстратов или сушки. Применяются в фотопечати, пробной печати, тонкой бумаге.

Пигментные водные: более высокая светостойкость по сравнению с красительными. Epson UltraChrome — стандарт для архивной фотопечати (срок хранения свыше 200 лет по ICC-стандартам).

Растворительные (сольвент) чернила: агрессивные растворители обеспечивают адгезию к ПВХ, баннерным тканям, самоклеящимся плёнкам без грунтовки. Используются в наружной рекламе.

УФ-отверждаемые чернила: полимеризуются под УФ-лампами (ртутными или LED-UV), обеспечивая мгновенное закрепление и печать на жёстких субстратах (стекло, металл, дерево, пластик).

Латексные чернила HP: водные чернила с латексными полимерными частицами. После испарения воды латекс образует гибкую прочную плёнку без опасных компонентов. Широкое применение в декорировании интерьера и транспортной графике.

Широкоформатная печать: рынок и игроки

Широкоформатный сегмент — принтеры шириной 1,3–5 м — обслуживает наружную рекламу (баннеры, билборды), интерьерный дизайн, выставочную графику, транспортный брендинг. Мировой рынок широкоформатной печати оценивается в $26,5 млрд (2023, Grand View Research).

Ведущие производители: Epson SureColor, Canon imagePROGRAF, HP DesignJet/Latex, Roland DG, Mimaki, Mutoh, Durst Rho. В США ключевые сервисные провайдеры широкоформатной печати — SignWarehouse, Printingforless, Big Print Guys — обрабатывают тысячи заказов в день.

Промышленные веб-прессы

Рынок промышленного inkjet вырос из ниши транзакционной (счета, выписки) и книжной (print-on-demand) печати. Ключевые платформы:

• HP PageWide Web Press T400 / T240 / T230 — рулонные системы для книжной и директ-мейл печати, скорость до 200 м/мин, формат до 762 мм.
• Canon ColorStream 8000 / 3900 — высокоскоростные системы для транзакционной и каталожной печати.
• Ricoh Pro VC80000 — полноцветная inkjet-система для высококачественной коммерческой печати на офсетных бумагах.
• Screen Truepress Jet 520HD — японская платформа с высоким разрешением для журналов и рекламных материалов.
• Memjet VelocityJet — одноразовые полноширинные головки для OEM-производителей, скорость до 218 м/мин.

Функциональная inkjet-печать

За пределами полиграфии inkjet-технология применяется для осаждения функциональных материалов: проводящих чернил для гибкой электроники, биологических клеток (bioprinting), органических полупроводников (OLED-дисплеи), катализаторов для топливных элементов. Компания Kateeva (Силиконовая долина) применяет inkjet для нанесения функциональных слоёв OLED на стеклянные подложки в производстве дисплеев.