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采用喷射3种尺寸墨滴的新打印头显著提高打印速度

-- 今年产品开发的主题是什么?

照片山口:去年我们使用了我们的专利技术FINE。通过使用FINE,我们实现了1pl墨滴尺寸与高达9600dpi的分辨率,显著地改善了画质。取得这一成果后,今年产品开发伊始我们设立的主要目标是在不牺牲去年已达到的画质的前提下实现更快的打印速度。在寻找保持画质的同时提高打印速度的方法时,我们想到了降低打印头移动次数的解决方案。“打印头移动次数”是指在指定区域内完成打印的过程中,打印头支架移动的次数。
理论上,较低的打印头移动次数会获得更快的打印速度。但是实际情况并不那么简单,由于一次打印头移动期间打印头喷射的墨滴数量有限,因此降低打印头移动次数的同时也会降低一定时间内的喷墨量。为了解决这个难题,我们考虑到使用喷射三种不同尺寸墨滴的打印头,并为实现这个设想开发了相关技术。

插图-- 添加了什么尺寸的墨滴?

山口:以前我们的打印头可以喷射两种尺寸的墨滴——1pl和5pl。今年我们在同样的打印头上新增加了2pl墨滴喷嘴。换句话说,我们研究出了能够喷射3种尺寸墨滴(1pl、2pl和5pl)的打印头。

-- 在以前的打印头上添加2pl墨水喷嘴时,你们做出了哪些改进?

照片山口:这存在一个成本问题。简单地增加一排新的墨水喷嘴的同时也会增加打印头上色彩芯片的尺寸,并且会增加打印头的单位成本。因此,我们打印头设计组面对的任务就是如何增加墨水喷嘴数量而不增加成本。为了尽量降低成本的上升,我们必须设法保持以前的色彩芯片尺寸,同时添加另外一排喷嘴,这对我们来说是个巨大的技术难题。
为了解决这个难题,我们想到了使用原有的打印头并增加喷嘴密度的解决方案。在去年的一行1pl喷嘴打印头的基础上,我们在原有的喷嘴之间添加了2pl喷嘴,交替地排列1pl和2pl墨水喷射口。在去年的打印头布局中,一个色彩芯片包含3072个墨水喷嘴。而今年,我们的新打印头包含4096个喷嘴。喷嘴数量增加了,但色彩芯片的尺寸却没有大的变化。这得益于我们增加了喷嘴的密度,实现了比去年高出25%的排列密度。总之,通过“收缩”整体喷嘴布局,我们成功地开发出了能够喷射3种尺寸墨滴的打印头,同时没有为增加喷嘴而增加色彩芯片的尺寸。取得这一成果后,我可以自豪地说,我们已经在打印头开发中进一步增强了FINE技术的潜能。

-- 在开发高密度打印头时遇到了什么难题?

山口:由于喷嘴间距降低为去年布局的一半,在如此高密度区域内排列所有喷嘴的确很难做到。每个墨水喷嘴有一个供应墨水的墨水通道,每个墨水通道都配有隔片,将其与相邻的其他墨水通道隔离开。在今年的喷嘴布局中,隔片厚度低于10微米。为了实现这种极高密度的结构,我们需要进一步开发FINE技术。为了增强FINE技术,我们必须研究改善喷嘴排列精确度以及喷嘴排列过程中的定位精确度的方法。通过逐步克服这些技术难题,我们将原有的技术提升到了新的高度,从而可以制造拥有难以置信的高密度喷嘴布局的打印头。

-- 都是极其精细的结构,远远超出我们的想象。

照片山口:是的。在这种精微程度下,灰尘和杂物偶尔会进入墨水通道。有些杂物会随墨水向下流动并卡在通道中间,从而导致墨水堵塞。另一些杂物可能发生化学变化并粘在通道的内壁上,从而导致喷墨位置的精度降低。理论上,我们应该能认识到这些问题的根源,并在打印头开发初期采取一些措施。但实际困难超乎我们的想象。打印头技术升级并实现更高密度打印头的同时,也意味着在打印头开发过程中尺寸更为精微的灰尘可能进入打印头,这是我们经常遇到的难题。
为了克服这些难题,近期的分析和取样技术也提升到了更高的水平。使用今天的高水平分析技术,通过收集特定数量的相同尺寸样品,即使对于小于1微米的微尘也可以进行元素分析。分析技术的显著改善对我们开发新的打印头是很大的帮助。


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