솔벤트 장비에 널리 사용하는 프린트헤드, 자아(Xaar)

실사연출 장비에 대해 조금만 관심이 있는 사람이라면 헤드가 차지하는 비중을 어렵지 않게 짐작할 수 있다. 실사연출 장비를 선택하는 가장 중요한 기준인 품질, 속도와 직접적인 연관이 있기 때문이다. 장비를 판매하는 업체에서도 새로운 제품을 시장에 출시할 때 어떤 헤드를 사용했는지를 가장 먼저 알리며 새로운 헤드를 사용했다면 그 내용을 중심으로 마케팅활동을 전개한다. 《사인문화》는 신년을 맞아 헤드와 관련한 시리즈를 기획했다. 그 첫 번째 순서로 솔벤트 장비에 가장 널리 사용하고 있는 자아(Xaar)헤드에 대해 살펴본다.
글 : 곽성순
자료참고 : www.Xaar.co.uk

프린트헤드 외 다양한 서비스 제공하는 자아(Xaar)
근래 새롭게 시장에 등장하고 있는 장비에는 그 활용도가 점차 줄어들고 있지만 아직까지 현장에서 사용하는 솔벤트 장비들에 가장 많이 사용한 헤드는 영국 자아에서 개발한 XJ 시리즈다. 크게 126, 128, 500 등으로 나눌 수 있으며 오일, 솔벤트, UV 등 다양한 장비에 활용하고 있다.
산업용 프린트헤드와 잉크, 주변장치를 제작, 공급하는 세계적 업체인 자아는 영국에 위치한 회사다. 잉크젯 부품과 생산시스템 장비를 제공하는 업계에서 확고한 위치를 차지하고 있는 자아는 고품질 잉크젯 프린트헤드와 품질이 인정된 잉크, 다양한 보충 부속품, 통합 네트워크, 지적 재산권(IRP: Intellectual Property Rights) 등을 보유하고 업계 선두를 유지하고 있다. 특히 1986년 이후 신청한 특허가 700개에 달하며 잉크젯 기술 전반에 걸쳐 전문지식과 생산과정을 보유하고 혁신적 기술개발을 통해 잉크젯 기술을 다양한 산업에 응용, 발전시키고 있다.
자아는 지난 2005년 프린트헤드와 헤드에 잉크를 공급할 수 있는 잉크 공급 시스템을 개발, 출시했으며 이를 바탕으로 사용자들이 자체적으로 잉크 공급 시스템을 변경해 사용할 때 발생하는 비용과 시간 낭비를 줄였다. 또 자아에서 제공하는 인증 통합 네트워크를 통해 소비자들이 잉크젯 장비를 개발할 때 직접 전문가 의견을 참고할 수 있도록 배려하고 있다. 종합하면 자아는 단순히 프린트헤드와 잉크를 판매하는 회사가 아닌, 다양한 프린트헤드와 관련 부품, 부가가치 높은 서비스를 제공해 소비자가 최상의 결과물을 얻을 수 있도록 돕고 있는 잉크젯 프린트 관련 종합 서비스 업체다.

피에조 방식 프린트헤드 선두주자
프린트헤드를 제조하는 기술은 크게 서멀방식과 피에조방식으로 나눌 수 있는데 쉽게 설명해서 전자는 헤드에 열을 가해 잉크를 분사하는 기술이고 후자는 전기를 활용, 잉크를 분사하는 기술이다. 서멀방식은 열을 사용하기 때문에 헤드와 잉크에 미세한 변형이 올 수 있다는 단점이 있는데 전기를 활용하는 피에조방식은 이러한 단점을 극복하기 위해 개발한 방법이다. 이 방식을 적용해 처음 상용화한 제품은 120dpi를 구현할 수 있는 지멘스사의 PT-80으로 1977년에 생산됐다.
전극이 지닌 플러스(＋)와 마이너스(－) 극을 활용한 피에조 방식은 자석을 생각하면 이해하기 쉽다. 엔(N) 극과 에스(S) 극이 만나면 서로 끌리는 것과 동일한 원리를 활용한 피에조는 잉크를 저장하는 양면에 플러스와 마이너스 판을 삽입, 전기를 가했을 때 두 판이 서로를 끌어당겨 노즐로 잉크를 밀어내는 시스템인 것이다.
자아가 지닌 Drop-on-Demand 피에조 방식 잉크젯 기술은 업계 선두로 인정받고 있으며 2001년 개발한 멀티펄스그레이스케일(Multi-pulse greyscale) 기술을 바탕으로 기존 시장 외 사진과 같은 정밀한 그래픽을 출력할 수 있는 프린트헤드를 만들기도 했다.

내부 서지(Surge) 제어 장치 장착한 XJ-126
자아에서 생산, 판매하고 있는 제품은 XJ 시리즈로 가장 널리 알려진 제품은 XJ-126과 XJ-128이다. 오일, 솔벤트, UV 등 다양한 종류 잉크는 물론 광범위한 소재에 출력할 수 있도록 최적화한 XJ-126은 출력업체들이 다양한 소재에 그래픽을 출력할 수 있는 새로운 시대를 열어, 실사연출 시장이 발전할 수 있는 토대를 마련했다고 볼 수 있는 가장 널리 사용하는 프린트헤드다.
내부 서지(Surge) 제어 장치를 장착한 XJ-126은 잉크를 분사할 때 가장 중요한, 정확한 양과 위치 출력을 모두 만족시켜 고품질 출력을 가능하게 한다. 또 XJ-126은 전기적 요소에 프로그램을 입력할 수 있어 잉크 특성에 맞춰 헤드를 효율적으로 제어, 조정할 수 있기 때문에 다양한 잉크 성능을 최대한 끌어낼 수 있다.
실사연출 장비에서 XJ-126을 활용한 이유는 그 외에도 다양하다. 우선 노즐 플레이트(Nozzle Plate)가 튼튼해 출력 중 탁월한 탄력성을 제공하며 가벼운 알루미늄 밑판으로 제작, 무게를 줄여 속도에서도 큰 장점을 제공하는 등 초기 실사연출 장비가 지녔던 속도 문제를 해결했기 때문이다. 물론 현재는 더 빠른 프린트헤드가 속속 등장하고 있지만 실사연출 시장에 자아헤드가 미친 영향은 결코 작은 것이 아니었다.
알루미늄 밑판으로 제작한 것 외 내부에 설치한 브래킷과 얼라인먼트를 이용하면 설치, 사용하기가 쉽다는 것도 장점이다. 잉크를 분사하는 것과 함께 중요한 잉크 공급에 관련해서도 XJ-126은 인렛(Inlet)과 아울렛(Outlet)을 설치, 잉크 충전과 분사를 단순화해 헤드 설치 시간을 줄이고 작동 효율성을 높였다.
모델은 XJ-126/80과 XJ-126/50이 있으며 노즐 수는 각각 126개를 사용한다. 잉크를 분사하는 속도는 6m/s며 분사하는 잉크방울 크기는 각각 80과 50pl, 잉크를 분사할 때 사용하는 토출 주파수는 XJ-126/80은 5.2, XJ-126/50은 7.5kHz다.

효율적이며 일관성 있는 색상 표현 가능, XJ-128
XJ-128 시리즈는 사실상 그래픽 출력 관련 산업에서 표본 구실을 하는 헤드다. 초기 등장부터 지금까지 다양한 그래픽 관련 시장에서 적용하고 있으며 시장에서 그 성능을 인정받으며 기초 잉크젯 Drop-on-Demand 기술로 자리매김했다.
비용 효율적이며 일관성 있는 색상 표현이 가능해 다양한 그래픽 솔루션을 찾는 기존 시장은 물론 변화와 함께 새롭게 등장하는 시장에서 모두 활용가치가 높다. 무게가 15.5g으로 매우 가벼우며 소형인 XJ-128 시리즈는 헤드 무게가 중요시 되는 출력기 개발 업체에게 이상적인 제품이다. 분사하는 잉크방울 크기는 40pl에서 80pl 사이이며 최대 8.3kHZ 토출 주파수를 제공해 실사연출 시장에 안정성 있는 솔루션을 제공한다.
단순한 전자 인터페이스로 개발한 XJ-128 시리즈는 사업을 다양한 시장으로 확장하려는 업체들에게 이상적인 제품으로 OEM 방식으로 장비 개발을 진행할 때 쉽고 빠르게 응용할 수 있다는 특징이 있다. 또 오일, 솔벤트, 염료승화 잉크 등 다양한 종류 잉크와 호환성도 좋다는 점도 장점이다.
XJ-126, 128 시리즈와 함께 자아가 선보이는 제품은 XJ-500 시리즈다. 자아가 보유한 Drop-on-demand 잉크젯 특허 기술을 최대한 활용해 고해상도, 고품질 그래픽 출력을 가능하게 한 이 시리즈는 잉크를 미세하게 조정할 수 있는 유동성 있는 제어를 제공하기 위해 특수 설계한 제어논리와 전자공법으로 제작한 것이 특징이다. 성능을 한 층 더 향상하기 위해 잉크 공급 시스템은 프린트헤드 당 4가지 색상까지 분사할 수 있다.
XJ-500/80, XJ-500/80-CM, XJ-500/40, XJ-500/40-S 등 4가지 모델을 출시하며 노즐 수는 각각 500개다. 헤드 당 70.4mm 폭이며 분사하는 잉크방울 크기는 40에서 80pl 사이이고 최대 출력 토크는 4에서 8kHz 사이이다.

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