Traducido por Grafix Digital, con autorización de What They Think.

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Los cabezales de impresión de inyección de tinta son maravillas de la ingeniería moderna, capaces de colocar con precisión miles de gotas de tinta de diferentes tamaños exactamente donde sea necesario. Hay varios enfoques para el diseño de los cabezales de impresión, pero de lejos el más común para el chorro de tinta de gran formato es piezo de gota por demanda (piezo DOD).
Esencialmente, el cabezal de impresión contiene una cámara de tinta, con un actuador piezoeléctrico, hecho de un material tal como plomo zirconio titanio (PZT). Cuando se aplica una carga eléctrica externa al éste PZT cambia de forma, forzando una gota de tinta desde la cámara de tinta y hacia fuera a través de la boquilla. Este diseño es adecuado para una amplia gama de diferentes tipos de tinta, incluyendo tintas acuosas, disolventes y UV curables.

La única alternativa real es la tecnología térmica (termal DOD), que es utilizada por HP para sus impresoras de agua y látex y Canon para su serie ImagePrograf. Esto implica calentar la tinta dentro de la cámara de tinta, hasta que se vaporiza, creando una burbuja que fuerza una gota de tinta a través de la boquilla.

La técnica sólo es realmente adecuada para tintas a base de agua, aunque HP ha tenido un éxito considerable en la ampliación de la gama de aplicaciones a través de sus tintas de látex, que son a base de agua y aptas para señalización exterior, así como algunas aplicaciones en textiles.

Hasta ahora hemos visto cómo las cabezas de impresión tanto piezoelectricas como térmicas crean suficiente presión para forzar algo de tinta a través de la boquilla, pero esto es sólo la mitad de la historia. Esa presión tiene que cortarse inmediatamente, lo que devuelve parte de la tinta a la boquilla.

Esto corta el suministro de tinta deteniendo la formación de la gota de tinta e inevitablemente, cuando la tinta vuelve a encajarse en la boquilla, puede salpicar la placa de la boquilla. La tinta perdida puede conducir en última instancia a boquillas bloqueadas y cabezales de impresión fallidos.

Binaria versus escala de grises
El tamaño de las gotas de tinta individuales afecta directamente la calidad de salida general. En general, pequeñas gotas producen una buena definición y alta resolución y son buenas para el texto, mientras que las grandes gotitas pueden cubrir grandes áreas rápidamente y son buenas para la impresión de grandes áreas planas. Muchas impresoras, sobre todo las planas más grandes y más rápidas, adoptan un enfoque binario con cada gota que es del mismo tamaño, porque esto es más rápido.

La alternativa es variar el tamaño de las gotas de tinta, una técnica usualmente conocida como impresión en escala de grises. Hay una serie de ventajas en este proceso. En primer lugar, mezclar puntos grandes y pequeños hace que sea más fácil lidiar con gradientes y cambios tonales leves, como en un panorama del cielo o tonos de piel.

También puede conducir a un menor consumo de tinta, en parte porque algunos de los puntos son muy pequeños, pero también porque es más fácil obtener gradientes más suaves con cuatro colores sin necesidad de colores adicionales.

Hay tres enfoques básicos, aunque con algunas variaciones. La primera es disparar diferentes tamaños de gota, por ejemplo, variando la potencia eléctrica utilizada para generar las gotas. El segundo es disparar una gota muy pesada de tinta, que se extienda como vuela a través del aire y que se descomponga en gotas grandes y pequeñas.

Normalmente, muchas cabezas de impresión utilizan una combinación de enfoques. La tercera alternativa se conoce como pulsos múltiples e implica disparar rápidamente dos gotas de tinta que luego se fusionan en una sola gota más grande, normalmente en vuelo antes de que golpeen el sustrato.

Gota sobre demandanoti2

Xaar acaba de lanzar este cabezal de impresión 5601 que es adecuado para tintas acuosas.

Muchos vendedores han recurrido a los MEM, o Micro Electro Mechanical Systems, porque esta tecnología ofrece una forma rentable de diseñar piezas complejas. Esencialmente, el sistema se forma sobre un sustrato de silicio o vidrio. No es la técnica más fácil y requiere avanzadas tecnologías de fabricación a escala micrométrica.

Las empresas que utilizan la tecnología MEM incluyen Konica Minolta, que tiene una serie de cabezales de impresión como el KM1024 , ampliamente utilizado en impresoras de gran formato. Hay una versión más rápida, la 1024i, que es adecuada para tintas UV y disolventes.

Tiene un calentador de alto rendimiento integrado en la cabeza, lo que hace que sea más fácil manejar las tintas de alta viscosidad. Tiene un tamaño de gota nativo de 13 picolitros pero puede producir hasta ocho niveles de escala de grises. La resolución es 360dpi.

Dimatix, que ahora forma parte de Fujifilm, fabrica una serie de cabezales de impresión, incluida la clase Q que se utiliza en varias impresoras de gran formato. Hay 70 variaciones con diferentes tamaños de gota de 10 a 200 picolitros en versiones binarias y en escala de grises. Las cabezas se montan en marcos que tienen dos o cuatro cabezas para permitir hasta 1024 boquillas.

Ricoh también produce cabezales de impresión adecuados para su uso en impresión digital de gran formato y acaba de anunciar un nuevo cabezal de impresión, el MH5220. Este tiene cuatro filas de 320 boquillas para un total de 1280 boquillas y 1200 dpi de resolución. Puede lanzar múltiples tamaños de gota de 2,5 a 9 picolitros mediante la fusión de las gotas en vuelo.

Xaar también utiliza MEMs para sus cabezas Xaar serie 1003, que son adecuados para su uso con tinta UV y solvente. Estos cabezales de impresión vienen con una nueva característica de protección de placa de boquilla llamada XaarGuard diseñada para limitar el daño a los cabezales de impresión, que sigue siendo una gran causa de falla del cabezal de impresión.

El último cabezal de impresión de Xaar es el Xaar 5601, diseñado para manejar fluidos acuosos tales como tintas de sublimación de color que se encuentran en impresoras textiles de gran formato. La serie 5601 tiene 1200 boquillas por pulgada, con un tamaño de gota nativo de sólo 3 picolitros. Sin embargo, esto se puede combinar con ocho niveles de escala de grises para producir una aparente resolución de alrededor de 2440dpi.

Ambas series utilizan la tecnología TF de Xaar, que significa “flujo continuo”. Esencialmente esto significa que la tinta se recircula a través del cabezal de impresión más allá de la parte posterior de cada boquilla, ayudando a reducir la posibilidad de que el aire y los desechos de tinta obstruyan las boquillas.

Epson ha desarrollado su cabezal de impresión PrecisionCore, basado en su tecnología piezoeléctrica de película fina, que se encuentra en todas sus impresoras de gran formato. El principio básico es que cuanto más delgada sea la película piezoeléctrica, más flexibilidad puede tener, lo que a su vez da un control más preciso sobre la forma en que se empuja la tinta a través de la boquilla. Como con la mayoría de los cabezales de impresión modernos, los cabezales PrecisionCore están basados en la tecnología MEMs.

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Epson ha desarrollado su propio cabezal de impresión PrecisionCore, basado en su tecnología MicroTIP.

Si bien es cierto que hay sólo unas pocas empresas que hacen los cabezales de impresión, y que muchas impresoras de una clase dada van a utilizar las mismas cabezas, todavía puede haber diferencias considerables entre las impresoras y su rendimiento. La mayoría de los vendedores de cabezales de impresión producen diferentes variaciones de sus cabezales, que pueden modificarse para satisfacer las demandas del desarrollador de impresoras.

Además, los desarrolladores de tinta trabajarán con los fabricantes de cabezales de impresión para probar y afinar tanto la forma en que se implementan las cabezas como la formulación de las tintas para obtener el mejor rendimiento. Esto significa probar el efecto que tendrá la tinta sobre las cabezas, asegurando por ejemplo que la tinta no reaccione con el recubrimiento sobre la placa de la boquilla o el adhesivo que une las diferentes partes del cabezal entre sí.

Esta prueba también busca la viscosidad óptima de la tinta, que afectará directamente a cómo se forman las gotas de tinta, lo que podría significar calentar las tintas y asegurar que la cabeza pueda hacer frente a esa temperatura.

En la mayoría de los casos, el fabricante del cabezal de impresión también desarrollará la electrónica del variador y las formas de onda necesarias para disparar la tinta a través de las cabezas. Sin embargo, muchos vendedores de impresoras prefieren desarrollar sus propias formas de onda ya que esto afecta directamente a la forma en que se forman las gotas de tinta y al rendimiento general de la tinta con las cabezas.

Mantenimiento

Por último, vale la pena señalar la importancia de un buen mantenimiento. La causa principal más importante de los fallos de los cabezales de impresión son las boquillas bloqueadas, que en su mayoría pueden evitarse limpiando regularmente las cabezas.

Al pasar unos minutos al principio y al final de cada turno, limpiar las boquillas debe asegurar que los cabezales duren varios años, lo que reduce al mínimo el tiempo de inactividad de la impresora y ahorra dinero. En cualquier caso, es mejor asegurarse de que la garantía de la impresora incluya la sustitución de al menos un cabezal de impresión por año.

Fuente: www.fespa.com

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