Respuestas a las 10 preguntas principales sobre cabezales de impresión de inyección de tinta

El cabezal de impresión es el núcleo de cualquier impresora de inyección de tinta; sin embargo, la mayoría de las impresoras solo lo consideran cuando no funcionan como se esperaba. Sonja Angerer comparte las 10 preguntas principales para principiantes y profesionales sobre los cabezales de impresión de inyección de tinta y cómo encontrar el cabezal de impresión adecuado para su negocio y sus necesidades.

1. ¿Cuánto tiempo existen los cabezales de impresión de inyección de tinta?

IBM introdujo en el mercado las primeras impresoras digitales funcionales con cabezales de inyección de tinta a principios de la década de 1970. Sin embargo, estaban destinados únicamente a uso industrial. A mediados de la década de 1980, HP y Epson lanzaron impresoras de inyección de tinta para el uso diario en la oficina. Al principio las impresoras seguían siendo en blanco y negro, pero a finales de los años 80 se introdujeron las primeras impresoras en color que trabajaban en papel hasta el formato A3. A finales de la década de 1990, cuando se lanzó la impresión digital de gran formato, los cabezales de impresión de inyección de tinta se volvieron más potentes y muchos de ellos tuvieron que integrarse en una impresora para permitir la impresión multicolor.

2. ¿Dónde se utilizan los cabezales de impresión CIJ?

Las primeras impresoras de inyección de tinta utilizaban el proceso de inyección continua de tinta (CIJ), también conocido como flujo continuo o gota continua. Las boquillas producen un flujo continuo de gotas de tinta que pasan a través de un campo eléctrico que desvía o intercepta las gotas según sea necesario. Las gotas que no son necesarias para la impresión se redirigen a un contenedor de recogida y, finalmente, se reutilizan.

La impresión CIJ utiliza alta velocidad con gotas muy finas y uniformes, pero el consumo de tinta suele ser mayor que la inyección de tinta DoD. Por tanto, se utilizan para la impresión rápida de direcciones o etiquetas sencillas, así como para algunas aplicaciones industriales.

3. ¿Qué es la inyección de tinta del Departamento de Defensa?

Con los cabezales de impresión de inyección de tinta DoD (gota bajo demanda), cada gota producida por la boquilla también se coloca sobre el sustrato. En el chorro de tinta térmico y el chorro de burbujas, la gota se produce calentando la tinta en la boquilla. En los cabezales piezoeléctricos de inyección de tinta, esto se realiza mediante un cristal que se activa mediante electricidad. En la industria de las artes gráficas y en las imprentas de oficina, la inyección de tinta DoD es la más común.

4. ¿Cómo funcionan los cabezales de impresión piezoeléctricos de inyección de tinta?

Los cabezales de impresión piezoeléctricos de inyección de tinta utilizan cristales piezoeléctricos que se doblan cuando se aplica un voltaje eléctrico. Esto reducirá el tamaño de la cámara de tinta y expulsará una gota de la boquilla. Esta técnica fue desarrollada por Epson a finales de los años 1980 y permite una alta precisión y confiabilidad de los cabezales de impresión. Los cabezales de impresión piezoeléctricos de inyección de tinta también pueden producir diferentes tamaños de gota. Son fabricados por Epson, Fujifilm , Konica Minolta , Kyocera , Toshiba y Xaar , entre otras.

Se pueden utilizar muchas formulaciones de tinta diferentes en los cabezales piezoeléctricos. Esto se debe a que no es necesario hervir la tinta. Por ello también son adecuados los componentes sensibles al calor y altamente volátiles, que son problemáticos en el caso del chorro de tinta térmico.

LEYENDA: Bosquejo de la tecnología de cabezales de impresión de inyección de tinta piezoeléctrica y térmica. Crédito de la imagen: S. Angerer

5. ¿Cuáles son las características de los cabezales de inyección de tinta térmica?

Los cabezales de impresión de inyección de tinta térmica utilizan un pequeño calentador que vaporiza la tinta en la cámara de la boquilla. Esto crea una burbuja que expulsa la gota de la boquilla. El principio básico fue patentado casi simultáneamente por HP y Canon a finales de los años 1970. Sin embargo, los detalles técnicos entre los cabezales de impresión Canon Bubble Jet ( vídeo ) y HP Thermo Inkjet son diferentes.

Los cabezales de inyección de tinta térmica son generalmente menos costosos y más fáciles de producir que los cabezales de impresión de inyección de tinta piezoeléctricos. Sin embargo, tienen una vida útil más corta y normalmente solo pueden producir un tamaño de gota. La tecnología Pagewide de HP ( vídeo ) también es una variante del proceso de inyección de tinta térmica.

6. ¿Qué es un cabezal de impresión de inyección de tinta en escala de grises/escala de grises?

Los cabezales de impresión en escala de grises también se denominan "puntos variables" porque permiten gradaciones finas y detalles precisos sin pasadas adicionales del cabezal. Para ello, emiten gotas de tinta en diferentes volúmenes. Según el modelo, el volumen varía desde unos pocos picolitros hasta más de 50 pl.

Los diferentes tamaños de gotas permiten una mejor calidad de imagen para el ojo humano con la misma densidad física de boquilla. Por ejemplo, los bordes afilados o las letras aparecen más suaves y agradables al establecer gotas más pequeñas. La precisión del posicionamiento y la uniformidad de las gotas, su tamaño mínimo y máximo, el número de tintas de impresión y la distancia de visión también contribuyen a la calidad de la imagen percibida. Los cabezales de impresión en escala de grises suelen ser de tecnología piezoeléctrica.

7. ¿Qué hace un cabezal de impresión de inyección de tinta "binario"?

Los cabezales de impresión de inyección de tinta binaria solo ofrecen 2 opciones: con gotas o sin gotas. Esto significa que cada gota es del mismo tamaño. Cuanto más pequeña sea la gota, más lenta (pero más precisa) será la impresora. Esto se debe a que, con gotas muy pequeñas, se requieren más pasadas de cabeza por motivo. Los cabezales binarios se utilizan a menudo para la impresión industrial por inyección de tinta porque pueden aplicar rápidamente grandes cantidades de líquido, como barniz o imprimación.

8. ¿Cuáles son los beneficios de los cabezales de impresión MEMS?

MEMS significa sistema microelectromecánico, es decir, cualquier sistema cuyos componentes tengan unas dimensiones de aplicación de 1 micrómetro.

Cuando se hace referencia a los cabezales de impresión de inyección de tinta, MEMS se utiliza para referirse a un proceso de fabricación como los chips de computadora basados en silicio. Por este motivo, también se denominan Si-MEMS o Thin Layer/Thin Film inkjet. Los primeros cabezales de impresión Si-MEMS estaban destinados a impresoras de oficina y dispositivos domésticos con tecnología térmica o de chorro de burbujas.

Hoy en día, también existen cabezales piezoeléctricos fabricados con obleas de silicio, como los cabezales Epson PrecisionCore ( vídeo )

TÍTULO: Cabezal de impresión HP Pagewide (captura de pantalla).

9. ¿Cuál es la diferencia entre cabezales de paso único y de paso múltiple?

El hecho de que una impresora se llame dispositivo de una sola pasada o de varias pasadas depende de todo el proceso de impresión, no solo de los cabezales de inyección de tinta. En el modo multipasada, la unidad de impresión se mueve varias veces sobre un punto del sustrato. Como resultado, se pueden utilizar cabezales de impresión de inyección de tinta menos productivos. En la impresión de una sola pasada, el sustrato pasa perpendicularmente bajo el haz de presión, por lo que el haz de impresión pasa por cada punto del sustrato solo una vez.

La impresión de una sola pasada utiliza principalmente tintas a base de agua para papeles y cartón corrugado, así como impresión directa sobre textiles. Sin embargo, las impresoras EFI de una sola pasada de la gama Nozomi ( vídeo ) funcionan con tintas curables por UV. La impresión de varias pasadas es adecuada para tintas a base de agua, a base de disolvente, de látex o de curado UV.

10. ¿Las impresoras láser tienen cabezales de impresión?

Las impresoras láser o de tóner no tienen cabezales de impresión. Un rayo láser se dirige a un rodillo cargado estáticamente, eliminando así la carga en lugares donde no se debe aplicar tóner. El rodillo impresor así preparado transfiere las partículas al sustrato y las fija mediante calor ( vídeo ).

Encontrar el cabezal de impresión adecuado

Si bien los cabezales de impresión se pueden comprar individualmente, en el caso de las impresoras, es la conexión entre el cabezal de impresión de inyección de tinta, el control, la mecánica y el software lo que marca la diferencia. Por eso las máquinas de impresión digital se entregan con cabezales de impresión predefinidos. La configuración no se puede cambiar. Por lo tanto, sólo se pueden utilizar tintas aprobadas para el cabezal de impresión instalado en la máquina.

Los cabezales de impresión piezoeléctricos suelen ser más caros y duran más que los cabezales de impresión térmicos. En algunas impresoras, los cabezales termo de inyección de tinta se intercambian junto con el tanque de tinta. En general, cuantos más cabezales de impresión se instalen, mayor será el coste total de propiedad (TCO).

Sin embargo, el costo real del reemplazo del cabezal de impresión de inyección de tinta depende de muchos otros factores: ¿Pueden los operadores instalar y alinear el cabezal de impresión de inyección de tinta en el campo? ¿Es necesario que intervenga un técnico del fabricante? ¿Se pueden regenerar y posiblemente reutilizar los cabezales de impresión? ¿Es un modelo de cabezal de impresión muy común en el mercado y, por tanto, también se puede conseguir en muchas fuentes?

Por lo tanto, los impresores deberían seguir buscando asesoramiento de fabricantes o minoristas especializados.