Risposte alle prime 10 domande sulle testine di stampa a getto d'inchiostro

La testina di stampa è il cuore di qualsiasi stampante a getto d'inchiostro, tuttavia la maggior parte delle stampanti le considera solo perché non funzionano come previsto. Sonja Angerer condivide le 10 domande principali per principianti e professionisti sulle testine di stampa a getto d'inchiostro e su come trovare la testina di stampa giusta per la tua attività e le tue esigenze.

1. Da quanto tempo esistono le testine di stampa a getto d'inchiostro?

Le prime stampanti digitali funzionali con testine a getto d'inchiostro furono introdotte sul mercato da IBM all'inizio degli anni '70. Tuttavia, erano destinati esclusivamente all'uso industriale. A metà degli anni '80, HP ed Epson lanciarono le stampanti a getto d'inchiostro per l'uso quotidiano in ufficio. Inizialmente le stampanti erano ancora in bianco e nero, ma verso la fine degli anni '80 furono introdotte le prime stampanti a colori che lavoravano su carta fino al formato A3. Alla fine degli anni ’90, quando venne lanciata la stampa digitale di grande formato, le testine di stampa a getto d’inchiostro divennero più potenti e molte dovettero essere integrate in una stampante per consentire la stampa multicolore.

2. Dove vengono utilizzate le testine di stampa CIJ?

Le prime stampanti a getto d'inchiostro utilizzavano il processo Continuous Ink Jet (CIJ), noto anche come Continuous Flow o Continuous Drop. Gli ugelli producono un flusso continuo di goccioline di inchiostro che vengono fatte passare attraverso un campo elettrico che devia o intercetta le goccioline secondo necessità. Le goccioline non necessarie per la stampa vengono reindirizzate ad un contenitore di raccolta ed eventualmente riutilizzate.

La stampa CIJ utilizza l'alta velocità con goccioline molto fini e uniformi, ma il consumo di inchiostro è in genere superiore rispetto al getto d'inchiostro DoD. Vengono quindi utilizzate per la stampa veloce di indirizzi o semplici etichette, oltre che per alcune applicazioni industriali.

3. Cos'è il getto d'inchiostro DoD?

Con le testine di stampa a getto d'inchiostro DoD (drop-on-demand), ogni goccia prodotta dall'ugello viene posizionata anche sul substrato. Nel getto termico d'inchiostro e nel bubble jet, la goccia viene prodotta riscaldando l'inchiostro nell'ugello. Nelle testine a getto d'inchiostro piezoelettrico, ciò avviene tramite un cristallo che viene attivato dall'elettricità. Nel settore delle arti grafiche e delle stampanti per ufficio, il getto d'inchiostro DoD è il più comune.

4. Come funzionano le testine di stampa piezoelettriche a getto d'inchiostro?

Le testine di stampa a getto d'inchiostro piezoelettrici utilizzano cristalli piezoelettrici che si piegano quando viene applicata una tensione elettrica. Ciò ridurrà le dimensioni della camera dell'inchiostro e spingerà una goccia fuori dall'ugello. Questa tecnica è stata sviluppata da Epson alla fine degli anni '80 e consente un'elevata precisione e affidabilità delle testine di stampa. Le testine di stampa piezoelettriche a getto d'inchiostro possono anche produrre gocce di diverse dimensioni. Sono prodotti da Epson, Fujifilm , Konica Minolta , Kyocera , Toshiba e Xaar , tra gli altri.

Nelle testine piezoelettriche è possibile utilizzare molte formulazioni di inchiostro diverse. Questo perché l'inchiostro non ha bisogno di essere bollito. Di conseguenza sono adatti anche componenti sensibili al calore e altamente volatili, che sono problematici con il getto termico d'inchiostro.

DIDASCALIA: Schizzo della tecnologia delle testine di stampa a getto d'inchiostro termico e piezoelettrico. Credito immagine: S. Angerer

5. Quali sono le caratteristiche delle testine a getto termico d'inchiostro?

Le testine di stampa a getto d'inchiostro termico utilizzano un piccolo riscaldatore che vaporizza l'inchiostro nella camera degli ugelli. Questo crea una bolla che espelle la goccia dall'ugello. Il principio di base è stato brevettato quasi contemporaneamente da HP e Canon alla fine degli anni '70. Tuttavia, i dettagli tecnici tra Canon Bubble Jet ( video ) e le testine di stampa HP Thermo Inkjet sono diversi.

Le testine a getto d'inchiostro termico sono generalmente meno costose e più facili da produrre rispetto alle testine di stampa a getto d'inchiostro piezoelettrico. Tuttavia, hanno una durata di vita più breve e di solito possono produrre solo una dimensione di goccioline. Anche la tecnologia Pagewide di HP ( video ) è una variante del processo a getto d'inchiostro termico.

6. Che cos'è una testina di stampa a getto d'inchiostro in scala di grigi/in scala di grigi?

Le testine di stampa in scala di grigi sono anche chiamate "punti variabili" perché consentono gradazioni fini e dettagli precisi senza passaggi aggiuntivi della testina. Per fare ciò, emettono goccioline di inchiostro in volumi diversi. A seconda del modello, il volume varia da pochi picolitri fino a oltre 50 pl.

Diverse dimensioni delle gocce consentono una migliore qualità dell'immagine per l'occhio umano con la stessa densità fisica degli ugelli. Ad esempio, i bordi netti o le lettere appaiono più levigati e gradevoli impostando gocce più piccole. Alla qualità percepita dell'immagine contribuiscono anche l'accuratezza del posizionamento e l'uniformità delle goccioline, la loro dimensione minima e massima, il numero di inchiostri di stampa e la distanza di visione. Le testine di stampa in scala di grigi sono generalmente dotate di tecnologia piezoelettrica.

7. Cosa fa una testina di stampa a getto d'inchiostro "binaria"?

Le testine di stampa a getto d'inchiostro binario offrono solo 2 opzioni: goccioline o nessuna goccia. Ciò significa che ogni goccia ha la stessa dimensione. Più piccola è la goccia, più lenta (ma più precisa) è la stampante. Questo perché con goccioline molto piccole sono necessari più passaggi di testa per motivo. Le teste binarie vengono spesso utilizzate per la stampa a getto d'inchiostro industriale perché possono applicare rapidamente quantità maggiori di liquido come vernice o primer.

8. Quali sono i vantaggi delle testine di stampa MEMS?

MEMS sta per sistema microelettromeccanico, cioè qualsiasi sistema i cui componenti abbiano dimensioni di applicazione pari a 1 micrometro.

Quando si fa riferimento alle testine di stampa a getto d'inchiostro, MEMS viene utilizzato per indicare un processo di produzione come i chip per computer a base di silicio. Per questo motivo vengono anche chiamati Si-MEMS o getto d'inchiostro Thin Layer/Thin Film. Le prime testine di stampa Si-MEMS erano destinate a stampanti da ufficio e dispositivi domestici con tecnologia termica o a getto di bolle.

Oggi esistono anche testine piezoelettriche realizzate con wafer di silicio, come le testine Epson PrecisionCore ( video )

DIDASCALIA: Testina di stampa HP Pagewide (screenshot).

9. Qual è la differenza tra teste a passaggio singolo e multi passaggio?

Il fatto che una stampante sia chiamata dispositivo a passaggio singolo o multi-passaggio dipende dall'intero processo di stampa, non solo dalle testine a getto d'inchiostro. Nel passaggio multiplo, l'unità di stampa si sposta più volte su un punto del substrato. Di conseguenza, è possibile utilizzare testine di stampa a getto d'inchiostro meno produttive. Nella stampa a passaggio singolo in cui il substrato passa perpendicolarmente sotto il raggio di pressione, quindi il raggio di stampa passa ogni punto del substrato solo una volta.

La stampa a passaggio singolo utilizza principalmente inchiostri a base acqua per carta e cartone ondulato, nonché per la stampa diretta su tessuti. Le stampanti a passaggio singolo EFI della gamma Nozomi ( video ) funzionano tuttavia con inchiostri essiccabili agli UV. La stampa multi-pass è adatta per inchiostri a base acqua, a base solvente, al lattice o essiccabili ai raggi UV.

10. Le stampanti laser hanno testine di stampa?

Le stampanti laser o toner non dispongono di testine di stampa. Un raggio laser viene diretto verso un rullo caricato staticamente, rimuovendo così la carica nei punti in cui non deve essere applicato il toner. Il rullo di stampa così preparato trasferisce le particelle sul supporto e le fissa mediante calore ( video ).

Trovare la testina di stampa giusta

Mentre le testine di stampa possono essere acquistate singolarmente, per le stampanti è il collegamento tra testina di stampa a getto d'inchiostro, controllo, meccanica e software a fare la differenza. Ecco perché le macchine da stampa digitale vengono fornite con testine di stampa predefinite. La configurazione non è modificabile. Pertanto, è possibile utilizzare solo gli inchiostri approvati per la testina di stampa installata nella macchina.

Le testine di stampa piezoelettriche sono generalmente più costose e durano più a lungo delle testine di stampa termiche. Con alcune stampanti, le testine a getto d'inchiostro thermos vengono sostituite insieme al serbatoio dell'inchiostro. In generale, maggiore è il numero di testine di stampa installate, maggiore sarà il costo totale di proprietà (TCO).

Tuttavia, il costo effettivo della sostituzione della testina di stampa a getto d'inchiostro dipende da molti altri fattori: la testina di stampa a getto d'inchiostro può essere installata e allineata dagli operatori sul campo? È necessario coinvolgere il tecnico del produttore? Le testine di stampa possono essere rigenerate ed eventualmente riutilizzate? Si tratta di un modello di testina di stampa molto comune sul mercato e quindi reperibile anche da molte fonti?

Gli stampatori dovrebbero quindi continuare a chiedere consiglio ai produttori o ai rivenditori specializzati.