El cabezal de impresión es el núcleo de cualquier impresora de chorro de tinta, sin embargo la mayoría de los impresores sólo los tienen en cuenta cuando no funcionan como esperaban. Sonja Angerer comparte las 10 preguntas más frecuentes para principiantes y profesionales sobre los cabezales de impresión de chorro de tinta y cómo encontrar el cabezal adecuado para tu negocio y tus necesidades.

1. ¿Desde cuándo existen los cabezales de inyección de tinta?

Las primeras impresoras digitales funcionales con cabezales de inyección de tinta fueron introducidas en el mercado por IBM a principios de los años 70. Sin embargo, estaban destinadas únicamente al uso industrial. A mediados de los 80, HP y Epson lanzaron impresoras de chorro de tinta para uso cotidiano en la oficina. Al principio, las impresoras seguían siendo en blanco y negro, pero hacia finales de los 80 se introdujeron las primeras impresoras en color que funcionaban en papel de hasta formato A3. A finales de los 90, cuando se lanzó la impresión digital de gran formato, los cabezales de inyección de tinta se hicieron más potentes, y fue necesario incorporar muchos a una impresora para permitir la impresión multicolor.

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

Las primeras impresoras de chorro de tinta utilizaban el proceso de chorro de tinta continuo (CIJ), también conocido como flujo continuo o gota continua. Las boquillas producen un chorro 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 se necesitan para la impresión se redirigen a un recipiente 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 el de la inyección de tinta DoD. Por eso se utilizan para la impresión rápida de direcciones o etiquetas sencillas, así como para algunas aplicaciones industriales.

3. ¿Qué es la inyección de tinta DoD?

Con los cabezales de inyección de tinta DoD (gota a demanda), cada gota producida por la boquilla se deposita también 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 chorro de tinta, esto se hace mediante un cristal que se activa con electricidad. En la industria de las artes gráficas y para las impresoras de oficina, la inyección de tinta DoD es la más común.

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

Los cabezales piezoeléctricos de inyección de tinta utilizan cristales piezoeléctricos que se doblan cuando se aplica una tensión eléctrica. Esto reduce el tamaño de la cámara de tinta y empuja una gota fuera de la boquilla. Esta técnica fue desarrollada por Epson a finales de los años 80 y permite una gran precisión y fiabilidad de los cabezales de impresión. Los cabezales de impresión piezoeléctricos también pueden producir gotas de distintos tamaños. Los fabrican Epson, Fujifilm, Konica Minolta, Kyocera, Toshiba y Xaar, entre otros.

En los cabezales piezoeléctricos se pueden utilizar muchas fórmulas de tinta diferentes. Esto se debe a que no es necesario hervir la tinta. Como resultado, los componentes sensibles al calor y muy volátiles, que son problemáticos con la inyección de tinta térmica, también son adecuados.

Crédito de la imagen: S. Angerer

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

Los cabezales 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 por la boquilla. El principio básico fue patentado casi simultáneamente por HP y Canon a finales de los años 70. Sin embargo, los detalles técnicos entre el Canon Bubble Jet(vídeo) y los cabezales de impresión HP Thermo Inkjet son diferentes.

Los cabezales de inyección térmica suelen ser menos caros y más fáciles de fabricar que los piezoeléctricos. Sin embargo, tienen una vida útil más corta y normalmente sólo 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 inyección de tinta en 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 volúmenes diferentes. Según el modelo, el volumen oscila entre unos pocos picolitros y más de 50 pl.

Diferentes tamaños de gota 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 colocar 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 imagen percibida. Los cabezales de impresión en escala de grises suelen ser de tecnología piezoeléctrica.

7. ¿Qué hace un cabezal de inyección de tinta «binario»?

Los cabezales de inyección de tinta binarios sólo ofrecen 2 opciones: con gotas o sin gotas. Esto significa que cada gota tiene el 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 necesitan más pasadas del cabezal por motivo. Los cabezales binarios se utilizan a menudo para la impresión industrial por chorro de tinta, porque pueden aplicar rápidamente grandes cantidades de líquido, como barniz o imprimación.

8. ¿Cuáles son las ventajas de los cabezales de impresión MEMS?

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

Cuando nos referimos a los cabezales de inyección de tinta, MEMS se utiliza para designar un proceso de fabricación como el de los chips informáticos basados en silicio. Por este motivo, también se denominan Si-MEMS o de inyección de tinta de capa fina / película fina. Los primeros cabezales de impresión Si-MEMS estaban destinados a impresoras de oficina y dispositivos domésticos con tecnología de chorro térmico o de burbujas.

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

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

Que una impresora se denomine de una o varias pasadas depende de todo el proceso de impresión, no sólo de los cabezales de inyección de tinta. En la multipase, la unidad de impresión se mueve varias veces sobre un punto del sustrato. Como resultado, se pueden utilizar cabezales de impresión por chorro 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 una sola vez por cada punto del sustrato.

La impresión de una sola pasada utiliza principalmente tinta de base acuosa para papeles y cartón ondulado, así como impresión directa sobre textil. Sin embargo, las impresoras EFI de una pasada de la gama Nozomi(vídeo) funcionan con tintas curables por UV. La impresión multipase es adecuada para tintas al agua, al 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 dirige un rodillo cargado estáticamente, eliminando así la carga en los lugares donde no debe aplicarse tóner. El rodillo de impresión así preparado transfiere las partículas al sustrato y las fija mediante calor(vídeo).

Encontrar el cabezal de impresión adecuado

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

Los cabezales piezoeléctricos suelen ser más caros y duran más que los térmicos. En algunas impresoras, los cabezales térmicos se cambian junto con el depósito de tinta. En general, cuantos más cabezales de impresión se instalen, mayor será su Coste Total de Propiedad (TCO).

Sin embargo, el coste real de la sustitución del cabezal de impresión por inyección de tinta depende de muchos otros factores: ¿Pueden instalar y alinear el cabezal de impresión de chorro de tinta los operarios sobre el terreno? ¿Es necesaria la intervención de un técnico del fabricante? ¿Pueden regenerarse los cabezales de impresión y, en su caso, reutilizarse? ¿Se trata de un modelo de cabezal de impresión muy común en el mercado y que, por tanto, también puede obtenerse de muchas fuentes?

Por tanto, los impresores deben seguir pidiendo consejo a los fabricantes o a los minoristas especializados.