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Inyección de tinta continua firmemente arraigada en los mercados comerciales

  • Publicado el 01 de Marzo de 2021
  • Elizabeth Gooding

No sorprende que la mayoría de los anuncios de inyección de tinta de producción más importantes del año pasado se hayan centrado en la impresión y el embalaje comerciales. Dado que cada nuevo lanzamiento de inyección de tinta promociona su tecnología como pionera en la entrega de producción de “calidad comercial”, puede que sorprenda saber que los cabezales de impresión de inyección de tinta continua han estado produciendo resultados de calidad comercial en segmentos predominantemente offset durante años.

Inyección de tinta continua firmemente arraigada en los mercados comerciales

La inyección de tinta continua (CIJ) es la tecnología de inyección de tinta más instalada en un entorno de impresión comercial con matrices monocromáticas o a todo color montadas en prensas offset, flexográficas y de huecograbado. Los cabezales de impresión CIJ han demostrado la capacidad de seguir el ritmo de las prensas offset alimentadas por hojas y de bobina y de producir resultados prácticamente indistinguibles de la litografía.

The Lettershop Group (TLG) en Leeds, Inglaterra, ha estado trabajando con cabezales de impresión CIJ de 4 colores montados en prensas de litografía offset desde 2012. El director general de TLG, Simon Cooper, dice: “Cambiar a nuestros clientes de offset a digital, tiene que ser por calidad, tiene que ser igual que la litografía ". Cooper dice que TLG puede imprimir 90% litografía estática con inyección de tinta de color personalizada al 10%, post-capa con barniz UV y los clientes no pueden notar la diferencia. Pero los clientes querían más del 10% de flexibilidad, por lo que TLG evaluó las prensas de inyección de tinta CMYK con altas expectativas y el requisito de imprimir en papel offset sin recubrimiento, satinado y de seda.

Cooper desafió: “Con mis existencias de papel normales, si aplico y uso mi flujo de trabajo normal, ¿tengo algo que pueda vender? ¿Tengo algo que, para un cliente, simplemente parece litografía y no hay expectativas de administrar? " Una vez más, la inyección de tinta continua fue la solución con la compra de la Kodak Prosper 6000c en 2017 y las estaciones de prerrevestimiento y postrecubrimiento añadidas. En ese momento, "Kodak era la única empresa que podía ayudarme a dejar los papeles formulados para inyección de tinta", dijo Cooper.

El desafío es más que calidad

La calidad no es el único obstáculo al que se enfrentan las prensas de inyección de tinta al complementar o competir con las prensas offset en los mercados de alta cobertura y alta calidad. Hay varios factores clave para el éxito y todos son importantes. Por ejemplo: Calidad de impresión, velocidad y productividad, compatibilidad con los medios, y el coste de funcionamiento. A menudo, existe confusión entre los compradores acerca de cómo las diferentes tecnologías de cabezales de impresión abordan estos desafíos y por qué son importantes.

Las tecnologías de cabezales de impresión líderes: inyección de tinta continua (CIJ), piezoeléctrica y térmica abordan las demandas de calidad, eficiencia y fiabilidad de la inyección de tinta de una manera diferente. Primero, una breve sinopsis de cómo funciona cada tecnología. Los cabezales de impresión de inyección de tinta continua (CIJ) hacen circular tinta continuamente a través del cabezal de impresión. A medida que la tinta sale de la boquilla, la superficie de la tinta se calienta rompiendo el chorro en gotas que se dirigen para la impresión o se desvían y recirculan.

Los cabezales de impresión piezoeléctricos son una tecnología Drop-On-Demand (DOD) en la que las boquillas se disparan para crear gotas de tinta solo cuando es necesario. Un pulso eléctrico enviado a un cristal piezoeléctrico expande y contrae la cámara de tinta de la boquilla creando suficiente presión para impulsar una gota de tinta. Los cabezales de impresión térmica también son tecnología de gota bajo demanda. Los sistemas térmicos utilizan un elemento calefactor en la boquilla (en lugar de un cristal piezoeléctrico) para crear un pulso de presión que impulsa una gota de tinta.

Existen diferencias clave entre los sistemas CIJ y DOD relacionadas con el posicionamiento de la cabeza, la formación de gotas, el tamaño de las gotas y la ubicación de las gotas que afectan la calidad. Los cabezales CIJ se colocan más lejos de los medios y tienen una velocidad de caída más del doble que los cabezales DOD (más de 20 frente a 6-10 metros por segundo). Una mayor velocidad significa que los sistemas CIJ tienen el impulso de caída para entregar gotas redondas y uniformes al medio, colocarlas con mayor precisión, y la mayor distancia entre el medio y los cabezales brinda protección contra empalmes, medios pesados, desplazamiento del medio y contaminación por polvo.

La formación precisa de gotas también es fundamental para la calidad. Las gotas deben ser perfectamente redondas y de tamaño uniforme (según el volumen de las gotas lanzadas) con bordes suaves y sin puntos, satélites o artefactos adicionales. Los sistemas DOD, que operan más cerca de los medios que CIJ (alrededor de 1 mm para DOD frente a 8 mm para los sistemas CIJ), deben ajustarse a la turbulencia del aire. Esto, junto con una menor velocidad de caída, puede resultar en satélites y caídas no redondas. Si las gotas se desvían de su curso debido a velocidades lentas, pueden aparecer como bandas en producción. Los sistemas CIJ pueden colocar gotas perfectamente redondas que son uniformes en tamaño con mucha precisión a alta velocidad.

“Nuestras gotas, debido a la forma en que se generan, no tienen satélites y las gotas se vuelven muy circulares y bien formadas”, dice Randy Vandagriff, vicepresidente senior de impresión digital de Eastman Kodak. "Otros suelen tener ligamentos y colas o satélites que impactan la forma de la gota y la uniformidad del volumen de la gota".

Se necesitan pequeños volúmenes de gota para obtener detalles finos en las imágenes. Según Vandagriff, "Para obtener una calidad de imagen fotográfica muy alta, se necesitan gotas de 4 a 6 picolitros o menos". Algunos cabezales de impresión producen gotas de menos de 2 picolitros de volumen. Una combinación de tamaños de gota pequeños y grandes es útil para equilibrar los detalles finos con sólidos suaves y una alta cobertura. El número de tamaños de gota creados y el total de gotas por pulgada son importantes para la calidad de impresión, pero a veces los compradores confunden la resolución de ppp con la calidad.

Muchos sistemas piezoeléctricos tienen la capacidad de inyectar múltiples volúmenes de gotas para variar las "gotas por punto". La colocación de gotas con diferentes volúmenes produce una gama de diferentes tamaños de puntos en el medio. Esta capacidad, a menudo denominada escala de grises, mejora la claridad de los bordes, el rango tonal y la simulación de tono continuo. El número de niveles de gris que puede producir un cabezal de impresión se refiere al número de tamaños de puntos que se pueden inyectar más 1 para que no caiga en absoluto. Entonces, se dice que un cabezal que produce 3 tamaños de puntos ofrece 4 niveles de gris.

Los cabezales de impresión también pueden crear eficazmente múltiples gotas por punto al combinar volúmenes de gotas con tiempos de forma de onda para disparar rápidamente múltiples gotas a la misma posición. Por ejemplo, un cabezal piezoeléctrico que solo crea 2 volúmenes de gota, podría producir 5 tamaños de puntos (6 niveles de gris) si puede colocar con precisión cada uno de los tamaños de gota individuales, más las diversas combinaciones de esos tamaños de gota únicos.

Los cabezales térmicos son binarios y solo producen un tamaño de gota. HP ha compensado esto en su arquitectura de boquillas HDNA uniendo dos juegos de boquillas; uno que produce gotas pequeñas y otro con gotas más grandes. Similar al ejemplo piezoeléctrico, esto combinará tamaños de gota para permitir 3 tamaños de puntos (4 niveles de gris). La tecnología térmica no tiene la velocidad de recarga para permitir que dos gotas de la misma boquilla disparen a la misma posición, por lo que no hay capacidad para construir 5 tamaños de puntos a partir de 2 volúmenes de gota como se ve con cabezales piezoeléctricos.

Los cabezales CIJ pueden producir más de un volumen de gota, pero en términos prácticos, solo uno se usa para imprimir (el otro se recircula). Sin embargo, su mayor velocidad de inyección y de caída permite que algunos sistemas CIJ coloquen con precisión múltiples gotas en la misma posición, creando varios tamaños de puntos a partir de un solo volumen de gota. Los cabezales Kodak Stream y ULTRASTREAM CIJ pueden producir eficazmente 3 tamaños de puntos, más una caída nula (4 niveles de gris).

El método de crear y colocar gotas tiene un impacto en la velocidad. Los cabezales CIJ producen gotas de 5 a 10 veces más rápido que otras tecnologías. Las tecnologías DOD compensan la menor generación de gotas aumentando el número de módulos en el sistema de impresión. Esto puede causar confusión acerca de la resolución porque agregar cabezales DOD puede ofrecer velocidad o resolución, pero no ambas al mismo tiempo. Es por eso que es común ver sistemas que imprimen a su velocidad máxima a la mitad de la resolución o su resolución máxima a la mitad de la velocidad. Según Vandagriff, “utilizan la redundancia para intentar ir más rápido. Podemos cumplir con los requisitos de velocidad sin redundancia porque estamos generando más de 400.000 gotas por segundo por boquilla".

También existe el desafío del tiempo de inactividad por mantenimiento. Los sistemas DOD requieren limpieza frecuente para evitar el bloqueo de las boquillas y los "chorros". Los cabezales CIJ se han probado en batalla como parte de sistemas híbridos. “Cuando se habla de prensas comerciales con grandes volúmenes, lo último que quieren hacer es detener la prensa cada hora para limpiar ese cabezal de inyección de tinta”, dijo Vandagriff. “Por lo tanto, diseñamos la inyección de tinta para que esté en ese espacio comercial y pueda funcionar a los niveles de productividad a los que están acostumbrados”. Los cabezales Kodak CIJ requieren mantenimiento solo una vez cada turno de 8 a 12 horas, incluso en entornos de 24 horas al día, 7 días a la semana. La inyección de tinta continua ha impulsado aplicaciones de gran volumen en entornos comerciales durante más de una década. La novedad es la gama de aplicaciones y medios que se pueden admitir.

Elizabeth Gooding

Editora y cofundadora de Inkjet Insight

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