SISTEMAS DE ALIMENTACION DE TINTA Alejandro Burrone [email protected]

SISTEMAS DE ALIMENTACION DE TINTA

Alejandro [email protected]

Es muy importante entender los sistemas de alimentación de tintas en las impresoras de impresión digital. Esto nos asegurara que estamos entrenados para interpretar correctamente cualquier comportamiento relacionado a la tinta y su desempeño. El sistema se compone de varios elementos y cada compañía tienen su propio método de alcanzar el mismo resultado. Aquí trataremos de guiarlos a través de los principales sistemas usados en la industria de hoy desde los Tanques principales / cartuchos, bombas de tinta, filtros, diseños de su tanques, cabezales, sistemas de mantenimientos y sistemas de reposo.

INTRODUCCION


•Cartuchos•Bulk•Bulk con flotador•Standard

•Dámpers•Normal dámper•Válvula

•Cabezales•Drop on Demand (DOD) principios de operación – una bomba de tinta•Thermal Ink Jet (TIJ)•Continuous Ink Jet (CIJ)•Piezo Ink Jet (PIJ)•Selección primaria:

•XAAR: 128/200, 360, Plus

•Spectra: Nova 256, Sx128, Polaris

•Konica: KM512(14/42pl), 1024

•Epson: DX4/5/7

•Seiko: SPT510(15/35pl)

•Ricoh: Gen 3 E1, Gen 4 E1

INDICE


•Bombas de tinta•Diafragma•Mecanismo•Peristáltico

•Sistemas de alimentación de tinta (Bulk System):•Tipo 1: Normal dámper•Tipo 2: Dámper de válvula•Tipo 3: Subtanque colgante•Tipo 4: Sistemas de alimentación de succión

•Sistemas de reposo:•Descarga/Disparo•Capping•Overnight

•Sistemas de mantenimiento•Sistemas de succión

•Capping con bombas•Succión

•Sistemas de purga

•Sistemas de Chip:•Mimaki / Roland•Mutoh•Seiko Color Painter/Oce 6060/HP 9000

INDICE


La siguiente sección es relevante principalmente para las impresoras japonesas como Mimaki , Mutoh & Roland.

BulkEste es el método mas utilizado por los fabricantes de sistemas de alimentación alternativo para llevar tintas a los cabezales de estas impresoras. Consiste en un recipiente de tinta, con un agujero en la parte superior a través del cual se puede llenarlo con un embudo. Este contenedor se ajusta a los espacios de los cartuchos originales de 440 ml y generalmente debe tener un sistema de chip instalado que permita al sistema electrónico de la impresora aceptar la tinta.

Cartuchos


Bulk con flotadorEste es otro método alterno muy popular. Cosiste es un contenedor con una válvula interna que controla el flujo de la tinta dentro del cartucho. En la parte superior tiene otro contenedor de mayor tamaño donde se alimenta el sistema. Se introduce en la impresora en el mismo espacio de un cartucho original de 440 ml y generalmente debe poseer un sistema de chip que le permita ser reconocido por el sistema.

Existen dos ventajas de este con respecto al anterior.1. El nivel de tinta siempre permanece constante.2. Le permite cargar el sistema con un litro completo de tinta , mientras el sistema previo solo le permite aproximadamente 200ml por carga.

Nivel de tinta constante

Cartuchos


Cartucho normal desechable de 220/440 mlEste es el sistema mas utilizado por los fabricantes de tinta para Mimaki / Mutoh / Roland. Consiste en un contenedor de tinta con una bolsa especial metalizada en el interior. También contiene un detector plástico de tinta que informa al sistema cuando esta vacio.

Existen ventajas en este sistema con respecto a los ya mencionados:

1.Durante el llenado, la tinta puede ser tratada de una forma especial para asegurar que el desempeño de la tinta sea siempre superior a las tintas de los bulks. Estos cartuchos son rellenados con equipos que quitan el aire de su interior, lo que significa que la tinta nunca esta en contacto con el aire por lo que no se pueda secar o adulterar y además no inyecta aire a las líneas de impresión, lo que permite tener siempre una presión constante en todo el sistema. Usando este tipo de cartuchos es como estar reemplazando el tanque principal cada 220/440 ml.

Sensor detector de tinta

Cartuchos


Dámper normal para Epson Dx4 (usado en las impresoras Mimaki JV3, Roland y Mutoh), también en algunas maquinas chinas con cabezales Dx4 y Dx5.

Dámpers

Filtro

Salida de tinta

Entrada de tinta

Espacio de aire


Dámpers con válvula utilizados en las impresoras con Cabezales Epson DX5 y DX7, como Mimaki JV33, JV5 & CJV-30:

Dámpers


Dámpers con doble sistema. Por ejemplo para Impresoras Roland VS (Cabezal Dx7)

Drop on Demand (DOD) principio de operación:Un cabezal de impresión digital es simplemente una bomba muy sofisticada. En un lado succiona tinta y en el otro la bombea hacia afuera.

La operación estable se basa en dos principios:1.Se requiere que la presión negativa se mantenga precisa, esto es para asegurar que la integridad del menisco se mantenga.

1. La habilidad de la tinta para alimentar al cabezal debe ser siempre mayor que la cantidad de tinta que es expulsada por los nozzles.

Tinta que entra > que la tinta que sale

TECNOLOGIA DE CABEZALES

Meniscus

Nozzle Plate

Nozzle Entrada de tinta

Salida de tinta


Drop on Demand principio de operación…:Aquí usaremos una jeringa normal para demostrar los principios de operación de el Sistema DOD. Drop on Demand simplemente significa que podemos elegir expulsar una gota de tinta de un cabezal cuando uno escoja o demande hacerlo. Esto hace del cabezal un artefacto útil mientras tengamos el control exacto para colocar pequeñas gotas en el sustrato exactamente donde le digamos para que al final obtengamos una imagen.

Cabezales

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Drop on Demand principios de operación…:El transductor es el elemento clave en esta tecnología. Tiene la habilidad de convertir energía eléctrica en un respuesta mecánica (pulsos de disparo). En este caso de CIJ(Continuous Ink Jet), se basa en la carga eléctrica de las gotas de tinta y luego causando la deflexión usando unas placas cargadas de electricidad. En el caso de inyección térmica (Thermal Ink Jet) se basa en el rápido calentamiento del cable de calor, haciendo que la tinta que esta en la recamara empiece a hervir , convirtiéndola de estado liquido a gaseoso dando como resultado una expansión rápida. El principio piezo eléctrico, el cual es el principio de nuestro estudio, se basa en energía eléctrica causando un cambio mecánico en un tipo de cristal especial PZT (Titonate Zirconate de plomo).

En la elaboración del cristal PZT, los cristales son expuestos a un campo magnético. Este campo magnético asegura que la mayoría de las moléculas en el cristal estén orientadas a una dirección especifica. Esto hace que el cristal sea útil como transductor de energía eléctrica a mecánica. Existen dos métodos principales, operación lineal y en zig zag. En el modo de operación lineal el cristal se alarga o se encoge dependiendo de la energía aplicada. En el modo de zig zag el resultado es la deformación del cristal. Los fabricantes de cabezales explotan este principio en pesas, sensores de presión, sensores de vibración, etc.

Cabezales


PIJ PIJLinear Shear TIJ CIJ

Cabezales


Drop on Demand (DOD) - Principios:El método empleado para convertir un pulso eléctrico en disparo:

Cabezales


Thermal Ink Jet (TIJ):Un cabezal térmico usa un principio de liquido en ebullición. Cuando el liquido cambia su estado de liquido a gaseoso hay un gran incremento de volumen. Este incremento en volumen empuja la tinta hacia afuera del nozzle. La maquina Latex de HP funciona con este principio.

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GAS

Cabezales


Piezo Ink Jet (PIJ):Un cabezal piezo usa un tipo de cristal especial con la habilidad de convertir la energía eléctrica en un movimiento mecánico. Cuando se aplica un pulso de disparo al cristal, el cristal se deforma y esto fuerza la tinta a salir del nozzle. Este es el principio básico de la mayoría de los cabezales de la industria Solvente / UV.

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Cabezales


XAAR:Probablemente uno de los mas importantes fabricantes de cabezales en el mundo, vendiendo y promocionando sus propios producto, pero también teniendo acuerdos de fabricación con Brother, Konica, Sharp y Toshiba, etc. (Estas empresas producen sus propios cabezales basados en los principios de la tecnología XAAR).

XAAR128/360XAAR128/200 XAAR500 XAAR1001

XAAR128/15 - ELECTRON

XAAR126/35

Cabezales


SPECTRA:

NOVA/GALAXY 256/80

SKYWALKER Sx128/30-50-80

POLARIS 15/35

Cabezales


KONICA:

KONICA 1024

Cabezales


EPSON: Fabricante Japones y principal proveedor de cabezales para equipos de alta definición:

DX5

DX4

DX6DX7

Cabezales


SEIKO:

SPT510/35SPT255/35

SPT1020/35

Cabezales


RICOH:

GEN3/E1 GEN4/E1

Cabezales


Bombas de diafragma:

Este tipo de bomba trabaja en el principio de deformación del diafragma siendo empujado hacia afuera y hacia adentro en una cámara de tinta. Como el diafragma esta siendo empujado hacia afuera, alimenta tinta a través de una válvula sin retorno NRV y llenando de tinta la recamara de la bomba. Como el diafragma empuja hacia la otra dirección, la tinta es empujada hacia una segunda NRV fuera de la recamara de tinta. Estos son comúnmente usados en la industria por muchos fabricantes.

Bombas de Tinta


Bomba Peristáltica

En este tipo de bomba la tinta es alimentada a través de un tubo plástico deformable de una forma muy parecida a la que trabaja nuestra garganta, exprimiendo el liquido de un lado hacia el otro. Esto se logra por medio de rodillos empujando contra un superficie plana que ruedan a lo largo de la manguera. Estas bombas son usados en equipos Mimaki, Roland, Mutoh y Seiko.

Bombas de Tinta


Bomba de engranaje

Dos engranajes están sincronizados como la caja de engranaje de un carro. Ellos rotan en una dirección opuesta, montados en una recamara de tinta, moviendo efectivamente la tinta de un lado hacia el otro. Estas son usadas por las maquinas Nur fresco y en las primeras maquinas Xjet (circa. 2001-2002).

Bombas de Tinta


Tipo 1 : Dámper normal

Estos sistemas usan un dámper normal como se menciono anteriormente. Porque usa uno de estos dámper, la alimentación de tinta al cabezal debe estar por debajo de la línea del cabezal. Esto permitirá que en este caso la tinta no salga del cabezal. Con este tipo de dámper hay una función doble:

1. El dámper funciona como un almacén de una pequeña cantidad de tinta cerca del cabezal. (Como un subtanque cercano a los nozzles de impresión)

2. También funciona como un sistema de succión para el cabezal, asegurando una presión en reversa optima y un buen funcionamiento de los nozzles del cabezal. Esta presión se logra por el resorte en la válvula dentro del dámper. Este se abrirá solo cuando el cabezal succione tinta lo suficientemente fuerte en el dámper. Esto hará que la tinta fluya atreves de la válvula, hasta que la presión se equilibre de nuevo y luego se cierra de nuevo. Si un dámper normal es usado en un sistema como este, el cabezal se quedara sin tinta.

La consecuencia de este diseño de dámper es que al usar una tinta normal de bulk que no haya sido especialmente procesada, resulta la acumulación de aire en la sección de la válvula. Si esta bolsa de aire resulta demasiado grande, el resultado es aire dentro del cabezal y es posible que todo un banco de nozzles se perderá. Este comportamiento puede ser al azar, saltando de un banco a otro y de color a color sin patrón alguno. Para prevenir esto se puede usar el sistema bulk de NUtec o los Cartuchos de 440 ml.

Tipos de sistemas de entrega de tinta


Tipo 1: Dámper Normal

Tipos de Sistemas de alimentación de tintas


Tipo 2: Dámper con válvula:

Estos sistemas usan un dámper con válvula. Como usa uno de estos campers, la alimentación de tinta al cabezal puede estar por encima de la línea del cabezal Si no, la tinta se saldría del cabezal. La función de este dámper, es la de almacenar una pequeña cantidad de tinta cerca al cabezal. Si la impresora imprime una imagen de alta densidad de tinta, succionara una gran cantidad de tinta y como las líneas son largas y delgadas no puede alimentar al cabezal al mismo promedio que consume el cabezal. Sin los dámpers esto ocasionaría un ahogamiento del cabezal, dando como resultado la perdida de nozzles y defectos en la imagen impresa. La forma en que el dámper previene esto es la siguiente: El dámper tiene una pared flexible. Como la tinta es consumida a un gran promedio, la pared del dámper empieza a colapsar cuando la tinta no llena la recamara con la misma rapidez.Igual la cantidad de tinta almacenada es suficiente para asegurar que no se quedara sin tinta en una sola pasada.Tan pronto como el carro llegue al final de la pasada, hay una pequeña pausa donde no hay demanda de tinta. Es allí cuando el sistema alcanza la demanda de tinta y llena el dámper, quedando listo para la siguiente pasada de alta demanda.Es claro que un filtro bloqueado dentro del dámper, interferirá con el funcionamiento del llenado de tinta y el dámper como consecuencia llevara a la perdida de nozzles.



Tipo 2: Dámper con válvula



Tipo 3: Con filtro flotante

Estos sistemas son usados con mas frecuencia en las maquinas de súper gran formato como DGI, VT, XP , Scitex Xljets, y muchas maquinas chinas.

Como con los sistemas de tipo 1, aquí la tinta en el subtanque se mantiene debajo de la línea del cabezal para asegurar de forma apropiada el control de la presión negativa.

Este nivel es controlado con un sensor de nivel en el flotador que normalmente activa la bomba cuando el nivel de tinta es bajo.

Este nivel es controlado con un rango de 10 mm o menos. La ventaja de estos sistemas es que son simples y muy confiables y soportan mayor demanda para alta producción.



Tipo 3: Utilizando Sub tanques



Tipo 4 : sistemas con succión, también llamados con presión Negativa:

Estos sistemas son usados en maquinas de impresión de gran formato como las Vutek Ultra vu 360, Mutoh Toulcan / Osprey, Gandi jeti, Gandy, DGI, DILLI y un gran numero de maquinas chinas.

Como en los sistemas de tipo 2, el subtanque de tinta y alimentación esta arriba del cabezal. La presión negativa en los nozzles es cuidadosamente controlada por una presión negativa de el sistema de succión y bombas.

Estos sistemas son muy precisos asegurando una presión optima en los nozzles.

Hay un alto riesgo en estos sistemas si existe alguna contaminación de tinta en el sistema de aire. Si existe tinta en las válvulas de aires por ejemplo.



Tipo 5: Sistema de presión negativa por vacuum



Gracias


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