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Manuales Técnicos

INTRODUCCIÓN

Con las computadoras personales se utilizancuatro tipos de tecnologías de impresión, defini-das por el método mediante el cual se producela imagen en el papel. Estas cuatro tecnologías son:

LáserLedInyección de TintaMatriz de Puntos

Las impresoras láser funcionan creando unaimagen electrostática de una página completa

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Funcionamiento, mantenimiento y RepaRación de

impResoRasUno de los periféricos más utilizados en informática es la impresora, la cual nos permite pasar cualquiertipo de documento con el que trabajamos en una computadora a un papel. En la actualidad existen grancantidad de tipos de impresoras y formas de imprimir según las necesidades de cada uno. En este tra-bajo veremos todos los tipos de impresoras, desde las viejitas con cabezal y matriz de puntos, pasan-do por las que imprimen por chorro de tinta y las modernas impresoras láser. Analizaremos su funcio-namiento, cómo realizar un adecuado mantenimiento, cuáles son las partes electrónicas y mecánicasque las constituyen y cómo se las repara. Nos basaremos en las impresoras de chorro de tinta, que sonel tipo más común de los dispositivos de impresión utilizados en entornos domésticos y también se uti-lizan con frecuencia como impresoras personales en las oficinas. Hay dos razones principales para laadopción generalizada de las impresoras de inyección de tinta: bajo precio de compra y la impresio-nante calidad de imagen que es igual o mayor que la de la película fotográfica tradicional. El presenteinforme es parte del Paquete Educativo: “Servicio Técnico a Impresoras de Papel”, que incluye un CDmultimedia con un curso de reparación de impresoras y que Ud. puede descargar de nuestra web:www.webelectronica.com.ar, haciendo clic en el ícono password e ingresando la clave servisoras.

Coordinación: Ing. Horacio Daniel Vallejo - [email protected] base a escritos de federico Prado, Luis Horacio Rodriguez y referencias varias

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sobre un tambor fotosensible conun haz de luz láser, figura 1.Cuando se aplica al tambor el

polvo ultrafino de color denominadotóner, éste se adhiere sólo a lasáreas sensibilizadas correspon-dientes a las letras o imágenessobre la página. El tambor gira y sepresiona contra una hoja de papel,transfiriendo el tóner a la página ycreando la imagen. Esta tecnologíaes similar a la que utilizan las foto-copiadoras, aunque hay diferenciasen los detalles de la transferenciade la imagen y en la temperaturainterna de las unidades.La impresora LED, creada origi-

nalmente por Okidata y producidatambién por Lexmark, figura 2,constituye una tecnología similar.Estas impresoras reemplazan elhaz de luz láser con una disposi-ción fija de diodos emisores de luzpara crear la imagen; por lo demás,son similares en desempeño.Las impresoras de inyección de

tinta, como su nombre implica, tie-nen boquillas diminutas que espar-cen tinta especialmente formuladasobre una página, figura 3. Unmétodo emplea tinta calentada(como la que usa la línea Bubblejetde Canon) y otro método utiliza cabezas deimpresión piezoeléctrica (como en las líneasStylus y Stylus Color de Epson).Otro tipo de impresoras son las impresoras

de matriz de puntos que usan un conjunto deagujas de cabeza redonda que presionan unacinta entintada contra una página, figura 4. Lasagujas están dispuestas en una cuadrícula rec-tangular (llamadamatriz); diferentescombinaciones deagujas forman los dis-tintos caracteres eimágenes. Unas cuan-tas impresoras que noson de impactoemplean también unacabeza de impresiónde matriz de puntoscon cintas sensibles alcalor, aunque este tipo

de impresoras son principalmente para uso por-tátil.En general, las impresoras láser ofrecen la

mejor calidad de resultados, seguidas de cercapor las impresoras de inyección de tinta, que-dando en un distante tercer lugar las impresorasde matriz de puntos. Éstas últimas han sidorelegadas en gran medida a aplicaciones

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Figura 1

Figura 2

Tecnología LASER

Figura 3


FuncionaMienTo, ManTeniMienTo y RepaRación de iMpResoRas

comerciales en las cuales se requieren formascontinuas y formularios de varias partes.Las impresoras de inyección de tinta se han

vuelto parte importante de la impresión de ofici-nas pequeñas y caseras debido a su alta cali-dad de impresión (que en texto compite con lasimpresoras láser), su calidad de color, su versa-tilidad y su inclusión en muchas unidades popu-lares "todo en uno" de impresora-escáner-fax.Las impresoras láser siguen siendo la mejoropción para aplicaciones basadas en texto,debido a su velocidad, calidad de impresión ybajo costo por página.

RESOLUCIÓNDE IMPRESIÓN

El término reso-lución se empleapara describir laagudeza y claridadde la salida impre-sa. Todas estas tec-nologías de impre-sión crean imáge-nes poniendo sobrela página una seriede puntos. El tama-

ño y número de estos puntos determina la reso-lución de la impresora y la calidad de la salida.Por ejemplo, si observa una página de textoproducida por una impresora de matriz de pun-tos de baja resolución, salta a la vista de inme-diato el patrón de puntos que forma los caracte-res individuales. Esto se debe a que los puntosson relativamente grandes y de tamaño unifor-me. Sin embargo, en una impresora láser dealta resolución, los caracteres se ven sólidosdebido a que los puntos son mucho más peque-ños y a menudo pueden ser de tamaños dife-rentes, figura 5.La resolución de impresión se mide por lo

regular en puntos por pulgada (ppp o dpi). Estose refiere al número de puntos separados quepuede producir la impresora en una línea rectade una pulgada de longitud. La mayoría de lasimpresoras funcionan a la misma resolucióntanto en forma horizontal como vertical, demodo que una especificación como 300 pppimplica un cuadrado de una pulgada de 300 x300 puntos. Por lo tanto, una impresora de 300ppp puede imprimir 90.000 puntos en un espa-cio de una pulgada cuadrada. No obstante, hayalgunas impresoras que especifican resolucio-nes distintas en cada dirección, como por ejem-plo, 600 x 1.200 ppp, lo que significa que laimpresora puede producir 720.000 puntos enuna pulgada cuadrada.Es importante darse cuenta que la resolu-

ción de una página impresa es superior, pormucho, a la de un monitor típico de PC. La pala-bra resolución se emplea también para cuantifi-car los monitores de vídeo de PC, por lo regularen términos de píxeles, como 640 x 480 u 800 x600. Sin embargo, para los estándares deimpresión, el monitor de vídeo de PC típicotiene sólo una resolución de 50-80 ppp. Usted


Figura 4

Figura 5


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puede determinar los ppp de su monitor midien-do el alto y ancho reales de una imagen y com-parándolos con las dimensiones reales de lamisma en píxeles.Como resultado, la característica de salida

WYSIWYG "what you see is what you get" (loque ve es lo que obtiene) que señalan los fabri-cantes de software y hardware sólo es válida ensu sentido más amplio. Todas las impresoras,salvo las de más baja resolución, deben produ-cir un salida, por mucho, superior a la de supantalla.

INCREMENTO DE LA RESOLUCIÓN DE IMPRESIÓN

Podría parecer que 90.000 puntos por pul-gada cuadrada es una cantidad de detalle extra-ordinaria, pero a 300 ppp, los caracteres impre-sos pueden tener líneas diagonales notoria-mente dentadas. Hay dos formas dé mejorar lacalidad de salida impresa y eliminar las "mordi-das". Una de ellas consiste en aumentar laresolución. Las impresoras láser actuales ope-ran por lo regular a un mínimo de 600 ppp; algu-nos modelos de alto rendimiento alcanzanhasta 1.200 ppp. En contraste, la impresión off-set comercial (como, por ejemplo, la utilizada enla impresión de este libro), por lo regular va delos 1.200 a los 2,400 ppp. La resolución de 600ppp es suficiente para eliminar las mordedurasobvias en la salida impresa. Esta reducción enlas líneas dentadas es el primer beneficio deaumentar la resolución, figura 6.Un segundo beneficio de las resoluciones

más altas es el efecto que tienen en la repro-ducción fotográfica, pues (particularmente enimpresoras láser y de inyección de tinta) permi-ten crear impresiones de fotos más detalladas ycon un grano más fino. Las nuevas impresorasfotorrealistas de inyección de tinta combinanaltas resoluciones (600 ppp y superiores) congotas de tinta más pequeñas y técnicas espe-ciales de impresión a color, para crear impresio-nes que rivalizan con la calidad de las instantá-neas cuando son observadas a corta distancia.Las impresoras láser de 600 ppp y superio-

res también logran una mejor reproducción foto-gráfica, aunque a través de medios diferentes.La resolución más alta les permite utilizar pun-tos más pequeños para simular medios tonos,produciendo así una impresión de mejor cali-dad.

Como verá más adelante, las resolucionesaltas de impresión para las impresoras deinyección de tinta son altamente dependientesde los medios; no es posible obtener la mejorcalidad de impresión a menos de que se utiliceel papel u otros medios para impresión de altacalidad.

MEJORAR LA RESOLUCIÓN

También es posible aumentar la calidad de lasalida impresa sin incrementar la resolución,variando el tamaño de los puntos. Esta técnicala originó Hewlett-Packard y se le denominaTecnología de Mejoramiento de Resolución(RET). Esta tecnología emplea puntos máspequeños para rellenar los; extremos dentadoscreados por puntos más grandes. Debido a quelos puntos son tan pequeños, el efecto acumu-lativo a simple vista es una línea diagonal recta.Otros fabricantes han desarrollado sus propiasversiones de este concepto empleando otrosnombres, como mejora de bordes. Este tipo demejora sólo es posible en las impresoras láser yde inyección de tinta. Debido a que las impre-soras de matriz de puntos producen imágenesgolpeando físicamente la página (a través deuna cinta entintada), no pueden utilizar puntosde tamaño variable.Las impresoras de inyección de tinta usan

gotas de tamaño variable durante el proceso deinterpolado, el cual produce colores como elnaranja, que debe mezclarse a partir de las tin-tas cian, magenta y amarillo que usa la impre-sora. La capacidad para mezclar colores y variar

el tamaño de. las gotas permite a las mejoresimpresoras de inyección actuales acercarse de


Figura 6



manera increíble a la calidad fotográfica. Vea enla figura 7 la misma imagen con diferentes reso-luciones.

INTERPOLACIÓN

También hay muchas impresoras que produ-cen salida de alta resolución por medio de unproceso denominado interpolación. La resolu-ción de impresión no es sólo una cuestión físicade qué tan pequeños pueden ser los puntos cre-ados por una impresora láser o de inyección detinta; una imagen de alta resolución significatambién que la impresora debe procesar másdatos. Una impresora de 600 ppp tiene que trabajar

con hasta 360.000 puntos por pulgada cuadra-da, mientras que una de 300 ppp utiliza sólo90.000 puntos.Por lo tanto, la resolución más alta de ima-

gen requiere (como mínimo) de cuatro veces lamemoria de su contraparte de resolución másbaja y de una gran cantidad adicional de tiempode procesamiento. Algunas impresoras estánconstruidas con la capacidad de imprimir física-mente a una resolución más alta pero sin lamemoria y la potencia de procesamiento reque-ridos.Así, la impresora puede procesar una ima-

gen a 600 ppp y luego interpolar (o escalar) losresultados hasta 1.200 ppp. Aunque una ima-gen interpolada de 1.200 ppp es mejor que unaimagen de 600 ppp sin interpolación, una impre-sora que opera a una resolución real de 1.200ppp debe producir una salida notablementemejor que una imagen interpolada a 1.200 ppp,y es probable que también su costo sea signifi-cativamente mayor. Al evaluar impresoras, esimportante comprobar si la resolución especifi-cada por el fabricante es interpolada.

CALIDAD DEL PAPEL

Mientras que las impresoras láser producensus imágenes fundiendo el tóner con el papel,las de inyección de tinta ponen tinta sobre elpapel. Aunque se venden muchos tipos depapel de propósito general ";supuestamenteaptos para impresoras láser, de inyección ycopiadoras"; usar cualquier tipo que no estéespecíficamente diseñado para su empleo coninyección de tinta degradará la resolución deimpresión real.Esto se debe a que el papel de inyección de

tinta debe ser más liso que el papel para láser ocopiadora y propiciar un secado rápido de latinta. El papel que carece de estas característi-cas tendrá fibras sueltas que harán que la tinta"se extienda", provocando una apariencia con-fusa de la impresión.La impresión fotorrealista, a resoluciones por

arriba de 720 ppp, requiere del uso de papel decalidad fotográfica, el cual es pesado, muy lisoy de secado muy rápido.Muchas decepciones de los usuarios con la

calidad de la impresión de inyección de tinta sederivan de una selección inadecuada del papelo de la falta de correspondencia del papel conla modalidad de impresión.

MEMORIA DE LA IMPRESORA

Al igual que las PCs, las impresoras tienenchips de memoria y, por lo regular, las láser y deinyección de tinta también tienen un procesa-dor, lo que convierte a la impresora en sí mismaen una especie de computadora altamenteespecializada. Las impresoras pueden usar sumemoria interna para diversos fines, como unbúfer para mantener un trabajo de impresiónmientras se está alimentando al motor de impre-


Figura 7


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sión real; como espacio de trabajo para conte-ner datos durante el procesamiento de imáge-nes, fuentes y comandos; y como almacena-miento permanente y semipermanente paradiseños de fuentes y otros datos.Para una impresora de página (láser o LED),

la cantidad de memoria integrada es un aspec-to extremadamente importante de sus capaci-dades. La impresora debe ser capaz de ensamblar

una imagen de mapa de bits de una páginaentera para imprimirla, y las imágenes y fuentesque se usan sobre esa página consumenmemoria. Incluso los gráficos vectoriales y losdiseños de fuentes deben ser procesados den-tro de mapas de bits antes de que puedan impri-mirse. Entre más grandes sean los gráficossobre la página y se utilicen más fuentes, serequerirá más memoria. Esta memoria es adi-cional a la que se necesita para almacenar elintérprete PDL y las fuentes permanentes de laimpresora.

Nota: debido a que muchas impresorasláser usan técnicas de compresión de datospara imprimir gráficos con una pequeña canti-dad de memoria, algunas impresoras láserimprimen páginas ricas en gráficos mucho másrápido después de una actualización de estecomponente. Esto se debe a que la impresoranecesita dedicar menos tiempo a calcular si lapágina cabrá en la memoria, y poco o ningunoen comprimir los datos para ajustarlos a ella.

Una impresora con memoria adicional puedeaceptar más datos a la vez desde la PC.Dependiendo del sistema operativo de su PC ysu configuración de controlador de impresora,esto puede dar por resultado una notable dife-rencia en el rendimiento de su sistema. Al impri-mir un documento en una aplicación de DOS,no puede (en la mayoría de los casos) seguirtrabajando hasta que todo el trabajo se hayatransmitido a la impresora. Los sistemas opera-tivos multitareas, como Windows, por lo generalpueden imprimir en segundo plano, permitiendoque continúe trabajando mientras la PC proce-sa el trabajo de impresión, aunque a costo deldesempeño mientras se ejecuta la impresión.Entre más grande sea el búfer de memoria de laimpresora más pronto terminará la PC el traba-jo de impresión, regresando a su operación nor-mal.

Nota: el aspecto de la expansión de memo-ria es aplicable principalmente a impresoras depágina como las láser. La mayoria de las impre-soras de matriz de puntos o de inyección detinta reciben datos desde la PC como flujos decaracteres ASCII, y debido a que no tener queensamblar una página completo a la vez, pue-den mantener un búfer mucho más pequeño,por (o regular de sólo unos cuantos kilobytes).Incluso las imágenes son procesadas por la PCy transmitidas o la impresora como un flujo debits, de manera que rara vez es posible aumen-tar la memoria de una impresora de matriz depuntos.

Algunas impresoras de inyección de tinta degran formato, como la serie Designjet de HPofrecen expansión de memoria, pero esto espoco común en impresoras de inyección de ofi-cinas pequeñas y caseras que utilizan papeltamaño carta.

FUENTES

Las fuentes son una de las característicasmás entretenidas y de uso más común. Tenerfuentes de calidad y usarlas correctamentepuede representar la diferencia entre un docu-mento con apariencia profesional y uno ama-teur.El término fuente se refiere a una tipografía

en un estilo y tamaño particulares, figura 8. Unatipografía es un diseño de un conjunto de carac-teres alfanuméricos en el que las letras, núme-ros y símbolos funcionan juntos para formar unapresentación atractiva y legible.


Figura 8



Hay disponibles miles de tipografías y cons-tantemente se producen nuevos diseños.Algunas tipografías básicas que se incluyen enlos sistemas operativos Windows son TimesNew Roman, Arial, y Courier. Un estilo de tipo-grafía es una variante de ésta, como negritas ocursivas. Una tipografía podría tener sólo unestilo o tener una docena o mas.

CONTROLADORES DE IMPRESORA

Al igual que con muchos periféricos, lasimpresoras dependen en gran medida de uncontrolador instalado en la PC. El controladorde impresora proporciona la interfaz de softwa-re entre la impresora y su aplicación o sistemaoperativo. La función principal del controladores informar a la PC cerca de las capacidades dela impresora, como los PDL que utiliza, los tipos

de papel que maneja y las fuentes instaladas,figura 9. Al imprimir un documento en una apli-cación, las opciones de impresión que ustedselecciona son suministradas por el controladorde impresora, aunque parezcan ser parte de laaplicación.En todas las versiones de Windows, usted

instala el controlador de impresora como partedel sistema operativo, no en las aplicacionesindividuales. Windows incluye controladorespara una amplia gama de impresoras y casisiempre hay disponibles controladores indivi-duales en los servicios en línea del fabricantede la impresora, figura 10. Regularmente, loscontroladores incluidos con Windows estándesarrollados por el fabricante de la impresora,no con Microsoft, y se incluyen en el paqueteWindows por comodidad.Aunque el fabricante de la impresora desa-

rrolla los controladores para todos los modelosque se utilizan con Windows, podría haber dife-rencias importantes entre los controladores deimpresora incluidos con Windows y los queincluye la impresora o están disponibles enlínea. Los controladores incluidos con Windowsnormalmente proporcionan acceso a las carac-terísticas básicas de una impresora, mientrasque los controladores mejorados proporciona-dos por el fabricante en los CD-ROM incluidoscon la impresora, o a través de una descarga enlínea, podrían incluir correspondencia de colonde lujo, colas de impresión mejoradas, cuadrosde diálogo mejorados u otros beneficios.Asegúrese de probar ambos tipos de controla-dores para ver cuál funciona mejor. Consulte enel sitio Web del fabricante la última versión delcontrolador. Observe que en algunos casos losfabricantes de impresoras ya no manejanimpresoras antiguas con controladores mejora-dos, obligándolo a utilizar los que se suminis-tran con Windows.

LAS IMPRESORAS DE CHORRO DE TINTA

Las impresoras de chorro de tinta son el tipomás común de los dispositivos de impresión uti-lizados en entornos domésticos y también seutilizan con frecuencia como impresoras perso-nales en las oficinas. Hay dos razones principa-les para la adopción generalizada de las impre-soras de inyección de tinta: bajo precio de com-pra y la impresionante calidad de imagen que es


Figura 9

Figura 10


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igual o mayor que la de lapelícula fotográfica tradicio-nal.En el corazón de una

impresora de chorro de tintason un gran número de boqui-llas microscópicas de altaprecisión que expulsa tintasobre el papel. Estas boqui-llas son típicamente de apro-ximadamente 10 micrómetrosde diámetro (aproximada-mente 1/10 del diámetro deun cabello humano ). No esinusual para una impresorade chorro de tinta común con-tener miles de boquillas entotal, varios cientos para cadacolor de tinta. El diámetro de cada una

de estas boquillas se fabricacon una precisión inferior almicrómetro para alcanzar elvolumen de gotas de tintaconsistente y uniforme, quees esencial para la densidadde color consistente y unifor-me que debe quedar en lapágina impresa. Las impresoras de inyección de tinta produ-

cen una excelente calidad de impresión enpapel no estucado sencillo, y tales papeles seutilizan comúnmente para los documentos demuchos tipos diferentes. Las imágenes fotográ-ficas también se pueden imprimir en papel nor-mal, pero los papeles especiales se utilizancuando el objetivo es lograr la apariencia de unafotografía. Estos papeles fotográficos son másgruesas que el papel normal, y están recubier-tos con una superficie muy lisa. Esta capasuperficial también está especialmente diseña-do para alojar el fluido de la tinta de chorro detinta.

CÓMO FUNCIONA LA IMPRESORA DE

CHORRO DE TINTA

En la figura 11 podemos apreciar una gráficarepresentativa de una impresora de chorro detinta con sus partes constituyentes.Una impresora de chorro de tinta típica reci-

be información de control desde la computado-

ra PC o puede procesar la información almace-nada en su memoria interna. Básicamentepodemos resumir su funcionamiento comosigue:Los rodillos de avance de papel de la ban-

deja de entrada (1) encuadra la hoja a imprimirhacia la posición del cabezal de impresión queposee los cartuchos de tinta (2). Entonces, elmotor paso a paso del cabezal de impresión (3)entra en acción, ubicando el conjunto de impre-sión que se encuentra sobre una varilla de des-lizamiento (4) a su posición de partida, por logeneral a través de una correa (5).El cabezal de impresión (6) es una increíble

pieza de la miniaturización, en algunos casosfabricados a través de un proceso de ataquequímico similar a la fabricación de semiconduc-tores. En algunas impresoras, el cartucho detinta y la cabeza o cabezal (7) son una sola uni-dad. Los inyectores microscópicos del cabezal(8), son abastecidos por cámaras de tinta muypequeñas (9) capaces de imprimir decenas demiles de puntos en forma de gotitas minúsculasque son alimentados por los embalses del car-


Figura 11



tucho. Estas gotitas microscópicas (10), sonuna millonésimas de una millonésima parte deun litro (no, eso no es un error), y salen a travésde las boquillas.Como el sistema de bombeo de tinta no

puede ser tan pequeño, en su lugar, la mayoríade las impresoras de inyección de tinta (Epsonexceptuado) utilizan la tecnología "térmica" enla que se activa una pequeña resistencia (11) enuna cámara de tinta, según sea necesario, conuna corriente intensa. El sobrecalentamiento detinta produce una vaporización que genera lagotita. El resultado: La gotita se fija sobre elpapel, figura 12. Epson emplea un proceso piezoeléctrico en

el que la aplicación de corriente se realiza sobreun cristal en una cámara de tinta, lo que haceque el cristal oscile e inyecte la tinta. Sigue esta acción capilar mediante la inyec-

ción de tinta que se encuentra en la cámara. Eltexto y las imágenes se construyen, línea porlínea, ya que el cabezal de impresión sigue através de la página. Una cámara de impresiónpuede repetir el ciclo:

Calentamiento → cocción → enfriamiento

Estos ciclos pueden llegar a miles de vecespor segundo.

TECNOLOGÍA DE FABRICACIÓNDE LOS CABEZALES

Existen diferentes técnicas de micro - fabri-cación de precisión para las boquillas de chorrode tinta que se emplean en la produccióncomercial, podemos mencionar, por ejemplo,galvanoplastia, la ablación por láser, grabadoanisotrópico y fotolitografía. Para cada color de tinta, todas las boquillas

en el carro están formados típicamente en unsolo paso de fabricación para controlar con pre-cisión sus posiciones relativas, lo cual es impor-tante para lograr una impresión uniforme, sinbandas. En algunos casos, todas las boquillas para

cada color de tinta se forman juntos en un solopaso. Las boquillas están todas formadas comoorificios a través de una única lámina plana deun material. Este material se selecciona por sucompatibilidad con el método de la fabricaciónparticular elegido.Las boquillas de chorro de tinta están todas

montadas juntas en un conjunto de carro enmovimiento que se mueve a alta velocidad (típi-camente mayor a 1 metro por segundo) haciaatrás y adelante a través del papel. Las boquillas se ubican alrededor de 1 mm

desde el papel, y las velocidades de inyección


Figura 12


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de tinta están en el rango de 5 a 10 metros porsegundo .

MÉTODOS DE IMPRESIÓNPOR CHORRO DE TINTA

Tal como mencionamos al comienzo, la tintaes expulsada desde una boquilla mediante laaplicación de un pulso de presión a la tinta defluido en el tubo de suministro, “aguas arriba” deese boquilla. Hay dos métodos comunes para lacreación de este impulso de presión : burbujatérmico y piezoeléctrico .En la técnica de la burbuja térmica, se for-

man canales de tinta en la superficie de un sus-trato plano con un polímero fotosensible, talcomo se desprende de la gráfica mostrada en lafigura 13. En el cabezal se forma o construye unpequeño calentador utilizando una película decapa metálica delgada resistiva de menos de 1micrómetro de espesor en la pared del canal detinta que lleva a cada boquilla. El calentador for-mado (por técnicas similares a las usadas parala fabricación de semiconductores) es de formacuadrada, de aproximadamente 10 a 20 micró-metros en cada lado. De esta manera se formauna resistencia de película delgada con los con-tactos asociados a dos lados opuestos. Se hace fluir un pulso de corriente eléctrica

a través de la resistencia de calentamientodurante aproximadamente 1 microsegundo deduración. La amplitud de esta corriente eléctricaestá diseñada para calentar la resistencia losuficiente para hacer “hervir la tinta”. Una finacapa de tinta (alrededor de 0,01 micrómetros detinta) próxima a la resistencia hierve, formandouna burbuja de vapor con un tamaño de alrede-dor de un millar de veces en volumen de la tintalíquida (se formó una burbuja. Esta expansiónde volumen crea un impulso de presión en elfluido, haciendo que la tinta en la boquilla des-cienda por la acción del calentador para serexpulsada hacia el papel. Después de varios microsegundos, la burbu-

ja de vapor se enfría y colapsa. A continuación,la tensión superficial de la tinta en la boquilla“absorbe” más tinta desde el depósito para vol-ver a llenar la boquilla, en preparación para lasiguiente gota que será expulsada.La segunda técnica de “pulso de presión”

para expulsión de la tinta utiliza materiales pie-zoeléctricos, que son materiales cristalinos que

tienen la propiedad de deformarse cuando seaplican campos eléctricos elevados a través deellos. Se emplean dos configuraciones común-mente: varillas piezoeléctricas que se alarganbajo campos aplicados, o compuestos (bio-morphs) que se doblan en una geometría simi-lar a un parche. En cualquiera de los casos, estos materiales

se configuran de manera que se deforma unade las paredes del canal de tinta que lleva acada boquilla, tal como se aprecia en la imagende la figura 14. Esta deformación aprieta elcanal, creando un impulso de presión y la inyec-ción de tinta desde la boquilla. Un diafragmaelástico aísla los materiales piezoeléctricos cris-talinos de la tinta. Los impulsos eléctricos que dan energía a

estos elementos piezoeléctricos están una vezmás en el rango de microsegundos lo cual per-mite “inyectar” gotitas de tinta miles de vecespor segundo. Los canales de tinta en un cabe-zal de impresión piezoeléctrico de chorro detinta se pueden formar usando una variedad detécnicas, pero un método común es la lamina-


Figura 13

Figura 14



ción de una pila de placas de metal, cada unode los cuales incluye precisión las característi-cas micro -fabricadas de varias formas.Los dos métodos de generación de presión

tienen diferentes ventajas y desventajas. Lasresistencias de calentamiento utilizadas en latécnica de la burbuja térmica son sustancial-mente más pequeñas que los elementos piezo-eléctricos, que es una ventaja. También, las resistencias de calentamiento y

sus cables eléctricos se pueden fabricar direc-tamente en un chip de silicio que incluye la elec-trónica de conducción integrada y además tienelos canales de tinta formados en capas de flui-dos por foto-polímero en su superficie, lo cuales otra ventaja. Por otro lado, la técnica de la burbuja térmi-

ca hace hervir una capa delgada de tinta (apro-ximadamente 1/1.000 de la tinta hierve, sevaporiza y recondensa durante la operación).Debido a la ebullición, la tinta debe estar dise-ñada para evitar los productos de descomposi-ción térmica que podría acumularse en loscanales de tinta. El proceso para la inyección deuna gota de tinta dura aproximadamente 83microsegundos, tal como se desprende de lasecuencia mostrada en la figura 15. En cambiolos chorros de tinta piezoeléctricos no hacenhervir la tinta. Sin embargo, en la práctica, lastintas de impresión de chorro de tinta han sidodiseñadas para tener un excelente rendimientopara las impresoras de chorro de tinta del hogary la oficina y no sufren ninguna degradación enel punto de ebullición experimentado en unaimpresora de chorro de burbujas de tinta térmi-ca. Así, en la actualidad, la ebullición de tinta noha sido un inconveniente en el rendimiento deimpresión de chorro de burbujas de tinta térmi-ca siempre que se use la tinta adecuada.Tintas para todos los tipos de impresión de

chorro de tinta se filtran cuidadosamente duran-te la fabricación para eliminar las partículas quepuedan obstruir los estrechos canales y boqui-llas. Filtros adicionales se encuentran en las

impresoras de chorro de tinta en los propioscolectores de fluido en la parte superior de loscanales estrechos. Las tintas de impresión por chorro de tinta

son comúnmente a base de agua, y contienencualquiera de las moléculas de colorantes(color) o pigmentos (materiales cristalinos decolor). El diseño de las tintas de impresión de inyec-

ción de tinta es engañosamente complejo. Porejemplo, la tinta debe secarse muy rápidamen-te cuando se fija en el papel, pero no debesecarse en la boquilla. Para ello se requierenuna serie de diferentes aditivos en cada tintapara lograr la combinación adecuada de las pro-piedades de alta calidad de imagen y el funcio-namiento robusto.Cuando la impresora de chorro de tinta no

está funcionando, los inyectores están todoscubiertos por un gran tapón que mantiene latinta sin que se seque para evitar potencialmen-te la obstrucción de los inyectores. Sin embargo, durante la operación, en fun-

ción de la imagen que se está imprimiendo,algunas de las boquillas individuales puedeescanear varias veces a través de la página sinnecesidad de imprimir en absoluto, y estopodría ser un problema, ya que los inyectoresestán destapados en ese punto. Para evitar quela tinta se seque en las boquillas de tinta detales condiciones se dispara desde cada boqui-lla a intervalos regulares.El carro está diseñado para explorar mucho

más allá del borde de la hoja, donde se encuen-tra un receptáculo de residuos de tinta, y aquí


Figura 15


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es donde se “tiran” las gotas de tinta extra. Estosignifica que, por ejemplo, por más que no este-mos imprimiendo nada con color amarillo, igualse usa algo de tinta para evitar que los inyecto-res se tapen.De vez en cuando, la placa de boquillas del

cabezal de la impresora de chorro de tinta tam-bién se limpia con una escobilla de goma, algoasí como un limpiaparabrisas, para asegurarsede que está libre de suciedad que podría des-viar los chorros de tinta .Las gotas de tinta se suelen imprimir a una

resolución de 600 o 1200 puntos por pulgada.Los volúmenes típicos de gotas de tinta indivi-duales están en el rango de 1 a 5 picolitros (milmillones de gotitas ocupan un litro de tinta), laproducción de tamaños de punto impreso en elpapel en el rango de 10 a 20 micrómetros dediámetro. Se utilizan patrones de medios tonos con un

número variable de puntos por unidad de super-ficie para producir colores de intensidad varia-ble, que son menos saturado que las tintaspuras. Estos patrones de medios tonos se han opti-

mizado para reducir al mínimo la visibilidad dela estructura de puntos para el ojo humano.Normalmente el negro más los tres colores pri-marios sustractivos (cian, magenta y amarillo)son los 4 colores principales impresos. Además,para las imágenes fotográficas es común tam-bién imprimir cian claro, magenta claro, y tal vezgris (todos los cuales han reducido las concen-traciones de colorante en comparación con lasprincipales tintas saturadas). Estas tintas de luzpermiten un aumento significativo en la suavi-dad de las porciones de colorligeramente de las imágenes, loque resulta en sustancialmentemenos grado de aspereza ima-gen en aquellas áreas que si seimprimen con sólo las tintassaturadas .La colocación precisa de los

puntos de tinta en la página esfundamental para lograr coloresuniformes sin bandas.Codificadores ópticos controlancon precisión la ubicación delos puntos impresos, tanto a tra-vés y hacia abajo de la página. Un codificador óptico está

formado por tres componentes

principales: un diodo emisor de luz, un fotode-tector y una rueda de código transparente o tirade codificación colocada entre el emisor de luzy el detector. El movimiento del carro de chorrode tinta a través de la página se controla poruna tira de código de plástico de longitud que seextiende en todo el ancho de la zona de impre-sión. Esta tira de código pasa entre un emisorde luz y el detector montado sobre el carromóvil. Para el observador casual, la tira de plás-tico puede parecer una pieza de color gris clarode lámina de plástico endeble, pero en realidades una de las claves de la precisión de todo elmecanismo de inyección de tinta. Se compone de una matriz densa de rayas

negras impresas en una hoja delgada de plásti-co transparente, lo que hace que se vea desdela distancia como es un color uniforme de colorgris claro. A medida que el carro pasa cadaraya, el haz de luz se interrumpe y el fotodetec-tor genera un impulso de sincronización quecontrola la temporización de la expulsión de lagota de tinta. Estas señales de sincronizaciónaseguran que las gotas de tinta se impriman enlugares precisos, incluso si existe alguna varia-ción en la velocidad del carro, o si el carro estáacelerando o desacelerando cerca del principioo el final de su recorrido .La ubicación de los puntos “arriba y abajo”

de la página es controlada por dos factores dife-rentes: paso de la boquilla y un segundo codifi-cador. El paso de la boquilla es la separaciónentre las boquillas en el carro, como se descri-bió anteriormente, este espaciado de precisiónestá integrado en el producto mediante la fabri-cación de todas las boquillas para cualquier


Figura 16



color dado en un único paso en una única lámi-na plana de material. El segundo factor es el avance de la franja:

la distancia controlada con precisión de avancedel papel después de cada pasada del carro através del papel. Esta distancia de avance secontrola por el segundo codificador, que utiliza

una rueda de código en forma de disco conrayas radiales y que está montada en el eje delmotor de avance del papel. El uso de este codi-ficador se consigue sin motores de alta preci-sión y sistemas mecánicos.Para finalizar con esta sección, en la figura

16 podemos apreciar una impresora de chorrode tinta desarmada.

LA ELECTRÓNICA DE LAS

IMPRESORAS DE CHORRO DE TINTA

Es fácil deducir que sin electró-nica no hubiesen habido avan-ces tecnológicos tan significati-vos que permitan poseer equi-pos excelentes con bajo costo ybuen desempeño.Los técnicos reparadores, engeneral, se dedican a cambiarpiezas cuando deben repararuna impresora, es por ello que“quien repare” las placas lógicas


Figura 17

Figura 21

Figura 18

Figura 19 Figura 20


Manuales Técnicos


Figura 24


Manuales Técnicos

(motherboards o placas madre) tendrá asegura-do un buen campo de trabajo.Para acceder a la placa lógica y poder efec-

tuar una comprobación exhaustiva de su funcio-namiento es preciso contar con el manual deservicio del equipo.En la figura 17 podemos apreciar una impre-

sora HP Deskjet 1055 después de completar lospasos para la desinstalación del panel de cristaldel escáner, se puede ver el interior de la impre-sora. Recuerde esperar por lo menos 15 minu-tos después de apagar el aparato antes demanipular la placa base.Para quitar la placa primero debemos retirar

los cables planos desus conectores, tiran-do desde la parte azulde dichos cables, talcomo se muestra enlas figuras 18 y 19.Mire ahora la figu-

ra 20, debe retirar lostres conectores decables “de poder” dela placa, para ello tiredesde cada conector;tenga en cuenta queesto puede requerirun poco de fuerza.Usando un destor-

nillador o desarmadorTorx T-10, desenros-que los tres tornillosde 1/2” que fijan laplaca base al gabine-te, figura 21.El tornillo en la

parte superior de la

foto se ve diferente de los otros dos tornillos.Tome nota de su posición, ya que debe ir en elmismo agujero de la hora de poner en la nuevaplaca base, figura 22.Tire de la placa base hacia fuera, con cuida-

do, asegurándose de que nada la mantiene conel gabinete. El aspecto de la placa lógica se veen la figura 23.

Si bien en una próxima entrega explicaremosel funcionamiento del circuito electrónico de unaimpresora típica, en la figura 24 se puede ver elcircuito eléctrico de una impresora EPSONStylus 750 y en la figura 25 se brinda el diagra-ma del bloque de la sección de control. J


Figura 25

Figura 22 Figura 23


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