Sistemas de Alimentación de Tinta

- Introducción

- Tipos de Cabezales

- Bombas de Tinta

- Tipos de Alimentación de Entrega de Tinta

By

Paul Geldenhuys

Es de critica importancia el entender los sistemas de entrega de tinta en maquinas de

impresión digital, esto le asegurara estar correctamente equipado para interpretar

correctamente cualquier comportamiento relacionado a la tinta y a su desempeño, son

varios los elementos que conforman este sistema, cada empresa tiene su propio

método de lograr el mismo resultado, aquí intentaremos llevarlos a través de los

sistemas mas comúnmente usados en la industria para tanques principales/cartuchos,

bombas de tinta, filtros, diseño de sub tanques, cabezales, sistemas de mantenimiento

y de pausa.

Introducción

Cartuchos•Bulk

•Bulk con Flotador

•Estandar

•Bulk de Tinta en Bolsas

Dampers• Damper normal

• Válvula

Cabezales• Goteo Bajo Demanda ( Drop on Demand ) Principios de Operación – Bomba de Tinta

•Thermal Ink Jet

•Sistema Continuo de tinta ink jet

• Tinta Piezo

•Selección Inicial de Cabezales :

•XAAR

•128/200, 360, Plus

•Spectra (aka. Fujifilm Dimatix)

•Nova 256, Sx128, Polaris

•Konica

•KM512(14/42pl), 1024

•Epson

•DX4/5/6

•Seiko

•SPT510(15/35pl)

Sumario

Cabezales…•Ricoh

•Gen 3 E1, Gen 4 E1

•Kyocera

•Panasonic

•Brother

•Trident

•Bombas de tinta•Diaphragm

•Gear

•Peristaltic

Sistemas de entrega de tinta:•Type 1: Damper Normal

•Type 2: Damper de Valvula

•Type 3: Sub Tanque Colgante

•Type 4: Sistema de Vacio

Sumario…

•Sistems de chip:•Mimaki/Roland

•Mutoh

•Seiko Color Painter/Oce 6060/HP 9000

•Oce Arizona GT/Vutek UV

Sumario…

La siguiente acción abarca información importante para las siguientes

maquinas: Mimaki, Mutoh y Roland.

BulkEs el método usado principalmente por distribuidores para meter sus tintas en las

maquinas. Consiste en un recipiente que guarde la tinta, con un agujero en la parte de

arriba en el cual se puede rellenar usando un embudo. Cabe en la misma ranura del

recipiente original de 440ml y puede tener un chip hackeado que permita el rellenado del

cartucho.

Cartuchos

Bulk con FlotadorEste es otro método popular usado por distribuidores alternativos de tinta para usar su

propia tinta en mas talleres de impresión digital. consiste en un recipiente para la tinta con

una válvula de flotador que controla el flujo de la tinta al cartucho. Cabe en la ranura

original de cartucho de 440 ml, y puede tener un chip hackeado que permita el rellenado.

Este sistema tiene 2 ventajas por encima del que se vio:

1.El nivel de tinta se mantiene constante.

2.Puedes meterle al sistema hasta un litro de tinta de una sola carga

Cartuchos…

Ink level remains

constant

Cartucho Desechable (220/440ml)Este es el sistema utilizado por los distribuidores de maquinas Mutoh/Mimaki/Roland.

Consiste en una caja de cartuchos que contienen una bolsa de tinta metalizada. También

cuenta con un detector de vacio que indicara cuando no haya tinta.

Las ventajas de este sistema son las siguientes:

1.En el proceso de llenado de fabrica la tinta es manejada de una manera especial la cual

asegura menor aire. La bolsa metalizada garantiza siempre la frescura de la tinta.

2.Con el tiempo el bulk deja sedimento inevitablemente, no importa que sistema se utilice.

con los cartuchos se remplazan cada 440 ml de tinta disminuyendo el sedimento.

Cartuchos…

End level marker

Bulk en Bolsaeste sistema ofrece un bulk de entre uno a dos litros, lo que generalmente es

mas efectivo que los 440 ml hablando de costos y ofrece casi la misma

integridad y desempeño en comparación a otros. Consiste de una bolsa de

tinta desechable y un sub tanque con marcador de llenado compatible con la

maquina para el aviso de baja tinta como los cartuchos originales. Para

algunos sistemas en le mercado esta es la única manera confiable de

asegurar un optimo desempeño. Este sistema no requiere válvulas de

dámper

Estas son las ventajas que este sistema tiene:

1.En el proceso de llenado de fabrica la tinta es manejada de una manera

especial la cual asegura menor aire. La bolsa metalizada garantiza siempre la

frescura de la tinta.

2.Garantía de fabricante.

3.Previene contaminación a diferencia de los sistemas de bulk

Cartuchos…

2

Ink in

Air out

Disposable

pouch

Permanent

cartridge

Damper Normal ( utilizado en Mimaki JV3, Roland y equipos Mutoh

con cabezal Epson DX4) y algunos équipos Chinos con cabezal DX5

Dampers

Filter

Ink out

Ink in

Air space

Damper de válvula usado mayormente en equipos Epson DX5 como

la series Roland VS , Mimaki JV33/4, JV5, CJV-30 y Mutoh Valuejet.

Dampers…

Alimentación Bajo Demanda ( Drop on Demand ) principios

operacionales:El cabezal de una impresora digital es solamente una bomba de tinta muy sofisticada. Un extremo jala

tinta y el otro extremo la arroja. Estos son los principios para una operación confiable:

1.Se requiere que la presión negativa sea mantenida correctamente, – esto para asegurar la integridad

de los meniscos.

2.La cantidad de tinta que debe llegar al cabezal debe superar a la cantidad de tinta que es inyectada

ejemplo.:

Ink IN > Ink OUT

Cabezales:

Meniscus

Nozzle Plate

Nozzle

Ink IN

Ink OUT

Principios de Operación de “Drop on Demand”…:Usaremos el ejemplo de una jeringa para demostrar el concepto. Drop-on-Demand

significa que se pueden hacer disparos o goteos a voluntad. Esto convierte al cabezal en

una herramienta muy útil al tener el control de disparar el goteo sobre un sustrato o media

para crear una imagen.

Cabezales…

0

+V

0

+V

0

+V

0

+V

0

+V

Principio de Operación de Goteo “ On Demand ”…:El transductor es el elemento clave en esta tecnología. Tiene la habilidad de transformar

energía eléctrica a energía mecánica.

en caso de el CIJ(Jet continuo de tinta), depende de la carga eléctrica del goteo usando

placas cargadas para causar el disparo

En el caso de el TIJ(jet de tinta en temperatura), depende del rápido calentamiento de una

de las líneas , causando que la tinta en la cavidad hierva y por lo tanto se expanda

rápidamente haciendo el disparo.

El PIJ(Piezo Ink Jet) es nuestro punto de interés, depende del principio de que corriente

eléctrica genera vibraciones o pequeños cambios en un cristal de cuarzo, PZT(Lead

Zirconate Titanate) .

En la fabricación de los cristales PZT, los cristales son expuestos a campos magnéticos.

Este campo magnético ordena las moléculas de los cristales para que todas estén

orientadas hacia el mismo lugar. Esto convierte el cristal en un transductor que transforma

energía eléctrica en mecánica.

Existen dos métodos, linear y compartido. En el modo linear, el cristal crece o se encoje

de acuerdo a cargas eléctricas aplicadas. El modo compartido resulta en deformación de

el cristal. Esta tecnología es explotada para hacer diferentes tipos de sensores

Cabezales…

Clasificación de Cabezales:

Cabezales…

Cabezales…PIJ PIJ

LINEAR compartido

CIJ TIJ

Jet Continuo de Tinta Utiliza una combinación entre piezos electricidad estática y flujo de

tinta. La tinta es continuamente bombeada del cabezal al sub tanque. En el cabezal la oscilación del

piezo pone la tinta en movimiento hasta el punto que se separa en un goteo saliendo del cabezal,. El

goteo esta eléctricamente cargado , para ser dirigido hacia el sustrato o a el tanque de recolección.

Cabezales …

Jet de Tinta con TemperaturaUtiliza el principio de el punto de ebullición de un liquido o un fluido. Cuando un liquido cambia a

estado gaseoso hay un gran incremento en el volumen el cual dispara la tinta del noczile. La hp látex

trabaja de esta manera

Cabezales…

0

+V

0

+V

0

+V

GAS

0

+V

0

+V

0

+V

GAS

0

+V

Piezo Ink JetEste cabezal utiliza un tipo especial de cristal con la habilidad de convertir carga eléctricas en

movimientos mecánicos , cuando el cristal es disparado con impulsos eléctricos este movimiento

dispara la tinta a través del nozle , ese es el principio de funcionamiento de muchos cabezales de la

industria.

Cabezales…

0

+V

0

+V

0

+V

0

+V

0

+V

0

+V

0

+V

Goteo “ On Demand”…:Son los métodos usados para convertir impulsos eléctricos en movimientos mecánicos

para realizar el disparo de tinta atravez de los nozles.

Cabezales…

PIJ

LINEAR

FRONT SIDE

SHOOTER SHOOTER

PIJ

SHEAR

XAAR:Probablemente uno de los fabricantes mas importantes de el mercado, y asociado en otros

mercados con: Brother, Konica, Sharp and Toshiba Tec. Estas compañias producen sus

cabezales basados en “XAAR technology”.

Cabezales…

XAAR128/360XAAR128/200

XAAR500

XAAR1001

XAAR128/15 -

ELECTRON

XAAR126/35

SPECTRA (aka. FUJIFILM DIMATIX):Uno de los fabricantes mas importantes del mundo, igualmente vende y promociona sus

propios productos, también cuenta con acuerdos con: Brother, Konica, Sharp and Toshiba

Tec. Estas compañías producen sus cabezales basados en “XAAR technology”.

Cabezales…

NOVA/GALAXY

256/80 SKYWALKER Sx128/30-50-80

POLARIS 15/35

KONICA:Aun es una de las lideres de ala resolución y en la industria de UV igualmente que con el

solvente.. el KM1024/12pl es usado por Seiko en Japan, y numerosos clientes de korea y

china.

Cabezales…

KONICA 1024

EPSON:Es el cabezal líder mas usado en Japón, Mimaki, Mutoh y Roland. Recientemente Epson a entrado al

mercado del solvente usando esta tecnología.

Cabezales…

DX5

DX4

DX6DX6

SEIKO:Utilizado solo por la compañía japonesa, Roland on the AJ-740/1000. es un cabezal popular

utilizado en maquinas chinas.

Cabezales …

SPT510/35 SPT255/35

SPT1020/35

RICOH:Uno de los primeros fabricantes en incursionar en el mercado del solvente en las Vutek

UltraVu 3300 y Scitex Novo(Idanit)/Pressjet. Esta compañía se quedo atrás por un tiempo

y recientemente lanzo su cabezal Gen 4-E1 muy popular en las nuevas maquinas chinas y

de Turquía

Cabezales …

GEN3/E1 GEN4/E1

Cabezales…

KYOCERA:Lleva mucho tiempo en el mercado, pero no esta en el mercado digital

Cabezales …

KJ4A-GD06AHG-STDC/N KJ4B-HD06MHG-STDV

PANASONIC:No hay mucha informacion acerca de este cabezal.

Cabezales …

BROTHER:Este cabezal puede imprimir(108 mm) con un sola cabeza y permite imprimir a velocidades súper rápidas de 800mm por sec a

resolución de 600dpi*4x600dpi. Usando la tecnología unimorph5 hace de este un cabezal muy compacto y con requerimientos bajos de

energía para el piezo en el mercado.

Cabezales …

Main specifications

Print method Drop-on-demand piezo method

Size (width x depth x height) 152 x 22 x 1 mm

Number of nozzles 2656 nozzles per head

Print width 4.25 inch (108 mm)

Resolution 600 dpi (in print width direction)

Drive frequency 20 kHz

Number of droplet sizes 4 sizes

Drive voltage Standard: 17 V (maximum: 24 V)

Power requirements Approximately 2.5 mW / nozzle*

Print speed 847 mm/second (at 600 dpi resolution in paper feed direction)

Reliability 10 billion dots / nozzle or more (testing)

*(During continuous use at standard voltage and maximum drive frequency)

TRIDENT:Esta tecnología de patente es un cabezal que puede ser desmantelado y re armado

después de el limpiado o para remplazarle partes.

Utiliza un cristal cargado eléctricamente que cambia de forma cuando se le es aplicado

otro campo magnético esta tecnología utiliza el piezo como pistón opuesto al orificio por

donde se dispara la tinta. Cada gota toma 0.0001 segundos. A través de frecuencias y

velocidades altas de disparo se regula la distancia entre el cabezal y el sustrato

Cabezales …

768Jet

Bomba de DiafragmaTrabaja sobre el principio de un diafragma que mete y saca la tinta de una cavidad. Este

movimiento empuja la tinta a través de la válvula (NRV) llenando el sub tanque. Este

método es muy común en el mercado.

Bombas de Tinta

Bomba peristálticaUtiliza un pequeño tubo muy similar a como funciona una garganta, jalando el liquido de

un lado del tubo hacia el otro a través de rodillos sobre la superficie del tubo. Es usado

generalmente en: DGI amchines, and Mutoh, Mimaki, Roland and Seiko machines.

Bombas de Tinta

…

Bomba de EngraneDos engranes sincronizados en un cigüeñal, rotan en direcciones opuestas en un deposito

de tinta. moviendo la tinta de un lado hacia el otro. Usado en: NUR Fresco machine, y

usadas en la primera Xljet machines (circa. 2001-2002).

Bombas de Tinta…

Tipo 1: Dámper NormalEste sistema usa una válvula de dámper descrita anteriormente. Por esta razón la

alimentación puede hacerse desde arriba de el cabezal. De otra forma el flujo se puede ver

afectado. Los dámper funcionan como depositos de tinta para el cabezal. será usada mas

tinta si se imprimen imágenes de alta densidad. Un cabezal se queda sin tinta debido a que

las líneas son largas y delgadas y a veces no llega la tinta. Sin esta válvula se puede

presentar este problema llamado mala alimentación de el nozle, resultando en nozles

perdidos en la impresión de la imagen.

El dámper previene delas siguientes maneras:

•El dámper tiene una pared flexible. Al consumirse la tinta a un radio alto la pared del

dámper colapsa si no llega suficiente tinta.

•El deposito que forma el dámper asegura suficiente tinta para la pasada.

•Al terminar la pasada el carrito del cabezal toma una pequeña pausa en donde no es

requerida tinta. Aquí es cuando el sistema actualiza las líneas y rellena los dámper

alistándolos para la próxima pasada a velocidades altas.

•Se pueden perder nozles por blockeos en los filtros de los dámper.

Tipos de Sistemas de Entrega de Tinta

Type 1: Damper Normal

Tipos de Sistemas de Entrega de Tinta

Tipo 2: Dámper de VálvulaEste sistema usa un dámper normal como se describe anteriormente. Por esta razón la

alimentación debe ser desde abajo de el cabezal. Y en este caso la tinta no se saldrá de el

cabezal. Tiene una función dual.

1.Y como el dámper normal su función también es guardar un poco de tinta cerca de el

cabezal.

2.También sirve como sistema de vacio para el flujo de el cabezal y nozles. Esto es ogrado

por la válvula dentro del dámper. Solo abrir el flujo cuando el cabezal jale la tinta de el

dámper. Resultando en tinta fluyendo atreves de el dámper hacia el cabezal, si se usa un

dámper normal puede presentar el problema de que no se alimente adecuadamente el

cabezal y pierda nozles. Como consecuencia de el uso de sistemas de bulk se acumula

aire en las lineas provocando perder un banco completo de nozles al llegar al cabezal.

Este comportamiento puede ir de línea en línea.

Para evitar este problema se sugiere el uso de nuestro sistema de bulk nutec de 440ml.

Tipos de Sistemas de Entrega de Tinta

Type 2: Damper de Válvula

Tipos de Sistemas de Entrega de Tinta

Tipo 3: Sub Tanque ColganteEstos sistemas en usados en maquinas SWF/WF como la serie DGI VT/XP , Scitex XLjets, y

un buen numero de maquinas chinas. Como los sistemas de tipo uno, la tinta del sub

taque esta por abajo del cabezal para asegurar presión negativa.

El nivel es controlado por un sensor normalmente activando una bomba cuando el nivel

baja. Controlado en un rango de 10mm mas o menos.

Lo mejor de estos sistemas es que son muy confiables.

Tipos de Sistemas de Entrega de Tinta

Tipo 4: Sistema de VácioSon usados en maquinas SWF/WF como la VUTEk UltraVu X360, Mutoh Toucan/Osprey,

Ghandi Jeti y DGI Polajet y algunas maquinas chinas especializadas.

Como con los del tipo 2 la alimentación esta encima de el cabezal presión negativa es

controlada por una bomba de presión negativa éstos sistemas son muy estos asegurando

presión en los nozles.

existe un riesgo muy algo en estos sistemas si se presenta algún tipo de contaminación

del sistema de aire con tinta si hay tinta en las lineas de aire como el ejemplo.

Tipos de Sistemas de Entrega de Tinta