La tinta sólida (también conocida como tinta termofusible [1] [2] ) es un tipo de tinta utilizada en la impresión . La tinta sólida es un polímero ceroso a base de resina que debe fundirse antes de su uso, a diferencia de las tintas líquidas convencionales. [1] [3] La tecnología se utiliza con mayor frecuencia en entornos de impresión gráfica y de gran formato donde la intensidad del color y la rentabilidad son importantes. [4] [5]
La tinta sólida, [6] termofusible o tinta de cambio de fase se introdujo en 1962 en Teletype Corporation en el Proyecto 176. Tinta sólida es el nombre de la tinta que es sólida a temperatura ambiente. La cera se introdujo en el primer producto de tinta sólida introducido con chorros de tinta continuos en el terminal Teletype Inktronic en 1966, pero la patente para la cera termofusible no se emitió hasta la patente US3653932 del 4 de abril de 1972. En 1971, se emitió una patente, US3596285. para un registrador de metal líquido, un proceso de impresión que fabricaba modelos metálicos de símbolos, patrones y caracteres. En esta patente se hace referencia al metal líquido como tinta "tipo" termofusible y se introdujo antes de que se utilizara el término "impresión 3D". Estos son ejemplos de tintas que crean un efecto 3D en la página.
En 1982, Robert Howard tuvo la idea de construir un pequeño sistema de impresión en color antes de dejar Centronics Corporation. Dos años más tarde, formó una nueva empresa, Howtek, Inc., para llevar a cabo esta misión. [7] La impresora Pixelmaster utilizaba tinta termoplástica "fusible en caliente" inyectada mediante cristales piezoeléctricos que podían escupir millones de pequeñas gotas de tinta de cada uno de los colores primarios (rojo, verde y azul) y negro en una hoja de papel. [7]
Aunque su creación se atribuyó originalmente a Data Products, anteriormente Exxon, también se atribuyó a Howtek [1] en 1984. Las tintas sólidas Howtek imprimen colores mediante deposición sustractiva de color (capas).
Algunos fundadores y muchos ex empleados de Howtek se marcharon y se unieron a empresas de impresión 3D. Richard Helinksi formó CAD-Cast, Inc. el 27 de octubre de 1989 (rebautizada como Visual Impact Corporation), [8] una empresa de impresoras 3D para construir el Sculptor, pero luego se rindió después de recibir una patente 3D US 5136515A el 4 de agosto de 1992. y le otorgó la licencia a Sanders Prototype, Inc. en 1993. Herb Menhennett se unió a Ballistic Particle Manufacturing (BPM) [9] en 1993 con el producto Personal Modeler. Ambas empresas utilizaron impresoras de inyección de tinta estilo Howtek y materiales termoplásticos. No menos de tres presidentes de empresas 3D fueron antiguos empleados de Howtek y diseñadores, vicepresidentes, ingenieros (incluido el ingeniero de inyección de tinta), químicos, compradores, secretarias y técnicos han pasado a empresas 3D.
La tinta sólida es un material 3D que se utiliza en una sola boquilla (cámara de fluido acústico estilo exprimido de Howtek con orificio cortado) y también se usa en inyección de tinta con boquillas múltiples (cámaras de fluido estilo doblador o pistón con placas de orificio electroformadas). Los cabezales de impresión deben calentarse. La tinta sólida a base de cera fluirá por debajo de los 100 °C, pero la tinta sólida termoplástica prefiere 125 °C (cerca de la temperatura piezo Curie, piezopoling). Los fabricantes de piezo todavía insisten en que las temperaturas de funcionamiento son peligrosamente altas, pero los cabezales de impresión Howtek funcionan bien. Las impresoras de inyección de tinta estilo Howtek fueron diseñadas para utilizar tinta sólida en ciclos de impresión de 4 minutos. Las impresoras 3D Solidscape, Inc., anteriormente Sanders Prototype, Inc., ahora imprimen modelos 3D completos [10] [ cita necesaria ] que pueden imprimir durante 1 o 5 días con frecuencias de caída cercanas a los 16.000 ppp. La tinta sólida es líquida a la temperatura de funcionamiento y actúa como agua con ondas sonoras (más lentas que el agua) que obligan a las gotas a salir por el orificio del chorro de tinta estilo Howtek.
Otra impresora de tinta sólida, la SI-480, fue desarrollada y lanzada al mercado en 1988 por Dataproducts Corporation. Se trataba de una impresora de inyección de tinta monocromática que tuvo un éxito limitado.
La siguiente impresora de tinta sólida en color, la Tektronix PhaserJet PXi, se presentó en junio de 1991 a un costo de casi 10.000 dólares estadounidenses. [11] [12] Dataproducts Corporation lanzó su impresora de tinta sólida en color, Jolt, en septiembre de 1991. [13]
En la década de 1990, se introdujo una sucesión de impresoras de tinta sólida capaces de imprimir hasta tamaño tabloide extra, incluida la Tektronix Phaser III, la Tektronix Phaser 300 y la Tektronix Phaser 380 en 1997. Una impresora de tinta sólida de gran formato , la Phaser 600, se introdujo en 1996. La Phaser 600 era capaz de utilizar papel alimentado en rollo o en hojas de hasta 48 pulgadas de ancho. [14] [15]
Después de que Xerox adquiriera la división de imágenes e impresión en color de Tektronix en 2000, [16] [17] la tecnología de tinta sólida pasó a formar parte de la línea Xerox de productos de impresión e imágenes para oficina. Las primeras ofertas se centraron en la industria de las artes gráficas . [7] Sin embargo, para evitar una batalla legal con Dataproducts Corporation, Tektronix terminó pagando regalías a Dataproducts por el uso de la tecnología debido a que este último posee patentes, compradas a Exxon, sobre aspectos de la impresión con tinta sólida. [11] Véase la referencia a los empleados de Exxon contratados por RH Research. Robert Howard Research introdujo la tinta sólida completamente diferente en 1985 con la impresora HT-1, más tarde llamada Pixelmaster, que se envió en 1986 desde Howtek, Inc, Hudson, NH. La tinta sólida Howtek (llamada termoplástica) se moldeó en 4 formas de colores diferentes para encajar en las impresoras Pixelmaster y más tarde en Braillemaster. Esta tinta plástica sólida y el chorro de tinta de boquilla única estilo Howtek finalmente se incorporaron a dos productos de impresión 3D fabricados por Ballistic Particle Manufacturing (BPM) [18] y Sanders Prototype, Inc (SDI) a finales de 1993. La invención del chorro de tinta Howtek, una invención mejorada de Steve Alpha Jet estilo Zoltan (originalmente era vidrio, pero las boquillas moldeadas Howtek con inyección de tinta con boquilla tubular Tefzel operadas a 125 ° C se desarrollaron por primera vez en 1985 en Howtek y todavía se utilizan hoy en día en impresoras 3D Solidscape. Estas tintas, chorros de tinta e impresoras se pueden ver en El 3Dinkjetmuseum en Layer Grown Model Technology en New Hampshire hoy Cinco empleados anteriores de Exxon (Hock, Lutz, Peer y McMahons) que habían trabajado con tecnologías de inyección de tinta de Exxon (Exxon vendió sus patentes a Dataproducts en 1984) fueron contratados por RH Research a partir de 1983. para desarrollar impresoras de inyección de tinta y las impresoras de última generación. En 1985-1966, el litigio sobre patentes de Dataproducts ralentizó el desarrollo de la impresora sobre formas de tinta sólida, pero no sobre la formulación de tinta sólida. Los retrasos provocados por el litigio y los cambios en el tipo de cambio del yen aumentaron el coste de la impresora Pixelmaster y las ventas cayeron a finales de los años 1980. En ese momento, Howtek también se expandió a la tecnología de escáner para mejorar las imágenes para las impresoras en color y también aprendió sobre la impresión de imágenes negativas, la impresión de transparencias, la impresión Braille y la impresión de información digital en planchas de impresión de papel rígido para la industria de los periódicos. Esto llevó a la fundación de una nueva empresa, Presstek, Inc., en 1986. [7]
Alrededor del primer semestre de 2016, Xerox dejó de vender impresoras de tinta sólida. [19]
La tecnología de tinta sólida utiliza barras de tinta sólida, crayones, perlas o material sólido granular en lugar de la tinta fluida o el tóner en polvo que se utilizan habitualmente en las impresoras. Algunos tipos de impresoras de tinta sólida utilizan pequeñas esferas o discos de tinta sólida, que se almacenan en una tolva antes de ser transferidos al cabezal de impresión mediante un tornillo sin fin o derretirse según sea necesario. Una vez cargada la tinta sólida en la impresora, se funde y se utiliza para imprimir imágenes en papel o cualquier sustrato en un proceso que puede ser similar a la impresión offset o la impresión estándar. [1]
Las impresoras de tinta sólida requieren cabezales de impresión calentados. La inyección de tinta continua (CIJ) inició la industria de las tintas sólidas utilizando cera y tintas de aleaciones metálicas de baja temperatura a finales de los años 1960 y principios de los 1970, antes de que se inventara el sistema Drop-On-Demand (DOD). El DOD utiliza dispositivos piezoeléctricos (cerámica polarizada) y el calor altera la polarización. Howtek rompió la barrera de las altas temperaturas del DOD con el diseño de la inyección de tinta DOD estilo Howtek en 1985. Esto permitió a los químicos expandir las tintas sólidas en una nueva dirección y condujo a una patente de impresión tridimensional de un ex empleado de Howtek que formó la empresa. Corporación de Impacto Visual. [8] [ cita necesaria ]
Debido a la forma en que las impresoras de tinta sólida colocan la tinta en la página, se considera que la calidad de impresión es precisa y exacta, con colores brillantes. Se pueden lograr excelentes resultados con papel de baja calidad, ya que la tinta sólida cubre el papel con una superficie brillante, casi opaca. Las impresoras de tinta sólida pueden imprimir en muchos tipos y espesores diferentes de soportes. Son mucho menos sensibles a los cambios en el tipo de soporte que las impresoras láser a color. [1]
Debido a que se utilizan bloques sólidos de tinta, se generan menos residuos que con las impresoras láser o de inyección de tinta, que producen cartuchos de tinta o tóner vacíos, además de embalaje y materiales de embalaje. Un bloque de tinta suelto no deja ningún cartucho residual después de consumirse: solo una bolsa o bandeja de embalaje de plástico delgada y plegable y una caja de embalaje de cartón reciclable. [20]
Las impresoras de tinta sólida tienen una ventaja sobre las impresoras de inyección de tinta para situaciones que implican un uso intermitente con largos períodos de inactividad. Esto se debe a que la tinta sólida derretida que posteriormente se enfría y se vuelve a solidificar dentro de las vías de suministro de tinta es una parte normal del funcionamiento de la impresora. Así, esta tinta enfriada y solidificada no se seca. Y, mientras la impresora no está en funcionamiento, la cera solidificada ayuda a evitar que el oxígeno y la humedad interactúen con muchas partes internas de los componentes de suministro de tinta. [1]
Los bloques de tinta sólida pueden hacerse no tóxicos y seguros de manipular. En la década de 1990, el presidente de Tektronix se comió un trozo de tinta sólida, derivada de aceites vegetales procesados de calidad alimentaria , para demostrar su seguridad. [4] También puede describirse como la capa de las pastillas recetadas. [1]
Se deben filtrar los contaminantes sólidos, o la tinta puede obstruir las boquillas del cabezal de impresión cuando se utilizan tintas originales o compatibles. La obstrucción puede dañar el cabezal de impresión y reemplazarlo puede resultar costoso. Por este motivo, muchos fabricantes de tinta externos ofrecen una garantía y pagarán el reemplazo de un cabezal de impresión dañado. Xerox también ofrece su propia garantía.
Cuando el dispositivo está frío, la primera página que imprime puede tardar varias decenas de minutos en terminar de imprimirse, ya que la impresora necesita calentarse y derretir la tinta. Una vez que la impresora se ha calentado, la tinta se puede derretir mucho más rápido, por lo que el proceso de fusión tendrá un impacto negativo mucho menos notable en la velocidad general a la que se imprimen páginas adicionales.
La tinta debe calentarse y una gran parte del mecanismo de impresión debe mantenerse en el punto de fusión de la tinta o cerca de él durante su uso. Cuando la impresora está en "modo de suspensión", la mayoría de las unidades mantienen un pequeño charco de cera de cada color dentro del cabezal de impresión calentado a una temperatura justo por encima del "punto de congelación" de la tinta. Según el manual de servicio de Xerox, esto consume unos 50 vatios.
Cada vez que la impresora pierde energía durante el tiempo suficiente para causar que la porción de tinta que se mantenía por encima de su "punto de congelación" en el cabezal de impresión caiga por debajo de esa temperatura, la masa de tinta en cada depósito se habría contraído en tamaño lo suficiente (como resultado del enfriamiento) para permitir que entre aire en el cabezal de impresión, lo que daría lugar a aberraciones de impresión hasta que el conjunto de tinta fundida que se encuentra encima haya rellenado los depósitos del cabezal de impresión. Como resultado, el cabezal de impresión se purga usando una bomba de vacío, lo que hace que parte de la tinta se lave desde los tanques de retención del cabezal de impresión hacia la bandeja de desechos para eliminar el aire del cabezal de impresión. (Las impresoras Xerox tienen una bandeja de "tinta residual" para este propósito. Dado que las cuatro tintas se vierten en una bandeja unificada de "tinta residual", es imposible reutilizar la tinta perdida ya que los cuatro colores de proceso se fusionan para formar una sola masa sólida en la bandeja, que se parece mucho a los goteos de cera de vela solidificada, pero casi negros). Si la impresora estuviera en estado de suspensión, se necesitaría menos tiempo sin energía para necesitar un ciclo de purga que si la impresora estuviera en estado listo para imprimir. estado (ya que el cabezal de impresión se mantiene mucho más caliente cuando está listo para imprimir).
La impresora contiene cera derretida cuando está a temperatura de funcionamiento y los manuales del propietario advierten que no se puede mover hasta que haya completado un ciclo de enfriamiento especial seleccionado en el panel de control de la máquina. Se recomienda proporcionar un tiempo de enfriamiento de 30 minutos desde el momento en que se desconecta la alimentación principal. Sin embargo, todas las impresoras modernas de tinta sólida tienen un ciclo de apagado que utiliza ventiladores para solidificar la tinta en menos de diez minutos, con el beneficio adicional de restringir físicamente el cabezal de impresión para evitar daños durante el traslado o el envío. Los manuales advierten que, de lo contrario, es posible que se produzcan daños importantes, lo que requerirá la reparación por parte de un técnico capacitado si no se enfría adecuadamente antes de mover la impresora. Mover la impresora antes de que se complete el enfriamiento puede dañar el cabezal de impresión al derramar tinta fundida entre depósitos de diferentes colores, así como sobre otros componentes dentro de la impresora (motores, correas, etc.), y no está cubierto por el mantenimiento ni la garantía. Debido al riesgo de derrames de tinta líquida, las impresoras de tinta sólida no son adecuadas para uso móvil, como en carros móviles para imprimir etiquetas de precios en entornos minoristas.
A diferencia de algunas impresoras de inyección de tinta donde el cartucho incluye el cabezal de impresión, el cabezal de impresión en estas impresoras es fijo. Con el tiempo, algunas partes del cabezal de impresión pueden obstruirse permanentemente, lo que produce rayas antiestéticas, pero existen ciclos de limpieza del cabezal y del tambor y opciones de sustitución de chorros que pueden resolver la mayoría de los problemas de impresión. Hay un filtro para la tinta ingerida implementado al menos en los dispositivos ColorQube recientes (8570/8870), según un manual de servicio para esos modelos. El polvo generado por el uso de papel barato puede obstruir el cabezal de impresión, por lo que Xerox recomienda el uso de papeles que no sean propensos a desprender polvo y fibras durante el uso regular. El polvo del papel también puede acumularse en forma de residuos dentro de la impresora; esto podría causar abrasiones en el tambor y puede simular un chorro débil o faltante. Por este motivo, se recomienda ejecutar el procedimiento básico de limpieza del tambor incorporado al menos tres veces antes de iniciar el ciclo de limpieza de los inyectores del cabezal de impresión. El sistema del cabezal de impresión también contiene una unidad de conjunto de limpiador que se utiliza para limpiar el cabezal de impresión del polvo, la suciedad y la tinta residual, a fin de proteger los inyectores contra obstrucciones. En general, el diseño de este sistema es robusto: se sabe que los cabezales de impresión duran un millón de impresiones o más. [1]
Los bloques de tinta no son compatibles entre los modelos Phaser, debido a que Xerox cambia cada forma moldeada CMYK con cada lanzamiento de nuevo modelo debido a cambios en la formulación (y especialmente en el punto de fusión) de la tinta. Las aberturas especiales evitan la inserción de barras de tinta del modelo equivocado o de la ranura equivocada.
La laminación se vuelve difícil debido a la naturaleza de la tecnología de la tinta. La tinta se derrite y se mancha a menos que la temperatura de la laminadora se reduzca lo suficiente para sellar una bolsa.
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