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Las impresoras de chorro de tinta
de la clase en la que se fuerzan gotas de tinta a
presión, a través de boquillas muy pequeñas, en una
cabeza de impresión, son de interés creciente tanto
para oficina como para uso industrial general.
En una clase de impresora, conocida como
impresora “continua”, se hacen pasar gotitas de
tinta que se producen continuamente a través de un
área de carga, donde las gotitas individuales
reciben una carga eléctrica en respuesta a una señal
y se dirigen hacia un substrato que se tiene que
imprimir. Las gotitas pasan a través de un campo
eléctrico que hace que se desvíen por una cantidad
que es dependiente de la intensidad de la carga y
del campo. Las gotitas que no se requieren para
formar impresión sobre el substrato se dirigen a un
colector de derivación. Se requiere que las tintas
para uso en tales impresoras sean conductivas.
En otra clase de impresora, conocida como
impresora de inyección de tinta regulada (DOD,
por sus siglas en inglés), “drop-on-demand”, se
expulsan las gotitas de tinta de la boquilla de una
cabeza de impresión sólo cuando se requiere durante
el procedimiento de impresión. Las impresoras de
inyección de tinta regulada, pueden usar un chorro
de tinta electrostáticamente acelerado o secuencias
de gotitas expulsadas por operación de impulsos de
presión. En la última clase de impresora DOD, cada
gota de tinta se expulsa individualmente de una
boquilla por medio de impulsos de presión inducidos,
por ejemplo, por uso de un actuador piezoeléctrico
que actúa sobre la tinta en el canal que abastece a
la boquilla o por generación de una burbuja de vapor
en respuesta a un impulso térmico. No se requiere
que las tintas para uso en esta clase de impresora
sean eléctricamente conductivas y preferiblemente
son no iónicas y de conductividad muy baja, por
ejemplo, con una resistividad de al menos 104 ohm.m.
Paralelamente con el desarrollo de estas impresoras
ha estado el desarrollo de las tintas especiales
adecuadas para uso en ellas. Se requiere que estas
tintas satisfagan una serie de criterios. Por
ejemplo, deben ser capaces de almacenamiento sin
deterioro y, en particular, sin sedimentación
significativa de las partículas de pigmento o
solidificación en condiciones climáticas normales.
También deben ser suficientemente fluidas a las
temperaturas de funcionamiento de las impresoras
normales (normalmente 10-40ºC) para que se puedan
expulsar de la boquilla de la cabeza de impresión
usando presiones moderadas. No se deben deteriorar
en periodos de reposo en la boquilla de la cabeza de
impresión durante el funcionamiento normal, por
ejemplo, debido a evaporación del diluyente,
separación de fases, solidificación o ataque por
aire o humedad atmosférica y no deberían humedecer
la zona de la cabeza de impresión que rodea al
orificio de la boquilla, hasta un punto que pueda
conducir la inundación de la cabeza de impresión,
que sucesivamente pueda conducir a funcionamiento
anormal. Para asegurar que no tiene lugar
humectación de la cabeza de impresión, hasta un
punto inaceptable, se ha encontrado deseable que la
tinta tenga una velocidad de deshumectación de al
menos 100 µm. s-1 cuando se mide, sobre una
superficie que tiene una energía superficial de 10 ±
1 mN.m-1. La energía superficial se mide como la
tensión superficial crítica a partir de ángulos de
contacto estáticos de líquidos puros usando el
método de Zisman descrito en la página 351 ff de
“Physical Chemistry of Surfaces” por Adamson AW, 3ª
Edición, John Wiley & Sons, 1.976. Se describe un
ejemplo de tal superficie en la solicitud de patente
británica 9.417.445,5 presentada el 30 de agosto de
1.994. Para discusión de velocidad de humectación y
su medición, se hace referencia al artículo por
Redon et al., en Physical Review Letters, Vol. 66,
Nº 6, 11 de febrero de 1.991, páginas 715-718.
Preferiblemente, la velocidad de deshumectación de
la tinta es al menos 200, más preferiblemente al
menos 300, y aún más preferiblemente al menos 1.000
µm.s-1, cuando se mide como se definió
anteriormente.
Otra propiedad de la tinta que se ha encontrado que
es importante, es su tensión superficial, que
debería estar preferiblemente en el intervalo de
aproximadamente 22 a 36 mN.m-1
a 25ºC, y más preferiblemente 24 a 32.
Las tintas también deben proporcionar impresión de
buena definición y como los papeles estucados son
caros, normalmente se acepta que las tintas de
impresora de chorro de tinta deben ser capaces de
proporcionar impresión bien definida, de buena
densidad de color, sobre papel normal, es decir,
papel no estucado.
La buena calidad de definición de impresión requiere
entre otras cosas: (a) formación rápida de un punto
de color sólido a partir de la composición de tinta,
(b) concentración de los colorantes de tinta sobre
la superficie del papel, (c) control del
esparcimiento del punto de color formado sobre la
superficie del papel substrato a partir de la gotita
de tinta, (d) sangrado limitado de tinta de un color
desde un punto a un punto cercano de un color y
uniformidad de color y densidad de color diferentes,
sobre el área del punto sólido formado a partir de
la gotita. Preferiblemente, tampoco se debería
deteriorar la impresión como resultado de la acción
del agua o la luz.
Muchos de los criterios anteriores dictan
propiedades opuestas en la tinta. Por ejemplo,
mientras la reducción de la viscosidad aumenta la
fluidez, aumenta el riesgo de esparcimiento de la
gotita de tinta sobre la superficie del papel antes
de que se seque la tinta. Asimismo mientras se
reduce el riesgo del secado de la tinta en la
boquilla, disminuyendo la volatilidad del diluyente,
se puede requerir lo contrario para favorecer el
secado rápido de la gotita de tinta sobre el
substrato. Por lo tanto, optimizar estas propiedades
es una cuestión de compromiso. Por otra parte, se
encuentra con frecuencia que variar la composición
de la tinta en un intento de conseguir la
optimización de estas propiedades, afecta
adversamente a otras propiedades deseadas.
Hay, por lo tanto, una búsqueda continuada de tintas
mejoradas, especialmente con el paso continuado
hacia boquillas más pequeñas y formación de imagen
de mayor resolución. |
