La tecnología de las impresoras de inyección de tinta es verdaderamente la magia de los colores CMY. La ingeniería detrás de las gotas y cómo el algoritmo de color crea la imagen final es bastante inteligente. Todos sabemos que la tecnología de visualización consta de diminutos subpíxeles rojos, verdes y azules. Como experimento, uno de nuestros ingenieros de Lesix filtró una impresora de inyección de tinta con los mismos colores RGB. Echemos un vistazo a la salida de nuestra impresora. El resultado fue terrible: la impresora no pudo reproducir la imagen de la flor con los colores correctos.
Explorando la tecnología de impresoras de inyección de tinta
Para comprender las razones detrás de este intrigante resultado, exploremos el funcionamiento interno de la impresora de inyección de tinta en la ciencia del color. En primer lugar, consideremos la tecnología de inyección de tinta más fundamental: la impresora en blanco y negro. Puede imprimir cualquier imagen con una colección de muchos puntos, que se producen mediante gotas de tinta. Estas gotas se liberan desde muchas boquillas, de forma discreta y controlada. La pequeña circunferencia de la boquilla y la contrapresión en su interior no permitirán que la tinta se escape, lo que permitirá obtener una imagen precisa.
Para soltar la tinta, debemos utilizar pequeñas resistencias calefactoras. Estas resistencias responden tanto que cuando la electricidad pasa a través de ellas, se calientan rápidamente y vaporizan la tinta, formando una burbuja. Esta burbuja actúa como un pistón para empujar la tinta fuera de la boquilla. Sin embargo, cuando cae la gota primaria, la tinta se alarga debido a la viscosidad, formando una gota adicional que cae cerca de la gota primaria. Después de un tiempo, ambas gotas se combinan.
Mientras se concentraba en la caída, es posible que se haya perdido un proceso importante. Reproduzcamos la animación y dirijamos su atención a la región superior. Después de un tiempo, el calentador se apaga, lo que hace que el vapor alrededor del serpentín se condense y la burbuja colapse. La contrapresión de la tinta aspira aire exterior hacia la boquilla. Inmediatamente después, la tensión superficial del menisco juega un papel importante al trabajar contra la contrapresión, lo que obliga a que tinta nueva llene la boquilla y elimine el aire.
Construcción de una impresora práctica
Ahora que hemos establecido los fundamentos, veamos cómo construir una impresora práctica. Un tanque de tinta está conectado al cabezal de impresión a través de un tubo de conexión. La impresora también utiliza un mecanismo de correa y polea impulsado por un motor paso a paso. El cabezal de impresión está conectado a una correa mediante un brazo móvil, lo que le permite moverse hacia la izquierda y hacia la derecha junto con el movimiento de la correa.
Para iniciar el proceso de impresión, el cabezal de impresión imprime una serie de puntos negros controlando las resistencias de calentamiento. El ejemplo de impresión que se ve aquí es muy exagerado para facilitar la comprensión, ya que el tamaño real del cabezal de impresión es mucho más pequeño. Observe cómo la cabeza produce nueve líneas durante una pasada, pero la cabeza real produce más de mil líneas. Después de una pasada, el proceso de impresión continúa en el área restante del papel utilizando un rodillo, un motor paso a paso y dos disposiciones de rodillos de soporte para mover el papel hacia abajo.
El proceso se repite hasta que finaliza la impresión. La trayectoria de impresión óptima del cabezal de impresión y el movimiento preciso del rodillo de papel se calculan incluso antes de que comience el proceso de impresión. Ahora, cuando el cabezal de impresión sigue esta ruta predefinida, el proceso de impresión se vuelve más rápido. El cabezal de impresión y el papel pueden seguir un camino tan preciso porque están controlados por un motor paso a paso y un circuito de retroalimentación.
Desarrollo de una impresora de inyección de tinta a color
Hasta ahora hemos aprendido cómo construir una impresora básica en blanco y negro. Pero, ¿cómo podemos utilizar este conocimiento para desarrollar una impresora de inyección de tinta en color? La respuesta más obvia parece ser el uso de tinta roja, verde y azul (RGB), que son los colores fundamentales de la tecnología de visualización. Sin embargo, esto simplemente no funcionará. Exploremos los fundamentos para entender por qué.
Considere dos linternas de colores: una roja y otra verde. Cuando encendemos ambas antorchas en el mismo punto, la luz resultante es amarilla. Ahora intentemos el mismo experimento usando colores de tinta. Cuando mezclamos tinta roja y verde, obtenemos un color amarillo turbio. ¿Por qué estos dos experimentos producen colores de salida totalmente diferentes, aunque los colores de entrada sean los mismos?
El primer caso, en el que mezclamos luces, fue un ejemplo del método de mezcla de colores aditivo. El segundo caso, con la tinta, es un método de mezcla sustractivo. En el método de mezcla aditiva, la porción de luz combinada llega directamente al ojo y se ve ese color. Sin embargo, el método sustractivo es un poco complicado, ya que las luces reflejadas por la tinta son importantes.
Para comprender mejor cómo funciona el método sustractivo, debemos examinar la tinta a nivel molecular. Vemos un color rojo porque la molécula roja absorbe todo menos el rojo. Lo mismo ocurre con el color verde. Sin embargo, cuando mezclamos ambos colores, la física se vuelve más interesante.
Dado que una capa de moléculas no puede llenar completamente una superficie, deberíamos considerar al menos dos capas para este estudio. Comencemos con la molécula verde inferior. La molécula verde obviamente reflejará la luz verde.
Pero esta luz verde tiene que atravesar la capa molecular superior. La molécula verde superior apenas permitirá esta luz verde, pero la molécula roja vecina la absorberá por completo, dando como resultado un color negro. De manera similar, la luz proveniente de las moléculas rojas inferiores se verá afectada por la presencia de las moléculas verdes, lo que dará como resultado un color amarillo turbio.
Usar colores CMY
La solución a este problema es sencilla: basta con invertir los colores fundamentales. Los colores de inversión de rojo, verde y azul son cian, magenta y amarillo, respectivamente. Así pues, estos son los colores que debemos utilizar en la impresora. Por ejemplo, para producir un color verde, primero suelte una gota de tinta cian y, antes de que se seque, suelte una gota amarilla en el mismo lugar. Mezclar estos dos colores producirá un color verde perfecto después de un tiempo. De manera similar, la mayoría de los colores se pueden producir usando gotas de cian, magenta y amarillo.
Para lograr tonos más claros de un color, ingenieros inteligentes han engañado a nuestros ojos. Simplemente imprimieron el color normal con diferentes espacios, lo que engaña al cerebro para que vea un tono más claro. Sin embargo, no se pueden lograr tonos más oscuros simplemente usando cian, magenta y amarillo. La impresora también debe utilizar tinta negra, denominada «K» (donde «K» significa «clave»). Para producir diferentes tonos de colores con precisión, se deja caer una gota de tinta negra entre las gotas de color, engañando al cerebro para que vea un tono más oscuro.
La calidad de las impresoras modernas es bastante alta debido al tamaño muy pequeño de las gotas de tinta. Cuanto menor sea la gota, mayor será la calidad de la impresión. Para una calidad decente, necesitamos más de 300 puntos por pulgada cuadrada de papel. Sin embargo, para lograr resultados aún más increíbles, las impresoras modernas tienen entre 2100 y 4200 boquillas por cabezal de impresión.
Gracias por leer este artículo. Esperamos que le haya dado una comprensión clara de la fascinante tecnología detrás de las impresoras de inyección de tinta. ¡Hasta la próxima!
