ES2271348T3 - Metodo y aparato para curar por radiacion tinta usada en impresion por chorro de tinta. - Google Patents
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Abstract
Aparato de impresión de chorro de tinta para tinta curable por radiación que comprende: un soporte para soportar un substrato; un cabezal de impresión para dirigir tinta curable por radiación sobre el substrato; un dispositivo de curado para dirigir radiación por una ruta hacia tinta soportada en el substrato, en el que el cabezal de impresión se puede mover en relación con el dispositivo de curado; una cubierta y un mecanismo para mover selectivamente la cubierta dentro y fuera de la ruta como se pueda desear para detener el paso de radiación a tinta soportada en el substrato.
Description
Método y aparato para curar por radiación tinta
usada en impresión por chorro de tinta.
Esta invención se refiere a aparatos de
impresión de chorro de tinta y métodos para impresión por chorro de
tinta usando tinta que es curable en su exposición a radiación
actínica. Más en particular, la presente invención se refiere a
métodos y aparatos para curar tinta curable por radiación que se
haya aplicado a un substrato por una impresora de chorro de
tinta.
La impresión por chorro de tinta ha incrementado
su popularidad en estos últimos años debido a su relativamente alta
velocidad y excelente resolución de imagen. Por otra parte, el
aparato de impresión de chorro de tinta usado junto con un
ordenador proporciona gran flexibilidad en el diseño y el trazado de
la imagen final. La creciente popularidad de la impresión por
chorro de tinta y las eficacias en el uso han hecho de la impresión
por chorro de tinta una alternativa a un precio asequible a los
métodos de impresión conocidos previamente.
En general, hay tres tipos de impresoras de
chorro de tinta de uso extendido: la impresora de lecho plano, la
impresora por contacto y la impresora de tambor. En la impresora de
lecho plano, el medio o el substrato que soporta la imagen impresa
descansa sobre una plancha plana o lecho que se extiende
horizontalmente. Se monta un cabezal de impresión de chorro de
tinta en un carro móvil u otro tipo de mecanismo que permita que el
cabezal de impresión se mueva por dos rutas mutuamente
perpendiculares a través del lecho. El cabezal de impresión está
conectado a un ordenador que está programado para alimentar con
corriente a determinados inyectores del cabezal de impresión a
medida que el cabezal de impresión pasa a través del substrato,
usando opcionalmente tintas de diferentes colores. La tinta en el
substrato se cura después como sea necesario para proporcionar la
imagen final deseada.
En impresoras de chorro de tinta por contacto,
el substrato que soporta la imagen impresa se proporciona comúnmente
en forma de una banda o lámina alargada y avanza desde un rodillo
de suministro a un rodillo de enrollado. En una posición entre el
rodillo de suministro y el rodillo de enrollado, se monta un cabezal
de impresión en un carro que se puede mover para desplazar el
cabezal de impresión a través del substrato en una dirección
perpendicular a la dirección de avance del substrato. Las impresoras
de chorro de tinta por contacto conocidas incluyen impresoras
verticales, en las que el substrato se mueve en una dirección hacia
arriba pasado el cabezal de impresión, así como impresoras
horizontales, en las que el substrato se mueve en una dirección
horizontal pasado el cabezal de impresión.
Las impresoras de chorro de tinta de tambor
incluyen típicamente un tambor cilíndrico que se monta para
movimiento rotacional alrededor de un eje horizontal. Se coloca el
substrato por encima de la periferia del tambor y un cabezal de
impresión de chorro de tinta está operable para dirigir puntos o
gotas de tinta hacia el substrato en el tambor. En algunos casos,
el cabezal de impresión está estacionario y se extiende por
sustancialmente la longitud total del tambor en una dirección
horizontal. En otros casos, la longitud del cabezal de impresión es
algo más corta que la longitud del tambor y se monta en un carro
para su movimiento en una dirección horizontal a través del
substrato.
Las tintas que se usan comúnmente en las
impresoras de chorro de tinta incluyen: tintas a base de agua,
tintas a base de disolvente y tintas curables por radiación. Las
tintas a base de agua se usan con substratos porosos o substratos
que tienen un recubrimiento receptor especial para absorber el agua.
En general, las tintas a base de agua no son satisfactorias cuando
se usan para impresión en películas no porosas, no recubiertas.
Las tintas a base de disolvente usadas en
impresoras de chorro de tinta son adecuadas para impresión en
películas no porosas y resuelven el problema indicado anteriormente
en relación con tinta a base de agua. Desafortunadamente, muchas
tintas a base de disolvente contienen aproximadamente 90 por ciento
de disolventes orgánicos en peso. A medida que se secan las tintas
a base de disolvente, el disolvente se evapora y puede presentar un
peligro medioambiental. Aunque los sistemas medioambientales pueden
estar disponibles para reducir la emisión de disolventes a la
atmósfera, dichos sistemas se consideran en general caros,
especialmente para el propietario de una pequeña tienda de
impresoras.
Además, las impresoras de chorro de tinta que
usan bien tintas a base de disolvente o tintas a base de agua deben
secar cantidades relativamente grandes de disolvente o agua antes de
que el procedimiento se considere terminado y el producto impreso
resultante se pueda manipular convenientemente. La etapa de secado
de los disolventes o el agua por evaporación exige relativamente
mucho tiempo y puede ser una etapa limitante de la velocidad para
el procedimiento de impresión total.
En vista de los problemas indicados
anteriormente, las tintas curables por radiación se han llegado a
considerar extensamente en estos últimos años como la tinta de
elección para impresión en una amplia variedad de substratos no
porosos, no recubiertos. El uso de curado por radiación permite que
la tinta se seque rápidamente (considerado comúnmente como secado
"instantáneo") sin la necesidad de expulsar grandes cantidades
de agua o disolvente. Como resultado, se pueden usar tintas
curables por radiación en impresoras de chorro de tinta de alta
velocidad que puedan conseguir velocidades de producción de más de
1.000 pie^{2}/h (93 m^{2}/h.)
Las impresoras de chorro de tinta que son
capaces de imprimir en substratos relativamente grandes se
consideran caras. De acuerdo con esto, se desea usar la misma
impresora para impartir imágenes a una amplia variedad de
substratos usando una amplia variedad de composiciones de tinta si
es que es posible. Por otra parte, se prefiere que cada imagen
impresa por dichas impresoras sea de alta calidad en una base
consistente sin tener en cuenta el tipo de substrato y el tipo de
tinta usados, en vista del tiempo y el gasto de reimpresión de la
imagen en los casos en que la calidad de la imagen sea menor de la
deseada.
Hay una amplia variedad de dispositivos de
curado disponibles para endurecer tinta curable por radiación
después de que la tinta se haya aplicado al substrato. Por ejemplo,
con frecuencia se usan lámparas ultravioleta ("UV") para curar
tintas que sean curables en su exposición a radiación ultravioleta.
Sin embargo, muchas lámparas que emiten radiación ultravioleta
también emiten cantidades significativas de calor durante la
operación.
Desafortunadamente, la presencia de calor en
exceso puede afectar perjudicialmente a algunos substratos usados
en impresión por chorro de tinta. Por ejemplo, determinados
substratos que son relativamente delgados, tales como películas de
vinilo fundidas plastificadas, pueden empezar a ablandarse o
fundirse en presencia de calor a partir de un dispositivo de curado
por luz ultravioleta. Es posible modificar la lámpara de luz
ultravioleta, por ejemplo añadiendo un filtro de infrarrojos, para
reducir la cantidad de calor que alcanza el substrato, aunque
dichas modificaciones se añaden al gasto de inversión y pueden
afectar perjudicialmente al diseño compacto de las lámparas de
ultravioleta típicas usadas en dispositivos de chorro de tinta.
Por otra parte, se han hecho muchos intentos en
el pasado para transformar impresoras de chorro de tinta
convencionales tales como impresoras de chorro de tinta usando
tinta a base de disolvente para impresoras de chorro de tinta que
usan tinta curable por radiación. El coste de tal transformación no
es económico pero es típicamente considerablemente menor que el
coste de comprar una nueva impresora que esté fabricada
específicamente para el uso con tintas curables por radiación. La
transformación se lleva a cabo con frecuencia montando una fuente de
radiación dentro de la caja de la impresora.
Sin embargo, el espacio que está disponible
dentro de las cajas de las impresoras existentes está normalmente
limitado. Por consiguiente, la fuente de radiación se monta con
frecuencia por necesidad cerca de la posición del substrato durante
una operación de curado. El estrecho espaciamiento resultante entre
la fuente de radiación y el substrato es con frecuencia demasiado
pequeño para permitir el uso de determinados tipos de substratos
(tales como los substratos mencionados anteriormente) que de otro
modo podrían empezar a ablandarse en presencia de calor de la
fuente de radiación.
En vista de lo anterior, hay una necesidad en la
técnica de nuevos métodos y aparatos para curar tinta curable por
radiación usada en un procedimiento de impresión por chorro de
tinta. Preferiblemente, dicho método y aparato se podían usar para
modernizar las impresoras de chorro de tinta convencionales así como
construir nuevas impresoras y se podían usar junto con una amplia
variedad de substratos y tintas.
La presente invención se refiere a un aparato de
impresión de chorro de tinta y a métodos para impresión por chorro
de tinta que emplean una cubierta junto con un mecanismo para el
movimiento selectivo de la cubierta. La cubierta se puede mover en
y fuera de una ruta de radiación que se extiende desde un
dispositivo de curado (tal como una lámpara) al substrato. La
cubierta permite que la cantidad de radiación que alcanza el
substrato se controle exactamente a fin de que se reduzca la
probabilidad de sobrecalentamiento del substrato.
En más detalle, la presente invención se dirige
en un aspecto hacia aparatos de impresión de chorro de tinta para
tinta curable por radiación. El aparato incluye un soporte para
soportar un substrato y un cabezal de impresión para dirigir tinta
curable por radiación sobre el substrato. El aparato también incluye
un dispositivo de curado para dirigir la radiación por una ruta
hacia tinta soportada en el substrato y el cabezal de impresión se
puede mover en relación con el dispositivo de curado. El aparato
además incluye una cubierta y un mecanismo para mover
selectivamente la cubierta en y fuera de la ruta como se pueda
desear para detener el paso de radiación a tinta soportada en el
substrato.
La presente invención se dirige en otro aspecto
a un método de impresión por chorro de tinta. El método incluye el
acto de aplicar una cantidad de tinta a un substrato usando un
cabezal de impresión y el acto de dirigir radiación actínica desde
un dispositivo de curado por una ruta hacia la tinta en el
substrato, en el que el cabezal de impresión es móvil en relación
con el dispositivo de curado. El método además incluye el acto de
mover selectivamente una cubierta en y fuera de la ruta como se
pueda desear para detener el paso de radiación actínica a la tinta
en el substrato.
En una realización de la invención, la cubierta
comprende una caja cilíndrica, rotativa, con una abertura alargada
para el paso selectivo de radiación. En otra realización de la
invención, la cubierta comprende un obturador alternativo que se
puede mover entre una posición abierta y una cerrada para el control
del paso de radiación actínica. Preferiblemente, el movimiento de
la cubierta se controla de acuerdo con una velocidad operacional de
la impresora, tal como la velocidad de movimiento del substrato
pasado el dispositivo de curado.
Se definen aspectos adicionales de la invención
en las características de las reivindicaciones.
La Fig. 1 es una vista esquemática en
perspectiva de un aparato de impresión de chorro de tinta de acuerdo
con una realización de la invención;
la Fig. 2 es una vista de costado esquemática
del aparato de impresión mostrado en la Fig. 1;
la Fig. 3 es una vista algo similar a la Fig. 2
excepto de acuerdo con otra realización de la invención;
la Fig. 4 es una vista algo similar a las Figs.
2 y 3 excepto de acuerdo con aún otra realización de la
invención;
la Fig. 5 es una vista alzada lateral
esquemática de parte de un aparato de impresión de chorro de tinta
de acuerdo con otra realización de la invención, en la que los
obturadores del aparato se representan en una posición cerrada;
la Fig. 6 es una vista en perspectiva frontal y
lateral esquemática del aparato mostrado en la Fig. 5;
la Fig. 7 es una vista algo similar a la Fig. 5
excepto que muestra los obturadores en una posición abierta y
la Fig. 8 es una vista algo similar a la Fig. 6
excepto que los obturadores se muestran en una posición abierta
como se representa en la Fig. 7.
Los siguientes ejemplos describen diversos tipos
de aparatos de impresión de chorro de tinta y métodos de impresión
de acuerdo con la presente invención. Los dibujos adjuntos son
ilustraciones esquemáticas seleccionadas para resaltar determinados
aspectos de la invención. En la práctica, los conceptos descritos a
continuación se pueden adaptar para su uso con una variedad de
impresoras de chorro de tinta, incluyendo muchas impresoras de
chorro de tinta comercialmente disponibles.
Los ejemplos de impresoras de chorro de tinta de
tipo tambor de rotación adecuadas incluyen impresoras de marca
"PressJet" de Scitex (Rishon Le Zion, Israel) y Sistema de
Comprobación del Color Digital Avanzado "DryJet" de Dantex
Graphics Ltd. (West Yorkshire, Reino Unido). Los ejemplos de
impresoras de chorro de tinta de tipo lecho plano incluyen
impresoras de marca "PressVu" de VUTEk Inc (Meredith, New
Hampshire) e impresoras de marca "SIAS" de Sias print Group
(Novara, Italia). Los ejemplos de impresoras de chorro de tinta por
contacto incluyen impresoras de la marca "Arizona" de Raster
Graphics, Inc. de Gretag Imaging Group (San Jose, California) e
impresoras de la marca "Ultra Vu" de VUTEk Inc.
Las Figs. 1 y 2 ilustran determinados
componentes de un aparato 10 de impresión de chorro de tinta de
acuerdo con una realización de la invención. El aparato 10
representado en la Fig. 1 es una impresora de chorro de tinta de
lecho plano e incluye un cabezal de impresión 11. El cabezal de
impresión 11 puede incluir un banco de cabezales de impresión
piezoeléctrica. El número de cabezales de impresión proporcionado se
selecciona por consideración de diversos factores, incluyendo el
número total de colores usados en la impresora, el tipo de cabezal
de impresión usado y la productividad deseada de la impresora. No se
muestra una caja de la impresora. La impresora presenta un sistema
de transporte (tampoco mostrado) para mover un substrato 12 en una
dirección generalmente horizontal como se indica por la flecha en
la Fig. 1.
El substrato 12 se puede mover a través de un
soporte 14 que se extiende horizontalmente, que se muestra en la
Fig. 2. El soporte 14 soporta el substrato 12 durante una operación
de curado. Opcionalmente, el soporte 14 o una extensión del soporte
14 soporta el substrato 12 durante el tiempo en que el cabezal de
impresión está dirigiendo tinta al substrato 12.
El aparato 10 también incluye un dispositivo 16
de curado para dirigir radiación actínica por una ruta hacia la
tinta que se ha soportado en el substrato 12. El dispositivo 16 de
curado incluye una o más fuentes de radiación ultravioleta y/o
visible. Los ejemplos de fuentes de radiación adecuadas incluyen:
lámparas de mercurio, lámparas de xenón, lámparas de arco de
carbono, lámparas de filamento de tungsteno, láseres y similares.
Opcionalmente, la fuente preferida de radiación ultravioleta es una
lámpara de mercurio de presión media equipada con una bombilla tal
como: una bombilla "H", una bombilla "D" o una bombilla
"V". Preferiblemente, las lámparas seleccionadas tienen una
salida espectral que se ajusta al espectro de absorción de la
tinta.
Las lámparas se conectan a un controlador 18
para activación sincronizada como se pueda desear. Opcionalmente,
el cabezal de impresión 11 se puede mover hacia y lejos del
dispositivo 16 de curado para variar el tiempo de permanencia de la
tinta (es decir, el intervalo de tiempo entre el tiempo que se
soporta la tinta en el substrato 12 y el tiempo que la tinta en el
substrato 12 soporta radiación actínica.
El aparato 10 también incluye una cubierta 20
que se extiende en la ruta entre el dispositivo 16 de curado y la
tinta que se ha soportado en el substrato 12. En esta realización,
la cubierta 20 comprende una caja que rodea a las lámparas 17. La
caja en la realización ilustrada presenta una conformación
generalmente cilíndrica junto con una rendija o abertura 22
alargada. Preferiblemente, la longitud de la abertura es
aproximadamente igual a la longitud de la caja y es paralela al eje
central de la caja.
La cubierta 20 puede incluir opcionalmente una
superficie altamente reflectiva, interna. Como una opción adicional,
la cubierta puede tener una conformación distinta de la cilíndrica.
Por ejemplo, la cubierta puede tener una conformación parabólica o
una conformación elíptica en vista transversal. Además, se puede
colocar una lente a través de la abertura (tal como la abertura
22).
Preferiblemente, las lámparas 17 se extienden a
través de una extensión sustancial de la anchura del soporte 14 a
fin de que la radiación se pueda dirigir en una ruta recta a la
tinta en el substrato 12 a través de la extensión sustancial de la
anchura del substrato 12. Con este propósito, el dispositivo 16 de
curado puede comprender una fila de lámparas tubulares que se
colocan en disposición punta con punta. Como otra alternativa, el
dispositivo de curado puede comprender una única lámpara de
ultravioleta que se monta en un carro y puede estar transversal por
la anchura del substrato 12 independientemente del cabezal de
impresión 11.
La cubierta 20 está conectada a un mecanismo 24
para movimiento selectivo. En esta realización, el mecanismo 24
comprende un motor 26 eléctrico de velocidad variable que está
conectado por un eje 28 a la cubierta 20. El motor 26 está
conectado eléctricamente al controlador 28. La alimentación con
corriente del motor 26 causa que la cubierta 20 rote alrededor de
su eje central. Preferiblemente, el eje rotacional de la cubierta 20
es paralelo al plano del substrato 12 subyacente cuando el
substrato 12 se soporta en el soporte 14. Por otra parte, el eje
rotacional de la cubierta 20 es preferiblemente perpendicular a la
dirección de avance del substrato 12.
El controlador 18 es operable para variar la
velocidad del motor 26 para rotación de la cubierta 20 como se
desee. En esta realización, la velocidad del substrato se determina
por el modo de impresión seleccionado. De acuerdo con esto, para
cualquier modo de impresión dado, se determina la velocidad del
sistema de transporte y por lo tanto la velocidad del substrato 12
y se da la velocidad rotacional de la cubierta 20 de acuerdo con la
velocidad del substrato para incrementar o reducir el tiempo de
curado (es decir, la extensión de tiempo que la tinta soporta
radiación del dispositivo 16 de curado).
Opcionalmente, la anchura de la abertura 22 (es
decir, en direcciones por un arco alrededor del eje rotacional de
la cubierta 20) también se puede variar a fin de que la cantidad de
radiación dirigida hacia el substrato 12b se pueda cambiar como se
desee. La anchura de la abertura 22 se puede ajustar manualmente por
la provisión de una o más tapas o placas corredizas o se puede
ajustar automáticamente por medio de un sistema de accionamiento
que mueva una o más tapas o placas. El sistema de accionamiento, si
se proporciona, se conecta preferiblemente eléctricamente al
controlador 18.
La provisión de la cubierta 20 es una ventaja en
los casos en que el espacio disponible para la colocación de un
dispositivo de curado sea relativamente pequeño. Por ejemplo, en el
intento por modernizar un dispositivo de curado de una fuente de
radiación en una impresora comercialmente disponible, existente, el
instalador puede encontrar que la caja de la impresora incluye sólo
una cantidad limitada de espacio disponible. En ese caso, la
cubierta 20 puede actuar para reducir la intensidad de la radiación
que alcanza al substrato 12 a fin de que el último no se
sobrecaliente. Dicha característica es particularmente ventajosa en
los casos en que la fuente de radiación no se pueda encender y
apagar inmediatamente de una manera satisfactoria.
La cubierta 20 junto con el controlador 18 y el
motor 26 también es ventajoso en los procedimientos en que se desea
que la intensidad de la radiación que alcanza a la tinta sea la
misma sin tener en cuenta la velocidad del sistema de transporte.
Por ejemplo, si el aparato 10 está funcionando a una productividad
relativamente alta y el sistema de transporte mueve el substrato 12
a una velocidad relativamente alta, el controlador 18 ajusta la
velocidad del motor 26 para que funcione también a una velocidad
relativamente alta. En otros casos cuando el sistema de transporte
hace avanzar al substrato 12 a una velocidad relativamente lenta, la
velocidad del motor 26 se reduce. De esta manera, la intensidad de
la radiación que alcanza la tinta en el substrato 12 puede ser la
misma sin tener en cuenta si el sistema de transporte está haciendo
avanzar al substrato 12 a una velocidad relativamente alta o a una
velocidad relativamente baja. Opcionalmente, se pueden proporcionar
codificadores u otros tipos de sensores para permitir que el aparato
10 determine la posición de la cubierta 20 o la posición del
substrato 12 en cualquier momento.
El aparato 10 también puede incluir
opcionalmente un ordenador conectado al controlador 18. El ordenador
está programado para determinar tiempos de permanencia preferidos
para la tinta o el intervalo de tiempo entre el tiempo que se
soporta la tinta en el substrato 12 y el tiempo en que la tinta
soporta radiación del dispositivo 16 de curado. El tiempo de
permanencia se da después por instrucciones proporcionadas por el
ordenador. Se describen detalles adicionales de este aspecto en la
solicitud de patente de EE.UU. en tramitación con la presente del
solicitante titulada "METHOD AND APPARATUS POR INKJET PRINTING
USING UV RADIATION CURABLE INK", Nº de Serie 10/000282,
presentada el 15 de noviembre de 2.001.
Además, el aparato 10 puede incluir métodos
automatizados para cambiar las imágenes del patrón de ensayo que se
hayan soportado en el substrato 12 para evaluar determinadas
características tales como la adhesión de una tinta particular a un
substrato particular. Después se seleccionan determinados parámetros
de impresión por un ordenador basado en la evaluación de las
imágenes del patrón de ensayo cambiadas. Se describen detalles
adicionales de este aspecto en la solicitud de patente de EE.UU. en
tramitación del solicitante titulada "METHOD AND APPARATUS POR
SELECTION OF INKJET PRINTING PARAMETERS", Nº de Serie 10/001144,
presentada el 15 de Noviembre de 2001.
También es posible una serie de otras opciones.
Por ejemplo, si el soporte comprende un tambor, el tambor se puede
mover por un accionamiento de velocidad variable que esté conectado
al controlador 18.
Un aparato 10a de impresión de chorro de tinta
de acuerdo con otra realización de la invención se ilustra en la
Fig. 3. El aparato 10a es esencialmente idéntico al aparato 10
descrito anteriormente excepto las diferencias que se indican a
continuación.
El aparato 10a incluye un reflector 32a
parabólico que se monta adyacente a las lámparas de un dispositivo
16a de curado. Una cubierta 20a, similar a la cubierta 20, se puede
rotar alrededor del reflector 32a. El reflector 32a rota con la
cubierta 20a de tal manera que se proporciona radiación enfocada
sobre el substrato 12a a través de la anchura de la abertura 22a en
la cubierta 20a. Esta configuración da como resultado radiación
consistentemente enfocada a través de la sección total del substrato
12a expuesta a radiación con cada rotación de la cubierta
20a.
20a.
El reflector 32a también funciona para limitar
la cantidad de radiación que se emite en una dirección lateral.
Como resultado, la radiación no pasa por la abertura 22a a menos que
la abertura 22a esté en una determinada posición rotativa
subyacente para permitir que la radiación pase directamente por
debajo de la cubierta 20a a la tinta en el substrato 12a
debajo.
Un aparato 10b de acuerdo con otra realización
de la invención se ilustra en la Fig. 4. El aparato 10b es
esencialmente el mismo que el aparato 10a excepto las diferencias
como se indica a continuación.
El aparato 10b incluye una barrera 34b alargada,
estacionaria, que se extiende por la longitud de una cubierta 20b.
La barrera 34b incluye una abertura 36b rectangular, alargada. La
barrera 34b sirve como una cubierta para bloquear el paso de
radiación actínica a tinta en el substrato 12b hasta ese momento en
que una abertura 22b de la cubierta 20b esté directamente por
encima. De esta manera, la radiación que pasa por la abertura 22b
no pasa a la tinta en el substrato a menos que la abertura 22b esté
alineada con la abertura 36b.
Opcionalmente, la barrera 34b incluye una o más
placas o tapas corredizas adyacentes a la abertura 36b. Las placas
o tapas corredizas actúan de manera que se ajuste la anchura de la
abertura 36b como se pueda desear. Las placas o tapas se pueden
ajustar manualmente o por medio de un sistema de accionamiento que
se conecte a un controlador (tal como un controlador similar al
controlador 18).
Un aparato 10c de impresión de chorro de tinta
de acuerdo con otra realización se ilustra esquemáticamente en las
Figs. 5-8. Aunque no se muestra en los dibujos, el
aparato 10c incluye un soporte para soportar un substrato así como
un cabezal de impresión para dirigir tinta curable por radiación
sobre el substrato cuando el substrato se soporte en el
soporte.
El aparato 10c también incluye un dispositivo
16c de curado con una o más fuentes de radiación, tal como una
serie de lámparas 17c alargadas. Las lámparas 17c pueden ser
similares a las lámparas 17 mencionadas anteriormente.
Preferiblemente, las lámparas 17c se extienden a través de la
anchura completa del substrato durante una operación de curado a
fin de que la tinta soportada en el substrato se cure
eficazmente.
El aparato 10c también incluye una cubierta 20c
que comprende un par de obturadores 21c. Los obturadores 21c son
opacos o al menos parcialmente opacos al paso de radiación emitida
por las lámparas 17c. Cada uno de los obturadores 21c está
conectado a un vástago 23c que está conectado pivotalmente a un
armazón u otro miembro estructural del aparato 10c.
El aparato 10c también incluye un mecanismo 24c
para mover selectivamente los obturadores 21c entre una posición
abierta y una posición cerrada. En esta realización, el mecanismo
24c comprende dos cables 38c que están conectados a un lado de un
respectivo obturador 21c. Los cables 38c se extienden alrededor de
una polea 40c y están conectados a un émbolo de un solenoide 42c. A
su vez, el solenoide 42c está conectado eléctricamente a un
controlador 18c.
Cada uno de los obturadores 21c también está
conectado a un extremo de uno o más muelles 44c (mostrado sólo en
la Fig. 5). Un extremo opuesto de los muelles 44c está conectado a
un miembro del armazón u otro miembro estructural del aparato 10c.
Los muelles 44c tienen una configuración helicoidal y actúan
sesgando los obturadores 21c a la posición normalmente cerrada,
como se muestra en las Figs. 5 y 6.
Cuando se alimenta con corriente el solenoide
42c, el émbolo tira de los cables 38c contra el sesgo de los
muelles 44c. Los obturadores 21c giran después a la posición abierta
que se muestra en las Figs. 7 y 8. Tan pronto como se deja de
alimentar con corriente al solenoide 42c, sin embargo, los
obturadores 21c se contraen a la posición cerrada mostrada en las
Figs. 5 y 6 debido a la fuerza de tensión ejercida por los muelles
44c.
El controlador 18c es operable para variar la
cantidad de tiempo que los obturadores 21c están retenidos en una
posición abierta. Por consiguiente, se puede controlar la cantidad
total de radiación que alcanza el substrato. Por ejemplo, la
cantidad de radiación se puede reducir en los casos en que la tinta
cura relativamente rápido y/o en los casos en que el substrato
podría de otro modo sobrecalentarse. La extensión de tiempo que los
obturadores 21c están abiertos también se puede reducir en los
casos en que la velocidad del substrato que pasa por debajo del
dispositivo 16 de curado es relativamente rápida.
También son posibles otros tipos de obturadores.
Por ejemplo, los obturadores pueden ser abatibles y deslizarse de
acá para allá en y fuera de la ruta de radiación, en vez de moverse
en el movimiento pivotante descrito anteriormente. Como otra
alternativa, los obturadores pueden doblarse hacia atrás en capas
múltiples fuera de la ruta de radiación y después desdoblarse para
bloquear la radiación.
También son posibles otros tipos de mecanismos.
Por ejemplo, el mecanismo podía comprender uniones rígidas
conectadas a los obturadores y móviles en la activación de un
activador hidráulico, pneumático o eléctrico.
Una impresora de chorro de tinta que usa tinta
curable por radiación incluye un banco de lámparas de mercurio de
presión media tales como las lámparas ultravioleta de marca Fusion,
catálogo nº. HP-6, comercialmente disponibles de
Fusion Systems Inc., Gaithersburg, MD. Cada lámpara proporciona 475
vatios por pulgada (187 vatios por cm.) a energía del 100%.
El aparato en este ejemplo tiene un dispositivo
de curado, cubierta y mecanismo similar al aparato 10 descrito
anteriormente. A partir de las propiedades de la lámpara, se puede
obtener una relación entre la velocidad del substrato y la dosis de
radiación midiendo la dosis a varias velocidades. La relación para
la lámpara HP-6 de marca
Fusion es:
Fusion es:
dosis = 15.600/velocidad de la
banda,
donde la dosis se mide en
mJ/cm^{2} y la velocidad de la banda se mide en pies/minuto.
También se puede calcular la dosis por la siguiente
ecuación:
dosis =
intensidad \ x \
tiempo,
donde la intensidad de la lámpara
es 2,2
vatios/cm^{2}.
Combinar las dos ecuaciones anteriores permite
que se calcule la anchura óptima de la ventana para la lámpara
elegida. En este caso, ese valor es 1,4 pulgadas (3,56 cm).
La óptima velocidad rotacional de la cubierta se
puede calcular para cada modo de impresión de acuerdo con el
siguiente ejemplo:
Si la impresora está funcionando a una
productividad relativamente alta de 1.000 pie^{2}/h (93
m^{2}/h), entonces la velocidad de la banda es:
Vmax = 2,8 pie/min o 33,6 pulg/min
(85
cm/min).
También, a Vmax, tiempo de rotación = 1,4
pulg/33,6 = 0,042 minutos por revolución.
A partir de las dos últimas ecuaciones, la
velocidad rotacional es igual a 23,8 revoluciones por minuto.
Por contraste, si la impresora está funcionando
a un ajuste de la productividad relativamente bajo de 260
pie^{2}/h (24 m^{2}/h), entonces la velocidad del substrato
es:
Vmin = 0,78 pie/min o 9,4 pulg/min
(24
cm/min).
A Vmin, tiempo de rotación = 1,4 pulg/9,4 = 0,15
min/revolución.
Por consiguiente, la velocidad rotacional es
igual a 6,7 revoluciones/min.
Las realizaciones y los ejemplos señalados
anteriormente son ilustrativos de la invención. Sin embargo, los
expertos en la materia reconocerán que los conceptos descritos
anteriormente se pueden modificar y/o usar con otros tipos de
impresora sin apartarse de la esencia de la invención. Por ejemplo,
el soporte puede ser un tambor cilíndrico o una placa de pie en vez
de un lecho plano. Adicionalmente, el dispositivo de curado puede
estar situado en un área lejana del cabezal de impresión, tal como
por la ruta de viaje del substrato después de que se haya liberado
de un tambor cilíndrico posterior para soportar tinta de un cabezal
de impresión.
También es posible una serie de alternativas
distintas. De acuerdo con esto, la invención no se debería estimar
limitada a las realizaciones específicas descritas en detalle y
mostradas en los dibujos, sino en su lugar sólo por un alcance
justo de las reivindicaciones.
Claims (12)
1. Aparato de impresión de chorro de
tinta para tinta curable por radiación que comprende: un soporte
para soportar un substrato; un cabezal de impresión para dirigir
tinta curable por radiación sobre el substrato; un dispositivo de
curado para dirigir radiación por una ruta hacia tinta soportada en
el substrato, en el que el cabezal de impresión se puede mover en
relación con el dispositivo de curado; una cubierta y un mecanismo
para mover selectivamente la cubierta dentro y fuera de la ruta como
se pueda desear para detener el paso de radiación a tinta soportada
en el substrato.
2. Aparato de impresión de chorro de
tinta de acuerdo con la reivindicación 1, en el que el dispositivo
de curado incluye una fuente de radiación, en el que la cubierta
comprende una caja que rodea la fuente de radiación, en el que la
caja tiene al menos una abertura y en el que el mecanismo mueve la
caja para desplazar la abertura y limitar la cantidad de radiación
ultravioleta que pasa por la abertura.
3. Aparato de impresión de chorro de
tinta de acuerdo con la reivindicación 2, en el que el mecanismo
rota la caja alrededor de la fuente de radiación.
4. Aparato de impresión de chorro de
tinta de acuerdo con la reivindicación 3, en el que el soporte
comprende un tambor que se puede hacer rotar alrededor de un eje de
referencia y en el que la caja rota alrededor de un eje que es
generalmente paralelo al eje de referencia.
5. Aparato de impresión de chorro de
tinta de acuerdo con la reivindicación 3, en el que el soporte se
extiende en un determinado plano de referencia y en el que la caja
rota alrededor de un eje que es generalmente paralelo al plano de
referencia.
6. Aparato de impresión de chorro de
tinta de acuerdo con la reivindicación 5, en el que el aparato
incluye un sistema de transporte para hacer avanzar el substrato por
una ruta en una dirección determinada y en el que la caja rota
alrededor de un eje que generalmente es perpendicular a la dirección
determinada.
7. Aparato de impresión de chorro de
tinta de acuerdo con la reivindicación 3, en el que el aparato
incluye un controlador, en el que el mecanismo está conectado al
controlador y en el que el controlador es operable para variar la
velocidad de rotación de la caja.
8. Aparato de impresión de chorro de
tinta de acuerdo con la reivindicación 3, en el que el aparato
incluye un sistema de transporte para mover el substrato en relación
con el cabezal de impresión y en el que la velocidad rotacional de
la caja se varía de acuerdo con la velocidad de movimiento del
substrato.
9. Aparato de impresión de chorro de
tinta de acuerdo con la reivindicación 1, en el que la cubierta
incluye al menos un obturador que se puede mover entre una posición
abierta y una cerrada para detener selectivamente la cantidad de
radiación que alcanza al substrato.
10. Aparato de impresión de chorro de
tinta de acuerdo con la reivindicación 9, en el que el aparato
además incluye un solenoide para mover cada obturador y un
controlador conectado al solenoide.
11. Aparato de impresión de chorro de
tinta de acuerdo con la reivindicación 1, en el que el soporte
comprende un lecho con una configuración generalmente plana, en el
que el aparato incluye además un sistema de transporte para mover
el substrato en relación con el lecho, en el que el aparato incluye
además un controlador, en el que el sistema de transporte y el
mecanismo están conectados al controlador y en el que el controlador
varía la velocidad de movimiento de la cubierta de acuerdo con la
velocidad de movimiento del substrato.
12. Aparato de impresión de chorro de
tinta de acuerdo con la reivindicación 1, en el que el aparato
incluye un controlador y en el que el controlador incluye una
memoria que retiene una o más características de determinados
substratos, una o más características de determinadas tintas y/o
tiempos de permanencia preferidos cuando se usan determinadas
combinaciones de tinta y substratos.
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