ES2272645T3 - Impresora termica directa. - Google Patents
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Abstract
Una impresora térmica directa (100), que comprende: un primer cabezal de impresión (150) posicionado cerca de la primera platina (170); y un segundo cabezal de impresión (160) posicionado cerca de la segunda platina (180); en la que el primer cabezal de impresión (150) está posicionado en frente de la segunda platina (180) y el segundo cabezal de impresión (160) está posicionado en frente de la primera platina (170), comprendiendo además: un primer montaje de cabezal de impresión (110) que comprende un primer brazo (130) acoplado al primer cabezal de impresión (150); y un segundo montaje de cabezal de impresión (120) que comprende un segundo brazo (140) acoplado al segundo cabezal de impresión (150); caracterizado porque el primer o el segundo brazo (130, 140) está articulado a un eje de brazo (210) para permitir que pivote alejándose del otro brazo para alimentar un elemento de imagen térmica directa (10) y porque la primera platina está acoplada al primer brazo y la segunda platina está acoplada al segundo brazo.
Description
Impresora térmica directa.
La invención se refiere a impresoras térmicas
directas, en particular a impresoras térmicas directas para
imágenes a doble cara.
Las impresoras térmicas directas se utilizan en
muchas aplicaciones para proporcionar información a un usuario. A
menudo la información se presenta en una única cara de un recibo de
papel. Es deseable poder proporcionar información variable en las
dos caras del recibo con el fin de ahorrar en material y ofrecer
flexibilidad al proporcionar la información. La documentación
representativa en el área de la impresión térmica a doble cara
incluye las siguientes patentes:
La patente de EE.UU. 5.101.222, concedida a
Kunio Hakkaku el 31 de marzo de 1992, describe un material de
grabación térmica consistente en una capa de pigmento magenta, una
capa de pigmento amarillo, una capa de pigmento cian y una película
de poliéster (PET). El material de grabación térmica puede ser
procesado por calor mediante dos cabezales de grabación
enfrentados.
La patente de EE.UU. 4.956.251, concedida a
Washizu y col. el 11 de septiembre de 1990, describe un aparato que
puede equiparse con un doble cabezal térmico, que permite la
grabación por calor simultáneamente en las dos caras. Esta patente
también describe la solicitud de patente japonesa (OPI) 208298/82, y
describe la patente japonesa sobre la impresión en las dos caras de
un soporte opaco.
El documento
EP-A-0947340 describe una impresora
térmica a doble cara que se configura de forma que el cabezal de
impresión térmica se posiciona en el lado opuesto de una platina
cilíndrica, como se indica en la parte caracterizadora de la
reivindicación independiente de este documento.
Sin embargo, estos antecedentes no describen una
impresora térmica directa para imágenes a doble cara construida de
forma compacta, como se describe en la presente invención.
Según la presente invención, se presenta una
impresora térmica directa que comprende: un primer cabezal de
impresión posicionado cerca de una primera platina; y un segundo
cabezal de impresión posicionado cerca de una segunda platina; en
el que el primer cabezal de impresión está posicionado en frente de
la segunda platina y el segundo cabezal de impresión está
posicionado en frente de la primera platina, comprendiendo además:
un primer montaje de cabezal de impresión que comprende un primer
brazo acoplado al primer cabezal de impresión; y un segundo montaje
de cabezal de impresión que comprende un segundo brazo acoplado al
segundo cabezal de impresión; caracterizado
porque el primero o el segundo brazo (130, 140)
está articulado a un eje (210) para permitir que pivote alejándose
del otro brazo para alimentar un elemento de imagen térmica directa
(10) y porque la primera platina está acoplada al primer brazo y la
segunda platina está acoplada al segundo brazo.
En el presente documento se describe una
realización de la presente invención, a modo de ejemplo, referente
a los dibujos adjuntos, en los cuales:
Fig. 1 ilustra una vista esquemática de una
sección transversal de un ejemplo de elemento de imagen.
Fig. 2 ilustra una vista esquemática superior
de un ejemplo de impresora térmica directa para imágenes a doble
cara con un montaje de accionamiento representado en línea
discontinua.
Fig. 3 ilustra una vista esquemática de una
sección transversal a lo largo de las líneas 2-2 de
la Fig.2 del ejemplo de impresora térmica directa para imágenes a
doble cara.
Fig. 4 ilustra una vista esquemática de una
sección transversal a lo largo de las líneas 3-3 de
la Fig.2 del ejemplo de impresora térmica directa para imágenes a
doble cara.
Fig.5 ilustra una vista esquemática superior
del ejemplo de impresora térmica directa para imágenes a doble cara
con un segundo brazo 140 en una posición girada con respecto a un
primer brazo 130.
Como se muestra en la Fig.1, una realización de
un elemento de imagen 10 de la presente invención puede incluir un
sustrato 20 que tiene una primera superficie 30 y una segunda
superficie 50, un primer imprimador 40, un segundo imprimador 60, un
primer revestimiento 80, un segundo revestimiento 100, una primera
capa superior 120, y una segunda capa superior 140. El primer
imprimador 40 se aplica preferentemente a la primera superficie 30 y
el segundo imprimador 60 se aplica a la segunda superficie 50,
utilizando cualquier medio adecuado como inundado y nivelado, y
posterior secado. Generalmente, inundando con una mezcla acuosa de
revestimiento y eliminando el exceso se consigue aplicar los
imprimadores. El primer y segundo revestimientos 80 y 100 se pueden
aplicar, respectivamente, al primer y segundo imprimadores 40 y 60
utilizando cualquier medio adecuado como inundado y nivelado, y
posterior secado. Opcionalmente, la primera y la segunda capas
superiores 120 y 140 pueden aplicarse, respectivamente, al primer y
segundo revestimientos 80 y 100 usando cualquier medio adecuado como
inundado y nivelado. En otra realización deseable, un elemento de
imagen puede omitir el primer y el segundo imprimadores 40 y 60 y
las capas exteriores 120 y 140, e incluir solamente el primer y el
segundo revestimientos aplicados directamente a la primera y
segunda superficies respectivas de un sustrato. Los revestimientos
pueden ser aplicados usando cualquier medio adecuado, como inundado
y nivelado, y posterior secado. De forma alternativa, se puede usar
el procedimiento de rociado o mojado, en lugar de inundado y
nivelado, con respecto a la aplicación de los imprimadores,
revestimientos y capas superiores. El elemento de imagen 10 puede
tener un peso base de aproximadamente 5,9 kg (13 libras) -
aproximadamente 82 kg (180 libras) por cada resma (500 hojas de
papel de 43 cm (17'') por 56 cm (22'')), preferentemente
aproximadamente 5,9 kg (13 libras) - aproximadamente 45 kg (100
libras) por resma estándar, y más preferentemente de aproximadamente
5,9 kg (13 libras) - aproximadamente 9,5 kg (211 libras) por resma
estándar. De forma alternativa, se puede usar un elemento de imagen
10 que tiene un peso base de menos de 5,9 kg (13 libras). Además, el
elemento de imagen 10 puede ser fabricado con cualquier proceso o
aparato adecuado, como una máquina convencional de revestimiento de
papel. Deseablemente, el elemento de imagen 10 tiene un grosor menor
que el de dos hojas térmicas convencionales imprimibles a una sola
cara apiladas una sobre otra.
El sustrato incluye preferentemente un material
celulósico, aunque se pueden usar otros materiales como polímeros,
en particular polipropileno o polietileno, que pueden estar en forma
de película. Tal y como se usa en este documento, el término
"material celulósico" se refiere a una red no tejida que
incluye fibras celulósicas (por ejemplo pulpa) que tiene una
estructura de fibras individuales que están entrelazadas, pero no de
una forma repetitiva identificable. En el pasado, tales redes han
sido formadas por una variedad de procesos de fabricación de no
tejido conocidos por los expertos en la materia como, por ejemplo,
los procesos de formado por aire, de formado húmedo y/o de
fabricación de papel. El material celulósico está formado por un
polímero de carbohidratos obtenido a partir de materias primas como
fibras de semilla, fibras de lana, fibras de estopa, fibras de hoja
y fibras de fruta.
El primer y el segundo imprimadores 40 y 60
pueden ser de cualquier material adecuado que facilite la adherencia
del primer y segundo revestimientos a, respectivamente, la primera
y la segunda superficies 30 y 50 del sustrato 20. Uno de los
materiales preferibles es una mezcla acuosa que incluye
principalmente materiales arcillosos. La mezcla acuosa se puede
extender sobre el sustrato 20 y después secarse. Deseablemente, los
imprimadores 40 y 60 se pueden usar para amortiguar la acción del
residuo activo del sustrato 20 sobre los revestimientos activos 80
y 100.
El primer y segundo revestimientos 80 y 100
pueden incluir al menos un material de imagen o algún medio para
formar una imagen. El medio para formar una imagen puede ser un
material de imagen. Un material de imagen puede consistir en al
menos un tinte y/o pigmento, y opcionalmente, puede incluir agentes
activadores. Un ejemplo de tinte es un tinte de lueco. Los
revestimientos 80 y 100 pueden incluir además por lo menos un
compuesto químico correactante, como un revelador de color, y por
lo menos un compuesto químico sensibilizador aplicado mientras está
suspendido en una mezcla arcillosa en forma acuosa antes de ser
secado hasta su solidificación. La patente de EE.UU. 5.883.043
concedida el 16 de marzo de 1999 describe tintes de lueco,
compuestos químicos correactantes y sensibilizadores adecuados.
Para evitar que las imágenes aparezcan borrosas, el primer
revestimiento 80 puede tener un tinte y/o compuesto químico
correactante activado a una temperatura diferente que el tinte y/o
compuesto químico correactante presente en el segundo revestimiento
100. De forma alternativa, el sustrato 20 puede tener suficiente
resistencia térmica para evitar que el calor aplicado a una capa
active el tinte y/o compuesto químico correactante del otro
revestimiento. Así, ambos revestimientos 80 y 100 pueden activarse
a la misma temperatura. En general, los revestimientos 80 y 100
tienen un grosor de menos de 2,54x10^{-5} m (0,001 pulgadas).
Las capas superiores 120 y 140 pueden incluir
cualquier componente adecuado que sirva para mejorar ciertas
propiedades de rendimiento del elemento 10. La composición de los
revestimientos puede variar ampliamente con el fin de mejorar
diferentes propiedades del elemento 10, y dichas composiciones son
conocidas por los expertos en la materia. De forma alternativa, una
de las capas superiores 120 y 140 puede ser una capa posterior
siempre que dicha capa posterior no interfiera con las propiedades
de imagen del elemento 10. La capa posterior puede aplicarse como
un aerosol de agua que incluya aditivos estáticos o que reduzcan la
abrasión.
El elemento de imagen 10 se imprime
preferentemente en una impresora térmica directa de doble cara
adecuada tal y como se describe en esta invención. En las FIGS.
2-4 se describe un buen ejemplo de impresora térmica
directa a doble cara 100. La impresora térmica directa 100 puede
incluir un primer montaje de cabezal de impresión 110, un segundo
montaje de cabezal de impresión 120, un montaje de accionamiento
220, un motor 230 y, opcionalmente, los sensores 240 y 250.
El montaje del primer cabezal de impresión 110
puede incluir además un primer brazo 130, un primer cabezal de
impresión 150, y una primera platina 170. El primer brazo 130 puede
estar integrado con el primer cabezal de impresión 150 o estar
acoplado a él. El primer cabezal de impresión 150 puede ser
cualquier cabezal de impresión adecuado para la impresión térmica
directa, como aquellos descritos en las patentes de EE.UU. 3.947.854
concedida el 30 de marzo de 1976; la 4.708.500 concedida el 24 de
noviembre de 1987; y la 5.964.541 concedida el 12 de octubre de
1999. La primera platina 170 puede tener una forma sustancialmente
cilíndrica y estar articulada a un primer eje 190, que a su vez
puede estar acoplado al primer brazo 130. La primera platina 170
es, preferentemente, giratoria en torno al eje 190 para alimentar un
elemento de imagen 10 a través de la impresora 100.
El segundo montaje de cabezal de impresión 120
puede incluir además un segundo brazo 140, un segundo cabezal de
impresión o un segundo medio para realizar una impresión térmica
directa 160, y una segunda platina o un segundo medio de apoyo 180.
El segundo brazo 140 puede estar integrado con el segundo cabezal de
impresión 160 o estar acoplado a él. Además, el segundo brazo 140
puede estar articulado a un eje de brazo 210 para permitir el giro
del brazo 140. En otra forma de construcción, el primer y el segundo
brazos 130 y 140 están en una posición relativa fija. El segundo
cabezal de impresión 160 puede ser cualquier cabezal de impresión
adecuado para la impresión térmica directa, como los descritos en
las patentes de EE.UU. 3.947.854; 4.708.500 y 5.964.541. La segunda
platina 180 puede tener una forma sustancialmente cilíndrica y estar
articulada a un segundo eje 200, que puede a su vez estar acoplado
al segundo brazo 140. La segunda platina 180, en coordinación con
la primera platina 170, es preferentemente giratoria en torno al eje
200 para alimentar un elemento de imagen 10 a través de la
impresora 100.
Un montaje de accionamiento 220 se comunica con
los ejes 190, 200 y 210 para hacer girar las platinas 170 y 180, si
se desea, trescientos sesenta grados; y el segundo brazo 140, si se
desea, hasta 170 grados con respecto al primer brazo 130. El
montaje de accionamiento 220 puede ser un sistema de engranajes,
eslabones, discos de leva o combinaciones de ellos. El montaje de
accionamiento 220 se comunica a su vez con un motor 230,
preferentemente eléctrico, como se ilustra en la Fig. 3.
La impresora 100 puede de manera opcional
incluir los sensores 240 y 250. El sensor 240 puede detectar las
características del elemento de imagen 10 y el sensor 250 puede
detectar la calidad de la imagen. Además, otro conjunto de sensores
puede ser colocado en frente de los sensores 240 y 250 en el lado
opuesto del elemento de imagen 10.
Durante el funcionamiento, el elemento de imagen
10 se alimenta a la impresora 100 haciendo funcionar el motor 230
para hacer girar el segundo brazo 140 alejándolo del primer brazo
130 en la posición que ilustra la Fig. 4. Una vez que el elemento
de imagen 10 es insertado por delante de las platinas 150 y 160, el
brazo 140 es pivotado a su posición inicial mostrada en la Fig. 1.
Esta posición del segundo brazo 140 pinza el elemento de imagen 10
entre el primer cabezal de impresión 150 y la segunda platina 180, y
el segundo cabezal de impresión 160 y la primera platina 170.
A continuación, el motor se pone en
funcionamiento para hacer girar las platinas 170 y 180, que
alimentan el elemento de imagen 10 delante del sensor 250 como
indica la flecha de la Fig. 1. A medida que el elemento de imagen
pasa entre el primer cabezal de impresión 150 y la segunda platina
180, activando el cabezal de impresión 150, este último
transmitirá calor al elemento de imagen 10, resultando en la
activación del material de imagen en uno de los revestimientos, por
ejemplo el primer revestimiento 80. Una vez activado, la imagen
deseada se formará en esa cara del revestimiento. La resistencia a
la transmisión del calor del sustrato, y/o la temperatura de
activación más baja del material de imagen respecto a la temperatura
de activación del material de imagen en el otro revestimiento evita
que se forme otra imagen en el otro lado del elemento de imagen 10.
A continuación, el elemento de imagen continúa entre el cabezal de
impresión 160 y la platina 170 donde se puede crear una segunda
imagen en la cara del elemento de imagen 10 opuesta a la primera
imagen. Aunque esta imagen pueda ser una imagen espejo de la
primera imagen para presentar una imagen ampliada, es deseable que
esta segunda imagen sea diferente a la primera imagen para
proporcionar información adicional a un usuario. La activación del
cabezal de impresión 160 producirá la transferencia de calor desde
el cabezal de impresión 160 al elemento de imagen 10, resultando en
la activación del material de imagen en el otro revestimiento, por
ejemplo el segundo revestimiento 100. Una vez activado, la imagen
deseada se formará sobre esa cara del revestimiento. Generalmente,
la temperatura inicial de activación está entre 66ºC y 87ºC (150ºF y
189ºF) y preferentemente entre 70ºC y 74ºC (158ºF y 165ºF), y la
temperatura de revelado de la imagen (o temperatura óptima de
activación) está entre 80ºC y 150ºC (176ºF y 302ºF), preferentemente
entre 88ºC y 115ºC (190ºF y 239ºF) y de forma óptima entre 88ºC y
100ºC (190ºF y 212ºF). La temperatura inicial de activación es
aquella temperatura a la que comienza a haber cierta transformación
química en el primer y segundo revestimientos 80 y 100, pero a la
que no tiene lugar la suficiente transformación para que la imagen
sea completa, aceptable o legible. La temperatura de revelado de la
imagen (o temperatura óptima de activación) es aquella temperatura
a la que la mayor parte de los ingredientes activos han reaccionado
químicamente; por ejemplo la mayor parte de los tintes de lueco han
pasado de ser incoloros a negros.
La resistencia a la transmisión del calor del
sustrato, y/o la mayor temperatura de activación del material de
imagen con respecto a la temperatura de activación del material de
imagen en el otro revestimiento puede evitar que se forme una
imagen prematura al activarse el elemento de calor 150. Esta
disposición de los cabezales de impresión 150 y 160 y las platinas
170 y 180 puede permitir la impresión sustancialmente simultánea de
imágenes a doble cara a la vez que proporciona tiempo para que la
primera imagen se fije y la primera cara se enfríe antes de
proceder con la segunda imagen. Una vez impreso, el elemento de
imagen 10 pasa por delante del sensor 250 para su recuperación por
un usuario.
A partir las reivindicaciones anteriores,
cualquier experto en la materia puede fácilmente comprender las
características de esta invención y, sin alejarse del alcance de la
misma, puede realizar diversos cambios y modificaciones de la
invención para adaptarla a diversos usos y condiciones.
Claims (6)
1. Una impresora térmica directa (100),
que comprende:
un primer cabezal de impresión (150) posicionado
cerca de la primera platina (170); y
un segundo cabezal de impresión (160)
posicionado cerca de la segunda platina (180); en la que el primer
cabezal de impresión (150) está posicionado en frente de la segunda
platina (180) y el segundo cabezal de impresión (160) está
posicionado en frente de la primera platina (170), comprendiendo
además:
un primer montaje de cabezal de impresión (110)
que comprende un primer brazo (130) acoplado al primer cabezal de
impresión (150); y un segundo montaje de cabezal de impresión (120)
que comprende un segundo brazo (140) acoplado al segundo cabezal de
impresión (150); caracterizado porque
el primer o el segundo brazo (130, 140) está
articulado a un eje de brazo (210) para permitir que pivote
alejándose del otro brazo para alimentar un elemento de imagen
térmica directa (10) y porque la primera platina está acoplada al
primer brazo y la segunda platina está acoplada al segundo
brazo.
2. Una impresora térmica directa de
acuerdo con la reivindicación 1, en la cual el primer montaje de
cabezal de impresión 110 comprende la primera platina (170)
articulada a un primer eje (190) y la primera platina 170 gira para
posicionar un elemento de imagen térmica directa (10) para su
impresión.
3. Una impresora térmica directa de
acuerdo con la reivindicación 1 o la reivindicación 2, que comprende
al menos un montaje de accionamiento (220) para comunicar la
primera platina con un motor.
4. Una impresora térmica directa de
acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en la
cual el segundo montaje de cabezal de impresión comprende la segunda
platina articulada a un segundo eje por el cual la segunda platina
gira de forma coordinada con la primera platina para posicionar un
elemento de imagen térmica directa para su impresión.
5. Una impresora térmica directa de
acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en la
cual la primera y segunda platinas son sustancialmente
cilíndricas.
6. Una impresora térmica directa de
acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en la
cual el primer cabezal de impresión funciona a una temperatura
diferente que el segundo cabezal de impresión.
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