ES2330154T5 - Dispositivo de accionamiento de cinta y aparato de impresión - Google Patents

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ES2330154T5 ES07012470.6T ES07012470T ES2330154T5 ES 2330154 T5 ES2330154 T5 ES 2330154T5 ES 07012470 T ES07012470 T ES 07012470T ES 2330154 T5 ES2330154 T5 ES 2330154T5
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Description

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DESCRIPCION
Dispositivo de accionamiento de cinta y aparato de impresion
La presente invencion se refiere a un aparato de impresion de transferencia termica.
En las impresoras de transferencia, una cinta, a la que se denomina normalmente cinta de impresora y que lleva tinta sobre un lado, se presenta dentro de una impresora de manera que una cabeza de impresion puede entrar en contacto con el otro lado de la cinta, haciendo que la tinta sea transferida desde la cinta a un sustrato diana de, por ejemplo, papel o pelicula flexible. Tales impresoras se usan en muchas aplicaciones. Las aplicaciones de impresion industrial incluyen impresoras de etiquetas de transferencia termica y codificadores de transferencia termica que imprimen directamente sobre un sustrato, tal como un material de embalaje fabricado de carton o pelicula flexible.
La cinta de tinta se suministra normalmente al usuario final en forma de un rodillo enrollado sobre un nucleo. El usuario final empuja el nucleo sobre un carrete de cinta, tracciona un extremo libre del rodillo para liberar una longitud de cinta y a continuacion, engancha el extremo de la cinta en otro carrete. Generalmente los carretes se montan sobre una casete que se puede montar facilmente sobre una maquina de impresion. La maquina de impresion incluye un medio de transporte para accionar los dos carretes, para de este modo desenrollar la cinta de un carrete y recuperar la cinta en el otro carrete. El aparato de impresion transporta la cinta entre los dos carretes a lo largo de una trayectoria predeterminada mas alla de la cabeza de impresion.
Las impresoras conocidas del tipo anterior cuentan con una amplia gama de diferentes enfoques respecto del problema de como arrastrar los carretes de cinta. Algunos cuentan con motores paso a paso, otros con motores CC para accionar directa o indirectamente los carretes. Generalmente, las disposiciones conocidas accionan solamente el carrete sobre el que se recupera la cinta (carrete recuperador) y cuentan con alguna de forma de disposicion de “embrague deslizante” sobre el carrete a partir del que se tira de la cinta (el carrete de alimentacion) para proporcionar una fuerza resistiva para de este modo garantizar que la cinta se mantiene en tension durante los procesos de impresion y bobinado de la cinta y para prevenir que la cinta este sobrecargada cuando la cinta ha de descansar. Se apreciara que mantener la tension adecuada es un requisito esencial para la operacion apropiado de la impresora.
A medida que la impresora usa gradualmente un rodillo de cinta, el diametro inicial exterior del carrete de alimentacion se reduce y el diametro exterior inicial del carrete recuperador aumenta. En las disposiciones de embrague deslizante que ofrecen un par resistivo esencialmente constante, la tension de cinta variara en proporcion al diametro de los carretes. Dado que es deseable utilizar grandes carretes de alimentacion para de este modo minimizar el numero de veces que un rodillo de cinta ha de reponerse, es un problema serio, particularmente en maquina de alta velocidad donde el transporte rapido de cinta es esencial.
Cambiar dinamicamente la tension de cinta da origen a demandas de tolerancias restringidas para el par suministrado por el embrague deslizante. Tales tolerancias son dificiles de mantener ya que el desgaste en el embrague deslizante a lo largo del tiempo tiende a cambiar la fuerza resistiva ejercida por el embrague. Si la fuerza de embrague es demasiado grande, el sistema de transporte de cinta puede tener una potencia inadecuada para accionar la cinta a lo largo de todo el intervalo de diametros de carrete desde un nuevo rodillo de alimentacion a un rodillo de alimentacion vacio. Una fuerza y tension de embrague demasiado debil en la cinta podria dar como consecuencia una sobrecarga del carrete de alimentacion. Dadas estas restricciones, los disenos tipicos de impresora han disminuido sus prestaciones mediante la limitacion de la velocidad de aceleracion, la velocidad de deceleracion y la maxima capacidad de velocidad del sistema de transporte de cinta. En consecuencia, se ve comprometida la prestacion global de la impresora
Ejemplos representativos de aparatos de impresion convencionales se describen en las patentes de Estados Unidos 4.000.804, 4.294.552, 4.479.081,4.788.558 y la patente britanica 2310405.
El sistema de la patente de los Estados Unidos 4.000.804 describe una disposicion para transferir una cinta desde un carrete de alimentacion a un carrete recuperador que incluye un par de motores electricos cada uno de los cuales se conecta a un eje de carrete. Los motores son motores de corriente continua (CC). El motor conectado al carrete recuperador va alimentado por un generador de corriente constante para de este modo bobinar la cinta con un par sustancialmente constante. El motor conectado al carrete de alimentacion se alimenta mediante un generador de voltaje constante para de este modo mantener la tension de cinta durante la transferencia de cinta. Un dispositivo conmutador alterna la funcion de los dos carretes cuando la cinta esta totalmente enrollada en el carrete recuperador. Con la disposicion descrita, no se tiene en cuenta el cambio en los diametros de los carretes de alimentacion y recuperador durante la transferencia de cinta y de este modo la tension de cinta varia sustancialmente durante el recorrido de toda la transferencia de la cinta desde el carrete de alimentacion al carrete recuperador.
La patente de los Estados Unidos 4.294.552 da a conocer un dispositivo de accionamiento de cinta bidireccional en el que dos carretes son accionados por respectivos motores paso a paso. El carrete recuperador es accionado por su motor paso a paso, pero el carrete de alimentacion es alimentado por una corriente de “accionamiento” de bajo nivel para mantener la cinta en tension. Los motores no se controlan activamente para compensar las variaciones de diametro de carrete.
La patente de los estados Unidos 4.479.081 describe una disposicion en la que se proporcionan dos motores paso a paso, uno que acciona el carrete recuperador y el otro acoplado al carrete de alimentacion. Unas senales de realimentacion proporcionan una indicacion de la velocidad angular del carrete de alimentacion y una tabla de funcion proporciona informacion sobre la velocidad de los impulsos paso a paso a aplicar al carrete recuperador. La cinta es arrastrada por el motor paso a paso que acciona el motor recuperador, actuando el otro motor como un transductor de realimentacion para permitir un control apropiado del motor que acciona el carrete de recuperacion
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para tener en cuenta el cambio de los diametros de carrete mientras se mantiene una velocidad de cinta constante. De este modo aunque esta disposicion no evita la necesidad por ejemplo de un dispositivo de accionamiento de cabestrante interpuesto entre los dos carretes para de este modo conseguir velocidades de suministro de cinta fiables, solamente uno de los motores es accionado para proporcionar el par y promover el transporte de cinta. No se sugiere que el aparato pueda funcionar en modo de oposicion de fase, es decir el motor que acciona la operacion del carrete recuperador para tirar de la cinta y el motor que acciona la operacion del carrete de alimentacion para empujar el carrete asociado en la direccion que promueve el transporte de cinta.
La patente de los Estados Unidos 4.788.558 describe un mecanismo de accionamiento de cinta en el que se proporcionan dos motores CC, uno que acciona el carrete recuperador y un que acciona el carrete de alimentacion. La cinta es suministrada por otro rodillo de mando accionado por un motor paso a paso. El motor CC del carrete de alimentacion actua como un freno y no fomenta el transporte de cinta. De este modo esta es una disposicion convencional en la que se usa un rodillo de cabestrante para controlar la velocidad de suministro de cinta. Con tal disposicion es un asunto relativamente simple como se describe proporcionar informacion de realimentacion relativa a la magnitud de los carretes de cinta para de este modo mantener una tension deseada de cinta, pero el sistema global es complejo.
La patente britanica GB 2310405 describe un mecanismo de accionamiento de cinta de impresora bidireccional en el que un motor paso a paso acciona un carrete recuperador. El control preciso de suministro de cinta se consigue proporcionando un rodillo loco que gira en contacto con la cinta y de este modo permite una medicion directa de la velocidad de transporte de cinta. El suministro de tal rodillo loco y los componentes asociados se anade a las complejidades y el coste del sistema global.
Ninguna de las disposiciones conocidas es capaz de enfrentarse bien a los requisitos de los sistemas industriales de impresion de transferencia de alta velocidad. Tales sistemas operan generalmente de una de dos maneras, es decir bien impresion continua o impresion intermitente. En ambos modos de operacion, el aparato consigue una serie regularmente repetida de ciclos de impresion, incluyendo cada ciclo una fase de impresion durante la que se lleva a cabo la transferencia a un sustrato y otra fase de no-impresion durante la que el aparato se prepara para la fase de impresion del siguiente ciclo.
En la impresion continua, durante la fase de impresion se lleva una cabeza de impresion estacionaria en contacto con una cinta de impresora cuyo otro lado esta en contacto con un sustrato sobre el que se ha de imprimir una imagen. (El termino “estacionario” se usa en el contexto de la impresion continua para indicar que aunque la cabeza de impresion se movera dentro y fuera del contacto con la cinta, no se movera respecto de la trayectoria de cinta en la direccion en la que avanza la cinta a lo largo de esa trayectoria). Tanto el sustrato como la cinta de impresora se transportan mas alla de la cabeza de impresora, generalmente pero no necesariamente a la misma velocidad. Generalmente solo las longitudes relativamente pequenas del sustrato que se transporta mas alla de la cabeza de impresion se han de imprimir y por lo tanto para evitar un gran desperdicio de cinta es necesario invertir la direccion de desplazamiento de la cinta entre las operaciones de impresion. De este modo en un proceso tipico de impresion en el que el sustrato se desplaza a una velocidad constante, la cabeza de impresion se extiende en contacto con la cinta solamente cuando la cabeza de impresion es adyacente a regiones del sustrato a imprimir. Inmediatamente antes de la extension de la cabeza de impresion, la cinta se debe acelerar hasta por ejemplo la velocidad de desplazamiento del sustrato. La velocidad de cinta se debe entonces mantener a la velocidad constante del sustrato durante la fase de impresion y despues de que se ha completador la fase de impresion, la cinta se debe desacelerar y a continuacion conducir en la direccion inversa para que de este modo la region usada de la cinta este en el lado corriente arriba de la cabeza de impresion. A medida que la siguiente region del sustrato a imprimirse se acerca, la cinta se debe entonces acelerar para volver a la velocidad de impresion normal y la cinta se debe posicionar de manera que una porcion no usada de la cinta cerca de la region previamente usada de la cinta se situe entre la cabeza de impresion y el sustrato cuando la cabeza de impresion avanza a la posicion de impresion. De este modo se requiere una aceleracion y deceleracion muy rapida de la cinta en ambas direcciones y el sistema de accionamiento de cinta debe ser capaz de situar precisamente la cinta para de este modo evitar una operacion de impresion en progreso cuando se interpone una parte usada anteriormente de la cinta entre la cabeza de impresion y el sustrato.
En la impresion intermitente, un sustrato avanza mas alla de una cabeza de impresion paso a paso de manera que durante la fase de impresion de cada ciclo el sustrato y generalmente pero no necesariamente la cinta son estacionarios. El movimiento relativo entre el sustrato, la cinta y la cabeza de impresion se consigue desplazando la cabeza de impresion respecto del sustrato y la cinta. Entre la fase de impresion de ciclos sucesivos, el sustrato avanza para de este modo presentar la siguiente region a imprimir por debajo de la cabeza de impresion y la cinta avanza para de que de este modo una seccion de cinta no usada se situe entre la cabeza de impresion y el sustrato. De nuevo el transporte rapido y preciso de la cinta es necesario para garantizar que la cinta sin usar se situe siempre entre el sustrato y la cabeza de impresion a la vez que la cabeza de impresion avanza para llevar a cabo una operacion de impresion.
Los requisitos en terminos de aceleracion, deceleracion, velocidad y precision posicional de cinta de impresoras de transferencia de alta velocidad son tales que los mecanismos de accionamiento tienen dificultad en la prestacion aceptable de suministro con un alto grado de fiabilidad. Se aplican tambien similares restricciones en aplicaciones distintas a las de impresoras de alta velocidad. Por consiguiente un objeto de la presente invencion es proporcionar un dispositivo de accionamiento de cinta que se pueda usar para suministrar cinta de impresora de una manera que sea capaz de cumplir con los requisitos de lineas de produccion de alta velocidad, aunque el dispositivo de accionamiento de cinta de la presente invencion se puede usar evidentemente en otras aplicaciones donde se demandan requisitos de alta prestacion similares.
Segun la presente invencion, se proporciona un dispositivo de accionamiento de cinta que de acuerdo con la reivindicacion 1 y un procedimiento para controlar una impresora de transferencia termica de acuerdo con la reivindicacion 3.
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Una impresora de transferencia termica segun la presente invencion incluye un dispositivo de accionamiento de cinta, que depende de ambos motores que accionan los dos carretes de cinta para accionar la cinta durante el transporte de cinta. De este modo los dos motores operan en modo de oposicion de fase. Esto hace posible conseguir velocidades muy altas de aceleracion y deceleracion. La tension en la cinta en proceso de transporte se determina por control de los motores de accionamiento y de este modo no es dependiente de ningun componente que este en contacto con la cinta entre los carretes recuperador y de suministro. De este modo se puede conseguir un conjunto mecanico global simple. Dado que ambos motores contribuyen al transporte de cinta, se pueden usar motores relativamente pequenos y por lo tanto economicos y compactos.
La direccion de rotacion real de cada carrete dependera del sentido en el que se bobina la cinta sobre cada carrete. Si ambos carretes se enrollan en el mismo sentido entonces ambos carretes giraran en la misma direccion de rotacion para transportar la cinta. Si los carretes se bobinan en sentido opuesto entre si, entonces los carretes giraran en direcciones de rotacion opuestas para transportar la cinta. En cualquier configuracion, ambos carretes giraran en la direccion de transporte de cinta.
Preferentemente el controlador esta dispuesto para controlar los motores y transportar la cinta en ambas direcciones entre los carretes. Los motores pueden ambos ser motores paso a paso y el controlador puede ser operativo para vigilar la tension en una cinta transportada entre el carrete montado sobre el soporte de carrete y para controlar los motores y mantener la tension vigilada entre los limites predeterminados. Se proporcionan preferentemente medios para vigilar la alimentacion electrica a al menos uno de los motores y calcular una estimacion de tension de cinta a partir de la energia vigilada. Por ejemplo, alli donde se proporcionan dos motores paso a paso, una alimentacion puede suministrar energia electrica a un medio de accionamiento de motor paso a paso que suministra corriente secuencialmente a bobinados de los motores paso a paso, siendo la energia vigilada por medios de vigilancia de la magnitud de voltaje y/o corriente suministrada a los motores y/o los medios de accionamiento de motor. Se apreciara que dependiendo de la carga aplicada a los motores, la corriente y el voltaje suministrados a los bobinados de motor variaran ambos, sin tener en cuenta el tipo y naturaleza del medio de accionamiento de motor usado. Por esta razon se prefiere proporcionar una alimentacion electrica regulada que suministre un voltaje sustancialmente constante al medio de accionamiento de motor paso a paso y vigilar la magnitud de corriente suministrada al medio de accionamiento de motor paso a paso desde la alimentacion de energia electrica.
Preferentemente cada motor paso a paso se activa mediante un circuito de mando de motor correspondiente, una resistencia de baja resistencia correspondiente conectada en serie a cada circuito de mando de motor y senales de voltaje desarrolladas a traves de los resistores en serie vigilados para vigilar la corriente suministrada a los motores. Las senales de voltaje se pueden convertir en senales digitales para suministrar a un microcontrolador que controla la generacion de trenes de impulsos de control de motor que se aplican a los circuitos de mando de motor. La corriente se puede vigilar a lo largo de un periodo de tiempo predeterminado y preferentemente se vigila solamente durante periodos en los que la velocidad de transporte de cinta es sustancialmente constante. El periodo de tiempo predeterminado puede corresponder a una longitud predeterminada de transporte de cinta.
Los datos de calibrado se pueden grabar para el motor paso a paso o para cada motor paso a paso, representando los datos de calibrado el consumo de energia para el motor paso a paso en cada una de una serie de velocidades de paso sin ninguna condicion de carga de cinta y se puede calcular una medicion de tension de cinta por referencia a una medicion de velocidad de paso, los datos de calibrado relativos a la velocidad de paso y la energia consumida por el motor.
Los diametros exteriores del carrete de cinta se pueden vigilar directamente y la tension de cinta se puede calcular para tener en cuenta los diametros vigilados. Los diametros exteriores se pueden vigilar para cada uno de una pluralidad de diametros que se inclinan mutuamente los unos respecto de los otros para de este modo permitir la deteccion de la excentricidad de carrete y por lo tanto permitir un calculo preciso de la circunferencia de carrete.
Una medicion de tension t se puede calcular a partir de mediciones de energia suministrada a los dos motores, las mediciones de los radios de carrete, los factores de calibrado para los dos motores relativos a la velocidad de paso de los motores. Un factor de escala de calibrado tambien se puede calcular para trasladar la tension calculada en un valor mas interpretable. Preferentemente el controlador lleva a cabo un algoritmo de control para calcular una longitud de cinta a anadir a o sustraer de la cinta que se extiende entre los carretes para de este modo mantener el valor t entre limites predeterminados y controlar los motores paso a paso para anadir o sustraer la longitud calculada de cinta a la cinta que se extiende entre los carretes. Alternativamente, una medicion de la diferencia entre la corriente suministrada a los dos motores se puede derivar y el avance paso a paso de los motores se puede controlar dependiendo de la medida de diferencia. Se apreciara que la medida de diferencia podria ser simplemente el resultado de la sustraccion de una corriente de la otra o se podria correlacionar con la relacion de las dos corrientes medidas. La velocidad de motor se puede mantener constante durante un periodo en el que la medida de diferencia esta dentro de cada una de una serie de bandas de tolerancia definidas entre limites superior e inferior y las bandas de tolerancia se pueden ajustar dependiendo de la relacion de los diametros exteriores de los carretes. Los medios de control pueden llevar a cabo un algoritmo de control para calcular una longitud de cinta a anadir a o sustraer de, la cinta que se extiende entre los carretes, con el fin de mantener la medicion de diferencia entre el limite superior y el limite inferior y para controlar los motores paso a paso para anadir a o sustraer de la longitud calculada de cinta a la cinta que se extiende entre los carretes.
Un valor que corresponde al ancho de cinta se puede introducir y el limite predeterminado se puede ajustar para tener en cuenta el ancho de cinta. Por ejemplo, el algoritmo de control puede comprender constantes de ganancia y las constantes de ganancia se pueden ajustar para tener en cuenta el ancho de banda. El algoritmo de control puede operar ciclicamente de manera que durante un ciclo se calcula la longitud de cinta a anadir o sustraer y durante un posterior ciclo se controlan los motores para ajustar la cantidad de cinta entre los carretes. Se adopta este enfoque porque, como se apreciara, aunque la longitud de cinta entre los carretes es en una primera aproximacion independiente de la tension, el estiramiento de la cinta significara que si la cinta se anade a la longitud de cinta que se extiende entre los carretes esta sera recogida mediante una reduccion de elasticidad hasta que la tension sea
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cero. Se apreciara ademas que para una tension dada, una cinta mas estrecha se estirara mas que una cinta mas ancha, por lo tanto un cambio en tension, causado por la adicion o sustraccion de cinta entre los carretes, sera inferior para una cinta mas estrecha que para una cinta mas ancha.
La vigilancia de tension hace que sea posible generar una senal de salida indicadora de defecto si la medicion de la tension cae por debajo de un limite minimo aceptable para indicar por ejemplo la rotura de cinta.
Los diametros del carrete se pueden vigilar usando un sistema de deteccion optico que incluya al menos un emisor de luz y al menos un detector de luz dispuestos de tal manera que se establezca una trayectoria optica entre los mismos, un mecanismo de transporte que soporte al menos una parte del sistema de deteccion optico y accionable para de este modo hacer que la trayectoria optica barra a traves de un espacio dentro del que se situaran los carretes a medir y un controlador operativo para controlar el mecanismo de transporte, detectar posiciones del mecanismo de transporte en el que la senal de salida del detector cambia para indicar una transicion entre dos condiciones en una de las cuales la trayectoria optica es obstruida por un carrete y en la otra la trayectoria optica no es obstruida por el carrete y calcular los diametros de carrete desde las posiciones detectadas del mecanismo de transporte en el que la senal de salida del detector cambia.
Uno de entre el emisor y detector se puede montar sobre el mecanismo de transporte, siendo el otro fijo en posicion respecto de los carretes de cinta, o alternativamente ambos el emisor y el detector se pueden montar sobre el mecanismo de transporte, siendo establecida la trayectoria optica entre el emisor y el detector por un espejo situado en el lado de los carretes alejados del mecanismo de transporte y dispuestos para reflejar de vuelta la luz desde el emisor al detector. Los diametros de carrete se pueden medir con los carretes en una primera posicion, los carretes se pueden girar entonces para que de este modo un carrete gire por ejemplo 30° los diametros se pueden medir de nuevo y asi sucesivamente. Esto hace que sea posible evaluar precisamente la excentricidad y la circunferencia exterior de carretes.
La presente invencion tiene una aplicabilidad particular donde el mecanismo de transporte es un mecanismo de transporte de cabeza de impresion de una impresora de cinta de transferencia. La relacion de carretes en una maquina de este tipo se puede calcular en base a la senal de salida de los medios de medicion de diametro. Los medios de calculo de relacion pueden comprender medios que establecen un primer motor paso a paso que acciona un carrete recuperador e inhabilitan un segundo motor paso a paso que acciona un carrete de alimentacion de manera que el segundo motor paso a paso actua como un generador, medios para generar impulsos desde el segundo motor paso a paso, siendo la velocidad de impulso proporcional a la velocidad del motor, medios para detectar los impulsos generados para producir una medicion del giro del segundo motor paso a paso, medios para vigilar el avance paso a paso del primer motor paso a paso para producir una medicion del giro del primer motor paso a paso y medios para comparar la medicion de las rotaciones de los motores para calcular la relacion de los diametros exteriores de los carretes.
Despues de una serie de ciclos de operacion del dispositivo de accionamiento de cinta, en los que la cinta es transportada entre los carretes, un diametro actualizado para al menos uno de los carretes se puede calcular a partir de una relacion entre los diametros de carrete segun se vigilaron inicialmente, una relacion actual entre los diametros de carrete y el diametro de al menos un carrete segun se vigilaron inicialmente.
Alli donde el dispositivo de accionamiento de cinta segun la invencion se incorpora a una impresora de transferencia para transferir tinta desde una cinta de impresora a un sustrato que se transporta a lo largo de una trayectoria predeterminada adyacente a la impresora, actuando el dispositivo de accionamiento de cinta como un mecanismo de accionamiento de cinta de impresora para transportar cinta entre el primer y el segundo carretes de cinta, la impresora puede comprender ademas una cabeza de impresion dispuesta para entrar en contacto con un lado de la cinta y presionar contra un lado opuesto de la cinta en contacto con un sustrato en la trayectoria predeterminada, un mecanismo de accionamiento de cabeza de impresion para transportar la cabeza de impresion a lo largo de una pista que se extiende generalmente en paralelo a la trayectoria de transporte del sustrato predeterminada y para desplazar la cabeza de impresion en contacto y sin contacto con la cinta y un controlador que controla los mecanismos de accionamiento de cinta de impresora y cabeza de impresion, siendo el controlador selectivamente programable bien para hacer que la cinta sea transportada respecto de la trayectoria de transporte del sustrato predeterminada con la cabeza de impresion estacionaria y se desplace en contacto con la cinta durante la impresion, o bien para hacer que la cabeza de impresion sea transportada respecto de la cinta y la trayectoria de transporte de sustrato predeterminada y se desplace en contacto con la cinta durante la impresion.
El mecanismo de accionamiento puede ser bidireccional, de manera que la cinta se puede transportar desde el primer carrete al segundo carrete y desde el segundo carrete al primero.
Alli donde la cabeza de impresion este montada en una carro de cabeza de impresion que se puede desplazar a lo largo de la pista, se pueden proporcionar el primer y el segundo carro que son intercambiables y conformados de tal manera que con un carro en posicion sobre la pista, la cabeza de impresion se dispone para permitir la impresion sobre un sustrato que se desplaza en una direccion a lo largo de la trayectoria de transporte de sustrato y con el otro carro en posicion sobre la pista la cabeza de impresion se dispone para permitir la impresion sobre un sustrato que se desplaza en la otra direccion a lo largo de la trayectoria de sustrato.
El dispositivo de accionamiento de cinta se puede incorporar en un aparato de impresion que comprende un alojamiento, una cabeza de impresion montada sobre un conjunto de soporte de cabeza de impresion que se puede desplazar respecto del alojamiento en una direccion paralela a una trayectoria de cinta de impresion a lo largo de la que una cinta es conducida por el dispositivo de accionamiento de cinta, un primer mecanismo de accionamiento para desplazar el soporte de cabeza de impresion respecto del alojamiento, un rodillo que en uso soporta un sustrato a imprimir sobre el lado de la trayectoria de cinta alejado de la cabeza de impresion, un segundo mecanismo de accionamiento para desplazar la cabeza de impresion respecto del conjunto de soporte de cabeza de impresion a una posicion de impresion en la que una parte de la cabeza de impresion se apoya contra el rodillo o
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cualquier sustrato o cinta interpuesto entre la cabeza de impresion y el rodillo y un controlador para ajustar el primer mecanismo de accionamiento para ajustar la posicion angular de la cabeza de impresion respecto del eje de rotacion del rodillo.
Preferentemente la cabeza de impresion va montada sobre un conjunto de soporte de cabeza de impresion que se puede desplazar respecto del alojamiento en una direccion paralela a una trayectoria de cinta de impresion a lo largo de la que una cinta es conducida por el dispositivo de accionamiento de cinta, un primer mecanismo de accionamiento para desplazar el soporte de cabeza de impresion respecto del alojamiento, un rodillo de separacion montado en el conjunto de soporte de cabeza de impresion y desplazable con la cabeza de impresion en dicha direccion paralela y un segundo mecanismo de accionamiento para desplazar la cabeza de impresion respecto del conjunto de soporte de impresion y el rodillo de separacion entre una posicion lista para imprimir adyacente a la trayectoria de cinta de impresion y una posicion de impresion en la que la cabeza de impresion entraria en contacto con una cinta de impresion sobre la trayectoria, en la que se proporciona un mecanismo de leva que se engancha como consecuencia del desplazamiento del conjunto de soporte de cabeza de impresion a una posicion predeterminada y cuando se engancha causa la retraccion de la cabeza de impresion a distancia de la posicion lista para imprimir a una posicion separada del rodillo de separacion y la trayectoria de cinta de impresion.
El mecanismo de leva puede comprender una placa montada en el alojamiento y que define una ranura y una patilla que se extiende desde un miembro pivotante montado sobre el conjunto de soporte de cabeza de impresion, enganche de la patilla en la ranura como consecuencia del desplazamiento del conjunto de soporte de cabeza de impresion a la posicion predeterminada haciendo que el miembro pivotante gire desde una primera posicion en la que soporta la cabeza de impresion a una segunda posicion en la que la cabeza de impresion es libre de moverse a la posicion separada del rodillo de separacion y la trayectoria de cinta de impresion.
El miembro pivotante se puede montar sobre un miembro desplazable montado sobre el conjunto de soporte de cabeza de impresion, desplazamiento del miembro desplazable desde una posicion retraida a una posicion extendida cuando el miembro pivotante esta en la primera posicion haciendo que la cabeza de impresion se mueva desde la posicion lista para imprimir a la posicion de impresion.
El aparato de impresion puede comprender ademas medios para aplicar la cabeza de impresion a una cinta soportada en el mecanismo de accionamiento, comprendiendo la cabeza de impresion una red de elementos de impresion cada uno de los cuales se puede activar selectivamente para liberar tinta desde una parte de la cinta que esta en contacto con ese elemento y un controlador para controlar la activacion de los elementos de impresion y el avance de la cinta para de este modo llevar a cabo una serie de ciclos de impresion cada uno de los cuales incluye una fase de impresion durante la que el movimiento relativo entre la cabeza de impresion y la cinta da como resultado que la cabeza de impresion atraviesa una longitud predeterminada de cinta y una fase de no-impresion durante la que la cinta avanza una distancia predeterminada respecto de la cabeza de impresion, en la que el controlador se dispone selectivamente para activar diferentes grupos de elementos de impresion durante sucesivos ciclos de impresion, estando los grupos de elementos distribuidos sobre la cabeza de impresion de manera que los diferentes grupos entren en contacto con diferentes partes de la cinta y el controlador se dispone para hacer avanzar la cinta de manera que dicha distancia predeterminada de avance de cinta sea inferior a dicha longitud predeterminada de cinta, siendo los grupos de elementos de impresion activados de manera que la cinta avanza en al menos dicha longitud predeterminada de cinta en el intervalo entre dos cualesquiera fases de impresion en las que el mismo grupo de elementos de impresion se activa. Se pueden proporcionar dos grupos de elementos de impresion, de tal manera que la distancia de avance de cinta puede tener una distancia minima de la mitad de la longitud predeterminada de cinta.
Dadas las diferencias fundamentales entre sistemas de impresion continuos e intermitentes descritos anteriormente, ha sido practica de la industria proporcionar aparatos de impresion que puedan bien usarse en una aplicacion de impresion continua o bien usarse en una aplicacion de impresion intermitente pero no para proporcionar una impresora con la versatilidad para llevar a cabo ambas funciones. La diferencia fundamental entre los dos tipos de aparatos de impresion requeridos para estas dos aplicaciones es que en uno (impresion continua) la cabeza de impresion es estacionaria (usando este termino de la manera anteriormente mencionado) mientras que en el otro (intermitente) la cabeza de impresion se debe poder desplazar. Como consecuencia, cuando una linea de produccion particular se convierte de por ejemplo una aplicacion de impresion intermitente a una aplicacion de impresion continua es necesario sustituir todo el equipo de impresion. Esto representa un coste considerable para los usuarios de tal equipo.
Un objeto de la presente invencion es obviar o mitigar los problemas anteriormente mencionados.
Segun un segundo aspecto de la presente invencion, se proporciona una impresora de transferencia para transferir tinta desde una cinta de impresora a un sustrato que es transportado a lo largo de una trayectoria predeterminada adyacente a la impresora, que comprende un mecanismo de accionamiento de cinta de impresora para transportar cinta entre el primer y el segundo carrete de cinta, una cabeza de impresion dispuesta para entrar en contacto con un lado de la cinta para presionar contra un lado opuesto de la cinta en contacto con un sustrato sobre la trayectoria predeterminada, un mecanismo de accionamiento de cabeza de impresion para transportar la cabeza de impresion a lo largo de una pista que se extiende generalmente en paralelo a la trayectoria de transporte de sustrato predeterminada y para desplazar la cabeza de impresion en contacto y sin contacto con la cinta y un controlador que controla la cinta de impresora y los mecanismos de accionamiento de cabeza de impresora, siendo el controlador selectivamente programable bien para hacer que la cinta sea transportada en relacion a la trayectoria de transporte de sustrato predeterminada con la cabeza de impresion estacionaria y desplazada en contacto con la cinta durante la impresion, o bien para hacer que la cabeza de impresion sea transportada respecto de la cinta y la trayectoria de transporte de sustrato predeterminada y sea desplazada en contacto con la cinta durante la impresion.
De este modo el segundo aspecto de la presente invencion proporciona un aparato de impresion con suficiente versatilidad para poder usarse en ambas aplicaciones continua e intermitente.
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La impresora de transferencia del segundo aspecto de la invencion definida anteriormente se puede usar en combinacion con cualquiera o todas las caractensticas del primer aspecto de la presente invencion mencionado anteriormente. En particular, el mecanismo de accionamiento puede ser bidireccional, el mecanismo de accionamiento puede comprender dos motores paso a paso accionando cada uno uno respectivo del primer y el segundo carrete de cinta en la direccion de transporte de cinta, la tension de cinta se puede vigilar y los motores paso a paso se pueden controlar para mantener la tension vigilada dentro de los lfmites predeterminados, el mecanismo de accionamiento de cabeza de impresion puede comprender otro motor paso a paso acoplado a la cabeza de impresion y la cabeza de impresion puede ir montada sobre un carro que se puede desplazar a lo largo de una pista. Ademas, el primer y el segundo carro que son intercambiables, pueden estar dispuestos para permitir la impresion sobre un sustrato que se desplaza en cualquier direccion a lo largo de la trayectoria de transporte de sustrato y un rodillo de separacion montado adyacente a la cabeza de impresion puede ser reversible en posicion respecto de la cabeza de impresion.
Como se ha subrayado anteriormente, en los dispositivos de accionamiento de cinta que se usan para transferir una cinta tal como una cinta de impresora entre dos carretes, el diametro de los carretes cambia durante el recorrido de la transferencia de cinta de un carrete a otro. Esto afecta drasticamente a las velocidades relativas de los dos carretes que se deben mantener si la cinta debe permanecer en tension. Se han hecho diversos intentos de explicar este efecto y especialmente el enfoque adoptado en la patente de los Estados Unidos 4.479.081. Ninguno de los enfoques conocidos es sin embargo satisfactorio en el suministro de una medicion precisa fiable de los diametros de carrete para permitir de este modo un control preciso y apropiado de las velocidades de motor de mando en una disposicion en la que los dos motores estan operando en modo de oposicion de fase. Mientras algunos de los sistemas conocidos se pueden solucionar con dispositivos de accionamiento de cinta en los que las condiciones iniciales son siempre las mismas (por ejemplo un carrete de alimentacion nuevo de diametro exterior conocido se conecta a un carrete de recuperacion vacfo), en muchas aplicaciones es bastante frecuente el caso de que un operador adaptara a una maquina una cinta que se ha usado parcialmente de tal manera que el carrete de alimentacion que era inicialmente de diametro exterior conocido se ha transferido parcialmente al carrete de recuperacion.
Un objeto de la presente invencion es obviar o mitigar los problemas anteriormente expuestos.
Segun un tercer aspecto de la presente invencion, se proporciona un aparato para medir los diametros de dos carretes de cinta montados sobre un mecanismo de accionamiento de cinta que se puede accionar para transportar cinta entre los carretes, que comprende un sistema de deteccion optica que incluye al menos un emisor de luz y al menos un detector de luz dispuestos de tal manera que se establece una trayectoria optica entre los mismos, un mecanismo de transporte que soporta al menos parte del sistema de deteccion optico y accionable para de este modo hacer que la trayectoria optica barra a traves de un espacio dentro del que se situaran los carretes a medirse y un controlador operativo para controlar el mecanismo de transporte, para detectar posiciones del mecanismo de transporte en las que la senal de salida del detector cambia para indicar una transicion entre dos condiciones en una de las cuales la trayectoria optica es obstruida por un carrete y en la otra la trayectoria optica no es obstruida por el carrete y para calcular los diametros de carrete desde las posiciones detectadas del mecanismo de transporte en las que la senal de salida del detector cambia.
Este tercer aspecto de la presente invencion hace posible determinar con precision las dimensiones de los carretes. En un aparato tal como una impresora de transferencia con una cabeza de impresion desplazable, el componente desplazable se puede montar facilmente sobre la cabeza de impresion desplazable tal como para no requerir componentes electromecanicos adicionales mas alla de los necesarios para la operacion normal del aparato.
Los aparatos del tercer aspecto de la presente invencion segun se definen anteriormente se pueden usar en combinacion con cualquiera de las caractensticas del primer y el segundo aspectos de la invencion segun se definen anteriormente.
Las cabezas de impresion que se usan en por ejemplo impresoras de trasferencia, deben situarse cuidadosamente con relacion a una placa que sujeta un sustrato a imprimir si se va a realizar una impresion de buena calidad, en particular a velocidades elevadas de impresion. Un desplazamiento angular de solo unos pocos grados puede afectar de modo radical a la calidad de la impresion. El enfoque tradicional para tratar este problema es colocar una cabeza de impresion sobre un conjunto de soporte apropiado en una posicion nominalmente correcta, para realizar despues una impresion de prueba para ver que calidad da como resultado y para ajustar despues mecanicamente la posicion de la cabeza de impresion de modo que se optimice la calidad de la impresion. Esto implica que un instalador realice ajustes mecanicos muy pequenos usando por ejemplo espaciadores. Puede ser un proceso que exige mucho tiempo.
Un objeto de la presente invencion es obviar o mitigar los problemas que se acaban de mencionar.
Segun un cuarto aspecto de la presente invencion, se proporciona un aparato de impresion que comprende un alojamiento, una cabeza de impresion montada sobre un conjunto de soporte de cabeza de impresion que se puede desplazar respecto del alojamiento en una direccion paralela a una trayectoria de cinta de impresion, un primer mecanismo de accionamiento para desplazar el soporte de cabeza de impresion respecto del alojamiento, un rodillo que en uso soporta un sustrato a imprimir sobre el lado de la trayectoria de cinta alejada de la cabeza de impresion, un segundo mecanismo de accionamiento para desplazar la cabeza de impresion respecto del conjunto de soporte de cabeza de impresion a una posicion de impresion en la que una parte de la cabeza de impresion se apoya contra el rodillo o cualquier sustrato o cinta interpuesto entre la cabeza de impresion y el rodillo y un controlador para ajustar el primer mecanismo de accionamiento para ajustar la posicion angular de la cabeza de impresion respecto del eje de rotacion del rodillo.
Preferentemente, la parte de la cabeza que se apoya contra el rodillo o cualquier sustrato o cinta interpuesta entre la cabeza de impresion y el rodillo, es la parte de la cabeza de impresion que contiene selectivamente elementos de
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impresion activables. Los elementos se pueden disponer linealmente a lo largo de la parte de la cabeza de impresion, por ejemplo la red lineal de elementos se puede disponer a lo largo de un borde, o en paralelo en proximidad intima con un borde de la cabeza de impresion.
En operacion, un instalador podria posicionar inicialmente una cabeza de impresion para que de este modo asumiese una posicion nominal de la que se pudiese esperar que produjera una impresion de gran calidad. A continuacion se usaria una operacion de prueba de impresion para evaluar la calidad de impresion, el soporte de cabeza de impresion se desplazaria luego respecto del alojamiento y se realizaria una nueva operacion de impresion, repitiendose el proceso hasta optimizar la calidad de impresion. De este modo no es necesario para el instalador realizar pequenos ajustes mecanicos en la posicion de la cabeza de impresion sobre su soporte.
El aparato de impresion segun el cuarto aspecto de la presente invencion se puede usar en combinacion con cualquiera de las caracteristicas del primer, segundo y tercer aspecto de la invencion definidos anteriormente.
En muchos mecanismos de accionamiento de cinta y particularmente en las maquinas de impresion de cinta, cargar una cinta de impresion nueva puede ser un proceso dificil ya que la cinta de impresion ha de posicionarse correctamente a lo largo de una trayectoria no lineal. A menudo la sustitucion de cintas de impresion se monta en una casete que esta destinada a montarse facilmente en una orientacion predeterminada sobre un aparato de impresion asociado. En tal disposicion es generalmente necesario posicionar una longitud de cinta que se extiende entre el soporte sobre la casete entre una cabeza de impresion y un rodillo de separacion. Es dificil de conseguir a menos que la cabeza de impresion y el rodillo de separacion se puedan separar para proporcionar una pista suficientemente ancha dentro de la que se pueda insertar la cinta.
Se conoce proporcionar una disposicion en la que bien la cabeza de impresion o bien el rodillo de separacion se pueden desplazar por un mecanismo de palanca que es accionado cuando se monta una casete sobre un aparato de impresion. Por ejemplo si la casete se mantiene en posicion mediante un pestillo mecanico, la liberacion del pestillo separara la cabeza de impresion y el rodillo de separacion mientras que el enganche del pestillo los une en una posicion lista para imprimir.
Tales disposiciones son satisfactorias en terminos de prestacion pero son desventajosas ya que se ocupa un espacio valioso por parte de los mecanismos de palanca, reduciendo de este modo el espacio disponible para coger carretes de cinta de gran diametro.
Un objeto de la presente invencion es obviar o mitigar los problemas expuestos anteriormente
Segun un quinto aspecto de la presente invencion, se proporciona un aparato de impresion que comprende un alojamiento, una cabeza de impresion montada sobre un conjunto de soporte de cabeza de impresion que se puede desplazar respecto del alojamiento en una direccion paralela a una trayectoria de cinta de impresion, un primer mecanismo de accionamiento para desplazar el soporte de cabeza de impresion respecto del alojamiento, un rodillo de separacion montado sobre el conjunto de soporte de cabeza de impresion y desplazable con la cabeza de impresion en dicha direccion paralela y un segundo mecanismo de accionamiento para desplazar la cabeza de impresion respecto del conjunto de soporte de impresion y el rodillo de separacion entre una posicion lista para imprimir adyacente a la trayectoria de cinta de impresion y una posicion de impresion en la que la cabeza de impresion entraria en contacto con una cinta de impresion sobre la trayectoria, en la que se proporciona un mecanismo de leva que se engancha como consecuencia del desplazamiento del conjunto de soporte de cabeza de impresion a una posicion predeterminada y cuando se engancha causa la retraccion de la cabeza de impresion a distancia de la posicion lista para imprimir a una posicion separada del rodillo de separacion y la trayectoria de cinta de impresion.
En una disposicion segun el quinto aspecto de la presente invencion, cuando una casete que lleva una cinta de impresion se ha de sustituir, se puede generar una senal electronica para causar el transporte del conjunto de soporte de impresion a una posicion predeterminada (una posicion “acoplada”.). Esto separa automaticamente la cabeza de impresion del rodillo de separacion, permitiendo la facil insercion de una cinta entre la cabeza de impresion y el rodillo de separacion.
El aparato de impresion segun el quinto aspecto de la presente invencion se puede usar en combinacion con cualquiera de las caracteristicas del primer, segundo, tercer y cuarto aspectos de la presente invencion definidos anteriormente.
Otro problema que se encuentra con las maquinas de impresion es el de conseguir velocidades de transporte de cinta suficientes en el intervalo entre fases de impresion de sucesivos ciclos de impresion. En algunos casos el tiempo que se tarda en transportar una cinta de impresion por una distancia igual a la longitud de cinta atravesada por la cabeza de impresion durante un ciclo de impresion es un factor limitador en la velocidad global de la maquina. Seria ventajoso poder reducir la distancia que una cinta avanza entre dos cualesquiera ciclos de impresion sucesivos.
Segun un sexto aspecto de la presente invencion, se proporciona un aparato de impresion que comprende una cabeza de impresion, un mecanismo de accionamiento de cinta de impresion para hacer avanzar una cinta de impresion entre la cabeza de impresion y una trayectoria a lo largo de la cual, en funcionamiento, avanza un sustrato a imprimir, medios para aplicar la cabeza de impresion a una cinta soportada en el mecanismo de accionamiento, comprendiendo la cabeza de impresion una red de elementos de impresion, cada uno de los cuales se puede activar selectivamente para liberar tinta desde una parte de la cinta que esta en contacto con ese elemento y un controlador para controlar la activacion de los elementos de impresion y el avance de la cinta para de este modo llevar a cabo una serie de ciclos de impresion cada uno de los cuales incluye una fase de impresion durante la que el movimiento relativo entre la cabeza de impresion y la cinta da como resultado que la cabeza de impresion que invierte una longitud predeterminada de cinta y una fase de no-impresion durante la que la cinta avanza una distancia
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predeterminada respecto de la cabeza de impresion, en la que el controlador se dispone selectivamente para activar diferentes grupos de elementos de impresion durante sucesivos ciclos de impresion, estando los grupos de elementos distribuidos sobre la cabeza de impresion de manera que los diferentes grupos entren en contacto con diferentes partes de la cinta y el controlador se dispone para hacer avanzar la cinta de manera que dicha distancia predeterminada de avance de cinta sea inferior a dicha longitud predeterminada de cinta, siendo los grupos de elementos de impresion activados de manera que la cinta avanza en al menos dicha longitud predeterminada de cinta en el intervalo entre dos cualesquiera fases de impresion en las que se activa el mismo grupo de elementos de impresion.
Si los elementos de impresion estan dispuestos en dos grupos, por ejemplo pixeles alternos distribuidos a traves de una cabeza de impresion lineal, se puede imprimir una imagen en un ciclo de impresion que usa un grupo, la cinta se puede avanzar en media longitud de cinta atravesada por la impresora durante el primer ciclo, una segunda imagen se puede imprimir usando el otro grupo durante un segundo ciclo, la cinta se puede avanzar de nuevo la mita de la distancia de travesia de la cabeza de impresion y a continuacion el primer grupo se puede activar durante un tercer ciclo de impresion y asi sucesivamente. De este modo el desplazamiento maximo de cinta entre sucesivos ciclos de impresion puede ser la mitad del que se debe albergar en los sistemas de impresion convencionales.
El aparato de impresion segun el sexto aspecto de la presente invencion se puede usar en combinacion con cualquiera de las caracteristicas del primer, segundo, tercero, cuarto y quinto aspectos de la presente invencion definidos anteriormente.
Evidentemente se apreciara que los elementos de impresion se dividiran en tres grupos, el avance de la cinta entre los ciclos sucesivos podria limitarse a una tercera parte de la longitud de cinta atravesada por la cabeza de impresion en un ciclo.
Ahora se describira una realizacion de la presente invencion, a titulo de ejemplo, con referencia a los dibujos anexos, en los que:
la figura 1 es una ilustracion esquematica de un sistema de accionamiento de cinta de impresora segun la presente invencion;
la figura 1 a es una ilustracion de una modificacion en el sistema de accionamiento de la figura 1;
la figura 2 es una vista en perspectiva de un conjunto de accionamiento de impresora de un sistema de accionamiento de cinta descrito con referencia a la figura 1;
la figura 3 es una vista esquematica en perspectiva de una casete de cinta de impresora que se puede montar sobre el conjunto de la figura 2;
las figuras 4 a 9 son otras ilustraciones del conjunto de accionamiento de la figura 2;
la figura 10 es una vista en perspectiva de un carro de soporte de cabeza de impresion incorporado en el conjunto de accionamiento de la figura 2;
la figura 11 es una vista en perspectiva de un carro de soporte de cabeza de impresion alternativo en cuanto lo mostrado en la figura 10 que se puede usar para invertir las posiciones de componentes del conjunto de accionamiento de la figura 2;
la figura 12 es una vista del conjunto de accionamiento despues de la conversion usando el soporte de cabeza de impresion alternativo de la figura 11;
las figuras 13 a 16 ilustran el uso de impresion intercalada usando el conjunto de accionamiento de la figura 2;
la figura 17 ilustra esquematicamente la operacion de un sistema optico de medicion de diametro de carrete de cinta de impresora;
la figura 18 es una ilustracion esquematica de un circuito para vigilar el consumo de energia por motores paso a paso incorporados en el conjunto de accionamiento de la figura 2;
la figura 19 es una ilustracion esquematica de un circuito para vigilar la relacion de carga entre los diametros de carretes de cinta montados sobre el conjunto de accionamiento de la figura 2;
la figura 20 ilustra un enfoque alternativo para vigilar diametros de carrete de cinta;
la figura 21 ilustra el ajuste del angulo de cabeza de impresion segun la invencion; y
la figura 22 ilustra el uso de aparato segun la presente invencion para producir imagenes mientas se cuenta con solamente el avance limitado de cinta de impresora.
En referencia a la figura 1, la impresora ilustrada esquematicamente segun la presente invencion tiene un alojamiento representado por la linea discontinua 1 que soporta un primer eje 2 y un segundo eje 3. Una cabeza de impresion desplazable 4 esta tambien montada en el alojamiento, siendo la cabeza de impresion desplazable a lo largo de una pista lineal indicada por la flecha 5. Una cinta de impresora 6 se extiende desde un carrete 7 recibido sobre un mandril 8 que es accionado por el eje 2 alrededor de los rodillos 9 y 10 a un segundo carrete 11 soportado por un mandril 12 que es accionado por el eje 3. La trayectoria seguida por la cinta 6 entre los rodillos 9 y 10 pasa enfrente de la cabeza de impresion 4. Un sustrato 13 sobre el que se ha de depositar la impresion sigue una
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trayectoria paralela a la cinta 6 entre los rodillos 9 y 10, interponiendose la cinta 6 entre la cabeza de impresion 4 y el sustrato 13.
El eje 2 es accionado por un motor paso a paso 14 y el eje 3 es accionado por un motor paso a paso 15. Otro motor paso a paso 16 control la posicion sobre su pista lineal de la cabeza de impresion 4. Un controlador 17 controla cada uno de los tres motores paso a paso 14, 15 y 16 descritos en lo sucesivo en mayor detalle, siendo los motores paso a paso capaces de conducir la cinta de impresion 6 en ambas direcciones como se indica mediante la flecha 18.
En la configuracion ilustrada en la figura 1, los carretes 7 y 11 se bobinan en el mismo sentido que el otro y de este modo giran en la misma direccion de rotacion para transportar la cinta. La figura 1a ilustra una modificacion del sistema de accionamiento de la figura 1 en la que los carretes se bobinan en el sentido opuesto al otro y deben girar en direcciones opuestas para transportar la cinta. De este modo el primer carrete 7 gira en el sentido de las agujas del reloj mientras que el segundo carrete 11 gira en el sentido contrario a las agujas del reloj para transportar la cinta de impresora 6 desde el primer carrete 7 al segundo carrete 11.
Como se describe en mayor detalle en lo que sigue, la impresora ilustrada esquematicamente en la figura 1 se puede usar tanto para aplicaciones de impresion continua como intermitente. En las aplicaciones continuas, el sustrato 13 estara en movimiento continuo. Durante un ciclo de impresion, la cabeza de impresion sera estacionaria pero la cinta se desplazara para de este modo presentar nueva cinta a la cabeza de impresion a medida que el ciclo avanza. Por el contrario, en aplicaciones intermitentes, el sustrato es estacionario durante cada ciclo de impresion, consiguiendose el movimiento relativo necesario entre el sustrato y la cabeza de impresion moviendo la cabeza de impresion durante el ciclo de impresion. La cinta sera generalmente estacionaria durante el ciclo de impresion. En ambas aplicaciones, es necesario poder avanzar y devolver la cinta rapidamente 6 entre ciclos de impresion para de este modo presentar cinta nueva a la cabeza de impresion y minimizar el desperdicio. Dada la velocidad a la que operan las maquinas de impresion y que se ha de presentar cinta nueva entre la cabeza de impresion y el sustrato durante cualquier ciclo de impresion, es necesario poder acelerar la cinta 6 en ambas direcciones a una velocidad elevada y posicionar precisamente la cinta respecto de la cabeza de impresion. En la disposicion mostrada en la figura 1 se supone que el sustrato 13 se movera solamente a la derecha como se indica mediante la flecha 19 pero como se describe en lo sucesivo el aparato se puede adaptar facilmente para imprimir sobre un sustrato que se desplaza a la izquierda en la figura 1.
En referencia a las figuras 2, 3 y 4, se describiran ahora los componentes electromecanicos que constituyen la impresora descrita en resumen con referencia a la ilustracion esquematica de la figura 1. El alojamiento de impresora 1 comprende una carcasa 20 en la que se alojan diversos componentes electronicos a describir en lo sucesivo por detras de una placa de cobertura 21. Los ejes 2 y 3 sobresalen a traves de aberturas en la placa de cobertura 21, patillas guia 9a y 10a sobresalen de la placa de cobertura 21 y la cabeza de impresion 4 va montada por encima de la placa de cobertura 21. La cabeza de impresion 4 es parte de un conjunto que se puede desplazar a lo largo de una pista lineal 22 que se fija en posicion respecto de la placa de cobertura 21. El motor paso a paso 16 que controla la posicion del conjunto de cabeza de impresion se situa por detras de la placa de cobertura 21 pero acciona una rueda de polea 23 que a su vez acciona una correa 24 que se extiende alrededor de otra rueda de polea 25, fijandose la correa al conjunto de cabeza de impresion. De este modo la rotacion de la polea 23 en la direccion de las agujas del reloj en la figura 4 acciona el conjunto de cabeza de impresion a la izquierda en la figura 4 mientras que la rotacion de la polea 23 en la direccion contraria a las agujas del reloj en la figura 4 acciona el conjunto de cabeza de impresion a la derecha en la figura 4. Las ruedas de polea 23 y 25 y la pista lineal 22 van montadas sobre un soporte rigido 26 que se extiende hacia arriba desde la placa de cobertura 21. La figura 2 muestra discos de mando montados sobre los ejes 2 y 3, definiendo los discos de mando casquillos diametralmente espaciados destinados a enganchar los carretes de cinta 8 y 12, mientras que en la figura 4 los discos de mando se han retirado para mostrar superficies superiores de los motores paso a paso 14 y 15.
En referencia a la figura 3, esto ilustra una cinta de impresora soportada sobre una casete que puede ir montada sobre la impresora de la figura 2. Los soportes de rodillos huecos 9b y 10b estan destinados a recibir las patillas 9a y 10a respectivamente mostradas en la figura 2, de manera que la combinacion de la patilla 9a y el rodillo hueco 9b juntos constituyen el rodillo 9 de la figura 1 y de tal manera que la patilla 10a y el rodillo hueco 10b juntos constituyen el rodillo 10 de la figura 1. Los carretes 7 y 11 se apoyan sobre los mandriles 8 y 12 que son un ajuste suave sobre ejes giratorios montados sobre una placa de cobertura comun con los rodillos huecos 9b y 10b. Los ejes giratorios definen patillas que se enganchan con los casquillos definidos sobre los discos de mando por los ejes 2, 3. De este modo, con el casete en su sitio, la cinta se puede transferir entre los dos carretes 7 y 11.
La placa de cobertura de alojamiento 21 (figura 2) tambien soporta un soporte posterior vertical 27 sobre el que se apoyan un par de emisores 28, 29. Estos dos emisores operan en cooperacion con un receptor que se puede desplazar con el conjunto de cabeza de impresion descrito en mayor detalle en lo sucesivo.
El conjunto de cabeza de impresion 4 se muestra en una posicion “acoplada” en las figuras 2 y 4 y en una posicion en la figura 5 en la que esta listo para imprimir sobre una platina de rodillo 30 (que supone la operacion en modo continuo con un sustrato que se mueve de forma continua) y en una posicion lista para imprimir en la figura 6 en la que la cabeza de impresion esta lista para imprimir sobre un sustrato que es estacionario y se posiciona enfrente de una pletina plana estacionaria 31. En la posicion mostrada en las figuras 2 y 4, un borde 32 de la cabeza de impresion 4 se retrae por detras de la trayectoria de cinta entre los rodillos 9 y 10 mientras que un rodillo de separacion 33 se posiciona en el lado opuesto de la trayectoria de cinta de la cabeza de impresion 4. Esto hace que sea facil instalar una nueva casete de cinta. Por el contrario, en la posicion lista para imprimir en las figuras 5 y 6, la cabeza de impresion 4 se ha avanzado para que el borde 32 sobresalga solo mas alla del extremo exterior del rodillo 33. De este modo en la posicion lista para imprimir la cinta de impresion pasa alrededor del borde 32 y se separa desviandose del sustrato subyacente por el rodillo 33.
El borde 32 de la cabeza de impresion 4 (que es de forma convencional) soporta una red de elementos termicos, cada uno de los cuales se puede activar selectivamente. Cuando la cinta 6 se empareda entre la cabeza 4 y un
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sustrato 13, la tinta adyacente a cualquier elemento termico activo se funde y se transfiere al sustrato. De este modo por control apropiado de los elementos termicos, se puede transferir pequenas partes de tinta llevadas por la cinta 6 al sustrato 13. Cada una de estas partes de tinta se puede considerar como que define un pixel de la imagen a imprimir.
En referencia ahora a todas las figuras de la 2 a la 9, se describira la estructura detallada del conjunto de cabeza de impresion y la corredera sobre la que se monta. La figura 9 muestra el conjunto de cabeza de impresion empujado hacia delante a una posicion de ajuste que pone de manifiesto componentes asociados del conjunto. La figura 9 es la mejor vista de una ranura 34 formada en el soporte vertical 26 sobre el que la pista lineal 22 va montada. Una corredera 35 que soporta un carro de cabeza de impresion 36 va montada sobre la pista lineal 22. La corredera 35 y la pista 22 son productos de gran precision para proporcionar movimiento paralelo, suave, de baja friccion del carro de cabeza de impresion 36 respecto del soporte 26. Un detector optico 37 va montado sobre el carro de cabeza de impresion 36 para de este modo estar en registro con la ranura 34 formada en el soporte 26. El detector 37 se usa como se describe en lo sucesivo para detectar luz emitida desde el emisor 28 y 29, garantizando la ranura 34 que la unica obstruccion entre el detector 27 y los emisores 28 y 29 seran cualesquiera carretes de cinta montados sobre la impresora en una casete como la ilustrada en la figura 3. La casete esta asegurada contra el desplazamiento relativo de los componentes ilustrados en la figura 3 por un iman permanente (no mostrado) incorporado en el cuerpo de casete y que coopera con un enganche de cierre de acero circular 38 montado sobre la parte superior del soporte 26. Las disposiciones alternativas para fijar la casete en posicion son evidentemente posibles, por ejemplo conjuntos de pestillo mecanico.
El carro de cabeza de impresion 36 soporta el conjunto de cabeza de impresion que comprende la cabeza de impresion 4 fijada con pernos a una placa pivotante 39 que va montada para pivotar alrededor de una patilla de pivote 40 que a su vez va montada sobre una placa 41 fijada con pernos al carro de cabeza de impresion 36. Un resorte 42 empuja la placa 39 hacia la placa 41 de manera que en la ausencia de cualquier obstruccion la cabeza de impresion 4 asumira la posicion respecto del carro de cabeza de impresion 36 como se muestra en la figura 4. El rodillo de separacion 33 se fija en posicion sobre un brazo 43 que se fija con pernos al carro de cabeza de impresion 36.
Una unidad de accionamiento neumatico 44 es un ajuste deslizante dentro de una ranura dispuesta en el carro de cabeza de impresion 36 y acciona un piston 45 que se muestra en la posicion extendida en la figura 8 y en la posicion retraida en la figura 7. El dispositivo de accionamiento neumatico 44 se conecta a una linea flexible de alimentacion neumatica (no mostrada) conectada a una entrada de aire 46 (figura 2). La entrada 46 se conecta a un tubo 47 que se extiende a traves de una abertura en el carro de cabeza de impresion 36 de manera que se comunica con la unidad de accionamiento neumatico 44. El piston 45 de la unidad de accionamiento neumatico se apoya contra un miembro en forma de U 48 que se acopla por patilla de pivote 49 a un soporte en forma de U 50. El soporte 50 soporta una patilla 51 (figura 9) que se destina a enganchase en una ranura 52 en una placa de leva 53. El soporte 50 define un codo curvado 54 que se destina a engancharse contra la superficie curvada 55 definida en la placa 39 como se muestra en las figuras 7 y 8. Si sin embargo la patilla 51 queda recibida en y empujada al extremo ciego de la ranura 52, el soporte 50 se separa por empuje de la cabeza de impresion 4, permitiendo que la placa 39 gire hacia la placa 41 de manera que la cabeza de impresion 4 asuma la posicion acoplada mostrada en las figuras 2 y 4.
El soporte 50 es empujado por resorte por un muelle (no mostrado) acoplado a una palanca 50a (vease la figura 7) para de este modo asumir normalmente la posicion mostrada en la figura 7. Si se suministra a continuacion aire a presion al dispositivo de accionamiento neumatico 44, el conjunto asume la posicion mostrada en la figura 8 en la que se vera que el borde de impresion 32 de la cabeza de impresion 42 se ha empujado mas alla del rodillo de separacion 33. Si con la unidad de accionamiento neumatico 44 desactivada y por lo tanto el miembro en forma de U 48 en la posicion mostrada en la figura 7 el carro se desplaza de manera que la patilla 51 se introduce en la ranura 52, otro movimiento del carro en la misma direccion hara que la patilla 51 se desplace dentro del extremo ciego de la ranura, haciendo de este modo que el soporte 50 gire alrededor de la patilla de pivote 49 de manera que ya no obstruya el movimiento de la cabeza de impresion 4 a la posicion acoplada. Si el movimiento del carro se invierte luego, la patilla 51 hace que el soporte 50 gire de nuevo, empujando la cabeza de impresion 4 en la posicion mostrada en la figura 7. La posicion mostrada en la figura 7 corresponde a la posicion “lista para imprimir” y la posicion mostrada en la figura 8 corresponde a “impresion”.
La figura 10 es una vista en perspectiva del carro de cabeza de impresion 36 que muestra el casquillo en el que el aparato ensamblado recibe la unidad de accionamiento neumatico 44. Se dispone una abertura 56 para recibir el tubo de entrada de aire 47 (vease la figura 7). Una lengueta 57 sobresale del borde inferior del carro 36 de cabeza de impresion y se usa de una manera no mostrada para fijar el carro de cabeza de impresion a la correa 24.
En la realizacion de la invencion ilustrada en las figuras 1 a 10, se pretende que un sustrato a imprimir sea desplazado mas alla de la cabeza de impresion en la direccion de izquierda a derecha respecto de la figura 5 o la cabeza de impresion cuando la impresion se desplaza en la direccion de derecha a izquierda respecto de la platina 31 en la figura 35. El rodillo de separacion esta en todos los casos posicionado sobre el lado corriente abajo del borde de impresion 32. Hay muchas circunstancias sin embargo en las que tal disposicion no es apropiada y seria deseable invertir la disposicion de manera que las posiciones relativas del borde 32 y el rodillo de separacion 33 se invierten y la posicion de la cabeza de impresion 4 se invierte tambien. Esto es facil de conseguir con el aparato ilustrado sustituyendo el carro de cabeza de impresion 36 mostrado en la figura 10 con el carro 58 de cabeza de impresion mostrado en la figura 11. La figura 12 ilustra el conjunto resultante. Se subrayara que el carro 58 de cabeza de impresion de la figura 11 define tambien un casquillo 59 para recibir la unidad de accionamiento neumatico 44 y una abertura 60 para recibir el tubo de entrada de aire 47. Se subrayara tambien que el carro 58 de cabeza de impresion de la figura 11 es una imagen especular alrededor de un plano vertical del carro 36 de la cabeza de impresion de la figura 10.
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En referenda a la figura 12, se observara que ademas de invertir la posicion de la cabeza de impresion 4 y el rodillo de separacion 33, la placa de leva 53 ha girado tambien 180° y se ha ajustado sobre el lado opuesto del iman 38 en su posicion en la realizacion de las figuras 1 a 10. El brazo 43 sobre el que se monta el rodillo de separacion 33 se ha desplazado tambien para de este modo seguir situandose adyacente a la placa de cobertura 21.
La disposicion de impresora descrita proporciona una serie de ventajas muy notables. En primer lugar, es posible usar el mismo aparato tanto para impresion continua como para impresion intermitente. La conversion de una linea de produccion de una forma de impresion a otra no significa por lo tanto que se deban comprar nuevas impresoras. En segundo lugar, haciendo modificaciones relativamente menores que implican solamente un componente adicional (los carros de cabeza de impresion alternativos de las figuras 10 y 11), se puede usar el mismo aparato tanto para aplicaciones a izquierda como a derecha, usandose estos terminos en el sentido de la figura 2 (izquierda) y de la figura 12 (derecha). En tercer lugar, la sustitucion de cinta es sencilla dado que cuando esta en posicion acoplada se vuelve a tirar automaticamente la cabeza de impresion 4 alejandose del rodillo de separacion 33 para de este modo proporcionar una pista ancha en la que se puede insertar una cinta de impresora de sustitucion llevada sobre una casete.
En referencia a las figuras 13, 14, 15 y 16, se describiran diferentes procedimientos para hacer un uso eficiente de la cinta de impresion usando el aparato descrito en las figuras 1 a 12. Todos estos procedimientos dependen de la alta precision con la que se puede suministrar cinta a la cabeza de impresion para de este modo minimizar el desperdicio de cinta.
En referencia a la figura 13, es una vista de una cinta cuya longitud se indica mediante la flecha 61 y con la que se han llevado a cabo seis operaciones de impresion individuales usando regiones de superposicion de la cinta. Estas seis regiones se indican como regiones 62 a 67, la segunda mita de la region 62 se superpone a la primera mitad de region 63, la segunda mitad de la region 63 se superpone a la primera mitad de la region 64 y asi sucesivamente. Asumiendo la impresion sobre un sustrato, se imprime la region 62, la cinta se avanza luego en media longitud de las regiones, la region 63 se imprime, la cinta se avanza luego de nuevo en media longitud de las regiones, se imprime luego la region y asi sucesivamente.
Tales regiones impresas de superposicion se podrian usar tanto en procesos de impresion continua como de impresion intermitente. En la disposicion descrita, las regiones adyacentes se superponen en la mitad del ancho de cada region, pero se podrian considerar diferentes proporciones de superposicion. Dado que las regiones de impresion adyacentes se superponen, es importante que una region de la cinta que esta superpuesta por dos regiones de impresion adyacente se usa de una manera que garantiza que los progresos de impresion son solamente sobre la base de usar partes de la cinta que se usan en solamente una de las dos regiones de superposicion. Esto se puede llevar a cabo por ejemplo seleccionando solamente partes alternas de la cinta dentro de cualquier region de impresion. Por ejemplo, como se ilustra en la figura 14, si los elementos (pixeles) termicos adyacentes sobre la cabeza de impresion se representan por las areas de cinta 68 y 69, las areas de cinta 68 se usarian en imprimir una region (por ejemplo la region 62) y las areas de cinta 69 se usarian en imprimir la region adyacente (region 63). De esta manera, la provision de espaciamiento entre los pixeles adyacentes sobre la cabeza de impresion es suficientemente pequena para permitir una imagen de una calidad razonable a imprimir usando solamente pixeles alternos, pudiendose generar el doble de imagenes a partir de una cinta lo que seria el caso si se utilizasen todos los pixeles, elementos para fines de impresion en una unica imagen y no hubiese superposicion entre regiones de impresion. Ademas sin embargo la distancia que la cinta debe avanzar entre las fases de impresion en sucesivos ciclos de impresion se reduce a la mitad. Esto es ventajoso ya que en algunas aplicaciones esto permite una operacion de la maquina mas rapida.
Para ilustrar esta ventaja, la figura 15 muestra la impresion convencional sobre un sustrato sin superposicion entre sucesivos ciclos mientras que la figura 16 ilustra la misma operacion que cuenta con tal superposicion.
En referencia a la figura 15, se muestra un sustrato 70 sobre el que se han impreso sucesivas imagenes 71 y 72. Debajo del sustrato se muestra una cinta de impresion 73 en la que las areas 74 y 75 se han usado para producir las imagenes 71 y 72. La longitud de transporte de cinta se indica mediante la flecha 76 y es igual al doble de la longitud de una unica imagen.
En referencia a la figura 16, esta muestra como la impresion por superposicion puede tanto reducir el uso de cinta como reducir la distancia de transporte de cinta entre sucesivas fases de impresion. Se vera que cada una de las areas 74 y 75 en la figura 16 es solamente la mitad de la longitud de las areas correspondientes en la figura 15 y la distancia de transporte de cinta se reduce por lo tanto a la mitad. En algunas aplicaciones, alli donde se requiere transporte de cinta rapido, la reduccion a la mitad de la distancia que la cinta debe ser transportada entre sucesivas fases de impresion puede mejorar notablemente la capacidad del dispositivo para utilizar alta velocidad. Se apreciara tambien que se pueden usar mas de dos grupos de elementos de impresion de manera que en el caso de por ejemplo tres grupos la longitud de transporte de cinta requerida seria solamente un tercio de la longitud de imagen. De este modo habria un equilibrio entre la longitud de transporte de cinta de impresora y la calidad de imagen pero este aspecto de la presente invencion no proporciona al operador de tal equipo mayor flexibilidad lo que en algunas aplicaciones sera de una importancia economica real.
Las ventajas descritas con referencia a las figuras 13 a 16 se pueden conseguir unicamente si la cinta de impresora se puede posicionar respecto del sustrato y la cabeza de impresion con gran precision. El enfoque convencional para conseguir un control preciso de aceleracion, deceleracion, velocidad y posicion de cinta ha contado con un rodillo de cabestrante posicionado entre los carretes de alimentacion y suministro, pero la presente invencion cuenta con un enfoque completamente diferente, es decir el control preciso del dispositivo de accionamiento aplicado a los motores paso a paso 14 y 15 (figura 1) que acciona los carretes de cinta. Los motores paso a paso operan en modo bidireccional de empujar-tirar, es decir si la cinta se desplaza en una direccion entre los carretes ambos motores paso a paso son accionados en la direccion opuesta. La coordinacion del dispositivo de accionamiento con los dos
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motores paso a paso requiere el conocimiento de los diametros de los carretes y esto se consigue usando dispositivos emisores de luz 28 y 29 y el dispositivo de deteccion de luz 37 se muestra en por ejemplo la figura 2.
La figura 17 ilustra como los dispositivos de emision de luz 28 y 29 y el detector 27 se usan para determinar los diametros de carrete. El detector 37 se monta sobre el carro de cabeza de cinta 36 y se puede desplazar entre la posicion indicada por la linea 76 y la posicion indicada por la linea 77. Al moverse el detector 37 a la derecha en la figura 17 desde la posicion indicada por la linea 76, se activa inicialmente el emisor 28. Inicialmente el detector 37 esta en la sombra proporcionada por el carrete 7, pero tan pronto con el detector 37 atraviesa el plano indicado por la linea 78a se generara una senal de salida. Esta senal de salida desaparecera cuando el detector 37 atraviese el plano indicado por la linea 78. El detector 37 avanza luego a la posicion indicada por la linea 77 y a continuacion vuelve despues de que el emisor 28 se haya desactivado y que el emisor 29 se haya activado. Inicialmente el detector 77 estara en la sombra del carrete 11 pero generara una senal de salida tan pronto como alcance el plano indicado por la linea 79a. Esta senal de salida desaparecera en cuanto el detector 37 atraviese el plano indicado por la linea 79b. Las posiciones relativas al desplazamiento del detector en las que el detector intersecta los planos 78a, 78b, 79a y 79b se pueden determinar de este modo. La dimension A, es decir la distancia entre los ejes de rotacion de los dos carretes, es conocida. Se conoce la distancia perpendicular B entre la pista seguida por el detector 37 y el plano en el que se localizan los emisores 28 y 29, ya que es la distancia perpendicular C desde los ejes de los arboles 2 y 3 hasta la pista seguida del detector 37. A partir de estas dimensiones los diametros D1 y D2 de los carretes 7 y 1 se pueden derivar usando trigonometria simple.
Se usan dos emisores 28, 29 para garantizar que para cualquier carrete el detector 37 puede “ver” la sombra proyectada por al menos uno de los emisores sin tener en cuenta el tamano del diametro de los carretes. Se apreciara sin embargo que otras disposiciones de uno o mas emisores y uno o mas detectores se podrian considerar.
Se apreciara que el calculo de los diametros de carrete seria algo mas sencillo si los planos 78a, 78b, 79a y 79b fuesen perpendiculares a la direccion de desplazamiento del detector 37. Esto se puede conseguir por ejemplo sustituyendo los emisores 28 y 29 con un espejo que se extiende en paralelo a la direccion de desplazamiento del portador de cabeza de impresion 36 y disponiendo tanto un transmisor como un detector sobre el carro de cabeza de impresion 36, detectando el detector luz solamente cuando tanto este ultimo como el emisor estan en un plano perpendicular al espejo. Aunque tal disposicion es sencilla en terminos de la trigonometria requerida tiene desventajas porque un fallo de bien el transmisor o bien el detector se podria interpretar como que el detector esta en la sombra de uno de los carretes.
Dado el conocimiento de los diametros de carrete, los carretes se pueden accionar en modo de empujar-tirar para de este modo conseguir altas velocidades de aceleracion y deceleracion por el control apropiado de velocidades de giro de los dos motores paso a paso. La tension en la cinta entre los dos carretes debe sin embargo ser controlada de cerca para evitar que la tension se vuelva demasiado alta (dando como resultado un sobreapretamiento de la cinta sobre los carretes o incluso una rotura de cinta) o que la tension se vuelva demasiado baja (dando como resultado una perdida de control de posicion como resultado de que la cinta se esta aflojando). Para evitar que esto se produzca, se vigilan los cambios en los diametros de carrete a lo largo del tiempo por referencia a los motores paso a paso y la tension en la cinta se vigila directamente por referencia a la corriente emitida por los motores paso a paso.
En una realizacion de la invencion, cuando se ajusta un casete nuevo sobre un aparato tal como el descrito con referencia a las figuras 1 a 10, uno de los ejes de casete soportara un carrete casi vacio (el carrete de recuperacion) y el otro soportara un carrete casi lleno (el carrete de alimentacion). El motor paso a paso asociado al carrete de recuperacion se denominara en lo sucesivo el motor de recuperacion y el otro motor paso a paso se denominara motor de alimentacion.
Inicialmente, el motor de recuperacion se activa para eliminar cualquier flojedad de la longitud de cinta que se extiende entre los dos carretes. Se lleva a cabo un barrido de cabeza de impresion con el sistema optico descrito con referencia a la figura 17 para obtener una evaluacion inicial de los diametros de los carretes. El motor de alimentacion se activa entonces para tensar la cinta que se extiende alrededor del carrete de alimentacion. El motor de recuperacion es accionado entonces para tirar de la cinta del carrete de alimentacion, desactivandose el carrete de alimentacion. Se vigila el numero de pasos dados por el motor que acciona el carrete de recuperacion. El otro motor no se para, pero genera una fuerza contraelectromotriz que da como resultado la generacion de impulsos que se cuentan. Despues de unas pocas vueltas de los carretes, el numero de pasos dados por el motor de recuperacion y el numero de impulsos generados por el motor de carrete de alimentacion se cuentan y los numeros contados se usan para establecer la relacion entre los dos diametros. La cinta se lleva entonces a una parada de control. Ambos motores se deceleran de una manera controlada para evitar sobrecarga. De este modo se acciona el motor de carrete de alimentacion por impulsos para causar la deceleracion. La aplicacion de impulsos de deceleracion al motor de carrete de alimentacion en sincronia con el giro del motor se lleva a cabo vigilando la fuerza contraelectromotriz generada en un bobinado de ese motor y a continuacion activando este bobinado en un momento apropiado para aplicar un par de deceleracion. Se requiere una serie de rotaciones del carrete de recuperacion para minimizar la oportunidad de que cualesquiera colas de cinta que se extienden desde los carretes obstruyan las trayectorias opticas de la disposicion de barrido como se ilustra en la figura 17. Otro barrido optico se puede llevar a cabo entonces en ambas direcciones para determinar el radio del carrete de recuperacion mientras que ese carrete es estacionario. Un barrido optico se puede repetir luego a medida que el carrete gira por incrementos de 30° alrededor del eje de motor paso a paso por avance paso a paso del motor en el numero apropiado de pasos, siendo ese numero constante. Esto constituye un mapa de las dimensiones del carrete (que puede no ser perfectamente circular) y ese mapa se usa para calcular el radio medio para cada carrete para el arco que cada uno girara en cada alimentacion de cinta y usara ademas estos radios para calcular variaciones en diametro alrededor de los ejes de carrete. Esto hace posible determinar de forma precisa la circunferencia de cada carrete y el efecto de un numero predeterminado de avance de pasos del motor que acciona ese carrete. Por ejemplo los diferentes radios calculados se pueden usar para calcular la velocidad de pasos y el numero de pasos
requerido por cada motor para accionar los carretes de una manera apropiada para de este modo alimentar la cinta una distancia predeterminada. Estos radios y las velocidades de pasos se pueden usar tambien en calculos de vigilancia de tension tal como los descritos anteriormente.
El mismo procedimiento de barrido optico se lleva a cabo en ambas direcciones para medir el radio del carrete de 5 alimentacion. Esta informacion se combina luego con la relacion previamente calculada de diametros de carrete para dar un conjunto preciso de datos relacionados con los diametros y formas de carrete. La cinta alimentada por el carrete de alimentacion hacia el carrete de recuperacion se vuelve a rebobinar sobre el carrete de alimentacion para de este modo evitar el desperdicio de cinta.
Los motores paso a paso comprenden generalmente dos bobinas arrolladas en cuadratura y se suministra corriente 10 en una secuencia de impulsos a una de las bobinas o a ambas bobinas y en ambos sentidos (positivo y negativo) para de este modo conseguir avance por paso de los ejes de motor. Con el fin de conseguir una prestacion razonable a pesar de la constante de tiempo electrica inherente de estas bobinas se conoce bien el hecho de sobremultiplicar motores paso a paso aplicando un voltaje que es mucho mayor que la intensidad nominal del motor y modular el ancho de impulso de este voltaje cuando se alcanza la corriente de motor deseada. Por ejemplo, con un 15 motor de 3,6 voltios capaz de disponer dichos dos amperios se puede aplicar un voltaje de 36 voltios. Esto da como resultado una elevacion muy rapida de corriente a traves del motor, tipicamente en unas pocas decimas de microsegundos. Dado este sobremando del voltaje de alimentacion, se separan periodos relativamente cortos de aplicaciones de voltaje de alimentacion por periodo relativamente largos durante los que no se aplica voltaje de alimentacion. Por consiguiente la corriente de la alimentacion a los motores no es nada regular. Ademas, incluso 20 cuando un motor esta operando con carga cero en relacion con la funcion que se lleva a cabo (ecuacion de tension cero en la cinta de impresora), la corriente de alimentacion al motor sera una funcion de diversos factores tales como la velocidad de giro del motor, las caracteristicas particulares de ese motor (eficiencia, etc) y las caracteristicas particulares del circuito de mando del motor (variancias de ganancia y desvio). Por lo tanto es necesario calibrar los motores para tener en cuenta la variacion de corriente relacionada con estos factores en lugar de con la carga de 25 motor.
Los motores se calibran accionando cada uno de ellos en condiciones de carga cero en cada una de una serie de diferentes velocidades, por ejemplo a velocidades correspondientes a 125 pasos por segundo, 250 pasos por segundo, 375 pasos por segundo y asi sucesivamente en incrementos de 125 pasos por segundo hasta 5.000 pasos por segundo. Esto cubrira generalmente el intervalo de velocidades de cinta requeridas para el avance de cinta, 30 siendo ese intervalo generalmente de velocidades de transporte de cinta de 100 mm por segundo a 600 mm por segundo. Este proceso se repite una serie de veces, por ejemplo veinte veces y el resultado medio se usa para calcular un factor x de calibrado de motor para cada velocidad de paso y para cada motor. Se usa la siguiente relacion:
imagen1
35 en la que
x es el factor de calibrado para el motor a la velocidad de paso dada. v es el valor de operacion medio de motor medido a la velocidad dada de paso.
N es un factor de normalizacion o de escala constante.
De lo anterior se calcula para cada motor una serie de valores x para cada una de las velocidades de paso 40 predeterminadas. Cuando el aparato esta en uso, para una velocidad de paso dada se selecciona uno de los valores x para usar en el calculo de tension de cinta, o un valor para x se calcula para la velocidad de paso dada por interpolacion de los dos valores de x para las velocidades de paso predeterminadas mas cercanas a la velocidad dada.
La figura 18 ilustra el calculo de valores V tanto durante el calibrado de motor como en el control de tension de cinta 45 posterior. En referencia a la figura 18, una fuente de alimentacion regulada 80 activa un primer circuito de mando de motor 81 y un segundo circuito de mando de motor 82. La corriente desde la alimentacion 80 al circuito de mando de motor 81 se suministra a traves de un resistor de baja resistencia 83, siendo el potencial desarrollado a traves del resistor 83 aplicado a un trasladador de nivel 84. De forma similar, la corriente al dispositivo de mando de motor 82 se suministra a traves de un resistor de bajo valor de resistencia 85 y el voltaje desarrollado a traves de este resistor 50 se aplica a un trasladador de nivel 86. Las senales de salida de los trasladadores de nivel 84 y 86 se aplican a convertidores de analogico a digital 87 y 88 cuyas senales de salida se aplican a un microcontrolador 89. El microcontrolador emite una senal de salida de impulsos 90 al primer dispositivo de mando del motor 81 y una senal de salida de impulso 81 al segundo dispositivo de mando de motor 82. Los dispositivos de mando de motor activan los motores paso a paso representados esquematicamente por cilindros 92 y 93 que accionan los carretes 55 respectivos 94 y 95.
Durante el calibrado de motor, no se montan carretes sobre las salidas de los motores paso a paso 92 y 93. Para una velocidad de paso dada para cada motor las salidas de CCA 87 y 88 se graban de manera que se conocen x y V para cada motor a cada una de las velocidades de paso preseleccionadas. Esos valores se usan entonces como se describe en lo sucesivo para permitir la vigilancia directa de tension de cinta en la cinta entre los carretes 94 y 95, 60 habiendo sido estos carretes montados sobre los ejes de salida de los motores paso a paso 92 y 93.
Las formulas usadas para el calculo de tension son las siguientes, asumiendo que el motor 92 sea de traccion 92 y el motor 93 de empuje:
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V,x,»(N + r,tx,)f(T) ' (1)
VJx2=(N-r2tx2)f(T) (2)
Donde:
Vi es la salida de CCA 88 dada una alimentacion de cinta de velocidad de paso constante seleccionada V2 es la salida de CCA 87 dada la alimentacion de cinta 13 es el radio del carrete 94 r2 es el radio del carrete 95
x1 es el factor de calibrado para el motor 92 para la velocidad de paso constante seleccionada x2 es el factor de calibrado para el motor 93 para la velocidad de paso de motor 93 N es el factor de escala usado durante el calibrado de motor t es la tension de cinta
f(T) es una funcion relacionada con la temperatura
Las variaciones de temperatura que afectaran a los valores medidos Vi y V2 afectaran generalmente a ambos motores en la misma medida. Por lo tanto dividiendo la ecuacion (1) por la ecuacion (2) las funciones d(T) se contrarrestan. La ecuacion se puede resolver por lo tanto para derivar una medicion de tension t como sigue:
t=n ((v,/xj) - (vyxoyo^i+v^) (3)
De este modo para cualquier velocidad de paso para los motores, se pueden consultar los factores de calibrado apropiados X1, X2 y usarlos para derivar una medida de la tension de cinta t. Si el valor derivado de t es demasiado alto (por encima de un limite predeterminado), luego se puede hacer un pequeno ajuste de paso a cualquiera o a ambos de los motores para anadir una pequena seccion de cinta a la longitud de cinta entre los carretes. Si el valor derivado de t es demasiado bajo (por debajo de un limite predeterminado diferente), luego se puede retirar una pequena seccion de cinta de la longitud de cinta entre los carretes. Los algoritmos de control usados para determinar las cantidades de correccion de cinta anadida o retirada de la longitud de cinta entre los carretes pueden ser de forma convencional, por ejemplo los algoritmos conocidos como algoritmos de control derivados integrales proporcionales (control PID). Los algoritmos hacen posible comparar la tension medida t con limites superior e inferior predeterminados (los asi llamados banda muerta) y si la tension medida esta fuera de estos limites, se puede calcular la diferencia entre la tension medida t y una tension de “demanda nominal” que se establece a un nivel entre los limites superior e inferior, siendo el resultado de este calculo considerado como una “senal” de error. Esta “senal” de error se procesa matematicamente a traves de los algoritmos PID, que incluyen una constante de ganancia proporcional, asi como factores integrales y derivativos. El procesamiento matematico da como resultado una cantidad de “correccion” de cinta que necesita ser anadida a o eliminada de la trayectoria de cinta entre los carretes durante la siguiente alimentacion de cinta. Esta adicion o retirada de cinta mantiene la tension de cinta dentro de limites aceptables.
En mayor detalle, se puede calcular el valor de correccion calculando el error (la diferencia entre la tension nominal y la tension medida) y dividiendo el error por el factor de ganancia que depende del ancho de cinta. Cuanto mayor es el factor de ganancia mas apretado sera el sistema a medida que aumente la tension nominal. El factor de ganancia depende tambien del ancho de cinta a medida que cambian las constantes de ganancia para tomar en cuenta diferentes anchos de cinta. Esto es debido a que un ancho de tension que pudiese causar un estiramiento considerable en una cinta estrecha causaria un estiramiento minimo en una cinta ancha y por lo tanto los efectos de anadir o retirar cinta de la longitud de cinta entre los carretes se ve radicalmente afectada por la rigidez de cinta. Sucesivos ciclos pueden ajustar el factor de ganancia a partir de un valor nominalmente de 100 (apretado) a un valor de nominalmente 80 (flojo). Para cada lectura apretada o floja consecutiva despues de una primera lectura, se puede anadir una correccion suplementaria de 0,1 mm. Se mantiene tambien un acumulador de errores y si las correcciones acumuladas (que son negativas para apretado y positivas para flojo) sobrepasan mas o menos 2 mm luego se anade 0,1 mm adicionales a la correccion. Estos son los dos componentes integrales que permiten que el sistema funcione de una manera estable y permiten mantener la tension de cinta en o cerca de la tension nominal.
El sistema de alimentacion de motor divide la correccion equitativamente entre ambos motores para evitar grandes huecos entre impresiones o sobreimpresiones sobre la cinta. El sistema realiza esto calculando el numero de pasos a que asciende esta media correccion para el motor paso a paso con el mayor diametro real. Estos pasos se vuelven a calcular a continuacion como una distancia (contando con los diametros de carrete conocidos) y se sustraen de la cantidad de correccion original. El valor resultante se usa entonces para calcular la correccion para el motor que acciona el carrete de menor diametro. Debido al hecho de que el motor que acciona el carrete de menor diametro tiene la menor dimension de paso (cuando cada paso se convierte en longitud de cinta) puede alimentar mas precisamente la distancia restante. De este modo el mecanismo ajusta la tension en una cantidad que es lo mas proxima posible a la demandada por la correccion original.
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Se apreciara que si se calcula una lectura de tension particularmente baja por el procedimiento anterior, esta puede ser tomada por el sistema de control como indicadora de una condicion de fallo, por ejemplo rotura de cinta, o la cinta se afloja tanto que lo mas probable es que el sistema no pueda efectuar un control adecuado. En tales circunstancias, el sistema de control puede producir unos limites bajos predeterminados de “cinta rota” de manera que cuando la tension medida t cae por debajo de este limite, el sistema de control puede detener el proceso de impresion y hacer valer las senales de salida de fallo apropiadas y los mensajes de aviso. De este modo el sistema puede ofrecer deteccion valiosa de “cinta rota” sin la necesidad de disposiciones de deteccion adicionales.
La figura 19 ilustra un circuito para calcular la relacion de los diametros de los carretes 94 y 95 en el circuito de la figura 18. El carril de alimentacion positiva 96 de la fuente de alimentacion 80 (figura 18) esta dispuesto para suministrar corriente a cuatro bobinados 97, 98, 99 y 100. La corriente se emite por los bobinados 97 a 100 por los transistores 101 que son controlados por circuitos de control de motor y de logica de secuenciacion 102. La velocidad de paso se controla por una entrada en linea 103 y el dispositivo de accionamiento se habilita o deshabilita por una entrada en linea (un valor alto en linea 104 habilita, un valor bajo deshabilita). Como anteriormente, si el motor 92 esta en traccion, el circuito de mando 108 para este motor se habilita y por lo tanto se conoce el angulo de rotacion para el carrete accionado (94). El circuito de mando para el motor en traccion (93) se deshabilita (linea 104 baja). De este modo el motor 93 actua como un generador y una fuerza contraelectromotriz se genera a traves de cada uno de los bobinados de motor 97 a 100. Los componentes incorporados a la caja 108 de la figura 19 corresponden a uno de los circuitos de mando de motor 81, 82 de la figura 18. El voltaje desarrollado a traves del bobinado 100 se aplica a un circuito trasladador de nivel 105, la senal de salida del cual se aplica a un detector de cruce de cero 106 alimentado con una referencia de voltaje sobre su entrada positiva. La senal de salida del detector de cruce de cero 106 es una serie de impulsos en linea 107. Esos impulsos se suministran al microprocesador 89 de la figura 18. Contando estos impulsos del motor 93 sobre un angulo de giro del motor de mando 92 se puede calcular la relacion de diametro de carrete.
El procedimiento para vigilar la tension de cinta descrito con referencia a la figura 18 cuenta con corriente de muestra suministrada a los dispositivos de accionamiento de motor 81 y 83 muestreando voltajes desarrollados a traves de los resistores en serie 83 y 85. Preferentemente la corriente se detecta unicamente durante periodos en los que la cinta ha avanzado a una velocidad constante. En sistemas de impresion intermitente, la corriente se vigila durante la carrera de retorno de la cabeza de impresion despues de cada operacion de impresion. Durante el retorno de la cabeza de impresion, la cinta tambien se desplaza. De este modo la cinta se debe acelerar hasta una velocidad constante, avanzar a esa velocidad constante durante un periodo durante el que la corriente se vigila, decelera y a continuacion se posiciona para de este modo minimizar el desperdicio de cinta. Accionar una cinta de esta manera durante operaciones de impresion intermitentes es relativamente sencillo ya que todo lo que es necesario es garantizar que el movimiento necesario de la cinta incorpore un periodo de desplazamiento a velocidad constante durante el que la corriente se pueda vigilar. En los aparatos de impresion continua el problema es diferente ya que la cinta se mueve a una velocidad relacionada con la velocidad del sustrato. Las velocidades de cinta inferiores a 50 mm por segundo son dificiles de utilizar ya que hay una tendencia de la tinta a enfriarse antes de poder adherirse con seguridad al sustrato y se debe proporcionar una amplia gama de velocidades de sustrato por encima de 50 mm por segundo. Sin embargo, con el fin de ahorrar cinta una cantidad de cinta volvera siempre al carrete de alimentacion entre sucesivas operaciones de impresion. Es necesario garantizar que la cinta vuelve de tal manera que la cinta se desplace en la direccion de retorno durante un periodo de tiempo suficiente a una velocidad constante para permitir una medicion precisa de las corrientes de motor. Es posible que para conseguir esto sea necesario que la cinta experimente un “sobrerretorno” de manera que antes de la siguiente operacion de impresion la cinta tiene que avanzar para compensar este sobrerretorno. Tanto para la impresion continua como para la impresion intermitente el sobrerretorno se puede usar para garantizar que se transporta suficiente cinta para proporcionar una medicion precisa durante la parte de medicion de tension de cada ciclo de impresion.
Preferentemente las corrientes de motor se muestrean a lo largo de un periodo de tiempo que corresponde a por ejemplo el desplazamiento de la cinta a lo largo de una distancia de al menos 10 mm a una velocidad constante. Por ejemplo la corriente se podria muestrear a intervalos regulares con el intervalo entre sucesivas muestras que corresponden a por ejemplo un cuarto de un paso del motor. Las muestras se anaden juntas y la suma se divide por el numero de muestras tomadas. Esto da una corriente media que es razonablemente representativa de la energia obtenida por el motor paso a paso.
Un analisis de las formas de onda de corriente suministrada a los motores paso a paso en la realizacion descrita muestra que, ademas de las fluctuaciones de corriente que resultan de la naturaleza modulada del ancho de los impulsos del control de motor, hay una cantidad considerable de variacion en las formas de onda lo que significa que las muestras individuales no pueden ser representativas de la energia obtenida por los motores. Una representacion mas precisa de esa energia se puede obtener si las senales vigiladas pasan a traves de un filtro de paso bajo (no mostrado) antes de ser promediadas.
La figura 19 ilustra un enfoque de la vigilancia del cambio de diametros de carrete durante el uso de la cinta. Sin embargo son posibles enfoques alternativos y se describe un enfoque alternativo de este tipo con referencia a la figura 20.
En referencia a la figura 20, Ar y As son las areas de carrete 7 y 11 (vease la figura 1) respectivamente, d es el diametro interno de los carretes y Dr y Ds son los diametros externos de los carretes en cualquier momento dado. De ahi:
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Af +■ Afi * constante {4}
(j)

A„ (6)
La sustitucion de (5) y (6) en (4) da:

D? + Dj1 = constante <x [7)
en la que Drc y Dsc son diametros de carrete de rebobinado y de alimentacion respectivamente en un momento de calibrado inicial.
La sustitucion en (7) da:
Relacion de diametro actual Por lo tanto reordenando esto Y tambien
Dr2 = Dr2/R2 = Dn:2+DsC2
R = Dr/Ds Ds = Dr/R Dr = RDs
- R^D^+D**
- Dsc* (Re* +1)
donde Rc es la relacion del diametro de carrete de rebobinado respecto del diametro de carrete de alimentacion en el momento de calibrado inicial.
Por lo tanto
Dr1(R, + I)/Rs = Die1 flRc* +1)
y
Dr2 “ [R3/(Rj+1)] [D«2 (IL3+-1)]
Por lo tanto conociendo la relacion de los diametros de carrete de calibrado inicial (Rc), la relacion de diametro de carrete de alimentacion (Rc), el diametro de carrete de alimentacion en el momento del calibrado (Dsc) y la relacion de diametros de carrete actual (R), el diametro actual de uno o ambos carretes Dr o Ds puede obtenerse.
En algunas aplicaciones puede ser posible presentar solamente una casete que lleva un carrete de recuperacion sustancialmente vacio y un carrete de alimentacion sustancialmente lleno de diametro exterior conocido. En tales circunstancias no seria necesario determinar los diametros de carrete iniciales. Sin embargo en general se prefiere en gran medida medir directamente los diametros de carretes ya que probablemente los operadores de maquina usaran al menos en ocasiones configuraciones de carrete no estandar (por ejemplo cinta que se ha usado parcialmente en una ocasion anterior).
Como alternativa al enfoque descrito anteriormente con referencia a la figura 18 y a las ecuaciones 1 a 3, es posible obtener una aproximacion de tension de cinta contando con la diferencia entre las corrientes obtenidas por los dos motores. Esta corriente de diferencia es una funcion de la magnitud de tension en la cinta entre los dos motores y se puede usar como un parametro de control de manera que por ejemplo cuando la magnitud de la diferencia en corriente cae fuera de una banda de tolerancia aceptable, la relacion previamente asumida de los diametros exteriores de carrete se ajusta, dando como resultado un pequeno cambio en la velocidad a la que son accionados los dos motores. Este ajuste de velocidad compensa el valor de relacion de diametro de carrete actualizado. El valor “optimo” de la corriente de diferencia y su banda de tolerancia cambiaran al cambiar los diametros de carrete. El valor apropiado para un conjunto particular de circunstancias se puede encontrar a partir de la experimentacion y guardarse en una tabla de perfiles de corriente de diferencia optimos que se puede consultar cuando sea necesario.
No se ha hecho referencia en la descripcion anterior al ancho de banda, es decir la dimension perpendicular a la direccion de avance de cinta. Puede ser apropiado proporcionar a un usuario la opcion de introducir manualmente un valor de ancho de banda para de este modo permitir que el sistema ajuste los limites de tolerancia
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predeterminados y las constantes de ganancia de control PID referidas anteriormente para tener en cuenta las caracteristicas dependientes del ancho de banda de los aparatos, por ejemplo para seleccionar diferentes limites diana para la tension medida t (ecuacion 3).
Como se ha mencionado anteriormente, en las impresoras de transferencia es necesario posicionar con precision la cabeza de impresion respecto de la platina que soporta el sustrato a imprimir si se ha de producir una buena calidad de impresion, particularmente a velocidades de impresion altas. La realizacion descrita de la invencion evita la necesidad de realizar estos ajustes mecanicos para optimizar el angulo de la cabeza de impresion haciendo uso del hecho de que la cabeza de impresion va montada sobre un carro desplazable.
La figura 21 muestra el rodillo 30, el borde de la cabeza de impresion 32 y el rodillo de separacion 33 como se muestra en la figura 5. La linea 109 representa el borde adyacente de la placa de cobertura 21. La linea de puntos 110 representa la posicion de una tangente al rodillo 30 en el punto de acercamiento mas cercano del borde de cabeza de impresion 32 (se apreciara que durante la impresion un sustrato y una cinta de impresion se interpondran entre el borde 32 y el rodillo 30). La linea 111 representa un radio que se extiende desde el eje de rotacion 112 del rodillo 30. La linea 113 representa una linea teorica a traves del eje 112 paralela al borde 109. La linea 113 representa no mas de una direccion de datos a traves del eje 112 desde el que la posicion angular del radio 111 que corresponde al angulo 114 se puede medir.
El angulo 115 es el angulo de inclinacion de la cabeza de impresion respecto de la linea tangente 110. Este angulo es crrtico respecto de la calidad de impresion producida y se especificara tipicamente por el fabricante ya que tiene que estar dentro de 1 o 2 grados de un valor nominal tal como 30 grados. Sin embargo las diferentes cabezas de impresion exhiben diferentes caracteristicas y es deseable poder realizar ajustes finos de dichos uno o dos grados del angulo 115.
Se apreciara que el angulo 115 depende en primer lugar del posicionamiento de la cabeza de impresion sobre su estructura de soporte y en segundo lugar de la posicion de la linea tangente 110. Si la cabeza de impresion tuviese que moverse a la derecha en la figura 21, la posicion angular de la cabeza de impresion respecto del eje de rotacion del rodillo cambiaria. Esta posicion angular se representa mediante la magnitud del angulo 114. A medida que el angulo 114 aumenta, el angulo 115 se reduce. De forma similar, si la cabeza de impresion mostrada en la figura 21 tuviese que desplazarse a la izquierda, el angulo 114 que representa la posicion angular de la cabeza de impresion respecto del eje de rotacion del rodillo se reduciria y el angulo 115 aumentaria. Esta relacion hace posible que un instalador haga ajustes en el angulo de la cabeza de impresion simplemente ajustando la posicion adoptada por el carro 36 sobre la pista 22 (vease la figura 2) durante la impresion. De este modo un instalador posicionaria inicialmente la cabeza de impresion de forma que este asumiria una posicion nominal en la que el angulo 114 seria aproximadamente de 90 grados. Se usaria entonces una tirada de impresion de prueba para evaluar la calidad de impresion, la cabeza de impresion se desplazaria respecto de la pista, se llevaria a cabo una nueva tirada de impresion y asi sucesivamente hasta que se optimice la calidad de impresion resultante. El instalador no ha de realizar ningun ajuste mecanico para posicionar la cabeza de impresion sobre su soporte.
Los procedimientos de impresion descritos con referencia a las figuras 13 a 16 hacen posible incrementar la velocidad de impresion reduciendo la distancia que la cinta de impresora tiene que avanzar entre sucesivas fases de impresion en sucesivos ciclos de impresion. La figura 22 ilustra el aspecto de un sustrato de impresora en el lado izquierdo y el aspecto de una cinta de impresora asociada despues de una primera, segunda, tercera y cuarta operaciones de impresion respectivamente. Se observara que las imagenes alternas estan constituidas por lineas impresas ligeramente desviadas, haciendo posible ese desvio que la cabeza de impresion atraviese la cinta de impresora descrita con referencia a las figuras 13 a 16 de manera que las sucesivas imagenes se generan en parte a partir de las partes de superposicion de la cinta de impresora. La velocidad de avance de la cinta de impresora para una velocidad de sustrato y una velocidad de reproduccion de imagen dadas se puede multiplicar por dos. En este contexto, el termino “ciclo de impresion” se usa para hacer referencia a un ciclo completo de actividad que se lleva a cabo en el intervalo entre que una cabeza de impresora esta siendo presionada en contacto con una cinta de impresora para de este modo transferir tinta desde esta cinta para iniciar la formacion de una primera imagen hasta que la cabeza de impresion es llevada de nuevo en contacto con la cinta de impresora para de este modo iniciar la transferencia de tinta que formara una segunda imagen. Si el ciclo de impresion se refiere a una maquina de impresion continua, un ciclo de impresion completo incluye una fase de impresion inicial en la que la cabeza de impresion es estacionaria y la cinta de impresora es transportada con el sustrato a imprimir mas alla de la cabeza de impresion y una posterior fase de no-impresion durante la que el sustrato sigue siendo transportado mas alla de la cabeza de impresion, la cabeza de impresion se retrae a partir del contacto con la cinta de impresion, la direccion de transporte de la cinta de impresion se invierte y la cinta de impresion vuelve a ser alimentada hacia delante hasta que se desplaza en la direccion del sustrato, despues de lo que se inicia la fase de impresion del siguiente ciclo de impresion. En una impresora intermitente, el ciclo de impresion se inicia con el sustrato y la cinta estacionarios (a menos que el sistema cuente con impresora deslizante), la cabeza de impresion avanza a traves de la cinta y el sustrato durante una fase de impresion del ciclo, la cabeza de impresion se retrae luego de la cinta de impresion y vuelve a su posicion inicial y el sustrato y la cinta de impresora avanzan en buena disposicion para el inicio del siguiente ciclo de impresion.
De este modo, durante la fase de impresion de cada ciclo de impresion, la cabeza de impresion atraviesa una longitud predeterminada de cinta, bien como resultado del desplazamiento de la cabeza de impresion respecto de una cinta de impresion estacionaria o movil mas lenta, o como resultado del desplazamiento de la cinta de impresion respecto de la cabeza de impresion. Despues la cinta de impresion avanza una distancia predeterminada. La magnitud de esa distancia predeterminada de avance de cinta es en muchas aplicaciones un factor limitador sobre la velocidad maxima del aparato global. En las impresoras conocidas la distancia predeterminada de avance de cinta es generalmente al menos tan larga como la longitud predeterminada de cinta que es atravesada por la cabeza de impresion. El aparato descrito hace posible la operacion de una manera en la que la distancia predeterminada de avance de cinta es inferior a la longitud predeterminada de cinta atravesada por la cabeza de impresion.
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En referenda a la figura 22, el lado izquierdo de la figura muestra cuatro imagenes sucesivas depositadas sobre un sustrato, siendo cada imagen la misma. La seccion derecha de la figura 22 muestra la imagen original que se ha de reproducir sobre el sustrato. Las cuatro secciones intervinientes ilustran el aspecto de la cinta de impresion despues de imprimir las cuatro imagenes mostradas en el lado izquierdo de la figura 2. Asumiendo la operacion en modo de impresion intermitente, el sustrato avanza una distancia igual entre cada uno de los ciclos de impresion sucesivos. El sustrato es estacionario durante cada ciclo de impresion, como lo es la cinta. Cada ciclo de impresion incluye una fase de impresion inicial durante la que la cabeza de impresion es barrida a traves de la cinta de impresion para de este modo atravesar una longitud de la cinta que corresponde a la longitud de la imagen formada sobre el sustrato, seguida de otra fase en la que la cabeza de impresion vuelve a su posicion original y la cinta avanza una distancia correspondiente a la mitad de la longitud de la cinta que es barrida por la cabeza de impresion durante la fase de impresion. Durante esta primera fase de impresion, solamente la mitad de los elementos de impresion soportados por la cabeza de impresion se activan y de este modo la imagen depositada sobre el sustrato esta en forma de una serie de lineas paralelas. Durante la siguiente fase de impresion, la cabeza de impresion vuelve a ser barrida a traves de la cinta a lo largo de una distancia correspondiente a la longitud de la imagen, pero durante ese movimiento se activan los elementos de impresion de la cabeza de impresion que entran en contacto con diferentes partes de la cinta a partir de las contactadas por los elementos de impresion activados durante el primer ciclo de impresion. Al final del segundo ciclo de impresion, la cabeza de impresion vuelve de nuevo a su posicion inicial y la cinta avanza en media longitud de la imagen formada sobre el sustrato. Contando desde la izquierda de la figura 22, la segunda, tercera, cuarta y quinta secciones de esta figura muestran el aspecto de la cinta de impresion despues de que cada uno del primer, segundo, tercer y cuarto ciclo se haya completado. Se subrayara que todas las imagenes formadas sobre el sustrato son sustancialmente iguales, siendo la unica diferencia entre las sucesivas imagenes sobre el sustrato la constituida por lineas desviadas respecto de lineas que forman la imagen adyacente.
La salida representada en la figura 22 se produce usando una cabeza de impresion en la que el elemento de impresion se dispone en una red lineal con los elementos de impresion de numeros impares en la red asignados a un grupo y los elementos de impresion de numeros pares en la red asignados al otro grupo. Esto hace posible alternar entre los grupos para que de este modo la distancia avanzada por la cinta durante cada ciclo de impresion sea solamente la mitad de la cinta a partir de la que se libera tinta durante cada ciclo. Se apreciara que los elementos de impresion se podrian disponer en tres, cuatro o mas grupos, activandose los grupos en un ciclo predeterminado, de manera que en por ejemplo una disposicion de tres grupos la distancia avanzada por la cinta en cada ciclo de impresion podria ser solamente un tercio de la longitud de la cinta de impresora barrida por la cabeza de impresion en cualquier ciclo.
Aunque este aspecto de la presente invencion se ha descrito en detalle en el contexto de impresion intermitente, se apreciara que la misma tecnica se podria aplicar a un aparato de impresion continua en el que el movimiento relativo entre la cinta de impresion y la cabeza de impresion sea el resultado del transporte de la cinta mas alla de una cabeza estacionaria en lugar del transporte de una cabeza de impresion respecto de una cinta estacionaria.

Claims (33)

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    REIVINDICACIONES
    1. - Una impresora de transferencia termica que comprende:
    una cabeza de impresion para transferir tinta desde una cinta portadora de tinta a un sustrato en el que se va a efectuar la impresion, teniendo la cabeza de impresion un borde que soporta una red de elementos de calentamiento cada uno de los cuales se puede activar selectivamente para fundir la tinta a transferir al sustrato; y
    un dispositivo de accionamiento de cinta que comprende dos motores (14, 15) al menos uno de los cuales es un motor paso a paso, dos soportes de carrete de cinta (8, 12) sobre los que se pueden montar los carretes de cinta, pudiendo cada carrete ser accionado por un motor respectivo y un controlador (17) para controlar la activacion de los motores de manera que la cinta pueda ser transportada en al menos una direccion entre los carretes montados sobre los soportes de carrete, caracterizada porque el controlador es operativo para activar ambos motores para accionar los carretes de cinta en la direccion de transporte de cinta y para usar los diametros de los carretes para coordinar el accionamiento de los motores.
  2. 2. - Una impresora de transferencia termica segun la reivindicacion 1, en la que el controlador esta dispuesto para controlar los motores y transportar cinta en ambas direcciones entre los carretes.
  3. 3. - Una impresora de transferencia termica segun la reivindicacion 1 o 2, en la que ambos motores son motores paso a paso.
  4. 4. - Una impresora de transferencia termica segun la reivindicacion 1, 2 o 3, en la que el controlador es operativo para vigilar la tension en una cinta que esta siendo transportada entre carretes montados sobre los soportes de carrete y controlar los motores para mantener la tension vigilada entre limites predeterminados.
  5. 5. - Una impresora de transferencia termica segun la reivindicacion 4, en la que se proporcionan medios para vigilar la energia suministrada a al menos uno de los motores y para calcular una estimacion de tension de cinta a partir de la energia vigilada.
  6. 6. - Una impresora de transferencia termica segun la reivindicacion 5, como dependiente de la reivindicacion 3, que comprende una fuente de alimentacion y un medio de accionamiento del motor paso a paso para suministrar corriente secuencialmente a los bobinados de los motores paso a paso desde la fuente de alimentacion, siendo la energia vigilada por medios para vigilar la magnitud de voltaje y/o corriente suministrada a los motores y/o al medio de accionamiento del motor.
  7. 7. - Una impresora de transferencia termica segun la reivindicacion 6, que comprende una fuente de alimentacion regulada que proporciona un voltaje sustancialmente constante al medio de accionamiento del motor paso a paso, vigilando los medios de vigilancia la magnitud de corriente suministrada al medio de accionamiento del motor paso a paso.
  8. 8. - Una impresora de transferencia termica segun la reivindicacion 7, en la que cada motor paso a paso se activa mediante un circuito de mando de motor respectivo, una resistencia de baja resistencia respectiva esta conectada en serie a cada circuito de mando de motor y senales de voltaje desarrolladas a traves de las resistencias en serie se vigilan para vigilar la corriente suministrada a los motores.
  9. 9. - Una impresora de transferencia termica segun la reivindicacion 8, en la que las senales de voltaje se convierten en senales digitales que se suministran a un microcontrolador que controla la generacion de trenes de impulsos de control de motor que se aplican a los circuitos de mando de motor.
  10. 10. - Una impresora de transferencia termica segun la reivindicacion 7, 8 o 9 en la que el medio para vigilar la corriente es operativo para vigilar la corriente durante un periodo de tiempo predeterminado.
  11. 11. - Una impresora de transferencia termica segun la reivindicacion 10, en la que el medio de vigilancia esta operativo solamente durante periodos en los que la velocidad de transporte de cinta es sustancialmente constante.
  12. 12. - Una impresora de transferencia termica segun la reivindicacion 10 u 11, en la que el periodo de tiempo predeterminado corresponde a una longitud predeterminada de transporte de cinta.
  13. 13. - Una impresora de transferencia termica segun una cualquiera de las reivindicaciones 5 a 12, en la que los datos de calibrado se graban para el motor paso a paso o para cada motor paso a paso, representando los datos de calibrado el consumo de energia para el motor paso a paso en cada una de una serie de velocidades de paso sin ninguna condicion de carga de cinta y se calcula una medicion de tension de cinta por referencia a una medicion de velocidad de paso del motor, los datos de calibrado relativos a la velocidad de paso y de la energia consumida por el motor.
  14. 14. - Una impresora de transferencia termica segun cualquiera de las reivindicaciones anteriores, que comprende medio para vigilar los diametros exteriores de los carretes de cinta y medios para calcular la tension de cinta por referencia a los diametros vigilados.
  15. 15. - Una impresora de transferencia termica segun la reivindicacion 14, en la que el medio de vigilancia de diametros exteriores es operativo para vigilar el diametro exterior de los carretes para cada uno de una pluralidad de diametros que se inclinan mutuamente el uno respecto del otro.
  16. 16. - Una impresora de transferencia termica segun la reivindicacion 14, como dependiente de la reivindicacion 3 y la reivindicacion 13, que comprende medios para calcular una medicion de tension t, siendo el controlador operativo para mantener t entre limites superior e inferior predeterminados, donde:
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    t - n ((W(VyxiMVan + v,ra)
    y;
    Vi es una medida de energia suministrada a un primer motor que actua como motor de mando de carrete de recuperacion;
    V2 es una medida de energia suministrada a un segundo motor que actua como motor de mando de carrete de alimentacion;
    ri es el radio de un carrete de cinta accionado por el primer motor; r2 es el radio de un carrete de cinta accionado por el segundo motor;
    xi es un factor de calibrado para el primer motor relacionado con la velocidad de paso del motor;
    X2 es un factor de calibrado para el segundo motor relacionado con la velocidad de paso del motor; y N es el factor de escala de calibrado.
  17. 17. - Una impresora de transferencia termica segun la reivindicacion 16, en la que el controlador lleva a cabo un algoritmo de control para calcular una longitud de cinta a anadir a o sustraer de la cinta que se extiende entre los carretes para mantener el valor t entre los limites predeterminados y controlar los motores paso a paso para anadir o sustraer la longitud calculada de cinta a la cinta que se extiende entre los carretes.
  18. 18. - Una impresora de transferencia termica segun una cualquiera de las reivindicaciones 7 a 15, como dependiente de la reivindicacion 3, que comprende medios para derivar una medicion de la diferencia o relacion entre las corrientes suministradas a los dos motores y medio para controlar el avance paso a paso de los motores dependiente de la medicion de diferencia o relacion.
  19. 19. - Una impresora de transferencia termica segun la reivindicacion 18, en la que el medio de control mantiene constante la velocidad del motor durante periodos en los que la medicion de diferencia o relacion se encuentran dentro de cada una de una serie de bandas de tolerancia definidas entre limites superior e inferior y se proporcionan medios para ajustar las bandas de tolerancia dependiendo de la relacion de los diametros exteriores de los carretes.
  20. 20. - Una impresora de transferencia termica segun la reivindicacion 18 o 19 en la que el medio de control lleva a cabo un algoritmo de control para calcular una longitud de cinta a anadir a o sustraer de la cinta que se extiende entre los carretes para mantener la medida de relacion o de diferencia entre los limites superior e inferior y controlar los motores paso a paso para anadir o sustraer la longitud calculada de cinta a la cinta que se extiende entre los carretes.
  21. 21. - Una impresora de transferencia termica segun la reivindicacion 16, 17, 19 o 20, que comprende medios para introducir un valor que corresponde al ancho de cinta y medios para ajustar los limites predeterminados para tener en cuenta el ancho de cinta.
  22. 22. - Una impresora de transferencia termica segun la reivindicacion 21, como dependiente de la reivindicacion 17 o 20, en la que el algoritmo de control comprende constantes de ganancia y las constantes de ganancia se ajustan para tener en cuenta el ancho de cinta.
  23. 23. - Una impresora de transferencia termica segun la reivindicacion 17, 20 o 22, en la que el algoritmo de control opera ciclicamente, de manera que durante un ciclo se calcula la longitud de cinta a anadir o sustraer y durante un posterior ciclo se controlan los motores para ajustar la cantidad de cinta entre los carretes.
  24. 24. - Una impresora de transferencia termica segun la reivindicacion 16, 17, 19, 20, 21, 22 o 23, que comprende medios para generar una senal de salida indicadora de fallo si la medida cae por debajo de un limite minimo aceptable por debajo del limite inferior.
  25. 25. - Una impresora de transferencia termica segun la reivindicacion 14 o cualquier reivindicacion dependiente de la reivindicacion 14, en la que el medio de vigilancia de diametro comprende un sistema de deteccion optico que incluye al menos un emisor de luz y al menos un detector de luz dispuestos de tal manera que se establece una trayectoria optica entre los mismos, un mecanismo de transporte que soporta al menos una parte del sistema de deteccion optico y accionable para de este modo hacer que la trayectoria optica barra a traves de un espacio dentro del que se situaran los carretes a medirse y un controlador operativo para controlar el mecanismo de transporte, para detectar posiciones del mecanismo de transporte en el que la senal de salida del detector cambia para indicar una transicion entre dos condiciones en una de las cuales la trayectoria optica esta obstruida por un carrete y en la otra la trayectoria optica no esta obstruida por ese carrete y para calcular los diametros de carrete a partir de las posiciones detectadas del mecanismo de transporte en las que la senal de salida del detector cambia.
  26. 26. - Una impresora de transferencia termica segun la reivindicacion 25, en la que uno del emisor y el detector esta montado sobre el mecanismo de transporte, estando el otro fijo en posicion respecto de los carretes de cinta.
  27. 27. - Una impresora de transferencia termica segun la reivindicacion 25, en la que tanto el emisor como el detector estan montados sobre el mecanismo de transporte, siendo establecida la trayectoria optica entre el emisor y el detector por un espejo situado en el lado de los carretes alejado del mecanismo de transporte y dispuesto para reflejar la luz desde el emisor al detector.
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  28. 28. - Una impresora de transferencia termica segun la reivindicacion 25, 26 o 27, como dependiente de la reivindicacion 15, en la que el medio de vigilancia de diametro es operativo para controlar los diametros de carrete con los carretes en una primera posicion, para girar los carretes a al menos otra posicion y para vigilar los diametros del carrete en la o en cada posicion, permitiendo los diametros de carrete calculados una evaluacion precisa de la excentricidad de carrete y la circunferencia exterior.
  29. 29. - Una impresora de transferencia termica segun la reivindicacion 25, 26, 27 o 28, en la que el mecanismo de transporte comprende un mecanismo de transporte de cabeza de impresion de una impresora de cinta de transferencia.
  30. 30. - Una impresora de transferencia termica segun la reivindicacion 14 o cualquier reivindicacion dependiente de la reivindicacion 14, en la que el medio de medicion de diametro comprende medio para calcular la relacion de los diametros de los carretes.
  31. 31. - Una impresora de transferencia termica segun la reivindicacion 30, como dependiente de la reivindicacion 3, en la que el medio de calculo de relacion comprende medios que permiten un primer motor paso a paso que acciona un carrete recuperador e inhabilitan un segundo motor paso a paso que acciona un carrete de alimentacion de manera que el segundo motor paso a paso actua como un generador, medios para generar impulsos desde el segundo motor paso a paso, siendo la frecuencia de impulso proporcional a la velocidad del motor, medios para detectar los impulsos generados para producir una medicion del giro del segundo motor paso a paso, medios para vigilar el avance paso a paso del primer motor paso a paso para producir una medicion del giro del primer motor paso a paso y medios para comparar las mediciones de los giros de los motores para calcular la relacion de los diametros exteriores de los carretes.
  32. 32. - Una impresora de transferencia termica segun la reivindicacion 31, que comprende medios para calcular un diametro actualizado para al menos un carrete a partir de una relacion entre los diametros de carretes inicialmente vigilados, una relacion actual entre los diametros de carretes y el diametro de al menos un carrete inicialmente vigilado.
  33. 33.- Un procedimiento de control de una impresora de transferencia termica que comprende una cabeza de impresion para transferir tinta desde una cinta portadora de tinta a un sustrato en el que se va a efectuar la impresion, teniendo la cabeza de impresion un borde que soporta una red de elementos de calentamiento cada uno de los cuales se puede activar selectivamente para fundir la tinta a transferir al sustrato y un dispositivo de accionamiento de cinta, comprendiendo el dispositivo de accionamiento de cinta dos motores (14, 15) al menos uno de los cuales es un motor paso a paso, dos soportes de carrete de cinta (8, 12) sobre los que se pueden montar los carretes de cinta, pudiendo cada soporte de carrete ser accionado por un motor respectivo y un controlador (17) para controlar la activacion de los motores de manera que la cinta pueda ser transportada en al menos una direccion entre los carretes montados sobre los soportes de carrete, caracterizado porque el controlador activa ambos motores para accionar los carretes de cinta en la direccion de transporte de cinta y los diametros de los carretes se usan para coordinar el accionamiento de los motores.
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