ES2338261T3 - Aparato y procedimiento de impresion. - Google Patents
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Abstract
Un aparato de impresión que comprende un cabezal de impresión, un mecanismo de accionamiento de la cinta de impresión para hacer avanzar una cinta de impresión entre el cabezal de impresión y un recorrido por el que, durante su uso, se hace avanzar un sustrato sobre el que se va a imprimir, un medio para aplicar el cabezal de impresión a una cinta de impresión soportada en el mecanismo de accionamiento, comprendiendo el cabezal de impresión un conjunto de elementos de impresión, cada uno de los cuales puede estar alimentado de forma selectiva para liberar tinta de una porción de cinta de impresión que entra en contacto con ese elemento, y un controlador para controlar la alimentación de los elementos de impresión y el avance de la cinta de impresión, de forma que se lleve a cabo una serie de ciclos de impresión, cada uno de los cuales incluye una fase de impresión durante la cual un movimiento relativo entre el cabezal de impresión y la cinta de impresión da como resultado el recorrido de un cabezal de impresión una longitud predeterminada de cinta de impresión, y una fase en la que no se imprime durante la cual se hace avanzar la cinta de impresión una distancia predeterminada con respecto al cabezal de impresión, en el que el controlador está dispuesto de forma selectiva para alimentar distintos grupos de elementos de impresión durante ciclos sucesivos de impresión, estando distribuidos los grupos de elementos en el cabezal de impresión de forma que los distintos grupos entran en contacto con distintas porciones de la cinta de impresión, y el controlador está dispuesto para hacer avanzar la cinta de impresión de forma que dicha distancia predeterminada de avance de la cinta de impresión es menor que dicha longitud predeterminada de cinta de impresión, estando alimentados los grupos de elementos de impresión de forma que se hace avanzar la cinta de impresión al menos dicha longitud predeterminada de la cinta de impresión en el intervalo entre dos fases cualesquiera de impresión en las que está alimentado el mismo grupo de elementos de impresión.
Description
Aparato y procedimiento de impresión.
La presente invención versa acerca de un aparato
impulsador de cinta y de impresión y procedimientos de
funcionamiento y, en particular, acerca de dichos procedimientos y
aparatos que pueden ser utilizados en impresoras de transferencia,
es decir, impresoras que hacen uso de tintas soportadas en un
portador.
En las impresoras de transferencia, se presenta
una cinta denominada normalmente como una cinta de impresión y que
tiene tinta en un lateral de una impresora, de forma que un cabezal
de impresión puede entrar en contacto con el otro lado de la cinta
de impresión para hacer que se transfiera la tinta desde la cinta de
impresión sobre un sustrato objetivo, por ejemplo, de papel o de
película flexible. Dichas impresoras se utilizan en muchas
aplicaciones. Las aplicaciones industriales de impresión incluyen
impresoras de transferencia térmica de etiquetas y codificadores de
transferencia térmica que imprimen directamente sobre un sustrato
como material de empaquetamiento fabricado de película flexible o
de cartón.
Normalmente, se suministra la cinta entintada al
usuario final en forma de carrete enrollado sobre un núcleo. El
usuario final empuja el núcleo sobre una bobina de cinta, tira de un
extremo del carrete para liberar una longitud de cinta, y entonces
acopla el extremo de la cinta con una bobina adicional. En general,
las bobinas están montadas en un casete que puede estar montado
fácilmente en una máquina de impresión. La máquina de impresión
incluye un medio de transporte para accionar las dos bobinas, de
forma que se desenrolla la cinta de impresión de una bobina y se
recibe la cinta de impresión en la otra bobina. El aparato de
impresión transporta la cinta de impresión entre las dos bobinas a
lo largo de un recorrido predeterminado que pasa por delante del
cabezal de impresión.
Las impresoras conocidas del anterior tipo
cuentan con un amplio abanico de distintos enfoques al problema de
cómo accionar las bobinas de la cinta de impresión. Algunas dependen
de motores de pasos, otras en motores de CC para accionar las
bobinas de forma directa o indirecta. En general, las disposiciones
conocidas únicamente accionan la bobina sobre la que se recibe la
cinta de impresión (la bobina de recepción) y dependen de alguna
forma de disposición de "embrague de fricción" en la bobina de
la que se extrae la cinta de impresión (la bobina de suministro)
para proporcionar una fuerza de resistencia, de forma que se
garantiza que se mantiene la cinta de impresión en tensión durante
los procedimientos de impresión y de enrollamiento de la cinta de
impresión y para evitar que la cinta de impresión siga desplazándose
cuando se detiene la cinta de impresión. Se apreciará que mantener
la tensión adecuada es un requerimiento esencial para el
funcionamiento apropiado de la impresora.
Según utiliza gradualmente la impresora un
carrete de cinta, el diámetro externo inicial de la bobina de
suministro disminuye y el diámetro externo inicial de la bobina de
recepción aumenta. En las disposiciones de embrague de fricción que
ofrecen un par de resistencia esencialmente constante, la tensión de
la cinta de impresión variará en proporción al diámetro de las
bobinas. Dado que es deseable utilizar grandes bobinas de suministro
para minimizar el número de veces que se debe llenar el carrete de
la cinta de impresión, este es un grave problema, en particular en
máquinas de alta velocidad en las que el transporte rápido de cinta
de impresión es esencial.
Cambiar de forma dinámica la tensión de la cinta
de impresión da lugar a exigencias de tolerancias mínimas para el
par suministrado por el embrague de fricción. Dichas tolerancias son
difíciles de mantener dado que el desgaste en el embrague de
fricción con el tiempo tiende a cambiar la fuerza de resistencia
ejercida por el embrague. Si la fuerza del embrague es demasiado
grande, el sistema de transporte de la cinta de impresión puede
tener una potencia inadecuada para accionar la cinta de impresión en
toda la gama de diámetros de bobinas desde un nuevo carrete de
suministro hasta un carrete vacío de suministro. Una fuerza
demasiado baja y la holgura en la cinta de impresión podrían tener
como resultado una continuidad en el desplazamiento de la bobina de
suministro. Dadas estas restricciones, los diseños típicos de
impresora han comprometido el rendimiento al limitar la tasa de
aceleración, la tasa de deceleración y la máxima capacidad de
velocidad del sistema de transporte de cinta de impresión. Como
resultado, el rendimiento global de las impresoras ha sido puesto
en peligro.
En la patente US 4.000.804, en la patente US
4.294.552, en la patente US 4.479.081, en la patente US 4.788.558 y
en la patente británica 2310405 se describen ejemplos
representativos de un aparato convencional de impresión.
El sistema del documento US 4.000.804 describe
una disposición para transferir una cinta de impresión desde una
bobina de suministro a una bobina de recepción que incluye un par de
motores eléctricos, cada uno de los cuales está conectado a un eje
de la bobina correspondiente. Los motores son motores de corriente
continua (CC). El motor conectado a la bobina de recepción está
alimentado por un generador de corriente constante, de forma que
enrolla la cinta de impresión con un par sustancialmente constante.
El motor conectado a la bobina de suministro está alimentado por un
generador de voltaje constante, de forma que mantiene la cinta de
impresión tensada durante la transferencia de cinta de impresión.
Un dispositivo de cambio alterna la función de las dos bobinas
cuando la cinta de impresión está completamente enrollada en la
bobina de recepción. Con la disposición descrita, no se tiene en
cuenta el cambio de diámetros de las bobinas de suministro y de
recepción durante la transferencia de cinta de impresión y, de esta
manera, la tensión de la cinta de impresión varía sustancialmente
durante el curso de la transferencia completa de la cinta de
impresión de la bobina de suministro a la bobina de recepción.
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El documento US 4.294.552 da a conocer un
accionamiento bidireccional de cinta de impresión en el que se
accionan dos bobinas por medio de motores respectivos de pasos. La
bobina de recepción está accionada por su motor de pasos, pero el
motor de la bobina de suministro se alimenta con una corriente
"parásita" de bajo nivel para mantener tensada la cinta de
impresión. Los motores no están controlados de forma activa para
compensar las variaciones en el diámetro de las bobinas.
El documento US 4.479.081 describe una
disposición en la que se proporcionan dos motores de pasos, uno
accionando la bobina de recepción y el otro acoplado a la bobina de
suministro. Las señales de retorno proporcionan una indicación de
la velocidad angular de la bobina de suministro y una tabla de
funciones proporciona información acerca de la velocidad de paso a
paso de los impulsos que se deben aplicar a la bobina de recepción.
La cinta de impresión está accionada por el motor de pasos que
acciona la bobina de recepción, el otro motor actúa como un
transductor de realimentación para permitir el control apropiado del
motor que acciona la bobina de recepción para tener en cuenta los
diámetros cambiantes de las bobinas mientras que mantiene una
velocidad constante de la cinta de impresión. Por lo tanto, aunque
esta disposición evita la necesidad, por ejemplo, de un rodillo
impulsor interpuesto entre las dos bobinas, de forma que se
consiguen velocidades fiables de suministro de cinta de impresión,
solo uno de los motores está accionado para suministrar par para
asistir al transporte de la cinta de impresión. No hay indicios de
que el aparato pueda funcionar en modo de
tracción-compresión, es decir, funcionando el motor
que acciona la bobina de recepción para traccionar la cinta de
impresión y funcionando el motor que acciona la bobina de
suministro para empujar la bobina asociada en una dirección en la
que asiste en el transporte de la cinta.
El documento US 4.788.558 describe un mecanismo
de accionamiento de la cinta de impresión en el que se proporcionan
dos motores de CC, uno accionando la bobina de recepción y uno
accionando la bobina de suministro. La cinta de impresión se
suministra por medio de un rodillo de mando adicional accionado por
un motor de pasos. El motor de CC de la bobina de suministro actúa
como un freno y no asiste en el transporte de la cinta. Por lo
tanto, esta es una disposición convencional en la que se utiliza un
rodillo impulsor para controlar la velocidad de suministro de la
cinta de impresión. Con dicha disposición es una cuestión
relativamente sencilla, como se ha descrito, proporcionar
información de realimentación acerca de la magnitud de las bobinas
de la cinta de impresión, de forma que se mantenga una tensión
deseada de la cinta de impresión, pero el sistema global es
complejo.
El documento GB 2310405 describe un mecanismo de
accionamiento bidireccional de cinta de impresión, en el que un
motor de pasos acciona una bobina de recepción. El control preciso
del suministro de cinta de impresión se consigue al proporcionar un
rodillo loco que gira en contacto con la cinta de impresión y, de
esta manera, permite una medición directa de la velocidad del
transporte de la cinta de impresión. La provisión de dicho rodillo
loco y de los componentes asociados añade a las complejidades y al
coste del sistema global.
Ninguna de las disposiciones conocidas es capaz
de responder bien con los requerimientos de sistemas industriales
de impresión de transferencia de alta velocidad. En general, dichos
sistemas funcionan de una de dos formas, que es bien una impresión
continua o una impresión intermitente. En ambos modos de
funcionamiento, el aparato lleva a cabo una serie repetida
regularmente de ciclos de impresión, incluyendo cada ciclo una fase
de impresión durante la cual se transfiere tinta a un sustrato, y
una fase adicional en la que no se imprime durante la cual se
prepara el aparato para la fase de impresión del siguiente
ciclo.
En la impresión continua, durante la fase de
impresión se pone un cabezal estacionario de impresión en contacto
con una cinta de impresión el otro lado de la cual se encuentra en
contacto con un sustrato sobre el que se va a imprimir la imagen.
(El término "estacionario" se utiliza en el contexto de una
impresión continua para indicar que aunque se moverá el cabezal de
impresión en contacto con la cinta de impresión, y sin el mismo, no
se moverá con respecto al recorrido de la cinta de impresión en la
dirección en la que se hace avanzar a la cinta de impresión a lo
largo de ese recorrido). Tanto el sustrato como la cinta de
impresión son transportados por delante del cabezal de impresión,
generalmente pero no necesariamente a la misma velocidad. En
general, solo se debe imprimir sobre longitudes relativamente
pequeñas del sustrato que es transportado por delante del cabezal
de impresión y, por lo tanto, para evitar un desperdicio importante
de cinta de impresión es necesario invertir la dirección de
desplazamiento de la cinta de impresión entre las operaciones de
impresión. Por lo tanto, en un procedimiento típico de impresión en
el que el sustrato está desplazándose a una velocidad constante, se
extiende el cabezal de impresión en contacto con la cinta de
impresión únicamente cuando el cabezal de impresión es adyacente a
regiones del sustrato sobre las que se deben imprimir.
Inmediatamente antes de la extensión del cabezal de impresión, se
debe acelerar la cinta de impresión, por ejemplo, a la velocidad de
desplazamiento del sustrato. La velocidad de la cinta de impresión
se debe mantener a la velocidad constante del sustrato durante la
fase de impresión y, después de que se haya completado la fase de
impresión, se debe desacelerar la cinta de impresión y luego
accionar en la dirección inversa, de forma que la región utilizada
de la cinta de impresión se encuentra en el lado corriente arriba
del cabezal de impresión. Según se acerca la siguiente región del
sustrato sobre el que se debe imprimir, la cinta de impresión debe
ser acelerada de nuevo a la velocidad normal de impresión y se debe
colocar la cinta de impresión de forma que se ubica una porción no
utilizada de la cinta de impresión cerca de la región utilizada
anteriormente de la cinta de impresión, entre el cabezal de
impresión y el sustrato, cuando se hace avanzar el cabezal de
impresión hasta la posición de impresión. Por lo tanto, se requiere
una aceleración y una desaceleración rápidas de la cinta de
impresión en ambas direcciones, y el sistema de accionamiento de la
cinta de impresión debe ser capaz de ubicar de forma precisa la
cinta de impresión, de forma que se evite que se lleve a cabo una
operación de impresión cuando haya una porción utilizada
anteriormente de la cinta de impresión interpuesta entre el cabezal
de impresión y el sustrato.
En una impresión intermitente, se hace avanzar
un sustrato por delante de un cabezal de impresión de una forma a
pasos, de manera que durante la fase de impresión de cada ciclo el
sustrato, y, generalmente pero no necesariamente, la cinta de
impresión son estacionarios. Se consigue un movimiento relativo
entre el sustrato, la cinta de impresión y el cabezal de impresión
al desplazar el cabezal de impresión con respecto al sustrato y a la
cinta de impresión. Entre la fase de impresión de ciclos sucesivos,
se hace avanzar el sustrato de forma que se presenta la siguiente
región sobre la que se va a imprimir debajo del cabezal de impresión
y se hace avanzar la cinta de impresión de forma que se ubique una
sección sin utilizar de la cinta de impresión entre el cabezal de
impresión y el sustrato. De nuevo, es necesario un transporte rápido
y preciso de la cinta de impresión para garantizar que la cinta de
impresión no utilizada siempre está ubicada entre el sustrato y el
cabezal de impresión en un momento en el que se hace avanzar el
cabezal de impresión para llevar a cabo una operación de
impresión.
Los requerimientos en términos de aceleración,
desaceleración, velocidad y precisión posicional de la cinta de
impresión de las impresoras de transferencia de alta velocidad son
tales que los mecanismos conocidos de accionamiento tienen
dificultades para dar un rendimiento aceptable con un grado elevado
de fiabilidad. También se aplican restricciones similares en
aplicaciones distintas de las impresoras de alta velocidad. En
consecuencia, es un objetivo de la presente invención proporcionar
un mecanismo impulsador de cinta que pueda ser utilizado para
suministrar cinta de impresión de forma que sea capaz de cumplir los
requerimientos de las líneas de producción de alta velocidad.
Otro problema encontrado en las máquinas de
impresión es el de conseguir velocidades suficientes de transporte
de la cinta en el intervalo entre las fases de impresión de ciclos
sucesivos de impresión. En algunos casos, el tiempo que se tarda en
transportar una cinta de impresión una distancia igual a la longitud
de la cinta de impresión recorrida por el cabezal de impresión
durante un ciclo de impresión es un factor limitante en la
velocidad global de la máquina. Sería ventajoso poder reducir la
distancia que se hace avanzar la cinta de impresión entre dos
ciclos sucesivos cualesquiera de impresión.
El documento EP 1000756 describe un aparato de
impresión con un control de accionamiento por bloques, en el que el
avance de la cinta de impresión entre las fases de impresión es al
menos tanto como la longitud de la cinta de impresión recorrida por
el cabezal de impresión durante una fase de impresión (véase §
55).
Conforme a un aspecto de la presente invención,
se proporciona un aparato de impresión que comprende un cabezal de
impresión, un mecanismo de accionamiento de la cinta de impresión
para hacer avanzar una cinta de impresión entre el cabezal de
impresión y un recorrido por el que, durante su uso, se hace avanzar
un sustrato sobre el que se va a imprimir, un medio para aplicar el
cabezal de impresión a una cinta de impresión soportada por el
mecanismo de accionamiento, comprendiendo el cabezal de impresión un
conjunto de elementos de impresión, cada uno de los cuales puede
estar alimentado de forma selectiva para liberar tinta de una
porción de la cinta de impresión que entra en contacto con ese
elemento, y un controlador para controlar la alimentación de los
elementos de impresión y el avance de la cinta de impresión, de
forma que se lleve a cabo una serie de ciclos de impresión, cada
uno de los cuales incluye una fase de impresión durante la cual el
movimiento relativo entre el cabezal de impresión y la cinta de
impresión da como resultado que el cabezal de impresión dé marcha
atrás una longitud predeterminada a la cinta de impresión, y una
fase en la que no se imprime durante la cual se hace avanzar la
cinta de impresión una distancia predeterminada con respecto al
cabezal de impresión, en el presente documento el controlador está
dispuesto de forma selectiva para alimentar distintos grupos de
elementos de impresión durante ciclos sucesivos de impresión,
estando distribuidos los grupos de elementos en el cabezal de
impresión de forma que distintos grupos entran en contacto con
distintas porciones de la cinta de impresión, y el controlador está
dispuesto para hacer avanzar la cinta de impresión de forma que
dicha distancia predeterminada de avance de la cinta de impresión es
menor que dicha longitud predeterminada de cinta de impresión,
estando alimentados los grupos de elementos de impresión de forma
que se hace avanzar la cinta de impresión al menos dicha longitud
predeterminada de cinta de impresión en el intervalo entre dos
fases cualesquiera de impresión en el que está alimentado el mismo
grupo de elementos de impresión.
Si los elementos de impresión están dispuestos
en dos grupos, por ejemplo píxeles alternativos distribuidos a
través de un cabezal de impresión lineal, se puede imprimir una
imagen en un ciclo de impresión utilizando un grupo, se puede hacer
avanzar la cinta de impresión la mitad de la longitud de la cinta de
impresión recorrida por la impresora durante el primer ciclo, se
puede imprimir una segunda imagen utilizando el otro grupo durante
un segundo ciclo, de nuevo se puede hacer avanzar la cinta de
impresión la mitad de la distancia recorrida por el cabezal de
impresión, y luego se puede alimentar el primer grupo durante un
tercer ciclo de impresión, etcétera. Por lo tanto, el máximo
desplazamiento de la cinta entre ciclos sucesivos de impresión puede
ser la mitad del que se debe acomodar en los sistemas
convencionales de impresión.
Por supuesto, se apreciará que si los elementos
de impresión estuviesen divididos en tres grupos, el avance de la
cinta entre ciclos sucesivos podría estar limitado a un tercio de la
longitud de la cinta de impresión recorrida por el cabezal de
impresión en un ciclo.
El mecanismo impulsor de cinta puede comprender
dos motores, al menos uno de los cuales es un motor de pasos, dos
soportes de bobina de cinta sobre los que se pueden montar las
bobinas de cinta, siendo accionable cada soporte de bobina por un
motor respectivo, y un controlador para controlar la alimentación de
los motores, de forma que se pueda transportar la cinta en al menos
una dirección entre las bobinas montadas en los soportes de bobina,
en el que el controlador está operativo para alimentar ambos motores
para accionar las bobinas de cinta en la dirección de transporte de
la cinta.
El mecanismo impulsor de cinta puede depender de
ambos motores que accionan las dos bobinas de cinta para accionar
la cinta durante el transporte de la cinta. Por lo tanto, los dos
motores funcionan en modo tracción-compresión. Esto
hace que sea posible conseguir tasas muy elevadas de aceleración y
de desaceleración. La tensión en la cinta que está siendo
transportada se determina por el control de los motores de
accionamiento y, por lo tanto, no depende de ningún componente que
tenga que entrar en contacto con la cinta entre las bobinas de
recepción y de suministro. Por lo tanto, se puede conseguir un
conjunto mecánico sencillo de forma global. Dado que ambos motores
contribuyen al transporte de la cinta, se pueden utilizar motores
compactos pequeños y por lo tanto económicos.
La dirección real de giro de cada bobina
dependerá del sentido en el que la cinta esté enrollada sobre cada
bobina. Si ambas bobinas están enrolladas en el mismo sentido
entonces ambas bobinas girarán en la misma dirección de giro para
transportar la cinta. Si las bobinas están enrolladas en un sentido
contrario entre sí, entonces las bobinas girarán en direcciones
opuestas de giro para transportar la cinta. En cualquier
configuración, ambas bobinas giran en la dirección de transporte de
la cinta.
Preferentemente, el controlador está dispuesto
para controlar los motores para transportar la cinta en ambas
direcciones entre las bobinas. Ambos motores pueden ser motores de
pasos y el controlador puede estar operativo para monitorizar la
tensión en la cinta que está siendo transportada entre la bobina
montada en el soporte de la bobina y para controlar los motores
para mantener la tensión monitorizada entre límites predeterminados.
Preferentemente, se proporcionan medios para monitorizar la fuente
de alimentación a al menos uno de los motores y para calcular una
estimación de la tensión de la cinta de la energía monitorizada. Por
ejemplo, cuando se proporcionan dos motores de pasos, una fuente de
alimentación puede suministrar energía a un medio de accionamiento
de motor de pasos que suministra corriente de forma secuencial a los
devanados de los motores de pasos, estando monitorizada la energía
para monitorizar la magnitud del voltaje y/o de la corriente
suministrados a los motores y/o al medio de accionamiento por
motor. Se apreciará que dependiendo de la carga aplicada a los
motores variarán tanto la corriente como el voltaje suministrados a
los devanados del motor, con independencia del tipo y de la
naturaleza del medio de accionamiento por motor utilizado. Por esta
razón, se prefiere proporcionar una fuente regulada de alimentación
que suministre un voltaje sustancialmente constante al medio de
accionamiento del motor de pasos y para monitorizar la magnitud de
la corriente suministrada al medio de accionamiento del motor de
pasos de la fuente de alimentación.
Preferentemente, cada motor de pasos está
alimentado por un circuito respectivo de accionamiento por motor,
estando conectado una resistencia eléctrica respectivo de baja
resistencia en serie con cada circuito de accionamiento por motor,
y siendo monitorizadas las señales de voltaje desarrolladas a través
de las resistencias en serie para monitorizar la corriente
suministrada a los motores. Las señales de voltaje pueden ser
convertidas a señales digitales para ser suministradas a un
microcontrolador que controla la generación de trenes de impulsos
de control del motor que son aplicados a los circuitos de
accionamiento por motor. Se puede monitorizar la corriente durante
un periodo predeterminado de tiempo y, preferentemente, se
monitoriza únicamente durante periodos en los que la velocidad de
transporte de la cinta es sustancialmente constante. El periodo
predeterminado de tiempo puede corresponderse con una longitud
predeterminada de transporte de la cinta.
Se pueden registrar datos de calibración para el
motor de pasos, o para cada uno de ellos, representando los datos
de calibración un consumo de energía para el motor de pasos en cada
una de una serie de velocidades de paso bajo condiciones sin carga
de cinta, y se puede calcular una medida de tensión de la cinta por
referencia a una medida de la velocidad de paso del motor, los
datos de calibración relacionados con la velocidad de paso, y la
energía consumida por el motor.
Los diámetros externos de la bobina de cinta se
pueden monitorizar directamente y calcular la tensión para tener en
cuenta los diámetros monitorizados. Se pueden monitorizar los
diámetros externos para cada uno de una pluralidad de diámetros que
están inclinados mutuamente entre sí, de forma que se permite la
detección de la excentricidad de la bobina y, por lo tanto, se
permite un cálculo preciso de la circunferencia de la bobina.
Se puede calcular una medida de tensión t a
partir de medidas de energía suministrada a los dos motores, medidas
de radios de la bobina, factores de calibración para los dos
motores relacionados con la velocidad de paso de los motores.
También se puede utilizar un factor de escala de calibración para
convertir la tensión calculada en un valor más interpretable.
Preferentemente, el controlador implementa un algoritmo de control
para calcular una longitud de cinta que se debe añadir o restar de
la cinta que se extiende entre las bobinas para mantener el valor t
entre límites predeterminados y para controlar los motores de pasos
para añadir o restar la longitud calculada de cinta a la cinta que
se extiende entre las bobinas. De forma alternativa, se puede
derivar una medida de la diferencia entre la corriente suministrada
a los dos motores y se pueden controlar los pasos de los motores
dependiendo de la medida diferencial. Se apreciará que la medida
diferencial podría ser simplemente el resultado de restar una
corriente de la otra o podría estar relacionada la proporción de las
dos corrientes medidas. Se puede mantener la velocidad del motor
constante durante un periodo en el que la medida diferencial se
encuentre entre cada una de una serie de intervalos de tolerancia
definidos entre los límites superior e inferior, y se pueden
ajustar los intervalos de tolerancia dependiendo de la relación de
los diámetros externos de las bobinas. El medio de control puede
implementar un algoritmo de control para calcular una longitud de
cinta que se debe añadir o restar a la cinta que se extiende entre
las bobinas para mantener la medida diferencial entre el límite
superior e inferior y para controlar los motores de pasos para
añadir o restar la longitud calculada de la cinta a la cinta que se
extiende entre las bobinas.
\newpage
Se puede introducir un valor correspondiente a
la anchura de la cinta y se puede ajustar el límite predeterminado
para tener en cuenta esa anchura de cinta. Por ejemplo, el algoritmo
de control puede comprender constantes de ganancia, y se pueden
ajustar las constantes de ganancia para tener en cuenta la anchura
de la cinta. El algoritmo de control puede operar de forma cíclica,
de forma que durante un ciclo se calcula la longitud de la cinta
que se debe añadir o restar y durante un ciclo subsiguiente se
controlan los motores para ajustar la cantidad de cinta entre las
bobinas. Se adopta este enfoque porque, como se apreciará que,
aunque la longitud de la cinta entre las bobinas es a una primera
aproximación independiente de tensión, el estiramiento de la cinta
significará que, si se añade cinta a la longitud de la cinta que se
extiende entre las bobinas, esta se traducirá en una reducción en
el estiramiento hasta que la tensión se vuelva cero. Adicionalmente,
se apreciará que para una tensión dada, una cinta más estrecha se
estirará más que una cinta más ancha, por lo tanto un cambio en la
tensión, provocado por la adición o la resta de cinta entre las
bobinas, será menor para una cinta más estrecha que para una cinta
más ancha.
La monitorización de la tensión hace posible
generar una salida que indique un fallo si la medida de la tensión
cae por debajo de un límite mínimo aceptable para indicar, por
ejemplo, una rotura de la cinta.
Se pueden monitorizar los diámetros de las
bobinas utilizando un sistema de detección óptico incluyendo al
menos un emisor de luz y al menos un detector de luz dispuestos de
forma que se establece una trayectoria óptica entre los mismos, un
mecanismo de transporte que soporta al menos una parte del sistema
de detección óptica y que es accionable de forma que se haga que la
trayectoria óptica barra un espacio en el que estarán ubicadas las
bobinas que van a ser medidas, y un controlador operativo para
controlar el mecanismo de transporte, para detectar posiciones del
mecanismo de transporte en las que la salida del detector cambia
para indicar una transición entre dos condiciones en una de las
cuales la trayectoria óptica está obstruida por una bobina, y en la
otra de las cuales la trayectoria óptica no está obstruida por esa
bobina, y para calcular los diámetros de la bobina a partir de las
posiciones detectadas del mecanismo de transporte en las que la
salida del detector cambia.
Uno entre el emisor y el detector puede estar
montado en el mecanismo de transporte, estando el otro fijado en su
posición con respecto a las bobinas de cinta, o, de forma
alternativa, tanto el emisor como el detector pueden estar montados
en el mecanismo de transporte, estando establecida la trayectoria
óptica entre el emisor y el detector por un espejo ubicado en el
lado de las bobinas apartado del mecanismo de transporte y
dispuestos para reflejar luz del emisor de nuevo al detector. Se
pueden medir los diámetros de las bobinas con las bobinas en una
primera posición, luego se pueden hacer girar las bobinas de forma
que una bobina gire, por ejemplo 30°, los diámetros se pueden
volver a medir, etc. Esto hace posible determinar de forma precisa
la excentricidad de la bobina y la circunferencia externa.
La presente invención tiene una aplicabilidad
particular en la que el mecanismo de transporte es un mecanismo de
transporte del cabezal de impresión de una impresora de
transferencia de cinta. La relación de las bobinas en dicha máquina
se puede calcular en base a la salida del medio de medición de los
diámetros. El medio de cálculo de la relación puede comprender un
medio que habilite un primer motor de pasos que acciona una bobina
de recepción y que inhabilite un segundo motor de pasos que acciona
una bobina de suministro, de forma que el segundo motor de pasos
actúa como un generador, un medio para generar impulsos del segundo
motor de pasos, siendo proporcional la tasa de impulsos a la
velocidad del motor, un medio para detectar los impulsos generados
para producir una medida del giro del segundo motor de pasos, un
medio para monitorizar los pasos del primer motor de pasos para
producir una medida del giro del primer motor de pasos, y un medio
para comparar las medidas de los giros de los motores para calcular
la relación de los diámetros externos de las bobinas.
Después de un número de ciclos de funcionamiento
del mecanismo impulsador de cinta, en los que se transporta la
cinta entre las bobinas, se puede calcular un diámetro actualizado
de al menos una bobina a partir de una relación entre los diámetros
de las bobinas según fueron monitorizados inicialmente, una relación
de corriente entre los diámetros de las bobinas y el diámetro de al
menos una bobina según fue monitorizado inicialmente.
Un controlador puede controlar los mecanismos de
accionamiento de la cinta de impresión y del cabezal de impresión,
siendo programable el controlador de forma selectiva bien para hacer
que la cinta sea transportada con respecto al recorrido
predeterminado de transporte del sustrato con el cabezal
estacionario de impresión y desplazado en contacto con la cinta de
impresión durante la impresión, o bien para hacer que el cabezal de
impresión sea transportado con respecto a la cinta de impresión y
al recorrido predeterminado de transporte del sustrato y para estar
desplazado en contacto con la cinta de impresión durante la
impresión.
El mecanismo de accionamiento puede ser
bidireccional, de forma que se pueda transportar la cinta de
impresión desde la primera bobina a la segunda bobina y desde la
segunda bobina a la primera.
Cuando el cabezal de impresión está montado en
un dispositivo portador del cabezal de impresión, que es desplazable
a lo largo del carril, se pueden proporcionar dispositivos
portadores primero y segundo que son intercambiables y están
formados de manera que con un dispositivo portador en su posición en
el carril el cabezal de impresión está dispuesto de forma que se
permite la impresión sobre un sustrato que se desplaza en una
dirección a lo largo del recorrido de transporte del sustrato y con
el otro dispositivo portador en su posición en el carril, el
cabezal de impresión está dispuesto de forma que se permite la
impresión sobre un sustrato que se desplaza en la otra dirección a
lo largo del recorrido del sustrato.
\newpage
El mecanismo impulsador de cinta puede estar
incorporado en un aparato de impresión que comprende un alojamiento,
un cabezal de impresión montado en un conjunto de soporte del
cabezal de impresión que se puede desplazar con respecto al
alojamiento en una dirección paralela a un recorrido de la cinta de
impresión por el que se acciona una cinta de impresión por medio
del mecanismo impulsador de cinta, un primer mecanismo de
accionamiento para desplazar el soporte del cabezal de impresión
con respecto al alojamiento, un rodillo que durante su uso soporta
un sustrato sobre el que imprimir en el lado del recorrido de la
cinta de impresión apartado del cabezal de impresión, un segundo
mecanismo de accionamiento para desplazar el cabezal de impresión
con respecto al conjunto de soporte del cabezal de impresión hasta
una posición de impresión en la que una porción del cabezal de
impresión se apoya contra el rodillo o cualquier sustrato o cinta de
impresión interpuesto entre el cabezal de impresión y el rodillo, y
un controlador para ajustar el primer mecanismo de accionamiento
para ajustar la posición angular del cabezal de impresión con
respecto al eje de giro del rodillo.
Preferentemente, el cabezal de impresión está
montado en un conjunto de soporte del cabezal de impresión que se
puede desplazar con respecto al alojamiento en una dirección
paralela a un recorrido de la cinta de impresión por el que se
acciona la cinta de impresión por medio del mecanismo impulsador de
cinta, un primer mecanismo de accionamiento para desplazar el
soporte del cabezal de impresión con respecto al alojamiento, un
rodillo de separación montado en el conjunto de soporte del cabezal
de impresión y desplazable con el cabezal de impresión en dicha
dirección paralela, y un segundo mecanismo de accionamiento para
desplazar el cabezal de impresión con respecto al conjunto de
soporte del cabezal de impresión y el rodillo de separación entre
una posición lista para la impresión adyacente al recorrido de la
cinta de impresión y una posición de impresión en la que el cabezal
de impresión entraría en contacto con una cinta de impresión en el
recorrido, en el que se proporciona un mecanismo de leva que está
acoplado como resultado del desplazamiento del conjunto de soporte
del cabezal de impresión hasta una posición predeterminada y cuando
se acoplado provoca la retracción del cabezal de impresión
alejándose de la posición lista para la impresión hasta una posición
separada del rodillo de separación y del recorrido de la cinta de
impresión.
El mecanismo de leva puede comprender una placa
montada en el alojamiento y que define una ranura, y un pasador que
se extiende desde un miembro giratorio montado en el conjunto de
soporte del cabezal de impresión, acoplándose el pasador en la
ranura como resultado del desplazamiento del conjunto de soporte del
cabezal de impresión a la posición predeterminada provocando que el
miembro giratorio gire desde una primera posición en la que soporta
el cabezal de impresión hasta una segunda posición en la que el
cabezal de impresión está libre para moverse hasta la posición
separada del rodillo de separación y del recorrido de la cinta de
impresión.
El miembro giratorio puede estar montado en un
miembro desplazable montado en el conjunto de soporte del cabezal
de impresión, provocando el desplazamiento del miembro desplazable
desde una posición retraída hasta una posición extendida, cuando el
miembro giratorio se encuentra en la primera posición, que se mueva
el cabezal de impresión desde la posición lista para la impresión
hasta la posición de impresión.
Se describirá ahora una realización de la
presente invención, a modo de ejemplo, con referencia a los dibujos
adjuntos, en los que:
La Figura 1 es una ilustración esquemática de un
sistema de accionamiento de cinta de impresión conforme a la
presente invención;
la Figura 1a es una ilustración de una
modificación al sistema de accionamiento de la figura 1;
la Figura 2 es una vista en perspectiva de un
conjunto de accionamiento de la impresora de un sistema de
accionamiento de la cinta de impresión como se describe con
referencia a la Figura 1.
La Figura 3 es una vista esquemática en
perspectiva de un casete de cinta de impresión que puede estar
montado en el conjunto de la Figura 2;
las Figuras 4 a 9 son ilustraciones adicionales
del conjunto de accionamiento de la Figura 2;
la Figura 10 es una vista en perspectiva de un
dispositivo portador de soporte del cabezal de impresión incorporado
en el conjunto de accionamiento de la Figura 2;
la Figura 11 es una vista en perspectiva de un
dispositivo portador alternativo de soporte del cabezal de
impresión al mostrado en la Figura 10 que puede ser utilizado para
invertir las posiciones de los componentes del conjunto de
accionamiento de la Figura 2;
la Figura 12 es una vista del conjunto de
accionamiento después de la conversión utilizando el soporte
alternativo del cabezal de impresión de la Figura 11;
las Figuras 13 a 16 ilustran el uso de una
impresión intercalada utilizando el conjunto de accionamiento de la
Figura 2;
la Figura 17 ilustra de forma esquemática el
funcionamiento de un sistema óptico de medición del diámetro de las
bobinas de cinta;
la Figura 18 es una ilustración esquemática de
un circuito para monitorizar la energía consumida por los motores
de pasos incorporados en el conjunto de accionamiento de la Figura
2;
la Figura 19 es una ilustración esquemática de
un circuito para monitorizar la relación cambiante entre los
diámetros de las bobinas de cinta montados en el conjunto de
accionamiento de la Figura 2;
la Figura 20 ilustra un enfoque alternativo a la
monitorización de los diámetros de las bobinas de cinta;
la Figura 21 ilustra el ajuste del ángulo del
cabezal de impresión conforme a la invención; y
la Figura 22 ilustra el uso del aparato conforme
a la presente invención para producir imágenes mientras que
únicamente depende del avance limitado de la cinta de la
impresora.
Haciendo referencia a la Figura 1, la impresora
ilustrada de forma esquemática conforme a la presente invención
tiene un alojamiento representado por una línea discontinua 1 que
soporta un primer eje 2 y un segundo eje 3. También hay montado en
el alojamiento un cabezal 4 de impresión desplazable, siendo
desplazable el cabezal de impresión a lo largo de un carril lineal,
como se indica por las flechas 5. Una cinta 6 de impresión se
extiende desde una bobina 7 recibida en un mandril 8 que es
accionado por el eje 2 en torno a los rodillos 9 y 10 hasta una
segunda bobina 11 soportada en un mandril 12 que es accionado por el
eje 3. El recorrido seguido por la cinta 6 de impresión entre los
rodillos 9 y 10 pasa por delante del cabezal 4 de impresión. Un
sustrato 13 sobre el que se debe depositar la tinta sigue un
recorrido paralelo a la cinta 6 de impresión entre los rodillos 9 y
10, estando interpuesta la cinta 6 de impresión entre el cabezal 4
de impresión y el sustrato 13.
El eje 2 es accionado por un motor 14 de pasos y
el eje 3 es accionado por un motor 15 de pasos. Un motor 16 de
pasos adicional controla la posición en su carril lineal del cabezal
4 de impresión. Un controlador 17 controla cada uno de los tres
motores 14, 15 y 16 de pasos como se describe con mayor detalle a
continuación, siendo capaces los motores de pasos de accionamiento
de la cinta 6 de impresión en ambas direcciones, como se indica
mediante la flecha 18.
En la configuración ilustrada en la figura 1,
las bobinas 7 y 11 están enrolladas en el mismo sentido la una que
la otra y giran, por lo tanto, en la misma dirección de giro para
transportar la cinta. La Figura 1a ilustra una modificación del
sistema de accionamiento de la figura 1 en el que las bobinas están
enrolladas en el sentido contrario de una de la otra y deben girar
en direcciones opuestas para transportar la cinta. Por lo tanto, la
primera bobina 7 gira en el sentido de las agujas del reloj mientras
que la segunda bobina 11 gira en el sentido contrario a las agujas
del reloj para transportar la cinta 6 de impresión desde la primera
bobina 7 hasta la segunda bobina 11.
Como se describe con mayor detalla a
continuación, se puede utilizar la impresora ilustrada de forma
esquemática en la Figura 1 para aplicaciones de impresión tanto
continua como intermitente. En las aplicaciones continuas, el
sustrato 13 se moverá continuamente. Durante un ciclo de impresión,
el cabezal de impresión estará estacionario pero la cinta de
impresión se moverá de forma que presente la cinta nueva de
impresión al cabezal de impresión según progresa el ciclo. En
cambio, en las aplicaciones intermitentes, el sustrato es
estacionario durante cada ciclo de impresión, consiguiéndose el
movimiento relativo necesario entre el sustrato y el cabezal de
impresión al mover el cabezal de impresión durante el ciclo de
impresión. Generalmente, la cinta de impresión será estacionaria
durante el ciclo de impresión. En ambas aplicaciones, es necesario
ser capaz de avanzar rápidamente y devolver la cinta 6 de impresión
entre los ciclos de impresión, de forma que se presente una cinta
nueva de impresión al cabezal de impresión y para minimizar el
desperdicio de la cinta de impresión. Dada la velocidad a la que
funcionan las máquinas de impresión, y que la cinta nueva de
impresión debería estar presente entre el cabezal de impresión y el
sustrato durante cualquier ciclo de impresión, es necesario ser
capaz de acelerar la cinta 6 de impresión en ambas direcciones a una
velocidad elevada y colocar de forma precisa la cinta de impresión
con respecto al cabezal de impresión. En la disposición mostrada en
la Figura 1 se supone que el sustrato 13 se moverá únicamente hacia
la derecha como se indica mediante la flecha 19 pero como se
describe a continuación se puede adaptar fácilmente el aparato para
imprimir sobre un sustrato que se desplaza hacia la izquierda en la
Figura 1.
Con referencia a las Figuras 2, 3 y 4, se
describirán ahora los componentes electromecánicos que componen la
impresora descrita en resumen con referencia a la ilustración
esquemática de la Figura 1. El alojamiento 1 de la impresora
comprende un receptáculo 20 en el que se alojan diversos componentes
electrónicos, que serán descritos a continuación, detrás de una
cubierta protectora 21. Los ejes 2 y 3 se proyectan a través de
aberturas en la cubierta protectora 21, los pasadores guía 9a y 10a
se proyectan desde la cubierta protectora 21, y el cabezal 4 de
impresión está montado sobre la cubierta protectora 21. El cabezal 4
de impresión es parte de un conjunto que se puede desplazar a lo
largo del carril lineal 22 que está fijado en su posición con
respecto a la cubierta protectora 21. El motor 16 de pasos que
controla la posición del conjunto del cabezal de impresión está
ubicado detrás de la cubierta protectora 21 pero acciona una rueda
23 de polea que, a su vez, acciona una correa 24 que se extiende en
torno a una rueda adicional 25 de polea, estando fijada la correa al
conjunto del cabezal de impresión. Por lo tanto, el giro de la
polea 23 en la dirección en el sentido de las agujas del reloj en
la Figura 4 acciona el conjunto del cabezal de impresión hacia la
izquierda en la Figura 4, mientras que el giro de la polea 23 en la
dirección en contra del sentido de las agujas del reloj en la Figura
4 acciona el conjunto del cabezal de impresión hacia la derecha en
la Figura 4. Las ruedas 23 y 25 de polea y el carril lineal 22
están montados en un soporte rígido 26 que se extiende hacia arriba
desde la cubierta protectora 21. La Figura 2 muestra discos de
accionamiento montados en los ejes 2 y 3, definiendo los discos de
accionamiento encastres separados diametralmente previstos para
acoplarse a las bobinas 8 y 12 de cinta, mientras que en la Figura
4 se han eliminado los discos de accionamiento para mostrar las
superficies superiores de los motores 14 y 15 de
pasos.
pasos.
Con referencia a la Figura 3, esta ilustra una
cinta de impresión soportada en un casete que puede estar montado
en la impresora de la Figura 2. Los soportes 9b y 10b de los
rodillos huecos 9b y 10b están previstos para recibir los pasadores
9a y 10a mostrados respectivamente en la Figura 2, de forma que la
combinación de pasador 9a y de rodillo hueco 9b constituyen
conjuntamente el rodillo 9 de la Figura 1 y de forma que el pasador
10a y el rodillo hueco 10b constituyen conjuntamente el rodillo 10
de la Figura 1. Las bobinas 7 y 11 están soportadas sobre los
mandriles 8 y 12, que encajan a presión en ejes giratorios montados
en una cubierta protectora común con los rodillos huecos 9b y 10b.
Los ejes giratorios definen pasadores que se acoplan con los
encastres definidos en los discos de accionamiento accionados por
los ejes 2, 3. Por lo tanto, con el casete en su lugar, se puede
transferir la cinta de impresión entre las dos bobinas 7 y 11.
La cubierta protectora 21 del alojamiento
(Figura 2) también soporta un soporte trasero vertical 27 sobre el
que se soporta un par de emisores 28, 29. Estos dos emisores
funcionan en cooperación con un receptor que se puede desplazar con
el conjunto del cabezal de impresión como se describe con mayor
detalle a continuación.
El conjunto 4 del cabezal de impresión se
muestra en una posición "aparcada" en las Figuras 2 y 4 y en
una posición en la Figura 5 en la que está listo para imprimir
sobre un rodillo 30 de platina (suponiendo un funcionamiento en un
modo continuo con un sustrato en movimiento continuo), y en una
posición lista para imprimir en la Figura 6 en la que el cabezal de
impresión está listo para imprimir sobre un sustrato que es
estacionario y está colocado en frente de una platina plana
estacionaria 31. En la posición mostrada en las Figuras 2 y 4, se
retrae un borde 32 del cabezal 4 de impresión detrás del recorrido
de la cinta de impresión entre los rodillos 9 y 10, mientras que se
coloca un rodillo 33 de separación en el lado opuesto del recorrido
de la cinta de impresión desde el cabezal 4 de impresión. Esto hace
que sea tarea sencilla instalar un casete nuevo de cinta de
impresión. En cambio, en las posiciones listas para imprimir
mostradas en las Figuras 5 y 6, se ha hecho avanzar el cabezal 4 de
impresión de forma que el borde 32 se proyecta inmediatamente más
allá de la extremidad externa del rodillo 33. Por lo tanto, en la
posición lista para imprimir la cinta de impresión pasa en torno al
borde 32 y es desviada alejándola del sustrato subyacente por medio
del rodillo 33.
El borde 32 del cabezal 4 de impresión (que
tiene una forma convencional) soporta un conjunto de elementos
calentadores, cada uno de los cuales puede ser alimentado de forma
selectiva. Cuando la cinta 6 de impresión está interpuesta entre el
cabezal 4 y un sustrato 13, la tinta adyacente a cualquier elemento
calentador alimentado se funde y se transfiere al sustrato. Por lo
tanto, mediante el control apropiado de los elementos calentadores,
se pueden transferir pequeñas porciones de tinta llevada por la
cinta 6 de impresión sobre el sustrato 13. Se puede considerar que
cada una de estas porciones de tinta define un píxel de la imagen
que se va a imprimir.
Con referencia ahora a todas las Figuras 2 a 9,
se describirá la estructura detallada del conjunto del cabezal de
impresión y de la corredera sobre el que está montado. La Figura 9
muestra el conjunto del cabezal de impresión traccionado hacia
delante hasta una posición de ajuste que revela los componentes
asociados del conjunto. La Figura 9 es la mejor vista de una ranura
34 formada en el soporte vertical 26 sobre el que está montado el
carril lineal 22. Una corredera 35 que soporta un dispositivo
portador 36 del cabezal de impresión está montada en el carril
lineal 22. La corredera 25 y el carril 22 son productos de alta
precisión para proporcionar un movimiento paralelo suave de
fricción reducida del dispositivo portador 36 del cabezal de
impresión con respecto al soporte 26. Hay montado un detector
óptico 37 en el dispositivo portador 36 del cabezal de impresión,
de forma que se encuentra alineado con la ranura 34 formada en el
soporte 26. El detector 37 se utiliza como se describe a
continuación para detectar luz emitida de los emisores 28 y 29,
garantizando la ranura 34 que la única obstrucción entre el
detector 27 y los emisores 28 y 29 será cualquier bobina de cinta
montada en la impresora en un casete como el ilustrado en la Figura
3. El casete está fijado contra un desplazamiento relativo a los
componentes ilustrados en la Figura 3 por medio de un imán
permanente (no mostrado) incorporado en el cuerpo del casete y que
coopera con una pieza circular 38 de retención de acero montada
encima del soporte 26. Por supuesto, son posibles disposiciones
alternativas para fijar el casete en su posición, por ejemplo,
conjuntos mecánicos de enganche.
El dispositivo portador 36 del cabezal de
impresión soporta el conjunto del cabezal de impresión que comprende
el cabezal 4 de impresión que está atornillado a una placa
giratoria 39 que está montada para girar en torno a un pasador
pivote 40 que a su vez está montado sobre una placa 41 atornillada
al dispositivo portador 36 del cabezal de impresión. Un resorte 42
empuja la placa 39 hacia la placa 41, de forma que en ausencia de
obstrucciones el cabezal 4 de impresión asumirá la posición con
respecto al dispositivo portador 36 del cabezal de impresión como
se muestra en la Figura 4. El rodillo 33 de separación está fijado
en su posición en un brazo 43 que está atornillado al dispositivo
portador 36 del cabezal de impresión.
Hay encajada una unidad 44 de accionamiento
neumático de forma deslizante dentro de una ranura proporcionada en
el dispositivo portador 36 del cabezal de impresión y acciona un
pistón 45 que se muestra en la posición extendida en la Figura 8 y
en la posición retraída en la Figura 7. El accionamiento neumático
44 está conectado a una línea flexible neumática (no mostrada) de
alimentación conectada a una entrada 46 de aire (Figura 2). La
entrada 46 está conectada a un tubo 47 que se extiende a través de
una abertura en el dispositivo portador 36 del cabezal de
impresión, de forma que se comunica con la unidad 44 de
accionamiento neumático. El pistón 45 de la unidad de accionamiento
neumático se apoya contra un miembro 48 con forma de U que está
acoplado por medio del pasador pivote 49 al soporte 50 con forma de
U. El soporte 50 soporta un pasador 51 (Figura 9) que está
concebido para acoplarse en una ranura 52 en un plato excéntrico 53.
El soporte 50 define una esquina curvada 54 que está prevista para
acoplarse contra la superficie curvada 55 definida en la placa 39
como se muestra en las Figuras 7 y 8. Sin embargo, si se recibe el
pasador 51 en la ranura 52, y se empuja hasta el extremo ciego de
la misma, se empuja el soporte 50 alejándolo del cabezal 4 de
impresión, permitiendo a la placa 39 girar hacia la placa 41, de
forma que el cabezal 4 de impresión asume la posición aparcada
mostrada en las Figuras 2 y 4.
El soporte 50 está empujado por resorte por
medio de un resorte (no mostrado) acoplado a una palanca 50a (véase
la Figura 7), de forma que asume la posición mostrada en la Figura
7. Entonces, si se suministra aire presurizado al accionamiento
neumático 44, el conjunto asume la posición mostrada en la Figura 8
en la que se podrá observar que el borde 32 de impresión del
cabezal 42 de impresión ha sido empujado bastante más allá del
rodillo 33 de separación. Si con la unidad 44 de accionamiento
neumático desconectada de la fuente de energía y, por lo tanto, con
el miembro 48 con forma de U en la posición mostrada en la Figura 7,
se mueve el dispositivo portador de forma que el pasador 51 entre
en la ranura 52, un movimiento adicional del dispositivo portador
en la misma dirección provocará que el pasador 51 se mueva dentro el
extremo ciego de la ranura, provocando de ese modo que el soporte
50 gire en torno al pasador pivote 49, de forma que no siga
obstruyendo el movimiento del cabezal 4 de impresión hasta la
posición aparcada. Si se invierte entonces el movimiento del
dispositivo portador, el pasador 51 hace que el soporte 50 gire de
nuevo hacia fuera, empujando el cabezal 4 de impresión hasta la
posición mostrada en la Figura 7. La posición mostrada en la Figura
7 se corresponde con la de "lista para imprimir" y la posición
mostrada en la Figura 8 se corresponde con la de
"imprimiendo".
La Figura 10 es una vista en perspectiva del
dispositivo portador 36 del cabezal de impresión que muestra el
encastre que recibe en el aparato montado la unidad 44 de
accionamiento neumático. Se proporciona una abertura 56 para
recibir el tubo 47 de entrada de aire (véase la Figura 7). Se
proyecta una lengüeta 57 desde el borde inferior del dispositivo
portador 36 del cabezal de impresión y se utiliza de una forma que
no se muestra para fijar el dispositivo portador del cabezal de
impresión a la correa 24.
En la realización de la invención según se ha
ilustrado en las Figuras 1 a 10, se prevé que un sustrato sobre el
que se va a imprimir se desplace por delante del cabezal de
impresión en la dirección de izquierda a derecha con respecto a la
Figura 5 o el cabezal de impresión cuando imprime se desplaza en la
dirección de derecha a izquierda con respecto a la platina 31 en la
Figura 35. En todos los casos, el rodillo 33 de separación está
colocado en el lado corriente abajo del borde 32 de impresión. Sin
embargo, hay muchas circunstancias en las que dicha disposición no
es conveniente y sería deseable invertir la disposición, de forma
que las posiciones relativas del borde 32 y del rodillo 33 de
separación estén invertidas y la disposición del cabezal 4 de
impresión también se invierta. Esto se puede conseguir fácilmente
con el aparato ilustrado al sustituir el dispositivo portador 36
del cabezal de impresión mostrado en la Figura 10 con el dispositivo
portador 58 del cabezal de impresión mostrado en la Figura 11. La
Figura 12 ilustra el conjunto resultante. Se hará notar que el
dispositivo portador 58 del cabezal de impresión de la Figura 11
también define un encastre 59 para recibir la unidad 44 de
accionamiento neumático y una abertura 60 para recibir el tubo 47 de
entrada de aire. También se hará notar que el dispositivo portador
58 del cabezal de impresión de la Figura 11 es una imagen reflejada
en torno a un plano vertical del dispositivo portador 36 del cabezal
de impresión de la Figura 10.
Con referencia a la Figura 12, se observará que
además de invertir la posición del cabezal 4 de impresión y del
rodillo 33 de separación, también se ha girado 180° el plato
excéntrico 53 y se ha encajado en el lado opuesto del imán 38 en su
posición en la realización de las Figuras 1 a 10. El brazo 43 sobre
el que está montado el rodillo 33 de separación también se ha
movido, de forma que continúa estando ubicado adyacente a la
cubierta protectora 21.
La disposición de impresora descrita proporciona
un número de ventajas muy significativas. En primer lugar, es
posible utilizar el mismo aparato tanto para una impresión continua
como intermitente. La conversión de una línea de producción de una
forma de impresión a otra no significa, por lo tanto, que se deban
adquirir nuevas impresoras. En segundo lugar, al hacer
modificaciones relativamente pequeñas que únicamente implican un
componente adicional (los dispositivos portadores alternativos del
cabezal de impresión de las Figuras 10 y 11) se puede utilizar el
mismo aparato tanto para aplicaciones de impresión hacia la
izquierda como de impresión hacia la derecha, utilizando estos
términos en el sentido de la Figura 2 (impresión hacia la izquierda)
y de la Figura 12 (impresión hacia la derecha). En tercer lugar, la
sustitución de la cinta de impresión es una cuestión sencilla, dado
que, cuando se encuentra en la posición aparcada, el cabezal 4 de
impresión se retira automáticamente del rodillo 33 de separación,
de forma que se proporciona un carril ancho sobre el que se puede
insertar una cinta de impresión de sustitución llevada sobre un
casete.
Con referencia a las Figuras 13, 14, 15 y 16, se
describirán distintos procedimientos para hacer un uso eficaz de la
cinta de impresión utilizando el aparato descrito en las Figuras 1 a
12. Todos estos procedimientos dependen de la elevada precisión en
la que se puede suministrar la cinta de impresión al cabezal de
impresión, de forma que se minimice el desperdicio de la cinta de
impresión.
Con referencia a la Figura 13, esta es una vista
de una cinta de impresión cuya longitud está indicada mediante la
flecha 61 y con la que se han llevado a cabo seis operaciones
individuales de impresión utilizando regiones que se solapan de la
cinta de impresión. Estas seis regiones están indicadas como
regiones 62 a 67, solapando la segunda mitad de la región 62 la
primera mitad de la región 63, solapando la segunda mitad de la
región 63 la primera mitad de la región 64, etcétera. Suponiendo
que se imprime sobre un sustrato, se imprime la región 62, entonces
se hace avanzar la cinta de impresión la mitad de la longitud de las
regiones, se imprime la región 63, entonces se hace avanzar de
nuevo la cinta de impresión la mitad de la longitud de las regiones,
entonces se imprime la región 64, etcétera.
Se podrían utilizar dichas regiones impresas de
solapamiento en procedimientos de impresión tanto continua como
intermitente. En la disposición descrita, las regiones adyacentes se
solapan en la mitad de la anchura de cada región, pero se podrían
contemplar distintas proporciones de solapamiento. Dado que las
regiones adyacentes de impresión solapada, es importante que una
región de la cinta de impresión que está solapada por dos regiones
adyacentes de impresión sea utilizada de forma que garantice que la
impresión solo progresa en base al uso de porciones de la cinta de
impresión que han sido utilizadas únicamente en una de las dos
regiones de solapamiento. Esto se puede conseguir, por ejemplo, al
seleccionar únicamente porciones alternas de la cinta de impresión
en una región cualquiera de impresión. Por ejemplo, como se ilustra
en la Figura 14, si se representan los elementos (píxeles)
calentadores adyacentes en el cabezal de impresión por las áreas 68
y 69 de la cinta de impresión, las áreas 68 de la cinta de
impresión se utilizarían para imprimir una región (por ejemplo, la
región 62) y las áreas 69 de la cinta de impresión se utilizarían
para imprimir la región adyacente (región 63). De esta forma,
mientras que la separación entre los píxeles adyacentes en el
cabezal de impresión sea lo suficientemente pequeña como para
permitir que se imprima una imagen de calidad razonable utilizando
únicamente píxeles alternos, se pueden generar el doble de imágenes
de una cinta de impresión de lo que sería el caso si se utilizasen
todos los elementos de píxeles para fines de impresión en una única
imagen y no hubiese solapamiento entre distintas regiones de
impresión. Además, sin embargo, la distancia que debe hacerse
avanzar la cinta de impresión entre las fases de impresión en
ciclos sucesivos de impresión se reduce a la mitad. Esto es
ventajoso dado que en algunas aplicaciones esto permite un
funcionamiento más rápido de la máquina.
Para ilustrar esta ventaja, la Figura 15 muestra
una impresión convencional sobre un sustrato sin solapamiento entre
los ciclos sucesivos, mientras que la Figura 16 ilustra la misma
operación que depende de dicho solapamiento.
Con referencia a la Figura 15, se muestra un
sustrato 70 sobre el que se han impreso las imágenes 71 y 72.
Mostrada debajo del sustrato hay una cinta 73 de impresión, en la
cual se han utilizado las áreas 74 y 75 para producir las imágenes
71 y 72. La longitud de transporte de la cinta de impresión está
indicada mediante la flecha 76 y es igual al doble de la longitud
de una única imagen.
Con referencia a la Figura 16, esta muestra cómo
la impresión de solapamiento puede reducir el uso de la cinta de
impresión y reducir la distancia de transporte de la cinta de
impresión entre fases sucesivas de impresión. Se podrá observar que
cada una de las áreas 74 y 75 en la Figura 16 solo es la mitad de la
longitud de las áreas correspondientes en la Figura 15 y que, por
lo tanto, se reduce a la mitad la distancia de transporte de la
cinta de impresión. En algunas aplicaciones, en las que se requiere
un transporte rápido de la cinta de impresión, reduciendo a la
mitad la distancia que se debe transportar la cinta de impresión
entre fases sucesivas de impresión puede mejorar significativamente
la capacidad del dispositivo para funcionar a alta velocidad.
También se apreciará que se pueden utilizar más de dos grupos de
elementos de impresión, de forma que en el caso de, por ejemplo,
tres grupos, la longitud del transporte requerido de la cinta de
impresión solo sería de un tercio de la longitud de la imagen. Por
lo tanto, habría una solución de compromiso entre la longitud de
transporte de la cinta de impresión y la calidad de imagen pero este
aspecto de la presente invención da al operador de dicho equipo una
mayor flexibilidad que en algunas aplicaciones tendrá un significado
económico real.
Las ventajas descritas con referencia a las
Figuras 13 a 16 solo se pueden conseguir si se puede colocar la
cinta de impresión con respecto al sustrato y el cabezal de
impresión con gran precisión. El enfoque convencional para
conseguir un control preciso de la aceleración, de la
desaceleración, de la velocidad y de la posición de la cinta ha
dependido de un rodillo impulsor colocado entre las bobinas de
alimentación y de suministro, pero la presente invención depende de
un enfoque completamente distinto, que es el control preciso del
accionamiento aplicado a los motores 14 y 15 de pasos (Figura 1)
que accionan las bobinas de cinta. Los motores de pasos funcionan
en modo bidireccional de tracción-compresión, es
decir, si la cinta está desplazándose en una dirección entre las
bobinas, ambos motores de pasos se accionan en esa dirección, y, en
cambio, cuando la cinta de impresión está siendo accionada en la
dirección opuesta, ambos motores de pasos son accionados en esa
dirección opuesta. La coordinación del accionamiento con los dos
motores de pasos requiere conocimiento de los diámetros de las
bobinas y esto se consigue utilizando los dispositivos emisores 28 y
29 de luz y el dispositivo 37 de detección de luz, como se
muestran, por ejemplo, en la Figura 2.
La Figura 17 ilustra cómo se utilizan los
dispositivos emisores 28 y 29 de luz y el detector 37 para
determinar los diámetros de las bobinas. El detector 37 está
montado en el dispositivo portador 36 del cabezal de impresión y se
puede desplazar entre la posición indicada por la línea 76 y la
posición indicada por la línea 77. Según se mueve el detector 37
hacia la derecha en la Figura 17 desde la posición indicada por la
línea 76, se alimenta inicialmente el emisor 28. Inicialmente, el
detector 37 está en la sombra arrojada por la bobina 7, pero tan
pronto como el detector 37 cruza el plano indicado por la línea 78a
se generará una salida. Esa salida desaparecerá según cruce el
detector 37 el plano indicado por la línea 78b. A continuación, se
hace avanzar el detector 37 hasta la posición indicada por la línea
77 y luego se hace que vuelva, después de que se haya desconectado
el emisor 28 de la fuente de energía y se haya alimentado el emisor
29. Inicialmente, el detector 37 estará en la sombra de la bobina
11 pero generará una salida tan pronto como alcance el plano
indicado por la línea 79a. Esa salida desaparecerá según cruce el
detector 37 el plano indicado por la línea 79b. Por lo tanto, se
pueden determinar las posiciones relativas al desplazamiento del
detector en las que el detector 37 intersecta los planos 78a, 78b,
79a y 79b. Se conoce la dimensión A, es decir, la distancia entre
los ejes de giro de las dos bobinas. Se conoce la distancia
perpendicular B entre el carril seguido por el detector 37 y el
plano en el que se ubican los emisores 28 y 29, como también lo es
la distancia perpendicular C desde los ejes de los ejes 2 y 3 al
carril seguido por el detector 37. De estas dimensiones se pueden
derivar los diámetros D1 y D2 de las bobinas 7 y 11 utilizando
trigonometría elemental.
Se utilizan dos emisores 28, 29 para garantizar
que para una bobina cualquiera el detector 37 pueda "ver" la
sombra arrojada por al menos uno de los emisores sin importar el
tamaño del diámetro de la bobina. Sin embargo, se apreciará que se
podrían contemplar otras disposiciones de uno o más emisores y de
uno o más detectores.
Se apreciará que el cálculo de los diámetros de
las bobinas sería algo más sencillo si los planos 78a, 78b, 79a y
79b fuesen perpendiculares a la dirección de desplazamiento del
detector 37. Esto se puede conseguir, por ejemplo, al sustituir los
emisores 28 y 29 con un espejo que se extienda paralelo a la
dirección de desplazamiento del portador 36 del cabezal de
impresión y disponiendo tanto un transmisor como un detector en el
dispositivo portador 36 del cabezal de impresión, detectando luz el
detector únicamente cuando tanto él como el emisor se encuentren en
un plano perpendicular al espejo. Aunque dicha disposición es
sencilla en términos de trigonometría requerida, tiene desventajas
porque un fallo de bien el transmisor o bien el detector podría ser
interpretado como que el detector está en la sombra de una de las
bobinas.
Dado el conocimiento de los diámetros de las
bobinas, se pueden accionar las bobinas en modo de
tracción-compresión, de forma que se consigan
elevadas tasas de aceleración y de desaceleración por medio del
control apropiado de las velocidades de giro de los dos motores de
pasos. Sin embargo, la tensión en la cinta de impresión entre las
dos bobinas debe ser controlada estrechamente para evitar que la
tensión se vuelva demasiado elevada (teniendo como resultado un
sobreapriete de la cinta de impresión en las bobinas o incluso la
rotura de la cinta de impresión) o que la tensión se vuelva
demasiado baja (teniendo como resultado una pérdida del control
posicional como resultado de que la cinta de impresión adquiera
holgura). Para evitar que esto se produzca, se monitorizan los
cambios en los diámetros de las bobinas con el tiempo mediante
referencia a los motores de pasos y se monitoriza directamente la
tensión en la cinta de impresión mediante referencia a la corriente
consumida por los motores de pasos.
En una realización de la invención, cuando se
inserta un casete nuevo en un aparato, de forma como se ha descrito
con referencia a las Figuras 1 a 10, uno de los ejes del casete
soportará una bobina casi vacía (la bobina de recepción) y el otro
soportará una bobina casi llena (la bobina de suministro). A
continuación se denominará el motor de pasos asociado con la bobina
de recepción motor de recepción y se denominará el otro motor de
pasos motor de suministro.
Inicialmente, se alimenta el motor de recepción
para eliminar cualquier holgura de la longitud de la cinta de
impresión que se extiende entre las dos bobinas. Entonces, se
conduce un cabezal de impresión con el sistema óptico descrito con
referencia a la Figura 17 para obtener una estimación inicial de los
diámetros de las bobinas. Entonces, se alimenta el motor de
suministro para tensar la cinta de impresión que se extiende en
torno a la bobina de suministro. Entonces, se acciona el motor de
recepción de forma que se extrae cinta de impresión de la bobina de
suministro, estando desconectada la bobina de suministro de la
fuente de energía. Se monitoriza el número de pasos dados por el
motor que acciona la bobina de recepción. No se detiene el otro
motor, pero genera una fuerza contraelectromotriz lo que da como
resultado la generación de impulsos que son contados. Después de
unas pocas vueltas de las bobinas se cuentan el número de pasos
dados por el motor de recepción y el número de impulsos generados
por el motor de la bobina de suministro y los números contados se
utilizan para establecer la relación entre los dos diámetros.
Entonces, se lleva la cinta de impresión a una detención
controlada. Se desaceleran ambos motores de forma controlada para
evitar una sobrecarga. Por lo tanto, se acciona el motor de la
bobina de suministro mediante impulsos para provocar su
desaceleración. La aplicación de impulsos de desaceleración al
motor de la bobina de suministro en sincronismo con el giro del
motor se consigue al monitorizar la fuerza contraelectromotriz
generada en un devanado de ese motor, y luego excitar ese devanado
en un momento apropiado para aplicar un par de desaceleración. Se
requiere un número de giros de la bobina de recepción para
minimizar la posibilidad de que cualquier extremo de cinta de
impresión se extienda desde las bobinas obstruyendo las
trayectorias ópticas de la disposición de barrido como se ilustra
en la Figura 17. Entonces, se lleva a cabo un barrido óptico
adicional en ambas direcciones para determinar el radio de la
bobina de recepción mientras que la bobina está estacionaria.
Entonces, se repite un barrido óptico según se gira la bobina en
incrementos de 30° en torno al eje del motor de pasos al avanzar el
motor el número apropiado de pasos, siendo ese número una
constante. Esto construye un mapa de las dimensiones de la bobina
(que puede no ser perfectamente circular) y se utiliza este mapa
para calcular el radio medio para cada bobina para el arco por el
que girará cada una en cada alimentación de cinta de impresión y se
utilizan adicionalmente estos radios para calcular variaciones de
diámetro en torno a los ejes de las bobinas. Esto hace que sea
posible determinar de forma precisa la circunferencia de cada bobina
y el efecto de un número predeterminado de pasos de avance del
motor que acciona esa bobina. Por ejemplo, se pueden utilizar los
distintos radios calculados para calcular la velocidad de paso y el
número de pasos requeridos por cada motor para accionar las bobinas
de forma apropiada, de manera que se alimenta la cinta de impresión
una distancia predeterminada. Entonces, se pueden utilizar estos
radios y las velocidades de paso en los cálculos de monitorización
de la tensión como los descritos a continuación.
Entonces, se lleva a cabo el mismo procedimiento
de barrido óptico en ambas direcciones para medir el radio de la
bobina de suministro. Entonces, se combina esta información con la
relación calculada previamente de los diámetros de las bobinas para
dar un conjunto preciso de datos relacionados con los diámetros y
las formas de las bobinas. Entonces, se vuelve a enrollar de nuevo
la cinta de impresión alimentada desde la bobina de suministro a la
bobina de recepción en la bobina de suministro, de forma que se
evita el desperdicio de cinta de impresión.
En general, los motores de pasos comprenden dos
bobinas enrolladas en cuadratura y se suministra corriente en una
secuencia de impulsos a una o a ambas bobinas en ambos sentidos
(positivo y negativo), de forma que se consigue el avance a pasos
de los ejes de los motores. Para conseguir un rendimiento razonable
a pesar de la constante inherente de tiempo eléctrico de estas
bobinas, es bien conocido que hay que sobreexcitar los motores de
pasos al aplicar un voltaje que es mucho mayor que la capacidad
nominal del motor y modular por anchura de impulsos este voltaje
cuando se alcanza la corriente motriz deseada. Por ejemplo, con un
motor de 3,6 voltios capaz de admitir, por ejemplo, 2 amperios, se
puede aplicar un voltaje de 36 voltios. Esto tiene como resultado
un aumento muy rápido en la corriente a través del motor,
normalmente en unas pocas decenas de microsegundos. Dado esta
sobreexcitación del voltaje de suministro, se separan periodos
relativamente breves de aplicación de voltaje de suministro por
periodos relativamente prolongados durante los que no se aplica
ningún voltaje de suministro. Como resultado, la corriente del
suministro a los motores dista mucho de carecer de altibajos.
Además, incluso cuando un motor está funcionando con una carga nula
relacionada con la función que realiza (igual a una tensión nula en
la cinta de impresión), la corriente de alimentación al motor será
una función de diversos factores, como la velocidad de giro del
motor, las características particulares de ese motor (eficacia,
etc.) y las características particulares de la circuitería de
accionamiento del motor (variaciones de ganancia y de desfase). Por
lo tanto, es necesario calibrar los motores para tener en cuenta la
variación de corriente relacionada con estos factores más que la
carga del motor.
Los motores se calibran al accionar cada uno de
ellos en condiciones de carga nula a cada una de una serie de
distintas velocidades, por ejemplo a velocidades correspondientes a
125 pasos por segundo, 250 pasos por segundo, 375 pasos por
segundo, etcétera, en incrementos de 125 pasos por segundo hasta de
5000 pasos por segundo. En general, esto abarcará la gama de
velocidades requeridas de la cinta de impresión para el avance de
la cinta de impresión, siendo esa gama generalmente desde 100 mm por
segundo hasta 600 mm por segundo de velocidad de transporte de la
cinta de impresión. Este procedimiento se repite un número de veces,
por ejemplo veinte veces, y se utiliza el resultado medio para
calcular un factor x de calibración del motor para cada velocidad
de paso, y para cada motor. Se utiliza la siguiente relación:
en la
que
x es el factor de calibración para el motor a la
velocidad dada de paso.
V es el valor medio medido del funcionamiento
del motor a la velocidad dada de paso.
N es una constante de normalización o un factor
de escala.
\vskip1.000000\baselineskip
De lo anterior, se calcula para cada motor una
serie de valores x para cada una de las velocidades predeterminadas
de paso. Cuando el aparato está en uso, para una velocidad dada de
paso se selecciona uno de los valores x para su uso en el cálculo
de la tensión de la cinta de impresión, o se calcula un valor para x
para la velocidad dada de paso mediante interpolación de los dos
valores de x para las velocidades predeterminados de paso más
cercanas a la velocidad
dada.
dada.
La Figura 18 ilustra el cálculo de los valores V
tanto durante la calibración del motor como en el control
subsiguiente de la tensión de la cinta de impresión. Con referencia
a la Figura 18, una fuente regulada 80 de alimentación alimenta un
primer circuito 81 de accionamiento del motor y un segundo circuito
82 de accionamiento del motor. La corriente del suministro 80 al
circuito 81 de accionamiento del motor se suministra a través de
una resistencia eléctrica 83 de baja resistencia, siendo aplicado el
potencial desarrollado a través de la resistencia 83 a un traductor
84 de nivel. De forma similar, la corriente al accionamiento 82 del
motor se suministra a través de una resistencia eléctrica 85 con un
valor bajo de resistencia y se aplica el voltaje desarrollado a
través de esa resistencia a un traductor 86 de nivel. Se aplican las
salidas de los traductores 84 y 86 de nivel a los convertidores 87
y 88 de analógico a digital, cuyas salidas son aplicadas a un
microcontrolador 89. El microcontrolador suministra una salida
pulsada 90 al primer accionamiento 81 del motor y una salida
pulsada 91 al segundo accionamiento 82 del motor. Los accionamientos
del motor alimentan los motores de pasos representados de forma
esquemática por los cilindros 92 y 93 que accionan las bobinas
respectivas 94 y 95.
Durante la calibración del motor, las bobinas no
están montadas en las salidas de los motores 92 y 93 de pasos. Para
una velocidad dada de paso para cada motor, las salidas de los CAD
87 y 88 están registradas de forma que se conocen x y V para cada
motor en cada una de las velocidades preseleccionadas de paso.
Entonces, se utilizan esos valores como se describe a continuación
para permitir una monitorización directa de la tensión de la cinta
en la cinta de impresión entre las bobinas 94 y 95, habiendo sido
montadas estas bobinas en los ejes de salida de los motores 92 y 93
de pasos.
\newpage
Las formulas utilizadas para el cálculo de la
tensión son como sigue, suponiendo que el motor 92 está traccionando
y el motor 93 está comprimiendo:
En las que:
V_{1} es la salida del CAD 88 dada una
velocidad constante de paso seleccionada de alimentación de cinta de
impresión
V_{2} es la salida del CAD 87 durante la
alimentación de la cinta de impresión
r_{1} es el radio de la bobina 94
r_{2} es el radio de la bobina 95
X_{1} es el factor de calibración para el
motor 92 para la velocidad constante de paso seleccionada
X_{2} es el factor de calibración para el
motor 93 para la velocidad de paso del motor 93
N es el factor de escala utilizado durante la
calibración del motor
t es la tensión de la cinta de impresión
f(T) es una función relacionada con la
temperatura
\vskip1.000000\baselineskip
Las variaciones de temperatura que afectarán a
los valores medidos V_{1} y V_{2} afectarán generalmente a
ambos motores en la misma medida. Por lo tanto, al dividir la
ecuación (1) por la ecuación (2), las funciones f(T) se
anulan. Por lo tanto, se puede resolver la ecuación para derivar una
medida de la tensión t como sigue:
Por lo tanto, para cualquier velocidad dada de
paso para los motores, se pueden consultar y utilizar los factores
apropiados de calibración X_{1}, X_{2} para derivar una medida
de la tensión t de la cinta de impresión. Si el valor derivado de t
es demasiado elevado (por encima de un límite predeterminado),
entonces se puede llevar a cabo un pequeño ajuste de paso bien a un
motor o a ambos para añadir una pequeña sección de cinta de
impresión a la longitud de la cinta de impresión entre las bobinas.
Si el valor derivado de t es demasiado bajo (por debajo de un
distinto límite predeterminado), entonces se puede eliminar una
pequeña sección de la cinta de impresión de la longitud de la cinta
de impresión entre las bobinas. Los algoritmos de control
utilizados para determinar las cantidades de corrección de cinta de
impresión añadida o quitada de la longitud de la cinta de impresión
entre las bobinas pueden tener forma convencional, por ejemplo los
algoritmos conocidos como algoritmos de control proporcional
integral derivativo (control PID). Los algoritmos hacen que sea
posible comparar la tensión t medida con los límites superior e
inferior predeterminados (la denominada banda muerta) y, si la
tensión medida se encuentra fuera de estos límites, se puede
calcular la diferencia entre la tensión t medida y una tensión de
"demanda nominal" que está fijada a un nivel entre los límites
superior e inferior, siendo considerado el resultado de ese cálculo
como una "señal" de error. Entonces, se procesa matemáticamente
esta "señal" de error por medio de los algoritmos de PID, que
incluyen una constante de ganancia proporcional, al igual que
factores integral y derivativo. El procesamiento matemático tiene
como resultado una cantidad de "corrección" de la cinta de
impresión que necesita ser añadida o eliminada del recorrido de la
cinta de impresión entre las bobinas durante la siguiente
alimentación de cinta de impresión. Esta adición o eliminación de
cinta de impresión mantiene la tensión de la cinta de impresión
entre límites aceptables.
Con mayor detalle, se puede calcular el valor de
coerción al calcular el error (la diferencia entre la tensión
nominal y la tensión medida) y dividiendo el error por un factor de
ganancia que depende de la anchura de la cinta de impresión. Cuanto
mayor sea el factor de ganancia más tenso será el sistema, dado que
se aumentará la tensión nominal. El factor de ganancia también
depende de la anchura de la cinta de impresión dado que se cambian
las constantes de ganancia para tener en cuenta las distintas
anchuras de cinta de impresión. Esto es debido a que una tensión
que podría provocar un estiramiento considerable en una cinta
estrecha de impresión provocaría un estiramiento mínimo en una
cinta ancha de impresión y, por lo tanto, los efectos de añadir o
eliminar cinta de impresión de la longitud de la cinta de impresión
entre las bobinas se ve afectada radicalmente por la resistencia a
la flexión de la cinta de impresión. Los ciclos sucesivos pueden
ajustar el factor de ganancia desde un valor nominal de 100
(tensión) hasta un valor nominal de 80 (holgura). Por cada lectura
consecutiva de tensión o de holgura después de la primera lectura,
se puede añadir una corrección adicional de 0,1 mm. También se
mantiene un acumulador de error, y si las correcciones acumuladas
(que son negativas para una tensión y positivas para una holgura)
superan en más o menos los 2 mm entonces se añade 0,1 mm adicional
a la corrección. Estos son los dos componentes integrales que
permiten funcionar al sistema de forma estable y mantener la
tensión de la cinta de impresión con la tensión nominal, o cerca de
la misma.
El sistema de alimentación del motor divide la
corrección uniformemente entre ambos motores para evitar grandes
espacios entre las impresiones o sobreimpresión sobre la cinta de
impresión. El sistema logra esto al calcular el número de pasos que
reducen a la mitad las cantidades de corrección para el motor de
pasos con el diámetro de bobina más grande. Entonces, se vuelven a
calcular estos pasos como una distancia (que depende de los
diámetros conocidos de las bobinas) y se resta de la cantidad
original de corrección. Entonces, se utiliza el valor resultante
para calcular la corrección para el motor que acciona la bobina de
menor diámetro. Debido a que el motor acciona la bobina de menor
diámetro tiene el tamaño de paso más pequeño (cuando se convierte
cada paso en longitud de cinta de impresión) puede alimentar de
forma más precisa la distancia restante. Por lo tanto, el mecanismo
ajusta la tensión una cantidad que es lo más cercana posible a la
exigida por la corrección original.
Se apreciará que si se calcula una lectura
particularmente baja de tensión por medio del anterior
procedimiento, esta puede ser tomada por el sistema de control como
que indica una condición de fallo, por ejemplo una rotura de la
cinta de impresión, o de que la cinta de impresión se ha adquirido
tanta holgura que es muy improbable que el sistema pueda efectuar
un control adecuado. En dichas circunstancias, el sistema de control
puede producir unos límites bajos predeterminados de "rotura de
la cinta de impresión", de forma que cuando la tensión t medida
caiga por debajo de este límite, el sistema de control puede detener
el proceso de impresión y presentar salidas de fallo y mensajes de
advertencia apropiados. Por lo tanto, el sistema puede ofrecer una
detección valuable de "rotura de la cinta de impresión" sin la
necesidad de disposiciones adicionales de detección.
La Figura 19 ilustra un circuito para calcular
la relación de los diámetros de las bobinas 94 y 95 en el circuito
de la Figura 18. El raíl 96 de suministro positivo de la fuente 80
de alimentación (Figura 18) está dispuesto para suministrar
corriente a cuatro devanados 97, 98, 99 y 100. La corriente es
consumida a través de los devanados 97 a 100 por medio de
transistores 101 que están controlados por circuitos 102 de control
del motor y de lógica de secuencia. La velocidad de paso se
controla mediante una entrada en la línea 103 y se habilita o se
inhabilita el accionamiento mediante una entrada en la línea 104 (un
valor elevado en la línea 104 habilita, un valor bajo inhabilita).
Como antes, si el motor 92 está traccionando, el circuito 108 de
accionamiento para ese motor está habilitado y, por lo tanto, se
conoce el ángulo de giro de la bobina que está siendo accionada
(94). El circuito de accionamiento para el motor que está siendo
(traccionado) está inhabilitado (línea 104, valor bajo). Por lo
tanto, el motor 93 actúa como un generador y se genera una fuerza
contraelectromotriz a través de cada uno de los devanados 97 a 100
del motor. Los componentes incluidos en la caja 108 de la Figura 19
se corresponden con uno de los circuitos 81, 82 de accionamiento del
motor de la Figura 18. El voltaje desarrollado a través del
devanado 100 se aplica a un circuito traductor 105 de nivel cuya
salida se aplica a un detector 106 de cruce por cero al que se le
alimenta un voltaje de referencia en su entrada positiva. La salida
del detector 106 de cruce por cero es una serie de impulsos en la
línea 107. Aquellos impulsos son suministrados al microprocesador
89 de la Figura 18. Al contar estos impulsos desde el motor 93 en un
ángulo conocido de giro del motor 92 de accionamiento se puede
calcular la relación de diámetros de las bobinas.
El procedimiento para monitorizar la tensión de
la cinta de impresión como se ha descrito con referencia a la
Figura 18 depende del muestreo de la corriente suministrada a los
accionamientos 81 y 83 de los motores al muestrear voltajes
desarrollados por las resistencias 83 y 85 en serie.
Preferentemente, se detecta la corriente únicamente durante
periodos en los que se ha hecho avanzar la cinta de impresión a una
velocidad constante. En los sistemas de impresión intermitente, la
corriente se monitoriza durante el movimiento de retorno del
cabezal de impresión después de cada operación de impresión. Durante
el retorno del cabezal de impresión, también se desplaza la cinta
de impresión. Por lo tanto, la cinta de impresión se debe acelerar
hasta una velocidad constante, hacer avanzar a esa velocidad
constante durante un periodo de tiempo durante el que se monitoriza
la corriente, desacelerar y luego colocarla de forma que se minimice
el desperdicio de la cinta de impresión. Accionar una cinta de
impresión de esta forma durante las operaciones de impresión
intermitente es una cuestión relativamente sencilla ya que solo es
necesario asegurarse de que el movimiento necesario de la cinta de
impresión incorpora un periodo de desplazamiento a velocidad
constante durante el que se puede monitorizar la corriente. En un
aparato de impresión continua el problema es distinto dado que la
cinta de impresión se está moviendo a una velocidad relacionada con
la velocidad del sustrato. Son difíciles de utilizar velocidades de
cinta de impresión inferiores a 50 mm por segundo dado que hay una
tendencia a que la tinta se enfríe antes de que pueda adherirse de
forma segura al sustrato, y se debe atender una gran gama de
velocidades del sustrato superiores a 50 mm por segundo. Sin
embargo, para ahorrar cinta de impresión, siempre será devuelta una
cantidad de cinta de impresión a la bobina de suministro entre
operaciones sucesivas de impresión. Es necesario asegurar que se
devuelve la cinta de impresión, de forma que la cinta de impresión
se desplace en la dirección de retorno durante un periodo de tiempo
suficiente a una velocidad constante para permitir una medición
precisa de las corrientes del motor. Puede ser que para conseguir
esto sea necesario que la cinta de impresión sea devuelta "más
allá de lo debido", de forma que antes de la siguiente operación
de impresión la cinta de impresión tenga que ser hecha avanzar para
compensar este retorno excesivo. El retorno excesivo se puede
utilizar tanto en una impresión continua como en una intermitente
para asegurar que se transporta suficiente cinta de impresión para
proporcionar una medida precisa durante la parte de medición de la
tensión de cada ciclo de impresión.
Preferentemente, se muestrean las corrientes del
motor durante un periodo de tiempo correspondiente, por ejemplo, al
desplazamiento de la cinta de impresión durante una distancia de al
menos 10 mm a una velocidad constante. Por ejemplo, se podría
muestrear la corriente a intervalos regulares, correspondiéndose el
intervalo entre las muestras sucesivas, por ejemplo, a un cuarto de
un paso del motor. Las muestras se suman entre sí y se divide la
suma por el número de muestras tomadas. Esto da un corriente media
que es razonablemente representativa de la energía que está siendo
consumida por el motor de pasos asociado.
Un análisis de las formas de onda de corriente
suministradas a los motores de pasos en la realización descrita
muestra que, además de las fluctuaciones de corriente resultantes de
la naturaleza modulada de la anchura de los impulsos del control
del motor, hay una cantidad sustancial de variación en las formas de
onda que significará que las muestras individuales pueden no ser
representativas de la energía que está siendo consumida por los
motores. Se puede obtener una representación más precisa de esa
energía si se pasan las señales monitorizadas a través de un filtro
(no mostrado) de paso bajo antes de ser hacer su media.
La Figura 19 ilustra un enfoque a la
monitorización de los diámetros cambiantes de las bobinas durante el
uso de la cinta de impresión. Sin embargo, son posibles enfoques
alternativos y se describe un dicho enfoque alternativo con
referencia a la Figura 20.
Con referencia a la Figura 20, A_{r} y A_{s}
son las áreas de las bobinas 7 y 11 (véase la Figura 1)
respectivamente, d es el diámetro interno de las bobinas y D_{r}
y D_{s} son los diámetros externos de las bobinas en cualquier
momento dado. Por lo tanto:
Sustituyendo de (5) y (6) en (4) da:
En la que D_{rc} y D_{sc} son diámetros de
las bobinas de rebobinado y de suministro, respectivamente, en el
momento de la calibración inicial.
en la que R_{c} es la relación
entre los diámetros de bobina de rebobinado y de la de suministro en
la calibración
inicial.
Por lo tanto, D_{r}^{2}(R^{2} +
1)/R^{2} = D_{sc}^{2} (R_{c}^{2} + 1) y
D_{r}^{2} - [R^{2}/(R^{2} +
1)][D_{sc}^{2}(R_{c}^{2} + 1)]
Así que, conociendo la relación (R_{c}) de
diámetros de las bobinas de la calibración inicial, la relación
(R_{c}) de diámetros de la bobina de suministro, el diámetro de la
bobina de suministro en la calibración (D_{sc}) y la relación
actual de los diámetros de las bobinas (R), se puede derivar el
diámetro actual de una o de ambas bobinas D_{r} o D_{s}.
\newpage
En algunas aplicaciones puede ser incluso
posible solo presentar un casete que porta una bobina de recepción
sustancialmente vacía y una bobina de suministro sustancialmente
llena de diámetros externos conocidos. En dichas circunstancias no
sería necesario determinar los diámetros iniciales de las bobinas.
Sin embargo, en general, se prefiere, con mucho, medir directamente
los diámetros de las bobinas ya que es probable que los operadores
de la máquina utilicen en ocasiones configuraciones no estándar de
las bobinas (por ejemplo, una cinta de impresión que ha sido
utilizada parcialmente en una ocasión anterior).
Como una alternativa del enfoque descrito
anteriormente con referencia a la Figura 18 y a las ecuaciones 1 a
3, es posible derivar una aproximación de la tensión de la cinta de
impresión al depender de la diferencia entre las corrientes
consumidas por los dos motores. Esta diferencia de corriente es una
función de la magnitud de la tensión en la cinta de impresión entre
los dos motores y puede ser utilizada como un parámetro de control,
de forma que, por ejemplo, cuando la magnitud de la diferencia en la
corriente se encuentre fuera de un intervalo de tolerancia
aceptable, se ajuste la relación previamente supuesta de los
diámetros externos de las bobinas, lo que tiene como resultado un
pequeño cambio en la velocidad a la que están accionados los dos
motores. Este ajuste de la velocidad compensa el valor actualizado
de la relación de los diámetros de las bobinas. El valor
"óptimo" de la diferencia de corriente y su intervalo de
tolerancia cambiará según cambien los diámetros de las bobinas. Se
puede encontrar el valor apropiado para un conjunto particular de
circunstancias a partir de la experimentación y se puede almacenar
en una tabla de perfiles de diferencias óptimas de corrientes que
puede ser consultada según sea necesario.
No se ha hecho referencia en la anterior
descripción a la anchura de la cinta de impresión, que es la
dimensión perpendicular a la dirección del avance de la cinta de
impresión. Puede ser apropiado proporcionar a un usuario la opción
de introducir manualmente un valor de anchura de la cinta de
impresión, de forma que se permite que el sistema ajuste los
límites predeterminados de tolerancia y las constantes de ganancia
del control de PID a los que se ha hecho referencia anteriormente
para tener en cuenta la característica dependiente de la anchura de
la cinta del aparato, por ejemplo, para seleccionar distintos
límites objetivo para la tensión t medida (ecuación 3).
Como se ha expuesto anteriormente, en las
impresoras de transferencia es necesario colocar de forma precisa
el cabezal de impresión con respecto a la platina que soporta el
sustrato sobre el que se va a imprimir si se va a producir una
impresión de buena calidad, particularmente a altas velocidades de
impresión. La realización descrita de la invención evita la
necesidad de llevar a cabo estos ajustes mecánicos para optimizar el
ángulo del cabezal de impresión al hacer uso del hecho de que el
cabezal de impresión está montado sobre un dispositivo portador
desplazable.
La Figura 21 muestra el rodillo 30, el borde 32
del cabezal de impresión y el rodillo 33 de separación como se
muestran en la Figura 5. La línea 109 representa el borde adyacente
de la cubierta protectora 21. La línea discontinua 110 representa
la posición de una tangente al rodillo 30 en el punto de
aproximación más cercano del borde 32 del cabezal de impresión (se
apreciará que durante la impresión habrá interpuesto un sustrato y
una cinta de impresión entre el borde 32 y el rodillo 30). La línea
111 representa un radio que se extiende desde el eje 112 de giro
del rodillo 30. La línea 113 representa una línea nocional a través
del eje 112 paralela al borde 109. La línea 113 no representa más
que una dirección de referencia a través del eje 112 a partir del
que se puede medir la posición angular del radio 111 correspondiente
al ángulo 114.
El ángulo 115 es el ángulo de inclinación del
cabezal de impresión con respecto a la línea tangente 110. Este
ángulo es crítico para la calidad de impresión producida y estará
especificado normalmente por el fabricante como que tiene que estar
entre 1 o 2 grados de un valor nominal, tal como 30 grados. Sin
embargo, distintos cabezales de impresión exhiben distintas
características y es deseable poder realizar ajustes precisos, por
ejemplo, de uno o dos grados del ángulo 115.
Se apreciará que el ángulo 115 depende en primer
lugar de la colocación del cabezal de impresión en su estructura de
soporte y, en segundo lugar, de la posición de la línea tangente
110. Si se moviese el cabezal de impresión hacia la derecha en la
Figura 21, la posición angular del cabezal de impresión con respecto
al eje de giro del rodillo cambiará. Esa posición angular está
representada por la magnitud del ángulo 114. Según aumenta el
ángulo 114, disminuye el ángulo 115. De forma similar, si se moviese
el cabezal de impresión mostrado en la Figura 21 hacia la
izquierda, el ángulo 114 que representa la posición angular del
cabezal de impresión con respecto al eje de giro del rodillo
disminuiría y aumentaría el ángulo 115. Esta relación hace que sea
posible que un instalador realice ajustes sobre el ángulo del
cabezal de impresión simplemente ajustando la posición adoptada por
el dispositivo portador 36 sobre el carril 22 (véase la Figura 2)
durante la impresión. Por lo tanto, un instalador colocaría
inicialmente el cabezal de impresión de forma que asumiría una
posición nominal en la que el ángulo 114 sería de aproximadamente
90 grados. Entonces, se utilizaría una tirada de prueba para
determinar la calidad de la impresión, se desplazaría el cabezal de
impresión con respecto al carril, se llevaría a cabo una nueva
tirada, etcétera, hasta que se optimizase la calidad resultante de
la impresión. No hay ningún requerimiento de que el instalador
realice ajustes mecánicos a la posición del cabezal de impresión
sobre su soporte.
Los procedimientos de impresión descritos con
referencia a las Figuras 13 a 16 hacen que sea posible aumentar la
velocidad de impresión al reducir la distancia que tiene que ser
hecha avanzar la cinta de impresión entre fases sucesivas de
impresión en ciclos sucesivos de impresión. La Figura 22 ilustra el
aspecto de un sustrato impreso en el lado izquierdo, y el aspecto
de una cinta de impresión asociada después de operaciones primera,
segunda, tercera y cuarta de impresión, respectivamente. Se podrá
observar que las imágenes alternas están formadas de líneas
impresas ligeramente desplazadas, que es posible establecer un
desplazamiento para que el cabezal de impresión recorra la cinta de
impresión como se ha descrito con referencia a las Figuras 13 a 16,
de forma que las imágenes sucesivas están generadas, en parte, de
porciones solapantes de la cinta de impresión. Se pueden doblar la
velocidad de avance de la cinta de impresión para una velocidad dada
del sustrato y la velocidad de reproducción de imágenes. En este
contexto, la expresión "ciclo de impresión" se utiliza para
hacer referencia a un ciclo completo de actividad que se lleva a
cabo en el intervalo entre un cabezal de impresión siendo
presionado en primer lugar en contacto con una cinta de impresión de
forma que transfiera tinta desde esa cinta de impresión para
comenzar la formación de una primera imagen hasta que se pone de
nuevo el cabezal de impresión en contacto con la cinta de
impresión, de forma que se inicie la transferencia de tinta que
formará una segunda imagen. Si el ciclo de impresión está
relacionado con una máquina de impresión continua, un ciclo
completo de impresión incluye una fase inicial de impresión en la
que el cabezal de impresión es estacionario y se transporta la
cinta de impresión con el sustrato sobre el que se va a imprimir por
delante del cabezal de impresión, y una fase subsiguiente en la que
no se imprime durante la cual el sustrato continúa siendo
transportado para ser impreso por delante del cabezal de impresión,
se retrae el cabezal de impresión de su contacto con la cinta de
impresión, se invierte la dirección de transporte de la cinta de
impresión, y luego se alimenta de nuevo la cinta de impresión hacia
delante hasta que está desplazándose en la dirección del sustrato,
después de lo cual se inicia la fase de impresión del siguiente
ciclo de impresión. En una impresora intermitente, el ciclo de
impresión se inicia con el sustrato y la cinta de impresión
estacionarios (a no ser que el sistema dependa de una impresión de
deslizamiento), se hace avanzar el cabezal de impresión por la
cinta de impresión y el sustrato durante una fase de impresión del
ciclo, entonces se retrae el cabezal de impresión de la cinta de
impresión y se devuelve a su posición inicial, y se hacen avanzar el
sustrato y la cinta de impresión para estar preparados para el
inicio del siguiente ciclo de impresión.
Por lo tanto, durante la fase de impresión de
cada ciclo de impresión, el cabezal de impresión recorre una
longitud predeterminada de cinta de impresión, bien como un
resultado del desplazamiento del cabezal de impresión con respecto
a una cinta de impresión estacionaria o de movimiento más lento, o
bien como resultado de un desplazamiento de la cinta de impresión
con respecto al cabezal de impresión. A partir de entonces, se hace
avanzar la cinta de impresión una distancia predeterminada. En
muchas aplicaciones, la magnitud de esa distancia predeterminada de
avance de la cinta de impresión es un factor limitante sobre la
máxima velocidad global del aparato. En las impresoras conocidas,
la distancia predeterminada de avance de la cinta de impresión es
generalmente al menos tan larga como la longitud predeterminada de
la cinta de impresión que es recorrida por el cabezal de impresión.
El aparato descrito hace que sea posible operar de forma en la que
la distancia predeterminada de avance de la cinta de impresión es
menor que la longitud predeterminada de una cinta de impresión
recorrida por el cabezal de impresión.
Con referencia a la Figura 22, el lado izquierdo
de la Figura muestra cuatro imágenes sucesivas depositadas sobre un
sustrato, siendo cada imagen idéntica. La sección de la derecha de
la Figura 22 muestra la imagen original que debe ser reproducida
sobre el sustrato. Las cuatro secciones intermedias ilustran el
aspecto de la cinta de impresión después de la impresión de las
cuatro imágenes mostradas en el lado izquierdo de la Figura 2.
Suponiendo un funcionamiento en un modo de impresión intermitente,
se hace avanzar el sustrato una distancia idéntica entre cada uno
de los ciclos sucesivos de impresión. El sustrato es estacionario
durante cada ciclo de impresión, al igual que la cinta de
impresión. Cada ciclo de impresión incluye una fase inicial de
impresión durante la cual el cabezal de impresión se desliza por la
cinta de impresión, de forma que recorre una longitud de la cinta
de impresión correspondiente a la longitud de la imagen formada
sobre el sustrato, seguida de una fase adicional en la que se
devuelve el cabezal de impresión a su posición original y se hace
avanzar la cinta de impresión una distancia correspondiente a la
mitad de la longitud de la cinta de impresión sobre la que se
desliza el cabezal de impresión durante la fase de impresión.
Durante esa primera fase de impresión, solo se alimenta la mitad de
los elementos de impresión soportados por el cabezal de impresión,
y, de esta manera, la imagen depositada sobre el sustrato tiene
forma de una serie de líneas paralelas. Durante la siguiente fase
de impresión, el cabezal de impresión se desliza de nuevo por la
cinta una distancia correspondiente a la longitud de la imagen,
pero, durante ese movimiento, se alimentan los elementos de
impresión del cabezal de impresión que entran en contacto con
partes de la cinta distintas de aquellas con las que entraron en
contacto los elementos alimentados de impresión durante el primer
ciclo de impresión. Al final del segundo ciclo de impresión, se
devuelve de nuevo el cabezal a su posición inicial y se hace avanzar
la cinta de impresión la mitad de la longitud de la imagen formada
sobre el sustrato. Contando desde la izquierda en la Figura 22, las
secciones segunda, tercera, cuarta y quinta de esta Figura muestran
el aspecto de la cinta de impresión después de que se haya
completado cada uno de los ciclos de impresión primero, segundo,
tercero y cuarto. Se hará notar que todas las imágenes formadas
sobre el sustrato son sustancialmente idénticas, siendo la única
diferencia entre las imágenes sucesivas sobre el sustrato que una
está compuesta de líneas desplazadas con respecto a las líneas que
forman la imagen adyacente.
La salida representada en la Figura 22 se
produce utilizando un cabezal de impresión en el que el elemento de
impresión está dispuesto en un conjunto lineal, estando los
elementos de impresión de número impar en el conjunto asignado a un
grupo y estando los elementos de impresión de número par en el
conjunto asignado al otro grupo. Esto hace que sea posible alternar
entre los grupos, de forma que la distancia que avanza la cinta de
impresión durante cada ciclo de impresión es solo la mitad de la
longitud de la cinta de impresión de la que se libera tinta durante
cada ciclo. Se apreciará que los elementos de impresión podrían
estar dispuestos en tres, cuatro o más grupos, estando alimentados
los grupos en un ciclo predeterminado, de forma que, por ejemplo,
en el caso de una disposición de tres grupos la distancia que avanza
la cinta de impresión en cada ciclo de impresión podría ser
únicamente un tercio de la longitud de la cinta de impresión sobre
la que se desliza el cabezal de impresión en un ciclo
cualquiera.
Aunque se ha descrito este aspecto de la
presente invención en detalle en el contexto de la impresión
intermitente, se apreciará que se podría aplicar la misma técnica a
un aparato de impresión continua en el que el movimiento relativo
entre la cinta de impresión y el cabezal de impresión es el
resultado del transporte de la cinta de impresión por delante de un
cabezal estacionario en vez del transporte de un cabezal de
impresión con respecto a una cinta de impresión estacionaria.
Claims (14)
1. Un aparato de impresión que comprende un
cabezal de impresión, un mecanismo de accionamiento de la cinta de
impresión para hacer avanzar una cinta de impresión entre el cabezal
de impresión y un recorrido por el que, durante su uso, se hace
avanzar un sustrato sobre el que se va a imprimir, un medio para
aplicar el cabezal de impresión a una cinta de impresión soportada
en el mecanismo de accionamiento, comprendiendo el cabezal de
impresión un conjunto de elementos de impresión, cada uno de los
cuales puede estar alimentado de forma selectiva para liberar tinta
de una porción de cinta de impresión que entra en contacto con ese
elemento, y un controlador para controlar la alimentación de los
elementos de impresión y el avance de la cinta de impresión, de
forma que se lleve a cabo una serie de ciclos de impresión, cada uno
de los cuales incluye una fase de impresión durante la cual un
movimiento relativo entre el cabezal de impresión y la cinta de
impresión da como resultado el recorrido de un cabezal de impresión
una longitud predeterminada de cinta de impresión, y una fase en la
que no se imprime durante la cual se hace avanzar la cinta de
impresión una distancia predeterminada con respecto al cabezal de
impresión, en el que el controlador está dispuesto de forma
selectiva para alimentar distintos grupos de elementos de impresión
durante ciclos sucesivos de impresión, estando distribuidos los
grupos de elementos en el cabezal de impresión de forma que los
distintos grupos entran en contacto con distintas porciones de la
cinta de impresión, y el controlador está dispuesto para hacer
avanzar la cinta de impresión de forma que dicha distancia
predeterminada de avance de la cinta de impresión es menor que dicha
longitud predeterminada de cinta de impresión, estando alimentados
los grupos de elementos de impresión de forma que se hace avanzar
la cinta de impresión al menos dicha longitud predeterminada de la
cinta de impresión en el intervalo entre dos fases cualesquiera de
impresión en las que está alimentado el mismo grupo de elementos de
impresión.
2. Un aparato conforme a la reivindicación 1, en
el que el mecanismo de accionamiento comprende dos motores, al
menos uno de los cuales es un motor de pasos, dos soportes de las
bobinas sobre los que se pueden montar las bobinas de la cinta,
siendo accionable cada bobina por medio de un motor respectivo, y un
controlador para controlar la alimentación de los motores, de forma
que se puede transportar la cinta en al menos una dirección entre
las bobinas montadas en los soportes de las bobinas, en el que el
controlador es operativo para alimentar ambos motores para accionar
las bobinas de la cinta en la dirección de transporte de la
cinta.
3. Un aparato conforme a la reivindicación 2, en
el que el controlador está dispuesto para controlar los motores
para transportar la cinta en ambas direcciones entre las
bobinas.
4. Un aparato conforme a la reivindicación 2 o
3, en el que ambos motores son motores de pasos.
5. Un aparato conforme a la reivindicación 2, 3
o 4, en el que el controlador es operativo para monitorizar la
tensión en una cinta que está siendo transportada entre bobinas
montadas sobre los soportes de las bobinas y para controlar los
motores para mantener la tensión monitorizada entre los límites
predeterminados.
6. Un aparato conforme a la reivindicación 5, en
el que se proporcionan medios para monitorizar la energía
suministrada a al menos uno de los motores y para calcular una
estimación de la tensión de la cinta a partir de la energía
monitorizada.
7. Un aparato conforme a la reivindicación 6,
cuando es dependiente de la reivindicación 4, que comprende una
fuente de alimentación, y un medio de accionamiento de los motores
de pasos para suministrar corriente de forma secuencial a los
devanados de los motores de pasos de la fuente de alimentación,
estando monitorizada la energía mediante la monitorización de la
magnitud del voltaje y/o de la corriente suministrados a los motores
y/o al medio de accionamiento de los motores.
8. Un aparato conforme a la reivindicación 7,
que comprende una fuente regulada de alimentación que proporciona
un voltaje sustancialmente constante al medio de accionamiento de
los motores de pasos, monitorizando el medio de monitorización la
magnitud de la corriente suministrada al medio de accionamiento de
los motores de pasos.
9. Un aparato conforme a la reivindicación 8, en
el que cada motor de pasos está alimentado por un circuito de
accionamiento respectivo del motor, habiendo conectada una
resistencia eléctrica respectiva de baja resistencia en serie con
cada circuito de accionamiento de los motores, y en el que se
monitorizan las señales de voltaje desarrolladas a través de las
resistencias en serie para monitorizar la corriente suministrada a
los motores.
10. Un aparato conforme a la reivindicación 8 o
9, en el que el medio para monitorizar corriente está operativo
para monitorizar la corriente durante un periodo predeterminado de
tiempo.
11. Un aparato conforme a la reivindicación 10,
en el que el medio de monitorización está operativo únicamente
durante periodos en los que la velocidad de transporte de la cinta
es sustancialmente constante.
12. Un aparato conforme a la reivindicación 10 u
11, en el que el periodo predeterminado de tiempo se corresponde
con una longitud predeterminada de transporte de la cinta.
13. Un aparato conforme a una cualquiera de las
reivindicación 6 a 12, en el que se registran los datos de
calibración para el motor de pasos, o para cada uno de ellos,
representando los datos de calibración el consumo de energía para
el motor de pasos en cada una de una serie de velocidades de paso
bajo condiciones sin carga de cinta, y se calcula una medida de la
tensión de la cinta mediante referencia a una medida de la velocidad
de paso del motor, estando relacionados los datos de calibración
con la velocidad de paso, y la energía consumida por el motor.
14. Un procedimiento para controlar un proceso
de impresión en un aparato de impresión que comprende un cabezal de
impresión, un mecanismo de accionamiento de la cinta de impresión
para hacer avanzar una cinta de impresión entre el cabezal de
impresión y un recorrido por el que, durante su uso, se hace avanzar
un sustrato sobre el que se va a imprimir, y un medio para aplicar
el cabezal de impresión a una cinta de impresión soportada en el
mecanismo de accionamiento, comprendiendo el cabezal de impresión un
conjunto de elementos de impresión, cada uno de los cuales puede
estar alimentado de forma selectiva para liberar tinta de una
porción de la cinta de impresión que entra en contacto con ese
elemento, en el que la alimentación de los elementos de impresión y
el avance de la cinta de impresión están controlados de forma que se
lleve a cabo una serie de ciclos de impresión, cada uno de los
cuales incluye una fase de impresión durante la cual el movimiento
relativo entre el cabezal de impresión y la cinta de impresión da
como resultado el recorrido del cabezal de impresión una longitud
predeterminada de cinta de impresión, y una fase en la que no se
imprime durante la cual se hace avanzar la cinta de impresión una
distancia predeterminada con respecto al cabezal de impresión, se
alimentan de forma selectiva distintos grupos de elementos de
impresión durante los ciclos sucesivos de impresión, estando
distribuidos los grupos de elementos en el cabezal de impresión de
forma que los distintos grupos entran en contacto con distintas
porciones de la cinta de impresión, y se hace avanzar la cinta de
impresión de forma que dicha distancia predeterminada de avance de
la cinta de impresión es menor que dicha longitud predeterminada de
la cinta de impresión, estando alimentados los grupos de elementos
de impresión de forma que se hace avanzar la cinta de impresión al
menos dicha longitud predeterminada de la cinta de impresión en el
intervalo entre dos fases cualesquiera de impresión en las que está
alimentado el mismo grupo de elementos de impresión.
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